DE1950083A1 - Process for the production of metal castings - Google Patents

Process for the production of metal castings

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DE1950083A1
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cushion
mold
casting
sand
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DE19691950083
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German (de)
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Gotheridge John Ernest
Jago Edward John
Jack Morgan
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Foseco Trading AG
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Foseco Trading AG
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D7/00Casting ingots, e.g. from ferrous metals
    • B22D7/06Ingot moulds or their manufacture
    • B22D7/10Hot tops therefor

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Description

PATfNTVNWKtTEPATfNTVNWKtTE

DR. EWtEGAND DlPL-ENG. W. NtEMANN ' 9 b O O 8DR. EWtEGAND DlPL-ENG. W. NtEMANN '9 b O O 8

DR. AA. KOKLER DIPL-tNG. C. GERNHARDTDR. AA. KOKLER DIPL-tNG. C. GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURGMÖNCHEN HAMBURG

VcLcFON! 555474 8000 MÖNCHEN 15,VcLcFON! 555474 8000 MÖNCHEN 15,

TELEGRAMME! KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE IOTELEGRAMS! KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE IO

5. Oktober 1969 V/. 14 514/69 .October 5, 1969 V /. 14 514/69.

Poseco Trading A.Gr., Ghur, Graubünden (Schweiz)Poseco Trading A.Gr., Ghur, Graubünden (Switzerland)

Verfahren zur Herstellung TQn MetallgußstückenProcess for making TQn metal castings

Die Erfindung "bezieht sich auf die Herstellung von ;„eualiguß stücken, insbesondere Stahlguß stücken in .Sandformen oaer ähnlichen Formen.The invention "relates to the manufacture of ; "Eual cast pieces, especially steel cast pieces in sand molds oa similar forms.

2& ist eine bekannte Erscheinung» daß Schwierig- ^az-^ea bei Gußstücken, insbesondere in der Nähe der en. ieile des Gußstückes infolge unzureichender2 & is a well-known phenomenon that difficult- ^ az- ^ ea in castings, especially in the vicinity of the en. ieile of the casting as a result of insufficient

des geschmolzenen Metalls an diesen Stellen, aufüre^en. Schwierigkeiten treten auf, wenn eine variable Cooxaexrie des Gußstückes vorschreibt, daß ein dünner v^eroCifAititt einen dickeren Querschnitt speisen muß. Schwierigkeiten treten auch besonders beim Guß von StoJal-of the molten metal in these places. Difficulties arise when a variable cooxaexry of the casting dictates that a thin v ^ eroCifAititt must feed a thicker cross-section. Difficulties are also particularly during casting of StoJal-

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gegenständen mit schwierigen Gestalten und Konturen» insbesondere solchen mit Hälsen oder Einschnürungen, Planschen und Flossen oder Rippen, auf. Infolge der ungleichmäßigen Abkühlung aufgrund des größeren Verlustes von, den dünnen Querschnitten an Rippen- oder Hals ab schnitten neigt das geschmolzene Metall dazu, sich in diesen Abschnitten -viel leichter als in dem Hauptkörper des Gußsxückes infolge ihres niedrigeren Moduls zu verfestigen (wobei "Modul" das Volumen des Gußstückes oder des betreffenden Teils des Gußstückes,geteilt durch seine Oberfläche, bedeutet). Ss wird auf diese YTeise die Zuführung von geschmolzenem Metall durch diese Abschnitte zu Teilen der Form, die von der Metallzuführungsstelle entfernt sind» verhindert.objects with difficult shapes and contours »in particular those with necks or constrictions, splashing and fins or ribs, on. As a result of the uneven Cooling due to the greater loss of the thin cross-sections cut off of the rib or neck the molten metal tends to settle in these sections much more easily than in the main body of the casting solidify due to their lower modulus (where "modulus" is the volume of the casting or the relevant Part of the casting divided by its surface, means). In this way, Ss becomes the feeder from molten metal through these sections to parts of the mold that are removed from the metal feed point are »prevented.

Bies führt zu mißgestalteten, fehlerhaften Gußstücken mit Schrumpf ρ or ο si tat, die verworfen werden müssen. Infolge der Tatsache, daß diese Rippen- oder Flanschabschnitte die Neigung haben, viel rascher zu kühlen als der Hauptkörper des Gußstückes, werden sie überdies we sentlich vor dem Hauptkörper des Gußstückes zusammengezogen und verfestigt. Wenn der Hauptkörper des Gußstückes sich abkühlt und zusammenzieht, werden daher so Wärme— spannungen herbeigeführt und es besteht die Jfeigung, daß der Körper sich von den schon verfestigten dünnen Abschnitten hinweg zusammenzieht, was zu Verformungen,; die als Wärmerisse bekannt sind, führt.Bies leads to misshapen, defective castings with shrinkage ρ or ο si tat, which must be discarded. As a result of the fact that these rib or flange portions tend to cool much more quickly than the main body of the casting, they are moreover contracted and solidified substantially in front of the main body of the casting. Therefore, when the main body of the casting cools and contracts, thermal stresses are thus induced and the body tends to contract away from the already solidified thin portions, resulting in deformation; known as heat cracks.

\7θώϊι z.B. ein Gußstück mit einem großen Flansch hergestellt wird, hat das Metall gewöhnlich die EFe igung,, sich an dem Flansch zu verfestigen und zusammenzuziehen. Der Flansch ist wirksam an der Sandform verankert, und das Material wird daher reißen, weil der Flansch nicht nur dem hängenden (toten) Gewicht des Gußstückes selbst unterworfen ist, sondern auch der Yiärmeaus dehnung des Formsandes und der Kontraktion des verfestigten Metalls» wenn es abkühlt» For example, when making a casting with a large flange, the metal usually has a tendency to solidify and contract on the flange. The flange is effectively anchored to the sand mold and the material will therefore tear because the flange is subjected not only to the hanging (dead) weight of the casting itself, but also to the expansion of the molding sand and the contraction of the solidified metal as it cools »

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Das übliche Verfahren zur Überwindung dieser Schwierigkeiten besteht darin, die Größe des Hohlraums an denjenigen Stellen zu vergrößern, an denen diese Schwierigkeiten auftreten, so daß das Gußstück, wenn es aus der Form abgezogen wird, in dem Plansch-, Hals-, Rippen- oder engen Abschnitten überdimensioniert ist. Es ist dann notwendig, das unerwünschte Material durch Bearbeitung zu entfernen, um ein Gußstück von der erforderlichen Größe zu erhalten. Das Extrametall ist als "Polster" (padding) bekannt und seine Entfernung, als Putzen (fettling) bezeichnet, ist an sich unwirtschaftlich und erfordert während des Gießverfahrens das nutzlose Schmelzen großer. Kengen von Metall.The usual method of overcoming these difficulties is to increase the size of the cavity in those places where these difficulties occur so that the casting, when withdrawn from the mold, in the splash, neck, rib or narrow sections is oversized. It is then necessary to remove the unwanted material by machining remove to obtain a casting of the required size. The extra metal is used as "padding" known and its removal, known as cleaning (fettling), is in itself uneconomical and requires during of the casting process, the useless melting of large ones. Kengen of metal.

Diese Metallzuführprobleme sind zu einem gewissen Grad durch die Verwendung von exothermen Massen überwunden worden, die, wenn sie auf das Innere der Form angewendet werden, bei Berührung mit dem geschmolzenen Metall zünden und genügend Wärme liefern, um eine vorzeitige Abkühlung der dünnen Abschnitte zu verhindern und hierdurch eine gleichmäßige LIetallzufuhr durch gerichtete Verfestigung der entfernten Teile der Form^ewährleisten. Pur diesen Zweck besonders geeignete Kassen sind aluminothermi-These metal feed problems are overcome to some extent by the use of exothermic masses which, when applied to the inside of the mold, on contact with the molten metal ignite and provide enough heat to prevent premature cooling of the thin sections and thereby an even supply of metal through directional solidification of the removed parts of the mold. Pure this Purpose of particularly suitable cash registers are aluminothermic

die
sehe Massen, vorzugsweise aus feinzerteiltem Aluminium, , Oxydationsmittel für das Aluminium, wie Alkali- oder Erdalkalinitrat oder -perchlorat, oder Eisenoxyd oder Llangandioxydjund einem feuerfesten Füllstoff, wie Sand, Aluminiuinoxyd, zerkleinertem, gebranntem Ton, Schamotte, oder anderen an sich bekannten feuerfesten Silicaten bestehen, wobei die Kenge an Oxydationsmittel vorzugsweise stöchiometrisch unzureichend ist, um das gesamte vorhandene Aluminium zu oxydieren.
the
see masses, preferably made of finely divided aluminum, oxidizing agents for the aluminum, such as alkali or alkaline earth nitrate or perchlorate, or iron oxide or Llangandioxydjund a refractory filler such as sand, aluminum oxide, crushed, fired clay, chamotte, or other known refractory silicates exist, wherein the amount of oxidizing agent is preferably stoichiometrically insufficient to oxidize all of the aluminum present.

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Dieses System, das, wenn es richtig angewendet wird (was ein schwieriges Verfahren ist) die Bewältigung der MetallzufuhrProbleme unterstützt, mildert jedoch nur teilweise', wenn überhaupt, die Wärmerisseprobleme. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das meiste der durch exotherme Massen in der Form erzeugten Wärme nach außen gegen die kältere Form und gegen die Formwände geht. Es wird daher nur ein geringer Anteil der Wärme für den beabsichtigten Zweck, d.h. um den dünnen Abschnitt der Form freilaufendThis system which, when applied correctly (which is a difficult process) will cope with the Metal feed problems aids but only partially mitigates', if any, the heat crack problems. This is due to the fact that most of the exothermic Masses generated in the mold, heat generated outwards against the colder mold and against the mold walls. It will therefore only a small amount of heat for its intended purpose, i.e. floating around the thin section of the mold

zu den · zu halten, so daß flüssiges Metall durch diesen/von dem Gießaufsatz oder Zubringer entfernten Teilen fließen kann, ausgenutzt. Das exotherme Material ist nicht biegsam und dehnt sich in ähnlicher Weise wie das Formmaterial aus. Die Verv/endung von exothermen Massen kann auch zu einer Verunreinigung des Metalls durch das vorhandene Aluminium oder andereoxydierbare Material, z.B. Silicium, zu einer Gasverunreinigung durch Freisetzen von flüchtigen Stoffen und durch Schrumpfung in der Mitte infolge übermäßiger "Polsterung" führen.to keep the · so that liquid metal passes through this / from the Pouring attachment or feeder remote parts can flow, exploited. The exothermic material is not flexible and expands in a similar way to the molding material. The use of exothermic masses can also lead to contamination of the metal by the aluminum present or other oxidizable material, e.g., silicon, to gas pollution by releasing volatiles and lead through center shrinkage due to excessive "padding".

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines neuen Verfahrens zur Herabsetzung oder Ausschaltung der obengenannten Schwierigkeiten.The object of the invention is to provide a new method for reducing or eliminating the above Trouble.

Gemäß der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von I»Ie/tallguß stücke η durch Gießen von geschmolzenem Metall in einer Sandgießform vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man an einer oder mehreren Stellen in der Form, wo der Querschnitt des Formhohlraums eine kleine Abmessung hat, Auskleidungskissen vorsieht, welche in der Innenfläche der Sandform entweder gegen die Metallberührungsfläche oder etwas entfernt von dieser angeordnet sind; und mit dem Hest der Sandform einen Hohlraum der gewünsch-■ ten Gestalt und der gewünschten Abmessungen schafft, wobeiAccording to the invention there is a method for producing I »Ie / tall cast pieces η by casting molten metal provided in a sand mold, which is characterized in that one or more places in the Mold, where the cross-section of the mold cavity has a small dimension, provides liner pads, which in the Inner surfaces of the sand mold are located either against the metal contact surface or somewhat remote from it; and with the hest of the sand mold a cavity of the desired ■ th shape and the desired dimensions, with

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die Kissen aus einer Masse gebildet sind, die feuerfestes Fasermaterial und ein Bindemittel umfaßt. Diese Kissen können federnd oder zusammendrückbar sein.the cushions are formed from a mass comprising refractory fibrous material and a binder. These pillows can be resilient or compressible.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer Sandform oder einer ähnlichen Form aus teilchenförmigen! Material zum Gießen von geschmolzenem Metall vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf diejenigen Teile eines Modells, an denen die Gefahr einer unzureichenden Speisung dem Gußstück von der Gestalt des Modells besteht, ein Kissen aus faserigem, feuerfestem Material und einem Bindemittel dafür anbringt und danach um das Modell eine Pormsandmischung anordnet, die Sandform und das Kissen härtet und die sich ergebende Form mit dem eingesetzten Kissen von dem Modell abzieht.According to a further feature of the invention is a method of making a sand mold or the like Shape from particulate! Material intended for casting molten metal, which is characterized is to focus on those parts of a model where there is a risk of insufficient power supply to the casting of the shape of the model, a cushion made of fibrous, refractory material and a binding agent attaches and then a Pormsand mixture around the model, hardens the sand mold and the cushion and the peel off the resulting shape with the inserted cushion from the model.

Das Kissen kann eine Trockenmischung sein oder es kann aus einer formbaren Matte bestehen, die in eine Lage um das Modell gestampft und z.B. durch Ofenbehandlung zusammen mit der Form selbst gehärtet werden kann.The pillow can be a dry mix or it can consist of a mouldable mat that can be folded into a sheet stamped around the model and hardened together with the mold itself, e.g. by oven treatment.

Die verwendete Sandformmischung kann aus irgendeiner derjenigen Mischungen bestehen, die üblicherweise in- der Gießereiindustrie angewendet werden. Insbesondere kann sie vom "Flüssigsand-Typ" sein.The sand mold mix used can consist of any of those mixes that are commonly used in the Foundry industry can be applied. In particular, it can be of the "liquid sand type".

Auf diese Weise kann eine Sandform erzeugt werden, die an den Stellen, wo eine "Polsterung" oder die Verwendung einer exothermen Masse, wie sie oben geschildert wurde, erforderlich sein würde, Einsätze von hochfeuerfestem, wärmeisolierendem Material hat, um die Zufuhr des zu vergießenden, geschmolzenen Metalls zu erleichtern.In this way a sand mold can be created, which is in the places where a "padding" or the use an exothermic mass, as it was described above, would be required, inserts of highly refractory, has heat insulating material to facilitate the supply of the molten metal to be poured.

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Die von der Sandhinterlegung entfernte Oberfläche des Kissens kann mit einer Schutzschicht aus. einem feuerfesten Material oder einer Schicht von exothermer Masse versehen sein.The surface removed from the sand deposit The pillow can be made with a protective layer. a refractory material or a layer of exothermic mass be provided.

Das Kissen kann allein aus zusammengebundenen, feuerfesten Pasern, z.B. Calciumsilicat, AluminiumsiIicat von Aluminosilicatfasern, Schlackenwolle,Steinwolle oder Mineralwolle und Bindemittel, z.B. Natriumsilicat, Harzbindemittel, kolloidalem Siliciumdioxydsol oder Aluminiumacetat, bestehen. Das Kissen kann auch aus den vorgenannten Stoffen, zusammen mit einem Anteil eines feuerfesten Füllstoffs, z.B. Siliciumdioxyd, Aluminiumoxyd, zerkleinertem Koks, zerkleinertem, gebranntem Ton oder zerkleinerter Schamotte, Talk, Diatomeenerde, expandiertem Vermicullit, expandiertem Perlit oder Siliciumcarbid zusammengesetzt sein. Die bevorzugten feuerfesten Füllstoffe sind Siliciumdioxyd, Aluminiumoxyd und zerkleinerter Koks.The cushion can consist solely of fireproof fibers bound together, e.g. calcium silicate, aluminum silicate from Aluminosilicate fibers, slag wool, rock wool or mineral wool and binders, e.g. sodium silicate, resin binders, colloidal silica sol or aluminum acetate. The pillow can also be made of the aforementioned materials, together with a portion of a refractory filler, e.g. silicon dioxide, aluminum oxide, crushed coke, crushed, baked clay or crushed chamotte, talc, diatomaceous earth, expanded vermicullite, expanded Be composed of pearlite or silicon carbide. The preferred refractory fillers are silica, Alumina and crushed coke.

Allgemein sollen zur Erzielung der gewünschten Biegsamkeit und/oder Zusammendrüekbarkeit in dem Kissen der Anteil von faserigem, feuerfestem Material wenigstens 3o Gew.$ der Kissenzusammensetzung, z.B. 3o bis 75 Gew.$ davon, betragen.In general, to achieve the desired flexibility and / or compressibility in the cushion of The amount of fibrous refractory material is at least 3o% by weight of the cushion composition, e.g., 3o to 75% by weight of which amount.

Die Dichte dieser Kissen kann nach Wunsch durch Ein-, stellung der Mengen an Faser,Fullstoff und verwendetem Bindemittel variiert werden. Gewöhnlich liegt die Dichte der Kissen zwischen o,2 und o,5o g/cm .The density of these pillows can be adjusted as required by setting the amounts of fiber, filler and binder used can be varied. Usually the density of the pillows is between 0.2 and 0.5o g / cm.

Diese isolierenden Kissen sind in verschiedener Weise wirksamj in erster Linie setzen sie den Wärmeverlust von den dünnen Abschnitten herab und gewährleisten daher" eine gleichmäßige Zuführung und eine gerichtete Verfestigung,These insulating pillows are effective in a number of ways, the main one being that they prevent heat loss down the thin sections and therefore ensure "a uniform feed and directional consolidation,

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und zweitens sind sie, wenn die verwendeten Kissen nachgiebig sind, in der Lage, "beim Abkühlen hervorgerufene Wärmespannungen zu absorbieren, und verhindern so eine Wärmerißbildung, indem sie eine gewisse Pormwandbewegung gestatten; drittens sind die isolierenden Zusammensetzungen inert und setzen in Berührung mit dem vergossenen Metall wenig oder keine Gase frei; viertens beeinflußt der Isolator die Wärmegradienten innerhalb des Gußstückes in unterschiedlicher V/eise im Vergleich mit exothermen Materialien und beseitigt die Schrumpfung in der Mitte. Schließlich verunreinigen die·Isolierkissen nicht das Metall durch Einführung von Elementen, wie Silicium oder Aluminium.and secondly, if the cushions used are pliable, they are able to "cool down" To absorb thermal stresses and prevent such Heat cracking by causing a certain porch wall movement allow; third, the insulating compositions are inert and contact the potted Metal releases little or no gases; fourth, the insulator affects the thermal gradients within the casting in different ways compared to exothermic materials and eliminates the shrinkage in the middle. Finally, the insulation pads do not contaminate the metal by introducing elements such as silicon or Aluminum.

Wenn kleine Stahlgußstücke hergestellt werden oder wenn das zu vergießende Metall einen niedrigen Schmelzpunkt hat (wie dies z.B. bei Kupfer der Pail ist), kann das Isolierkissen so in der Form angebracht werden, daß das geschmolzene Metall unmittelbar an der Innenseite des Kissens anliegt. Bei der Herstellung eines kleinen Stahlgußstückes können so z.B. die Kissen an geeigneten Stellen an der Außenseite des Modells angebracht werden und mit Sand umstampft werden, worauf das Modell entfernt wird; und das Kissen mit einer feuerfesten Schliclw te, wie z.B. einer solchen aus feinzerteiltem Zirkon oder Zirkonerde, überzogen werden. Es wird dann Stahl in die sich ergebende Porm gegossen. Das sich ergebende Gußstück ist fehlerfrei und von guter Qualität, ohne irgendeinen Wärmeriß.When making small steel castings or if the metal to be cast has a low melting point (as is the case with copper, for example), can the insulation pad must be attached in such a way that the molten metal is directly on the inside of the pillow. When producing a small steel casting, for example, the cushions can be attached to suitable Sites to be attached to the outside of the model and tamped with sand, whereupon the model is removed will; and the pillow with a refractory layer, such as one made of finely divided zirconium or Zirconia. Steel is then poured into the resulting porm. The resulting casting is free of defects and of good quality, without any heat cracks.

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Wenn jedoch diese Arbeitsweise für größere Gußstücke angewendet wird, neigen die Kissen dazu, Dimensionsinstabilität zu zeigen und können in gewissem Ausmaß durch die in dem Stähl vorhandenen SchlackeiyCbcyde angegriffen werden. Wegen des Zusammenwirkens von Temperatur und ferrostatischem Druck können sie ausgedehnt und dirohdrungen werden. Aus diesem Grund wird bei größeren Gußstücken vorzugsweise eine Schicht aus feuerfestem Material, wie z. B. Sand, dazwischengeschaltet und die Dicke dieses Materials wird so eingestellt, daß die Temperatur der kälteren Seite des feuerfesten Materials (d. h. der Seite, die von dem geschmolzenen Metall am entferntesten ist und an das Isolierkissen angrenzt) so ist, daß sie unterhalb dem Schmelz- oder Erweichungspunkt oder dem maximalen Arbeitspurikt des Isolierkissens liegt. Es können einfache Berechnungen angestellt werden, um die optimale Tiefe des Auskleidungsmaterials für irgendein gegebenes Gußstück und die wirksame Speisungsfähigkeit und den wirksamen Modul der Kombination zu ermitteln.However, when this procedure is used for larger castings, the pads tend to have dimensional instability and can be attacked to some extent by the slag deposits present in the steel. Because of the interaction of temperature and ferrostatic pressure, they can be expanded and penetrated. the end For this reason, a layer of refractory material, such as. B. sand, interposed and the thickness of this material is adjusted so that the temperature of the colder side of the refractory material (i.e. the side furthest from the molten metal and the insulation pad bordering) is such that it is below the melting or softening point or the maximum working trace of the Insulating pad lies. Simple calculations can be made to determine the optimum and effective depth of liner material for any given casting To determine the feeding capacity and the effective module of the combination.

Wenn das Kissen zur direkten Berührung mit dem Gießmetall vorgesehen ist, sollte es vorzugsweise auf der Basis von Aluminiumsilicatfasern bestehen. Jedoch"sind , diese Pasern teuer; durch das'Vorsehen einer Oberflächen-If the pad is intended to be in direct contact with the casting metal, it should preferably be on the Consist of aluminum silicate fibers. However "are these pasers expensive; by providing a surface

schicht aus feuerfestem Material, wie z. B. aus gebundenem Sand, ziwschen dem Kissen und dem Gießmetall ist es möglich, gleichwertige gute Ergebnisse mit weniger feuerfesten Fasern, wie z. B. Calciumsilicatfasem, zu erhalten.layer of refractory material, such as. B. from bound Sand, between the cushion and the casting metal, it is possible to get equivalent good results with less refractory Fibers such as B. calcium silicate fibers.

Wenn das Metall Gußeisen ist, können entweder Aluminiumsilicatfasern alleine oder Calciumsilicatfasem in Verbindung mit einem feuerfesten Füllstoff unmittelbar gegenüber dem Gußeisen zur Anwendung gelangen. Mit Kupferbasen undIf the metal is cast iron, either aluminosilicate fiber can be used alone or calcium silicate fibers in connection with a refractory filler directly opposite the cast iron are used. With copper bases and

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LeichmetaE-Legierungen können Calciumsilicatfasern alleine gegenüber dem Gußmetall angewendet werden.Light metal alloys can use calcium silicate fibers alone be used compared to the cast metal.

Es wurde in vielen Fällen gefunden, daß es vorteilhaft ist, eine Kombination von exothermen Massen mit den Isolierkissen gemäß der Erfindung anzuwenden. Dies bewirkt nicht nur die Beseitigung von Wärmerissen, sondern gibt auch die Möglichkeit, daß, aufgrund der größeren Ausnutzung von Wärme, eine geringere Menge an exothermer Masse erforderlich ist, um ein fehlerfreies Gießen zu ermöglichen. Auf diese Weise werden die Wärmeverluste gegenüber dem Formsand um über 50 # herabgesetzt und demgemäß wird aufgrund der erforderlichen geringeren Mengen an exothermen Massen die Möglichkeit zur Mittelschrumpfung und zur Metallverunreinigung herabgesetzt.It has been found in many cases that it is advantageous to use a combination of exothermic masses with the Apply insulating pad according to the invention. This not only causes the elimination of heat cracks, but also gives the possibility that, due to the greater utilization of heat, a smaller amount of exothermic mass will be required is to enable flawless casting. In this way the heat losses compared to the molding sand are reduced is reduced over 50 # and accordingly is due to the required smaller amounts of exothermic masses have the possibility of medium shrinkage and metal contamination degraded.

Übrigens können aufgrund der den Isolierkissen eigenen Zusammendrückbarkeit die beim Abkühlen entstehenden Wärmespannungen von der Bewegung der Formwand aufgenommen werden.By the way, due to the compressibility inherent in the insulating cushions, the thermal stresses that arise during cooling can be avoided be absorbed by the movement of the mold wall.

Die Isolierkissen gemäß der Erfindung sind ausreichend durchlässig, so daß die Hauptmenge der Formgase ohne Ein-. blasen in das Metall entweichen kann.The insulating pads according to the invention are sufficiently permeable so that the majority of the molding gases without a. bubbles in the metal can escape.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert. ;1 The invention is explained in more detail below with the aid of examples. ;1

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Beispiel 1example 1

Bei der Herstellung eines StahlflanschgußstUckes mit einem Gewicht von etwa 150 kg (j5 cwt) wurde ein Isolierkissen aus gebundenen Pasern mit einer Dicke von 25 mm der folgenden Zusammensetzung: 72 % AluminiumsilicatfasernIn the manufacture of a steel flange casting weighing about 150 kg (5 cwt), an insulating pad of bonded fibers with a thickness of 25 mm and the following composition: 72 % aluminosilicate fibers

20 % kolloidales Siliciumdioxydsol (30 # Festetoffe) 8 % Stärke20 % colloidal silica sol (30 # solids) 8 % starch

geformt und in die Form mit stark C-förmigem Querschnitt eingepaßt. Die das Formmetall berührende Oberfläche des Kissens wurde mit einer Zirkonschlichte bis auf eine Tiefe von 1,5 mm überzogen und das geschmolzene Metall wurde eingegossen.shaped and shaped with a strong C-shaped cross-section fitted. The surface of the pad in contact with the mold metal was coated with a zirconium coating except for one Depth of 1.5 mm and the molten metal was poured.

Das Gußstück wurde abkühlen gelassen, und es wurde gefunden, daß es eine gute Qualität mit ausgezeichneten Oberflächenbeschaffenheitseigenschaften besaß und radiographisch fehlerfrei war.The casting was allowed to cool and was found to be of good quality with excellent Surface texture properties possessed and was radiographically correct.

Beispiel 2Example 2

Bei der Herstellung eines großen Turbinengußstücks wurde eine exotherme Masse auf eine Schablone oder ein Forms'tück aufgebracht. Diese wurde dann mit einer Schicht aus feuerfestem Sand unterlegt.When making a large turbine casting an exothermic mass was applied to a template or a molded piece. This was then with a Underlaid with a layer of refractory sand.

Ein Isolierkissen aus gebundenem Fasermaterial mit der nachstehenden Zusammensetzung : 72 % AluminiumsilicatfasernAn insulating pad made of bonded fiber material with the following composition: 72 % aluminum silicate fibers

20 % kolloidales Siliciumdioxyd (30 % Feststoffe) 8 % Stärke20 % colloidal silica (30 % solids) 8 % starch

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-limit einer Dichte von 0,22 g/cnr wurde über der feuerfesten Sandschicht aufgebracht und wurde dann mit einer weiteren Schicht aus feuerfestem Sand umstampft.-limit a density of 0.22 g / cnr was above the refractory A layer of sand was applied and was then tamped with another layer of refractory sand.

Das Modell oder Formstück wurde abgezogen und das geschmolzene Metall wurde vergossen. Bei KUhlung waren die endgültigen Halsteile von hoher Qualität und das Gußstück wies keine Wärmerisse auf.The pattern or fitting was peeled off and the molten metal was poured. With cooling were the final neck portions were of high quality and the casting was free from heat cracks.

Beispiel 3Example 3

. Ein Isolierkissen aus gebundenen Fasern mit den Abmessungen von 22,86 cm χ 22,86 cm χ 1,90 cm (9" x 9" χ3Λ") wurde hergestellt. Es hatte die folgende Zusammensetzung: 40 % Calciumsilicatfasern. A bonded fiber insulative pad measuring 9 "x 9" χ3Λ "was made 9" by 9 "3Λ" and had the following composition: 40 % calcium silicate fibers

50 % Koksstaub50 % coke dust

10 # Phenol-Formaldehyd-Harz.10 # phenol-formaldehyde resin.

Das Kissen wurde dann auf eine silicatgebundene, CO2-gehärtete Siliciumdioxyd-Sand-Platte mit den Abmessungen von 22,86 cm χ 22,86 cm χ 0,635 cm (9" x 9" x 1/4") aufgebracht, und diese Anordnung der beiden wurde auf eine erhitzte Metallplatte, die auf einer Temperatur von 1420° C gehalten wurde, so aufgelegt, daß die Sandplatte mit der Metallplatte in Berührung war". Die erforderliche Energie für die konstante Beibehaltung der Temperatur wurde gegen die Zeitdauer aufgetragen, und aus den graphischen Darstellungen wurden die Wärmeleitfähigkeit und die Abschreckung oder Abkühlung (in praktischen Angaben ein Wärmemaß, das zum Erhitzen des Formmaterials im Bereich des Gußstücks auf die Temperatur des geschmolzenen gegossenen MetallsThe pad was then placed on a silicate-bonded, CO 2 -hardened silica-sand sheet measuring 9 "x 9" x 1/4 "(9" x 9 "x 1/4") and this assembly the two of them were placed on a heated metal plate kept at a temperature of 1420 ° C. so that the sand plate was in contact with the metal plate ". The energy required to maintain the temperature constant was plotted against the length of time, and the graphs were used to determine the thermal conductivity and the quenching or cooling (in practical terms a measure of heat required to heat the molding material in the area of the casting to the temperature of the molten cast Metal

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erforderlich wäre) gemessen. Ein ähnlicher Versuch wurde unter Verwendung einer Sandplatte mit den Abmessungen von 22,86 cm χ 22,86 cm χ 2,54 cm (9" χ 9"-χ 1") ausgeführt.. Die Kombination von faserigem Kissen und Sand ergab eine Abnahme der Wärmeleitfähigkeit von 62 % und eine Abnahme der Abkühlung von 20 #, verglichen mit der Sandplatte allein.would be required). A similar experiment was performed using a 9 "9" -χ 1 "(9" 9 "-χ 1") sand plate. The combination of the fibrous pad and sand resulted in a decrease the thermal conductivity of 62 % and a decrease in cooling of 20 # compared with the sand plate alone.

Ein Paserkissen der vorstehend angegebenen Zusammensetzung wurde auch bei der Herstellung eines Stahlprobegußstücks in Form einer Platte mit den Abmessungen: Länge: 38,1 cm, Breite: 12,7 cm, Dicke 2,54 cm (15" long χ 5" wide by 1" thick). Eine Schicht von gebundenem Siliciumdioxydsand mit einer Dicke von 0,635 cm (1/4") wurde auf das obere Ende des Modells oder Musters aufgestampft und ein Faserkissen mit den Abmessungen von 33,02 cm x'12,7 cm χ 1,905 cm (13" x 5" x 3/4") wurde als Unterlage oder Stützmaterial verwendet, wobei ein Ende des Kissens in Nähe des Steigers war. Die Form wurde dann durch Einstampfen von gebundenem Siliciumdioxydsand auf das obere Ende des Kissen vervollständigt. Nach Entfernung des Modells wurde geschmolzener Stahl von mittlerer Kohlung bei 1580 C in die Form gegossen.A pad of the composition given above was also used in the production of a steel test casting in the form of a plate with the dimensions: Length: 38.1 cm, Width: 12.7 cm, Thickness 2.54 cm (15 "long χ 5 "wide by 1" thick). A layer of bonded silica sand 0.635 cm (1/4 ") thick was stamped on the top of the model or sample and a fiber pad measuring 13 "x 5" x 3/4 "(33.02 cm x 12.7 cm 1.905 cm) was used as the Pad or support material used with one end of the pillow near the riser. The shape was then completed by tamping bound silica sand onto the top of the pad. After removal of the model, molten steel of medium carbonation was poured into the mold at 1580 C.

Das sich ergebende Gußstück* wurde visuell und radiographisch geprüft und es wurde gefunden, daß es frei von einer Schrumpfungsporisität war. Bei einem ähnlichen Gußstück, das ohne die Verwendung eines faserigen Isolierkissens hergestellt worden war, war eine Schrumpfungsporosität ersichtlich. The resulting casting * was visual and radiographic checked and found to be free from shrinkage porosity. With a similar casting, made without the use of a fibrous insulating pad, shrinkage porosity was evident.

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Claims (9)

- 13 Patentansprüche- 13 claims 1. Verfahren zur Herstellung von Metallgußstücken durch Gießen von geschmolzenem Metall.in einer Sandgießform, dadurch gekennzeichnet, daß man an einer oder mehreren .. Stellen in der Form,-wo der Querschnitt des Pqrmhohl- _: raums eine kleine Abmessung hat, Auskleidungskissen vorsieht, welche in der Innenfläche der Sandform entweder gegen die Metallberührungsflache oder etwas entfernt von dieser angeordnet sind und mit dem Rest der Sandform einen Hohlraum der gewünschten Gestalt und der gewünschten Abmessungen schafft, wobei die Kissen aus einer Masse gebildet sind, die feuerfestes Pasermaterial und.ein Bindemittel umfaßt.1. A method for the production of metal castings by casting molten Metall.in a sand casting mold, characterized in that one or more .. points in the form where the cross section of the Pqrmhohl- _ : space has a small dimension, provides lining cushions , which are arranged in the inner surface of the sand mold either against the metal contact surface or slightly away from it and creates a cavity of the desired shape and dimensions with the rest of the sand mold, the cushions being formed from a mass, the refractory fiber material and.ein Binder. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen faseriges, feuerfestes Material, teilchenförmiges, feuerfestes Material und ein. Bindemittel umfaßt. . .2. The method according to claim 1, characterized in that the cushion is fibrous, refractory material, particulate refractory material and a. binder includes. . . 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige, feuerfeste Material aus . Siliciumdioxyd, Aluminiumoxyd oder zerkleinertem- Koks besteht.3. The method according to claim 2, characterized in that the particulate, refractory material from. Silica, alumina, or crushed coke. 4. Verfahren' nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das faserförmige, feuerfeste. Material aus Aluminiumsilicatfaser besteht. .4. The method 'according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the fibrous, refractory. Material consists of aluminum silicate fiber. . 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen einen Überzug aus feuerfester Schlichte auf der gegen den Formhohlraum gerichteten Seite hat.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the cushion consists of a cover refractory coating on the one facing the mold cavity Side has. 0 0 9 8 4 2/10190 0 9 8 4 2/1019 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichte des Kissens o,2 bis o,5 g/cm beträgt.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the density of the cushion o, 2 to 0.5 g / cm. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch· gekennzeichnet, daß die Masse des Kissens so zusammengesetzt ist, daß das Kissen biegsam und zusammendrückbar ist.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that characterized in that the composition of the mass of the cushion is such that the cushion is pliable and compressible is. 8. Verfahren zur Herstellung einer Sandform oder einer Form aus ähnlichem Material für das Gießen von geschmolzenem Metall, dadurch gekennzeichnet, daß man auf diejenigen Teile eines Modells, an denen die Gefahr einer unzureichenden Speisung des Gußstückes von der Gestalt des Modells besteht, ein Kissen aus faserigem, feuerfestem Material und einem Bindemittel dafür anbringt und danach um das Modell eine Formsandmischung anordnet, die Sandform und das Kissen härtet und die sich ergebende Form mit dem eingesetzten Kissen von dem Modell abzieht.8. A method of making a sand mold or a mold of similar material for pouring molten material Metal, characterized in that on those parts of a model where there is a risk of a Insufficient feeding of the casting from the shape of the model consists of a pillow made of fibrous, refractory Attaches material and a binding agent for it and then a molding sand mixture is arranged around the model, which Sand mold and the cushion hardens and pulls the resulting shape with the inserted cushion from the model. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen faseriges, feuerfestes Material, teilchenförmiges, feuerfestes Material und ein Bindemittel umfaßt. ' ,9. The method according to claim 8, characterized in that that the pillow is fibrous, refractory material, particulate, refractory material and a binder. ', 009842/1019009842/1019
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