DE1203920B - Verfahren zur Herstellung von Giessformen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Gießformen Verfahren zur Herstellung von Gießformen unter Verwendung von Modellen, die unter der Einwirkung der eingegossenen Schmelze in den gasförmigen Zustand übergehen, sind bereits bekannt. Ausgegangen wurde hierbei von der Erkenntnis, daß es eine Reihe von Stoffen gibt, die bei Berührung mit einem Schmelzfluß verhältnismäßig langsam vergasen, so daß die Bildung störender Lunker vermieden bleibt, während die Rückstände, etwa in Form diskreter Rußpartikel, so fein verteilt auftreten, daß sich so hergestellte Abgüsse in keiner Weise von solchen unterscheiden, die in herkömmlicher Weise hergestellt worden sind.
• Zu den erwähnten Stoffen gehören außer Wachs und gefrorenem Quecksilber insbesondere Kunststoffschäume, beispielsweise aufgeschäumtes Polystyrol. Kunststoffschäume führen auch zur Entstehung besonders leichter Modelle und sie füllen die Formen konturscharf aus, die zur Herstellung der Modelle benutzt werden.
• Bei dem bekannten Vorgehen wurden die üblichen Formstoffe, insbesondere Form- und Kernsand, weiterbenutzt. Formsand ist in der Hauptsache ein Gemenge von Quarzsand und Ton. Die üblichen Formsande enthalten nur geringe weitere Beimengungen, die von untergeordneter Bedeutung und an der Färbung des Sandes zu erkennen sind. Ton ist neben Quarz der wichtigste Bestandteil des Formsandes; er dient als Bindemittel für die Quarzkörner. Er beseitigt also die Riesel- und Schüttfähigkeit des Sandes, deren Vorhandensein ein einwandfreies Abgießen nach den bisher herrschenden Anschauungen auszuschließen scheint.
• Mit diesem Vorurteil bricht vorliegende Erfindung. Sie beruht auf der weitergehenden Erkenntnis, daß der Übergang der in Betracht kommenden Stoffe in den gasförmigen Zustand unter Bedingungen stattfindet, die die Rieselfähigkeit, insbesondere tonfreien, trockenen Quarzsandes vorübergehend aufheben, so daß, wie an Hand von Vorführungen gezeigt werden konnte, konturenscharfe Abgüsse zustandekommen, trotzdem bindemittelfreie, schütt- und rieselfähige, feuerfeste Werkstoffe, wie der bereits erwähnte tonfreie, trockene Quarzsand, zur Benutzung kommen.
• Ausgehend von dieser überraschenden Feststellung kennzeichnet sich das vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung von Gießformen unter Verwendung von Modellen, die unter der Einwirkung der eingegossenen Schmelze in den gasförmigen Zustand übergehen, erfindungsgemäß dadurch, daß der Formstoff, mit dem das Modell umgeben wird, ein bindemittelfreier, schütt- und rieselfähiger, feuerfester Werkstoff, insbesondere tonfreier, trockener Quarzsand verwendet wird.
• Auch die an dem Modell angebrachten Eingüsse, Anschnitte und Steiger, Rohre, Kernstützen, Einlagen, Ausgußtrichter usw. können aus vergasbarem Werkstoff bestehen und mit einem bindemittelfreien, schütt- und rieselfähigen Werkstoff, insbesondere mit tonfreiem, trockenem Quarzsand umgeben werden.
• Bei einem derartigen Verfahren können die bisher erforderlich gewesenen Kerne und sonstige Einlagen fortfallen, soweit sie durch im Fertigstück enthaltene Hohlräume, Unterschneidungen, Rücksprünge, Schürzen durch eine verwickelte Formgebung usw. bedingt sind. An deren Stelle tritt das Verfahren, den Formstoff nach dem Einbetten des Modells in die Ausnehmungen einzuführen, insbesondere einzurütteln. Der eingeführte Formstoff nimmt die Stelle des Kernes ein, da er infolge seines schütt- und rieselfähigen Zustandes -die Möglichkeit findet, in alle Hohlräume, soweit sie überhaupt außen zugänglich sind, selbsttätig einzudringen.
• Als Formstoff kann praktisch jeder Sand benutzt werden. Es hat sich jedoch als zweckmäßig erwiesen, reinen Quarzsand zu verwenden. Der Quarzsand soll eine Körnung von 0,3 bis 1,0 mm aufweisen und sein Wassergehalt soll höchstens 0,1'% sein. Zusätze und Bindemittel sind überflüssig. Es genügt ein Umgeben des Modells mit dem genannten Formstoff. Nur in Sonderfällen sind Beschwerungen erforderlich. Es sind auch keine geteilten Formkästen notwendig. Der Sand kann aber auch eingeblasen, eingeschleudert, eingepreßt oder sonstwie eingeführt werden. Nach dem gegebenenfalls zweckmäßigen Beschweren des Sandes an der Oberfläche ist die Form gußbereit. Das Gußstück kann der Form nach der Abkühlung und nach dem Stürzen entnommen werden.
• Das Rütteln kann in beliebiger Weise erfolgen. Besonders vorteilhafte Ergebnisse wurden beim Rütteln mit Frequenzen erreicht, bei denen Ultraschall auftritt. Das Verfahren ist deshalb sehr einfach, weil nur sanddichte, oben offene Blechkästen zur Aufnahme des Formstoffes und des Modells erforderlich sind. Das Gußstück braucht dem Blechkasten nicht mehr entnommen zu werden, sondern es kann ein Kasten mit Formstoff und Gußstück unmittelbar nach dem Guß anzuschließenden Wärme- bzw. Abkühlungsbehandlungen unterworfen werden. Dadurch lassen sich beispielsweise Härte- und Anlaßverfahren besonders einfach durchführen. Schon die Abkühlungsgeschwindigkeit kann in der erforderlichen Weise leicht bestimmt und beherrscht werden. Eine wesentliche Energieersparnis entsteht dadurch, daß es nicht mehr erforderlich ist, ein bereits abgekühltes Gußstück nochmals auf höhere Temperaturen aufzuheizen bzw. auf Glut zu bringen, um es anschließend, dem gewünschten Härtegrad entsprechend, langsam abkühlen zu lassen. Da in dem Formstoff um das Gußteil keine Fremdkörper und Bindemittel auftreten und da der Formstoff Quarzsand eine besonders gute Wärmeleitung besitzt, ist diese weitgehend beherrschbare Steuerung der Wärme- und Abkühlungsbehandlungen von besonderer Bedeutung. Bisher üblicher Formsand bzw. Formmasse konnte nur schwierig und unter Entstehung höherer Kosten nach Durchführung eines derartigen Verfahrens wieder aufbereitet werden. Das ist bei Quarzsand, auch nach Durchgang durch die Glühanlage, nicht erforderlich. Auch würde bei Durchführung eines derartigen Verfahrens und Verwendung bisher gebräuchlicher Formstoffe keine Bindung mehr auftreten, und es würde der Glühofen in kürzester Zeit versanden. Das ist aber dann ausgeschlossen, wenn die Kästen, wie vorgeschlagen, sanddicht ausgeführt sind. Es brauchen auch keine Fachkräfte zum Einformen des Gußstückes zur Verfügung zu stehen, da das Einlegen des Modells in den Formstoff, das Auffüllen des Kastens mit Sand und das Einrütteln, Einblasen, Einpressen usw. des Sandes zur Vorbereitung des Gusses ausreichen. Ebenso fallen alle Putzarbeiten bis auf das Entfernen der Trichter, Steiger und Angußmarken fort.
• Das Verfahren ermöglicht auch die Herstellung dünnwandiger Teile im Genauguß. Der Sand kann nach der Abkühlung ohne weiteres zur Herstellung weiterer Gußstücke benutzt werden.
• An den so zu erzielenden Vorteilen ändert sich nichts dadurch, daß Schaumstoffmodelle in an sich bekannter Weise zur Verwendung kommen. Massenfertigung und geringe Gestehungskosten der Schaumstoffmodelle, bedingt durch das äußerst geringe Gewicht, ermöglichen es, das neue Metallgußverfahren mit verlorenen Modellen äußerst wirtschaftlich durchzuführen.

Claims (9)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Gießformen unter Verwendung von Modellen, die unter der Einwirkung der eingegossenen Schmelze in den gasförmigen Zustand übergehen, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß als Formstoff, mit dem das vergasbare Modell umgeben wird, ein bindemittelfreier, schütt- und rieselfähiger, feuerfester Werkstoff, insbesondere tonfreier, trockener Quarzsand verwendet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die an dem Modell angebrachten Eingüsse, Anschnitte und Steiger aus vergasbarem Werkstoff mit einem bindemittelfreien, schütt- und rieselfähigen Werkstoff, insbesondere mit tonfreiem, trockenem Quarzsand, umgeben werden.
3. 3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Formstoff nach dem Einbetten des Modells in Ausnehmungen desselben wie Unterschneidungen, Rücksprünge, Hohlräume od. dgl. eingeführt, insbesondere eingerüttelt wird.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch Verwendung von Quarsand mit einer Körnung von 0,3 bis 1,0 mm.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Verwendung von Quarzsand mit einem Wassergehalt von höchstens 0,1 11/o.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Rütteln mit Frequenzen, bei den Ultraschall auftritt.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch die Verwendung sanddichter, oben offener Blechkästen zur Aufnahme der Form. B.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Formoberfläche für das Gießen belastet wird.
9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die abgegossene Form unmittelbar nach dem Gießen einer Wärme-oder Kühlbehandlung unterworfen wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 817187, 1108 861; USA.-Patentschrift Nr. 2 830 343.