RohrfÖrmige Kokille für den Schleuderguss und Schleudergussform

Die Erfindung betrifft rohrförmige Kokillen für den Schleuderguss zur Herstellung von Körpern aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, Schleuder- gussformen mit einer rohrförmigen Kokille für die Herstellung von Körpern aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, Verfahren zur Herstellung von Körpern im Schleuderguss aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff in einer Schleudergussform mit einer rohrförmigen Kokille und Verwendungen einer rohrför¬ migen Kokille in einer Schleudergussform zur Herstellung von Körpern aus einer Guss¬ legierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff.

Schleudergussformen bestehen bekannterweise im wesentlichen aus einem Formträger, der Kokille als Form, einer Auswerfereinrichtung und einem Deckel mit einer Öffnung für die Gießrinne. Die eingesetzten Kokillen für Schleudergussformen zur Herstellung von Körpern aus Nichteisenmetallen sind aus einem Stahl gefertigt. Derartige Kokillen sind unter anderem durch die Druckschriften DE 1 927 811 Al (Pulverförmiges Auskleidungsmittel für Schleudergießkokillen) und CH 646 076 A5 (Schlichte für die Herstellung einer Ausklei¬ dung einer Schleudergusskokille und Verfahren zur Beschichtung einer Schleuderguss- kokille) bekannt, wobei Oberflächen mit einem pulverformigen Auskleidungsmittel als Schlichte versehen werden. Die Verwendung einer Kokille aus Stahl kann dazu führen, dass sich in der äußeren Mantelschicht auch Gaseinschlüsse ausbilden, die durch spa¬ nende Abtragverfahren entfernt werden muss. Dadurch sind zusätzliche Arbeitsschritte zur Herstellung der Körper notwendig. Mit dem Einsatz der Schlichte wird versucht, die Stärke der Mantelschicht mit Gaseinschlüssen zu minimieren, so dass sowohl der Zeitauf¬ wand für das Entfernen als auch das abzutragende Material der Körper verringert werden kann. Die verwendete und verschlissene Kokille aus einem Eisenmetall muss aber durch Verfahren der Eisenmetallurgie verwertet werden.

Der in den Patentansprüchen 1, 2, 9 und 11 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schleudergussform mit einer rohrförmigen Kokille und eine rohrförmige Kokille für ein endabmessungsnahes Gießen von Körpern aus einer Gusslegierung be¬ stehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit den im Patentanspruch 1, 2, 9 und 11 aufgeführten Merkmalen gelöst.

Die rohrförmige Kokillen für den Schleuderguss zur Herstellung von Körpern aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, die Schleudergussformen mit einer rohrförmigen Kokille für die Herstellung von Körpern aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, die Ver¬ fahren zur Herstellung von Körpern im Schleuderguss aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff in einer Schleuder¬ gussform mit einer rohrförmigen Kokille und die Verwendungen einer rohrförmigen Kokille in einer Schleudergussform zur Herstellung von Körpern aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass ein endabmessungsnahes Gießen von Körpern aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff möglich ist. Das wird vorteilhafterweise dadurch möglich, dass die rohr¬ förmige Kokille gleichfalls aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer besteht. Es kommt damit ein Nichteisenmetall für die rohrförmige Kokille zum Einsatz. Damit kann die rohrförmige Kokille vorteilhafterweise auch aus dem gleichen Werkstoff wie der durch den Schleuderguss herzustellende Körper bestehen. Wenigstens auf der die Außenflächen des Körpers bildenden Oberflächen sowohl der rohrförmigen Kokille als auch dem Auswerferdeckel der Schleudergussform befindet sich eine Schicht aus Par¬ tikeln aus einem Formtrennstoff aus der Gruppe der Feuerfestmaterialien. Diese Schicht sichert das leichte Entfernung des Körpers aus der Schleudergussform. Das metallische Mehrstoffsystem mit Kupfer zeichnet sich durch eine schnelle Wärmeab- leitung der Wärme der in die Schleudergussform eingefüllten Schmelze zur Realisierung des Körpers aus. Ein weiterer Vorteil stellt der geringe thermische Verschleiß der rohr- förmigen Kokille dar. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die rohrförmige Kokille kosten¬ günstig beim Nutzer selbst hergestellt werden kann. Ein Hersteller bekannter Kokillen aus einem Stahl/Eisenwerkstoff ist nicht notwendig. Gleichzeitig ergeben sich Vorteile bei der Verwertung verschlissener rohrförmiger Kokillen. Der Hersteller der Körper aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer verfugt über die technologischen Möglichkeiten zur Aufbereitung der Ausgangsstoffe, so dass eine verschlissene rohr¬ förmige Kokille aus dem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer leicht einer neuen Nutzung zugeführt werden kann. Der Werkstoff kann dabei sowohl zur Herstellung der Körper oder zur Herstellung einer neuen rohrförmigen Kokille wiederverwendet werden. Dadurch ist eine ökonomische Herstellung der Körper vorhanden. Beim Hersteller der Körper besteht damit eine technologische Kette. Besondere durch die Verwendung eines Stahles hervorgerufene zusätzliche Kosten für eine Herstellung, Bereitstellung und Entsorgung sind nicht mehr vorhanden. Dadurch ist der Hersteller der Körper weiterhin in der Lage, auch kurzfristig selbst neue oder geänderte rohrförmige Kokillen je nach Bedarf herzustellen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Körper endabmessungsnah hergestellt werden können, so dass kostenintensive Nacharbeiten durch Spanen der Körper als Gusskörper minimiert werden können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 3 bis 8 und 10 angegeben.

Günstige Stoffe für die rohrförmige Kokille sind nach der Weiterbildung des Patent- anspruchs 3 eine Kupfer-Zink-, eine Kupfer-Zinn- oder eine Kupfer-Zink-Nickel-Guss¬ legierung oder nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 4 CuZn40Pb2.

Die rohrfbrmige Kokille besteht nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 5 vorteil- hafterweise aus CuZn34Mn3A12Fel. Dieses Material zeichnet sich durch die hohe mechanische Belastbarkeit, dass heißt statischer Festigkeit und Härte hervorgerufen durch die Legierungselemente Mn, Al und Fe, aus. Weiterhin weist das Material eine hohe Biegewechselfestigkeit auf, so dass ein geringer Verzug der rohrförmigen Kokille in der Schleudergussform vorhanden ist.

Nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 6 besteht der Formtrennstoff vorteil¬ hafterweise aus einem Keramikpulver bestehend aus ZrO2, SiO2, A12O3 einzeln oder in Kombinationen, wobei nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 7 die Größe der Partikel des Keramikpulvers größer/gleich 20 μm und kleiner/gleich 50 μm ist.

Die die Außenflächen des Körpers bildenden Oberflächen der rohrförmigen Kokille besitzen nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 8 eine Oberflächenrauigkeit von größer/gleich 30 μm und kleiner/gleich 50 μm, so dass eine gute Haftung der Partikel des Formtrennstoffes gewährleistet ist.

Die Partikel des Formtrennstoffes werden vorteilhafterweise nach der Weiterbildung des Patentanspruchs 10 in einer wässrigen Dispersion aufgebracht, wobei die diese Dispersion aufgesprüht wird.

Ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden näher beschrieben.

Eine rohrförmige Kokille für den Schleuderguss zur Herstellung von Körpern aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, eine Schleudergussform mit einer rohrförmigen Kokille für die Herstellung von Körpern aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff, ein Verfahren zur Herstellung von Körpern im Schleuderguss aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff in einer Schleudergussform mit einer rohrförmigen Kokille und eine Verwendung einer rohr- förmigen Kokille in einer Schleudergussform zur Herstellung von Körpern aus einer Gusslegierung bestehend aus einem metallischen Mehrstoffsystem mit Kupfer als einem Stoff werden nachfolgend in dem Ausfuhrungsbeispiel zusammen näher erläutert. Die Schleudergussform besteht im wesentlichen und bekannterweise aus einem Form¬ träger, der Kokille als Form, einer Auswerfereinrichtung und einem Deckel mit einer Öffnung für die Gießrinne. Eine rohrförmige Kokille für die Herstellung von Körpern aus einer spanbaren Kupfer- Zink-Gusslegierung besteht aus dem gleichen Stoff wie der durch das Schleuderguss¬ verfahren herzustellende Körper. Das ist zum Beispiel spanbares CuZn40Pb2 oder CuZn34Mn3A12Fel. Wenigstens auf der die Außenflächen des Körpers bildenden Oberflächen sowohl der rohrförmigen Kokille als auch dem Auswerferdeckel der Auswerfereinrichtung der Schleudergussform ist eine Schicht aus Partikeln aus einem Formtrennstoff aus der Gruppe der Feuerfestmaterialien aufgebracht. Der Formtrennstoff ist ein Überzugsstoff aus Partikeln auf der Basis von Keramik bestehend aus ZrO2, SiO2, A12O3 einzeln oder in Kombinationen, der zum Aufbringen mit Wasser als Trägerflüssigkeit versehen ist. Die Größe der Partikel des Keramikpulvers ist größer/gleich 20 μm und kleiner/gleich 50 μm. Die Trägerflüssigkeit mit den Partikeln wird als Dispersion wenigstens auf die die Außenflächen des Körpers bildenden Oberflächen sowohl der rohrförmigen Kokille als auch der Auswerfereinrichtung aufgesprüht. Vorteilhafterweise weisen diese Oberflächen eine Oberflächenrauigkeit von größer/gleich 30 μm und kleiner/gleich 50 μm auf, so dass ein sicherer Halt der Partikel der Dispersion auf diesen Oberflächen gewährleistet ist. Vor dem Schleuderguss des Körpers wird wenigstens die rohrförmige Kokille auf eine Temperatur von 100°C bis 180°C vorgewärmt. Dabei bildet sich eine als Schutzschicht wirkende Schicht aus den Partikeln des Formtrennstoffes aus, die eine stabile und temperaturbeständige Schutzschicht darstellt. Nach der Herstellung der Körper können diese durch diese Schutzschicht leicht aus der rohrförmigen Kokille gedrückt werden, so dass eine Mehrfachnutzung der rohrförmigen Kokille gegeben ist. In Ausfuhrungsformen können die rohrförmigen Kokillen je herzustellenden Körper aus einer spanbaren Kupfer-Zinn- oder einer spanbaren Kupfer-Zink-Nickel-Gusslegierung bestehen.