AT234923B - Verlorenes Gießereimodell aus aufgeschäumten Kunststoff - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verlorenes Giessereimodell aus aufgeschäumten Kunststoff 
 EMI1.1 
 aus Holz, Metall, Wachs, Kunststoff u. dgl. besteht, in der Giessform in einen geeigneten Formstoff bzw. 



   - sand eingebettet. Nach dem Verdichten des Formstoffes wird das Modell entfernt und in den hinterblei- benden Hohlraum im Formstoff die Schmelze eingegossen. Dazu kann man auch verlorene Modelle ver- wenden, d. h. solche, deren Gestalt nach dem Einformen jeweils zerstört wird, indem man   z. B. ein   aus
Wachs   geoildetes   Modell ausschmilzt. 



   Demgegenüber betrifft die Erfindung ein verlorenes Giessereimodell aus aufgeschäumtem Kunststoff, wie Polystyrol, Polyäthylen u. dgl., insbesondere zur Verwendung bei einem Giessverfahren, bei dem das
Modell in einem Formstoff   bzw. -sand,   der gegebenenfalls lose, rieselfähig sein und mit einem kalthärtbaren Bindemittel versetzt sein kann, eingebettet und durch Eingiessen der Schmelze vergast und verdrängt wird. 



   Es ist bekannt, dass bisnun bei der Anwendung solcher Giessereimodelle Gussstücke erhalten wurden, die häufig nicht den Erwartungen entsprachen, weil es zu unerwünschten Reaktionen der Schmelze mit den Pyrolyseprodukten des Schaumstoffes und bzw. oder mit dem Formstoff kommen kann. Diese Schwierigkeiten traten insbesondere dann auf, wenn ein trockener, rieselfähiger Formstoff verwendet wird, da dieser der erodierenden Wirkung der Schmelze nicht genügend Widerstand bietet. Durch den Zusatz eines Bindemittels zu dem losen Formstoff lässt sich dessen Festigkeit zwar erhöhen, zugleich sinkt aber seine Durchlässigkeit für die Pyrolysegase stark ab und man muss die bekannten Nachteile dieser Binder in Kauf nehmen, etwa den hohen Preis, die Geruchsbelästigung usw. 



   Diese Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass das aus aufgeschäumtem Kunststoff bestehende Modell im Inneren feste oder gasförmige Stoffe enthält, die in an sich bekannter Weise zur metallurgischen Behandlung von Schmelzen dienen, und dass für den Fall eines losen, rieselfähigen, binderfreien Formstoffes wie Quarzsand, Metallschrot u. dgl., das Modell an der Aussenfläche mit einem schalenartigen, im wesentlichen unbrennbaren, vorzugsweise stark gasdurchlässigen oder während des Giessens porös werdenden Überzug, dessen stoffliche Zusammensetzung im wesentlichen an sich bekannt ist, versehen ist. 



   Ein derartig verbessertes Modell beseitigt die bisher aufgetretenen Schwierigkeiten und ergibt Abgüsse mit einwandfreier Oberfläche, auch wenn man es in losem Formstoff, etwa trockenem Quarzsand, einbettet, der kein Bindemittel enthalten muss. Man kann als Formstoff sogar Metallschrot u. dgl. verwenden. Ferner lässt sich mit dem neuen Modell nicht nur die Oberfläche, sondern auch das innere Gefüge eines Gussstückes in sehr einfacher Weise erheblich verbessern. 



   Die Materialien und Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemässen Überzüge sind im wesentlichen herkömmlicher Art. Am besten eignen sich hitzebeständige Mineralstoffe, die entweder porös sind oder durch die Einwirkung der heissen Schmelze stark gasdurchlässig werden, wie z. B. Kieselgur, Asbest, künstliche Mineralfasern, Schamotte, Ton, Bims, Bentonit, Perlit, Vermiculit u. dgl., denen im Bedarfsfall Quarzsand u. ähnl. zugefügt werden können. Als Bindemittel für diese Mineralstoffe kann man warm- 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 oder besser kalthärtbare Stoffe, wie Gips, Zement, Stärke, besonders aberKunstharze u. dgl. heranziehen. 



  Am einfachsten stellt man aus den Mineralstoffen und Bindemitteln in Wasser eine Aufschlämmung her, der ein geeignetes Netzmittel, gegebenenfalls auch ein filmbildendes Mittel, zugefügt wird und die man auf das Schaumstoffmodell von Hand oder durch Spritzen, Tauchen u. ähnl. aufbringt. Dieser Überzug bedarf nur einer kurzen Trocknung an der Luft, kann jedoch auch in feuchtem Zustand verbleiben. Die Dicke des Überzuges ist nicht kritisch. Sie braucht im allgemeinen etwa 6 mm nicht zu übersteigen und soll insbesondere etwa   2 - 5   mm betragen. Die Aussenfläche des Überzuges kann rauh und uneben verbleiben. 



   Ein-weiterer Vorteil des Überzuges ist, dass man ihm ohne Schwierigkeiten Stoffe zusetzen kann, die spezielle Gefügezustände an der Oberfläche des Abgusses herbeiführen. Es ist auch ohne weiteres möglich, zunächst das Modell mit einer dünnen Schicht des Zusatzstoffes zu versehen und dann den eigentlichen Überzug   aufzubringen. Für Gussstücke,   deren Oberfläche besonders hart und verschleissfest sein soll, wie etwa Walzen oder Nockenwellen, eignen sich als Zusatzstoffe z. B. Graphit, Tellur oder Ferrosili- 
 EMI2.1 
 chen Modellen erzeugten Hohlraum einer Giessform eingebracht bzw. eingeschlämmt werden mussten. 



   Andere solche Mittel sind   z. B. Silizium-insbesondere   für Leichtmetallschmelzen-, Schwefel u. dgl. 



   Das erfindungsgemäss ausgebildete Modell kann zur metallurgischen Behandlung der Schmelze an sich bekannte Stoffe auch im Schaumstoff selbst enthalten : Zur Beeinflussung der Graphitausbildung in Gusseisenlegierungen etwa Ferrosilicium oder Kugelgraphit bildende Elemente, wie Magnesium, Calcium, Cerium, ferner Stoffe, die eine Weisserstarrung von Gusseisen verhindern, wie Magnesium oder Silicium, oder aber fördern, wie Schwefel bzw. Tellur u. dgl. Dem aufgeschäumten Kunststoff des Modells kann man ferner übliche Legierungsstoffe, etwa Vanadium, Molybdän, Chrom, Silicium u. dgl. einverleiben. Um diese Zusätze möglichst gleichmässig im Modell bzw. Gussstück zu verteilen, empfiehlt es sich, sie bereits dem monomgren oder polymerisierten Kunststoff vor dem Aufschäumen zuzusetzen, am besten feingepulvert.

   Jedoch ist es auch möglich, derartige Zusatzstoffe in Hohlräume des Modells einzulagern. 



   Erfindungsgemäss kann hiebei der Schaumstoff, der wie üblich ein Raumgewicht von etwa 10 bis 25   kg ; în3   und überwiegend geschlossene Zellen besitzt, wenigstens teilweise mit die Verbrennung nicht unterhaltenden Gasen, wie Kohlendioxyd, Stickstoff, Halogen-Kohlenwasserstoff, z. B.   CF2 = CFCI   u. dgl. oder mit einem zur Desoxydierung von Metallen an sich bekannten Halogen, etwa Chlor, gefüllt sein. Dadurch wird einmal die Verbrennung des Schaumstoffes verhindert und so die abzuführende Gasmenge verringert, zum andern ist ein Giessen unter Schutzgasatmosphäre möglich. Es ist auch möglich, dem Schaumstoff gasförmiges Halogen, etwa Chlor, einzuverleiben, die mit manchen Leichtmetallschmelzen, wie Aluminium, vorteilhaft reagieren.

   Insbesondere solche Überzüge, die erst in der Wärme porös werden, gestatten dabei längeres Lagern derartiger Modelle, ohne dass Verluste durch Diffusion der Füllgase auftreten. 



   Im allgemeinen sind für Modelle aus vergasbarem Schaumstoff keine Kerne erforderlich. Sollte das wegen schlechter Zugänglichkeit der inwendigen Aussparungen ausnahmsweise notwendig werden, lassen sich Kerne beim Aufschäumen des Modellkörpers oder auch nachträglich einbringen. Man kann dazu sowohl Kerne aus üblichem Material,   z. B.   gebundenem Sand, als auch Kerne aus vergasbarem Schaumstoff verwenden, wenn man letztere mit einer Wärmesperrschicht umgibt, die den Wärmeübergang von der Schmelze auf den Schaumstoffkern solange verzögert, bis sich die angrenzende Schmelzschicht verfestigt hat. Danach bringt die Wärme des Gussstückes den Kern zum Vergasen, und es hinterbleibt eine Aussparung im Abguss, die keiner nennenswerten Nacharbeit bedarf, da sich die Reste der Sperrschicht leicht ausblasen lassen. Die Sperrschicht kann hauptsächlich aus Gips.

   Ton, Magnesiumoxyd, Calciumoxyd u. dgl., einem hydraulischen oder organischen Bindemittel, wie Polyvinylacetat, Stärke u. dgl. sowie gegebenenfalls Metallpulvern   oder-blättchen   bestehen und lässt sich ähnlich wie der Überzug des Modells auf Schaumstoffkerne aufbringen. Eine Dicke der Sperrschicht von wenigen Millimetern reicht überraschenderweise für den erwähnten Zweck meistens aus. 



   Man kann nicht nur das eigentliche Modell, sondern auch die Einguss-,   Entlüftungs- und   Verbindungskanäle und/oder Speiseeinrichtungen   (sogenannte"Blindsteiger") aus vergasbarem Schaumstoff herstellen,   wobei der   Modellkörper wenigstens mitTeilen der zur Ausbildung von   Kanälen oder Speisen vorgesehenen Schaumstoffkörper bereits beim Aufschäumen verbunden oder danach, etwa durch Kleben, zusammengefügt werden kann. Unter Speisern sind dabei zusätzliche   Vorratsräume für   die Schmelze in der Giessform verstanden, wie man sie bekanntlich verwendet, um die Lunkerbildung bei stark schwindenden Metallen zu unterbinden. 



   An den gegen Lunkerbildung besonders empfindlichen Stellen des Giesssystems hat man bisher schon Heizmittel oder   Wärmeisoliermittel   angeordnet, indem Hohlkörper aus entsprechenden Materialien nach 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 dem Entfernen eines üblichen Modells in den Formhohlraum eingebracht werden. Als Heizmittel dienten
Thermit-Gemische und als Isoliermittel meist hartgebrannte keramische Stoffe, die spröde, teuer und von verhältnismässig geringer Wirkung sind. Hier führt der erfindungsgemässe Überzug zu einem grossen Fort- schritt, indem man ihn an den gefährdeten Stellen des Modells bequem in   solcher Stärke   aufbringen kann, dass die jeweils erforderliche Isolierwirkung erreicht wird, wobei die Dicke bis zu 20 mm und mehr betra- gen kann.

   Im Bedarfsfall kann man die Isolierwirkung mit an sich bekannten Heizmitteln noch steigern. 



   Die isolierenden Teile des Überzuges sollen überwiegend aus den bereits erwähnten mineralischen Faser- stofen, also Asbest oder künstlichen Mineralfasern, bestehen. Derart aufgebaute Überzüge isolieren weit- aus besser als die bisher verwendeten keramischen Hohlkörper. Trotz der verhältnismässig lockeren Struk- tursolcher Faserstoffe entstehen beim Einformen des Modells keine Schwierigkeiten, da die dabei auftre- tenden Kräfte vom Schaumstoff des Modells aufgenommen werden. Es versteht sich, dass derartige Mo- delle sich nicht nur zum Giessen von Metallen eignen, sondern auch für alle sonstigen   Schmelzflüsse,   et- wa Glas-, Silikatschmelzen   u.'dgl.,   sofern   ihre Giesstemperatur genügend   hoch über dem Zersetzungs- punkt des aufgeschäumten Kunststoffes liegt. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Verlorenes Giessereimodell aus aufgeschäumtem Kunststoff, wie Polystyrol, Polyäthylen   u. dgl.,   insbesondere zur Verwendung bei einem Giessverfahren, bei dem das Modell in einem Formstoff bzw. - sand, der gegebenenfalls lose, rieselfähig sein und mit einem kalthärtbaren Bindemittel versetzt sein kann, eingebettet und durch Eingiessen der Schmelze vergast und verdrängt wird, dadurch gekennzeich- net, dass es im Inneren feste oder gasförmige Stoffe enthält, die in an sich bekannter Weise zur metallurgischen Behandlung von Schmelzen dienen, und dass für den Fall eines losen, rieselfähigen, binderfreien Formstoffes, wie Quarzsand, Metallschrot u.

     dgl.,   das Modell an der Aussenfläche mit einem schalenartigen, im wesentlichen unbrennbaren, vorzugsweise stark gasdurchlässigen oder während des Giessens porös werdenden Überzug, dessen stoffliche Zusammensetzung im wesentlichen an sich bekannt ist, versehen ist.

Claims (1)

1. 2. Giessereimodell nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug aus an sich bekannten porösen oder durch die Einwirkung der Schmelze gasdurchlässig werdenden Mineralien, wie Kieselgur, Asbest, künstliche Mineralfasern, Schamotte, Ton, Bims, Bentonit u. dgl. sowie einem kalt- oder warmhärtbaren Bindemittel gebildet ist und in an sich bekannter Weise eine Dicke bis zu etwa 6 mm, vorzugsweise 2 - 5 mm aufweist.

   3. Giessereimodell nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Überzug zur Beeinflussung der Oberflächenbeschaffenheit des Gussstückes an sich bekannte Stoffe, wie Graphit, Tellur, Ferrosilicium, Silicium, Schwefel u. dgl. enthält, wobei diese Stoffe in dünner Schicht zwischen dem Schaumstoff und dem Überzug angeordnet sein können.

   4. Giessereimodell nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sein Schaumstoff, der wie üblich ein Raumgewicht von etwa 10 bis 25 kg/mS und überwiegend geschlossene Zellen besitzt, wenigstens teilweise mit die Verbrennung nicht unterhaltenden Gasen, wie Kohlendioxyd, Stickstoff, Halogen-Kohlenwasserstoff, z. B. CF2 = CFCI u. dgl. oder mit einem zur Desoxydierung von Metallen an sich bekannten Halogen, etwa Chlor, gefüllt ist.

   5, Giessereimodell nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sein Schaumstoff in fein verteilter Form zur Legierung und/oder metallurgischen Behandlung von Metallschmelzen an sich bekannte Stoffe, wie Ferrosilicium, Calcium, Magnesium, Cerium, Schwefel, Tellur u. dgl., enthält.

   6. Giessereimodell nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es Kerne enthält, die aus üblichem Kernmaterial oder aus vergasbarem Schaumstoff bestehen und durch Einschäumen. Kleben od. dgl. fest im Modell verankert sind, wobei der Schaumstoff mit einer Wärmesperrschicht aus feuerfesten Stoffen, gegebenenfalls Metallblättchen sowie einem überwiegend organischen Bindemittel umgeben ist.

   7. Giessereimodell nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einguss-, Entlüftungs-und Verbindungskanäle oder wenigstens Teile davon sowie die Speisereinrichtungen ebenfalls aus Schaumstoff bestehen, wobei mindestens die Speisereinrichtungen insbesondere zum Giessen stark schwindender Metalle mit an sich bekannten Heiz-oder Warmeisoliermitteln umkleidet sind, wobei letztere <Desc/Clms Page number 4> vorzugsweise überwiegend aus künstlichen Mineralfasern bestehen und eine Dicke bis zu etwa 20 mm und mehr haben.