DE1220089B - Verfahren zum Giessen von geschmolzenem Metall im Vakuum - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

B22d

DeutscheKL: 31c-12/02.

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Nummer: 1220 089 ; '

Aktenzeichen: G 35402 VI a/31 c

Anmeldetag: 6. Juli 1962

Auslegetag: 30. Juni 1966

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Gießen von geschmolzenem Metall im Vakuum und insbesondere auf ein Verfahren zum Abdichten einer Vakuumgießvorrichtung mittels einer Dichtungsmasse.

Die Schaffung und die Aufrechterhaltung zufriedenstellender Hochvakuumdichtungen beim Vakuumguß sind bisher sehr schwierig gewesen zufolge der beim Gießvorgang auftretenden Hitze und der beträchtlichen Ausdehnung der Gießausrüstung, die sich aus den auf den Gießvorgang folgenden Temperaturänderungen ergibt.

Bisher verwendete Dichtungsmassen werden durch die Gießhitze entweder verhältnismäßig schnell spröde oder werden sogar zerstört. In beiden Fällen kann eine einwandfreie Abdichtung, wie sie für Hochvakuumguß erforderlich ist, nicht gewährleistet werden.

Der Zweck der Erfindung besteht insbesondere darin, die obengenannten Schwierigkeiten zu vermeiden und ein Verfahren zum Abdichten einer Vakuumgießvorrichtung mittels einer Dichtungsmasse zu schaffen, gemäß welchem eine zufriedenstellende Vakuumdichtung geschaffen und während des Gießvorgangs aufrechterhalten wird.

Ein solches Verfahren ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß in eine rings um die Gießform laufende Ausnehmung eine in plastischem, nicht gehärteten Zustand befindliche Dichtungsmasse eingebracht wird, die nach Aufsetzen der Vakuumkammer durch die Vorwärme der Gießform ausgehärtet und bei Beendigung des Gießens durch die Gießhitze zerstört wird.

Die erforderliche Aushärtungswärme für die Dichtungsmasse kann vorzugsweise zugeführt werden, falls seitens der Gießform keine genügende Vorwärme vorhanden ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als Dichtungsmasse eine Mischung von Glycidylpolyäther geringen Molekulargewichts, einem Kondensationsprodukt eines solchen PoIyäthers und Äthylenglykols und eines Härtemittels verwendet.

Vorzugsweise kann das Mischungsverhältnis des Glycidylpolyäthers und des Kondensationsproduktes in einem Bereich von 20:80 bis 12:88 liegen.

Bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung kann ein Vakuum von beispielsweise 0,015 mm Hg absoluten Drucks erzeugt und während des Gießvorganges aufrechterhalten werden.

Die Dichtungsmasse ist in ausreichendem Maße bildsam, um an der Metallfläche der Entgasungs-Verfahren zum Gießen von geschmolzenem
Metall im Vakuum

Anmelder:

Gero Metallurgical Corporation, Boston, Mass.

(V. St. A.)

Vertreter:

Dr. E. Wiegand und Dipl.-Ing. W. Niemann,

Patentanwälte, Hamburg 1, Ballindamm 26

Als Erfinder benannt:

John Bernard Gero,

Manchester by the Sea, Mass. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. ν. Amerika vom 7. Juli 1961 (122 440)

kammer und der Gießform anzuhaften und weiterhin auszuhärten, wenn sie in Berührung mit Metallflächen gebracht wird, die auf Temperaturen bis zu etwa 205° C erhitzt sind. Eine solche Aushärtung führt zu einem verformbaren, doch festen nachgiebigen Harz, das an den Flächen zäh anhaftet. In dem ausgehärteten Zustand widersteht die Dichtungsmasse einem Fließen oder einer Zersetzung bis zu Temperaturen von wenigstens etwa 315° C während eines begrenzten Zeitraumes, welcher dem Gießintervall entspricht. Nach dem Gießintervall zersetzt sich die ausgehärtete Dichtungsmasse zu einer trockenen pulverförmigen Substanz, die bequem von der Gießform entfernt werden kann.

Eine Dichtungsmasse mit den oben beschriebenen Eigenschaften kann aus einer Dreikomponentenmischung bestehen, von denen die Komponente (A) ein Glycidylpolyäther von niedrigem Molekulargewicht, die Komponente (B) ein Kondensationsprodukt eines solchen Polyäthers mit einem Glykol und die Komponente (C) ein Abbinde- oder Aushärtemittel ist. Die Komponente (A) wird dadurch gewonnen, daß man dihydrisches Phenol mit Epichlorhydrin umsetzt, um einen Glycidpolyäther mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 350 bis 450 F zu erzeugen. Die Komponente (B) ist das Reaktionsprodukt eines solchen Glycidpolyäthers mit

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einem Glykol, beispielsweise Äthylenglykol; dieses Erzeugnis kann ein Molekulargewicht von etwa 385 bis 485 F haben. Die Komponente (C) ist ein Aushärtemittel, welches eine Querverbindung für die Epoxyverbindungen bildet. Das bevorzugte Aushärtemittel ist eine Mischung eines primären Aushärtemittels aus pyromellitischem Dianhydrid und einem sekundären Aushärtungsmittel mit einem oder mehreren organischen Säureanhydriden. Vorzugsweise kann das Mischungsverhältnis der Komponente (A) und der Komponente (B) in dem Bereich von 20:80 bis 12:88 liegen.

Wenn es erwünscht ist, die Aushärtezeit zu verkürzen, können der Mischung verschiedene bekannte Aushärtebeschleuniger beigegeben werden. Zu diesen gehören Alphamethylbenzyl-Dimethylarnin, n-Butylamin, Pyridin und N-Methylpyridin. Diese Stoffe werden in katalytischen Mengen von 0,5 bis 3 Gewichtsprozent des in der Verbindung vorhandenen Harzes verwendet.

Zusätzlich zu den vorerwähnten Grundbestandteilen ist es vorteilhaft, der Mischung verschiedene Füllstoffe beizugeben, um die Menge zu vermehren, die Viskosität einzustellen, die thermische Leitfähigkeit zu vergrößern und somit eine gleichförmigere Aushärtung und einen geringeren thermischen Expansionskoeffizienten zu. erreichen. Zu den brauchbaren Füllern gehören Pulver von Aluminium, Eisen, Kupfer, Aluminiumoxyd, Kieselerde, Glimmer und Asbest. Faserige Stoffe, beispielsweise feiner Asbest, unterstützen die Bindung des Harzes und arbeiten den Unterschieden in der thermischen Ausdehnung zwischen dem Harz und dem gebundenen Metall entgegen. Die Füllstoffmenge läßt sich einstellen zwischen wenigen Prozent bis zu dem Drei- oder Vierfachen des Harzgewichtes.

Zur Durchführung eines Gießvorganges wird Dichtungsmasse in eine rings um die Gießform laufende Ausnehmung in plastischem, nicht gehärteten Zustand eingebracht. Nach Aufsetzen der Vakuumkammer wird die Dichtungsmasse durch die Vorwärme der Gießform ausgehärtet und bei Beendigung des Gießens durch die Gießhitze zerstört. Im allgemeinen beträgt in der Periode vor der Durchführung des Gusses der absolute Druck etwa 0,02 mm Hg, der sich in etwa 30 Sekunden erreichen läßt. Kleine Drücke von 0,001 mm Hg und weniger lassen sich bleibend erzeugen durch kontinuierliches Evakuieren der Luft während einer Periode von etwa 1 Minute oder weniger. Die Geschwindigkeit, mit der die Evakuierung erfolgt, ist höchst kritisch bei einer Mehrzahl von aufeinanderfolgenden Gießvorgängen, insbesondere, wenn aus einer einzigen Pfanne eine Reihe von vorbereiteten Gießformen versorgt werden, da in dem geschmolzenen Metall Temperaturverluste auftreten und unerwünschte Metallverfestigungen in der Gießpfanne erzeugen.

Bisher war es nicht unüblich, daß nach dem Guß verfestigtes Metall in der Gießpfanne verblieb oder daß die Abgabedüse und der Verschlußstopfen der Pfanne zusammenhafteten, wenn zu viel Zeit verging und der Temperaturabf all des geschmolzenen Metalls in der Gießpfanne ausreichend groß war.

Wie oben erwähnt, kann die gemäß der Erfindung verwendete Dichtungsmasse bei Temperaturen von ungefähr 38 bis 205° C ausgehärtet werden. Derartige Temperaturen sind üblicherweise in einer Gießform vom vorherigen Gießvorgang noch vorhanden. Wenn die Gießform nicht warm genug ist, weil sie sich während eines längeren Zeitraumes hat abkühlen können, ist es erforderlich, sie für das Aushärten der Dichtungsmasse vorzuerhitzen. Hierfür kann beispielsweise ein üblicher Gasbrenner oder eine Heizvorrichtung rund um die Außenseiten der Gießform angeordnet werden. Sobald die Dichtungsmasse vollständig ausgehärtet ist, kann die Vorrichtung geschmolzenes Metall aufnehmen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abdichten einer Vakuumgießvorrichtung mittels einer Dichtungsmasse,-dadurch gekennzeichnet, daß in eine rings um die Gießform laufende Ausnehmung eine in plastischem, nicht gehärteten Zustand befindliche Dichtungsmasse eingebracht wird, die nach Aufsetzen der Vakuumkammer durch die Vorwärme der Gießform ausgehärtet und bei Beendigung des Gießens durch die Gießhitze zerstört wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erforderliche Aushärtungswärme für die Dichtungsmasse zugeführt wird, falls seitens der Gießform keine genügende Vorwärme vorhanden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, .daß als Dichtungsmasse eine Mischung von Glycidylpolyäther geringen Molekulargewichts, einem Kondensationsprodukt eines solchen Polyäthers und Äthylenglykols und eines Härtemittels verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Härtemittel eine Mischung aus pyromelitischem Dianhydrid mit einem oder mehreren organischen . Säureanhydriden verwendet wird.

- - 5.-Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mischungsverhältnis des Glycidylpolyäthers und des. Kondensationsproduktes in einem Bereich von 20:80 bis 12:88 verwendet wird.

. In Betracht gezogene Druckschriften:
.Deutsche Patentschrift Nr. 1 069 340.

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