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Werkstoffe für Präzisionsgußmodelle Die Werkstoffe für Modelle für
das Gießverfahren mit verlorenem Wachs müssen Eigenschaften der Schmelzbarkeit,
der Wärmebildsamkeit und des Fehlens der Schwindung aufweisen, welche die Herstellung
von Nachbildungen bzw. Modellen gestatten, die die herzustellenden Metallgußstücke
in allen ihren Einzelheiten genau wiedergeben.
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Je nach den Notwendigkeiten der Fabrikation und der besonderen Einrichtung
jeder Präzisionsgießerei müssen sie entweder für den Guß bei Atmosphärendruck durch
die eigene Schwere nach dem Schmelzen oder aber für das Einspritzen unter Druck
in teigigem Zustand geeignet sein. Diese ganz besonderen Eigenschaften der Wärmebildsamkeit
genügen, indessen nicht, um Modelle zu erhalten, die in fabrikmäßigem Maßstab verwendet
werden können.
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Es genügt nicht, daß die betreffenden Stoffe Eigenschaften besitzen,
wie sie für die Herstellung des genauen Modells durch Formen erforderlich sind.
Es ist außerdem notwendig, daß sich diesen Eigenschaften eine gute Stoßfestigkeit
und eine große Härte bei der Temperatur der Werkstätten zugesellen. Die Modelle
dürfen nämlich bei der Handhabung, welcher sie unterworfen werden., und durch den
Druck der feuerfesten Stoffe bei der Herstellung der Gußform selbst weder Anrisse
bekommen noch deformiert werden. Gewisse Gußstücke" bei welchen man eine feine und
glatte Oberfläche erzielen will, oder aber solche, die eine sehr zergliederte Gestalt
besitzen, können nicht erhalten werden, wenn man dabei von Modellen ausgeht, die
aus den üblichen wachsartigen Werkstoffen hergestellt wurden.
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Es sind schon zahlreiche Stoffe zur Herstellung derartiger Werkstoffe
für Präzisionsgußmodelle, darunter auch schon Kunststoffe, vorgeschlagen worden.
Jedoch waren diese bisherigen Vorschläge nur allgemeiner Art, so daß der Fachmann
nicht die geeigneten Mischungen ohne mühsames Ausprobieren aus diesen Vorschlägen
entnehmen konnte.
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Auch hat man schon in der Literatur Werkstoffe erwähnt, die durch
geeignete Zusammensetzungen bei der Herstellung von Formen für künstliche Zähne
ein Anhaften der Werkstoffe an Folien aus Acetylcellulose gewährleisten. Derartige
Mischungen weisen aber nur eine mäßige Härte auf und sind nur für Gießverfahren,
bei welchen ein Anhaften an einer feuerfesten Unterlage der Form erforderlich ist,
geeignet.
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Es sind aber auch noch Präzisionsgießverfahren in der Technik üblich,
bei welchen überhaupt keine feuerfesten Unterlagen in der Form vorhanden sind, und
für derartige Präzisionsgießverfahren sind die Werkstoffe der vorliegenden Erfindung
gedacht.
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Es ist deshalb das Ziel der vorliegenden Erfindung die Schaffung von
Stoffen,, welche sich dazu eignen, durch Formen, und zwar entweder durch Guß bei
Atmosphärendruck, oder aber durch Einspritzen unter starkem Druck, Modelle genauer
Formen zu ergeben, welche alle Einzelheiten der zu reproduzierenden Gußstücke genau
wiedergeben und zudem eine sehr große Härte und Zähigkeit besitzen, so daß selbst
bei den schwierigsten Gußstücken während der Herstellung der Formen an den Modellen
weder eine Deformation noch ein Anriß vorkommt.
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Die erfindungsgemäßen Substanzen sind dadurch gekennzeichnet, daß
sie aus einem Gemisch von Superpolyamiden von hohem Molekula,rgewicht, wie z. B.
dem Polyh.examethylenadipinsäureamid oder dem Polyhexamethylensebazinsäureamid,
und aromatischer Sulfonamide, wie z. B. dem Paratoluolsulfonsäureamid, bestehen.
Unter diesen letzteren Bestandteilen ist das schon- genannte Paratoluolsulfonsäureamid
besonders gut geeignet. Diese Substanz hat eine Schmelztemperatur von genau 137°,
oberhalb derselben ist das Produkt leicht flüssig. Bei wechselnden Anteilen in seinem
Gemisch mit Polya.rniden mit hohem Molekulargewicht der zuerst genannten Art erhält
man ein-. ganze Reihe von Produkten mit verschiedenen wärmebildsamen Eigenschaften,
die man j e nach der durch die Notwendigkeiten der Fabrikation bedingten Art des
Formens verwenden kann.
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Es ist zwar bekannt, daß die Superpolyamide, deren Verwendungsarten
außerordentlich zahlreich und stark verbreitet sind (mit Ausnahme von Spinnen und
Auspressen), durch Gießen oder durch Einspritzen in viskosem Zustand unter. sehr
starken Drücken geformt werden. Die Herstellung von Modellen durch Einspritzen,
bei
welchem außerordentlich kostspielige metallische Formen und ein kompliziertes Material
benötigt werden, rechtfertigt sich nur in dem Fall von sehr umfassenden Serienherstellungen,
und die Präzisionsgießwerkstätten bedienen sich zur Herstellung von Modellen vor
allem eines Formgießv erfahrens bei atmosphärischem Druck. Nun aber konnten Superpolyamide
der erwähnten. Art bisher in dieser Art nicht verarbeitet werden. Es ist deshalb
erstaunlich, dies dennoch zu erreichen, und es widersprach jeder Überlegung, dies
überhaupt zu versuchen. Mit den erfindungsgemäßen Werkstoffen, deren Eigenschaften
an sich finit den bekannten Eigenschaften der bisher üblichen Substanzen wenig vereinbar
erscheinen, ist der weitere Vorteil verknüpft, der für eine Verwendung in der gleichen
Herstellungsstätte sehr wichtig ist, eine Substanz zu besitzen, die sowohl für Spritzguß
unter hohem Druck als auch für normalen Guß bei atmosphärischem Druck oder außerdem
für Guß unter Verwendung von Druck mittels komprimierter Luft geeignet ist. Die
auf diese Weise geformten Modelle ermöglichen die oben geschilderten Fabrikationsvorteile,
die zu Modellen mit außergewöhnlich großer Härte und Unempfindlichkeit gegen Kratzer
führt, ohne daß es nötig gewesen wäre, zu härtenden Zusätzen seine- Zuflucht zu
nehmen.
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Die seitens der Anmelderin angestellten Untersuchungen haben ergeben,
d-aß für industrielle Verwendungszwecke völlig zufriedenstellende Gemische diejenigen
sind, bei denen der Superpolyamidgehalt zwischen 10 und 70%, der Paratoluolsulfonsäureamidgehalt
zwischen 30 und 90% schwankt. Als Beispiel seien nachstehend erfindungsgemäße Gemische
unter Angabe der Brinellhärte und der Kerbzähigkeit, gemessen bei der umgebenden
Temperatur im Vergleich mit bisher verwendeten Wachsmischungen angeführt.
Die Messung der Härte erfolgte nach dem Brinellverfahren durch Eindrücken einer
Kugel von 10 mm Durchmesser unter einer Last von 45 kg. Die für die Kerbzähigkeit
angegebenen Zahlen stellen die Energie dar, welche beim Bruch eines Probestabes
am Grunde einer dreieckigen Einkerbung von 1,5 - 3 mm aufgenommen wird, wobei der
Querschnitt am Grunde der Einkerbung sich auf 16 - 8 mm belief. Die Meissungen erfolgten
mittels einer Pendelschlagvorrichtung voll 1,5 mkg.
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Es sei darauf hingewiesen, daß die Härte der erfindungsgemäßen Werkstoffe
sehr hoch ist und weit überlegen derjenigen der Wachsgemische, wie sie üblicherweise
verwendet werden, und daß dieselbe. in den schwierigsten Fällen ausreicht, um jeden
Anriß unter den üblichen Verhältnissen der Handhabung in einer Präzisionsgießerei
zu vermeiden.
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Dasjenige der beiden in dem Beispiel erwähnten Gemische, welches 360%
Superpolyamid enthält, kann unter geringem Druck verformt werden, und dennoch bleibt
seine Viskosität in der Wärme genügend hoch, um die Luft daran zu hindern, in die
Masse einzudringen bzw. mit derselben eine Emulsion zu bilden, so daß an den Modellen
weder Blasen noch Verletzungen zu entdecken sind.
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Als weiteres Beispiel kann man noch ein Gemisch von 20% Superpolyamid
und 80% p-Toluolsulfonamid anführen, dessen Brinellhärte sehr hoch - 14,3 kg/mm-'
- ist. Die Kerbzähigkeit (5,4 kg/cm) ist weniger hoch als diejenige der in dem Beispiel
angeführten Gemische, aber sie ist für viele Verwendungszwecke immer noch ausreichend.