DE1292790B - Casting mold and method for producing molded bodies using the slip casting method - Google Patents
Casting mold and method for producing molded bodies using the slip casting methodInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Gießform und ein Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere Gießereikernen, nach dem Schlickergußverfahren aus einem keramischen Werkstoff und/oder Metall. Die Gießform und das Verfahren eignen sich besonders für die Herstellung von Formkörpern verwickelter Gestalt oder mit äußerst geringen Querschnitten, besonders dann, wenn die Toleranzgrenzen eng sind.The invention relates to a casting mold and a method of production of molded bodies, in particular foundry cores, after the slip casting process a ceramic material and / or metal. The mold and the process are suitable particularly suitable for the production of moldings of tangled shape or with extremely small cross-sections, especially when the tolerance limits are tight.
Es ist bekannt, einen Metallfasern enthaltenden Schlicker durch Abnutschen zu entwässern. Das hierbei erhaltene lose, im wesentlichen aus Metallfasern bestehende Gebilde kann anschließend durch Pressen oder Walzen und nachfolgendes Sintern zu Formkörpern verarbeitet werden. Durch einfaches Abnutschen lassen sich aber keine Formkörper verwickelter Gestalt herstellen.It is known to suck a slip containing metal fibers by suction to drain. The loosely obtained, consisting essentially of metal fibers The structure can then be closed by pressing or rolling and subsequent sintering Moldings are processed. But by simply sucking off any Produce shaped bodies of intricate shape.
Ferner ist es bekannt, in Formen aus Gips aus einem Schlicker, der einen keramischen Werkstoff, ein Metall oder ein Gemisch beider, ein sogenannter Cermet, enthält, Formkörper herzustellen. Die Verwendung von ganz aus Gips bestehenden Gießformen bringt aber den Nachteil mit sich, daß Formkörper verwickelter Gestalt oder von geringem Querschnitt, innerhalb enger Toleranzgrenzen sich nur schwierig herstellen lassen. Diese Schwierigkeit beruht darauf, daß der Boden und die Wandung der Gießform das Wasser gleichmäßig schnell aufsaugen.It is also known in molds made of plaster of paris from a slip that a ceramic material, a metal or a mixture of both, a so-called Cermet, contains to produce moldings. The use of all plaster of paris However, casting molds have the disadvantage that moldings have an intricate shape or with a small cross-section, within narrow tolerance limits it is difficult can be produced. This difficulty is due to the fact that the bottom and the wall the casting mold soak up the water evenly and quickly.
Es ist auch eine Vorrichtung zum Herstellen von stabförmigen Preßlingen aus Halbleitermaterial, das als Aufschlämmung in einer Flüssigkeit vorliegt und von dieser unter Verwendung eines an eine Pumpe angeschlossenen Filtrierkolbens durch Vakuumfiltration getrennt wird, vorgeschlagen worden. Diese Vorrichtung ist gekennzeichnet durch eine an sich bekannte, auf den Filtrierkolben gesetzte, mit einer flüssigkeitsdurchlässigen Trennwand versehene Filtriervorrichtung, auf welche eine die Aufschlämmung des Halbleitermaterials aufnehmende Form lösbar aufgesetzt ist.It is also an apparatus for making rod-shaped compacts of semiconductor material which is present as a slurry in a liquid and from this using a filter flask connected to a pump separated by vacuum filtration has been proposed. This device is characterized by a known per se, placed on the filter flask, with a liquid-permeable partition provided filter device on which a mold detachably attached to the slurry of the semiconductor material is.
Die Erfindung betrifft eine Gießform zum Herstellen von Formkörpern, insbesondere von Gießereikernen, nach dem Schlickergußverfahren durch Einbringen eines wäßrigen Schlickers aus einem keramischen Werkstoff und/oder Metall in eine Gießform, Erhärtenlassen des Schlickers und anschließendes Brennen bei erhöhter Temperatur. Die Gießform ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Bodenteil aus einem saugfähigen Material und Wandteile aus einem nichtsaugfähigen Material hat. In manchen Fällen können auch die Wandteile teilweise aus einem saugfähigen Material bestehen, wenn die besondere Ausbildung des Formkörpers das zweckmäßig macht.The invention relates to a casting mold for producing moldings, in particular of foundry cores, using the slip casting process by introducing them an aqueous slip made of a ceramic material and / or metal in a Casting mold, hardening of the slip and subsequent firing at increased Temperature. The mold is characterized in that it has a bottom part an absorbent material and wall parts made of a non-absorbent material. In some cases, the wall parts can also be partially made of an absorbent material exist if the special design of the molded body makes this appropriate.
Die nichtsaugfähigen Teile der Wand bestehen vorieilhafterweise aus Kunststoff, der billig, widerstandsfähig und leicht verarbeitbar ist.The non-absorbent parts of the wall are preferably made of Plastic that is cheap, tough and easy to process.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen von Formkörpern unter Verwendung einer Gießform der beschriebenen Art. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man an den saugfähigen Bodenteil und gegebenenfalls an die saugfähigen Teile der Wand ein Vakuum ansetzt.The invention also relates to a method for producing molded bodies using a mold of the type described. The method is thereby characterized in that the absorbent bottom part and optionally the absorbent A vacuum applies to parts of the wall.
Bei der Herstellung von Formkörpern in der beschriebenen Gießform deckt man zweckmäßigerweise die Gießform nach dem Einbringen des Schlickers ab, um ein schnelles Verdunsten des Wassers zu verhindern. Die Zeichnungen zeigen beispielsweise einige Ausführungsformen der Erfindung. Es zeigt F i g. 1 einen erfindungsgemäß hergestellten Formkörper, F i g. 2 die Wände einer geteilten Gießform zur Herstellung eines Formkörpers nach F i g. 1, F i g. 3 eine erfindungsgemäße Gießform, F i g. 4 eine auseinandergezogene Gießform gemäß der Erfindung, F i g. 5 eine Gießform nach F i g. 4 in zusammengebautem Zustand, F i g. 6 eine erfindungsgemäße Gießform.In the production of moldings in the casting mold described it is expedient to cover the casting mold after the slip has been introduced, to prevent the water from evaporating quickly. The drawings show, for example some embodiments of the invention. It shows F i g. 1 according to the invention produced moldings, F i g. 2 the walls of a split mold for manufacture a shaped body according to FIG. 1, Fig. 3 shows a casting mold according to the invention, FIG. Figure 4 shows an exploded mold according to the invention; 5 a mold according to FIG. 4 in the assembled state, F i g. 6 shows a casting mold according to the invention.
F i g. 1 zeigt ein Kernteil 10 von besonders verwickelter Form mit inneren Kanälen 20. Diese Kerne werden zur Herstellung von Turbinenschaufeln oder -Flügeln verwendet, die Luftkühlkanäle enthalten. Formkörper dieser Art können aus Werkstoffen, wie z. B. Kieselerde, Tonerde, Zirkonoxyd, Zirkonium, Nickel oder Chrom bestehen. Andere bekannte keramische Werkstoffe, Cermets oder Metalle eignen sich in gleicher Weise. Die Werkstoffe können im Schlikker einzeln oder in Kombinationen enthalten sein. In der Regel sollten sie mikrokristallin, mit Teilchendurchmessern von höchstens etwa 0,04 mm sein. Erfindungsgemäß können Formkörper nach F i g. 1 sowohl aus keramischen als auch aus metallischen Werkstoffen hergestellt werden.F i g. Figure 1 shows a core part 10 of a particularly intricate shape with internal channels 20. These cores are used in the manufacture of turbine blades or vanes which contain air cooling channels. Shaped bodies of this type can be made of materials such as. B. silica, alumina, zirconium oxide, zirconium, nickel or chromium exist. Other known ceramic materials, cermets or metals are equally suitable. The materials can be contained in the Schlikker individually or in combinations. As a rule, they should be microcrystalline with a particle diameter of at most about 0.04 mm. According to the invention, molded articles according to FIG. 1 can be made of both ceramic and metallic materials.
Die in F i g. 2 gezeigte Gießform 11 ist aus den Teilen 12 und 13 zusammengesetzt. Innerhalb des Teils 13 befinden sich Vorsprünge 14, die den Kanälen 20 im Formkörper 10 entsprechen. Führungen 21 sichern eine genaue Lage und Stellung der Teile. Solche Formen können z. B. aus Kunststoff, Wachs, Kautschuk oder Metall bestehen, wobei es wesentlich ist, daß sie Flüssigkeiten praktisch nicht absorbieren. Am besten eigenen sich Formen aus Kunststoffen.The in F i g. The casting mold 11 shown in FIG. 2 is made up of parts 12 and 13 composed. Within the part 13 there are projections 14 which form the channels 20 in the molded body 10 correspond. Guides 21 ensure an exact location and position Of the parts. Such shapes can e.g. B. made of plastic, wax, rubber or metal exist, it being essential that they practically do not absorb liquids. Molds made of plastics are best.
F i g. 3 zeigt eine Form mit Wandungen nach F i g. 2. Die Wände 11 sind durch Klammern 15 miteinander verbunden. Sie sind auf einer porösen Platte 16 angeordnet, deren Zweck und Wirkungsweise im folgenden geschildert werden. Eine Gießpfanne 17 ist in Gießstellung veranschaulicht, während ein Schlikker 18 gerade in die Form 11 eingebracht wird. An der Platte 16 ist ein Vakuumsatz 19 vorgesehen. Die Platte 16 wirkt als Absorber und besteht z. B. aus Gips, keramischer Masse oder anderen absorbierenden Stoffen. Bei 22 kann auch ein absorbierender Pfropfen eingesetzt sein, der zusammen mit der Platte 16 oder ohne diese benutzt werden kann. Ein Deckel 23 deckt die gefüllten Formen ab. Er verhindert das Verdampfen flüchtiger Teile des Schlickers 18 nach dem Eingießen in die Form.F i g. 3 shows a form with walls according to FIG. 2. The walls 11 are connected to one another by brackets 15. You are on a porous plate 16 arranged, the purpose and mode of operation are described below. One The pouring ladle 17 is shown in the pouring position, while a slip 18 is straight is introduced into the mold 11. A vacuum set 19 is provided on the plate 16. The plate 16 acts as an absorber and consists, for. B. plaster of paris, ceramic mass or other absorbent materials. An absorbent plug can also be used at 22 which can be used together with the plate 16 or without it. One lid 23 covers the filled shapes. It prevents volatile parts from evaporating of the slip 18 after pouring into the mold.
Die in den F i g. 4, 5 und 6 veranschaulichte Gießform besteht aus einem Teil 31, der zur Hälfte 33 aus einem absorbierenden Werkstoff und zur Hälfte 35 aus einem nichtabsorbierenden Werkstoff besteht und aus einem anderen Teil 34 aus einem nichtabsorbierenden Werkstoff. In dem Teil 35 sind Öffnungen 36 verschiedener Größe vorgesehen; der absorbierende Werkstoff 33 reicht in die Öffnungen 36, um eine glatte Formgebungsoberfläche zu gewährleisten. Der Teil 34 ist nicht porös und bildet die andere Oberfläche für die geteilte Form 31.The in the F i g. 4, 5 and 6 illustrated mold consists of a part 31, the half 33 of an absorbent material and half 35 consists of a non-absorbent material and another part 34 made of a non-absorbent material. In the part 35 openings 36 are different Size provided; the absorbent material 33 extends into the openings 36 to to ensure a smooth shaping surface. The part 34 is not porous and forms the other surface for the split mold 31.
Im folgenden wird das Verfahren unter Verwendung einer Gießform nach F i g. 2 und 3 zur Herstellung eines Formkörpers nach F i g. 1 beschrieben. Eine Gipsplatte 16 wird hergestellt, indem 50 Gewichtsteile Wasser mit 50 Gewichtsteilen Gips gemischt werden. Auf der Platte wird, wie es F i g. 3 zeigt, eine Reihe von Formen 11 angeordnet. Ein aus etwa 75 % Kieselerde mit einer Teilchengröße von annähernd 0,04 mm und etwa 25 °/o Wasser bestehender Schlicker wird in eine Form 11 eingegossen. Hierauf wird der Deckel 23 über die Formöffnung gegeben, um ein Verdunsten des Wassers zu verhindern. Wenn der Schlicker 18 zum Boden der Form an der Platte 16 gelangt, ist ein gleichförmiger Aufbau des aus festem Werkstoff bestehenden Teiles des Schlikkers gegeben. Der Aufbau kann sich fortsetzen, bis praktisch der ganze flüssige Teil des Schlickers durch den aufgebauten Teil hindurch in den Sockel 16 hineingedrungen ist. Es entsteht ein Kernteil 10 der gewünschten Abmessungen, wobei die Einzelteilchen des Werkstoffs miteinander verriegelt sind. Nachfolgendes Trocknen und Sintern führt zu einem Kern genauer Abmessungen, der einen innerhalb der erforderlichen Toleranzbereiche liegenden Kanal ergibt.In the following, the method is carried out using a mold according to FIG. 2 and 3 for the production of a molded body according to FIG. 1 described. A plasterboard 16 is made by mixing 50 parts by weight of water with 50 parts by weight of gypsum. As shown in FIG. 3 shows a series of molds 11 arranged. A slip consisting of about 75% silica with a particle size of approximately 0.04 mm and about 25% water is poured into a mold 11. The lid 23 is then placed over the mold opening in order to prevent the water from evaporating. When the slip 18 reaches the bottom of the mold on the plate 16, a uniform structure of the part of the slip consisting of solid material is given. The build-up can continue until practically all of the liquid part of the slip has penetrated through the built-up part into the base 16 . The result is a core part 10 of the desired dimensions, the individual particles of the material being interlocked with one another. Subsequent drying and sintering leads to a core of precise dimensions, which results in a channel lying within the required tolerance ranges.
Der Gebrauch der in den F i g. 4 bis 6 veranschaulichten Form ist praktisch derselbe wie oben beschrieben. Indessen liefern die Öffnungen 36 und die zugehörigen Teile aus absorbierendem Werkstoff 33 zusätzliche absorbierende Oberflächen für die flüssigen Teile des Schlickers 18. Diese zusätzlichen absorbierenden Oberflächen dienen der Gleichförmigkeit der Absorption, was sich als notwendig erwies, wenn große Formkörper hergestellt werden sollen, insbesondere Formkörper mit verhältnismäßig geringen Querschnitten. Die erwähnten absorbierenden Oberflächen sind notwendig, weil eine leichte Volumenverringerung während des Aufbaus der aus festem Werkstoff bestehenden Teile des Schlickers eintritt, so daß Hohlräume entstehen könnten. Es muß daher dafür gesorgt werden, daß die Absorption zu verhältnismäßig dünnen Stellen vordringen kann, wo die Neigung zur Bildung von Hohlräumen am größten ist.The use of the in Figs. 4 to 6 is the shape illustrated practically the same as described above. Meanwhile, the openings 36 and provide associated parts of absorbent material 33 additional absorbent surfaces for the liquid parts of the slip 18. These additional absorbent surfaces serve for uniformity of absorption, which was found to be necessary when large moldings are to be produced, in particular moldings with relatively small cross-sections. The mentioned absorbent surfaces are necessary because a slight reduction in volume during construction of the solid material existing parts of the slip occurs, so that cavities could arise. It must therefore be taken to ensure that the absorption to relatively thin places can penetrate where the tendency to form cavities is greatest.
In der in den F i g. 4 bis 6 veranschaulichten Form können beispielsweise Formkörper mit einer Länge von etwa 14 cm und einer Dicke zwischen etwa 8 mm bis annäherend 0,25 mm hergestellt werden. Der Durchmesser der Öffnungen 36 schwankt von etwa 8 mm in den dickeren Teilen der Form und nahe dem Formboden bis etwa 3,2 mm in den geringsten Querschnitten der Form und nahe der Oberseite der Form. Die Form sollte während des Gebrauchs, wie es F i g. 6 zeigt, durch einen Deckel 23 abgedeckt sein, da andernfalls ein Verdunsten des Wassers den Aufbau aus dem Schlicker erschwert.In the FIG. 4 to 6 illustrated form can be for example Shaped body with a length of about 14 cm and a thickness between about 8 mm to approximately 0.25 mm can be made. The diameter of the openings 36 varies from about 8 mm in the thicker parts of the mold and near the bottom of the mold to about 3.2 mm in the smallest cross-sections of the form and near the top of the form. the Shape should during use as shown in Fig. 6 shows through a cover 23 be covered, otherwise an evaporation of the water build up from the slip difficult.
Zum Erhöhen der Absorptionsgeschwindigkeit kann ein Vakuum angesetzt werden. Außerdem kann die Absorptionsgeschwindigkeit geregelt werden, indem die Porosität der absorbierenden Formteile geändert wird. Beispielsweise ist eine Gipsplatte aus einem Gemisch von 25 Teilen Wasser mit 75 Teilen Gips weniger absorbierend als die vorerwähnte Platte. Wenn keramische Platten benutzt werden, so läßt sich die Absorptionsgeschwindigkeit durch die Temperatur der Herstellung regeln. Beispielsweise ist eine bei etwa 1100° C gebrannte Kieselerdeplatte weniger porös und weniger absorbierend als dieselbe Platte, wenn sie auf eine Temperatur von etwa 650° C erhitzt wird.A vacuum can be applied to increase the rate of absorption will. In addition, the rate of absorption can be regulated by adjusting the Porosity of the absorbent molded parts is changed. For example, is a plasterboard from a mixture of 25 parts of water with 75 parts of gypsum less absorbent than the aforementioned plate. If ceramic plates are used, the Regulate the absorption rate through the temperature of manufacture. For example A silica plate fired at around 1100 ° C is less porous and less absorbent than the same plate when heated to a temperature of about 650 ° C.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US3263957A (en) | 1966-08-02 |
| GB965471A (en) | 1964-07-29 |
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