[发明专利]具有防腐蚀层结构的铸造部件

说明书

本发明涉及具有防腐蚀层结构的铸造部件。本发明涉及用于浇铸或处理金属熔体的装置的铸造部件，其中所述部件包括金属主体，其在熔体接触表面区域中设置有由一个或多个叠放层组成的防腐蚀层结构。在根据本发明的部件中，所述防腐蚀层结构包括以下各者作为唯一层或作为多个层中的一个层：保护性编织织物体，所述保护性编织织物体由耐浇铸温度的编织织物材料预制为柔性编织织物体；或非编织保护层，所述非编织保护层由耐浇铸温度的纤维非编织材料或纤维纸材料预制为柔韧非编织层；或保护性成形体，所述保护性成形体（7）由耐浇铸温度的材料预制为刚性成形体。用于例如热室压力浇铸机器（其用于铝和铝合金的压力浇铸）的用途。

技术领域

本发明涉及一种用于浇铸或处理金属熔体的装置的铸造（foundry）部件，其中所述部件包括金属主体，所述金属主体在熔体接触表面区域中设置有由一个或多个叠放层组成的防腐蚀层结构。

背景技术

此类铸造部件按多种形式用于金属浇铸技术（例如用于热室压力浇铸机器和冷室压力浇铸机器）中，例如作为浇铸配件、浇铸器皿、熔炉、熔体输运单元和浇铸模具以及这些金属浇铸部件的一部分。主体通常采用铁基材料（即，基于铁的材料，通常为例如铸钢材料的钢材料），因为此类部件具有良好成本/利用率。出于当前目的，熔体接触表面区域被理解为意指铸造部件的主体的表面的在浇铸操作期间连续或至少在一段时间内暴露至金属熔体（即，与金属熔体接触）的区域。

已经发现，具有由钢组成的主体的铸造部件在此熔体接触表面区域中（即，在其中在浇铸操作期间所述部件与热金属熔体接触的区域中）可能受到液体金属熔体的化学侵蚀，即，经受腐蚀。因此，例如，在铸造部件的与这些熔体接触的钢表面上观察到铝压力浇铸中的铝熔体造成的明显腐蚀侵蚀。

金属压力浇铸机器的浇铸活塞/浇铸缸单元的已知补救措施是使所述浇铸活塞和浇铸缸完全由陶瓷材料或烧结材料（例如烧结二硼化钛（TiB₂））制成。然而，机械强度、耐热性和冲击强度通常仍不令人满意。

按类似方式，公开出版物DE 2 364 809提出将所述浇铸活塞和浇铸缸制造为来自由碳化物、硼化物和氮化物组成的组的两种或更多种材料的混合物的组装好的烧结部件。特别地，指示碳化硼（B₄C）与TiB₂、二硼化锆（ZiB₂）和氮化硼（BN）中的一者或多者的特定混合物。

在专利出版物US 4,556,098中，据说此烧结材料和其他检查过的烧结材料仍不令人满意，并且提出一种热压超硬氮化硅或具有高密度的赛隆（Sialon）材料作为浇铸缸和浇铸活塞的替代物。对于由铸铁制成的坩埚，公开并且例如从乳状液或通过火焰喷涂施加由Ca、Al₂O₃或其他氧化物（例如Al₂O₃-TiO₂）或者由TiB₂、ZaB₂、CaB₂或其他纯或混合硼化物或者或由AlN、Si₃N₄、BN、赛隆或其他氮化物组成的用以防腐蚀和氧化的防腐蚀涂层。对于用于封闭立管通道和浇铸配件的其他部分的可接近孔的锥形塞，提出也由此类耐腐蚀和耐侵蚀材料制造。对于浇铸模具的仅在相对低温度下暴露至金属熔体的部分，提出由致密材料（包括Si₃N₄、AlN、赛隆、BN、石墨或热解碳或其合金）组成的涂层。

专利出版物EP 2 723 916 B1公开一种上述类型的铸造部件，其中所述防腐蚀层结构由被配置为使用具有一种或多种物质的在从50 nm至50 µm的范围内的平均粒径的微粒和/或纳米粒子作为填料的溶胶-凝胶层的防腐蚀层形成，所述物质选自由过渡金属的硼化物和碳化物及其合金以及由硼和硅组成的组，其中所述溶胶-凝胶层包括锆基或硅基凝胶形成剂并且由多个凝胶子层形成，其中至少一个子层无微粒和/或纳米粒子并且形成所述溶胶-凝胶层的外部子层。