143221. lajstromszámú szabadalom • Hőtermelő por-, vas- és acélöntéshez és eljárás annak előállítására

Megjelent: 1956. augusztus hó 1-én ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 143.221. SZÁM 31. c. 1—25. OSZTÁLY — BE—443. ALAPSZÁM Hőtermelő por, vas- és acélöntéshez és eljárás annak előállítására A Magyar Állam, mint a feltalálók, Szy Géza budapesti és Benes Ernő szentendrei lakosok jogutódja. A bejelentés napja: 1954. július 3. Régi törekvés a vas és acélöntészetben, hogy ugyanannyi folyékony acélból minél több kész árut, illetve munkadarabot állítsanak elő. Erre a célra a Goldschmied-reakció elve alapján Al bázisú keveréket használnak, mely különböző iniciáló anyagok, báriumperoxid, salétrom stb. jelenlétében az Al égésekor keletkező hőt hasznosítja a felöntésben levő folyékony acélnak való közvetlen hőátadás révén. Az eddig használatos hőtleadó (exoterm) keverékek általában 35—50% fém Al-ot tartalmaznak, továbbá vasoxidot, általában vörösiszap formájában, mely az Al elégéséhez szükséges oxigént biztosítja. Ennek az eljárásnak egyik hátránya, hogy igen nagy áz Al %-os mennyisége a keverékben, lényegesen nagyobb, mint amennyi a termodinamikai számítások alapján szükséges volna. Ennél az eljárásnál ez indokolt, mert a fémállapotú Al felületén elkerülhetetlenül keletkező Al-oxid a Golschmied-reakció intenzitását fékezi, továbbá mert a vörösiszap elég nehezen redukálható, s így a szükségesnél nagyobb mértékben fogyasztja az Al oxidációjakor keletkező hőmennyiséget. Másik hibája, hogy a reakció megindítása még az iniciáló anyagok jelenlétében sem indítható meg egy minimális idő előtt, s ez 2—3 perc általában. A találmány szerinti hőtermelő porok előnye a régivel szemben, hogy az Al termikus aktivitását fokozza. A nehezen redukálható vörösiszap (FeaOs) helyett a könnyebben redukálható revét (Fe3

04) használjuk. Ez lehetővé teszi egészen kis mennyiségű Al felhasználásával a réginél jobb eredmények elérését, továbbá szükségtelenné teszi a különböző iniciáló anyagok (báriumperoxid, salétrom stb.) használatát, Ezáltal az előállítása sokkal gazdaságosabb és egészségvédelmi szempontból is megfelelőbb. Előnye még, hogy a reakció megindítása iniciáló anyag nélkül a reakció sebességét fékező anyag (homok) mennyisér gének változtatásával igen tág határok között, pár másodperctől 6—8 percig állítható be. A találmány szerinti hőtermelő porok előállítása a következő: A hőtermelő porok előállításához az eljárásnak a könnyebb kivitelezhetősége céljából egy külön ötvözetet állítunk elő. Erre a célra a 30—40% Fe, 0—10% Si, s átlag 60% Al összetételű vasbázisú Al ötvözet felel meg. Ilyen összetételű ötvözet az iparban egyébként nem használatos a nagyfokú ridegsége folytán, ami azonban jelen esetben alapvető követelmény. Az Al a Fe-val meghatározott összetételű vegyületet alkot, amit metallográfiáikig a FeAls vegyülettel lehet jellemezni. Az Al-nak vegyület formájában való jelenléte miatt egyes tulajdonságai megváltoznak s így pl.: a levegő oxigénje iránt való affinitása csökken. Ennek következtében sem darabos, sem pedig porított állapotban nem képződik a felületén oxidréteg, szemben a fémállapotú Al-al. A FeAls vegyületet tartalmazó ötvözet előállítása elektro-, vagy lángkemencében történik Fe-Si (ferroszilicium), vagy folyékony Al-al való felötvözésével. A fent írt vasbázisú Al ötvözetet a már ismert eljárással pontjuk, majd ehhez őrölt revét és fékezőanyagként pedig kvarcit-homokot keverünk. A rideg vasbázisú Al ötvözetből készített finom por, az őrölt reve és kvarcit-homok keveréke, az általunk gyártott hŐfejlesztő porok. Ezek általában háromféle minőségben kerülnek előállításra, úm. hőfeljesztő por I—II—III. minőségben. I. összetétele: 29% Fe-Si-Al ötvözet porítva, 60% őrölt reve, Jl% kvarcit-homok (fékező anyagként). II. összetétele: 27% Fe-Si-Al ötvözet porítva, 56% őrölt reve, 17% kvarcit-homok (fékező anyagként). III. összetétele: 24% Fe-Si-Al ötvözet porítva, 50% őrölt reve, 26% kvarcit-homok (fékező anyagként).