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Für die Verwendung im Präzisionsgießverfahren als Modellmaterial geeignetes
Wachs Die Erfindung bezieht sich auf ein für die Verwendung im Präzisionsgießverfahren
als Modellmaterial geeignetes, in einer Flüssigkeit lösliches Wachs, das sehr rasch
in Lösung gebracht werden kann. Es enthält erfindungsgemäß ein Zusatzmittel, das
bei Berührung mit der Flüssigkeit unter Gasentwicklung reagiert.
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Bekannt ist ein Verfahren zum Herstellen hohler Gußstücke, bei dem
wasserlösliche Wachse und bestimmte Zusätze verwendet werden, die aber im Gegensatz
zu der vorliegenden Erfindung bei Berührung mit Wasser kein Gas entwickeln. Auch
Karbamidkerne, die sich schnell in Wasser auflösen, sind zur Herstellung von Hohlkörpern
schon beschrieben worden. Sie sind aber weder hinsichtlich ihrer Eigenschaften noch
ihrer chemischen Konstitution mit den hier zu verwendenden Wachsen vergleichbar.
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Die Erfindung läßt sich bei der Herstellung von Wachsmodellen für
Präzisionsgießverfahren mit verlorenem Wachs anwenden. Für hohle Gußstücke wird
ein Wachsmodell hergestellt, indem man zuerst ein Modell des inneren Hohlraums dieses
Gußstücks aus löslichem Wachs anfertigt, dieses Modell dann in eine Form bringt,
deren Höhlung der äußeren Gestalt des Gegenstandes entspricht, worauf man den frei
bleibenden Raum in dieser Form rund um den Kern aus löslichem Wachs mit unlöslichem
Wachs ausgießt. Unter »unlöslichem Wachs« wird im folgenden Wachs verstanden, das
sich im Gegensatz zum löslichen Wachs nicht in den für die vorliegende Erfindung
in Frage kommenden Lösungsmitteln, insbesondere in Wasser, löst. Wenn nach Erstarren
des unlöslichen Wachses die Form geöffnet wird, kann das lösliche Wachsmodell herausgelöst
werden, und es bleibt ein Modell des hohlen Gegenstandes aus unlöslichem Wachs zurück.
Das Herauslösen des löslichen Wachses war jedoch erfahrungsgemäß schwierig; es erforderte
manchmal tagelanges Aufweichen in Wasser. In manchen Fällen blieb sogar nach einem
solch ausgedehnten Aufweichungsprozeß immer noch etwas von dem löslichen Wachs im
Modell aus dem unlöslichen Wachs zurück.
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Durch Verwendung eines oder mehrerer Zusatzmittel, die bei Berührung
mit dieser Flüssigkeit ein Gas entwickeln, wird der Lösungsvorgang des Wachses unterstützt.
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Für ein in Wasser lösliches Wachs kann das Zusatzmittel ein Gemisch
aus einem gepulverten Alkalicarbonat oder -bicarbonat, z. B. gepulvertes Natriumbicarbonat
und einer gepulverten Säure, z. B. Wein-, Citronen- oder Oxalsäure, sein. Wenn das
Wachs mit diesen Zusätzen mit Wasser in Berührung gebracht wird, so werden die Zusätze
wirksam und reagieren miteinander unter Abgabe von Kohlendioxydgas. So können z.
B. 8 Gewichtsteile eines wasserlöslichen Polyäthylenglykolwachses 1 Teil Natriumcarbonat
und 1 Teil Weinsäure enthalten.
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Andererseits kann ein in saurer Flüssigkeit lösliches Wachs verwendet
werden, dessen Zusatzstoff nur ein Alkalicarbonat oder -bicarbonat, ohne sauren
Bestandteil, enthält. Der Zusatz reagiert dann direkt mit der sauren Flüssigkeit,
wenn das Wachs mit ihr zusammengebracht wird, unter Bildung von Kohlendioxyd. Die
saure Flüssigkeit kann eine Lösung jeder der obengenannten Säuren sein. Es können
jedoch auch Lösungen von Mineralsäuren, wie Salz-, Schwefel oder Salpetersäure,
sowie Essigsäure verwendet werden.
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Es kann auch umgekehrt verfahren werden, nämlich in der Weise, daß
man einen sauren Zusatz dem Wachs einverleibt und für die darauffolgende Auflösung
des Wachses eine Lösung eines Alkalicarbonats oder -bicarbonats verwendet. Diese
Methode hat sich jedoch in einigen Fällen als nicht so zufriedenstellend gezeigt.
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Für ein in einer sauren Flüssigkeit lösliches Wachs kann als Zusatzmittel
auch Natriumperoxydpulver verwendet werden.
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Wenn die saure Flüssigkeit eine Lösung einer Säure ist, die ein lösliches
Metallsalz bildet, kann das Zusatzmittel dieses Metall in Pulverform enthalten.
Für ein in Salzsäure lösliches Wachs können z. B. Zinkpulver
oder
Calcium als Metall verwendet werden,' die beim Zusammenbringen des Wachses mit der
Flüssigkeit Wasserstoff entwickeln.
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Der Erfindungsgedanke ist am Herstellungsbeispiel eines Hohlkörpers
näher erläutert. Der fertige Hohlkörper ist aus Fig. 6 zu ersehen.
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Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des fertiggestellten Wachsmodells
eines Hohlgegenstandes; Fig. 2 ist eine perspektivischeAnsicht eines Modells des
inneren Hohlraums des in Fig. 1 gezeigten Modells; Fig. 3 ist eine perspektivische
Ansicht einer leeren Hälfte einer Gipsform, wie sie für den Guß eines hohlen Wachsmodells
verwendet wird; Fig. 4 ist ein Längsschnitt durch die geschlossene Form von Fig.
3 mit dem Kern aus löslichen Wachs, im Zustand vor dem Gießen; Fig. 5. ist ein Längsschnitt
des Modells aus unlöslichem Wachs, das aus der Form von Fig. 4 nach dem Guß entfernt
wurde, welches aber noch den Kern aus löslichem Wachs enthält; Fig. 6 ist ein Längsschnitt
des fertigen Modells von Fig. 5 nach Entfernung des löslichen Kerns.
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In dieser Ausführungsform wird die Erfindung angewandt, um ein Modell
10 aus unlöslichem Wachs eines hohlen Gegenstandes zu gießen, der, wie in
Fig. 6 gezeigt, aus einen Block 11 besteht, der einen zylindrischen Hohlraum 12
in seinem Inneren enthält, der mit den beiden Endflächen 13 des Blocks 11 durch
Kanäle 14, von kleinerem Durchmesser als dem des Zylinders 12, in Verbindung steht.
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Die erste Stufe in dem Herstellungsverfahren für den Hohlkörper 10
besteht darin, ein hölzernes Modell 12A, wie in Fig.2 dargestellt, anzufertigen,
das der gewünschten Innenform des fertigen Hohlkörpers 10 entspricht. Das Holzmodell
besteht aus einem Zylinder mit zwei zylindrischen Achsen 14A, die mit ihren Enden
an den den Öffnungen 14 entsprechenden Stellen herausragen. Die Achsen 14A haben
im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie die Öffnung 14. Es wird dann ein zweites
Holzmodell 11 A von der Gestalt, wie es in Fig.1 gezeigt ist, hergestellt, das der
äußeren Gestalt des fertigen Wachsmodells entspricht, aber noch mit Achsen 14B,
deren Durchmesser im wesentlichen dem der Achsen 14_g gleich ist, versehen wird.
Diese Achsen ragen mit ihren beiden Enden über die Fläche 13 B heraus.
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Eine Gipsform 16 mit zwei Hälften 17 und 18, von denen eine in Fig.3
gezeigt ist, wird dann von dem zweiten Holz-Modell 11 A hergestellt.
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Außerdem wird von dem ersten Holzmodell 12A
eine zweite Gipsform
angefertigt. Von dieser Form wird dann aus löslichem Wachs ein ähnliches Modell
12 C gegossen, 'dessen Gestalt wiederum der in Fig. 2 gezeigten entspricht. Das
wasserlösliche Wachs besteht zu 80 Gewichtsprozent aus Polyäthylenglykolwachs, dem
unter Feuchtigkeitsausschluß 10 Gewichtsprozent Natriumbicarbonatund 10 Gewichtsprozent
Weinsäure zugefügt sind.
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Das Modell 12 C aus löslichem Wachs wird dann in die Gipsform 16 eingesetzt,
wie in Fig. 4 gezeigt. Mit den zwei aus dem Wachsmodell 12 C herausragenden Achsen
14C wird es in die entsprechenden Hülsen 20, welche in den zwei Hälften
17 und 18 der Gipsform vorhanden sind, eingepaßt. Ein übliches wasserunlösliches
Wachs wird dann in die Gießform 16 eingegossen, wodurch der Zwischenraum 21 in der
Form, der .den -Kern aus löslichem Wachs 12 C umgibt, ausgefüllt wird. Man läßt
nun das unlösliche Wachs in der Torm erstarren, worauf man dann den so gebildeten
Formling 22, wie in Fig.5 gezeigt, aus der Form 16 entfernt. Er besteht aus dem
wasserunlöslichen äußeren Wachsguß, der das gewünschte Modell 10 darstellt, in dem
sich noch der lösliche Kern 12 C befindet.
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Der Formling 22 wird dann in kaltes Wasser getaucht. Dabei beginnt
sich das lösliche Wachs in dem Wasser aufzulösen; das Natriumbicarbonat reagiert
mit der Weinsäure unter Bildung von Kohlendioxyd nach folgender Gleichung:
| 2 NaHC03+HOOC - (CH 0H)2 - CO OH--> |
| -3Na00C - (C HO H)2 - COOH+2H20+2C02. |
Die Kohlensäureentwicklung unterstützt ganz erheblich das Herauslösen des löslichen
Wachses aus dem aus unlöslichen Wachs bestehenden Modell
10. Mit Hilfe des
Modells 10 aus unlöslichem Wachs wird dann in der üblichen Weise der Hohlkörper
10 hergestellt.
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Bei Verwendung von Natriumcarbonat an Stelle des Natriumbicarbonats
verläuft die Reaktion gemäß folgender Gleichung:
| Na2C03+HOOC - (CHOH)2 - COOH-> |
| #>CO, +H20+Na00C- (CHOH)2-COONa. |