DE1041697B

DE1041697B - Use of a die-cast alloy made of aluminum, magnesium and silicon to achieve a clean surface of the die-cast parts

Info

Publication number: DE1041697B
Application number: DEK31038A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Johann Brandis; Dipl-Ing Fritz Hage
Original assignee: KLOTH SENKING AG EISEN und MET
Current assignee: KLOTH SENKING AG EISEN und MET
Priority date: 1957-02-05
Filing date: 1957-02-05
Publication date: 1958-10-23

Description

Verwendung einer Druckgußlegierung aus Aluminium, Magnesium und Silizium zur Erzielung einer sauberen Oberfläche der Druckgußstücke Legierungen zur Herstellung von Druckgußstücken aller Art, die aus Magnesium, Aluminium und Silizium bestehen, sind an sich bekannt.Use of a die-cast alloy made from aluminum, magnesium and silicon to achieve a clean surface of the die castings alloys for production of all kinds of die castings made of magnesium, aluminum and silicon, are known per se.

Die Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit sind aber gerade beim Druckguß sehr hoch, da es doch zum größten Teil Abgüsse sind, die weniger im schweren Maschinenbau als vielmehr beim Bau kleiner Apparate, zum Teil auch für Haushaltszwecke, Verwendung finden, wobei der Käufer größten Wert auf gutes Aussehen legt.The requirements for the surface quality are straight very high in die casting, since most of them are casts that are less im heavy mechanical engineering rather than the construction of small devices, sometimes also for Household purposes, find uses where the buyer places great emphasis on good looks lays.

Beim Druckguß ist es bekanntlich je nach Art des Gußstückes schwierig, eine einwandfreie Oberfläche zu erzielen. Die Gründe hierfür sind sehr verschiedenartig, und es sollen hier nur die wichtigsten aufgeführt werden.In die casting it is known to be difficult, depending on the type of casting, to achieve a perfect surface. The reasons for this are very diverse, and only the most important are listed here.

Durch die schnelle Erstarrung des Metalls findet bei Wandstärkenunterschieden, Stoffanhäufungen kein genügender Ausgleich statt. Die Folge ist ungleiche Kornausbildung und somit ungleichmäßige Oberfläche. Teilweise ist die Erkaltung des Metalls so plötzlich, daß noch die Fließlinien zu sehen sind. Durch das Mitreißen von Luft beim Gießvorgang ist die Gefahr von Metallwirbeln und Oxydeinschlüssen gegeben.Due to the rapid solidification of the metal, if there are differences in wall thickness, Accumulations of matter do not provide sufficient compensation. The result is uneven grain formation and thus uneven surface. This is partly how the metal cools down suddenly that the flow lines can still be seen. By dragging air with you During the casting process, there is a risk of metal vortices and oxide inclusions.

Gerade die chemische Oberflächenbehandlung -und speziell die einfachste Form, das Beizen -- die normalerweise in fast allen Fällen beim Sand- und Kokillenguß anwendbar ist, macht hier Schwierigkeiten. Von den in DIN 1725 genormten Druckgußlegierungen scheint die Legierung GD A1 Mg 9 noch am geeignetsten für eine Beizbehandlung zu sein; aber auch hier sind die Resultate noch sehr unbefriedigend, und man erhält nach dem Beizen zum Teil sehr unregelmäßige, stumpfe und graue Metalloberflächen.Especially the chemical surface treatment - and especially the simplest one Form, the pickling - which is normally used in almost all cases in sand and chill casting is applicable creates difficulties here. Of the die-casting alloys standardized in DIN 1725 the alloy GD A1 Mg 9 seems to be the most suitable for a pickling treatment be; but here too the results are still very unsatisfactory, and one obtains after pickling some very irregular, dull and gray metal surfaces.

Man hat bisher verschiedene Wege eingeschlagen, eine möglichst einfache Oberflächenbehandlung zu einer Verschönerung des Aussehens der Druckgußstücke zu erreichen. Man unterscheidet dabei die mechanische und chemische Oberflächenbehandlung, den galvanisch aufgebrachten Fremdmetallüberzug und das Überziehen mit Lack.So far, different paths have been taken, one that is as simple as possible Surface treatment to beautify the appearance of the die castings reach. A distinction is made between mechanical and chemical surface treatment, the galvanically applied foreign metal coating and coating with paint.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Legierung vorzuschlagen bzw. eine Legierung zu verwenden, die aus Aluminium, Magnesium und Silizium besteht und durch chemische Oberflächenbehandlung, nämlich Beizen, eine gleichmäßige, silbrige Oberfläche erhält.The object of the present invention is to provide an alloy propose or use an alloy made of aluminum, magnesium and Silicon consists and through chemical surface treatment, namely pickling, a maintains an even, silvery surface.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung die Verwendung einer Legierung aus 7 bis 10% Magnesium, 1,6 bis 3%, vorzugsweise 2%, Silizium, Rest Aluminium zur Herstellung von Druckgußstücken, die nach dem Beizen eine saubere Oberfläche haben sollen, vor.To solve this problem, the invention proposes the use of a Alloy of 7 to 10% magnesium, 1.6 to 3%, preferably 2%, silicon, the remainder aluminum for the production of die castings that have a clean surface after pickling should have before.

Bei Verwendung einer derartigen Legierung für die Herstellung, insbesondere von Druckgußstücken, wird erreicht, daß das Gußstück schon verhältnismäßig glatt und ohne Warmrißbildung aus der Form kommt. Ferner wird erreicht, daß ein aus obiger Legierung hergestelltes Druckgußteil sehr leicht beizfähig ist. Die Verfahren zum Beizen von Druckgußstücken sind an sich bekannt. So kann man ein Druckgußstück in bekannter Weise zunächst mit Natronlauge beizen und nachträglich mit Salpetersäure behandeln. Die Verwendung der obengenannten Legierung bringt jedoch den überraschenden wesentlichen Vorteil mit sich, daß die Behandlung des Gußstückes mit Natronlauge dem Gußstück einen Überzug verleiht, der neben Magnesiumhydroxyd nachweisbar Magnesiumsilizid in feinster Verteilung enthält. Dieser braune, stellenweise etwas blaue Überzug ist fast gleichmäßig dicht und nicht abwischbar mit dem Druckgußteil verbunden, was jedoch nicht zum Gegenstand dieser Erfindung gehört. Wird sodann dieses so vorbehandelte Gußstück nach dem Spülen in Wasser mit Salpetersäure behandelt, was normalerweise zur Neutralisation der noch anhaftenden Laugenreste geschieht, dann geht die Salpetersäure in diesem Falle mit dem feinverteilten Magnesiumsilizid eine chemische Umsetzung ein. Was die chemischen Umsetzungen während des Beizvorganges bei der Legierung anbetrifft, so konnte durch eingehende Untersuchungen folgender Reaktionsablauf festgestellt werden: Durch die Einwirkung der Natronlauge wird das Aluminium zwischen den sehr fein verteilten Magnesiumsilizidkristallen herausgelöst, wobei allerdings aas im Aluminiumkristall gelöste, überschüssige Magnesium als in 1; atroiilatige unlösliches Magresiumhvdroxvd zurückbleibt und zusammen mit den hlagnesiumsilizidkristallen die Bildung einer feinen Deckschicht hervorruft. Die nachfolgende Behandlung mit Salpetersäure bewirkt nunmehr eine Auflösung des :tlagiiesiumhvdroxvdbelages unter Bildung von 1lagnesiumnitrat. Zunächst allerdings kommt eine deutlich sichtbare Reaktion mit dem Magnesiumsilizid in der Form zustande, claß sich Silane (Siliziumwasserstoff) bilden, die sich bekanntlich unter harmlosen explosionsartigen Erscheinungen an der Luft entzünden. Auf jeden Fall wird durch die Ablösung dieser weitgehend aluminiumfreien Schicht eine gleichmäßige mattsilbrige Oberfläche erzielt. Wieweit hierzu noch eine teilweise Bildung von Si 0., beiträgt, sei dahingestellt.When using such an alloy for the production, in particular of die castings, it is achieved that the casting is already relatively smooth and comes out of the mold without hot cracking. It is also achieved that one of the above Alloy made die casting is very easy to pickle. The procedures for Pickling of die castings are known per se. So you can have a die casting in As is known, first pickle with caustic soda and then with nitric acid treat. The use of the above alloy, however, brings about the surprising significant advantage with it that the treatment of the casting with caustic soda gives the casting a coating which, in addition to magnesium hydroxide, is also detectable as magnesium silicide contains in finest distribution. This brown, in places a little blue coating is almost evenly sealed and connected to the die-cast part so that it cannot be wiped off, however, this is not part of the scope of this invention. If this is then pretreated Casting treated with nitric acid after rinsing in water, which is normally done happens to neutralize the still adhering lye residues, then the nitric acid goes in this case a chemical reaction with the finely divided magnesium silicide a. What the chemical reactions during the pickling process in the alloy is concerned, the following course of the reaction could be carried out through detailed investigations can be determined: The action of the caustic soda makes this Aluminum dissolved out between the very finely distributed magnesium silicide crystals, However, aas excess magnesium dissolved in the aluminum crystal than in 1; atroiilatige insoluble Magresiumhvdroxvd remains and together with the magnesium silicide crystals cause the formation of a fine top layer. the subsequent treatment with nitric acid now causes a dissolution of the lagiiesiumhvdroxvdbelags with formation of magnesium nitrate. First, however, is a clearly visible one Reaction with the magnesium silicide takes place in the form of silanes (silicon hydrogen) form, which is known to occur under harmless explosive phenomena ignite the air. In any case, the replacement of these will be largely aluminum-free Layer achieves an even, matt silver surface. To what extent still another partial formation of Si 0., contributes, is an open question.

Wenn in obigen Ausführungen davon gesprochen wurde, daß man der Legierung, bestehend aus Aluminium, Magnesium und Silizium. 1,6 bis 3% Silizium zusetzen soll, so ist dieses nur ein Anhalt für die Zusammensetzung der Legierung. Die günstigsten Ergebnisse werden bei einem Siliziuingehalt von etwa 2% erzielt. Diese Legierung hat: 1. gutes Formfüllungsvermögen, 2. geringe ZVarmrißneigung, 3.. eine gute -Oberfläche nach der Behandlung durch das bekannte Beizverfahren.If in the above it was mentioned that the alloy, consisting of aluminum, magnesium and silicon. 1.6 to 3% silicon should be added, so this is only an indication of the composition of the alloy. The cheapest Results are achieved with a silicon content of around 2%. This alloy has: 1. good mold filling capacity, 2. low tendency to crack, 3 .. a good surface after treatment by the known pickling process.

Bei steigenden Siliziumgehalten über 3% wird der Anteil von kristallinem Silizium, der sich nach dem Beizvorgang als grauer, teilweise abwischbarer, aber nicht in Salpetersäure löslicher Niederschlag auf der Oberfläche der Gußstücke absetzt und demselben bekanntlich ein recht ungleichmäßiges, schmutziges Aussehen verleiht, immer größer. Bei fallenden Gehalten unter 1,6% ist die Gefahr vorhanden, daß nicht genügend Magnesiumsilizid frei wird und daher eine gleichmäßige Deckschicht nach der Behandlung mit Natronlauge nicht mehr gewährleistet ist.When the silicon content rises above 3%, the proportion becomes crystalline Silicon, which after the pickling process turns out to be gray, partly wipeable, but A precipitate that is not soluble in nitric acid settles on the surface of the castings and, as is well known, gives it a rather uneven, dirty appearance, getting bigger. If the content falls below 1.6%, there is a risk that it will not Sufficient magnesium silicide is released and therefore an even top layer after treatment with caustic soda is no longer guaranteed.

Claims

PATENT CLAIM Use of an alloy of 7 to 10% magnesium, 1.6 to 3%, preferably 2%, silicon, the remainder aluminum for the production of die castings, which should have a clean surface after pickling.