DD229278A3 - DIE-CASTING METHOD FOR LIGHT METALS AND THEIR ALLOYS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Druckgussverfahren fuer Leichtmetalle und deren Legierungen, welches vor allem bei der Herstellung von Druckgussteilen aus Aluminium, Aluminiumlegierungen und Zink angewendet wird. Ziel und Aufgabenstellung der Erfindung bestehen darin, durch die Schaffung von homogenen, fest haftenden und rueckstandsarmen Trennmittelschichten auf den Arbeitsflaechen der Druckgussformen die Durchfuehrung des Druckgussverfahrens zu verbessern und gleichzeitig die Voraussetzung fuer eine Automatisierung zu schaffen. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass auf die Arbeitsflaechen der Druckgussformen ein Formtrennmittel aufgebracht wird, welches aus einer Kombination von waessrigen Loesungen bzw. Dispersionen aus mindestens einem Carboxylat von Metallen der I. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente und mindestens einem Carboxylat von Metallen der II. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente bzw. von Zink und einem System aus zwei- und dreiwertigen Alkoholen besteht.The invention relates to a die casting process for light metals and their alloys, which is used especially in the production of die castings made of aluminum, aluminum alloys and zinc. The aim and task of the invention are to improve the performance of the die-casting process by creating homogeneous, firmly adhering and low-friction release agent layers on the Arbeitsflaechen the die casting molds and at the same time to create the conditions for automation. The object is achieved in accordance with the invention by applying to the working surfaces of the die casting molds a mold release agent comprising a combination of aqueous solutions or dispersions of at least one carboxylate of metals of main group I of the Periodic Table of the Elements and at least one carboxylate of metals of II Main group of the Periodic Table of the Elements or of zinc and a system of di- and trihydric alcohols.
Description
Die Erfindung betrifft ein Druckgußverfahren für Leichtmetalle und deren Legierungen, welches vor allem bei der Herstellung von Druckgußteilen aus Aluminium, Aluminiumlegierungen und Zink angewendet wird. c The invention relates to a die casting process for light metals and their alloys, which is mainly used in the production of die cast aluminum, aluminum alloys and zinc. c
- 2 - 258 516 O- 2 - 258 516 O
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Beim Druckgußverfahren werden schmelzflüssige Leichtmetalle bzw. deren Legierungen mittels Druckgußmaschinen zu entsprechenden Druckgußteilen verarbeitet. Eine der kritischsten Verfahrensstufen ist dabei die Trennung der geformten Teile von der Druckgußform. Deshalb ist es erforderlich, vor dem Einbringen des schmelzflüssigen Metalls in die Druckgußform deren Arbeitsflächen mit einem Formtrennmittel zu behandeln, um ein Anhaften des Gußmaterials zu verhindern und ein gutes Entformen der Druckgußteile zu gewährleisten.In the die casting molten light metals or their alloys are processed by means of die casting machines to corresponding die castings. One of the most critical process steps is the separation of the molded parts from the die. Therefore, before introducing the molten metal into the die, it is necessary to treat its working surfaces with a mold release agent to prevent adhesion of the casting material and to ensure good demoulding of the die cast parts.
In der einschlägigen Literatur werden eine Reihe von Verfahren beschrieben, bei welchen für die Behandlung der Druckgußformen feste, pastöse oder flüssige Trennmittelkombinationen zum Einsatz gelangen. Dabei werden flüssige Trennmittel wegen der günstigeren Anwendungsmöglichkeiten bevorzugt.The relevant literature describes a number of processes in which solid, pasty or liquid release agent combinations are used for the treatment of the pressure casting molds. In this case, liquid release agents are preferred because of the more favorable applications.
Als Trennsubstanzen werden hauptsächlich Graphit, Molybdän- oder Wolframdisulfid, Metallpulver oder organische Substanzen wie Silikone, schwefel- oder halogenhaltige Verbindungen u. ä. eingesetzt, welche in die entsprechenden Trägermedieix wie Öle und Wasser bzw. deren Gemische u. ä. eingearbeitet werden.As separating substances are mainly graphite, molybdenum or tungsten disulfide, metal powder or organic substances such as silicones, sulfur or halogen-containing compounds u. Ä., Which in the appropriate Trägerermedieix such as oils and water or mixtures thereof u. Ä. Be incorporated.
Im Buch von Reimer "Druckguß" (2. Auflage, München: Hanser—Verlag 1968, Seite 224) wird auf den Einsatz von Zinkstearat als geeignetes Formtrennmittel hingewiesen..In the book of Reimer "die casting" (2nd edition, Munich: Hanser Verlag 1968, page 224), the use of zinc stearate as a suitable mold release agent is pointed.
Bei der alleinigen Anwendung von Metallsalzen aliphatischer Karbonsäuren ist allerdings der eintretende Schmier- bzw. Trenneffekt äußerst unbefriedigend. Mit festen oder pastösen Metallseifen ist keine einheitliche Bedeckung der gesamten Formoberfläche möglich. Problematisch ist außerdem die Einarbeitung von Metallsalzen aliphatischer Karbonsäuren in disperse Systeme bzw. bei der Herstellung von deren Lösungen zum Zwecke der besseren Applizier- und Verteilbarkeit der Wirksubstanzen.In the sole use of metal salts of aliphatic carboxylic acids, however, the incoming lubricating or separating effect is extremely unsatisfactory. With solid or pasty metal soaps no uniform coverage of the entire surface of the mold is possible. Another problem is the incorporation of metal salts of aliphatic carboxylic acids in disperse systems or in the preparation of their solutions for the purpose of better applicability and dispersibility of the active substances.
In der US-PS 4 212 750 wird ein Verfahren beschrieben, bei welchem durch Einsatz von Polyalkylenglykol in Verbindung mit Chlorparaffin bzw. sulfurierten oder chlorierten Fettsäureestern und anderen Zusatzstoffen wäßrige Emulsionen mit schmierenden bzw. formtrennenden Eigenschaften erhalten werden.US Pat. No. 4,212,750 describes a process in which aqueous emulsions with lubricating or mold-separating properties are obtained by using polyalkylene glycol in conjunction with chloroparaffin or sulfurized or chlorinated fatty acid esters and other additives.
- 3 - 258 516- 3 - 258 516
Die Stabilitätsprobleme bei derartigen Kombinationen führen vor allem be.i den hohen Arbeitstemperaturen und bei komplizierten Gußformen zu einer ungleichmäßigen Bedeckung der Formoberflächen mit trennwirksamer Substanz und damit zu Schwierigkeiten bei der Entformung. Des weiteren bilden schwefel- oder halogenhaltige Substanzen aggressive Zersetzungsprodukte, die zu Korrosionserscheinungen auf den Druckgußformen führen.The stability problems with such combinations lead, above all, to the high working temperatures and, in the case of complicated casting molds, to uneven covering of the mold surfaces with a release-active substance and thus to difficulties in demoulding. Furthermore, sulfur or halogen-containing substances form aggressive decomposition products, which lead to corrosion on the die casting molds.
Bei der Anwendung von festen oder pastösen Formtrennmitteln oder von instabilen Trennmitteldispersionen ist die Durchführung eines automatisierten Druckgußprozesses aus den o. g. Gründen nicht möglich bzw. nur schwer realisierbar. Gleichzeitig bilden sich durch den Gehalt an nichtflüchtigen Stoffen und aus den Zersetzungsprodukten auf den Formoberflächen unerwünschte Rückstände, die zu weiteren technologischen Schwierigkeiten, insbesondere zu Qualitätsproblemen am Urformwerkzeug und am Druckgußteil, führen und erhebliche Aufwendungen bei der Instandhaltung der Gußformen erfordern.When using solid or pasty mold release agents or unstable release agent dispersions, the implementation of an automated die casting process from the o. G. Reasons not possible or difficult to realize. At the same time form by the content of non-volatile substances and from the decomposition products on the mold surfaces unwanted residues that lead to further technological difficulties, in particular quality problems on the master mold and Diecasting, and require considerable expenditure on the maintenance of the molds.
Schließlich erhalten die Oberflächen der Druckgußteile ein uneinheitliches Aussehen und die Beseitigung der Rückstände erfordert einen intensiven Waschprozeß der Gußteile.Finally, the surfaces of the die-cast parts have a non-uniform appearance and the removal of the residues requires an intensive washing process of the castings.
Eine Reihe von Trennmittelkombinationen, insbesondere öl—, wachs- und halogenhaltige, besitzen zusätzlich den Nachteil, daß erhebliche Probleme bezüglich des Gesundheits-, Arbeits- und Brandschutzes auftreten.A number of release agent combinations, especially oil, wax and halogen-containing, additionally have the disadvantage that considerable problems in terms of health, work and fire protection occur.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die dem bekannten Stand der Technik anhaftenden Mängel, insbesondere die aus den unzureichenden Trennmittelkombinationen resultierenden Technologischen Probleme bei der Durchführung des Druckgußverfahrens, weitestgehend abzustellen bzw. zu beseitigen und die Voraussetzungen für eine Automatisierung des Druckgußverfahrens für Leichtmetalle und deren Legierungen zu schaffen.The object of the invention is to remedy the shortcomings inherent in the prior art, in particular the technological problems resulting from the insufficient release agent combinations when performing the die casting process, and to eliminate the conditions for automation of the die casting process for light metals and their alloys to accomplish.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, homogene, fest haftende und rückstandsarme Trennmittelschichten aus den Arbeitsflächen der Druckgußformen zu schaffen, welche den Anforderungen des Druckgußverfahrens für Leichtmetalle und deren Legierungen gemäß vorstehender Zielstellung entsprechen.The invention has for its object to provide homogeneous, firmly adhering and low-residue release agent layers of the working surfaces of the die casting, which meet the requirements of die casting for light metals and their alloys according to the above objective.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf die Arbeitsflächen der Druckgußformen ein Formtrennmittel aufgebracht wird, welches aus einer Kombination von wäßrigen Lösungen bzw. Dispersionen aus mindestens einem Carboxylat von Metallen der I. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente und mindestens einem Carboxylat von Metallen der II. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente bzw. von Zink und einem System aus zwei- und "dreiwertigen Alkoholen besteht.The object is achieved in that a mold release agent is applied to the work surfaces of the die casting, which consists of a combination of aqueous solutions or dispersions of at least one carboxylate of metals of the I. main group of the Periodic Table of the Elements and at least one carboxylate of metals II Main group of the Periodic Table of the Elements or of zinc and a system of di- and trihydric alcohols.
Es hat sich weiterhin als zweckmäßig herausgestellt, wenn die Carboxylate aus den Salzen von Metallen der I. und II. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente bzw. von Zink mit aliphatischen Karbonsäuren mit mehr als 10 C-Atomen bestehen.It has also been found to be expedient if the carboxylates consist of the salts of metals of the I. and II. Main group of the Periodic Table of the Elements or of zinc with aliphatic carboxylic acids having more than 10 C-atoms.
Ferner hat sich als günstig erwiesen, wenn das System aus zwei- und dreiwertigen Alkoholen aus Glyzerin und einem Diol besteht, wobei sich die Ethylenglykole als besonders vorteilhaft herausgestellt haben.Furthermore, it has proved to be advantageous if the system consists of dihydric and trihydric alcohols of glycerol and a diol, with the ethylene glycols have been found to be particularly advantageous.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist das Formtrennmittel in beliebigem Verhältnis mit Wasser mischbar und wird·vorzugsweise durch Aufsprühen auf die Arbeitsflächen der Druckgußformen aufgebracht, wobei durch die Wasserverdampfung eine homogene, fest haftende und rückstandsarme Trennmittelschicht erzeugt wird.In the method according to the invention, the mold release agent is miscible with water in any ratio and is preferably applied by spraying onto the working surfaces of the pressure casting molds, wherein a homogeneous, firmly adhering and low-residue release agent layer is produced by the water evaporation.
Die Erfindung soll nachstehend an einigen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:The invention will be explained in more detail below with reference to some embodiments:
Für den Druckguß von Reinaluminium wird eine Druckgußform aus Stahl mit einem Trennmittel folgender Zusammensetzung eingesprüht:For the die casting of pure aluminum, a die-cast steel mold is sprayed with a release agent of the following composition:
- 5 - 258 516- 5 - 258 516
Kaliumpalmitratlösung 10%ig 15 Teile Lithiumstearatdispersion 40%ig 50 Teile Calciumstearatdispersion 30%ig 10 Teile Glyzerin 10 TeilePotassium palmitate solution 10% 15 parts lithium stearate dispersion 40% 50 parts calcium stearate dispersion 30% 10 parts glycerol 10 parts
Monoethylenglykol 15 TeileMonoethylene glycol 15 parts
Verdünnung mit Wasser 1:10Dilution with water 1:10
Es bildet sich eine homogene, fest haftende und klare Trennmittelschicht, die eine gute Entformung der Druckgußteile ermöglicht. Die Rückstände auf der Druckgußform sind gering und leicht entfernbar. Die Druckgußteile weisen eine gute Oberflächenqualität auf.It forms a homogeneous, firmly adhering and clear release agent layer that allows good removal of the die castings. The residues on the die are small and easily removable. Die castings have a good surface quality.
Für den Druckguß einer Aluminiumlegierung GD AlSi9Cu1 wird eine Druckgußform aus Stahl mit folgender Trennmittelkombination eingesprüht :For the die casting of an aluminum alloy GD AlSi9Cu1, a die-cast steel mold is sprayed with the following release agent combination:
Natriumoleatlösung 10%ig 15 TeileSodium oleate solution 10% 15 parts
Calciumsteareatdispersion 30%ig 50 Teile Magnesiumoleatdispersion 30%ig 5 Teile Glyzerin 10 TeileCalcium stearate dispersion 30% 50 parts Magnesium oleate dispersion 30% 5 parts Glycerol 10 parts
Polyethylenglykol MG 200 15 TeilePolyethylene glycol MG 200 15 parts
Verdünnung mit Wasser 1:15Dilution with water 1:15
Es bildet sich ein klarer, einheitlicher und gut haftender Trennmittelfilm, der eine sehr gute Entformung der Druckgußteile ermöglicht .It forms a clear, uniform and well-adhering release agent film, which allows a very good demolding of the die castings.
Die Rückstände auf der Druckgußform sind gering, die Oberflächenqualität der Druckgußteile ist sehr gut.The residues on the die are small, the surface quality of die castings is very good.
Für den Druckguß einer Aluminiumlegierung GD AlSiIOMg wird für das Einsprühen der Druckgußform folgende Trennmittelkombination verwendet:For the die casting of an aluminum alloy GD AlSiIOMg, the following release agent combination is used for the injection of the die casting:
Kaliumoleatlösung 10%ig 15 TeilePotassium oleate solution 10% 15 parts
Calciumsteareatdispersion 50%ig 50 Teile Glyzerin 3 TeileCalcium stearate dispersion 50% 50 parts glycerin 3 parts
Triglykol t 5 TeileTriglycol t 5 parts
Verdünnung mit Wasser 1:20Dilution with water 1:20
- 6 - 258 516- 6 - 258 516
Es bildet sich eine klare, gut haftende und homogene Trennmittelschicht. Eine ausgezeichnete Entformung der Druckgußteile ist auch im Dauerbetrieb gewährleistet.It forms a clear, well-adhering and homogeneous release agent layer. An excellent demolding of the die cast parts is guaranteed even in continuous operation.
Die Rückstandsbildung auf der Form ist minimal, die Druckgußteile weisen eine qualitativ sehr gute Oberfläche auf.The formation of residue on the mold is minimal, the die castings have a very good quality surface.
Für den Druckguß von Reinzink wird eine Druckgußform mit einem Trennmittel folgender Zusammensetzung eingesprüht: Natriumstearatlösung 10%ig · 60 Teile Zinkmyristatdispersion 40%ig 20 Teile Glyzerin 5 TeileFor the die casting of pure zinc, a die is sprayed with a release agent of the following composition: sodium stearate solution 10% × 60 parts zinc myristate dispersion 40% 20 parts glycerol 5 parts
Butylglykol 10 TeileButyl glycol 10 parts
Verdünnung mit Wasser 1 :30Dilution with water 1:30
Der einheitliche, klare und fest haftende Trennmittelfilm gewährleistet eine gute Entformung der Druckgußteile.The uniform, clear and firmly adhering release agent film ensures good removal of the die cast parts.
Bei geringen und.leicht entfernbaren Rückständen zeigen die Gußteile eine gute Oberflächenqualität.At low and. Easily removable residues, the castings show a good surface quality.
Claims (4)
Elemente und mindestens einem Carboxylat von Metallen der1. Die casting process for light metals and their alloys, in which on the work surfaces of the die casting molds a mold release agent is applied which contains metal salts of aliphatic carboxylic acids and polyhydric alcohols, characterized in that the mold release agent is a combination of the aqueous solutions or dispersions of at least one carboxylate of metals of the I. main group of the Periodic Table of the
Elements and at least one carboxylate of metals
Salzen von Metallen der I. und II. Hauptgruppe des Periodensystems der Elemente bzw. von Zink mit aliphatischen Karbonsäuren mit mehr als 10 C-Atomen bestehen.2. die casting process for light metals and their alloys according to item 1, characterized in that the carboxylates from the
Salts of metals of the I. and II. Main group of the Periodic Table of the Elements or of zinc with aliphatic carboxylic acids having more than 10 carbon atoms.
dreiwertigen Alkoholen aus Glyzerin und einem Diol, vorzugsweise einem Ethylenglykol, besteht.3. die casting for light metals and their alloys according to item 1, characterized in that the system of two and
trihydric alcohols of glycerin and a diol, preferably an ethylene glycol.
wird.4. die casting process for light metals and their alloys according to item 1 to 3, characterized in that the mold release agent in any ratio with water is miscible and applied preferably by spraying onto the mold surfaces
becomes.
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| DD83258516A DD229278A3 (en) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | DIE-CASTING METHOD FOR LIGHT METALS AND THEIR ALLOYS |
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Family Applications (1)
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