DE1097089B

DE1097089B - Wax suitable for use in precision casting as a model material

Info

Publication number: DE1097089B
Application number: DEF23547A
Authority: DE
Inventors: James Brisbane Cameron
Original assignee: Fairey Aviation Co Ltd
Current assignee: Fairey Aviation Co Ltd
Priority date: 1956-07-20
Filing date: 1957-07-20
Publication date: 1961-01-12
Also published as: CH364588A

Description

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.Suitable for use in precision casting as a model material Wax The invention relates to one for use in precision casting processes Wax that is suitable as a model material and is soluble in a liquid, which very quickly can be brought into solution. According to the invention it contains an additive which on contact with the liquid reacts with evolution of gas.

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.A method for producing hollow castings is known in which Water-soluble waxes and certain additives are used, but in contrast to the present invention do not evolve gas on contact with water. Even Carbamide cores, which dissolve quickly in water, are used to manufacture hollow bodies already been described. But they are neither in terms of their properties nor their chemical constitution is comparable to the waxes to be used here.

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.The invention can be used in the production of wax models for Use precision casting method with lost wax. For hollow castings A wax model is made by first making a model of the inner cavity of this Casting of soluble wax, then bringing this model into a mold, whose cavity corresponds to the outer shape of the object, whereupon the free remaining space in this form around the core of soluble wax with insoluble Pouring out wax. In the following, "insoluble wax" is understood to mean wax, that in contrast to the soluble wax, not in those for the present invention Solvents in question, especially in water, dissolves. If after solidification of the insoluble wax the mold is opened, the soluble wax model can be removed and a model of the hollow object made of insoluble wax remains. Experience has shown, however, that the dissolving out of the soluble wax was difficult; it required sometimes soaking in water for days. In some cases even stayed after one Such an extensive softening process still has some of the soluble wax in the Model back from the insoluble wax.

Durch Verwendung eines oder mehrerer Zusatzmittel, die bei Berührung mit dieser Flüssigkeit ein Gas entwickeln, wird der Lösungsvorgang des Wachses unterstützt.By using one or more additives that act upon contact develop a gas with this liquid, the dissolving process of the wax is supported.

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.For a water-soluble wax, the additive can be a mixture from a powdered alkali carbonate or bicarbonate, e.g. B. powdered sodium bicarbonate and a powdered acid, e.g. B. tartaric, citric or oxalic acid. If that Wax containing these additives is brought into contact with water, so the additives become effective and react with each other to give off carbon dioxide gas. So z. B. 8 parts by weight of a water-soluble polyethylene glycol wax 1 part sodium carbonate and contain 1 part tartaric acid.

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.On the other hand, a wax soluble in acidic liquid can be used its additive is only an alkali carbonate or bicarbonate, without acidic Component, contains. The additive then reacts directly with the acidic liquid, when the wax is brought into contact with it, carbon dioxide is formed. the acidic liquid can be a solution of any of the acids mentioned above. It can but also solutions of mineral acids such as hydrochloric, sulfur or nitric acid, as well as acetic acid can be used.

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.It can also be done the other way around, namely in such a way that an acidic additive is incorporated into the wax and for the subsequent dissolution of the wax a solution of an alkali carbonate or bicarbonate is used. These However, the method has not proven to be as satisfactory in some cases.

Für ein in einer sauren Flüssigkeit lösliches Wachs kann als Zusatzmittel auch Natriumperoxydpulver verwendet werden.For a wax soluble in an acidic liquid can be used as an additive Sodium peroxide powder can also be used.

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.If the acidic liquid is a solution of an acid, it is a soluble one Forms metal salt, the additive may contain this metal in powder form. For a wax soluble in hydrochloric acid, for. B. zinc powder or Calcium can be used as the metal, 'which is when the wax is brought into contact with the Evolve liquid hydrogen.

Der Erfindungsgedanke ist am Herstellungsbeispiel eines Hohlkörpers näher erläutert. Der fertige Hohlkörper ist aus Fig. 6 zu ersehen.The idea of the invention is based on the production example of a hollow body explained in more detail. The finished hollow body can be seen from FIG. 6.

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.Fig. 1 is a perspective view of the completed wax model a hollow object; Fig. 2 is a perspective view of a model of the inner cavity of the model shown in Figure 1; Fig. 3 is a perspective View of an empty half of a plaster mold as it is used to cast a hollow wax model is used; Fig. 4 is a longitudinal section through the closed form of Fig. 3 with the core made of soluble wax, in the state before casting; Fig. 5 is a longitudinal section of the insoluble wax model removed from the mold of Figure 4 after casting which, however, still contains the core of soluble wax; Fig. 6 is a longitudinal section of the finished model of FIG. 5 after removal of the soluble core.

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.In this embodiment, the invention is used to cast an insoluble wax model 10 of a hollow object which, as shown in FIG End faces 13 of the block 11 through channels 14, of smaller diameter than that of the cylinder 12, in communication.

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.The first stage in the manufacturing process for the hollow body 10 consists in producing a wooden model 12A, as shown in FIG. 2, which corresponds to the desired internal shape of the finished hollow body 10. The wooden model consists of a cylinder with two cylindrical axes 14A, the ends of which protrude at the points corresponding to the openings 14. The axes 14A have essentially the same diameter as the opening 14. A second wooden model 11A of the shape as shown in FIG. 1 is then produced, which corresponds to the outer shape of the finished wax model, but still with axes 14B, the diameter of which is essentially the same as that of the axes 14_g. These axes protrude with their two ends over the surface 13B.

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.A plaster mold 16 with two halves 17 and 18, one of which is shown in Fig.3 is then made from the second wooden model 11A.

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.In addition, a second plaster mold is made from the first wooden model 12A. A similar model 12 C is then cast from this mold from soluble wax, the shape of which in turn corresponds to that shown in FIG. The water-soluble wax consists of 80 percent by weight of polyethylene glycol wax to which 10 percent by weight of sodium bicarbonate and 10 percent by weight of tartaric acid are added with the exclusion of moisture.

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.The soluble wax model 12C is then placed in the plaster mold 16 as shown in FIG. With the two axles 14C protruding from the wax model 12C, it is fitted into the corresponding sleeves 20 which are present in the two halves 17 and 18 of the plaster mold. A customary water-insoluble wax is then poured into the casting mold 16, whereby the space 21 in the mold surrounding the core of soluble wax 12 C is filled. The insoluble wax is now allowed to solidify in the gate, whereupon the molding 22 thus formed is removed from the mold 16, as shown in FIG. It consists of the water-insoluble outer wax casting, which represents the desired model 10 in which the soluble core 12 C is still located.

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.The molding 22 is then immersed in cold water. The soluble wax begins to dissolve in the water; the sodium bicarbonate reacts with the tartaric acid to form carbon dioxide according to the following equation: 2 NaHCO 3 + HOOC - (CH 0H) 2 - CO OH -> -3Na00C - (C HO H) 2 - COOH + 2H20 + 2C02. The development of carbonic acid supports the dissolving of the soluble wax from the model 10 consisting of insoluble wax quite considerably. With the help of the model 10 made of insoluble wax, the hollow body 10 is then produced in the usual manner.

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. If sodium carbonate is used instead of sodium bicarbonate, the reaction proceeds according to the following equation: Na2C03 + HOOC - (CHOH) 2 - COOH-> #> CO, + H2O + Na00C- (CHOH) 2-COONa.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Wax which is suitable for use in the precision casting process as a model material and which is soluble in a liquid, characterized in that it contains an additive which reacts with the development of gas when it comes into contact with the liquid.

2. Wax according to claim 1, characterized in that it consists of a water-soluble Wax consists of a powdered mixture of alkali carbonate as an additive or bicarbonate and a solid, especially organic acid.

3. wax according to claim 2, characterized in that it consists of a water-soluble polyethylene glycol wax consists of 1 part by weight of a mixture of sodium bicarbonate per 8 parts by weight of wax and contains tartaric acid.

4. Wax according to claim 1, characterized in that it consists of a wax soluble in an acidic liquid and as an additive Contains alkali carbonate or bicarbonate or powdered sodium peroxide.

5. wax according to claim 4, characterized in that the additive is a metal powder, in particular Zinc or calcium powder, which with the acidic liquid contains a soluble Forms salt. Documents considered: German Patent No. 829939; "Foundry", 1955, p. 110.