DE1458102A1

DE1458102A1 - Verfahren zur Herstellung von Schalenformen

Info

Publication number: DE1458102A1
Application number: DE19621458102
Authority: DE
Inventors: Sutherland Frank Robert
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1962-05-21
Filing date: 1962-05-21
Publication date: 1968-12-12
Also published as: DE1458102B2; CH419463A

Description

Verfahren zur Herstellung von Schalenformen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen Schalenformen für den Präzisions- oder Feinguss und die dafür verwendeten Massen.
Das Giessverfahreh mit verlorenem Modell, auch als PräzisionsZiessverfahren, Feingiessverfahren und Wachsausschmelzverfahren bekannt, hat im letzten Jalirzehnt zahlreiche Verbesserungen erfahren. Da das Verfahren im wesentlichen manuell durchgeführt wird un in grossem Umfange die Handhabung von Einzelteilen erfordert, und da ferner eine Verbesserun,g der Qualität der Gussstücke wünschenswert ist, werden weitere Verbesserungen und Vereinfachungen des Verfahrens angestrebt.

Beim Feingiessverfahren wird ein Wachs- oder Kunststoffmodell des herzustellenden Gegenstandes erzeugt. Dieses#Modell, das verloren geht, wird dann mit einer keramischen Masse bedeckt, wobei eine Öffnung frei gelassen wird, durch die das Wachsmodell nach dem Erhärten der keramischen Masse herausgeschmolzen wird. Die erhaltenerlorm enthält so einengenauen Eindruck des Modells,'in den geschmolzenes Metall gegossen werden kann. Diese Formen können entweder

massiv sein oder aus dünnen Formschalen bestehen. Das Giess-

verfahren mit massiven Fort-,en ist urfiständlich. Es erfordert

die Verwendung von verstärkenden Umkloidungen und Metall-

formkästen und wurde in gewissen Bereichen der Giessere4

industrie durch das Verfahren mit, dünnen Schalenformen

ersetzt.

Die dünnen Schalenformen werden gewöhnlich wie fol."t herge-

stellt:

1) Ein Modell, das später verloren !,reht, wird mit einemt

feinen Brei aus einer keramischen D.-1,asse umhüllt.

2) Der feuchte Überzu-, wird mit trock-enen, groben Ker,7#riiilc-

C,

teilchen eingrestäubt.

Mehrere Übe-L,.yü,-,e aus anderen keramischen Massen, die

häufig vom basischen zum sauren Zustand wechseln, "-,erden

anschliessend aufgebracht, iciobei jede Schicht mit groben,

trockenen Keramikteilchen eingestäubt, nird, bis eine

Schalendicke von 6 bis l_3 mm erreicht ist.

4) Das Modell wird aus der Form herausgeschmolzen oder

herausgelöst, die Form wird gebrai-mt und ist fer-,-iL,

für den Guss.

auf

So ist es beispielsweise bekannt,/das Modell zunächst

zwei Schichten aus 'Marschallit und hydrolysierter Äthyl-

silikatlösune,., aufzutragen, über die dann mehrere Schichten

aus Marschallit mit Wasserglaslösung als Bindemittel fol-en.

Ebenso sind Uberzugsmassen au . s Aluriiiniumoxyd oder anderen

feingepulverten, feuerfesten Materialien und 1--,lasserglas-

lösung bereits beschrieben.

Es ist auch schon empfohlen worden., die Schalenformen

durch Aufbringung von mehreren Schichten aus einer Auf-

schlämmun-, von gepulverten, feuerfesten Stoffen in einer

Alkalisilikatlösung zu erzeugen, wobei jede Schicht geson-

dert besandet und unlöslich gemacht wird. Zum Unlöslich-

machen müssen hierbei die ersten Schichten einer sauren

.TP-catniosi)',iäre a-usL.,.eset-t werden, -,#iährend die #-..eitere-ii

Finti-"ässcrn des ",ilik#".ts unlöslich r#e-

;Aacht #.,ierden.

Nach einem anderen bek(#iiiii#tl-en VerCahren soll das blodell

nix-- einer Aufschlämmung eines Pein zerteilten

Materiials in Alk#).lisiliketlösuni., iUue rzo- ,ren

werden. Dieser erste iiberzij.1-- #Nird dann "-"it einem -roben,

-euerfesten- "Ihr #.-erial,besll-äuhc" d(ns seinerseits mit-, einer durch

Säure besprüht i.#ird,

die Irein Couerfes'L-.(,.#j Die weiteren

..erdeli durch wechseiweises i--iufstä-t-iben von

-roben, 1,#aberialien. und PLifsp#L,*,11-,(,#ri von

erzeu--t.

Die- v(irstehend beschriebenen Verfah.--en zur Her--i-.elluii#.-

dünner Schaleni.ormen sind verl-i*,-i"Ltnisn-,*-,i,3sig, einfach in

Verli#leich zu der Vei,i-"en(lunL# massi= For#-nien. Diese

V e, r IL a 1 r c i briii..en jedoch auch Probleine mit sich, die die

volle l#.3:iutzuiif, der VorGeile der d-Unnen Schalenformen

in der Giessereitechnik

'-:enn (iie d-Umne r-ci-,c-,len,-'oriii hart und Cest is--#.-, ist sie

auch dicht und noi,*t zu

sind diese Forr.icn nicht so p*orös, dass die einf#-e-

schlossenen Gase ent#,.,eichen künnen, die #,#ähren,-,# les Giessens

in der 'llor,--, Ui-i#,t,-ekehrt sind Fol,i-..ic-n von &enU.#-ender

Durchlässigkeit im allL;eitieinen v.eich und --cj-i#-.ach und reissen

di,her bei der 'zlliess'üanclpi>odizk'u-iöii oder während- des

""iessens iiiit Metall.

':ährend das Problem des Reissens der Formen den dUnnen

Schalenforrien und den massiven Forri-,en ",ii-errieinsair, ist, sind

die Risse bei den dUnnen Schalenformen besonders unange-

nehm, weil der während des Giessens durch das geschmolzene

Metall eintretende schrolfe Temperaturwechsel eine Er-

weiterung der Risse verursachen kann, so dass Metall aus

der Form austreten kann und Personal und Einrichtungen

gefährdet.

Die Neigung zu #Jarmrissbildung ist sowohl bei den massiven

als auch bei den dünnen Schalenrormen vorhanden. Demzufolge

werden bei den meisten Giessereien die dünnen Schalenformen

in eine zusätzlbhe stützende Masse innerhalb einer sog.

Flasche oder eines Kastens eingebettet, um ausreichende

Festigkeit und ausreichenden Schutz zu erzielen, insbesondere

wenn verhältnismässig grosse Crussteile hergestellt werden oder

nach dem Druckgieasverfahren gearbeitet wird. Hierdurch

werden natürlich einige der grösseren Vorteile, die durch

die Verwendung dünner Schalenformen erzielt werden können,

wieder aufgehoben.

Es wurde ein Verfahren zur Herstellung von mehrschichtigen,

festen und dennoch durchlässigen selbsttragenden Schalen-

formen üurch Auftragen von Schichten auf ein Aussehmelzmo-

dell sefunden. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,

dass man

a) auf das Aufschmelzmodell in an sich bekannter Weise einen

ersten Überzug aus einer Suspension aufträgt, die mindestens

40 Vol..c#', flüssiges Natriumsilikat einer Dichte von 1"33g/c2

und ein feingemahlenes, feuer festes Material.enthält

(Überzugsmasse Nr.

b) den ersten Überzug mit einem körnig'en, feuerfesten Material

bedeckt,

c) einen zweiten Überzug einer "Quspension aufträgt, die 31

bis 69 Gew.%o Äthylsilikat, Aluminiumoxyd einer Teilchen-

grösse unter 44. und Borsilik,-i,t-g;las oder Schamotte

einer Teilchengrösse von 0,177 bis 0,5 mm enthält (Über-

zugsmasse Nr.: 2)

d) den zweiten Überzug mit körnigem, feuerfestem Material

umhüllt, das gröber ist, als das zum Bedecken der ersten

Schicht verwendete Material,

e) die Verfahrensschritte a) und d) zwei- bis sechsmal wieder-

holt, zwischen dem Aufbringen aller Überzüge 15 bis 45

Minuten trocknet, die fertige Form in an sich bekannter

Weise noch abschliessend trocknet und nach dem Aussehmelzen

des Modells brennt.

Bezüglich der Herstellung des zusammengesetzten Wachsmodells

ist das Verfahren gemäss der Erfindung mit dem üblichen

Feingiessverfahren mit verlorenem Modell identisch. Erfin-

dungsgemäss wirdchs Aussehmelsmodell zunächst in an sich

bekannter Weise mit einem ersten Überzug versehen, der aus

einer Suspension besteht, die mindestens 40 VcL/Oof flüssiges

Natriumsilikat einer Dichte von lj_3 g/cm-3 und ein feinge-

inahlenes feuerfestes Material enthält. Diese, eine besonders

feste, aber verhältnismässig undurchlässige Form, bildende

Überzugsmaese Nr. 1 hat etwa folgende Zusammensetzung:_

Überzugsmasse Nr. 1

Natriumsilikat 16oo - 3ooo ern3

Wasser 2400 - 1000 en?

Netzmittel 10 _ 100. erff3

Oetylalkohol 5 - 50 ei-

Ton 50 - 500 9

Tonerde(Teilchen sse unter

o,o44 mm 6,81 - 11,_34 kg

Die Überzugsmasse Nr. 1 enthält mindestens 40 VÖL%, vor-

zugsweise 40 - 75 Vol.% flü ssiges Natriumsilikat, be-

zogen auf die insgesamt vorhandenen Flüssigkeiten. Die

modifizierenden Flüssigkeiten, ein Netzmittel und Alkohol,

sind in verhKltnismässig geringen Mengen vorhanden und

brauchen bei dieser Berechnung nicht berücksichtigt zu werden.

Jedoch sind diese Zusätze einzubeziehen, wenn ihr Anteil neiineiiswert wird, da das Mindestvolumen des vorhandenen 1.Tatriumsilicats 40 Vol.% der insgesamt vorhandenen Flüssigkeit ausmachen soll. Der Ton und die Tonerde werden bei der Bestimmung des Anteils des NatriLuiisilie,-;,ts nicht berücksichtigt. Die feuerfeste Tonerde ist feingemahlen und hat eine Korngrösse unter 44 Das verwendete Natriunisilicat soll eine Konzentration von e _33 haben. Als 35 0 B' bzw. ein spezifisches Gewich't,- von 1, besonders geeignet erwies sich ein Natriumsilicat mit einem Na 2 0-Gehalt von 6,75 Gew.% , einem SiO 2-Gehalt von 25,3 Gew.% und einem #-.assergehalt von etwa 67,9 Gew./c#o.

Flüssige-Bestandteile der Überzugsmasse Nr. 42

Äthylsilicat 8,84 19,05 kg

Isopropylalkohol 7,26 19,05 kg

Wasser o,45 2,27 -' kg

Salzsäure(konzentriert) 10 130 em-2

In dieser Tabelle ist nur die Zusammensetzung des Flüssigkeitsanteils der Überzugsmasse Nr. 2 angegeben. Diese flüssigen Bestandteile werden gemischt und 4 Stunden stehen gelassen, um vollständige Hydrolyse sicherzustellen, und dann mit den in nachstehend genannten festen Bestandteilen zusammengegeben. Zu den festen Bestandteilen gehört körniges Borsilicatglas oder gemahlene Schamotte einer Teilchengrösse von weniger als 0-,5 mm, aber von mehr als 0,177 mm.

Feste Bes-Llandteile der Überzugsma#se Nr. 2

Aluminiumoxyd-(Teilchengrösse imter 44 U 49,9 - 72,58 kg

Netzmittel 100 -300 ern3

Körniges Borsilicatglas oder

gemahlene Schamotte (der genannten

Koriagrösse) 2,27 - 3,63

Der Anteil des Äthylsilicats,in der Überzugsmasse Nr. 2

liegt zwischen 31 und 69 %, bezoL#en auf das Gesamtgewicht

von Wasser, Äthylsilicat und Alkohol. Die kleineren Mengen

der modifizierenden Flüssigkeiten und Zusätze an feuer-

festen Teilchen werden bei der BestimmunG des Anteils an

Äthylsilicab nicht berü,cksie.t-,tigt. Als geeignet erwies sich

ein Xthy1silicat mit einem Kieselsäuregehalt von 40 Gew.%.

Als technisch besonders brauchbar haben sich Überzugsmassen

Nr. 1 mit folgenden Zusammensetzungen erwiesen.

Überzugsmasse Nr. 1

13evorzujt

Natriumsilica'J 2400 crn-3 1600 - 300o cm:3

Wasser 16oo cm3 2400 - 1000 ciJ

Netzmittel 40 eir? 42,0 - _38,0 c i J'

Octylalkohol 20 ci 18,5 - 21,5 cm3

Ton 200 g 190 - 210 g

Tonerde 7,71 kg 7,26 - 8,16 kg

Im engeren Bereich der Zusammensetzung der Überzugsmasse

Nr. 1 sind auch 40 bis 75 Vol.% Natriumsilicat enthalten.

Bevorzu-,t wird ein Gehalt von 6o voi."iol.

Besonders günstige Zusammensetzungen für die Überzu-smasse

Nr. 2: sind in nachstehender Tabelle cingegeben.

cz

Für die

/Mischung der flüssigen Bestandteile ist eine Alterun,--,rszeit

von 4 Stunden erforderlich, bevor sie den festen Bestand-

teilen zugemischt wird. Bei der Herstellung der Überzugs-

masse Nr.. -2 sind die Mengen vorzugsweise so zu wählen, dass

m lten

ein spezifisches Gewicht von 1,9 bis 2,25 9/a erha

wird, bei dem die besten Ergebnisse erzielt werden.

Überzugsmasse Nr.-2

Bevorzugte Engerer Bereich

Flüssige Bestandteile Zusammen- der Zusammensetzung

setzung -

Äthylsilicat 12,25 kg 9,98 - 15,88 kg

Alkohol 9,1 kg 5,45 - 11,34 kg

Wasser 1,_36 kg o,gl - 1,81 kg

ln C

Salzsäure (_37 7o'ig) 0 15 - 25 e2

Feste Bestandteile

Tonerde(Korngrösse wie

oben) 61,24 kg 58,97 - 6-3,51 kg

Netzmittel 24o cm 190 - 290 c

Körniges Borsilicatglas

oder gemahlene Schamotte -

(Korn-rösse-wie oben) 3,18 kg 22,72 _3,6_3 kg

U .

Im engeren Bereich der Zusammensetzung der Überzugsmasse Nr. 2 sind 45 - 69 Gew.% Äthylsilicat enthalten. Bei der bevorzugten Zusammensetzung sind54 Gew.% Äthylsilicat vorhanden.

Nachdem die verlorenen Plodelle mitAer Überzugsmasse Nr.,1 bedeckt worden sind, wird ein erster.Überzug aus-einem körnigen feuerfesten Material auf-die, später beschriebene Weise aufgebracht. Es sind zwei Gruppen von körnigen feuerfesten Materialien vorgesehen. Die der Gruppe 1 können aus einer oder mehreren der nachstehenden Platerialien in.den genannten Korngrössen bestehen: Borsilikatglas, Mullit, Sillimanit, Tonerde und ein feuerfestes Material von.geringer Wärmeausdehnung und mit hohem Kieselsäuregehalt, hergestellt durch die Firma National Aluminate Corporation unter der Handelsbezeichnung "Naleast", sämtlich in einEr Korngrösse von 0, 177 - 0,5 mm; Zirkons-and tonerdereiche -feuerfeste Stoffe in einer Korngrösse zwischen 0,044 und 0,297 mm. Das tonerdereiche feuerfeste Material ist allgemein als gemahlene Schamotte bekannt. Es zeigte sich, dass Zirkonsand; vorzuziehen ist.
Die körnigen feuerfesten Materialien der Gruppe 2 für die Umhüllung des zweiten Überzugs können eine oder mehrere der folgenden Stoffe sein, Borsilicatglas, Zirkonsand, Mullit, Sillimanit.. Tonerde , "Naleast" in Korngrössen von 0,177 2,0 mm und tonerdereiches feuerfestes Material bzw. gemahlene Schamotte einer Korngrösse zwischen 0,149 und 2,0 mm. Bevorzugt von den geannten Stoffen wird gernahlene Schamotte einer Korngrösse von 0,297 - 2,0 mm.
Es ist festzus tellen, dass die kömigen feuerfesbn Materialien der Gruppe 2 grössere Korngrössen haben als die der Gruppe Nr. 1. Die körnigen, feuerfesten Materialien aus den beiden Gruppen sowie die Überzugsmassen werden so zusammengestellt, dass verschiedene Arten von Schalenformen hergestellt werden *können. Hierzu #,trd das Modell mit einem ersten Überzug aus der Überzugsmasse Nr. 1 überzogen, der mit7einem körnigen, feuerfeden Material aus der Gruppe Nr.. 1, beispielsweise mit Zirkonsand bedeckt wird. Die anschliessenden Überzüge sind mit der Uberzugsmasse Nr. 2 herzustellen, i-jobei jeder Überzug mit dem tonerdereichen feuerfesten Material aus der Gruppe Nr. 2 zu bedecken ist. Nach diesem Verfahren hergestellte Formen vereinigen Festigkeit und Durchlässigkeit in der besten Weise.
In der Überzugsmasse Nr. 1 dient Natriumsilicat als Bindemittel, weil mit ihm eine feste Bindung bei normalen Raumtempera#turen und Feuchtigkeiten sowie unter geregelten Trockenbindungen erzielt wird.

Eine MiÜdestmenge von 40 Vol.% Natriumsilicat ist erforderlich. Bevorzugt werden 60 Vol.% . Der höhere Natriumsilicatgehalt begünstigt die Bildung eines glasartigen komplexen Natrium-Aluminiumoxyd-Zirkon-Materials, wenn während des Brennens auf Temperaturen Im Bereich von 871 bis 1177 0 C erhitzt wird. Die höheren Natriumsilicatkonzentrationen, die erheblich über den zur Zeit normalerweise angewendeten liegen, ergeben entschiedene Verbesserungen der Beständigkeit gegen Abspülen und Absplittern. Ebenso wird eine bessere_ Masbgenauigkeit und Oberflächengüte des Gussstücks ohne Rücksieht auf die Art des zu giessenden Metalls bzw. der zu giessenden Legierung erzielt. Es wird angenommen, d ass die höhere Natriumsilicatkonzentration die Temperaturwechselbeständigkeit der Form verbessert, bedingt durch die Senkunr-- de.-Schmelztemperatur des erstilen.Uroer-7.ugs, so dass der ersbe Überzug die Möglichkeit hat, den bei der Wärmeausdehnun,-I-bzw. dem plötzlichen Temperaturwechsel auftretenden Spannungen nachzugeben, während die äu-sseren Überzüge starr bleiben. Als Folge können die festen Bestandteile sich ungehindert innerhalb des ersten Überzu.-s ausdehnen, ohne die Forri. zu zerreissen, -womit gewöhnlich zu rechnen ist, vi,-nn feste Bcstand-1.-eile sichinnerhalb einer harten Masse durch Wärmeeinwirkung ausdehnen. Diese Theorie wird durch den folgenden Versuch gestützt, bei dem verschiedene Feststoffe mit unterschiedlichen Wärmeausdelunungseigenschaften anstelle der

feingezahlenen TIonerde in der 'Überzugsmasse -1 verwendet

,wurden. In einer Reihe von Versuc*Ihen wurden die in Tabelle 17

aufgeführten Stoffe ver"iendeltp" ch-i.,-ea daß während des Giej2o.-LIS

-offen eintraten. Guß-.

Ausfälle durch sch- ;, U'-

stücke von gleicher (,-ualittzt v--wdon erhalten.

Material

x 10-

i3orsilicat"--,las

.80 - 90

Gosch-nolzelles Alu-ViiniUM0Z-zZYd .79

28 - 42

Zirkon, 26

Stabilisiertes Zii-konoxyd 72 (70 100000)

Alumiiiiumtitanat 10 (bis 10000C)

Als Bindemittel für die Nr. 2 'wird Äthyl-

silicat vergendet, Weii #s r-,e#Lrere- Vorteile gegellfLIber anderen

Stoffen hattä Hydrolyciertes Ät'"-,-lsilicat trocknet ochr-ell

«bei normalen und -feuchtigkeiten und hann

zur gerereelten Trochnung untor 'Le.2tinz,.ten Bedir-Curir,!ea t.odi-

fiziert werden. der erfLndurz-s-geLIC-*.#010-#t

Zusa:..mcnaetzung ve--#-wcndet werdeng bildet die hydrolysierte

,#thj-1silicatlösung ein Gelg wenn cie auf das 1--aodell aufge-

traren wird« 1##ach waiterem# Auchärton und Abdea-npfen (15 bim

45 Minuten) dehydratisiert das Gel, gibt Alkohol abe

schrumpft und bildet eine Aufla,-e i#Lus klebendem 'Silicium-

dio=j-d* Die besten Ergebnisse werden eehalteng wenn die

folgende Schicht aufgebracht bovor das Äthyleilicatgel

vollständig deliydra-tliziert iety d.h. bevor es vollständig

auf sein kleinstes «lvrolur-en,ge,-c-'rLr=-"ft ist. Nachdem die

letzte Schicht der Aufsschlämmun- au-i.'getraäen iati wird die

Torm vollständiger ausgehärtet (wenigstens 3 Stunden).

Wirend des Brennens mehrumpft das Gel weiter auf sein klein-

stes Volumen und h.-!Lnterlässt dabei l#'ohlrä=et in die die

festen Beatandteile sich während des Brennens und Ausgießens

der Porm ausdehnen. Die An:zio.".enheit dieser lichlräurne erhöht

wOiterhin die DUrchlEsurigkeit der Poim. Dies ist natürlich

sehr vorteilhaft für die Herstellung guter* Gußstücke. Iie

Bindung wird atircil d#e in der überzugsmasse

körnigen feueri-e5tei t

verwendeten Stoffet die gröberen Wrialien

ehee und das am-or-ohe iiiliciu--e.ioxyd aus der hydrolysierten

bevi-rIkt, Die Bindung let fest genugi co

daß keine anfrittf.;wlert ZusZtze oder IlluBmittel zur Zrh-öhu-,ig

der Pestiekeit erforderlich sind, Einige zur Zeit verwendete

körnen P,

1 e #euerfest22 ../MatQE,iilL ,en 3r

?ozie i. -tn memrd+-., d, Zueatz von Stoffene die

Infritten bawirLang ode#r -von 2?lu.-Z-xA-tteln- zur Ser3--ung des

Sch##elzpurik,tß des 17-ute'#lzt«#1.k=s voa -t,-luminiumoxyd =d Eilicium-

dioxyd, um eine Bindung, durch Vei-,schnelzen zu bewiezeno'

für die

.'#z'Linize vorteilhafte der Nr. 1 sind

in Tabelle 'XII wif

h a Nr&

1 2 3 L-- - 5 . - 6

lteatrimiailicatg er13 1 SCIO 20C0 2400 2800 3000 3200

3

#Zassert er& 22 - t:, 0 0 2ü00- 1600 1200 1000 800

Alkohol# - er-, 3 is 19 20 21 22 22

190 207 210

f'-lonf 9 195 2'GO 205

Tollerde L- ze 8,16 8916 7,71 7v71 7e26 7926

NetzMittele c--,3 42 41 40 39 38 33

Volt--,"3 1,fatriu.-z-:ilicat 40 50 60 70 75 80

Iii den in Tabelle IPII gen.,?,iir.ten 2=-arir-lensetzunZen ist ein

Netzmittel enthalten. ist jedes handelaUbliche

Metmittel. Seine stellt sicherv daß dür Übersug

zieh dem -Wachsmodell soaie der folgenden Peihe von tiberzügen

gut anachmiegt.

OotylalL,ohol wird in der 161re 1 als Schaumv-erm

hütungsmittel veivendet, = eingeschlossene Luft aus der

Aufeeb#.I«=ur,g- zu entfernen oder Ihre Llenae eo weit wie mög-

lieh zu verringern* Es 'können jedoch auch andere

hütungsmittel verwendet werden. Ton wird der Mischung zur

Erhöhung der Viskosität der Aufschlämmung und zur Verbesse-

rung der GUte der Suspension zugegeben.

Die unter Ziffer'5 und 6 der Tabelle II angegebenen Zu-

sammensetzungen ergeben die stä rksten Schalenformen.

Zirkonsand einer Korngrösse zwischen 0,074 und 0,297 mm kann

zur Bedeckung des ersten Überzugs verwendet werden. Nach

jedem Auftrag der flüssigen Überzugsmasse Nr. 2 ist ein ton

erdereiches feuerfestes Material einer Korngrösse zwischen

0,297 und 2,0 mm aufzubringen. Die Zahl der Überzüge beträgt

4 bis 8. Zwischen jeder Aufbringung eines Überzuges wird

15 bis 45 Minuten je nach Raumtemperatur getrocknet. Eine

abschliessende Trocken- oder Aushärtezeit von wenigstens

Stunden ist erforderlich, worauf die Formen 20 bis

100 Minuten bei einer Temperatur von 871 biß 1177 0 C gelirannt

werden können. Bei diesem in einem einzigen Arbeitsgang

erfolgenden Brennprozess wird das Modell herausgeschmolzen.

In Tabelle III sind mehrere Möglichkeiten für die Zusammen-

setzung der Uberzugsmasse'Nr. 2 angegeben. Die Mischungen

6 und 7 ergeben die stärkste Form und die Mischungen 1 und 2

die durchlässigste Form. Die Mischung 4 wird bevorzugt, wenn

eine Form gewünschtwird , in der Festigkeit und Durchlässig-

keit in bester Weise kombiniert sind.

Zur Herstellung von Gußstücken, die eine Form von hoher

Durchlässigkeit erfordern, können der zweite und alle fol-

genden Überzüge aus den Mischungen unter Ziffer 2 oder 3

der Tabelle III hergestellt werden. Um den ersten Überzug

aus der Überzugsmasse Nr. 1 ist vorzugsweise eine Schicht

aus Zirkonsand einer Korngrösse zwischen 0,149 und 0,297 mm zu

legen, und jeder weitere Überzug ist vorzugsweise mit einer

Schicht aus tonerdereichem feuerfestem Material einer Korn-

grösse zwischen 0,297 und 2,0 mm zu bedecken. Die Trocken-

zeiten und Brenntemperaturen und -zeiten sind die gleichen,

wie vorstehend angegeben.

Grösse und Gestalt des zusammengesetzten Modells sind dafür

massgebend, ob speziell hohe Festigkeit.oder hohe Durchläs-

sigkeit erforderlich ist, und nach diesen Gesichtspunkten

kann eine Mischung geeigneter Zusammensetzung gewählt werden.

Schalenformen, die Festigkeit und Durchlässigkeit in bester

Weise in sich vereinigen, können so hergestellt werden, dass

die- Mischung unter Ziffer 3 in Tabelle II für den ersten

Überzug, eine Schicht aus'Zirkonsand gefolgt von Überzügen

aus Mischung unter Ziffer 4 in Tabelle III und Schichten

aus tonerdereichem feuerfestem Material verwendet werden,

wie vorstehend beschrieben. Getrocknet und gebrannt wird in der

vorstehend angegebenen Weise.

Schnelles Erhitzen der gehärteten Formauf eine Temperatur

zwischen 871'und 1177 0 C verursacht keine Warmrissbildung.

Augenblickliches Erhitzen wird vielmehr als Mittel zur

Vermeidung des Reissens der Form empfohlen, das bei langsamein

Erhitzen durch Wärmeausdehnung des PIodellmaterials verursacht

werden kann. Der oben Genannte Brenntemperaturbereich liegt

erheblich unterhalb der Temperatur, die Zür eine eutektische

Reaktion zwischen der Tonerde und der Kieselsäure erforder-

lich ist.

Gemäss der Erfindung hergestellte Schalenformen haben eine

solche Festigkeit, dass sie der erosiven Kraftl des in die

en

Form gegossen/geschmolzenen Metalls widerstehen und

dadurch Gussstücke mit glatter Oberfläche gewährleisten.Die

Sc halenformen halten auch die normalen Handhabungen aus, ohne

zu reissen, insbesondere bei der Fliessbandfertigung , und sind

so fest , dass sie die Anwendung des Druckgussverfahrens

ermöglichen.

Die Schalenformen haben ferner eine solche Durchlässigkeit,

dass in der Form eingeschlossene Luft sowie Gase, die während

des Drennens oder Giessens in der Form gebildet werden können,

schnell entweichen können.

Die Massgenaui2rjceit und Masshaltigk-eit der erfindungsgemässen

Formen ist derart, dass die Aussehussprozentsfte infolge

Nich'Geinhaltung der Masstoleranzen der Gusstücke vernach-

lässigbar sind.

Die Eigenschaft der gemäss der Erfindung zum Aufbau der

Schalenformen zu verwendenden Überzugsmassen und körnigen

feuerfesten Materialien schnell zu härten, bringt eine

erhebliche Zeitersparnis gegenÜber den bisherigen Methoden

der Herstellung, von Formen für den Feinguss mit sich, bei

denen nach dem Aufbringen jedes einzelnen Überzuges und jeder

einzelnen Formstoffschicht eine Trocken- und Aushärtungs-

zeit von 2 bis 24 Stunden erforderlich ist.

Claims

a e n t a n s P r ü c_h e -1. Verfahren zur Herstellung von vglehrschichtigen, festen und dennoch-durchlässigen, selbsttraggenden Schalenformen CD durch Auftragen von Schichten auf ein Ausschmelzmodell, dadurch gekennzeichnet, daß man a) auf das Aussehmelzmodell in an sich.bekannter Weise einen ersten Überzug aus einer Suspension aufträgt, die mindestens 40 Vol% flüssiges Natriumailikat einer Dichte von 1,33 g/cm3 und . ein feinelem-ahlenes feuer- festes-Material enthält (Überzugsmasse Nr. 1), b)'den ersten Überzug mit einem körnigen feuerfesten Material bedeckt, e) einen zweiten Überzug einer Suspension aufträgt, die 31 bis 69 Gew.% ÄthylE;Ilikat., Aluminiumoxy d einer Teilchengrößer unter 44/u und Borsilikatglas oder Schamotte einer Teilchengröße von 0,177 bis 0,5 mm enthält (überzugsmasse Nr. 2), d) den zweiten Überzug mit körnigein feuerfestem Material umhüllt, das grö-,ber Ist als das zum Bedecken der ersten Schicht verwendete Material, ,ei die Verfahrenzschritte -d und Ü 2 bis 6 mal wieder- holt, zwischen'dem Aufbringen aller Überzüge' 15 bis 45 Minuten trocknet,-die fertige Form In an sich be- kannter eleise noch abschließenä trocknet und nach dem Aussehmelzen des Modells brennt. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, mit daß der erste Überzug Zirkonsandeiner Korngröße von 0,044 bis 0,297 mm bedeckt wird und die folgenden Über- züge mit tonerdereichem feuerfestem Platerlal einer Korn- größe von 0»149 bis 2,0 mm bedeckt werden.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 Ünd 2, dadurch ge- kennzeichnet, daß eine Überzugsmasse Nr. 1 der folgenden Zusammensetzung verwendet wird:

hTatriumsilikat 1600 - 3000 CM3 Wasser 2400 - 1000 cm3 Netzmittel 38-- 42 em3 Oetylalkohol 18,5 - 21,5cm3 Ton 190 - 210 Alu.,ainiumoxyd 44 p) 7,26 - 8,16 kg

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch ge- . kennzeichnet, daß üIne Überzugsmasse IhTr. 2 der folgenden Zusammensetzung verwendet wird:

Äthylsilikat 10,01 - 15,88 kg Alkohol 5,45 - 11,34 kg Wasser 0,91 - 1,82 kg Salzaäure 15 - 25 cm 3 Iletzmittel 190 - 290 cm3 Tonerde ( < 44/u) 58,97 - 63,51 Borsilikatglas (0,297 0,5 mm) 2,72 - 3x63 kg