CH379065A - Process for the production of molded masks - Google Patents

Process for the production of molded masks

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CH379065A
CH379065A CH7183259A CH7183259A CH379065A CH 379065 A CH379065 A CH 379065A CH 7183259 A CH7183259 A CH 7183259A CH 7183259 A CH7183259 A CH 7183259A CH 379065 A CH379065 A CH 379065A
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CH
Switzerland
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mask
binder
molded
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molding compound
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Application number
CH7183259A
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German (de)
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Operhall Theodore
Original Assignee
Howe Sound Co
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/167Mixtures of inorganic and organic binding agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C23/00Tools; Devices not mentioned before for moulding

Description

       

  Verfahren zur Herstellung von Formmasken    Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren  zur Herstellung von Formmasken, mit welchen ins  besondere     Gussstücke    wirtschaftlich und zweckent  sprechend in komplizierten Formen und mit genau  kontrollierten Dimensionen hergestellt werden können.  



  Verfahren zur Herstellung von     Gussstücken    mit nied  rigen Kosten und mit hinreichend genauen Dimen  sionen und komplizierten Formen waren bis jetzt Ge  genstand ausgedehnter und fortgesetzter Forschung.  Viele Verfahren sind schon bekannt, wie z. B. das Grün  sandgiessverfahren, das     Spritzgussverfahren,    das Wachs  ausschmelzverfahren und ähnliche. Aus verschiedenen  Gründen, aber vor allem wegen den Kosten, haben  solche Verfahren für die Herstellung von vielen Gegen  ständen, wie z. B. von Turbinenschaufeln und ähnli  chen, nur beschränkte Anwendung gefunden.  



       Präzisionsgussstücke    können gemäss der vorliegen  den Erfindung zu geringen Kosten, in grosser Anzahl  und in genauen Dimensionen und komplizierten For  men hergestellt werden. Dieses neue Verfahren weist  mit dem bekannten     Formmaskenverfahren    eine gewisse  Ähnlichkeit auf, aber es unterscheidet sich von diesem  in wesentlichen Einzelheiten. Das Ziel dieser Einzel  heiten ist die Herstellung von     Gussstücken    mit genauen  Dimensionen und Formen mit besserer Oberflächen  beschaffenheit und Feinheit.

   Die nach dem neuen Ver  fahren hergestellten     Gussstücke    weisen weiter eine ver  besserte Dichte und Einheitlichkeit im Querschnitt auf,  selbst wenn das     Gussstück    einen beträchtlichen Anteil  von dünnwandigen Teilen aufweist. Diese Vorteile kön  nen erzielt werden, trotzdem die Kosten des Produktes  gesenkt werden können. Das neue Verfahren kann ganz  oder teilweise für die Herstellung von grösseren Mengen  von     Gussstücken    mechanisiert werden, so dass eine im  wesentlichen kontinuierliche Produktion erzielt werden  kann.

      Im allgemeinen weist das     Formmaskenverfahren,     selbst nach der bisherigen Praxis, gegenüber anderen       Metallgiessverfahren    eine Reihe von Vorteilen auf, ins  besondere hinsichtlich der Art und der Eigenschaften  der hergestellten     Gussstücke    und hinsichtlich gewisser  wirtschaftlicher Vorteile.

   Im Vergleich zu anderen  Giessverfahren, wie     z.B.    dem     Grünsandgiessverfahren,     lassen sich nach dem     Formmaskenverfahren    folgende  Vorteile erzielen:     Gussstücke    mit besserer Oberflächen  beschaffenheit, mit besseren Dimensionstoleranzen,  mit dünnwandigeren Anteilen, ein Produkt, das relativ  frei ist von Ein- oder     Ausbrennungen    (charakteristisch  für das     Grünsandgussverfahren).    Durch den letztge  nannten Vorteil werden reinere     Gussstücke    erzielt, wo  mit die Anzahl der     Fertigbearbeitungsoperationen    re  duziert werden kann,

   wodurch eine Reduktion der Ab  nützung der zur Fertigbearbeitung der     Gussstücke    ver  wendeten Werkzeuge erreicht wird.  



  Das Giessen nach dem     Formmaskenverfahren    lässt  sich durch geeignete Massnahmen wesentlich leistungs  fähiger und wirtschaftlicher gestalten. Zum Beispiel  können Masken in grosser Zahl im voraus hergestellt  werden, und nachher bis zum Gebrauch gelagert wer  den. Dadurch kann beim     Formmaskenverfahren    eine  Mechanisierung erzielt werden. Es kann damit vor  allem Arbeitszeit eingespart werden. Dadurch können  die Kosten für die einzelne Form und somit auch für  das     Gussstück    wesentlich gesenkt werden.  



  Wenn die dem     Formmaskenverfahren    innewohnen  den Vorteile auch zu einem weiten Anwendungsbereich  desselben geführt haben, so verbleibt doch noch ein  weites Gebiet für weitere Verbesserungen des Verfah  rens und der dabei hergestellten Produkte. Der Zweck  der vorliegenden Erfindung liegt in solchen Verbesse  rungen.  



  Das     Formmaskenverfahren,    so wie es bis jetzt     aus-          geiibt    worden ist, erfordert, dass das Modell bis zu einer      Temperatur erwärmt wird, die genügt, um das harz  artige Bindemittel in einen anhaftenden Zustand über  zuführen. Weiter ist es erforderlich, die Härtung des  harzartigen Bindemittels so weit vorzunehmen, dass eine  bleibende Form entsteht. Es war deshalb bis jetzt not  wendig, Modelle zu verwenden, die aus Metall bestan  den, das auf Temperaturen über 316 C erhitzt werden       komate.    Im weiteren musste zusätzliche Wärme zuge  führt werden, um die Formen auf der gewünschten  Temperatur zu halten, damit sich das Bindemittel in  der Maske auf der     Modelloberfläche    verfestigen konnte.

    Ziel der vorliegenden Erfindung ist unter anderem ein  Verfahren zur Herstellung von Formmasken für die  Metallgiesserei, gemäss welchem es möglich wird, die  Masken herzustellen, ohne dass die Modelle auf er  höhte Temperaturen erhitzt werden müssen.  



  Die Fliesscharakteristiken, wie sie für Masken mit  guter Ausbildung der Einzelheiten erwünscht sind, sind  irgendwie nicht in Übereinstimmung mit der Feinheit  der Teilchen, wie sie bei der Herstellung von Masken  mit einem hohen Grad an     Oberflächenglattheit    not  wendig sind. Im weiteren wird die Anzahl der     herstell-          baren    Masken aus einem gegebenen Modell beschränkt  durch die Zeit, die benötigt wird, um das Material ein  heitlich über dem Modell zu versprühen und durch die  Zeit, die für die Hitzedurchdringung zur Verfestigung  des Bindemittels benötigt wird.

   Ein weiteres Ziel der  vorliegenden Erfindung ist deshalb, ein Verfahren zu  schaffen, mit welchem die     Einzelheiten    des Modells in  der Maske besser wiedergegeben werden, und zwar un  abhängig von der Teilchengrösse. Auf diese Art lässt  sich eine präzise Durchbildung der Einzelheiten sowohl  als auch eine glatte Oberfläche in der Maske gleichzeitig  erzielen. Im weiteren lässt sich durch das Verfahren ge  mäss der vorliegenden     Erfindung    die Anzahl der herge  stellten Masken pro Zeiteinheit und pro Muster wesent  lich vergrössern. Dabei wird eine Maske mit hoher  Dichte und Festigkeit erzielt, die der nachfolgenden  Behandlung gut widerstehen kann. Dabei wird das Mo  dell unmittelbar für den weiteren Gebrauch frei.  



  Die Bedingungen in der bisherigen Praxis des Form  maskenverfahrens auferlegen weitere Einschränkungen  in der Anpassungsfähigkeit des Verfahrens für den Ge  brauch in der Herstellung von     Präzisionsgussstücken,     besonders wenn Abschnitte von dünnen Wänden in  Randstellen des     Gussstückes    gebildet werden müssen,  oder wenn dünne Wandabschnitte von wesentlicher  Länge vorhanden sind. Man glaubt, dass ein Grund für  diese Beschränkung darin zu suchen ist, dass die Masken  bei ungefähr Raumtemperatur zum Giessen verwendet  werden müssen. Andernfalls würde eine Zersetzung des  die Maske zusammenhaltenden Bindemittels stattfin  den, mit dem Ergebnis, dass die Maske ungeeignet wer  den würde, im Falle sie für das Giessen auf eine erhöhte  Temperatur vorgeheizt würde.

   Wenn das Metall in die  kalte Maske gegossen wird, besteht die Tendenz, dass  sich an den Berührungsflächen mit den Maskenwänden  Häute bilden, mit dem Ergebnis, dass der Fluss in die  innersten Rücksprünge und in die dünnen Wandab  schnitte manchmal blockiert wird und sich dann ein         Gussstück    bildet, das in seinem Querschnitt nicht ein  heitlich ist. Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung  ist deshalb ein Verfahren, in welchem die gänzliche  Füllung der Form sichergestellt wird, damit ein dichtes  Produkt mit homogener Zusammensetzung im Quer  schnitt erzielt wird.  



  Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ferner  eine trockene Formmasse zur     Durchführupg    des erfin  dungsgemässen Verfahrens, eine poröse Maske, herge  stellt nach dem erfindungsgemässen Verfahren sowie  eine Verwendung einer erfindungsgemäss hergestellten  Formmaske.  



  Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der  Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden  Zeichnung erläutert, in welcher       Fig.    1 eine schematische Darstellung eines Verfah  rens gemäss der vorliegenden Erfindung;       Fig.    2 eine schematische Schnittseitenansicht der  Vorrichtung von Teilen für die Druckformung der  Maske;       Fig.    3 eine Schnittansicht durch einen Teil einer  geformten Maske;       Fig.    4 eine Schnittansicht durch einen Teil der in  richtiger Weise zusammengefügten Maskenteile, und       Fig.    5 eine perspektive Ansicht einer hergestellten  Maske mit mehreren Vertiefungen zeigt.  



  Bei dem nachstehend beschriebenen Verfahren wer  den Maskenteile von kontrollierter Dicke     trockenge-          presst,    und zwar aus Material, das eine ausgezeichnete       Hitzeschockwiderstandsfähigkeit    und Dimensionssta  bilität bei erhöhter Temperatur aufweist. Dadurch wird  es möglich, die Masken für den Giessvorgang auf höhere  Temperaturen zu erhitzen, womit     Gussstücke    erzielt  werden können, die neue und verbesserte Merkmale  aufweisen. Dadurch können die einzelnen Verfahrens  schritte in besserer Weise kombiniert werden, so dass  eine grössere Produktion von Teilen möglich wird.  



  Bei der Herstellung der Maskenteile wird ein feuer  festes Material verwendet, das in einem feinverteilten  Zustand vorliegt und welches mit einem     Vorbindemit-          tel    verbunden wird, welches unmittelbar nach der  trockenen Kompression wirksam wird. Dadurch erhält  das maskenartig geformte Produkt seine Festigkeit  zwecks Aufrechterhaltung der Form der Maske wäh  rend der nachfolgenden Behandlung. Das Produkt ent  hält weiter ein feuerfestes Bindemittel, das wirksam  wird, wenn dieses auf eine erhöhte Temperatur erhitzt  wird und welches der geformten Masse Festigkeit und  Dimensionsstabilität verleiht, wenn das geschmolzene  Metall in die Maske gegossen wird. Eine bestimmte  Menge des Formmaterials wird zur Kompression in  eine Presse gegeben, in der ein Modellteil an einem  Stempel angeordnet ist.

   Dann wird das Material kom  primiert und es     fliesst    dabei genügend, um jede Einzel  heit des Modells anzunehmen und einen Maskenteil zu  bilden, der durch das     Vorbindemittel    zusammengehal  ten wird, das unter Druck sofort, ohne oder mit Er  wärmen aktiv wird. Das so geformte Material hat eine  genügende Kaltfestigkeit. Der Maskenteil wird aus der  Presse entfernt und dann einer Hitzebehandlung unter-           worfen,    und zwar bei einer Temperatur, die genügt, da  mit das feuerfeste Bindemittel bindet und im wesent  lichen a11 das     verflüchtigbare    Material in der Maske zu  eliminieren.

   Die Temperatur soll dabei aber nicht so  hoch sein, dass eine Glasbildung oder eine     Sinterung     des Bindemittels eintritt, die genügen würde, um die       Permeabilität    der Maske, ihre Form oder ihre Abmes  sungen zu zerstören.  



  Die so hergestellten Formteile haben eine gute       Hitzeschockbeständigkeit    und eine gute Festigkeit. Sie  werden dann vor oder nach der Hitzebehandlung in  passender Weise zusammengefügt, um eine Form zu  ergeben, die für den Giessvorgang bei höherer Tempe  ratur geeignet ist. Durch die erhitzte Form wird die  Fliessfähigkeit des Metalls während längerer Zeit er  halten, was bewirkt, dass sich die Form besser füllt und  sich ein dichtes Produkt bildet, das der Form besser  entspricht und welches eine gute Oberflächenbeschaf  fenheit aufweist, so dass im wesentlichen ein fertiger  Körper entsteht. Wenn die Maskenteile in zusammen  gefügter Weise einer Hitzebehandlung unterworfen  werden, dann bewirkt die Hitzebehandlung zusätzlich  die Verbindung der Teile untereinander.

   Wenn die Zu  sammensetzung nachher stattfindet, ist es notwendig,  ein Bindemittel oder andere geeignete Mittel zu ver  wenden, die das Zusammenhalten der zusammenge  setzten Maskenteile bewirken. Wenn die Form bei er  höhter Temperatur verwendet wird, können die durch  Hitzebehandlung zusammengefügten Maskenteile di  rekt bei dieser oder ungefähr bei dieser Temperatur der  Hitzebehandlung für das Giessverfahren verwendet  werden, andernfalls ist es notwendig, die zusammenge  fügten Teile für den Giessvorgang wieder zu erhitzen.

    <I>Beispiel 1</I>  Zusammensetzung der Formmasse für die Masken  herstellung:  95     Gew.-Teile        kalzinierte    Tonerde  3     Gew.-Teile    Feldspat  2     Gew.-Teile    Schlämmkreide  5     Gew.-Teile        Paraffinwachs     95     Gew.-Teile        Trichloräthylen          Verfahren:    Das Wachs wird bis zum Schmelzen er  hitzt und dann durch langsamen Zusatz des     Trichlor-          äthylens    in Lösung übergeführt.

   Diese Lösung wird  der Mischung der trockenen Pulver zugegeben und die  gebildete Aufschlämmung wird zwecks Verkleinerung  bis zu einer Teilchengrösse für ein Sieb mit lichter Ma  schenweite von 0,040 mm oder weniger in eine Kugel  mühle gegeben. Gewöhnlich werden für diesen Mahl  vorgang ungefähr 24 Stunden oder etwas mehr benötigt.  



  Das Lösungsmittel, d. h. das     Trichloräthylen,    wird  durch Verdampfen in     offenen    Pfannen aus dem gemah  lenen Produkt entfernt, gegebenenfalls unter Hitzean  wendung und vorzugsweise unter Rühren, um eine  Trennung der     Lösungsmittelphase    von den festen Teil  chen zu vermeiden. Andernfalls werden die Teilchen  vom Wachsbindemittel nicht homogen überzogen. Das  trockene Produkt wird pulverisiert, vorzugsweise bevor  alles Lösungsmittel entfernt ist, denn wenn eine kleine    Menge des Lösungsmittels verbleibt (ungefähr 3 bis  10     Gew.        %),    wird der Arbeitsaufwand für die     Pulveri-          sierung    geringer.

   Das trockene Produkt muss nicht wie  der auf eine Teilchengrösse für ein Sieb mit lichter Ma  schenweite von 0,040 mm zerkleinert werden. Es ist in  der Tat erwünscht, das Produkt zu Kügelchen zu kom  primieren, welche durch mechanische Mittel leichter  den für die Formung benötigten Pressen zugeführt wer  den können. Anschliessend wird das Produkt so ge  trocknet, dass es nicht mehr als 1 bis 2     Gew.        %    Feuch  tigkeit, bezogen auf die Feststoffe, enthält.  



  <I>Maskenbildung:</I> Die Maske 10 wird durch Kom  pression einer abgemessenen Menge des trockenen  Pulvers 12 zwischen der Matrize 14 und dem Modell  teil 24 hergestellt, welche Teile in einem Hohlraum 16  untergebracht sind, in dem ein Druckkolben 18 ange  ordnet ist. Dieser Kolben kann sich zwischen der     nar-          malen,    der zurückgezogenen und der Formposition in  einem Operationszyklus bewegen.

   Die Presse besteht  vorzugsweise aus einem Metall, das eine hochpolierte  Oberfläche aufweist, damit die darauf geformte  Maske leichter abgelöst werden kann und damit die  Maske eine bessere     Oberflächenbeschaffenheit    erhält,  welche sich dann wieder auf die     Oberfläche    des zu       formenden        Gussstückes    überträgt.  



  Eine abgemessene Menge des Pulvers wird in den  Hohlraum der Presse eingefüllt und unter einem Druck  von 70 bis 1400 kg/cm' so gepresst, dass ein Volumen  verhältnis von ungefähr 1:3 resultiert. Der Kolben  wird dabei von der     Normalstellung    in die Formstellung  und wieder zurückgebracht, wobei ein Maskenteil ent  steht, der eine Wanddicke im Bereiche von 3,18 bis  12,7 mm aufweist.  



  Der Wachsfilm, der jedes     Tonerdeteilchen    überzieht,  wird unter Kompression als     Vorbindemittel    wirksam  und verbindet die einzelnen Teilchen untereinander zu  einer kompakten Masse, die eine genügende Festigkeit  aufweist, um einem Zusammenbruch oder einer Defor  mation der geformten Maske unter normalen Behand  lungsbedingungen widerstehen zu können. Der Masken  teil 10 wird aus dem Hohlraum entfernt, damit die  Formpresse für die Herstellung von weiteren Masken  teilen frei wird.  



  Der Maskenteil 10 wird dann allein oder in Kom  bination mit dem zugehörigen Maskenteil 20 einer  Hitzebehandlung bei einer Temperatur von ungefähr  399 bis 1093 C unterworfen, und zwar so lange, bis ein  fester poröser Zustand erreicht ist. In diesem Zustand  ist das feuerfeste Bindemittel für die Bindung wohl zur  Wirkung gekommen, jedoch ohne dass Glasbildung  oder     Sinterung    in einem solchen Ausmasse auftritt, dass  eine Schrumpfung oder ein wesentlicher Verlust der  Durchlässigkeit der Maske zustande käme. Unter die  sen Bedingungen wird das Wachs, welches den Masken  teil vorübergehend in der gewünschten Form erhält,  und jegliches andere     verflüchtigbare    Material aus der  Maske     abdestilliert    oder ausgebrannt.

   Eine solche De  stillation oder ein solches Ausbrennen wird unter oxy  dierenden Bedingungen durchgeführt, damit eine gänz  liche Entfernung aus dem Maskenteil erzielt wird. Ge-           wöhnlich    werden diese Bedingungen durch die natür  lichen Luftzüge in den Öfen und anderen Brennanlagen,  in denen die Masken gebrannt werden, ohnehin ge  schaffen. Das Brennen kann in Serien oder kontinuier  lich vor sich gehen. Wenn bei einer Temperatur von       1038'C    gebrannt wird, dann dauert die Behandlung 2  bis 10 Stunden, je nach der Wanddicke des Masken  teils und der Masse des zu behandelnden Materials.  



  Das Maskenpaar 10 und 20, das durch oder nach  der Hitzebehandlung zusammengefügt worden ist, wird  allein oder zusammen mit anderen Maskenteilen in ge  eigneter Form angelegt und in einen Gruppenkasten  verbracht und mit geeigneten     Eingusstrichtern,    Ein  güssen, Steigern, Einlagen und Läufen versehen, damit  das Metall in den Maskenteil gegossen werden kann.

    Das Giessen, das Kühlen, das Entfernen der     Gussstücke     und das Reinigen derselben sind im wesentlichen ähn  lich wie beim konventionellen     Formmaskenverfahren,     mit der Ausnahme, dass gemäss einer bevorzugten Aus  führungsform der vorliegenden Erfindung die Masken  bei einer gewünschten erhöhten Temperatur gehalten  werden oder sonst auf eine erhöhte Temperatur erhitzt  werden, um das Metall in die Masken zu giessen. Dies  mit dem Ergebnis, dass das Metall fähig ist, die Maske  im wesentlichen gänzlich zu füllen. Dabei wird ein  festes und dichtes     Gussstück    erhalten, das die     Oberfläche     der Maskenwände in allen Einzelheiten wiedergibt.

   Ein  solches     Gussstück    erfordert wenig zusätzliche Ober  flächenbehandlung.  



  Der Hauptbestandteil der Formmaske ist ein feuer  festes Material, welches durch die     kalzinierte    Tonerde  gemäss dem beschriebenen Beispiel oder ein anderes  Material wie     Siliziumoxyd,        Zirkoniumsilikate,        Beryl-          liumerze,        Thoriumoxyd,        Zirkonium,        Kyanit,        Mullit,          Sillimanit    und andere hoch reaktive Oxyde und Silicate  und Erze von feuerfesten Metallen repräsentiert wer  den kann. Diese Materialien können allein oder in  Kombination miteinander verwendet werden.

   Es ist ge  funden worden, dass als feuerfeste Komponente ein  feuerfestes Material verwendet werden kann, das auf  einer Glasplatte einen Schüttwinkel von 10 bis 30' auf  weist. Die feuerfeste Komponente stellt gewöhnlich 80  bis 96     Gew.        %    des     Formmaskenmaterials    dar. Sie sollte  einen Schmelzpunkt aufweisen, der höher ist als die  Temperatur des zu giessenden Metalls, damit ein Zu  sammenbruch der geformten Maske vermieden werden  kann. Es empfiehlt sich, ein feuerfestes Material zu ver  wenden, das einen     Schmelzpunkt    oberhalb des     Erwei-          chungspunktes    eines     Segerkegels    32 aufweist.

   Im Falle,  dass das feuerfeste Material gebundenes Wasser oder  andere     verflüchtigbare    Komponenten enthält, ist es  notwendig, das Material zu     kalzinieren    oder anderswie  zu behandeln, damit das     verflüchtigbare    Material vor  der Formung der Maske entfernt wird,     ansonst    das     ver-          flüchtigbare    Material während des Brennvorganges ab  getrieben wird, was eine Schrumpfung und einen mög  lichen Zusammenbruch der Maske bewirkt. Es ist auch  möglich, dass das     verflüchtigbare    Material erst befreit  wird, wenn das geschmolzene Metall bei noch höherer  Temperatur in die Maske gegossen wird.

   Dadurch wird    dann ein weiterer Zusammenbruch oder eine Verflüch  tigung bewirkt, die in der Bildung eines Produktes von  unannehmbaren Eigenschaften resultiert.  



  Im vorangehenden Beispiel wird ein feuerfestes Ma  terial verwendet, dessen Teilchen ein Sieb mit lichter  Maschenweite von 0,04 mm passieren können. Die  Teilchengrösse ist für das Verfahren nicht begrenzt, aber  es wird vorgezogen, Teilchen von kleiner Dimension zu  verwenden, damit die Herstellung einer geformten  Maske mit exakten Einzelheiten und einer maximal  glatten     Oberfläche    sichergestellt ist. Teilchen von grö  sserer Dimension können gebraucht werden, aber es ist  nicht erwünscht, Teilchen zu verwenden, die nicht ein  Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,36 mm  passieren.  



  Als     Vorbindemittel    können natürliche und synthe  tische Wachse verwendet werden, wie     Carnauba-Wachs,     Bienenwachs, Petroleumwachs, Alkoholwachse,     Orga-          nosilicon-Polymere    und ähnliche;

   Petroleumdestillate  und     Kohlenteerrückstände;    Asphalt, Kolophonium  und Teere; natürliche Harze und Gummi, wie     Manila-          kopal,        Tragacanth,    Gummi     arabicum,        Karaya,        Cou-          maron-    und     Indenharze    und ähnliche;

   synthetische  Harze vom     wärmehärtbaren    und vom thermoplasti  schen Typ, wie     Phenolformaldehyd,        Harnstofformal-          dehyd,        Resorcinformaldehyd,    Polyesterharz und ähn  liche     wärmehärtbare    Harze von     Polyvinylalkohol,        Poly-          vinylacetat,        Polyvinylbutyrat,        Polyäthylacrylat,        Poly-          butylmethacrylat,    Polystyrol von niederem Molekular  gewicht,     Zellulosepropionat-Butyrat,

          Butylzellulose,     Polyäthylen,     Polybutylen    und ähnliche thermoplasti  sche Harze; Kohlenhydrate, Proteine wie Casein,     Zein,          Alginate,    Albumine,     Gelatinen,    animalische Leime,  Stärken. Es kann auch ein anorganisches Bindemittel  system, wie Borax,     Natriumsilicat,        Natriumteträborat,     Feldspat, Aluminiumphosphat und ähnliches verwen  det werden.

   Vorzugsweise werden ein oder mehrere  organische Bindemittel, am besten     Paraffin    oder Pe  troleumwachse, verwendet, da die     Vorbindemittel-          komponente    die Hauptkosten des zur Maskenformung  verwendeten Materials ausmacht. Es ist unerwünscht,  so viel Bindemittel zu verwenden, dass eine übermässige  Schrumpfung und damit Zerstörung der geformten  Maske stattfinden würde, nachdem das Bindemittel  während des anschliessenden Brennens aus der Maske  ausgebrannt oder     abdestilliert    wird. Beste Resultate  werden erzielt, wenn das Bindemittel in einer Menge  von 3 bis 7     Gew.        %    der Formzubereitung verwendet  wird.

   In gewissen Systemen können bis hinunter zu  2     %    Bindemittel und in anderen bis hinauf zu 10     %    Bin  demittel verwendet werden. Es ist jedoch unerwünscht,  mehr als 12     Gew.        %    Bindemittel zu verwenden, es sei  denn, dass das Bindemittel während des nachfolgenden  Brennens entfernt wird oder sich bei der während des  Giessvorganges herrschenden Temperatur verflüchtigt.  



  Um eine homogene Verteilung des     Vorbindemittels     in der     Maskenformzubereitung    zu erzielen, ist es am  besten, das Bindemittel in Lösung in einem Verdün  nungsmittel zuzugeben, wobei die Teilchen der feuer  festen Materialien vollkommen benetzt werden können,      womit jedes Teilchen eine dünne Schicht des Vorbinde  mittels erhält. Um eine     Unhomogenität    in der Vertei  lung zu verhindern, ist es wünschenswert, die Teilchen  in homogener Mischung mit der Lösung zu halten, ins  besondere während der Eliminierung des Verdünnungs  mittels. Dies geschieht am besten durch fortlaufendes  Rühren.

   Aus anderen als wirtschaftlichen Gründen ist  es vorzuziehen, ein     Lösungsmittelsystem    zu verwenden,  das durch Verdampfung aus offenen Pfannen bei unge  fähr Raumtemperatur eliminiert werden kann, um eine  im wesentlichen gänzliche Trocknung zu erzielen. Die  teuren Lösungsmittel können durch zahlreiche be  kannte Verfahren wieder zurückgewonnen werden.  Vom Standpunkt der Sicherheit und der Kosten ist es  jedoch vorzuziehen, ein     wässriges    System zu verwenden,  das die wasserlöslichen     Vorbindemittel    in Lösung ent  hält.

   Wo das     Vorbindemittel    in die zur Verteilung ge  nügend feine Teilchengrösse übergeführt werden kann,  können     wässrige    Emulsionen oder Dispersionen ver  wendet werden, aber es ist wünschenswert, die Verwen  dung des     Vorbindemittels    mit grossen Teilchen zu ver  meiden, da die geformte Maske dann in gewissen Ge  bieten einen ungenügenden     Bindemittelgehalt    aufweist,  während überschüssiges     Vorbindemittel    in anderen  Regionen gegenwärtig ist und dort während des Bren  nens und während des Gebrauches Schwierigkeiten ver  ursacht.  



  Als feuerfeste Bindemittel können Materialien wie  Glasfritte, Feldspat, Borax,     Borate,        Natriumtetraborat     und ähnliche Materialien verwendet werden, die einen  Schmelzpunkt unter 1371 C aufweisen und die keine  Deformation oder Schrumpfung der geformten Maske  während der Hitzebehandlung verursachen. Um die  Gefahren der Schrumpfung und des     Verziehens    weiter  zu vermindern, ist es vorteilhaft, eine Minimalkonzen  tration des Bindemittels zu verwenden, die genügt, um  die gewünschten     Hitzeschockcharakteristiken    ohne Di  mensionsveränderungen zu ergeben.

   Beste Resultate  werden erzielt, wenn das feuerfeste Bindemittel in einer  Menge von 3 bis 7     Gew.        %    der Formzubereitung ver  wendet wird. Es kann aber auch so wenig wie 2     Gew.     und soviel wie 10     Gew.        %    des feuerfesten Bindemittels  verwendet werden. Mehr als 10     Gew.        %    des feuerfesten  Bindemittels können dann verwendet werden, wenn die  in der Kombination gegenwärtigen feuerfesten Mate  rialien besonders feuerfest sind, wobei die Kombina  tion die gewünschten thermischen Merkmale geben  kann.

   Zum Beispiel können 10     Gew.        %    und bis zu  12     Gew.        %    Feldspat verwendet werden, wenn     Thorium-          oxyd    in der feuerfesten Komponente enthalten ist.  



  Die Komponenten können in konventioneller  Weise kombiniert werden. Im Falle die feuerfesten Ma  terialien in der gewünschten Teilchengrösse vorliegen,  ist eine weitere Zerkleinerung nicht notwendig. Andern  falls kann eine Zerkleinerung auf zahlreiche Arten er  zielt werden, wie z. B. durch den Gebrauch einer     Kugel-          oder    Walzenmühle, oder mittels eines Mahlsteines.  



  Im folgenden werden weitere Beispiele von Zu  sammensetzungen gegeben, die für die Herstellung von  Formmassen verwendet werden können:    <I>Beispiel 2:</I>  Zusammensetzung der Formmasse für die Masken  herstellung:  94     Gew.-Teile        Zirkonium     5     Gew.-Teile        Polyvinylalkohol    (mittlerer  Viskosität)

    1     Gew.-Teil        Siliziumoxyd     5     Gew.-Teile    Glasfritte  100     Gew.-Teile    Wasser  In der oben angegebenen Formmasse wird der     Poly-          vinylalkohol    in Wasser aufgelöst und die anderen Ma  terialien werden dann zu dieser Lösung zugegeben und  die Teilchen werden mittels einer Kugel- oder Rollen  mühle so zerkleinert, dass sie ein Sieb mit einer lichten  Maschenweite von 0,040 mm passieren können.

      <I>Beispiel 3</I>  40     Gew.-Teile        Siliziumoxyd     50     Gew.-Teile        kalzinierte    Tonerde  10     Gew.-Teile    Feldspat  4     Gew.-Teile    Kolophonium  90     Gew.-Teile    Äthylalkohol  Das Kolophonium wird im Äthylalkohol aufgelöst  und die anderen Materialien werden dieser Lösung zu  gegeben und das Ganze wird gemahlen; (Korngrösse  entsprechend einer lichten     Siebmaschenweite    von  0,040 mm).  



  <I>Beispiel 4</I>  90     Gew.-Teile        Magnesiumoxyderz    (Korngrösse  entsprechend einer lichten     Siebmaschenweite     0,16 mm)  10     Gew.-Teile    Feldspat (Korngrösse entsprechend  einer lichten     Siebmaschenweite   <B>0,16</B> mm)  5     Gew.-Teile    Glasfritte  5     Gew.-Teile        Phenolformaldehydharz    in wasser  löslichem A-Zustand  5     Gew.-Teile        Natriumtetraborat    (Korngrösse ent  sprechend einer lichten     Siebmaschenweite     0,16 mm)  90     Gew.-Teile    Wasser.  



  Das     Phenolformaldehydharz    wird in Wasser auf  gelöst und die anderen Materialien werden dieser Lö  sung zugemischt und das Ganze wird dann getrocknet,  um die gewünschten Kügelchen zu ergeben, wie sie für  den Formvorgang ohne     vorgängiges    Mahlen verwendet  werden können.  



  Von den in den obigen Rezepten angegebenen feuer  festen Materialien können normalerweise viele gebun  denes Wasser enthalten. Sie müssen deshalb vor der  Einverleibung in die Formmasse     kalziniert    werden, um  das gebundene Wasser und andere     verflüchtigbare    Be  standteile zu entfernen. Der Formmasse können auch  andere Materialien wie Pigmente und Füllmittel ein  verleibt werden, aber der Anteil an solchen Füllmitteln  und Pigmenten sollte 5     Gew.        %    der Zubereitung nicht  übersteigen.  



  Wenn mehr als 2     Gew.        %    und vorzugsweise mehr  als 3     Gew.        %    Wachs oder ein anderes organisches Vor  bindemittel in der getrockneten Formmasse vorhanden  sind, dann genügt dies meistens, um eine genügende      Fliessfähigkeit zu erzielen, damit die Maske praktisch  nach jedem konventionellen     Pressverfahren    gebildet  werden kann, wie z. B. durch     Spritzguss,        Strangpressen     und dergleichen. Die Masse wird dabei in den das Mo  dell enthaltenden Hohlraum der Presse gebracht.

   Der  Begriff  Pressen , wie er im vorliegenden gebraucht  wird, soll auch alle anderen Druck anwendenden     Ver-          formungsverfahren    einschliessen. Beim     Kompressions-          pressverfahren    bildet der Stempelteil der Presse das  Modell und die getrocknete Formmasse wird mittels  eines Druckkolbens oder eines anderen Körpers darauf  gepresst, damit das Material zu     fliessen    beginnt und sich  an die     Oberflächen    des Modells eng anschmiegt, um so  ein kompakter Maskenteil zu formen. Bei der Kom  pressionsformung ist es vorteilhaft, ein federndes Glied  zu verwenden, wie z.

   B. ein     Gummidiaphragma,    das  durch hydraulische Mittel betätigt wird, oder einen  Gummiblock 24, der am Ende des Druckkolbens ange  bracht ist, so dass die     Formoberfläche    deformiert wer  den kann, um der Form des Modells zu entsprechen.  Dadurch wird die     Oberfläche    der Maske verbessert und  sie entspricht dem Muster genauer und ist von im we  sentlichen einheitlicher Dicke und Dichte. Demgemäss  kann mit weniger     Formzubereitung    eine bessere Maske  erhalten werden.  



  Im beschriebenen Verfahren ist es nicht notwendig,  erhitzte Modelle zu verwenden; da das     Vorbindemittel     bei innigem Kontakt mit den Teilchen bei der Kom  pression wirksam wird und so die kompakte Form bil  det; dies ist jedoch von Vorteil, wenn ein     wärmehärt-          bares    Bindemittel verwendet wird, das durch Hitze ver  festigt werden soll. Es können deshalb Modelle oder  Stempelteile verwendet werden, die aus anderen Mate  rialien als Metall bestehen, und zwar ohne Beschränkung  hinsichtlich des Schmelzpunktes des Materials, wie  Plastik, Holz und ähnliche. Wenn Metall verwendet  wird, können niedrig schmelzende Legierungen oder  Metall gebraucht werden, welche es erlauben, die Stem  pelteile oder die Muster in billiger Weise und in Massen  herzustellen. Dies geschieht z.

   B. durch     Spritzguss    von  Aluminium, Kontaktverformung oder ein ähnliches  Verfahren. Auf diese Weise kann auch das Produkt  selbst wieder als Modell verwendet werden.  



  Die     Oberflächen    des Stempels können vor der  Maskenformung mit einem Trennmittel behandelt wer  den, wie einer     Organosilikon-Flüssigkeit    oder Pulver,  um die Ablösung der geformten Maske zu erleichtern.  Wenn ein solches Trennmittel gebraucht wird, ist es  nicht notwendig, die Stempeloberfläche zwischen jeder  Formungsoperation zu schmieren, da das Trennmittel  über mehrere Formungsoperationen wirksam ist.

   Er  hitzte Formstempel können     gewünschtenfalls    verwen  det werden, wenn ein Bindemittel verwendet wird, das  bei erhöhten Temperaturen besser wirksam ist; das er  findungsgemässe Verfahren stützt sich jedoch nicht auf  die Umwandlung eines wärmehärtenden Bindemittels  in einen verfestigten Zustand, wie dies in den bisher  verwendeten     Formmaskenverfahren    der Fall war, da  das Bindemittel während der nachfolgenden     Press-          operation    eliminiert wird.

   Blosse Kompression, die ge-         nügt,    um eine kompakte Masse zu bilden, die nachher  entfernt und gebrannt werden kann, ist alles, was erfor  derlich ist, wodurch eine     Maskengrossproduktion    von  einer einzigen Form möglich wird.  



  Die Wanddicke der geformten Maske ist nicht auf  einen bestimmten Wert festgestellt. Es genügt, wenn  die Maskenwände genügende Festigkeit aufweisen, um  einem Zusammenfall während des Einbrennens und  während des Gebrauches zu widerstehen. Eine Wand  dicke von ungefähr 3,18 mm scheint das Minimum zu  sein, und es wird vorgezogen, Masken mit einer Wand  dicke von ungefähr 6,35 bis 12,7 mm herzustellen.  Grössere Dicken können wohl gebraucht werden, aber  es wird dadurch nur ein geringer oder überhaupt kein  Vorteil erzielt, es sei denn, dass die Maske so geformt  ist, dass sie ein ausnehmend grosses Volumen an Giess  metall aufzunehmen hat, oder dass sie ohne Rückhalt  oder Stütze gebraucht wird.  



  Im Vergleich zu den nach den bekannten Verfahren  hergestellten Masken sind die auf die beschriebene Art  hergestellten Masken relativ undurchlässig. Es ist des  halb wünschenswert, das flüchtige Material während  der nachfolgenden Brennoperation im wesentlichen  gänzlich zu entfernen. Es ist weiter wünschenswert, eine  übermässige Glasbildung oder     Sinterung    des feuerfesten  Materials zu verhindern, da eine solche     Sinterung    nicht  nur die     Permeabilität    der Maske weiter reduzieren  würde, sondern sie würde auch eine Umlagerung der  Materialien bewirken mit dem Ergebnis, dass eine un  kontrollierte Schrumpfung und Deformation eintreten  würde.

   Die geformte Maske kann als     semipermeable     Struktur bezeichnet werden, die genügend     Permeabili-          tät    aufweist, damit die entstehenden Dämpfe und Gase  daraus entweichen können. Für den Fall, dass grössere       Permeabilität    erwünscht ist, kann die Formmasse so  zubereitet werden, dass sie 10     Vol.        %    eines verbrenn  baren Materials wie Holzmehl, Sägemehl oder ein ähn  liches Material enthält, das darin homogen verteilt ist.  



  Der geformte Maskenteil kann in Serien oder in  einem kontinuierlichen Verfahren in einem öl- oder  gasbeheizten Ofen gebrannt werden. Auch eine elek  trische Widerstandsheizung oder ein Strahlungsbrenner  ist möglich, um den Ofen zu heizen. Die Minimum  temperatur sollte dabei genügen, um das Vorbinde  mittel zu     verflüchtigen    und das feuerfeste Bindemittel  zu sintern oder in einen festen porösen Zustand über  zuführen. Die Temperatur darf hingegen nicht so hoch  sein, dass das keramische Bindemittel in eine     flüssige     Phase übergeführt wird, die eine Verglasung mit sich  brächte.  



  Im allgemeinen liegt die Temperatur im Bereich  von 399 bis 1316'C und vorzugsweise in einem Bereich  von 816 bis 1093'C. Wenn der geformte Maskenteil  über die     Destillationstemperatur    oder über die ther  mische Zersetzungstemperatur (ungefähr 260'C für  die meisten organischen Materialien) erhitzt wird, dann  kommen die organischen Komponenten des Vorbinde  mittels heraus und brennen, bis sie gänzlich entfernt  sind, im allgemeinen unter oxydierenden Bedingungen.  Solange das Bindemittel weniger als 10     Gew.        %    des      geformten Maskenteils ausmacht, kann dieses ohne  feststellbare Dimensionsänderungen des Produktes ent  fernt werden.

   Wenn die Temperatur erhöht wird, bis  das feuerfeste Bindemittel den porösen Zustand er  reicht, dann werden das     Vorbindemittel    und jegliche  andere     verflüchtigbare    Materialien eliminiert und es  entsteht eine Maske, die im wesentlichen aus kerami  schen Materialien besteht. Dieser Maskenteil weist eine  gute     Hitzeschockwiderstandsfähigkeit    und gute Dimen  sionsstabilität bei erhöhten Temperaturen auf, so dass  der Maskenteil im nachfolgenden Giessverfahren in  heissem Zustande verwendet werden kann.  



  Die Masken können auf Ziegeln oder gruppiert oder  in Behältern mit losen Zusatzstoffen oder mit Sand  darum herum gebrannt werden. Das Brennen innerhalb  der für den porösen Zustand bestimmenden Temperatur  kann endlos fortgesetzt werden, aber es ist nicht er  wünscht, den Maskenteil übermässig lange über die Zeit  hinaus zu brennen, die notwendig ist für die Entwick  lung des gewünschten porösen Zustandes (ungefähr  1 bis 10 Stunden, je nach Temperatur und Materialien).  



  Eine gewisse Verglasung kann toleriert werden, so  lange sie nicht genügt, um Dimensionsänderungen oder  die     Impermeabilität    der Maske für Gase zu bewirken.  Wie bereits betont worden ist, ist die nach dem beschrie  benen Verfahren geformte Maske     semipermeabel    im  Vergleich zu den Masken, die nach den bisherigen Ver  fahren hergestellt worden sind. Die Maske ist aber ge  nügend durchlässig, damit sie den kleinen Anteil von       flüchtigen    Stoffen, die beim Giessen entstehen können,  bewältigen kann.

   Im weiteren können die Gase und  Dämpfe durch die Trennfugen der     aneinandergefügten     Maskenteile entweichen, und es ist deshalb am besten,  die Masken so zu formen, dass die Trennfugen die dem  Eintritt am meisten entfernten Teile passieren.  



  Die Maskenteile können wie beschrieben getrennt  gebrannt werden und nachher mittels geeigneten Binde  mitteln, Klammern oder losen Aggregaten zusammen  gefügt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform  der Erfindung werden die Maskenteile vor dem Brennen  zusammengefügt, damit durch das Brennen eine Haf  tung entsteht, die genügt, um die Teile zusammenzu  halten. Wenn die Masken in zusammengefügter Weise  gebrannt werden, können die geformten Maskenteile  durch geeignete Klebemittel oder durch einen feuer  festen oder organischen Zement zusammengehalten  werden. Es ist auch möglich, die Teile während des  Brennens mittels Klammern, Bolzen oder ähnlichem  oder durch Stützen oder durch Einbetten der Teile in  losen Sand zusammenzuhalten.

   Wenn die Teile getrennt  gebrannt werden, können sie nachher mit einem geeig  neten feuerfesten Zement zusammengefügt werden, der  in kleinen Mengen an den gemeinsamen Kanten aufge  bracht wird. Sie können auch durch Stützung in den  Behältern mit losen Aggregaten zusammengehalten  werden.  



  Wenn die geformten Masken in zusammengefügter  Weise gebrannt werden, dann können die erhitzten  Formmasken für den Giessvorgang vom     Vorbrennofen     direkt auf die Giessebene gebracht werden, wo das ge-         schmolzene    Metall in den Hohlraum gegossen wird.  Wenn die Maskenteile getrennt gebrannt werden oder  wenn man die Masken auf eine tiefere Temperatur hat  abkühlen lassen, dann können sie vor dem Giessen auf  geheizt werden, wobei das geschmolzene Metall in die  Hohlräume gegossen wird, wenn die Masken eine er  höhte Temperatur aufweisen. Diese Verfahrensweise  stellt eine bevorzugte Ausführungsform dar. Das Me  tall kann auch in die Formen gegossen werden, wenn  die Masken eine niedrigere Temperatur oder sogar  Raumtemperatur aufweisen.  



  Die     Hitzeschockwiderstandsfähigkeit    der auf diese  Weise hergestellten Masken bewirkt, dass die zusam  mengestellten Masken auf eine Temperatur erhitzt  werden können, die näher bei der derjenigen des ge  schmolzenen     Metalles    oder niedriger als die Schmelz  temperatur oder die Verglasungstemperatur des feuer  festen Bindemittels liegt. Alternativ können auch ge  formte Masken bei niedrigeren Temperaturen bis hin  unter zur Raumtemperatur verwendet werden, wenn  das Metall in den Hohlraum gegossen wird.

   Wenn die  Formen auf erhöhte Temperatur erhitzt werden, kön  nen die Metalleim allgemeinen bei einer um 38 bis     93'C     niedrigeren Temperatur gegossen werden, als dies für  andere     Gussverfahren    notwendig ist, d. h. also bei un  gefähr 1649 bis<B>1871'C</B> für die meisten Stahlsorten und  speziellen Legierungen, wie sie in der Präzisionsgiesserei  verwendet werden. Da die Methode des Schmelzens  und Giessens des     Metalles    für das vorliegende Verfahren  von den bisher verwendeten Techniken in manchen  Formverfahren nicht wesentlich abweicht, ist eine aus  führliche Beschreibung     hierüber    nicht notwendig.

   Da  die Gewinnung der     Gussstücke    aus den Behältern oder  Formen nach der üblichen Praxis vor sich geht, kann  auf eine Beschreibung ebenfalls verzichtet werden. Es  sei bloss darauf hingewiesen, dass das Verfahren durch  die     erfindungsgemässen    Verbesserungen leichter durch  führbar wird und dass genauer geformte     Gussstücke    er  halten werden. Eines der wesentlichsten Vorteile der Er  findung ist die Herstellung von Masken für den Ge  brauch bei erhöhter Temperatur mit dem Ergebnis, dass  das Metall in alle Vertiefungen, sich verengenden und  wieder erweiternden Partien vordringen kann. Das  Metall kann dadurch auch Öffnungen mit kleinem  Querschnitt     durchfliessen    und die Form gut ausfüllen.

    Der Gebrauch von geformten Masken bei erhöhter  Temperatur in der Metallgiesserei bewirkt auch die Eli  mination von Dampfphasen, die sich öfters bilden und  an den feinen Teilchen hängen bleiben, die die Ober  flächen der Form bilden. Er verhindert auch die Bildung  von Dämpfen, welche die Tendenz haben, den Ober  flächen des gegossenen     Metalles    anzuhaften und so  Fehler in den gebildeten     Gussstücken    verursachen.  



  Das Metall kann in eine einzige Form oder in eine  zusammengefügte Gruppe von Formen gegossen wer  den, die einen gemeinsamen     Einguss    und Läufe aufweist,  die vom gegossenen Produkt leicht entfernt werden  können. Die Masken können vertikal um einen Zentral  zulauf gruppiert werden, der einen seitlichen Fluss des  geschmolzenen     Metalles    in die Formen bewirkt, oder      sie können in Gruppen für einen vertikalen Fluss des       Metalles    in die Formen angeordnet sein. Die     Glattheit     der Oberflächen der     Gussstücke    erlaubt die Trennung  von den Masken und anderem Trägermaterial, die ohne  Schwierigkeit und ohne die Verwendung einer speziellen  Ausrüstung vor sich geht.

   Das gebildete Produkt be  nötigt wenig oder gar keine Nachbehandlung der Ober  fläche oder maschinelle Behandlung. Die     Gussstücke     sind auch in den Einzelheiten so durchgebildet, dass sie  beinahe als solche direkt verwendet werden können.  



  Einer der Hauptvorteile der     Erfindung    liegt in der  Tatsache, dass, wenn einmal geeignete Modelle für die  Pressen geformt sind, die Masken in sehr schneller  Weise mit diesen Modellteilen hergestellt werden kön  nen. Es sind keine     erhitzbaren    Modelle notwendig und  die für das Trockenpressen notwendige Ausrüstung ist  wohlbekannt und in der Plastik- und Keramikindustrie  leicht zugänglich.  



  Im weiteren hat die Elimination der     verdampfbaren     Materialien aus der geformten Maske zur Folge, dass  das     geschmolzene    Metall in die Masken gegossen wer  den kann, während diese eine erhöhte Temperatur auf  weist. Dabei wird die Erzeugung von Gasen und Dämp  fen im wesentlichen gänzlich eliminiert im Vergleich  mit den bisherigen     Formmaskenverfahren,    bei welchen  das flüssige Metall in die Masken gegossen wird, welche  immer noch ihre harzartigen Bindemittel und andere       verflüchtigbare    Materialien enthalten, die während des  Giessverfahrens teilweise freigesetzt werden und die  Qualität des gegossenen Produktes beeinträchtigen.

    Nach den bekannten Verfahren war es deshalb notwen  dig, hochdurchlässige Masken zu verwenden, durch  welche die Gase und Dämpfe entweichen konnten.  Solche hochdurchlässige Masken waren jedoch unfähig,  dem     Gussstück    die Oberflächenbeschaffenheit und die       Einzelheitenausbildung    zu verleihen, die mit erfin  dungsgemäss hergestellten Masken erzielt werden kann.  Bei den bekannten Verfahren wurden die flüchtigen  Stoffe bei verschiedenen Temperaturen aus den geform  ten Masken freigesetzt, was Fehler in den geformten  Produkten bewirkte. Dies bewirkte nicht nur eine Ab  nahme der Ausbeute an annehmbaren     Gussstücken,     sondern es vergrösserte auch die Kosten der Nachbe  handlung der annehmbaren     Gussstücke.  



  Method for producing molded masks The present invention relates to a method for producing molded masks with which, in particular, castings can be produced economically and appropriately in complex shapes and with precisely controlled dimensions.



  Methods of making castings at low cost and with sufficiently accurate dimensions and complex shapes have heretofore been the subject of extensive and continued research. Many methods are already known, such as B. the green sand casting process, the injection molding process, the lost wax process and the like. For various reasons, but mainly because of the cost, such methods for the production of many objects such. B. of turbine blades and similar surfaces, found only limited application.



       Precision castings can be manufactured in accordance with the present invention at low cost, in large numbers and in precise dimensions and complex forms. This new process is somewhat similar to the known shape mask process, but it differs from it in essential details. The aim of these details is to produce castings with precise dimensions and shapes with better surface properties and fineness.

   The castings produced according to the new process continue to have an improved density and uniformity in cross section, even if the casting has a considerable proportion of thin-walled parts. These advantages can be achieved while the cost of the product can be reduced. The new process can be fully or partially mechanized for the production of larger quantities of castings, so that an essentially continuous production can be achieved.

      In general, the molded mask process, even according to previous practice, has a number of advantages over other metal casting processes, in particular with regard to the type and properties of the castings produced and with regard to certain economic advantages.

   Compared to other casting processes, e.g. The green sand casting process, the following advantages can be achieved using the molded mask process: Castings with better surface properties, with better dimensional tolerances, with thinner-walled components, a product that is relatively free from burn-in or burn-out (characteristic of the green sand casting process). The last-mentioned advantage results in cleaner castings, which can reduce the number of finishing operations,

   whereby a reduction in the wear and tear of the tools used for finishing the castings is achieved.



  Casting using the molded mask process can be made much more efficient and economical by taking suitable measures. For example, masks can be manufactured in large numbers in advance and then stored until use. In this way, mechanization can be achieved in the molded mask process. Above all, it can save working time. As a result, the costs for the individual mold and thus also for the casting can be reduced significantly.



  While the advantages inherent in the preformed mask process have also resulted in a wide range of applications for the same, there still remains a wide area for further improvements in the process and the products made thereby. The purpose of the present invention is such improvements.



  The form masking method, as stated so far, requires that the model be heated to a temperature sufficient to render the resinous binder in an adherent state. It is also necessary to harden the resinous binder to such an extent that a permanent shape is created. Up until now it has therefore been necessary to use models made of metal that can be heated to temperatures above 316 C. In addition, additional heat had to be added to keep the molds at the desired temperature so that the binder in the mask could solidify on the model surface.

    The aim of the present invention is, inter alia, a method for producing molded masks for metal foundries, according to which it is possible to produce the masks without the models having to be heated to elevated temperatures.



  The flow characteristics desired for masks with good detail are somehow inconsistent with the fineness of the particles, which are necessary in the manufacture of masks with a high degree of surface smoothness. Furthermore, the number of masks that can be produced from a given model is limited by the time it takes to uniformly spray the material over the model and the time it takes for the heat to penetrate to solidify the binding agent.

   Another object of the present invention is therefore to provide a method with which the details of the model in the mask can be better reproduced, regardless of the particle size. In this way, both a precise formation of the details and a smooth surface in the mask can be achieved at the same time. Furthermore, the number of masks produced per unit of time and per pattern can be significantly increased by the method according to the present invention. A mask with high density and strength is achieved, which can withstand the subsequent treatment well. The model is immediately available for further use.



  The conditions in the previous practice of the mold mask process impose further restrictions in the adaptability of the process for use in the manufacture of precision castings, especially when sections of thin walls must be formed in peripheral locations of the casting, or when thin wall sections of substantial length are present . It is believed that one reason for this limitation is that the masks must be used for casting at around room temperature. Otherwise, decomposition of the bonding agent holding the mask together would take place, with the result that the mask would become unsuitable if it were preheated to an elevated temperature for casting.

   When the metal is poured into the cold mask, there is a tendency for skins to form on the areas in contact with the mask walls, with the result that flow into the innermost recesses and thin wall sections is sometimes blocked and then a casting becomes forms, which is not a uniform in its cross-section. Another object of the present invention is therefore a method in which the complete filling of the mold is ensured so that a dense product with a homogeneous composition in cross section is obtained.



  The present invention also relates to a dry molding compound for carrying out the method according to the invention, a porous mask produced by the method according to the invention, and a use of a molded mask produced according to the invention.



  An embodiment of the method according to the invention is explained below with reference to the accompanying drawing, in which Figure 1 is a schematic representation of a procedural rens according to the present invention; Fig. 2 is a schematic sectional side view of the apparatus of parts for pressure forming the mask; Figure 3 is a sectional view through part of a molded mask; Fig. 4 shows a sectional view through part of the properly assembled mask parts, and Fig. 5 shows a perspective view of a fabricated mask having a plurality of wells.



  In the method described below, the mask parts of controlled thickness are dry-pressed from material that has excellent heat shock resistance and dimensional stability at elevated temperature. This makes it possible to heat the masks to higher temperatures for the casting process, with which castings can be obtained which have new and improved features. As a result, the individual process steps can be combined in a better way, so that a larger production of parts is possible.



  In the manufacture of the mask parts, a refractory material is used which is in a finely divided state and which is combined with a prebinding agent which becomes effective immediately after the dry compression. This gives the mask-like shaped product its strength for the purpose of maintaining the shape of the mask during the subsequent treatment. The product also contains a refractory binder which becomes effective when heated to an elevated temperature and which gives the molded mass strength and dimensional stability when the molten metal is poured into the mask. A certain amount of the molding material is given for compression in a press in which a model part is arranged on a punch.

   Then the material is compressed and there is enough flow to accept every detail of the model and to form a mask part that is held together by the pre-binding agent, which is immediately activated under pressure, with or without heating. The material thus formed has sufficient cold strength. The mask part is removed from the press and then subjected to a heat treatment, to be precise at a temperature which is sufficient since it binds the fire-resistant binder and essentially eliminates the volatilizable material in the mask.

   However, the temperature should not be so high that glass formation or sintering of the binder occurs, which would be sufficient to destroy the permeability of the mask, its shape or its dimensions.



  The molded parts produced in this way have good heat shock resistance and good strength. They are then put together in a suitable manner before or after the heat treatment to give a shape suitable for casting at a higher temperature. Due to the heated mold, the flowability of the metal is maintained for a longer time, which causes the mold to fill better and a dense product is formed which corresponds better to the shape and which has a good surface texture, so that essentially a finished product Body arises. If the mask parts are subjected to a heat treatment in an assembled manner, then the heat treatment also causes the parts to be connected to one another.

   If the assembly takes place afterwards, it is necessary to use a binding agent or other suitable means which will act to hold the assembled mask parts together. If the mold is used at an elevated temperature, the mask parts joined together by heat treatment can be used for the casting process directly at this or approximately this heat treatment temperature, otherwise it is necessary to heat the joined parts again for the casting process.

    <I> Example 1 </I> Composition of the molding compound for making masks: 95 parts by weight of calcined clay 3 parts by weight of feldspar 2 parts by weight of whiting chalk 5 parts by weight of paraffin wax 95 parts by weight of trichlorethylene Process: The wax is heated until it melts and then converted into solution by slowly adding trichlorethylene.

   This solution is added to the mixture of dry powders and the slurry formed is placed in a ball mill for the purpose of reducing it to a particle size for a sieve with a clear mesh size of 0.040 mm or less. This milling process usually takes about 24 hours or a little more.



  The solvent, i.e. H. the trichlorethylene is removed from the ground product by evaporation in open pans, if necessary with Hitzean application and preferably with stirring in order to avoid separation of the solvent phase from the solid particles. Otherwise the particles will not be homogeneously coated by the wax binder. The dry product is pulverized, preferably before all the solvent is removed, because if a small amount of the solvent remains (about 3 to 10% by weight), the pulverization labor is reduced.

   The dry product does not have to be comminuted to a particle size for a sieve with a clear mesh size of 0.040 mm. Indeed, it is desirable to compress the product into pellets which, by mechanical means, can be more easily fed to the presses required for molding. The product is then dried in such a way that it does not contain more than 1 to 2% by weight of moisture, based on the solids.



  <I> Mask formation: </I> The mask 10 is produced by compressing a measured amount of the dry powder 12 between the die 14 and the model part 24, which parts are accommodated in a cavity 16 in which a pressure piston 18 is arranged is. This plunger can move between the narrow, retracted, and molding positions in one cycle of operation.

   The press is preferably made of a metal that has a highly polished surface so that the mask formed thereon can be detached more easily and so that the mask has a better surface quality, which is then transferred back to the surface of the casting to be molded.



  A measured amount of the powder is poured into the cavity of the press and pressed under a pressure of 70 to 1400 kg / cm 'so that a volume ratio of approximately 1: 3 results. The piston is moved from the normal position to the shaped position and back again, with a mask part standing ent with a wall thickness in the range from 3.18 to 12.7 mm.



  The wax film that coats each alumina particle is effective under compression as a pre-binder and binds the individual particles together to form a compact mass that has sufficient strength to withstand a collapse or deformation of the molded mask under normal treatment conditions can. The mask part 10 is removed from the cavity so that the compression molding press for the production of further masks is free.



  The mask part 10, alone or in combination with the associated mask part 20, is then subjected to a heat treatment at a temperature of approximately 399 to 1093 C, until a solid, porous state is reached. In this state, the refractory binder for the bond has taken effect, but without glass formation or sintering to such an extent that shrinkage or a substantial loss of the permeability of the mask would occur. Under these conditions, the wax, which the mask part temporarily receives in the desired shape, and any other volatilizable material from the mask is distilled or burned out.

   Such a De stillation or such a burnout is carried out under oxidizing conditions so that a complete removal from the mask part is achieved. These conditions are usually created by the natural drafts of air in the ovens and other firing systems in which the masks are fired. The firing can take place in series or continuously. When firing at a temperature of 1038'C, the treatment lasts 2 to 10 hours, depending on the wall thickness of the mask part and the mass of the material to be treated.



  The pair of masks 10 and 20, which has been put together by or after the heat treatment, is applied alone or together with other mask parts in a suitable form and placed in a group box and provided with suitable pouring funnels, sprues, risers, inserts and barrels so that Metal can be poured into the mask part.

    The casting, cooling, removal of the castings and cleaning thereof are essentially similar to the conventional molded mask process, with the exception that, according to a preferred embodiment of the present invention, the masks are kept at a desired elevated temperature or otherwise elevated temperature to pour the metal into the masks. With the result that the metal is able to substantially completely fill the mask. A solid and dense casting is obtained, which reproduces the surface of the mask walls in all details.

   Such a casting requires little additional surface treatment.



  The main component of the molded mask is a refractory material, which is replaced by the calcined alumina according to the example described or another material such as silicon oxide, zirconium silicates, beryllium ores, thorium oxide, zirconium, kyanite, mullite, sillimanite and other highly reactive oxides and silicates and ores represented by refractory metals. These materials can be used alone or in combination with each other.

   It has been found that a refractory material can be used as the refractory component which has an angle of repose of 10 to 30 'on a glass plate. The refractory component usually represents 80 to 96% by weight of the molded mask material. It should have a melting point which is higher than the temperature of the metal to be cast, so that collapse of the molded mask can be avoided. It is advisable to use a refractory material that has a melting point above the softening point of a Seger cone 32.

   In the event that the refractory material contains bound water or other volatilizable components, it is necessary to calcine or otherwise treat the material so that the volatilizable material is removed before the mask is formed, otherwise the volatilizable material is removed during the firing process is driven, which causes shrinkage and possible collapse of the mask. It is also possible that the volatilizable material is only released when the molten metal is poured into the mask at an even higher temperature.

   This then causes further breakdown or volatilization which results in the formation of a product with unacceptable properties.



  In the preceding example, a fire-resistant material is used, the particles of which can pass through a sieve with a mesh size of 0.04 mm. The particle size is not limited for the process, but it is preferred to use particles of small dimension in order to ensure the production of a shaped mask with exact details and a maximally smooth surface. Particles of larger dimensions can be used, but it is not desirable to use particles which do not pass a sieve with a mesh size of 0.36 mm.



  Natural and synthetic waxes can be used as pre-binders, such as carnauba wax, beeswax, petroleum wax, alcohol waxes, organosilicon polymers and the like;

   Petroleum distillates and coal tar residues; Asphalt, rosin and tars; natural resins and gums such as manila copal, tragacanth, gum arabic, karaya, cougar and indene resins and the like;

   synthetic resins of the thermosetting and thermoplastic types, such as phenol formaldehyde, urea formaldehyde, resorcinol formaldehyde, polyester resin and similar thermosetting resins of polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyvinyl butyrate, polyethyl acrylate, polybutyl methacrylate, polystyrene of low molecular weight butulose,

          Butyl cellulose, polyethylene, polybutylene and similar thermoplastic resins; Carbohydrates, proteins such as casein, zein, alginates, albumins, gelatins, animal glues, starches. An inorganic binder system such as borax, sodium silicate, sodium tetraborate, feldspar, aluminum phosphate and the like can also be used.

   One or more organic binders, ideally paraffin or petroleum waxes, are preferably used, since the pre-binder component accounts for the main costs of the material used for molding the mask. It is undesirable to use so much binder that excessive shrinkage and thus destruction of the shaped mask would take place after the binder is burned off or distilled off from the mask during the subsequent firing. Best results are achieved when the binder is used in an amount of 3 to 7% by weight of the molding preparation.

   In certain systems as little as 2% binder and in others up to 10% binder can be used. However, it is undesirable to use more than 12% by weight of binder, unless the binder is removed during the subsequent firing or it evaporates at the temperature prevailing during the casting process.



  In order to achieve a homogeneous distribution of the pre-binding agent in the shell mold preparation, it is best to add the binding agent in solution in a diluent, whereby the particles of the refractory materials can be completely wetted, whereby each particle receives a thin layer of the pre-binding agent. In order to prevent inhomogeneity in the distribution, it is desirable to keep the particles in homogeneous mixture with the solution, especially during the elimination of the diluent. This is best done by stirring continuously.

   For reasons other than economy, it is preferable to use a solvent system that can be eliminated by evaporation from open pans at around room temperature to achieve essentially complete drying. The expensive solvents can be recovered by numerous known methods. However, from the standpoint of safety and cost, it is preferable to use an aqueous system containing the water-soluble pre-binders in solution.

   Where the pre-binder can be converted into a particle size fine enough for distribution, aqueous emulsions or dispersions can be used, but it is desirable to avoid the use of the pre-binder with large particles, since the molded mask will then offer some Ge has an insufficient binder content, while excess pre-binder is present in other regions and there causes difficulties during firing and during use.



  Materials such as glass frit, feldspar, borax, borates, sodium tetraborate and similar materials, which have a melting point below 1371 ° C. and which do not cause deformation or shrinkage of the molded mask during the heat treatment, can be used as refractory binders. In order to further reduce the risks of shrinkage and warping, it is advantageous to use a minimum concentration of the binder which is sufficient to give the desired heat shock characteristics without dimensional changes.

   Best results are achieved when the refractory binder is used in an amount of 3 to 7% by weight of the molding preparation. However, as little as 2% by weight and as much as 10% by weight of the refractory binder can also be used. More than 10% by weight of the refractory binder can then be used if the refractory materials present in the combination are particularly refractory, which combination can give the desired thermal characteristics.

   For example, 10 wt% and up to 12 wt% feldspar can be used when thorium oxide is included in the refractory component.



  The components can be combined in a conventional manner. If the refractory materials are present in the desired particle size, further comminution is not necessary. Otherwise, crushing can be achieved in numerous ways, such as. B. by using a ball or roller mill, or by means of a grinding stone.



  Further examples of compositions that can be used for the production of molding compounds are given below: Example 2: Composition of the molding compound for mask production: 94 parts by weight of zirconium 5 parts by weight of polyvinyl alcohol (medium viscosity)

    1 part by weight of silicon oxide 5 parts by weight of glass frit 100 parts by weight of water The polyvinyl alcohol is dissolved in water in the molding compound given above and the other materials are then added to this solution and the particles are or roller mill crushed so that they can pass a sieve with a mesh size of 0.040 mm.

      <I> Example 3 </I> 40 parts by weight of silicon oxide 50 parts by weight of calcined alumina 10 parts by weight of feldspar 4 parts by weight of rosin 90 parts by weight of ethyl alcohol The rosin is dissolved in the ethyl alcohol and the other materials are added to this solution and the whole is ground; (Grain size corresponding to a clear mesh size of 0.040 mm).



  <I> Example 4 </I> 90 parts by weight of magnesium oxide ore (grain size corresponding to a clear mesh size of 0.16 mm) 10 parts by weight of feldspar (grain size corresponding to a mesh size of <B> 0.16 </B> mm) 5 parts by weight of glass frit 5 parts by weight of phenol-formaldehyde resin in the water-soluble A state 5 parts by weight of sodium tetraborate (grain size corresponding to a mesh size of 0.16 mm) 90 parts by weight of water.



  The phenol-formaldehyde resin is dissolved in water and the other materials are mixed in with this solution and the whole is then dried to give the desired beads which can be used in the molding process without prior milling.



  Of the refractories listed in the above recipes, many can normally contain bound water. They must therefore be calcined before being incorporated into the molding compound in order to remove the bound water and other volatilizable components. Other materials such as pigments and fillers can also be incorporated into the molding compound, but the proportion of such fillers and pigments should not exceed 5% by weight of the preparation.



  If more than 2% by weight and preferably more than 3% by weight wax or another organic pre-binder are present in the dried molding compound, then this is usually sufficient to achieve sufficient flowability so that the mask is formed by practically any conventional pressing process can be, such as B. by injection molding, extrusion and the like. The mass is brought into the cavity of the press containing the model.

   The term pressing, as it is used here, is also intended to include all other deformation processes that use pressure. In the compression molding process, the die part of the press forms the model and the dried molding compound is pressed onto it by means of a plunger or another body so that the material begins to flow and clings tightly to the surface of the model to form a compact mask part. When Kom pressionsformung it is advantageous to use a resilient member, such.

   B. a rubber diaphragm, which is operated by hydraulic means, or a rubber block 24, which is placed at the end of the plunger, so that the mold surface is deformed who can to match the shape of the model. This improves the surface of the mask and conforms it more closely to the pattern and is of substantially uniform thickness and density. Accordingly, a better mask can be obtained with less mold preparation.



  In the procedure described, it is not necessary to use heated models; since the prebinding agent is effective upon intimate contact with the particles during the compression and thus forms the compact form; however, this is advantageous when using a thermosetting binder that is to be hardened by heat. It can therefore be used models or stamp parts made of other mate rials than metal, without any restriction on the melting point of the material, such as plastic, wood and the like. If metal is used, low-melting alloys or metal can be used which allow the stamping parts or the patterns to be manufactured cheaply and in bulk. This happens e.g.

   B. by injection molding of aluminum, contact deformation or a similar process. In this way, the product itself can also be used as a model again.



  The surfaces of the die can be treated with a release agent, such as an organosilicon liquid or powder, prior to mask molding, to facilitate removal of the molded mask. If such a release agent is used, it is not necessary to lubricate the die surface between each molding operation, since the release agent is effective over several molding operations.

   Heated dies can be used if desired if a binder is used which is more effective at elevated temperatures; however, the method according to the invention is not based on the conversion of a thermosetting binder into a solidified state, as was the case in the previously used molded mask processes, since the binder is eliminated during the subsequent pressing operation.

   Mere compression, sufficient to form a compact mass that can subsequently be removed and fired, is all that is required, thereby enabling large-scale production of masks from a single mold.



  The wall thickness of the molded mask is not determined to be a specific value. It is sufficient if the mask walls have sufficient strength to withstand collapse during baking and during use. A wall thickness of about 3.18 mm appears to be the minimum and it is preferred to make masks with a wall thickness of about 6.35 to 12.7 mm. Greater thicknesses may well be used, but little or no benefit is achieved, unless the mask is shaped to accommodate an exceptionally large volume of cast metal, or that it has no support or support is needed.



  Compared to the masks produced according to the known method, the masks produced in the manner described are relatively impermeable. It is therefore desirable to substantially remove the volatile material during the subsequent firing operation. It is further desirable to prevent excessive glass formation or sintering of the refractory material, since such sintering would not only further reduce the permeability of the mask, but it would also cause the materials to rearrange with the result that uncontrolled shrinkage and deformation would occur.

   The formed mask can be referred to as a semipermeable structure that has sufficient permeability so that the vapors and gases generated can escape from it. In the event that greater permeability is desired, the molding compound can be prepared so that it contains 10% by volume of a combustible material such as wood flour, sawdust or a similar material that is homogeneously distributed therein.



  The molded mask part can be fired in series or in a continuous process in an oil or gas fired furnace. Electrical resistance heating or a radiant burner is also possible to heat the furnace. The minimum temperature should be sufficient to volatilize the pre-binder and sinter the refractory binder or transfer it to a solid, porous state. The temperature, on the other hand, must not be so high that the ceramic binder is converted into a liquid phase, which would result in glazing.



  In general, the temperature is in the range from 399 to 1316 ° C and preferably in the range from 816 to 1093 ° C. When the molded mask portion is heated above the distillation temperature or above the thermal decomposition temperature (about 260 ° C for most organic materials), the organic components of the prebond come out and burn until they are completely removed, generally under oxidizing conditions . As long as the binder makes up less than 10% by weight of the molded mask part, this can be removed without any noticeable dimensional changes in the product.

   If the temperature is increased until the refractory binder reaches the porous state, then the pre-binder and any other volatilizable materials are eliminated and a mask is formed which consists essentially of ceramic materials. This mask part has good heat shock resistance and good dimensional stability at elevated temperatures, so that the mask part can be used in the hot state in the subsequent casting process.



  The masks can be baked on bricks or grouped or in containers with loose additives or sand around them. The firing within the temperature determining the porous state can be continued indefinitely, but it is undesirable to burn the mask part excessively long beyond the time necessary for the development of the desired porous state (approximately 1 to 10 hours , depending on temperature and materials).



  Some glazing can be tolerated as long as it is not sufficient to cause dimensional changes or the impermeability of the mask to gases. As has already been emphasized, the mask formed according to the described method is semi-permeable compared to the masks that have been produced according to the previous process. However, the mask is sufficiently permeable so that it can cope with the small amount of volatile substances that can arise during casting.

   Furthermore, the gases and vapors can escape through the parting lines of the mated mask parts, and it is therefore best to shape the masks so that the parting lines pass through the parts furthest from the entrance.



  The mask parts can be fired separately as described and then joined together by means of suitable binding agents, clips or loose aggregates. In a preferred embodiment of the invention, the mask parts are joined together before firing, so that the firing creates a bond that is sufficient to hold the parts together. When the masks are fired in an assembled manner, the molded mask parts can be held together by suitable adhesives or by a refractory or organic cement. It is also possible to hold the parts together during firing by means of clamps, bolts or the like or by supports or by embedding the parts in loose sand.

   If the parts are fired separately, they can then be joined together with a suitable refractory cement that is brought up in small amounts at the common edges. They can also be held together by support in the containers with loose aggregates.



  When the molded masks are fired in an assembled manner, the heated molded masks for the casting process can be brought from the prebaking furnace directly to the casting plane, where the molten metal is poured into the cavity. If the mask parts are fired separately or if the masks have been allowed to cool to a lower temperature, then they can be heated prior to casting, the molten metal being poured into the cavities when the masks are at an elevated temperature. This procedure is a preferred embodiment. The metal can also be poured into the molds when the masks are at a lower temperature or even room temperature.



  The heat shock resistance of the masks produced in this way means that the assembled masks can be heated to a temperature which is closer to that of the molten metal or lower than the melting temperature or the vitrification temperature of the refractory binder. Alternatively, molded masks can be used at lower temperatures, down to below room temperature, when the metal is poured into the cavity.

   When the molds are heated to an elevated temperature, the metals can generally be cast at a temperature 38 to 93 ° C lower than that required for other casting processes; H. So at around 1649 to <B> 1871'C </B> for most types of steel and special alloys, as used in precision foundries. Since the method of melting and casting the metal for the present process does not differ significantly from the techniques used hitherto in some molding processes, a detailed description of this is not necessary.

   Since the castings are extracted from the containers or molds according to normal practice, a description can also be dispensed with. It should merely be pointed out that the improvements according to the invention make the method easier to carry out and that more precisely shaped castings will be obtained. One of the most important advantages of the invention is the production of masks for use at elevated temperatures, with the result that the metal can penetrate into all depressions, narrowing and re-widening areas. As a result, the metal can also flow through openings with a small cross section and fill the shape well.

    The use of molded masks at elevated temperatures in the metal foundry also eliminates the vapor phases that often form and stick to the fine particles that form the surfaces of the mold. It also prevents the formation of vapors, which have a tendency to adhere to the surfaces of the cast metal and thus cause defects in the castings formed.



  The metal can be poured into a single mold or into an assembled group of molds that share a common gate and runner that can be easily removed from the molded product. The masks can be grouped vertically around a central inlet that provides lateral flow of the molten metal into the molds, or they can be arranged in groups for vertical flow of the metal into the molds. The smoothness of the surfaces of the castings allows the separation of the masks and other support material to be done without difficulty and without the use of special equipment.

   The product formed requires little or no subsequent treatment of the surface or mechanical treatment. The details of the castings are designed so that they can almost be used directly as such.



  One of the main advantages of the invention resides in the fact that, once suitable models for the presses are formed, the masks can be made with these model parts in a very rapid manner. No heatable models are required and the equipment necessary for dry pressing is well known and readily available in the plastics and ceramics industries.



  Furthermore, the elimination of the vaporizable materials from the molded mask has the consequence that the molten metal can be poured into the mask while it is at an elevated temperature. The generation of gases and vapors is essentially completely eliminated compared to the previous molded mask processes, in which the liquid metal is poured into the masks, which still contain their resinous binders and other volatilizable materials that are partially released during the casting process and affect the quality of the cast product.

    According to the known method, it was therefore neces sary to use highly permeable masks through which the gases and vapors could escape. Such highly permeable masks, however, were unable to give the casting the surface properties and the detail formation that can be achieved with masks produced according to the invention. In the known methods, the volatiles were released from the molded masks at different temperatures, which caused defects in the molded products. Not only did this cause a decrease in the yield of acceptable castings, but it also increased the cost of post-processing the acceptable castings.


    

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Herstellung von Formmasken oder -teilen mit guter Hitzeschockresistenz, dadurch gekenn zeichnet, dass man eine trockene Formmasse auf ein Modellteil presst, welcher eine geformte Oberfläche auf weist, die einem Teil des zu giessenden Stückes ent spricht, wobei die genannte Formmasse aus einem feuerfesten Material in Pulverform, einem Vorbinde mittel, dessen Bindeeigenschaften unter Druck zur Wirkung gelangen und das dem trockenen, geformten Produkt Formbeständigkeit verleiht, und einem feuer festen Bindemittel besteht, das trockene geformte Pro dukt vom Modellteil entfernt und den geformten Ma skenteil auf eine Temperatur von 399-1316 C erhitzt, PATENT CLAIMS 1. A method for producing molded masks or molded parts with good heat shock resistance, characterized in that a dry molding compound is pressed onto a model part which has a shaped surface that corresponds to a part of the piece to be cast, said molding compound consists of a refractory material in powder form, a pre-binding agent, the binding properties of which come into effect under pressure and which gives the dry, molded product dimensional stability, and a refractory binder, the dry molded product is removed from the model part and the molded part on a Temperature of 399-1316 C heated, wobei das verflüchtigbare Material aus dem geformten Maskenteil abgetrieben und das feuerfeste Bindemittel wirksam wird. II. Trockene Formmasse zur Durchführung des Verfahrens gemäss Patentanspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass sie 2 bis 12 Gew.-Teile eines unter Druck bindenden Vorbindemittels, 2 bis 12 Gew.-Teile eines feuerfesten Bindemittels und 80 bis 96 Gew.-Teile eines feuerfesten Materials in Pulverform enthält. III. Poröse Formmaske, hergestellt nach dem Ver fahren gemäss Patentanspruch 1. IV. whereby the volatilizable material is driven off the molded mask part and the refractory binder becomes effective. II. Dry molding compound for carrying out the method according to claim 1, characterized in that it contains 2 to 12 parts by weight of a pre-binder which binds under pressure, 2 to 12 parts by weight of a refractory binder and 80 to 96 parts by weight of a contains refractory material in powder form. III. Porous molded mask, produced according to the method according to claim 1. IV. Verwendung der Formmaske nach Patentan spruch 111 zum Giessen von Metall, dadurch gekenn zeichnet, dass das geschmolzene Metall in die erhitzte Formmaske gegossen wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die trockene Formmasse erhalten wird, indem das Vorbindemittel in einer verflüchtig- baren Flüssigkeit aufgelöst, diese Lösung mit den Teil chen des feuerfesten Bindemittels und dem feuerfesten Material vermischt und das Produkt durch Abtreiben des Verdünnungsmittels getrocknet wird. 2. Use of the molded mask according to patent claim 111 for casting metal, characterized in that the molten metal is poured into the heated molded mask. SUBClaims 1. The method according to claim 1, characterized in that the dry molding compound is obtained by dissolving the pre-binder in a volatilizable liquid, this solution mixed with the particles of the refractory binder and the refractory material and the product by expelling the Diluent is dried. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass man das feuerfeste Material vor der Verformung kalziniert, um verflüchtigbare Kompo nenten und gebundenes Wasser abzutreiben. 3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass man das feuerfeste Material in einer Menge von 80 bis 96 Gew. % der Formmasse ver wendet. 4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass man das feuerfeste Material in sol cher Teilchengrösse verwendet, dass es durch ein Sieb mit weniger als 0,75 mm lichter Maschenweite hin durchgeht. 5. Method according to claim 1, characterized in that the refractory material is calcined before the deformation in order to drive off volatilizable components and bound water. 3. The method according to claim 1, characterized in that the refractory material is used in an amount of 80 to 96% by weight of the molding compound. 4. The method according to claim 1, characterized in that the refractory material is used in such a particle size that it passes through a sieve with a mesh size of less than 0.75 mm. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass man das Vorbindemittel in einer Menge von 2 bis 12 Gew. % der trockenen Formmasse verwendet. 6. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass man als Vorbindemittel ein orga nisches Bindemittel verwendet, das während der Hitze behandlung aus der Maske ausgebrannt wird. 7. Verfahren nach Unteranspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, dass man als organisches Bindemittel 2 bis 12 Gew. % Wachs verwendet. B. Process according to claim 1, characterized in that the pre-binder is used in an amount of 2 to 12% by weight of the dry molding composition. 6. The method according to claim 1, characterized in that an organic binder is used as the pre-binder, which is burned out of the mask during the heat treatment. 7. The method according to dependent claim 6, characterized in that the organic binder used is 2 to 12% by weight wax. B. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass die Formmasse während der Trok- kenformung mit einem Druck von 70 bis 700<B>kg/</B> cm2 belastet wird. 9. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass man in der Formmasse 2 bis 12 Gew. % eines feuerfesten Bindemittels verwendet. 10. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass man als feuerfestes Bindemittel Materialien verwendet, die zwischen 427 und 1316 C wirksam werden. 11. Method according to patent claim I, characterized in that the molding compound is loaded with a pressure of 70 to 700 kg / cm2 during dry molding. 9. The method according to claim 1, characterized in that 2 to 12% by weight of a refractory binder is used in the molding compound. 10. The method according to claim 1, characterized in that materials which are effective between 427 and 1316 C are used as the refractory binder. 11. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Formmasse 3-7 Gew. % des Vorbindemittels, 3-7 Gew. % des feuerfesten Binde mittels und im übrigen kalziniertes, feuerfestes Material in Pulverform enthält. 12. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass mehrere geformte Maskenteile vor der Hitzebehandlung zur kompletten Formmaske zu sammengefügt werden, und die Maskenteile während der Hitzebehandlung durch das feuerfeste Bindemittel verbunden werden. 13. Method according to patent claim 1, characterized in that the molding compound contains 3-7% by weight of the pre-binding agent, 3-7% by weight of the refractory binding agent and, in addition, calcined, refractory material in powder form. 12. The method according to claim 1, characterized in that a plurality of molded mask parts are joined together to form a complete molded mask before the heat treatment, and the mask parts are connected by the refractory binder during the heat treatment. 13th Trockene Formmasse nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung vor dem Abtreiben der Flüssigkeit auf eine Teilchengrösse ge mahlen wird, die den Durchgang durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,75 mm ermöglicht. 14. Trockene Formmasse nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorbindemittel Wachs ist. 15. Trockene Formmasse nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sie 1 bis 10 Gew. % eines Füllmittels enthält, welches bei Erhöhung der Tempe ratur der Formmasse über 427 C ausbrennt. 16. Dry molding compound according to claim 1I, characterized in that the mixture is ground to a particle size before the liquid is driven off, which enables passage through a sieve with a mesh size of 0.75 mm. 14. Dry molding compound according to claim II, characterized in that the pre-binder is wax. 15. Dry molding compound according to claim II, characterized in that it contains 1 to 10% by weight of a filler which burns out when the temperature of the molding compound is increased above 427 C. 16. Trockene Formmasse nach Patentanspruch II und Unteranspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial homogen verteiltes Holzmehl ist. 17. Poröse Formmaske nach Patentanspruch 11I, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Wanddicke von 3,18 bis 12,7 mm aufweist. 18. Verwendung nach Patentanspruch IV, dadurch gekennzeichnet, dass die aus mehreren zusammenge fügten Maskenteilen bestehende Formmaske vor dem Giessen auf eine Temperatur von über 427 C erhitzt wird. Dry molding compound according to claim II and dependent claim 15, characterized in that the filling material is wood flour distributed homogeneously. 17. Porous shaped mask according to claim 11I, characterized in that it has a wall thickness of 3.18 to 12.7 mm. 18. Use according to claim IV, characterized in that the molded mask consisting of several mask parts joined together is heated to a temperature of over 427 C prior to casting.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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