[发明专利]用于有色金属浇铸的脱模层

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有涂层的金属的、含铁的永久铸模，该铸模可用液态的或可流动的铝材料加载。此外，本发明还涉及一种用于制备这种层的脱模剂，以及一种用于在永久铸模的表面上生成这种层的方法。

背景技术

基于常用金属材料对铝和其他有色金属在典型的加工温度下显示出的非常高的腐蚀，在有色金属和永久铸模之间的接触位置必须用所谓的脱模剂处理，以使得无故障的运转是可能的。特别地，然而不是唯一地，在压铸过程中，该压铸过程以应用高的温度和压力为特征，对在此所使用的脱模剂提出各种不同的下文列出的要求。例如，脱模剂必须用于支持金属熔体流动，这导致永久铸模的均匀填充和同时该脱模剂用于改进浇铸部件的最终可成形性(Endformbarkeit)。此外，该脱模剂还用于避免在永久铸模上的残渣，这可导致形状的不精确性。在向永久铸模中浇铸入材料的过程中，在脱模剂分解时不允许产生过多的气体，这可能会导致模塑件的多孔性。最后，该脱模剂也不允许含有危险的或有毒的物质。根据这些要求的满足情况，测量出脱模剂的品质。

很久以来已知的和在脱模剂中所使用的材料是氮化硼(Bornitrit)(BN)，氮化硼从其晶体结构来看与石墨有类似的构造。如石墨那样，氮化硼对许多物质，例如硅酸盐熔体或金属熔体具有低的可润湿性。因此，对基于氮化硼的非粘附性层进行了许多研究，以将其用于浇铸过程。然而在这种利用中的问题是，没有成功地将氮化硼以本体耐久地涂覆到模具上，特别是复杂性质的模具上。在DE 19842 660 A1中描述了一种耐久涂覆温度稳定的、耐腐蚀的脱模层的方法。在此，氮化硼粉末借助静电涂层而涂覆到永久铸模的表面上。

同样尝试制备无机基粘结剂，向该粘结剂中结合入(eingebunden)氮化硼。在US 6,051,058中描述了在用于钢的连续浇铸的耐火材料上制备具有厚度为0.2-0.7mm的氮化硼保护层。在此，氮化硼以20-50重量％的数量级，借助于以含水涂覆溶液形式的高温粘结剂而结合到耐火材料上，所述含水涂覆溶液是基于选自下列物质组的金属氧化物：ZrO₂、硅酸锆、作为Al₂O₃、SiO₂和磷酸铝形式。

为了抑制材料的磨损和腐蚀，由DE 101 24 434 A1获知一种磨损防护层，在该层中功能材料被结合入粘结剂基体中。在此，这种所谓的功能涂层由无机基体相和在其中包埋入的功能材料组成，该无机基体相至少很大程度上是由磷酸盐构成，该功能材料例如可以是金属、石墨、硬质材料、干膜润滑材料、氧化铝、碳化硅等。也描述了一种制备这种功能涂层的方法，在此在液态的组分中溶解粉末形式的功能材料，所述液态组分例如可以是水，并且为了生成磷酸盐而掺入磷酸。具有液态组分和磷酸盐的这样组成的基体溶液可以基于它的稠度也称作为凝胶。在用这种基体溶液涂覆所述材料后对该材料进行热处理，使得在基材上形成牢固粘附的功能涂层。

发明内容

本发明的目的是，开发一种在金属的含铁有永久铸模上的长期稳定的层，该层与永久铸模的基材进行化学结合和从而满足对于脱模剂的要求或甚至超过这些要求。此外，本发明的目的是提供用于制备这种层的脱模剂，该脱模剂应可成本低廉地制备和应简单并且没有设备花费地施用。本发明的另一目的是，提供一种方法，该方法能生成这样的层和借助这方法可容易修复层的损坏。

根据本发明的关于永久铸模的涂层方面的目的如下实现，即在永久铸模的至少一个表面上存在由下列物质构成的层：

-与永久铸模的基材化学结合的亚磷酸铁，

-Al₂O₃和/或SiO₂和/或TiO₂和/或ZrO₂形式的结构颗粒(teilen)，该颗粒的粒度级是80-200nm，

-Al₂O₃、SiO₂、TiO₂、ZnO、ZrO₂、CeO₂形式的初级颗粒，该颗粒的粒度级是2-80nm，和至少痕量的有机和/或无机明胶，作为分散剂，和

-由聚合的磷酸一铝和/或磷酸一锌和/或磷酸一镁和/或磷酸钠和/或磷酸硼构成的聚合物，所述聚合物将所述亚磷酸铁、结构颗粒和初级颗粒至少局部包围。

在本发明的优选的实施方案中，该层还含有：

-氮化硼形式的滑动颗粒，该颗粒的粒度级是2-15μm，和/或

-云母，作为硅酸盐矿物。