DE102013007735B4 - Verfahren zum Herstellen eines gussgeeigneten Salzkerns - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum Herstellen eines kunststoffgussgeeigneten Salzkerns, bei dem eine Salzmischung unter hohem Druck verdichtet und zu einem Salzkern verfestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt eine bindemittelfreie Salz-Pulvermischung so befeuchtet wird, dass diese einen vorgegeben Feuchtegehalt von 15 bis 35 Gew.-% entsprechend einem Feuchtigkeitsmassenanteil von 15 bis 35% aufweist, und dass anschließend wenigstens ein Teil dieser feuchten Salz-Pulvermischung (10a) in eine Form eingebracht und dort für eine vorgegebene Zeitdauer mit einem vorgegebenen hohem Druck von 10 MPa bis 500 MPa und ohne Temperaturbehandlung oder unter Temperaturbeaufschlagung bis maximal 150°C dergestalt verpresst und/oder verdichtet wird, dass am Ende des Pressvorgangs ein eine definierte Restfeuchte von 0,5 bis 5 Gew.-% entsprechend einem Feuchtigkeitsmassenanteil von 0,5 bis 5% aufweisender Salzkern (10) zur Verwendung in einem Kunststoffgussverfahren erhalten wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines kunststoffgussgeeigneten Salzkerns nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines metallgussgeeigneten Salzkerns nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2.
  • Zum Gießen von Bauteilen mit Hohlräumen im Druckgussverfahren ist es üblich, Salzkerne zu verwenden, die nach dem Gießprozess herausgespült werden. Die Salzkerne sollen dabei einerseits genügend druckfest und andererseits möglichst rückstandsfrei entfernbar sein.
  • Zum Beispiel durch die DE 10 2009 015 984 A1 ist es bekannt, zur Herstellung eines Salzkerns eine Salzschmelze zu verwenden, die in ein Druckgusswerkzeug bzw. eine darin ausgebildete Form unter hohem Druck eingebracht wird und nach deren Erstarren im Werkzeug als Salzkern verwendbar ist.
  • Ferner können Salzkerne dadurch hergestellt werden (zum Beispiel DE 10 2004 006 600 A1 ), dass eine homogene Mischung eines körnigen Salzes mit einem Binder bzw. Bindemittel versetzt wird, sodann in einem Formwerkzeug gepresst und schließlich zur Erzielung einer Aktivierung bzw. Polymerisation des Binders einer Sintertemperatur ausgesetzt wird.
  • Weiter ist aus der DE 692 00 219 T2 ein Verfahren zur Herstellung eines Salzkerns bekannt, bei dem ein aus groben Teilen bestehendes Salzpulver mit einem aus feinen Teilen bestehenden Salzpulver im Verhältnis von 50/50 bis 70/30 grob/fein vermischt wird, wobei das grobe Pulver eine maximale Teilchengröße von 250 Mikrometer und das feine Pulver eine maximale Teilchengröße von 25 Mikrometer aufweist. Dem Pulver wird ein Schmiermittel in Form von Ölsäure im Bereich von 0,1 Gewichts-% bis 1,0 Gewichts-% beigemengt, um zu vermeiden, dass sich die Formteile festsetzen oder festfressen. Zudem sind der Salzmischung oberflächenaktive Mittel beigegeben, um die Fließfähigkeit bzw. Formfüllfähigkeit der Pulvermischung zu verbessern, weil diese durch das zugeführte Schmiermittel beeinträchtigt werden. Anschließend wird die Mischung gepresst und bei Temperaturen im Bereich von 650°C bis 775°C gesintert.
  • Aus der DE 10 2010 038 455 A1 ist weiter ein Verfahren zur Herstellung von wasserlöslichen Salzkernen zur Ausbildung von Hohlformen im Gießverfahren bekannt, bei dem den Salzkernen ein Metallpulver zugesetzt wird, welches in mindestens einem Temperaturbereich ferromagnetisch ist, wobei diese Salzkerne mittels magnetischer Induktion erhitzt werden und ihnen dadurch Feuchtigkeit entzogen wird. Hierbei handelt es sich somit um eine Alternativlösung zum Sinterprozess, bei dem nach wie vor ein wesentlicher Energieeintrag im Prozess erforderlich ist.
  • Die DE 10 2005 018 614 A1 betrifft ebenfalls einen wasserlöslichen Salzkern, der in herkömmlicher Weise durch Verdichten von wasserlöslichen Salzen wie NaCl oder KCl unter Druck und anschließender Wärmebehandlung hergestellt wird, wobei der Salzkern einen Anteil von Molybdändisulfid als Trennmittel sowie ein anorganisches Phosphat als Bindemittel zusammen mit weiteren Zusatzstoffen aufweist.
  • Die DE 103 25 916 A1 betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gekühlten Ringträgers aus einer Graugusslegierung mit einem Nickelanteil für einen im Gießverfahren herzustellenden Aluminium-Kolben eines Verbrennungsmotors mit einem auf dem Ringträgerrücken als nach unten offene Eindrehung ausgebildeten Kühlkanal. Bei diesem Verfahren wird in die Eindrehung Salzgranulat eingepresst, so dass sie direkt in der Eindrehung einen Salzkern ausbildet. Dieser Verbund als Ringträger und Salzkern wird anschließend auf eine Temperatur von 200 bis 250°C vorgewärmt und anschließend in ein aus Aluminiumschmelze bestehendes Alfinbad getaucht.
  • Weiter beschreibt die US 3 356 129 A die Verwendung eines wasserlöslichen, gepressten und gesinterten Salzkerns im Rahmen der Herstellung von Metallgussbauteilen, wobei das Salz zuerst gepresst und dann bei Temperaturen zwischen 500 und 750°C für 30 Minuten bis zwei Stunden gesintert wird.
  • Die DE 1 132 421 A betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Blöcken aus kompaktem kubischen kristallinen Kochsalz für Speisezwecke durch Formen von feuchtem Kochsalz und anschließendes Trocknen, wobei dem feuchten Salz bis zu 5 Gew.-% Gelatine oder Akaziengummi als Bindemittel zugesetzt sind.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen eines Salzkerns, insbesondere eines metallguss- und/oder kunststoffgussgeeigneten Salzkerns, vorzuschlagen, das bei hoher Salzkernqualität einfach und preiswert durchzuführen ist.
  • Die Lösung der verfahrensgemäßen Aufgabe gelingt bezüglich des kunststoffgussgeeigneten Salzkerns mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und bezüglich des metallgussgeeigneten Salzkerns mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens beschreiben die weiteren Ansprüche.
  • Gemäß Anspruch 1 wird vorgeschlagen, dass in einem ersten Verfahrensschritt eine bindemittelfreie und/oder reine Salz-Pulvermischung so befeuchtet wird, dass diese einen vorgegeben Feuchtegehalt von 15 bis 35 Gew.-% aufweist, und dass anschließend wenigstens ein Teil dieser feuchten Salz-Pulvermischung in eine Form eingebracht und dort für eine vorgegebene Zeitdauer mit einem vorgegebenen hohem Druck von 10 MPa bis 500 MPa und ohne Temperaturbehandlung oder unter Temperaturbeaufschlagung bis maximal 150°C dergestalt verpresst bzw. verdichtet wird, dass am Ende des Press- bzw. Verdichtungsvorgangs ein eine definierte Restfeuchte von 0,5 bis 5 Gew.-% aufweisender Salzkern zur Verwendung in einem Kunststoffgussverfahren erhalten wird.
  • Gemäß Anspruch 2 wird vorgeschlagen, dass in einem ersten Verfahrensschritt eine bindemittelfreie und/oder reine Salz-Pulvermischung so befeuchtet wird, dass diese einen vorgegeben Feuchtegehalt von 15 bis 35 Gew.-% aufweist, und dass anschließend wenigstens ein Teil dieser feuchten Salz-Pulvermischung in eine Form eingebracht und dort für eine vorgegebene Zeitdauer mit einem vorgegebenen hohem Druck von 10 MPa bis 500 MPa und ohne Temperaturbehandlung oder unter Temperaturbeaufschlagung bis maximal 150°C dergestalt verpresst bzw. verdichtet wird, dass am Ende des Press- bzw. Verdichtungsvorgangs ein eine definierte Restfeuchte von 0,5 bis 5 Gew.-% aufweisender Salzkern zur Verwendung in einem Metallgussverfahren erhalten wird, der anschließend außerhalb der Form restgetrocknet wird.
  • Es hat sich gezeigt, dass mit der erfindungsgemäßen Verfahrensführung, bei der eine definiert angefeuchtete Salz-Pulvermischung Verwendung findet, auch ohne zusätzliche Bindemittel eine ausreichende Festigkeit des Salzkerns erzielbar ist und dieser problemlos nach dem Umgießen aus dem Gussbauteil herausgespült werden kann. Unter einer reinen Salzpulvermischung wird insbesondere eine solche Salzpulvermischung verstanden, die nicht nur kein Bindemittel aufweist, sondern keinerlei weitere Zusatzstoffe aufweist oder zumindest keine an sich bei der Salzkernherstellung üblichen Zusatzstoffe aufweist. Das heißt, dass insbesondere vorgesehen sein kann, dass die Salzpulvermischung nicht nur kein Bindemittel, sondern auch kein Schmiermittel und/oder kein Metallpulver und/oder keine oberflächenaktive Substanz aufweist.
  • Ferner hat sich als weiterer wesentlicher Vorteil herausgestellt, dass durch die Verwendung einer angefeuchteten bzw. feuchten Salz-Pulvermischung die Reibungskräfte beim Pressen insgesamt vorteilhaft reduziert sind, was nicht nur den Werkzeugverschleiß verringert, sondern auch weitere Zugaben zur Salzmischung, die die innere Reibung des Pulvers minimieren sollen, entbehrlich macht. Dies ist zudem auch im Hinblick auf das Recycling und die Entsorgung der nach dem Gießprozess auszuspülenden Salzkerne vorteilhaft. Des Weiteren ergeben sich hierdurch mehr Möglichkeiten der Formgebung.
  • Unter einem Bindemittel wird hier entsprechend der Terminologie auf dem vorliegenden Fachgebiet ein Mittel verstanden, das – anders als ein Klebstoff – die Salzkörner als Formstoff vollständig umhüllt, wobei nach Aktivierung bzw. Temperaturbeaufschlagung des Bindemittels ein festes Gefüge vorliegt und die Festigkeit sowie die mechanischen Eigenschaften des Kerns dann maßgeblich von dem Bindemittel beeinflusst und bestimmt sind.
  • Mit der vorliegenden erfindungsgemäßen Verfahrensführung besteht somit die Möglichkeit, gussgeeignete Salzkerne mit hoher Qualität auf einfache und preiswerte sowie energieeffiziente Weise mit einer im Wesentlichen reinen Salz-Pulvermischung, der lediglich Flüssigkeit (zum Beispiel Wasser) zuzugeben ist, durch einen einfachen Pressvorgang herzustellen, wobei dieser Pressvorgang vorteilhaft bei niedrigen Temperaturen, insbesondere bei Raumtemperatur, durchgeführt werden kann: Denn, wie die erfinderseitigen Versuche gezeigt haben, lässt sich die feuchte Salz-Pulvermischung in der Pressform sehr gut ohne Temperaturbehandlung, insbesondere bei Raumtemperatur, verpressen, um qualitativ hochwertige gussgeeignete Salzkerne herzustellen. Dies reduziert den Energieaufwand bei der Salzkernherstellung, insbesondere gegenüber den Sinterverfahren, wesentlich. Die in den Salzkernen verbleibende Restfeuchte ist zudem insbesondere bei der Verwendung der Salzkerne in anschließenden Kunststoffgussverfahren von Vorteil, weil sich dies, wie erfinderseitige Untersuchungen gezeigt haben, positiv auf das Gießergebnis auswirkt. Alternativ dazu kann aber auch vorgesehen sein, dass die Salz-Pulvermischung in der Form unter Temperaturbeaufschlagung bis maximal 150°C, bevorzugt bis maximal 120°C, verpresst wird. Auch eine derartige, an sich nicht erforderliche Temperaturbehandlung stellt gegenüber den energieaufwendigen Sinterprozessen eine deutliche Energieeinsparung dar.
  • Nach dem Verpressen kann die Restfeuchtigkeit des Salzkerns grundsätzlich bei Raumtemperatur oder bei höheren Temperaturen als Raumtemperatur getrocknet, insbesondere luftgetrocknet, werden. Dabei darf die Trocknung nicht zu schnell erfolgen, um thermische Spannungen, Rissbildung sowie Blasenbildung im Salzkern auszuschließen. Besonders bevorzugt ist eine vorzugsweise mehrstufige Trocknung, bei der eine Temperatur von wenigstens 100°C erreicht wird, um die Restfeuchtigkeit aus dem Salzkern auszutreiben. Besonders bevorzugt wird mehrstufig auf bis in etwa 125°C getrocknet. Eine derartige Resttrocknung ist bei Kunststoffgussverfahren lediglich optional und muss nicht zwingend vorgesehen sein.
  • Wie umfangreiche erfinderseitige Versuche gezeigt haben, ergeben sich besonders gute Ergebnisse für den Fall, dass die feuchte Salz-Pulvermischung nach der Befeuchtung und vor dem Verdichten bzw. Verpressen einen Feuchtegehalt von 15 bis 35 Gew.-% entsprechend einem Feuchtigkeitsmassenanteil von 15 bis 35%, aufweist.
  • Die Salz-Pulvermischung kann bevorzugt mittels Wasser und/oder einer Salz-Lösung, zum Beispiel einer NaCl-Lösung befeuchtet werden; die damit erzielbare feuchte Salz-Pulvermischung lässt sich ohne Verwendung von Gleitmitteln vorteilhaft in die Formen einbringen und dort homogen verpressen. Insbesondere kann die Anfeuchtung mit einer ca. 92% gesättigten NaCl-Lösung durchgeführt werden.
  • Die Anfeuchtung der Salz-Pulvermischung kann zudem besonders vorteilhaft mittels eines Zerstäubungsprozesses in feinen Tröpfchen durchgeführt werden; damit ist sichergestellt, dass eine sehr gleichmäßige Verteilung an Feuchtigkeit in der Mischung vorliegen kann, die für eine durchgehende Festigkeit des Salzkerns sorgt. Alternativ kann einem angesetzten Wasser auch solange Salz zugegeben werden, bis der vorgegebene Feuchtegehalt bzw. Feuchtigkeitsmassenanteil der Salz-Pulververmischung erreicht ist.
  • Weiter wurde herausgefunden, dass sich sehr gute Ergebnisse dann erzielen lassen, wenn die Salz-Pulvermischung nach dem Verpressen bzw. Verdichten erfindungsgemäß einen Rest-Feuchtegehalt von 0,5 bis 5 Gew.-% entsprechend einem Feuchtigkeitsmassenanteil von 0,5 bis 5% aufweist, bevorzugt einen Rest-Feuchtegehalt von in etwa 2 Gew.-% entsprechend einem Feuchtigkeitsmassenanteil von 2% aufweist.
  • Die mittlere Korngröße einer Salz-Pulvermischung sollte vorzugsweise in einem Bereich von 1 Mikrometer bis 5 mm, insbesondere auf ca. 15 bis 30 Mikrometer, eingestellt werden. Bei dieser Salz-Pulvermischung kann es sich um eine monomodale, bimodale oder multimodale Salz-Pulvermischung handeln. Konkret sollte jedoch zum Beispiel die mittlere Korngröße einer monomodalen Salz-Pulvermischung in einem Bereich von 5 Mikrometer bis 5 mm, insbesondere auf ca. 15 bis 30 Mikrometer, eingestellt werden.
  • Bei einer bimodalen Salz-Pulvermischung kann deren volumenmäßiges Korngrößenverhältnis von 1:2 bis 1:30, insbesondere 1:10, feines Pulver:grobes Pulver zusammengesetzt werden; zudem kann das Mischungsverhältnis der bimodalen Salz-Pulvermischung von 10:1 bis 1:200, insbesondere auf 1:20, feines Pulver: grobes Pulver eingestellt werden.
  • Davon abweichend kann gegebenenfalls auch eine multimodale Salz-Pulvermischung verwendet werden.
  • Zur Erzielung einer hohen Festigkeit des Salzkerns kann die feuchte Salz-Pulvermischung unter einem Druck von 10 MPa bis 500 MPa, insbesondere von 200 MPa bis 400 MPa, verpresst werden. Damit lässt sich vorteilhaft ein hoher Anteil der in der Salz-Pulvermischung enthaltenen Feuchtigkeit verdrängen.
  • Zu einer vorteilhaften Durchführung des Verfahrens kann nach dem Herstellen der feuchten Salz-Pulvermischung diese in eine Form eines Presswerkzeugs eingebracht und unter hohem Druck zu dem eine definierte Restfeuchte aufweisenden Salzkern verdichtet werden, wobei die Form so ausgebildet ist, dass die aus der feuchten Salz-Pulvermischung austretende Feuchtigkeit über formseitige Kanäle und/oder Presswerkzeugtoleranzen gezielt abführbar ist.
  • Dabei kann das Presswerkzeug eine fliegend gelagerte Matrize, einen verfahrbaren, druckbeaufschlagbaren Oberstempel und einen Unterstempel aufweisen, die zusammen die Form des Salzkerns definieren bzw. einschließen.
  • Des Weiteren können der Oberstempel und die Matrize relativ zum Unterstempel derart verfahrbar angeordnet sein, dass der verpresste Salzkern durch Hochfahren des Oberstempels und nach unten Verfahren der Matrix problemlos entfernbar ist.
  • Eine alternative, vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht darin, ein Spritzgießwerkzeug und eine diesem nachgeschaltete Form vorzusehen, die so ausgebildet sind, dass nach dem Herstellen der feuchten Salz-Pulvermischung diese mittels des Spritzgießwerkzeugs in eine Form eingespritzt und unter hohem Druck verdichtet wird, wobei die aus der feuchten Salz-Pulvermischung austretende Feuchtigkeit über formseitige Kanäle und/oder formseitige Toleranzen gezielt abführbar ist.
  • Dazu kann die feuchte Salz-Pulvermischung über einen Feeder einer in einem vorzugsweise zylindrischen Gehäuse drehbar und axial beaufschlagbar geführten, angetriebenen Dosierschnecke des Spritzgießwerkzeugs zuführbar sein, die die Salz-Pulvermischung einer angrenzenden, vorzugsweise teilbaren Werkzeugform dosiert zuführt und anschließend den Pressdruck aufbringt.
  • Schließlich können die Salzkerne nach dem Pressvorgang und deren Entformen über ein definiertes Zeitintervall einen Warmluft-Trocknungsofen durchlaufen, dessen Lufttemperatur bevorzugt über 35°C beträgt. Besonders bevorzugt wird dort bevorzugt mehrstufig auf über 100°C getrocknet, insbesondere auf bis zu 125°C getrocknet.
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im Folgenden anhand der beigefügten, skizzenhaften Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine Fertigungsabfolge A bis D zur Herstellung eines aus einer feuchten Salz-Pulvermischung hergestellten Salzkerns in einem Presswerkzeug mit einem Oberstempel, einer Matrize und einem Unterstempel; und
  • 2 eine alternative Fertigungsabfolge A bis E zur Herstellung eines aus einer feuchten Salz-Pulvermischung hergestellten Salzkerns in einem Spritzgießwerkzeug mit einem Feeder, einer Dosierschnecke und einer teilbaren Werkzeugform.
  • Zur Bildung eines gussgeeigneten, eine entsprechende Festigkeit aufweisenden Salzkerns 10 (vereinfacht in 1D und 2E dargestellt) wird zunächst eine feuchte Salz-Pulvermischung (zum Beispiel monomodal) aus Natriumchlorid hergestellt, deren volumenbezogene Korngröße bei normalverteilt angenommener Korngrößenverteilung von 1 Mikrometer bis zu 5 mm reichen kann, bevorzugt jedoch ca. 15 bis 30 Mikrometer beträgt.
  • Alternativ kann die Salz-Pulvermischung bimodal aufgebaut sein, deren Korngrößenverhältnis von 1:2 bis 1:30, insbesondere 1:10, feines Pulver:grobes Pulver und deren Mischungsverhältnis 10:1 bis 1:200, insbesondere 1:20, feines Pulver: grobes Pulver betragen kann.
  • Weiter alternativ kann die Salz-Pulvermischung multimodal im Bereich der angegebenen Korngrößen und Mischungsverhältnisse ausgeführt werden.
  • Die Anfeuchtung der Salz-Pulvermischung kann wahlweise mit reinem Wasser oder mit einer zum Beispiel NaCl-Lösung als Salzlösung durchgeführt werden, deren Konzentration von 0% Sättigung an NaCl bis 100% Sättigung an NaCl betragen kann, bevorzugt mit einer Sättigung von 92% an NaCl-Lösung.
  • Die Salz-Pulvermischung sollte nach der Befeuchtung einen Feuchtegehalt von 2 bis 70 Gew.-% (entsprechend einem Feuchtigkeitsmassenanteil von 2 bis 70%), besonders bevorzugt einen Feuchtegehalt von 15 bis 35 Gew.-% (entsprechend einem Feuchtigkeitsmassenanteil von 15 bis 35%), aufweisen.
  • Die Anfeuchtung der Salz-Pulvermischung wird zum Beispiel mittels einer Zerstäubungseinrichtung (nicht dargestellt) in feinen Tröpfchen durchgeführt, um eine sehr gleichmäßige Feuchtigkeitsverteilung sicherzustellen. Die Salz-Lösung kann dabei bevorzugt Raumtemperatur aufweisen. Alternativ dazu kann auch Wasser angesetzt werden, dem solange Salz, zum Beispiel NaCl, zugegeben wird, bis ein pastöser Zustand erreicht wird.
  • Das Verdichten der feuchten Salzmischung 10a erfolgt in einem ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 bei Raumtemperatur in einem nur angedeuteten Presswerkzeug 12, das einen festen Unterstempel 14, eine fliegend gelagerte, relativ zum Unterstempel 14 verfahrbare Matrize 16 und einen nach oben verfahrbaren, druckbeaufschlagbaren Oberstempel 18 aufweist.
  • In der Fertigungsabfolge 1 wird unter A bei nach oben verfahrenem Oberstempel 18 (nicht dargestellt) die wie vorbeschrieben hergestellte, feuchte Salz-Pulvermischung 10a in die nach oben offene Form – gebildet hier durch den Unterstempel 14 und die Matrize 16 – eingefüllt.
  • Die Füllmenge kann entweder wie in B dargestellt mittels eines Rakels 20 abgestrichen oder zum Beispiel durch Wägung mittels eines Füllkastens oder durch Volumenbestimmung vorgegeben sein.
  • Gemäß 1C wird sodann der Oberstempel 18 nach unten verfahren und mit einem Hydraulikdruck von bis zu 500 MPa, bevorzugt zwischen 200 MPa bis 400 MPa, über ein definiertes Zeitintervall beaufschlagt, bei dem die Salz-Pulvermischung 10a bei Raumtemperatur entsprechend zu dem Salzkern 10 verpresst wird. Dabei aus der Salz-Pulvermischung 10a verdrängte Feuchtigkeit (Bezugszeichen 22) kann über die Bauteiltoleranzen zwischen der Matrize 16 und den Stempeln 14 und/oder 18 und/oder durch angeordnete Entlastungskanäle (nicht dargestellt) erfolgen.
  • Hinsichtlich der gegebenenfalls eingestellten Bauteiltoleranzen sollten diese so ausgeführt sein, dass ein Austreten der Salzlösung bzw. von Wasser ermöglicht ist, aber kein Salzpulver an sich austreten kann.
  • Bevorzugt sollte ferner die Feuchtigkeit nach unten austreten, um ein Rückfließen bzw. ein Eindringen der verdrängten Salzlösung beim Entformen des Salzkerns 10 in den durch die Matrize 16 gebildeten Formhohlraum zu vermeiden.
  • Als letztem Schritt in der Fertigungsabfolge nach 1 wird bei D der Oberstempel 18 (nicht ersichtlich) nach oben verfahren und gleichzeitig die fliegend gelagerte Matrize 16 relativ zum Unterstempel 14 so nach unten verlagert, dass der verfestigte Salzkern 10 problemlos entnehmbar ist.
  • Die im Salzkern 10 noch befindliche Restfeuchtigkeit, die in etwa 0,5 bis 5 Gew.-% (entsprechend einem Feuchtigkeitsmassenanteil von 0,5 bis 5%), bevorzugt in etwa 2 Gew.-% (entsprechend einem Feuchtigkeitsmassenanteil von 2%), kann nachfolgend optional in einem Warmluft-Durchlaufofen (nicht dargestellt) oder mit einem anderen geeigneten Trockenverfahren entfernt werden. Der Durchlaufofen kann dabei mit Raumlufttemperatur oder bevorzugt mit einer demgegenüber höheren Temperatur, bevorzugt mehrstufig zwischen 35°C bis über 100°C, insbesondere bis 125°C, betrieben sein, wobei der Trocknungsprozess zur Vermeidung von thermischen Spannungen oder Rissen oder zur Vermeidung einer Blasenbildung im Salzkern 10 nicht zu sehr beschleunigt sein darf.
  • Die 2 zeigt eine alternative Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer modifizierten Spritzgießmaschine 24 mit einem trichterförmigen Feeder 26, über den die Salz-Pulvermischung 10a gemäß Abfolge A kontinuierlich oder diskontinuierlich bei Raumtemperatur in einen Zylinder 28 zuführbar ist, in dem eine Dosierschnecke 30 drehbar und axial verschiebbar gelagert ist. Die Dosierschnecke 30 wird über einen nur angedeuteten Antrieb 32 betätigt.
  • Gemäß Abfolge B wird durch Drehen und axiale Bewegung der Dosierschnecke 30 eine entsprechende Füllmenge an feuchter Salz-Pulvermischung 10a vorgelagert und im Schritt C in ein zweiteiliges Formwerk 34a, 34b eingespritzt.
  • In dem Verfahrensschritt gemäß 2D wird über die zum Beispiel hydraulisch beaufschlagte Dosierschnecke 30 die Salz-Pulvermischung 10a unter hohem Druck wie vorbeschrieben bei Raumtemperatur verpresst, wobei über die Teilungsebene des Formwerkzeugs 34 und/oder über vorgesehene Entlastungskanäle (nicht eingezeichnet) die Feuchtigkeit bzw. Salz-Lösung 22 herausgedrückt wird.
  • Im Schritt E schließlich wird die Dosierschnecke 30 zurückgefahren und das Formwerkzeug 34 geöffnet bzw. der Salzkern 10 mit der noch vorhandenen Restfeuchtigkeit entformt.
  • Die weitere Behandlung des Salzkerns 10 ist analog wie zur 1 beschrieben.

Claims (12)

  1. Verfahren zum Herstellen eines kunststoffgussgeeigneten Salzkerns, bei dem eine Salzmischung unter hohem Druck verdichtet und zu einem Salzkern verfestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt eine bindemittelfreie Salz-Pulvermischung so befeuchtet wird, dass diese einen vorgegeben Feuchtegehalt von 15 bis 35 Gew.-% entsprechend einem Feuchtigkeitsmassenanteil von 15 bis 35% aufweist, und dass anschließend wenigstens ein Teil dieser feuchten Salz-Pulvermischung (10a) in eine Form eingebracht und dort für eine vorgegebene Zeitdauer mit einem vorgegebenen hohem Druck von 10 MPa bis 500 MPa und ohne Temperaturbehandlung oder unter Temperaturbeaufschlagung bis maximal 150°C dergestalt verpresst und/oder verdichtet wird, dass am Ende des Pressvorgangs ein eine definierte Restfeuchte von 0,5 bis 5 Gew.-% entsprechend einem Feuchtigkeitsmassenanteil von 0,5 bis 5% aufweisender Salzkern (10) zur Verwendung in einem Kunststoffgussverfahren erhalten wird.
  2. Verfahren zum Herstellen eines metallgussgeeigneten Salzkerns, bei dem eine Salzmischung unter hohem Druck verdichtet und zu einem Salzkern verfestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt eine bindemittelfreie Salz-Pulvermischung so befeuchtet wird, dass diese einen vorgegeben Feuchtegehalt von 15 bis 35 Gew.-% entsprechend einem Feuchtigkeitsmassenanteil von 15 bis 35% aufweist, und dass anschließend wenigstens ein Teil dieser feuchten Salz-Pulvermischung (10a) in eine Form eingebracht und dort für eine vorgegebene Zeitdauer mit einem vorgegebenen hohem Druck von 10 MPa bis 500 MPa und ohne Temperaturbehandlung oder unter Temperaturbeaufschlagung bis maximal 150°C dergestalt verpresst und/oder verdichtet wird, dass am Ende des Pressvorgangs ein eine definierte Restfeuchte von 0,5 bis 5 Gew.-% entsprechend einem Feuchtigkeitsmassenanteil von 0,5 bis 5% aufweisender Salzkern (10) erhalten wird, der anschließend außerhalb der Form restgetrocknet wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die feuchte Salz-Pulvermischung (10a) in der Pressform bei Raumtemperatur oder unter Temperaturbeaufschlagung bis maximal 120°C verpresst wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der eine definierte Restfeuchte aufweisende Salzkern (10) anschließend außerhalb der Form restgetrocknet wird, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass der Salzkern (10) nach dem Verpressen bei Raumtemperatur oder einer demgegenüber höheren Temperatur, bevorzugt mehrstufig bis über 100°C, insbesondere bis 125°C, getrocknet, insbesondere luftgetrocknet, wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Salz-Pulvermischung (10a) mittels Wasser und/oder einer Salz-Lösung, bevorzugt mit einer NaCl-Lösung als Salzlösung, höchst bevorzugt mit einer 92%ig gesättigten NaCl-Lösung als Salz-Lösung, befeuchtet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfeuchtung der Salz-Pulvermischung (10a) mittels eines Zerstäubungsprozesses in feinen Tröpfchen durchgeführt wird oder dass einem angesetzten Wasser solange Salz zugegeben wird, bis der vorgegebene Feuchtegehalt bzw. Feuchtigkeitsmassenanteil der Salz-Pulververmischung (10a) erreicht ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die verpresste bzw. verdichtete Salz-Pulvermischung (10a) einen Rest-Feuchtegehalt von in etwa 2 Gew.-% entsprechend einem Feuchtigkeitsmassenanteil von 2% aufweist.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Korngröße einer Salz-Pulvermischung (10a) in einem Bereich von 1 Mikrometer bis 5 mm eingestellt wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Korngröße einer monomodalen Salz-Pulvermischung (10a) in einem Bereich von 5 Mikrometer bis 5 mm, insbesondere von in etwa 15 bis 30 Mikrometer, eingestellt wird.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer bimodalen Salz-Pulvermischung (10a) deren Korngrößenverhältnis von 1:2 bis 1:30, insbesondere 1:10, feines Pulver:grobes Pulver zusammengesetzt wird und/oder dass das Mischungsverhältnis der bimodalen Salz-Pulvermischung (10a) von 10:1 bis 1:200, insbesondere 1:20, feines Pulver:grobes Pulver eingestellt wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine multimodale Salz-Pulvermischung (10a) verwendet wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die feuchte Salz-Pulvermischung (10a), vorzugsweise bei Raumtemperatur, unter einem Druck von 200 MPa bis 400 MPa in der Form für den Salzkern (10) verpresst wird.
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