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Modellmasse für zerstörbare Gießmodelle bei Genaugießformen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Modellmasse zur Herstellung von zerstörbaren Gießmodellen
bei Genaugießformen aus hitzebeständigem Material, z. B. Quarzsand, die zur Erzeugung
von glatten, genauen und fehlerfreien Gußstücken verschiedenster Größe und Gestalt
aus Eisen-, Bronze- oder anderen, verhältnismäßig hochschmelzenden Legierungen dienen
sollen.
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Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Präzisions-Gießformen
unter Verwendung von Modellen aus erstarrtem Quecksilber bekannt. Wegen des Zwanges,
bei sehr tiefer Temperatur arbeiten zu müssen, und wegen der bekannten Giftigkeit
von Quecksilber verlangt dieses Verfahren komplizierte und einem Gießereibetrieb
völlig fremde Arbeitsbedingungen und Anlagen.
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Es ist auch schon bekannt, hohle Gußstücke mit Hilfe zerstörbarer
Modelle herzustellen, wobei das Modell und sein Kern physikalisch, beispielsweise
durch Lösen oder Erhitzen, zerstörbar sind. Dies erfordert zwei verschiedene Behandlungsarten
und verteuert auch dieses bekannte Verfahren.
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Es ist fernerhin bekannt, als Werkstoff für dauerhafte Modelle, Modellplatten
und Gießformen Gips zu verwenden, der wegen seiner Oberflächengüte und Formgenauigkeit
viele Vorteile aufweist.
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Die Erfindung nützt nun eine andere Eigenschaft des Gipses, nämlich
seine leichte Zerstörbarkeit in entwässertem Zustand, aus. Demgemäß besteht die
Erfindung in einer Modellmasse für die Herstellung zerstörbarer Modelle bei mit
Wärme auszuhärtenden Gießformen und kennzeichnet sich durch die Verwendung einer
Gipsmasse, die zusammen mit der Form einer erhöhten Temperatur, bei der die Gipsmasse
im wesentlichen dehydratisiert wird, ausgesetzt und anschließend unter Zerstörung
des Modells entfernt wird. Die Verwendung von Gips als Modellmasse hat insbesondere
den Vorteil, daß das Material schon bei Zimmertemperatur fest und dimensionsbeständig
wird und seine Abmessungen auch bei der Temperatur genau beibehält, der das Formmaterial
bis zum Erstarren seines Bindemittels und zur Erlangung seines selbsttragenden Zustandes
unterworfen werden maß. Darüber hinaus ergibt die erfindungsgemäße Verwendung von
Gips noch folgende, weitere Vorteile: Leichte Formbarkeit als flüssiger Schlicker,
schnelles Abbinden innerhalb von z. B. 4. bis 7 Minuten, hohe Grünfestigkeit (3,5
bis 14 kg/cm'), um ohne Schaden von biegsamen Modellen mit Unterschneidungen abgezogen
werden zu können, hohe Genauigkeit mit einer Toleranz von nur ±0,01 bis 0,05"/a
beim Abdruck eines Mustermodells, gute Dimensionsstabilität, insbesondere bei Vermengung
mit einem Füllstoff, z. B. Sand, bei höheren Arbeitstemperaturen bis zu etwa 205°
C, eine poröse Struktur, die ungebundenes Wasser oder gegebenenfalls andere flüssige
Zusätze enthält und durch einfache Maßnahmen mit Metallstiften oder sonstigen einzugießenden
Teilen für das spätere Gußstück versehen werden kann, leichte Zerstörbarkeit infolge
des geringen inneren Zusammenhalts von dehydratisiertem Gips, der entweder durch
Preßluft zerpulvert oder durch Wasser, insbesondere in Strahlform, in einen leicht
aaswaschbaren Schlicker umgewandelt werden kann, Das Erhitzen des Gipsmodells wird
zweckmäßigerweise so weit getrieben, daß der Gips in die Anhydritmodifikation übergeht.
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Die Erfindung eignet sich zur billigen und schnellen Massenherstellung
von Formen, insbesondere für den Guß hochschmelzender Metalle ohne Genauigkeitsverlust.
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Im allgemeinen ist das Gipsmodell unmittelbar nach seiner Fertigstellung
ohne weitere Nacharbeit verwendbar. Es kann jedoch gewünschtenfalls zwecks Erzielung
einer oberflächengetreuen, leicht ablösbaren Abformung mit einer nicht lösenden
Flüssigkeit, wie z. B. Wasser, Öl oder Petroleum, zumindest
oberflächlich
getränkt werden, indem es beispielsweise in diese porenverstopfende Flüssigkeit
eingetaucht wird.
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Als Formmaterial wird vorzugsweise Sand verwendet, der in an sich
bekannter Weise mit einem wärmehärtenden Bindemittel auf z. B. Phenolharzbasis vermengt
ist. Zwecks Erzielung einer genauen Oberflächenabbildung kann in ebenfalls bekannter
Weise dieForm aus einerModellsandschicht aus feinkörnigem und einer Hinterfüllung
aus gröberem Formstoff aufgebaut werden.
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Da erfahrungsgemäß beim Aufbringen einer schliekerartigen Formmasse
eine so starke Haftung zwischen der Formmasse und dem Modell auftritt, daß eine
vollständige und saubere Entfernung des dehydratisierten Gipses von der fertigenForm
Schwierigkeiten macht und meist nur durch Wasserbehandlung gelingt, besteht eine
zweckmäßige Weiterentwicklunb der Erfindung darin, die noch nasse, geformte Modellmasse
mit einem Überzug zu versehen, der nach dem Erhitzen mehr an der Form als am dehydratisierten
Modell haftet.
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Zu diesem Zweck wird vorzugsweise ein Material verwendet, das sich
mit dem Formsandbindemittel während des Ausbackvorganges vereinigt. Ein bevorzugtes
Überzugsmittel besteht daher aus einer handelsüblichen Lösung von Kollodium in Azeton,
die auf das noch feuchte Modell unter Bildung eines äußerst dünnen, zusammenhängenden,
porenschließenden Trennfilms aufgespritzt wird.Wenn dieFormausbacktemperatur unterhalb
der Zersetzungstemperatur des Kollodiums gehalten wird, geht die Trennschicht während
des Ausbackens festhaftend auf die Formoberfläche über, so daß die Form späterhin
ohne Gefahr einer Beschädigung durch Preßluftbehandlung vom brüchig gewordenen Modellmaterial
befreit werden kann. Beim späteren Gießvorgang brennt die dünne Kollodiumschicht
schnell und störungsfrei weg.
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An Stelle eines zusammenhängenden Trennfilms kann die Modelloberfläche
auch mit einer feinen Schicht aus feuerfestem Pulver, insbesondere von Pigmentfeinheit,
wie z. B. Graphit, rotem Eisenoxyd, Aluminium, Tonerde usw., bedeckt werden, wobei
iedoch noch ein Haftmittel vorgesehen sein muß, damit die Puderschicht nicht vom
Formschlicker verschoben oder abgehoben wird. Die Puderschicht wird zweckmäßigerweise
zunächst trocken auf die mit Wasser oder -sonstwie befeuchtete Modelloberfläche
aufgestäubt, die infolgedessen nur eine ganz dünne Staublage festhält und durch
Blasen oder leichtes Bürsten von überschüssigem Puder befreit werden kann. Anschließend
wird sie mit einem Haftmittel aus z. B. gelöster Kali- oder dergleichen Seife überspritzt.
Die Kaliseife geht bei Berührung mit dem Gips der Modellmasse in Calciumseife über
und bildet dadurch einen die Puderteilchen umhüllenden, unlöslichen Film, der ebenso
wie die Kollodiumschicht beim Aufbringen des Formschlickerüberzuges am Ort bleifit
und seine Wirkung als Trennschicht ausübt. Beim Ausbacken wird die Puderschicht
durch den Formsandbinder an die Form gebunden und bildet somit die äußerste Oberflächenschicht
der fertigen Form, die vollkommen modellgetreu entsteht. In den Fällen, in denen
aus chemischen, physikalischen, wirtschaftlichen oder anderen bei der Gußherstellung
zu berücksichtigen Gründen spezielle Oberflächenschichten auf Formen gewünscht werden,
läßt sich das gewünschte Ergebnis leicht und wirksam und vor allem ohne Verlust
an Oberflächeneinzelheiten oder -genauigkeit sehr gut nach der Erfindung erzielen.
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Je nach Formgröße und Formmaterial wird der Ausbackvorgang 3 bis 12
Stunden lang bei Temperaturen zwischen 205 und 245° C durchgeführt, bis die Form
selbsttragend und das Modell durch Anhydritbildung mechanisch leicht zerstörbar
geworden ist.
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Die fertige Form besitzt ausgezeichnete Oberflächeneigenschaften und
benötigt keine Nachbehandlung.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Formgenauigkeit auch dann gewährleistet
ist, wenn schon einmal abgebundener, also beispielsweise aus zerstörter Modellmasse
wieder aufgearbeiteter Gips als erfindungsgemäßes Modellmaterial verwendet wird.