AT293252B

AT293252B - Verfahren zur Herstellung von keramischen Formteilen

Info

Publication number: AT293252B
Application number: AT964269A
Authority: AT
Original assignee: Tonwerke Thayngen A G
Priority date: 1969-10-14
Filing date: 1969-10-14
Publication date: 1971-09-27

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur Herstellung von keramischen Formteilen 
 EMI1.1 
 
 EMI1.2 
 Es kommt dabei zu einer Dispersitätsvergröberung (Kondensation) des entstandenen Kieselsäuresols nach der Gleichung 
 EMI1.3 
 Diese Kondensation lässt sich durch die Anwesenheit von Säuren oder Basen katalysieren : 
 EMI1.4 
 
 EMI1.5 
 

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 beim Metallguss entstehenden Gase austreten zu lassen. Um dem Formteil die erforderliche Porosität zu verleihen, wird er im sogenannten "grünen" Zustand aus dem Formkasten genommen, mit Alkohol (Sprit) getränkt, dieser entzündet und abbrennen gelassen. Durch diese Behandlung entstehen feine Risse, sogenannte Mikrorisse im Formteil, die dessen Masshaltigkeit, Temperaturwechsel- und chemischeBe- ständigkeit gewährleisten.

   Durch die Mikrorisse wird jedoch der Formteil mechanisch geschwächt, wes- halb man ihn mit Phosphorsäure tränkt, wodurch die Innenflächen der Mikrorisse beständiger werden. 



   Vor der Verwendung zum Metallguss müssen die Formteile allerdings noch gebrannt werden. 



   Dieses Verfahren erfordert also einen ziemlichen Arbeitsaufwand und bringt schliesslich noch den
Nachteil mit sich, dass sich die Mikrorisse auf der Oberfläche des Gussstückes abbilden und damit dessen
Oberflächengüte herabsetzen. Bei der Herstellung kompliziert geformter Gussstücke mit sehr engen To- leranzen und hoher   Oberflächengüte,   wo es gilt, die Nachbearbeitung und die   Formkosten möglichst   niedrig zu halten, stellen diese Mikrorisse einen schwerwiegenden Nachteil dar. 



   Aufgabe und Ziel der Erfindung war daher die Beseitigung dieser Nachteile durch Schaffen eines Verfahrens zur Herstellung von keramischen Formteilen für den Metallguss, das sich in kürzerer Zeit durchführen lässt, und wobei die erhaltenenFormteile die für ihre Verwendung erforderliche mechanische Beständigkeit aufweisen und nicht nachbearbeitet werden müssen. 



   Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, die Herstellung von keramischen Formteilen mit hoher Oberflächengüte zu ermöglichen, bedingt durch den Wegfall der Gasdurchlässigkeit. 



   Als Bindemittel haben sich nun Aminoalkylsilikate als besonders geeignet erwiesen. 



   Bis jetzt wurde dieser Binder nur für   das"Schalenformverfahren"verwendet,   bei dem ein Wachsmodell in die Binderlösung getaucht und anschliessend mit keramischem Material bestäubt wurde. Dieser Vorgang wurde mehrmals wiederholt, bis sich die nötige Wandstärke bildete, um eine genügende Festigkeit für den Metallguss zu erreichen. Beim Brennen schmolz das Wachsmodell aus und die fertige Form konnte für den Metallguss verwendet werden. 



   Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, dass es umständlich und zeitraubend ist. 



   Es wurde nun in überraschender und unerwarteter Weise gefunden, dass sich aus diesem beschriebenen Binder mit keramischem Material ein Giessschlicker erzeugen lässt, der durch Zusatz eines geeigneten Katalysators beliebige Abbindezeiten ergibt. Er ist nur unter Verwendung bestimmter Korngrössenverteilung des keramischen Materials giessfähig. Der fertige Formteil bleibt sowohl nach dem Trocknen als auch nach dem Brennen rissfrei und weist keine Permeabilität (Gasdurchlässigkeit) auf. 



  Ausserdem wird dadurch ein rascher Abkühlungseffekt nach dem Metallguss erzielt. 



   Erfindungsgemäss ist also vorgesehen, dass man ein feuerfestes Material, das mindestens 30 Gew.-% Zirkonsilikat und höchstens 70   Gew.-%   mindestens eines andern feuerfesten Materials, wie Mullit, Tonerde, Sillimanit, Magnesit od. dgl., dessen linearer Wärmeausdehnungskoeffizient mindestens das Zweifache desjenigen von Zirkonsilikat beträgt, enthält und die nachstehende Korngrössenverteilung :

   
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Korngrösse <SEP> in <SEP> li <SEP> Gew.-%
<tb> 63 <SEP> und <SEP> darüber <SEP> 0, <SEP> 9- <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> 20 <SEP> -63 <SEP> 49, <SEP> 0-55, <SEP> 0
<tb> 6, <SEP> 3-20 <SEP> 17, <SEP> 0-25, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> 2, <SEP> 0- <SEP> 6, <SEP> 3 <SEP> 9, <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 15, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> 2, <SEP> 0 <SEP> und <SEP> darunter <SEP> 4, <SEP> 0-8, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> 
 aufweist, mit dem Bindemittel im Gewichtsverhältnis von etwa 4, 5 : 1 mischt und die nach dem Giessen ausgehärteten Formteile nach dem Trocknen brennt. 



   Die als keramisches Material verwendeten mindestens zwei keramischen Rohstoffe unterschiedlicher Wärmeausdehnung sind völlig gasfrei   (gasdicht, dicht gesintert, oder von Natur aus keine gasenden Be-   standteile, wie Carbonate, Sulfate, Pflanzenreste usw. enthaltend). 



   Ein   Feststoff/Flüssigkeitsgewichtsverhältnis   von etwa 4, 5 : 1 muss eingehalten werden, um überhaupt eine giessbare Formmasse zu erhalten. Die Formmasse kann ferner, als   Bindeverdünner,   ein   üb-   liches Alkohol-Wassergemisch   im Volumenverhältnis l :   3 enthalten. Als Katalysatoren zur Beschleunigung bzw. Verzögerung des Abbindens wirken   z. B.   Äthylendiamin, Ammoncarbonat und Salzsäure. 



   Eine beispielsweise erfindungsgemässe Formmasse enthält Äthylsilikat und Bindeverdünner im Gewichtsverhältnis (0, 5 bis   1) : (1, 5   bis   1)   und als feuerfestes keramisches Material mindestens 30 Gew.-% Zirkonsilikat und höchstens 70 bis 1   Gew.-%   eines andern feuerfesten Materials wie Mullit, Tonerde, Sillimanit u. dgl., die beide im Gemisch in folgender Korngrössenverteilung vorhanden   sind :

      

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 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> Korngrösse <SEP> in <SEP> Gew.-'%) <SEP> 
<tb> 63 <SEP> 0, <SEP> 9- <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> 
<tb> 20 <SEP> - <SEP> 63 <SEP> 49, <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 55,0
<tb> 6, <SEP> 3-20 <SEP> 17, <SEP> 0-25, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> 2, <SEP> 0- <SEP> 6, <SEP> 3 <SEP> 9, <SEP> 0-15, <SEP> 0 <SEP> 
<tb> 2, <SEP> 0 <SEP> 4,0 <SEP> - <SEP> 8,0
<tb> 
 
 EMI3.2 
 
 EMI3.3 
 kalten Zustand als auch vorgeheizt in der Giesserei eingesetzt werden, ohne dass sich das Gussstück dadurch verändert.

Claims

PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von keramischenFormteilen, vorzugsweise für den Präzisionsguss von Metallstücken, insbesondere bis zu etwa 20 kg Gewicht, aus einer giessbaren Formmasse, die feuerfestes keramisches Material und alsBindemittel Aminoalkylkieselsäureester, gegebenenfalls mit Zusätzen wie EMI3.4 terial, das mindestens 30 Gew.-% Zirkonsilikat und höchstens 70 Gew.-% mindestenseines andern feuerfesten Materials, wie Mullit, Tonerde, Sillimanit, Magnesit od. dgl., dessen linearer Wärmeausdehnungskoeffizient mindestens das Zweifache desjenigen von Zirkonsilikat beträgt, enthält und die nachstehende Korngrössenverteilung :

EMI3.5 <tb> <tb> Korngrösse <SEP> in <SEP> p <SEP> Gew.-% <tb> 63 <SEP> und <SEP> darüber <SEP> 0, <SEP> 9- <SEP> 1, <SEP> 5 <SEP> <tb> 20-63 <SEP> 49, <SEP> 0-55, <SEP> 0 <SEP> <tb> 6, <SEP> 3-20 <SEP> 17, <SEP> 0-25, <SEP> 0 <SEP> <tb> 2, <SEP> 0- <SEP> 6, <SEP> 3 <SEP> 9, <SEP> 0-15, <SEP> 0 <SEP> <tb> 2, <SEP> 0 <SEP> und <SEP> darunter <SEP> 4, <SEP> 0-8, <SEP> 0 <SEP> <tb> aufweist, mit dem Bindemittel im Gewichtsverhältnis von etwa 4, 5 : 1 mischt und die nach dem Giessen ausgehärteten Formteile nach dem Trocknen brennt.