Korrosionsschutzschicht

Die Erfindung bezieht sich auf ein gießtechnisches Bauteil für eine Vorrichtung zum Gießen oder Handhaben einer Metallschmelze, wobei das Bauteil einen metallischen Grundkörper und einen Oberflächenbereich aufweist, der im Gießbetrieb der Metallschmelze ausgesetzt ist, sowie auf ein Verfahren zum Aufbringen einer Korrosionsschutzschicht auf ein Substrat, bei dem es sich insbesondere um das gießtechnische Bauteil handeln kann.

Derartige gießtechnische Bauteile sind in der Metallgießtechnik in vielerlei Formen in Gebrauch, beispielsweise als Gießgarnituren, Gießbehälter, Schmelzeöfen, Schmelzefördereinheiten und Gießformen sowie Teilen dieser Metallgießkomponenten. Meist wird für den Grundkörper ein Stahlmaterial verwendet, da derartige Bauteile ein gutes Kosten/Nutzen- Verhältnis besitzen.

Es hat sich jedoch herausgestellt, dass gießtechnische Bauteile aus Stahl in Bereichen, in denen sie im Gießbetrieb mit der heißen Metall- schmelze in Kontakt kommen, von der flüssigen Metallschmelze chemisch angegriffen werden, d.h. einer Korrosion unterliegen. So wird beispielsweise ein merklicher Korrosionsangriff durch Aluminiumschmelzen beim Aluminiumdruckguss auf damit in Kontakt kommende Stahloberflächen gießtechnischer Bauteile beobachtet. Als eine Abhilfe ist es für Gießkolben/Gießzylinder-Einheiten von Metalldruckgussmaschinen bekannt, den Gießkolben und den Gießzylinder ganz aus einem keramischen Material oder aus einem Sintermaterial, z.B. aus gesintertem Ti- tandiborid (TiB ₂ ), zu fertigen. Die mechanische Festigkeit, Wärmewiderstandsfähigkeit und Stoßfestigkeit blieben jedoch unbefriedigend. Als Abhilfe wird in der Offenlegungsschrift DE 2 364 809 vorgeschlagen, den Gießkolben und den Gießzylinder als zusammengesetztes gesintertes Bauteil aus einer Mischung von zwei oder mehr Stoffen aus der Stoffgruppe zu fertigen, welche aus den Karbiden, Boriden und Nitriden besteht. Insbesondere wird eine spezielle Mischung von Borkarbid (B ₄ C) mit einem oder mehreren von TiB ₂ , Zirkondiborid (ZiB ₂ ) und Bornitrid (BN) angegeben.

In der Patentschrift US 4.556.098 werden dieses und andere untersuchte Sintermaterialien weiterhin als unbefriedigend bezeichnet, und es wird alternativ ein heißgepresstes, ultrahartes Siliziumnitrid- oder Sialon- Material hoher Dichte für den Gießzylinder und den Gießkolben vorgeschlagen. Für einen Tiegel aus Gusseisen wird eine Schutzbeschichtung gegen Korrosion und Oxidation aus Ca, AI2O3 oder anderen Oxiden wie ΑΙ2Ο3-ΤΊΟ2 oder aus TiB ₂ , ZaB ₂ , CaB ₂ oder anderen reinen oder gemischten Boriden oder aus AIN, Si3N ₄ , BN, Sialonen oder anderen Nitriden angegeben, die z.B. aus einer Emulsion oder durch Flammspritzen aufgebracht wird. Für konische Stopfen zum Verschließen von Zugäng- lichkeitsbohrungen für den Steigkanal und anderen Teilen einer Gießgarnitur wird die Fertigung aus ebenfalls solchen korrosions- und erosionsfesten Materialien vorgeschlagen. Für Teile der Gießform, die der Metallschmelze nur noch bei niedrigeren Temperaturen ausgesetzt sind, wird eine Beschichtung aus einem dichten Material aus Si ₃ N ₄ , AIN, Sia- lon, BN, Graphit oder pyrolytischem Kohlenstoff oder Legierungen hiervon vorgeschlagen.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines gießtechnischen Bauteils der eingangs genannten Art sowie eines Verfahrens zum Aufbringen einer Korrosionsschicht auf ein Substrat, bei dem es sich insbesondere um ein gießtechnisches Bauteil handeln kann, zugrunde, wobei das gießtechnische Bauteil mit relativ geringem Aufwand herstellbar ist und eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegen flüssige Metallgießschmelzen zeigt und mit dem Verfahren eine Korrosionsschutzschicht mit hoher Korrosionsbeständigkeit insbesondere gegenüber heißen Metallschmelzen vergleichsweise einfach und mit guter Schichthomogenität auch an schwer zugänglichen Stellen aufgebracht werden kann.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines gießtechnischen Bauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eines Korrosionsschutzschicht-Aufbringverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1.

Beim erfindungsgemäßen gießtechnischen Bauteil ist der metallische Grundkörper in dem Schmelzekontakt-Oberflächenbereich, in welchem er im Gießbetrieb der Metallschmelze ausgesetzt ist, mit einer gegenüber der Metallschmelze beständigen Korrosionsschutzschicht versehen, die charakteristischerweise unter Verwendung von Mikro- und/oder Nanopartikeln einer oder mehrerer Substanzen aus einer Substanzgruppe gebildet ist, die aus Boriden, Nitriden und Karbiden der Übergangsmetalle und deren Legierungen sowie von Bor und Silizium und aus AI2O3 besteht. Untersuchungen haben gezeigt, dass ein mit dieser speziellen Korrosionsschutzschicht ausgerüstetes gießtechnisches Bauteil eine unerwartet gute Korrosionsfestigkeit gegenüber dem Kontakt mit heißer, reaktivier Metallschmelze zeigt, gerade auch gegenüber Aluminiumschmelzen. Als Erklärung wird primär das Vorhandensein der einen oder mehreren korrosionsschützenden Substanzen in Form von Mikro- und/oder Nanopartikeln in der Schicht angenommen. Insbesondere haben Untersuchungen ergeben, dass dergestalt beschichtete gießtechnische Bauteile eine sehr hohe Korrosionsfestigkeit gegenüber Aluminiumschmelzen und entsprechend lange Gebrauchsdauer aufweisen, die derjenigen gleichartiger Bauteile überlegen sein kann, die ganz aus einem Stahlmaterial oder einem Keramikmaterial bestehen oder die in einer herkömmlichen Weise mit einer Korrosionsschutzschicht ohne Mikro- und/oder Nanopartikel im Schichtaufbau versehen sind, selbst wenn für die Korrosionsschutzschicht die gleichen Substanzen verwendet werden.

Durch die spezielle Korrosionsschutzschicht kann für den Grundkörper des gießtechnischen Bauteils gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ein übliches Stahlmaterial verwendet werden, worunter vorliegend auch Edelstahlmaterial zu verstehen ist. Dies ermöglicht eine im Vergleich zur Verwendung von Keramikmaterialien einfache Herstellung des Bauteils. Zudem können bereits bestehende Bauteile mit einem solchen Grundkörper aus Stahlmaterial leicht nachträglich mit der Korrosionsschutzschicht versehen werden. Dabei bleiben die bekannt guten mechanischen Eigenschaften von Stahl für das gießtechnische Bauteil erhalten.

In einer Weiterbildung der Erfindung besitzen die Mikro- und/oder Nanopartikel eine mittlere Partikelgröße zwischen 50nm und 50μΐη. Insbesondere mittlere Partikelgrößen zwischen 100nm und 30μΐη und spezieller zwischen 150nm und 30μΐη erweisen sich als sehr vorteilhaft für die auf Beständigkeit gegenüber heißen, reaktiven Metallschmelzen ausgelegte Korrosionsschutzschicht. In einer Weiterbildung der Erfindung beinhaltet die Korrosionsschutzschicht wenigstens Mikro- und/oder Nanopartikel aus TiB ₂ . Auf Basis dieser TiB ₂ -Partikel aufgebaute Korrosionsschutzschichten, die optional Mikro- und/oder Nanopartikel einer oder mehrerer anderer Substanzen zusätzlich enthalten können, zeigen eine sehr hohe Korrosionsfestigkeit gegenüber Korrosion durch heiße AI-Schmelzen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist die Korrosionsschutzschicht eine Sol-Gel-Schicht, d.h. eine durch einen Sol-Gel-Prozess aufgebrachte Schicht, wobei die Mikro- und/oder Nanopartikel als Füllstoff fungieren, mit dem das Sol im Sol-Gel-Prozess beladen wird. Derartige Korrosionsschutzschichten lassen sich sehr gleichmäßig und mit homogenen Schichteigenschaften auch an relativ schwer zugänglichen Oberflächenbereichen des gießtechnischen Bauteils aufbringen, was wiederum insgesamt die Korrosionsfestigkeit und Langlebigkeit des gießtechnischen Bauteils fördert.

In weiterer Ausgestaltung weist die Sol-Gel-Korrosionsschutzschicht einen zirkonbasierten oder siliziumbasierten Gelbildner auf. In weiterer Ausgestaltung enthält die Sol-Gel-Korrosionsschutzschicht ein zusätzlich zugesetztes Alkali- oder Erdalkalimetallsalz und/oder ein zusätzlich zugesetztes, Viskositätseinstellendes Polymer. Dies trägt unterstützend zur Erzielung der gewünschten guten Schichteigenschaften für die Korrosionsschutzschicht auf entsprechenden Schmelzekontakt-Oberflächenbereichen des gießtechnischen Bauteils bei.

In einer weiteren Ausgestaltung ist die Sol-Gel-Korrosionsschutzschicht als Mehrfachschicht aus mehreren Beschichtungslagen gebildet, von denen mindestens zwei mit den Mikro- und/oder Nanopartikeln als Füllstoff beladen sind und/oder wenigstens eine Schichtlage, vorzugsweise die letzte Schichtlage, ohne Füllstoff aufgetragen wird, bevor dann im Sol-Gel-Prozess alle Gel-Schichtlagen zusammen einem Einbrennpro- zess unterworfen werden. Mit einem derartigen Mehrlagenaufbau lassen sich die Eigenschaften der Korrosionsschutzschicht hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit gegen heiße Metallschmelzen weiter optimieren. So kann beispielsweise eine füllstofffreie äußere Schichtlage als Deckschichtlage aus z.B. Siliziumoxid oder Zirkonoxid fungieren. Die Mikro- und/oder Nanopartikel bleiben dann in der oder den darunterliegenden Schichtlagen eingebettet.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das gießtechnische Bauteil ein solches für eine Vorrichtung zum Gießen einer Aluminiumschmelze. Durch die erwähnte, herausragende Korrosionsbeständigkeit gegenüber heißen Aluminiumschmelzen ist das erfindungsgemäße gießtechnische Bauteil für diesen Einsatzzweck hervorragend geeignet.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist das gießtechnische Bauteil ein solches für eine Metalldruckgussmaschine. Insbesondere kann es eine Gießgarnitur, ein Gießbehälter, eine Schmelzeofenkomponente, eine Schmelzeförderkomponente, eine Gießformkomponente oder ein Teil dieser mit der Schmelze in Kontakt kommenden Komponenten der Metalldruckgussmaschine sein. Durch seine spezifische Korrosionsschutzschicht besitzt das gießtechnische Bauteil auch für diese Einsatzzwecke eine hervorragende Eignung und vergleichsweise lange Gebrauchsdauer.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Korrosionsschutzschicht auf ein Substrat durch einen Sol-Gel-Prozess unter Verwendung von Mikro- und/oder Nanopartikeln mit einer mittleren Partikelgröße zwischen 100nm und 50μΐη als Füllstoff aufgebracht. Insbesondere kann es sich bei dem Substrat um ein erfindungsgemäßes gießtechnisches Bauteil handeln, auf dessen Schmelzekontakt-Oberflächenbereich die Korrosionsschutzschicht aufgebracht wird. Das Substrat kann darüber hinaus aber auch ein beliebiges Bauteil sein, dessen Oberfläche vor einem korrosiven Angriff einer reaktiven Metallschmelze zu schützen ist. In einer Weiterbildung des Verfahrens werden mehrere Gel- Schichtlagen mit Mikro- und/oder Nanopartikeln gleicher oder unterschiedlicher Substanzen gebildet, bevor die Schichtlagen zusammen einem aushärtenden, verglasenden Einbrennschritt unterzogen werden.

In einer Weiterbildung des Verfahrens werden mehrere Gel- Schichtlagen gebildet, wobei wenigstens für eine letzte Schichtlage ein füllstofffreies Solmaterial verwendet wird. Letztere bildet nach einem gemeinsamen, verglasenden Einbrennschritt eine füllstofffreie Deckschichtlage, während die Mikro- und/oder Nanopartikel in der oder den inneren Schichtlagen eingebettet bleiben.

In einer Weiterbildung des Verfahrens wird ein verglasender Einbrenn- prozess für die eine oder mehreren Gel-Schichtlagen bei einer Temperatur zwischen etwa 500°C und etwa 650°C durchgeführt. Es zeigt sich, dass eine derart gebildete Sol-Gel-Korrosionsschutzschicht bei Verwendung von Mikro- und/oder Nanopartikeln geeigneter Substanzen eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit gegenüber chemisch-reaktivem Ein- fluss von heißen Metallschmelzen aufweist.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Längsschnittansicht durch einen Gießbehälter mit Korrosionsschutzschicht für eine Warmkammer-Druckgussmaschine,

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht eines mit der Korrosionsschutzschicht versehenen Bereichs des Gießbehälters und Fig. 3 ein Flussdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Aufbringen einer Korrosionsschutzschicht z.B. für den Gießbehälter von Fig. 1.

Ein in Fig. 1 gezeigter Gießbehälter 1 ist von einer an sich üblichen Bauart, wie er von der Anmelderin in Warmkammer-Druckgussmaschinen eingesetzt wird, um z.B. Aluminium-, Magnesium- und Zinkschmelzen zu gießen. Er besitzt einen metallischen Grundkörper 2, der vorzugsweise wie üblich aus einem Stahlmaterial bzw. Edelstahlmaterial besteht und in dem diverse Öffnungen bzw. Bohrungen eingebracht sind, insbesondere eine Kolbenstangendurchführungsbohrung 4, die an ihrem unteren Ende in eine zylindrische Schmelzekammerbohrung 5 übergeht, in der sich bei eingesetzter Gießkolbenstange ein axial beweglicher Gießkolben befindet, Einlaufbohrungen 6, über die Schmelze aus einem Schmelzeofen bzw. Schmelzetiegel in die Schmelzekammerbohrung 5 angesaugt wird, einen Steigkanal 7, über den Schmelze aus der Schmelzekammerbohrung 5 zu einer Gießform gedrückt wird, sowie Zugangsbohrungen 8a, 8b, die zum Einbringen der Steigkanalbohrung 7 dienen und mit nicht gezeigten Verschlussstopfen verschlossen werden.

Im Gebrauch ist der Gießbehälter 1 in der gezeigten, vertikalen Stellung bis zu einer in Fig. 1 markierten Höhe H in einen Schmelzetiegel des Schmelzeofens der Druckgussmaschine eingesetzt. Dies hat zur Folge, dass potentiell alle inneren und äußeren Oberflächen des Gießbehälters 1 bis zu dieser Höhe H mit der zu gießenden Metallschmelze in Kontakt kommen können. Zusätzlich besteht dieser Schmelzekontakt auch für die Oberfläche des über der Höhe H liegenden Abschnitts des Steigkanals 7. Alle diese Oberflächenbereiche, die im Gießbetrieb mit der metallischen Gießschmelze in Kontakt kommen können, werden vorliegend als Schmelzekontakt-Oberflächenbereiche 9 bezeichnet und sind in Fig. 1 mit dicker gezeichneten Linien hervorgehoben. Im gezeigten Beispiel sind dies insbesondere die Oberflächen der Schmelzekammerbohrung 5 und eines anschließenden Abschnitts der Kolbenstangendurchführungsbohrung 4 bis mindestens zur besagten Höhe H, der Einlaufbohrungen 3, des Steigkanals 7, der Zugangsbohrungen 8a, 8b und der Außenseite des Grundkörpers 2 bis zur Höhe H.

In diesen Schmelzekontakt-Oberflächenbereichen 9 ist der Grundkörper 2 des Gießbehälters 1 mit einer charakteristischen, gegenüber der Metallschmelze beständigen Korrosionsschutzschicht 3 versehen, die unter Verwendung von Mikro- und/oder Nanopartikeln einer oder mehrerer ausgewählter Substanzen gebildet ist. Diese Substanzen sind aus einer Substanzgruppe ausgewählt, die aus Boriden, Nitriden und Karbiden der Übergangsmetalle und deren Legierungen sowie von Bor und Silizium und aus Aluminiumoxid (AI ₂ O3) besteht. Die Mikro- und/oder Nanoparti- kel weisen eine mittlere Partikelgröße zwischen 50nm und 50μΐη auf, vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße zwischen 100nm und 30μΐη und bevorzugter zwischen 150nm und 30μΐη. Als vorteilhaft erweisen sich unter anderem Mikro- und/oder Nanopartikel aus TiB ₂ .

Die Korrosionsschutzschicht 3 wird in einer vorteilhaften Realisierung durch einen Sol-Gel-Prozess auf die Schmelzekontakt-Oberflächenbereiche 9 als Substrat aufgebracht, wobei es sich bei dem Substrat wie gesagt vorzugsweise um ein Stahlmaterial des Gießbehälter-Grundkörpers 2 handelt. Dabei kann die Sol-Gel-Korrosionsschutzschicht als Einfachschicht oder Mehrfachschicht realisiert sein.

Fig. 2 veranschaulicht schematisch die auf den Grundkörper 2 z.B. aus Stahl bzw. Edelstahl aufgebrachte Korrosionsschutzschicht 3, in diesem Beispiel als Mehrfachschicht mit einer oder mehreren Schichtlagen, die einen äußeren, füllstofffreien Schichtteil 3b bilden, und einer oder mehreren Schichtlagen, die einen vom äußeren Schichtteil 3b abgedeckten Schichtteil 3a bilden, der die erwähnten Mikro- und/oder Nanopartikel als Füllstoff des Sol-Gel-Prozesses enthält. Dadurch sind die Mikro- und/oder Nanopartikel im inneren Schichtteil 3a der Korrosionsschutzschicht 3 eingebettet, der vom äußeren Schichtteil als Deckschichtlage 3b abgedeckt wird. Typische bevorzugte Schichtdicken für die Korrosionsschutzschicht 3 liegen im Bereich zwischen etwa 1 μΐη und 500μΐη, wobei die mittlere Partikelgröße der Mikro- und/oder Nanopartikel ange- passt an die gewünschte Schichtdicke demgegenüber kleiner gewählt ist, so dass die Mikro- und/oder Nanopartikel nicht an der Oberfläche der Korrosionsschutzschicht 3 vorstehen.

Fig. 3 veranschaulicht exemplarisch ein mögliches vorteilhaftes Verfahren zum Aufbringen einer Korrosionsschutzschicht durch einen Sol-Gel- Prozess. Bei der dadurch aufgebrachten Korrosionsschutzschicht kann es sich um die Korrosionsschutzschicht 3 des Gießbehälters 1 oder alternativ um eine solche irgendeines anderen in der Gießindustrie oder anderweitig verwendeten Bauteils handeln, das eine Oberfläche aufweist, die im Gebrauch vor dem reaktiven Einfluss einer flüssigen Metallschmelze zu schützen ist. Wie gezeigt, werden dafür zunächst in zwei getrennten Mischungsschritten 10, 1 1 einerseits ein Gelbildner mit einem Lösemittel und andererseits Wasser mit dem Lösemittel gemischt. Als Gelbildner wird ein zirkonbasierter oder siliziumbasierter Gelbildner eingesetzt, beispielsweise Zirkonpropoxid, Tetramethoxysilan bzw. Tetramethylorthosilikat (TMOS), Tetraethoxysilan bzw. Tetraethylorthosi- likat (TEOS), Aminopropyltrimethoxysilan (APS(M)) oder Aminopro- pyltriethoxysilan (APS(E)). Als Lösemittel ist z.B. Essigsäure bzw. Eisessig oder Tetrahydrofuran (THF) verwendbar. Gelbildner und Lösemittel werden typischerweise in etwa gleichen Gewichtsanteilen gemischt, das Mischungsverhältnis von Lösemittel und Wasser beträgt 1 :n Mol, wobei n die Menge an Gelbildner in Mol multipliziert mit der Anzahl der Liganden des Gelbildners bezeichnet. Anschließend werden die beiden Mischungen zusammengemischt, wodurch es zu einer exothermen Hydrolyse zur Bildung des Sols als Ausgangsstoff kommt, siehe den Mischungsschritt 12 in Fig. 3.

Zur Bereitstellung von mit Füllstoff beladenem Sol wird in einem weiteren Mischungsschritt 13 das Sol mit den Mikro- und/oder Nanopartikeln einer oder mehrerer der oben genannten Partikelsubstanzen gemischt, d.h. beladen. Bevorzugte mittlere Partikelgrößen liegen, wie gesagt, im Bereich von 50nm bis 50μΐη und insbesondere zwischen 100nm und 30μΐη bzw. 150nm und 30μΐη. Bevorzugt werden die Mikro- und/oder Nanopartikel in einem Gewichtsanteil beigemischt, der kleiner als oder höchstens gleich groß ist wie der Gewichtsanteil an Sol. Nach einem anschließenden Abkühlschritt ist das beladene Solmaterial zur Anwendung bereit, wobei die Verarbeitungszeit typischerweise höchstens ca. 1 h beträgt. In dieser Zeit wird das zu beschichtende Bauteil, wie der gezeigte Gießbehälter im Schmelzekontakt-Oberflächenbereich 3, mit einer Schichtlage des beladenen Solmaterials beschichtet, siehe Schritt 15 in Fig. 3. Die aufgebrachte Schichtlage wird dann zur Gel-Bildung bei geeigneter Temperatur von bis zu ca. 100°C getrocknet, siehe Schritt 16.

Die Schritte 15 und 16 zum Aufbringen einer Schichtlage aus vorbereitetem Solmaterial und Umwandlung in eine Gel-Schichtlage können bei Bedarf zur Herstellung der Sol-Gel-Schicht als Mehrfachschicht einmal oder mehrmals wiederholt werden, wobei je nach Bedarf mit Mikro- und/oder Nanopartikel beladenes Solmaterial oder füllstofffreies Solmaterial ohne diese Mikro- und/oder Nanopartikel für eine jeweilige Schichtlage verwendet werden kann.

So zeigt Fig. 3 als ein exemplarisches Beispiel das Herstellen einer letzten, äußeren Schichtlage aus unbeladenem, füllstofffreiem Solmaterial, wie es im Mischungsschritt 12 erhalten wurde. Durch eine entsprechen- de Abfolge von Beschichtungsschritt 17 und Trocknungsschritt 18 wird das unbeladene Sol aufgebracht und zur Gel-Bildung bei bis zu 100°C getrocknet.

Es versteht sich, dass in alternativen Ausführungsformen beliebige Kombinationen von Schichtlagen mit unbeladenem, füllstofffreiem Solmaterial und Schichtlagen mit beladenem Solmaterial realisiert werden können, wobei im beladenen Solmaterial die erwähnten Mikro- und/oder Nanopartikel der angegebenen Substanzgruppe als Füllstoff enthalten sind. Weiter versteht sich, dass je nach Bedarf in der gleichen beladenen Schichtlage Mikro- und/oder Nanopartikel ausschließlich der gleichen Substanz oder alternativ unterschiedlicher Substanzen enthalten sein können und dass ebenso in verschiedenen beladenen Schichtlagen je nach Bedarf Mikro- und/oder Nanopartikel der gleichen Substanz oder unterschiedlicher Substanzen enthalten sein können. Als besonders geeignet haben sich unter anderem Mikro- und/oder Nanopartikel aus TiB ₂ , M0 ₂ B ₅ , ZrB ₂ und Mischungen dieser Substanzen erwiesen.

Nachdem auf diese Weise ein gewünschter einlagiger oder mehrlagiger Schichtaufbau aus einer oder mehreren Gel-Schichtlagen hergestellt wurde, wird dieser Schichtaufbau in einem abschließenden Einbrennschritt 19 des Sol-Gel-Prozesses ausgehärtet und damit zu einem glasartigen Material verdichtet. Der Einbrennschritt 19 erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 500°C und 650°C. Vorzugsweise wird eine Schutzatmosphäre z.B. aus Argongas für den Einbrennprozess benutzt.

Wenn zum Aufbringen der letzten Schichtlage gemäß den Schritten 17 und 18 von Fig. 3 ein unbeladener siliziumbasierter Gelbildner verwendet wird, kann daraus die füllstofffreie Deckschichtlage 3b gemäß Fig. 2 z.B. als Siliziumoxidschicht realisiert werden. Es versteht sich, dass die Erfindung außer den exemplarisch gezeigten und oben erläuterten Ausführungsbeispielen weitere Ausführungsformen umfasst. So kann der Gießbehälter 1 bei Bedarf auch noch an weiteren Oberflächenbereichen, die keinem Schmelzekontakt unterliegen, mit der Korrosionsschutzschicht oder einer anderen Oberflächenschicht versehen sein. Weiter können beliebige andere gießtechnische Bauteile mindestens in ihrem Schmelzekontakt-Oberflächenbereich erfindungsgemäß mit der Korrosionsschutzschicht versehen sein, insbesondere Gießgarnituren, Schmelzeofenkomponenten, Schmelzeförderkomponenten und Gießformkomponenten oder deren Teile von Druckgussmaschinen des Warmkammer- oder Kaltkammertyps und anderen Vorrichtungen zum Gießen einer Metallschmelze. In gleicher Weise können beliebige andere Bauteile durch das erfindungsgemäße Verfahren mit einer Korrosionsschutzschicht in Oberflächenbereichen versehen werden, die im Gebrauch mit Metallschmelzen in Kontakt kommen können, z.B. Bauteile oder Gerätschaften, wie sie zum Handhaben von Metallschmelzen bei Lötprozessen, beim Herstellen von Metalllegierungen, beim Reinigen von Metallschmelzen und bei der Gewinnung fester Metalle aus der Schmelze verwendet werden.

Es zeigt sich, dass die spezielle Korrosionsschutzschicht eine sehr hohe Korrosionsbeständigkeit insbesondere auch gegenüber heißen Aluminiumschmelzen aufweist. Bei Bildung der Korrosionsschutzschicht mittels eines Sol-Gel-Prozesses kann die Schicht mit relativ geringem Aufwand sehr gleichmäßig und homogen auch in schwer zugänglichen Oberflächenbereichen des zu beschichtenden gießtechnischen Bauteils angebracht werden. Bei Bedarf kann dem Solmaterial für die Sol-Gel-Schicht zusätzlich ein Alkali- oder Erdalkalimetallsalz und/oder ein viskositäts- einstellendes Polymer zugesetzt werden. In alternativen Ausführungsformen der Erfindung kann die Korrosionsschutzschicht auch durch Laserauftragschweißen, Flammspritzen oder Plasmaspritzen aufgebracht werden. Weitere Ausführungsformen der Erfindung umfassen das Aufbringen einer mehrlagigen Korrosionsschutzschicht, von der mindestens eine, vorzugsweise eine äußere, Schichtlage durch das erfindungsgemäße Sol-Gel-Auftragverfahren und mindestens eine andere Schichtlage durch ein anderes Auftragverfahren gebildet wird, bei dem es sich insbesondere um Laserauftragschweißen, Flammspritzen oder Plasmaspritzen handeln kann. Dadurch kann in entsprechenden Anwendungsfällen ein optimal an den Einsatzzweck angepasster Schichtaufbau mit minimiertem Herstellungsaufwand erzielt werden. In gleicher Weise kann ein beliebiges Bauteil bzw. Substrat erfindungsgemäß an unterschiedlichen Oberflächenbereichen mit je einer Korrosionsschutzschicht versehen werden, die mit zwei verschiedenen der vier genannten Auftragverfahren, i.e. Sol-Gel-Verfahren, Laserauftragschweißen, Flammspritzen und Plasmaspritzen, aufgebracht werden. So kann z.B. der Sol-Gel-Prozess zum Beschichten schwer zugänglicher Bereiche und eines der drei anderen genannten Verfahren zum Beschichten leichter zugänglicher, flächiger Bereiche des Substrats eingesetzt werden. Weiter können die erwähnten Varianten der„vertikalen" bzw.„lateralen" Kombination von mit unterschiedlichen Verfahren aufgebrachten Schichten auch miteinander bei einem entsprechenden Bauteil bzw. Substrat kombiniert sein.