DE1265356B - Giessform - Google Patents

Giessform

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Publication number
DE1265356B
DE1265356B DEH55313A DEH0055313A DE1265356B DE 1265356 B DE1265356 B DE 1265356B DE H55313 A DEH55313 A DE H55313A DE H0055313 A DEH0055313 A DE H0055313A DE 1265356 B DE1265356 B DE 1265356B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
mold
hydrogen
molten metal
metal
casting mold
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEH55313A
Other languages
English (en)
Inventor
Daniel S Eppelsheimer
Henry H Harris
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
HENRY H HARRIS
Original Assignee
HENRY H HARRIS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by HENRY H HARRIS filed Critical HENRY H HARRIS
Priority to DEH55313A priority Critical patent/DE1265356B/de
Publication of DE1265356B publication Critical patent/DE1265356B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C3/00Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C23/00Tools; Devices not mentioned before for moulding
    • B22C23/02Devices for coating moulds or cores

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Description

  • Gießform Die Erfindung betrifft eine Gießform zur Herstellung oxydhautfreier, konturengenau ausgelaufener Gußstücke aus einem Metall, das in geschmolzenem Zustand gegen eine wasserstoffhaltige Atmosphäre weitgehend unempfindlich ist.
  • Es ist bekannt, Kokillen mit einer sogenannten Kokillenschlichte zu behandeln, die beispielsweise aus einem Gemisch von Steinkohlenhartpech, Bitumgn, Steinkohlenteer, Benzol, Kunstharz, Gummi usw. besteht. Diese Schlichte übt auf die die Oxydschicht eines in die Kokille einzugießenden Metallstromes eine desoxydierende Wirkung aus, wodurch in erster Linie eine Überwallung und Festschweißung des Schmelzmaterials in der Kokille verhindert werden soll. Ferner ist es bekannt, Kunststoffe, z. B. Harnstoffharz, als Bindemittel für Gießereikerne zu verwenden, wobei beim Zerfall der Harze desoxydierend wirkender Wasserstoff frei werden kann. Der Wasserstoff kann sich aber in bestimmten Metallschmelzen in großen Mengen lösen und bei, fallender Temperatur in Form von Bläschen wieder frei werden, was vor allem bei weichem Stahlguß zur sogenannten »Nadelstichporosität«, einer bekannten Ausschußursache, führt.
  • Aus diesem Grunde ist die Verwendung solcher wasserstofffreisetzender Bindemittel häufig nicht möglich, so daß auch eine Oxydhautzerstörung des geschmolzenen, in die Form einzugießenden Metallstromes nicht stattfindet. Die Oxydhautzerstörung ist aber besonders dann von großer Bedeutung, wenn eine äußerst hohe Formtreue der Gußteile erforderlich ist, da durch die Verhinderung und Beseitigung der Oxydhaut die Fließgeschwindigkeit des Schmelzmaterials wesentlich erhöht wird, wodurch eine gute Oberflächenbeschaffenheit und -formtreue erhalten wird.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Form vorzuschlagen, bei der eine Oxydhautbildung ausgeschlossen ist, so daß sich die Fließgeschwindigkeit des geschmolzenen Materials wesentlich erhöht und Werkstücke von hervorragender Oberflächengüte entstehen.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Gießform in ihrem Formhohlraum wenigstens teilweise mit einem Metallhydrid ausgekleidet ist.
  • Günstig ist es dabei, wenn das Metallhydrid nur im Eingußsystem angeordnet ist. Ferner wirkt es sich vorteilhaft aus, wenn als Metallhydrid ein Kalziumhydrid Verwendung findet.
  • Die nachstehende Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung, die einen Längsschnitt einer Gußform für Metalle gemäß der Erfindung zeigt, der weiteren Erläuterung.
  • Es wurde gefunden, daß die Fließfähigkeit einer oxydierbaren Metallschmelze, welche einer oxydierenden Umgebungsatmosphäre ausgesetzt ist, radikal dadurch gesteigert werden kann, daß die Oberfläche der Schmelze mit einem Material in Berührung gebracht wird, das bei Erhitzung durch Berührung mit der Schmelze auf eine vorbestimmte Temperatur Wasserstoff freisetzt. Es ist anzunehmen, daß beim Aussetzen gegenüber einer Sauerstoff und Dampf enthaltenden Atmosphäre, wie sie normalerweise in Gießereien anzutreffen ist, die Oberfläche der Metallschmelze oxydiert wird, wobei sich eine im wesentlichen kontinuierliche Haut bildet, die ein Oxydabkömmling des geschmolzenen Metalls ist und eine gewisse Oberflächenspannung aufweist. Diese Haut hüllt das geschmolzene Metall ein und behindert dessen Fluß beträchtlich, so daß die Fließfähigkeit der Schmelze sinkt. Infolgedessen werden wegen der den Fluß behindernden Natur der einhüllenden Haut zahlreiche Formausnehmungen und Aussparungen von dem geschmolzenen Metall nicht erreicht, und es ergibt sich ein ungenauer Guß von geringer Formtreue und mangelhafter Detailausbildung. Durch Einbringen und Anordnung des auf Wärme ansprechenden, Wasserstoff freisetzenden Materials entlang des Fließwegs des geschmolzenen Metalls in der Form reduziert jedoch der bei Berührung des Materials mit dem geschmolzenen Metall freigesetzte Wasserstoff die Oxydhaut, so daß diese aufreißt und das geschmolzene Metall von dem den Fluß beschränkenden Einfiuß der umhüllenden Haut befreit wird. Das geschmolzene Metall, das nunmehr von den Behinderungen der eine hohe Oberflächenspannung aufweisenden Haut befreit ist, fließt somit unbehindert und besitzt eine Fluidität und Viskosität, die mit den entsprechenden Werten der eigentlichen Metallschmelze vergleichbar ist. Es können deshalb die zahlreichen Formausnehmungen und Aussparungen gefüllt werden, und zwar selbst diejenigen reit kleinem Querschnitt, so daß sich ein überlegener, genauer Guß von großer Forrntreue und Detailausgestaltung ergibt.
  • Das temperaturempfindliche, Wasserstoff freisetzende Reduziermaterial wird vorteilhafterweise als dünne Schicht oder dünner Auftrag auf die Oberfläche des Formhohlraumes aufgebracht, und zwar vorzugsweise in den Eingußöffnungen und im Hohlraum selbst, d. h. also entlang des Fließweges der Metallschmelze. Das reduzierende Material kann in Form von Streifen lediglich in lokalisierten Bereichen oder aber als kontinuierlicher Auftrag angewandt werden. Das Reduktionsmaterial sollte bei Raumtemperatur stabil sein, und zwar bei einer Temperatur, die im wesentlichen unterhalb derjenigen der Metallschmelze liegt. Ferner sollte das Material auch in der Umgebungsatmosphäre stabil sein, wie sie normalerweise in. und in der Nähe der Gußformen, insbesondere bei Gegenwart von Dampf und Wasser, angetroffen wird.
  • Ein bevorzugtes temperaturabhängiges, Wasserstoff freisetzendes Mittel gemäß der Erfindung ist Kalziumhydrid. Wegen seiner Instabilität bei Anwesentheit von Wasser oder Wasserdampf wird dieser Stoff jedoch bevorzugt m einen hydrophoben Trägerstoff eingebracht oder darin dispergiert, wobei der Trägerstoff das Freisetzen und Entweichen des aus dem Reduziermittel entwickelten Wasserstoffes nach der Berührung mit dem geschmolzenen Metall zuläßt, so daß also der Trägerstoff der Instabilität entgegenwirkt, den Einfluß des Wasserstoffes jedoch nicht behindert. Ein geeigneter Trägerstoff ist natürlicher . oder synthetischer Gummi, der in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel gelöst ist. Das Kalziumhydrid liegt vorzugsweise in feinverteiltem Zustand vor und ist gleichförmig in dem gummiartigen Trägerstoff dispergiert. Das vom Trägerstoff mitgeführte , Reduziermittel kann auf die betreffenden Stellen der Form in irgendeiner passenden Weise aufgebracht werden, beispielsweise durch Aufsprühen, Aufbürsten od. dgl.
  • An Stelle von Kalziumhydrid können auch andere ; Metallhydride zur Anwendung gelangen, wenn sie nur bei ihrer Erwärmung auf eine Temperatur, die etwas tiefer als der Schmelzpunkt der zu vergießenden Metallschmelze liegt, Wasserstoff entwickeln und bei niedrigeren Temperaturen, insbesondere Raum- ; temperatur, stabil sind. Die Wasserstoff-Entwicklungstemperatur des Reduziermittels liegt vorzugsweise so, daß der Wasserstoff nicht entwickelt wird, solange das geschmolzene Metall noch entfernt ist, sondern erst dann, wenn das Reduziermittel von der f Metallschmelze kontaktiert wird, wobei die Strahlungswärme nicht ausreichen soll, um das Freisetzen des Wasserstoffes unter normalen Bedingungen einzuleiten. Wenn das Reduziermittel bei Gegenwart von Feuchtigkeit instabil ist, wird es, wie zuvor er- e wähnt, von einem geeigneten Schutzträger aufgenommen. Andere geeignete Trägerstoffe sind beispielsweise synthetische, vorzugsweise hydrophobe Harze, beispielsweisePolyäthylen od. dgl., die in einem flüchtigen, organischen Lösungsmittel gelöst oder dispergiert werden können. Bei dem Trägerstoff soll es sich vorzugsweise um ein nicht wäßriges, fließfähiges Material handeln, das vorzugsweise durch Beschichten der Formoberflächen zur Anwendung gelangen kann.
  • Andere Methoden gemäß der Erfindung zur Vereinigung des den Wasserstoff freisetzenden Reduziermittels mit der Form und zur Aussetzung des Mittels gegenüber der Metallschmelze umfassen das Formen des Reduziermittels - mit oder ohne Bindemittel -zu kleinen Körnern, die vor dem Eingießen des geschmolzenen Metalls in der Form angeordnet werden und die das Reduziermittel in Hüllen einkapseln, welche durch die Hitze der Metallschmelze zum Zwecke der Freisetzung des Reduziermittels aufgebrochen werden.
  • In der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform einer gemäß der Erfindung behandelten Form dargestellt. Bezugszeichen 1 bezeichnet die zusammengesetzte Form, die eine Oberform 2 und eine Unterform 3 umfaßt. Diese Formen sind mit entsprechenden Formkästen 4 und 5 versehen. Die Oberform 2 und die Unterform 3 besitzen miteinander übereinstimmende Ausnehmungen, die den Hauptformraum 6 bestimmen. Eine trichterförmige, senkrechte Eingußöffnung 8, die in der Oberform 2 ausgebildet ist, steht mit dem Haupthohlraum 6 in Verbindung. Die Form 1 kann in an sich bekannter Weise hergestellt werden, beispielsweise aus dicht gepacktem Sand und geeignetem Bindemittel oder aus einer anderen schwer schmelzbaren Zusammensetzung.
  • Gemäß der Erfindung ist die Oberfläche des Formhohlraums 6 mit einem dünnen Belag der hitzeempfindlichen Wasserstoff freisetzenden Verbindung der oben beschriebenen Art versehen. Dieser Belag kann die ganze Innenfläche des Hohlraums 6 überdecken, oder er kann lediglich an einzelnen, voneinander getrennten Bereichen 9 aufgebracht sein, die in passender Weise über die Fläche des Hohlraums verteilt sind. Die Bereiche 9 können jede passende Größe und Gestalt besitzen, wenn nur die Oxydhaut der Metallschmelze an oder vor jenen Abschnitten der Form aufgerissen wird, wo die maximale Fließfähigkeit des Metalls erwünscht ist. Die Bereiche 9 können an voneinander isolierten Stellen in der Form längsgerichteter, querlaufender oder sich über den Umfang erstreckender Bänder oder in anderer Gestalt angeordnet sein. Neben den beschichteten Bereichen im Haupthohlraum kann auch der Eingußkanal8 in ähnlicher Weise entweder gleichförmig und kontinuierlich oder entlang getrennter Bereiche 10 belegt werden, wie dies oben für die Bereiche 9 beschrieben wurde.
  • Wenn ein geschmolzenes Metall, das normalerweise zur Ausbildung einer den Fluß hemmenden Oxydhaut neigt, beispielsweise Eisen, Stahl oder Eisenlegierungen, in den Eingußkanal 8 eingegossen wird, gelangt es in Berührung mit der von dem Reduziermittel beschichteten Oberfläche des Kanals 8, so daß sich Wasserstoff entwickelt, der irgendeine Oxydhaut reduziert, die sich auf der Fläche des anliegenden, geschmolzenen Metalls gebildet hat. Außerdem ist in den mit Reduziermittel beschichteten Bereichen die Ausbildung einer solchen Haut verhindert. Als Folge hiervon fließt die Metallschmelze frei durch den Gußkanal8, ohne daß sie durch eine einhüllende Haut behindert wäre. In ähnlicher Weise fließt die Metallschmelze auch durch den Haupthohlraum 6, wo sie ebenfalls mit den von Reduziermittel beschichteten Bereichen in Kontakt tritt, so daß sich Wasserstoff entwickelt und infolgedessen die gebildete Haut auf der Schmelze aufgerissen oder die Ausbildung einer solchen Haut verhindert wird. Die Metallschmelze füllt auf diese Weise die verschiedenen Ausnehmungen und Aussparungen in der Fläche des Formhohlraums vollständig aus, so daß sich ein Gußstück von hoher Formtreue ergibt.

Claims (3)

  1. Patentansprüche: 1. Gießform zur Herstellung oxydhautfreier, konturengenau ausgelaufener Gußstücke aus einem Metall, das in geschmolzenem Zustand gegen eine wasserstoffhaltige Atmosphäre weitgehend unempfindlich ist, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Gießform in ihrem Formhohlraum (6) wenigstens teilweise mit einem Metallhydrid (9, 10) ausgekleidet ist.
  2. 2. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallhydrid (10) nur im Eingußsystem angeordnet ist.
  3. 3. Verwendung von Kalziumhydrid als Metallhydrid zur Auskleidung der Gießform nach Anspruch 1 oder 2. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsch Patentanmeldung R 2354 VI / 31c (bekanntgemacht am 26. 5. 1955); französische Patentschrift Nr. 1028 468; »Die Gießerei«, 30 (1943), 23/24, S. 246 bis 253.
DEH55313A 1965-02-26 1965-02-26 Giessform Pending DE1265356B (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3512118A1 (de) * 1985-04-03 1986-10-16 Thyssen Industrie Ag, 4300 Essen Verfahren zur erzeugung einer verbesserten feinkoernigkeit des primaergefueges und/oder des eutektikums von gussteilen
US4766948A (en) * 1986-04-02 1988-08-30 Thyssen Industrie Ag Process for casting aluminum alloys

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1028468A (fr) * 1950-11-27 1953-05-22 Procédé pour éviter les défauts de surface des lingots ou moulages d'acier ou de fonte

Patent Citations (1)

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