DD280706A1

DD280706A1 - Model wax for the production of precision casting models

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Publication number: DD280706A1
Authority: DD
Publication date: 1990-07-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Modellwachs zur Herstellung von Feingussmodellen, das eine Minimierung der Herstellungskosten und Verluste ermoeglicht. Die Zielstellung der Erfindung besteht in der Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Modellwachses wie z. B. E-Modul und Biegepfeil, wodurch eine brucharme und problemlose Herstellung und Verarbeitung der Modelle bzw. Modelltrauben erreicht wird. Diese Zielstellung wird realisiert, wenn einem Basismodellwachs bestehend aus Rohmontanwachs, Rohmontanharz und Paraffin 1-11 Ma.-% eines Gemisches von oxydiertem Paraffin und oxydiertem Polyethylen zugesetzt werden, wobei der Gehalt des oxydierten Polyethylens innerhalb des Gemisches 30-90 Ma.-% betragen soll. Mit den erfindungsgemaessen Modellwachsmischungen lassen sich unter allen bei der Feingussmodellherstellung ueblichen Bedingungen Modelle in einer ausgezeichneten Qualitaet herstellen.The invention relates to a model wax for the production of investment casting models, which enables a minimization of manufacturing costs and losses. The object of the invention is to improve the mechanical properties of the model wax such. B. E-modulus and bending arrow, whereby a low-fracture and easy production and processing of models or model grapes is achieved. This objective is realized when 1-11% by weight of a mixture of oxidized paraffin and oxidized polyethylene are added to a base model wax comprising raw montan wax, raw montan resin and paraffin, the content of the oxidized polyethylene within the mixture being 30-90% by weight should. With the model wax mixtures according to the invention, it is possible to produce models of excellent quality under all conditions usual in investment casting.

Description

Characteristic of the named technical solutions

Die Verwendung von Modellwachsgemischen zur Herstellung komplizierter Modelle für das Feingießverfahren ist bekannt. Die Herstellung von Modoiib aus Wachsmischungen arfolgt üblicherweise durch Eingießen oder Einspritzen unter Druck der verflüssigten Wachsmisuhung in eine geteilte Urform. Anschließend werden die gefertigten Modelle an ein Gieß- und Speisersystem zu Modelltrauben montiert, auf we.'che danach die keramische maskenförmige Gießform in Schichten aufgebracht werden kann. Nach Fertigstellung der Xeramikform wird das Modellwachs aus dieser wieder entfernt, was zweckmäßigerweise durch eine Ausschmelzbehandlung mittels Dampf erreicht werden kann.The use of model wax mixtures to make complex models for the investment casting process is known. The production of modoib from wax mixtures is usually done by pouring or injecting under pressure the liquefied wax liquor into a divided master mold. Subsequently, the finished models are mounted on a casting and feeder system to model grapes, on we''che then the ceramic mask-shaped mold can be applied in layers. After completion of the Xeramikform the model wax is removed from this again, which can be conveniently achieved by a Ausschmelzbehandlung by steam.

Das beim Ausschmelzen anfallende Müdellwachsgemisch ist nach Durchführung einer geeigneten Aufbereitung wieder zur Herstellung von Feingußmodellen verwendbar.The Müdellwachsgemisch resulting from melting can be used again after the preparation of a suitable preparation for the production of precision casting models.

Aus DD-WP 20576 ist ein Modellwachs bekannt, welches aus einem Rohmontanwachs-Rohmontanharz-Paraffin-Gemisch besteht. Derartige Gemische zeichnen sich dadurch aus, daß sie auf Grund des niedrigen Veredlungsgrades der Ausgangskomponenten kosten- und preisgünstig hergestellt werden können und dabei die wesentlichen an ein Modellwachs zu stellenden Anforderungen hinsichtlich Festigkeit, Härte, Ausdehnungs- und Schwindungsverhalten, Formabbildungsverhalten und Ausschmelzverhalten erfüllen.From DD-WP 20576 a model wax is known, which consists of a raw montan wax raw urethane-paraffin mixture. Such mixtures are characterized by the fact that they can be produced cost and inexpensively due to the low degree of finish of the starting components and thereby meet the essential requirements of a model wax requirements in terms of strength, hardness, expansion and shrinkage behavior, shape imaging behavior and Ausschmelzverhalten.

Ein wesentlicher Nachteil derartiger Modellwachse zeigt sich darin, daß trotz hjher Festigkeit ein hoher Anteil an Modellbruch auftritt, der mit der Größe und Kompliziertheit der Modelle bzw. Mo lelltrauben zunimmt.A major disadvantage of such model waxes is that despite high strength a high proportion of model breakage occurs, which increases with the size and complexity of the models or Mo lelltrauben.

Aus der DE-OS 2135420 ist bekannt, Feingußmodellstoffe mit einem Gehalt von 10-85% an oxydiertem Polyethylen herzustellen, welche im Gemisch mit Harzen und chemisch modifizierten Wachsen insbesondere das Schwindungsverhalten, die Abbildungsschärfe und die Maßhaltigkeit verbessern.From DE-OS 2135420 it is known to produce investment casting materials with a content of 10-85% of oxidized polyethylene, which improve in particular the shrinkage behavior, the sharpness of image and the dimensional stability in a mixture with resins and chemically modified waxes.

Derartige Modellstoffe besitzen auf Grund ihrer Zusammensetzung nicht mehr die typischen vorteilhaften Eigenschaften der Modellwachse, wobei die hierbei auftretenden hohen Schmelzviskositäten einRr Modellherstellung nur unter Verwendung extrem hoher, in der Plastspritztechnik üblicher Drücke ermöglicht.Due to their composition, such model substances no longer have the typical advantageous properties of the model waxes, and the high melt viscosities which occur in this case make it possible to produce a model only using extremely high pressures customary in plastic injection molding technology.

Die Herstellung von Modellen mittels einfacher, mit niedrigeren Drücken erbeitender Wachsspritzmaschinen oder durch Anwendung des Gießverfahrens ist damit nicht möglich.The production of models by means of simple, with lower pressures working wax spray machines or by applying the casting process is not possible.

Object of the invention

Es ist das Ziel der Erfindung, den Anteil an Modellbruch bei der Herstellung und Verarbeitung der Modelle durch Einsatz eines s., "iziellen Modellwachse.« weiter zu reduzieren, um damit deren Herstellungskosten zu senken und die Verluste zu minimieren.It is the object of the invention to further reduce the rate of model breakage in the manufacture and processing of the models by using a "model model wax" to reduce their manufacturing costs and minimize losses.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Modellwachs zur Herstellung von Feingußmodellen zu entwickeln, dessen Elastizität, Bruch- und Biegefestigkeit Werte erreichen, die eine problemlose und brucharme Herstellung und Verarbeitung der Modelle bzw. Modelltraubon ermöglichen.The invention has for its object to develop a model wax for the production of precision casting models whose elasticity, breaking and bending strength reach values that allow easy and low-break production and processing of the models or model scrap.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem einem Modeliwachs, bestehend aus Rohmontanwachs, Rohmontanharz und Paraffin 1 bis 11 Ma-% eines Gemisches von oxydiertem Paraffin und oxydiertem Polyethylen zugesetzt werden, wodurch seine Verformungseigenschaften erheblich verbessert werden und die Druckfestigkeit beibehalten bzw. nur unwesentlich gesteigert wird.According to the invention, this object is achieved by adding 1 to 11% by mass of a mixture of oxidized paraffin and oxidized polyethylene to a model wax consisting of raw montan wax, raw montan resin and paraffin, whereby its deformation properties are considerably improved and the compressive strength is maintained or increased only insignificantly becomes.

Die nach einem üblichen Oxydationsverfahren durchzuführende Oxydationsbehandlung der Zusatzstoffe kann sowohl am Gemisch als auch an den Ausgangsstoffen (Paraffin und Polyethylenwachs) durchgeführt werden. Die vorzugsweise Zugabemenge für das oxydierte Paraffin-Polyethylen-Gemisch sollte so groß sein, daß in der Modellwachsmischung ein Gehalt des oxydierten Stoffgemisches von 1 bis 11 Ma.-% erreicht wird. Innerhalb des oxydierten Gemisches sollte der Gehalt an oxydiertem Polyethylenwachc im Bereich von 30 bis 90 Ma-% liegen.The oxidation treatment of the additives to be carried out by a conventional oxidation process can be carried out both on the mixture and on the starting materials (paraffin and polyethylene wax). The preferably added amount for the oxygenated paraffin-polyethylene mixture should be so large that in the model wax mixture, a content of the oxidized mixture of 1 to 11 wt .-% is achieved. Within the oxygenated mixture, the content of oxidized polyethylene wax should be in the range of 30 to 90% by mass.

Die erfindungsgemäßen Wirkungen werden insbesondere dann erreicht, wenn als Basiswachs Rohmontanwachs-Rohmontanharz-Paraffin-Gemische verwendet warden.The effects according to the invention are achieved, in particular, when the base wax used is raw montan wax, crude montan resin-paraffin mixtures.

Es wurde gefunden, daß durch die erfindungsgemäßen Zusätze zu Modellwachsmischungen der o. g. Zusammensetzung eine Steigerung der maximalen bis zum Bruch auftretenden Verformungen um 30 bis 150% und des Kehrwertes des Elastizitätsmoduls um 30 bis 100% erreicht werden können.It has been found that by the additives according to the invention to model wax mixtures of o. G. Composition can be increased by 30 to 150% and the reciprocal of the modulus of elasticity by 30 to 100% can be achieved an increase in the maximum to breakage occurring deformations.

Gleichzeitig tritt durch die erfindungsgemäßen Zusätze eine Erhöhung der Festigkeitswerte um 5 bis 40% auf, die im Vergleich aber geringer ausfällt als bei anderen herkömmlichen Modellwachszusätzen.At the same time, an increase in the strength values by 5 to 40% occurs due to the additives according to the invention, which, however, is lower in comparison with other conventional model wax additives.

Diese Veränderungen in den mechanischen Eigenschaften sind Voraussetzung dafür, daß der vom jeweiligen Modellsortiment abhängige Modellbruch deutlich verringert werden kann, wobei die größten Verbesserungen bei den größeren Modellen mit kritischer Abbruchneigung vom Gießsystem erzielbar sind.These changes in mechanical properties are a prerequisite for significantly reducing model fractions depending on the particular model range, with the greatest improvements being achieved by the casting system in the larger models with critical demolition tendencies.

Es hat sich gezeigt, daß durch die erfindungsgemäßen Zusätze geringe nachteilige Beeinflussungen der anderen Modellstoffeiger.schaften auftreten. So kann das niedrige Penetrationsniveau in etwa beibehalten werden. Ein nur so geringfügiges Ansteigen der Schmelzviskosität führt zu keinen wesentlichen Veränderungen im Verspritz- und Formabbildungsverhalten. Das Schwindverhalten wird durch die erfindungsgemäßen Zusätze verbessert.It has been shown that slight detrimental effects on the other model substance antigens occur due to the additives according to the invention. Thus, the low penetration level can be maintained approximately. An only so slight increase in the melt viscosity leads to no significant changes in the spray and shape imaging behavior. The shrinkage behavior is improved by the additives according to the invention.

Mit den erfindungsgemäßen Modellwachsmischungen lassen sich unter allen bei der Wachsmodellherstellung üblichen Bedingungen Modelle in einer ausgzeichneten Qualität herstellen.With the model wax mixtures according to the invention, it is possible to produce models of excellent quality under all conditions customary in the production of wax patterns.

Ausführungsbelspiele

Die Erfindung soll nachstehend an folgenden Ausführungsbeispielen erläutert werden:The invention will be explained below with reference to the following embodiments:

Example 1:

Eine Modellwachsmischung folgender Zusammensetzung wird gewählt:A model wax mixture of the following composition is chosen:

36,0 Ma-% Rohmontanwachs36.0% by mass of raw montan wax

25,0 Ma-% Rohmontanharz25.0% by mass raw resin

34,5 Ma-% Hartparaffin 4,5Ma-% anoxydiertes Hartparaffin-Polyethylenwachs-Gemisch.34.5% by mass hard paraffin 4.5% by mass anodized hard paraffin-polyethylene wax mixture.

Als Rohmontanwachs wird ein durch Lösungsmittelextraktion aus geeigneten Braunkohlen gewonnenes dunkles Hartwachs mit einem Erstarrungspunkt von 78C, einer Verseifur.gszahl von 95, einer Säurezahl von 31 und einem Glührückstand von 0,2 % eingesetzt. Als Rohmontanharz wird ein durch selektive extraktive Behandlung aus Rohmontanwachs hergestelltes Produkt mit einem Tropfpunkt von 71C, einer Verseifungszahl von 75 und einer Säurezahl von 30 verwendet. Als Hartparaffin wird ein helles raffiniertes aliphatischen Kohlenwasserstoffgemisch mit einem Erstarrungspunkt von 56C verwendet.The crude montan wax used is a dark hard wax obtained by solvent extraction from suitable brown coal with a solidification point of 78 ° C., a Verseifur. G. Number of 95, an acid number of 31 and an ignition residue of 0.2%. As the raw clay resin, a product prepared by selective extractive treatment of raw montan wax having a dropping point of 71C, a saponification number of 75 and an acid value of 30 is used. As the hard paraffin, a bright refined aliphatic hydrocarbon mixture having a solidification point of 56C is used.

Das anoxydierte Gemisch wurde durch Oxydation eines Gemisches von 65 Ma-% Niederdruck-Polyethylenwachs und 35Ma-% Hartparaffin mit Luftsauerstoff hergestellt. Es besitzt folgende charakteristische Eigenschaften:The anodized mixture was prepared by oxidation of a mixture of 65Ma% low pressure polyethylene wax and 35Ma% hard paraffin with atmospheric oxygen. It has the following characteristics:

- Erstarrungspunkt 78C- solidification point 78C

- Säurezahl 19mgKOH/g- acid number 19mgKOH / g

- Dichte bei 100C 0,810g/cmDensity at 100C 0.810g / cm

Aus dem Modellwachsgemisch werden Prüfkörper mit einem Querschnitt von 7 x 14mm hergestellt und nach einer definierten Lagerung bei 20C einor Biegefestigkeitsprüfung unterzogen. Die verwendete Prüfeinrichtung arbeitet nach dem Prinzip der Dreipunktbiegung, die Stützweite beträgt 40mm. Aus den Kraft-Durchbiegungskurven können die Werte für den Biegepfeil aus der maximalen Durchbiegung, der Elastizitätsmodul als Anstieg der Anfangsgeraden und die Biegefestigkeit über die maximale Bruchkraft ermittelt werden.Test specimens with a cross section of 7 × 14 mm are produced from the model wax mixture and, after a defined storage at 20 ° C., subjected to flexural strength testing. The test equipment used works on the principle of three-point bending, the span is 40mm. From the force-deflection curves, the values for the bending arrow can be determined from the maximum deflection, the modulus of elasticity as the rise of the starting line, and the bending strength over the maximum breaking force.

Die erhaltenen Kennwerte sind der nachfolgenden Tabelle zu entnehmen. Zum Vergleich sind die Kennwerte eines Modellwachses auf Basis Rohmontanwachs, Rohmontanharz und I ^artparaffin mit o.g. Eigenschaften ohne die erfindungsgemäßen Zusätze aufgeführt.The obtained characteristic values are to be taken from the following table. For comparison, the characteristics of a model wax based on raw montan wax, raw urethane resin and synthetic paraffin with o. Properties listed without the additives of the invention.

Example 2

Es wird ein Modellwachsgemisch folgender Zusammensetzung gewähltA model wax mixture of the following composition is selected

36,0Ma-% Rohmontanwachs 25,0 Ma-% Rohmontanharz 35,4 Ma-% Hartparaffin 1,8Ma-% (incxydiertes Paraffin 1,8Ma-% Polyethylenwachs. 36.0% by mass Rohmontanwachs 25.0% by mass Rohmontanharz 35.4% by mass Hartparaffin 1.8% by weight (inoxidized paraffin 1.8% by weight of polyethylene wax.

Das anoxydierte Paraffin besitzt folgende charakteristische Eigenschaften:The anoxydated paraffin has the following characteristics:

- Erstarrungspunkt- freezing point 50C50C - Säurezahl- acid number 50mgKOH/g50mgKOH / g - Dichte bei 70 C- Density at 70 C 0,830 g/cm.0.830 g / cm.

Das Polyothylenwachs stellt ein durch modifizierende Nachverarbeitung von niedermolekularen Ethylanpolymerisaten erhaltenes Wachs mit folgenden Eigenschaften dar:The polythylene wax is a wax obtained by modifying post-processing of low molecular weight ethylenic polymers with the following properties:

- Erstarrungspunkt 93C- solidification point 93C

- Säurezahl 26mgKOH/g- Acid number 26mgKOH / g

- Dichte 0,960 g/cm- Density 0.960 g / cm

table

Mechanische Eigenschaften des Modellwachses (bei 20C)Mechanical properties of the model wax (at 20C)

Biegepfeil Ε-Modul BiegefestigkeitBending arrow Ε-Modulus flexural strength

in MPa in MPain MPa in MPa

Modellwachs nachModel wax after 1,731.73 Beispiel 1example 1 Modellwachs nachModel wax after 1,781.78 Beispiel 2Example 2 ModellwachsohneModel wax Without 1,281.28 Zusätzeadditions

510 8,48510 8,48

462 7,68462 7.68

521 6,36521 6.36

Claims

1, model wax consisting of raw montan wax, raw montan resin and hard paraffin containing a mixture of oxidised paraffin and oxidized polyethylene wax, characterized by a content of 1-11% by mass of the mixture.

2. Model wax according to claim 1, characterized geKsnnichnet that the content of oxidized polyethylene wax within the mixture is in the range 30 to 90% by mass.

Field of application of the invention

The invention is applicable to foundry technology. It relates to the production of fusible models for Fe'igigtechnik and in particular relates to a mixture used for this purpose based on waxes.