202635. lajstromszámú szabadalom • Eljárás öntött alumínium és vas alkatrészek közötti fémes kapcsolat létrehozására
3 HU 202 635 B 4 egyik biztosíték arra, hogy a betét és az alumíniumötvözet között kitűnő fémes kötés jöjjön létre. A fémes kötés létrejöttének azonban az „alfin” réteg kialakulása csupán szükséges, de nem elégséges feltétele. Közismert ugyanis, hogy az alumínium nagyon pozitív fém lévén a potenciálsorban, vehemensen reagál a levegő oxigénjével. Ennek következtében, a vasbetét felületén lévő „alfin” réteget (alumíniumvas vegyületréteget) a betét fürdőből való kiemelése után azonnal oxidhártya borítja be. Ezen oxidhártya vastagsága és kémiai összetétele több tényezőtől függ. A legszámottevőbb az időtényező, vagyis az az idő, amely az alumínium fürdőből történő kiemelés és az öntvény anyagául szolgáló alumínium ötvözettel történő végleges körbeöntés között eltelik. Az öntöttvas betéten létrejövő „alfin” réteg ugyanis az összekötő kapocs az alumínium ötvözet és a vasbetét között. Ezt a szerepét azonban csak akkor tudja betölteni, ha fémes kapcsolatba került a körbeöntött alumínium olvadékkal. Alapvető, hogy az alumíniummal történő körbeöntés során, a fémes kapcsolatot megakadályozó, az előzőekben ismertetett oxidréteget el lehessen távolítani. Amennyiben az alfináló alumínium-fürdőből történő kiemelés és a körbeöntés között az idő legfeljebb 20 másodperc, úgy a jó fémes kötés megteremtésére a feltételek kedvezőek, de nem elégségesek. Az „alfinált” öntöttvas betét alumíniummal való körbeöntésekor a beömlőrendszert úgy kell kialakítani, hogy a formaüregbe áramló fémsugár a betétet intenzíven körbemossa. A találmány szerinti fémolvadékot tangenciálisan vezetjük a formaüregbe, úgy, hogy annak beáramlási sebessége legalább háromszorosa a hagyományosan elfogadott áramlási sebességnek, vagyis 0,3-0,4 m/s. Ily módon biztosítható, hogy a nagysebességű alumínium fémsugár körkörösen áramolva lemossa az „alfin” rétegen lévő oxidhártyát, ezért az nem akadályozhatja meg a fémes kötés kialakulását az alumínium és az „alfinált” vasbetét között. Hagyományos beömlőrendszer esetén, amikor alsó megvágást alkalmaznak, a fémolvadék egyenletesen emelkedik alulról fölfelé. Ilyenkor, az alumíniumolvadék felületén és az ,3lfm” rétegen lévő oxidhártya egyaránt az „alfin” réteghez tapad, és megakadályozza a fémes kapcsolatot az alumínium olvadék és az öntöttvas betéten lévő ,3lfm” réteg között. Az öntöttvas betérnek az alfináló fürdőből való kiemelésekor azonnal kialakuló oxidréteg eltávolításával a vasbetét felületén kialakult „alfin” réteg és az alumínium öntvény között tökéletes fémes kötés jön létre. SZABADALMI IGÉNYPONTOK 1. Eljárás öntött alumínium és vas alkatrészek közötti fémes kapcsolat létrehozására, amelynek során a megtisztított öntöttvas betétet 750-850 *C-os alumínium olvadékba mártjuk, majd az így elkészített betétet alumíniummal körbeöntjük, azzal jellemezve, hogy az alumínium ötvözettel azonos hőtágulási együtthatójú, adott esetben fémtiszta Ni-Resist öntöttvas betéteket készre munkáljuk, majd azonnal fémfürdőbe, célszerűen legalább 400 *C-os hőmérsékletű cink vagy ónfürdőbe mártjuk, majd a lehűlés után alumíniumfürdőbe vezetjük és ezután egy formaüregben alumíniummal körbeöntjük. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alumíniumvas vegyülettel vagyis „alfin” réteggel bevont öntöttvas betétet max. 20 másodpercen belül egy formaüregben 03-0,4 m/sec sebességű, az „alfin” rétegen kialakult oxidhártyát lemosó folyékony alumínium fémsugárral köbe öntjük. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a cinkfürdő oxigéntartalmát folyamatosan ellenőrizzük, és 20 ppm oxigéntartalomnál cseréljük. 4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az „alfinálás” műveletéhez használatos alumíniumfürdő oxigéntartalma legfeljebb 10 ppm. 5 10 15 20 25 30 35 40 3
