DE1035860B - Process for the production of a mold cover for precision casting by means of meltable models - Google Patents
Process for the production of a mold cover for precision casting by means of meltable modelsInfo
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Description
Verfahren zur Herstellung eines Formüberzuges für den Präzisionsguß mittels ausschmelzbarer Modelle Bei dem Verfahren des Gusses mit verlorenem Wachs bedeckt man das Wachsmodell mit einem Überzug aus einem feinkörnigen, feuerfesten Stoff, wie z. B. Quarzsand oder Schamotte, und einem hydraulischen Bindemittel in wäßriger Lösung, wie z. B. verdünntem Natriumsilikat. Nach dem Trocknen wird das so überzogene Wachsmodell in einen Formkasten gesetzt, welchen man mit einem Gemisch aus einem verhältnismäßig grobkörnigen feuerfesten Stoff (beispielsweise Flintsand), einem hydraulischen Bindemittel (wie z. B. Natriumsilikat oder Natronwasserglas) und Wasser anfüllt.Process for the production of a mold cover for precision casting by means of melt-out models In the process of casting with lost wax one covers the wax model with a coating of a fine-grained, refractory Fabric, such as B. quartz sand or chamotte, and a hydraulic binder in aqueous solution, such as. B. dilute sodium silicate. After drying it will So coated wax model is placed in a molding box, which you can use with a mixture made of a relatively coarse-grained refractory material (e.g. flint sand), a hydraulic binder (such as sodium silicate or soda waterglass) and fills up with water.
Dabei können drei Schwierigkeiten auftreten. Der Überzug kann durch Aufsaugen zum Quellen kommen und abblättern. Das Silikat kann sich in Wasser wieder auflösen, wobei sich der Überzug pulverförmig zersetzt. Der Überzug kann außerdem Natriumsalze absorbieren, wodurch die feuerfeste Eigenschaft des Überzuges der Form verlorengeht, welch letztere sich in der Hitze verformt und nach dem Abguß den Gußstücken anhaftet.There are three difficulties that can arise here. The coating can through Soak up to swell and peel off. The silicate can turn up in water again dissolve, whereby the coating disintegrates in powder form. The coating can also Absorb sodium salts, creating the refractory property of the coating of the mold is lost, which the latter deforms in the heat and after the casting the castings adheres.
Es ist kaum möglich, die Wiederauflösung des Natriumsilikates zu verhindern, wenn man es einfach trocknet. Seine Unlöslichkeit muß also durch eine nicht umkehrbare Umwandlungsbehandlung gesichert werden. Es ist wenig zweckmäßig, dieses Ziel dadurch erreichen zu wollen, daß man dem wäßrigen Überzugsgemisch einen Stoff zusetzt, der die mehr oder weniger rasche Gelierung des Überzuges bewirkt, denn diese wäßrige Kornposition würde vor dem Auf-])rauchen selbst abbinden, was ihr jeden gewerblichen oder wirtschaftlichen Wert nehmen würde.It is hardly possible to prevent the sodium silicate from dissolving again, if you just dry it. Its insolubility must therefore be replaced by an irreversible one Conversion treatment can be secured. There is little practicality in achieving this goal want to achieve that the aqueous coating mixture is added a substance that the more or less rapid gelation of the coating causes, because this is aqueous Kornposition would self-tie up before smoking, whatever you do commercial or would take economic value.
Um eine Wiederauflösung des Natriumsilikates zu erreichen, sind schon verschiedene Vorschläge gemacht worden, die sich jedoch aus den bereits oben dargestellten Gründen nicht bewährt haben.In order to achieve a redissolution of the sodium silicate, are already Various proposals have been made, which, however, emerge from those already presented above Reasons have not proven.
So ist beispielsweise schon vorgeschlagen worden, als Geliermittel für das Natriumsilikat bis zu 25o/oige Salzsäure bei der Herstellung der Überzugsmasse zu verwenden. Je nach der Alterung der dadurch hergestellten Überzugsmasse wird aber die Überzugsbildung am Wachsmodell immer schwieriger, da die Viskosität der Suspension sehr rasch anwächst. Da nun einerseits die Schichtdicke des Überzugs und infolgedessen die Möglichkeit der Rißbildung bei der Trocknung und andererseits seine Fähigkeit, sich mit den feinen Formen des zerstörbaren Modells zu verbinden, von der Viskosität der Überzugspaste abhängig ist, kann man auf diese Weise nicht eine Produktion von regelmäßiger Qualität und frei von Aussehuß sicherstellen.For example, it has already been proposed as a gelling agent for the sodium silicate up to 25% hydrochloric acid in the production of the coating mass to use. Depending on the aging of the coating composition thus produced but the formation of a coating on the wax model is becoming more and more difficult because the viscosity of the Suspension grows very quickly. On the one hand, there is the layer thickness of the coating and consequently the possibility of cracking during drying and on the other hand its ability to blend with the delicate shapes of the destructible model, depends on the viscosity of the coating paste, you cannot do this in this way ensure production is of regular quality and free from obsolescence.
Ein weiterer Vorschlag, der gleichfalls die Verwendung von wäßriger Salzsäure als Gelierungsmittel für das Alkalisilikat vorsieht, schlägt zusätzlich die Verwendung von Alginatlösungen als zusätzliches Bindemittel, eines Benetzungsmittels, z. B. sulfonierte Kohlenwasserstoffe, und von Sulfonaten höherer Fettalkohole sowie von Antischaummitteln, als welche Octylalkohol vorgeschlagen wird, vor. Jedoch auch Überzugsmischungen dieser Art werden beim längeren Stehenlassen und bei zu hohen Säurekonzentrationen sehr rasch hochviskos und müssen daher sofort nach der Zusammenstellung verarbeitet werden.Another suggestion that also includes the use of aqueous Providing hydrochloric acid as a gelling agent for the alkali silicate also suggests the use of alginate solutions as an additional binder, a wetting agent, z. B. sulfonated hydrocarbons, and sulfonates of higher fatty alcohols as well of antifoam agents suggested as being octyl alcohol. But also Coating mixtures of this type are left to stand for a long time and if they are too high Acid concentrations quickly become highly viscous and must therefore immediately after compilation are processed.
Nach einem weiteren Vorschlag soll die geformte Wachsmasse zunächst mit einem geeigneten Lösungsmittel, wie z. B. Alkohol, abgewaschen werden, um einen eventuell vorhandenen öligen Film von der Oberfläche zu entfernen, und anschließend wird ein Überzug von feinverteiltem, feuerfestem Material aufgebracht, wobei als Bindemittel wiederum Alkalisilikate angewandt werden sollen. Nach dem Trocknen soll der Überzug mit einer ein organisches Halogensilan enthaltenden Zusammensetzung behandelt «-erden, die unter der Einwirkung von Feuchtigkeit ein Silicon bildet, das durch seine wasserabweisenden Eigenschaften bekannt ist. Dieses Verfahren hat aber den erheblichen Nachteil, daß die das Halogensilan enthaltende Zusammensetzung durch zu geringe Feuchtigkeit nicht vollständig zu einem Silicon umgewandelt wird und somit nach der Fertigstellung der endgültigen Form, durch die Feuchtigkeit der Umgebung hervorgerufen, gasförmiger Halogenwasserstoff abgespaltet werden kann, dessen starke Korrosionswirkung auf Metalle bekannt ist. Die vollständige Umwandlung der Halogensilane in die entsprechenden Silicone bedarf je nach Schichtdicke und vorhandener Feuchtigkeit sehr langer Zeiträume.According to another suggestion, the molded wax mass should first with a suitable solvent, such as. B. alcohol, washed off to a remove any existing oily film from the surface, and then a coating of finely divided, refractory material is applied, with as In turn, alkali silicates should be used as binders. After drying should be the coating with a composition containing an organic halosilane treated "earth, which forms a silicone under the action of moisture, which is known for its water-repellent properties. This procedure has but the significant disadvantage that the composition containing the halosilane is not completely converted to a silicone due to insufficient moisture and thus after the completion of the final shape, due to the moisture of the Environment caused, gaseous hydrogen halide split off can be, whose strong corrosive effect on metals is known. The full Conversion of the halosilanes into the corresponding silicones is required depending on the layer thickness and moisture present for very long periods of time.
Das Verfahren nach der Erfindung überwindet diese Nachteile und erlaubt es. die Unlöslichkeit des Überzuges ohne Gelieren zu erzeugen, und zwar mittels einer Suspension von konstanter und wohldefinierter Viskosität, die sich leicht allen Unebenheiten des Wachsmodells anschmiegen kann, wobei das Verfahren eine Überzugsschicht von genau eingestellter und vorausbestirninter Schichtdicke ermöglicht, die homogen und bei der Trocknung beständig bleibt. Es gibt keine Substanzverluste, und die erhaltenen Werkstücke sind frei von oberflächlichen Fehlern, die durch örtliche Überschichtung oder Fehlen der Substanz hei dem Überzug hervorgerufen werden.The method according to the invention overcomes these disadvantages and allows it. to produce the insolubility of the coating without gelling, by means of a suspension of constant and well-defined viscosity that can easily be can cling to all unevenness of the wax model, whereby the process has a coating layer of precisely set and predetermined layer thickness enables the homogeneous and remains stable when dried. There is no loss of substance, and that The workpieces obtained are free from superficial defects caused by local Overlapping or lack of substance can be caused in the coating.
Eines der wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von zur Unlöslichmachung führenden Säuren oder sauer reagierenden Verbindungen in einem Lösungsmittel auf nicht wäßriger Grundlage.One of the essential features of the present invention is that Use of acids or compounds with an acidic reaction that lead to insolubilization in a non-aqueous solvent.
Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Verfahren. tun bei der Herstellung von Formen für den Präzisionsguß mittels gusschmelzbarer Modelle den aus feinkörnigen. feuerfesten Stoffen in der Lösung eines Alkalisilikates, jedoch nicht eines fettsauren Salzes, bestehenden Überzug gegen die Feuchtigkeit der Hinterfüllmasse widerstandsfähig zu machen, bei welchem dieser Überzug mit einer Säure oder einem sauer reagierenden Salz in einem das Alkalisilikat nicht lösenden, organischen Lösungsmittel behandelt wird.The invention therefore relates to a method. do in manufacturing from molds for precision casting by means of cast fusible models to fine-grained ones. refractories in the solution of an alkali silicate, but not a fatty acid Salt, the existing coating is resistant to the moisture of the backfill compound to make in which this coating with an acid or an acidic reacting Salt treated in an organic solvent which does not dissolve the alkali silicate will.
J'.Is Säure bzw. als sauer reagierendes Salz haben sich vor allem handelsübliche Salzsäure oder Ammoniumnitrat bewährt. Als organisches Lösungsmittel sind die aliphatischen, mit Wasser mischbaren, niedrigmolekularen Alkohole, wie Methanol und Äthanol. am geeignetsten.J'.Is acid or acidic reacting salt have proven to be above all Commercial hydrochloric acid or ammonium nitrate have proven their worth. As an organic solvent are the aliphatic, water-miscible, low molecular weight alcohols, such as Methanol and ethanol. Most appropriate.
Es können natürlich auch noch andere saure Stoffe verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie unter der Einwirkung von Wärme keinen festen Rückstand hinterlassen, d. h., der zu lösende Stoff muß flüchtig sein und kann aus einer schwachen oder einer starken Säure, einer organischen oder einer Mineralsäure bestehen. Beispielsweise seien genannt: Essigsäure, Oyalsäure, Salpetersäure, die Halogenwasserstoffsäuren, insbesondere die obengenannte Salzsäure.Of course, other acidic substances can also be used, provided that they do not leave a solid residue under the action of heat, d. That is, the substance to be dissolved must be volatile and can consist of a weak or a strong acid, an organic or a mineral acid. For example may be mentioned: acetic acid, oyalic acid, nitric acid, the hydrohalic acids, especially the above hydrochloric acid.
Das verwendete organische Lösungsmittel für die Säure bzw. sauer reagierende Verbindung darf die Alkalisilikate, insbesondere das Natriumsilikat nicht lösen. Natürlich können die mit Wasser mischbaren Alkohole teilweise mit Wasser versetzt sein, jedoch darf der Alkoholgehalt des Lösungsmittels nicht zu stark absinken.The organic solvent used for the acid or acid reacting The compound must not dissolve the alkali silicates, especially the sodium silicate. Of course, some of the water-miscible alcohols can be mixed with water However, the alcohol content of the solvent must not drop too much.
Weiterhin kann die Säure durch ein leicht hvdro-Iysierbares Salz einer schwachen organischen Base, wie z. B. Ammoniumnitrat (in Äthylalkohol) ersetzt werden.Furthermore, the acid can be replaced by an easily hydrolyzable salt weak organic base, such as. B. Ammonium nitrate (in ethyl alcohol) can be replaced.
Der Ausführungsmodus für dieses Verfahren ist der folgende: Das Modell aus Wachs oder einem ähnlichen plastischen Kunststoff wird mit einem Überzug feinkörniger feuerfester Stoffe, die in einer verdünnten wäßrigen Lösung eines Alkalisilikates, mit oder ohne Hinzufügen von Glyzerin, gelöst sind, überzogen. l\ ach dem völligen Trocknen - bei Fehlen des Glyzerins -- oder nach dein teilweisen Trocknen - iin gegenteiligen Falle - wird das Modell mit der oben beschriebenen sauren Lösung überzogen. und zwar entweder durch Aufspritzen oder einfach durch Eintauchen.The mode of execution for this procedure is as follows: The model made of wax or a similar plastic plastic becomes finer-grained with a coating refractory substances, which in a dilute aqueous solution of an alkali silicate, with or without adding glycerine, are dissolved, coated. l \ ah the utter one Drying - in the absence of glycerine - or after partial drying - iin opposite case - the model is coated with the acidic solution described above. either by spraying on or simply by dipping.
Diese Lösung kann beispielsweise aus 17 g Ammoniumnitrat (@T 114 @T 03) in 100 cin3 Methylalkohol (CH 3 OH) oder aber aus 5 cm3 einer wäßrigen konzentrierten Lösung von Salzsäure (H Cl) in vergälltem, mit Wasser versetztem Äthylalkohol (C2115011) oder auch aus 5 cm3 handelsüblicher Salzsäure in einem Gemisch aus gleichen Teilen Äthylalkohol und Wasser bestehen.This solution can, for example, consist of 17 g of ammonium nitrate (@T 114 @T 03) in 100 cin3 of methyl alcohol (CH 3 O H) or of 5 cm3 of an aqueous concentrated solution of hydrochloric acid (H Cl ) in denatured ethyl alcohol mixed with water (C2115011 ) or consist of 5 cm3 of commercial hydrochloric acid in a mixture of equal parts of ethyl alcohol and water.
Dieses Auftragen sichert den nicht umkehrbaren Gelierungsprozeß des Natriumsilikates. Nach dem Trocknen wird das auf diese Weise überzogene und in seinem Überzug unl<islich gemachte Modell in einen Formkasten gesetzt, und der Formkasten wird mit einem Gemisch -aus geeignetem Sand. einem Bindemittel und Wasser angefüllt. Nach dem Abbinden, dem Trocknen und der Entfernung des Wachses wird die Form auf hohe Temperatur gebracht, worauf die Metallegierung in die Form gegossen wird.This application ensures the irreversible gelation process of the Sodium silicate. After drying it will be coated in this way and in its Cover made insoluble model is placed in a molding box, and the molding box is made with a mixture of suitable sand. filled with a binder and water. After setting, drying and removal of the wax, the shape will open brought high temperature, whereupon the metal alloy is poured into the mold.
Die oben angegebenen Beispiele dienen nur zur Erläuterung und sollen den Erfindungsbereich in keiner Weise beschränken.The examples given above are for illustrative purposes only and are intended do not limit the scope of the invention in any way.
Dadurch, daß der das Wachsmodell bedeckende Überzug unlöslich gemacht wird, besitzen die erhaltenen metallischen Gußstücke eine tadellose, fehlerfreie Oberfläche, während ohne diese Sonderbehandlung und unter sonst gleichen Umständen die Gußstücke Fehler an der Oberfläche, wie z. B. Adern, raube Stellen, Warzen. Dellen. Verformungen der Oberfläche, Beläge und ein starkes Anhaften des ':Modellüberzuges oder des Formsandes zeigen würden, Fehler, welche auf die Bildung von Rissen im Überzug, dessen Ablösen oder ein zu großes Verschmelzen desselben zurückzuführen sind.By making the coating covering the wax model insoluble the metallic castings obtained have a flawless, flawless one Surface while without this special treatment and all other things being equal the castings defects on the surface, such as B. veins, bare spots, warts. Dents. Deformations of the surface, deposits and strong adhesion of the ': model coating or the molding sand would show defects which could be attributed to the formation of cracks in the Coating, its peeling off or too great a fusion of the same are.
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