DE1433964B1

DE1433964B1 - Verfahren zum Behandeln von Giessformen

Info

Publication number: DE1433964B1
Application number: DE19641433964
Authority: DE
Inventors: Scott Robert K
Original assignee: Avnet Inc
Current assignee: Avnet Inc
Priority date: 1963-11-19
Filing date: 1964-10-16
Publication date: 1969-09-25
Also published as: AT246346B; GB1027419A; US3213497A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ver- der Form praktisch eine einheitliche Farbe und keine hindern der Riß- und Mikrorißbildung gelierender ' feuchten Flächen mehr aufweisen.
Gießformen, die aus einer Aufschlämmung eines Die undurchlässige Umkleidung verzögert das feuerfesten Materials sowie eines Alkohols und niede- Verdampfen des Alkohols, bis das Gel eine ausren Alkylsilikates als Bindemittellösung hergestellt 5 reichende Festigkeit entwickelt hat, um Schrumpfwerden, unter Anwendung einer gegenüber Luft und rissen zu widerstehen. Ferner entsteht durch das Alkoholdampf undurchlässigen Umkleidung auf der Umschließen der Gießform eine an Alkoholdampf noch nicht ausgelierten Form nach Abziehen der- reiche Atmosphäre, die zu einheitlichen Härten führt, selben von der Urgießform. Ein außerordentlich zufriedenstellendes und bevor-

Beim Gießen mit verlorenen Formen haben _i0 zugtes undurchlässiges Kunststoffmaterial, das ange-

neben den Herd- und Kastengußverfahren die wandt werden kann, wird aus thermoplastischen

Präzisionsformverfahren zunehmend an Bedeutung Harzen vermittels Polymerisation von Vinyliden-

gewonnen. chlorid oder Copolymerisation von Vinylidenchlorid

Hierbei sind zwei Verfahren bekannt, bei denen mit geringeren Mengen weiterer ungesättigter Verentweder um ein Modell aus ausbrenn- oder aus- 15 bindungen erhalten. Natürlich kann auch eine andere schmelzbarem Werkstoff herum eine Form gebildet biegsame Folie oder Folienmaterial angewandt werwird oder bei denen ein in mit einem Binder ver- den, das gegenüber Luft und Alkoholdämpfen unsehenen Quarzsand eingelegtes erwärmtes Modell durchlässig ist und chemischen Umsetzungen widereine Formmaske erzeugt. steht, z. B. inert gegenüber organischen oder anorga-

Ferner ist ein Verfahren bekannt, bei dem eine 20 nischen Bestandteilen der gelierenden Gießform ist. Aufschlämmung aus feuerfestem Material, dem ein Wenn vorhanden, kann ein gegenüber der Außenluft Alkylsilikatbinder und ein Gelbilder zugesetzt wor- abgeschlossener starrer Behälter angewandt werden, den sind, auf das Modell aufgetragen wird. Nach da dieser ebenfalls dazu dient, eine alkoholreiche dem Gelieren der Formmasse kann das Modell leicht Atmosphäre um die Gießform einzuschließen,
wieder entfernt werden. Die durch Hydrolyse ent- 35 Als feuerfestes Material kann beispielsweise Tonstandenen oder in Form von Alkohol vorher züge- erde, kalzinierter Ton, der hauptsächlich SiO₂ und setzten Bestandteile verbrennen im allgemeinen so- Al₂O₃ auf der Oxydgrundlage enthält, Mullit, Kieselfort an der Luft. erde und kalzinierte, hochtonerdehaltige Materialien,

Die Form kann aber auch mit einem flüssigen wie Bauxit und Diaspor, geschmolzener Korund und

Dichtungsmittel überzogen werden, das ein Ver- 30 geschmolzener Mullit, Sillimanit, verschiedene Spinel-

dampfen der flüssigen Bestandteile verhindert. Im mineralien, wie Chromerz, Zirkonerde (vorzugsweise

Anschluß daran findet im allgemeinen noch ein stabilisierte Zirkonerde) usw., verwendet werden.

Trockenprozeß statt. Die feuerfesten Materialien müssen sorgfältig ge-

Es ist wichtig, daß die Teile der Gießform, die mit siebt werden, um ein einheitliches Produkt zu er-

dem flüssigen Metall in Berührung kommen, frei von 35 geben. Die Körner sollten z. B. eine Größe aufweisen,

Fehlern sind. Gasblasen, die sich während des so daß 50 Gewichtsprozent in einem Bereich einer

Härtens auf der Formoberfläche bilden, stellen eine lichten Maschenweite von —3,36 +0,59 mm und der

Fehlerquelle dar. Ein weiterer Nachteil ist die Ent- restliche Anteil in einem Bereich von — 0,59 mm 1. M.

stehung von Haarrissen. Diese Risse wurden gelegent- liegen.

lieh auch als »Mikro-Haarrisse« bezeichnet; dies 40 20 bis 40% können kleiner als eine lichte Maschen-

scheint jedoch nicht zuzutreffen, da die Risse in weite von 0,074 mm sein. Vorzugsweise werden die

vielen Fällen mit dem bloßen Auge sichtbar sind und größenklassierten Körner mit einer Lösung eines

natürlich in der Metallgußform zusätzliche Unregel- flüchtigen organischen Lösungsmittels oder einer

mäßigkeiten in Spinnwebform ergeben. organischen Base behandelt. Die organische Base ist

Es wurde zwar festgestellt, daß diese »Mikro- 45 ein Amin mit vorzugsweise 8 bis 22 Kohlenstoff-Haarrisse« insofern nützlich sind, als sie eine grobe atomen und Alkali- oder Erdalkalisalzen organischer Rißbildung verhüten; ein feuerfestes Material, das Verbindungen. Das feuerfeste Korn soll von dieser vollständig frei, selbst von winzigen Rissen, ist, wird Lösung so überzogen werden, daß wenigstens 50% jedoch bevorzugt. der freiliegenden Oberfläche des feuerfesten Korns

Der Erfindung liegt die Aufgabenstellung zugrunde, so bedeckt ist. Die Menge des Überzuges kann von 0,1 ein verbessertes Verfahren zum Behandeln von Gieß- bis etwa 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht formen zur Erzielung verbesserter feuerfester Gieß- des feuerfesten Materials, betragen. Der bevorzugte formen zu schaffen. Es ist eine weitere Aufgabe der Bereich liegt bei 0,3 bis 0,7 Gewichtsprozent.
Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen Ein bevorzugtes Gelierungs-Bindemittel wird herfeuerfester Gießformen nach dem Verfahren zu 55 gestellt aus

schaffen bei dem flüchtige und nicht entflammbare _{(1) Äthy]silikat mit 40} Gewichtsprozent SiO₂ auf

organische Materialien angewandt werden, wobei die ^v ' ^_βΓ Oxydgrundlaee

Gefahr einer Explosion oder die Entstehung eines . . . * .f ' , . . . ,. ,.

Feuers wesentlich verringert wird. (²) denaturiertem Äthylalkohol meiner Menge, die

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß da- 6o ausreichend ist, um das Athylsilikat unter Erdurch, daß die Umkleidung unter Anwendung eines ^zl?J^en eines flussigen Gemisches oder Losung Kunststoffsackes oder eines anderen Behälters derart ^{mit e}j^{wa 18} Gewxchtsprozent SiO₂ auf der Oxydvorgenommen wird, daß zwischen Form- und Be- gnmcuage zu losen,

hälterwänden ein Zwischenraum entsteht, der gegen (³) Wasser in einer ausreichenden Menge, um die

Atmosphärenluft abgedichtet ist und das Ausbilden 65 Hydrolysierung der 18%igen SiO₂-Lösung in

einer alkoholangereicherten Atmosphäre erlaubt, und einer Größenordnung von etwa 60 bis 80% zu

daß die Form wenigstens 1 Stunde oder so lange in fördern, und

dieser Atmosphäre gehalten wird, bis die Oberflächen (4) ausreichend Säure, wie Salzsäure, um einen

pH-Wert einer teilweise hydrolysierten Lösung in dem Bereich von etwa 2 bis etwa 4 zu erhalten.

Eine bevorzugte Aufschlämmung wird wie folgt hergestellt: 400 g eines feuerfesten Materials, das im wesentlichen aus 20% kalziniertem Flintton mit einer lichten Maschenweite von —2,38 +0,59 mm besteht, wobei der restliche Anteil Mullit mit —0,149 mm lichte Maschenweite ist, und das Gemisch mit 0,55¹⁰Zo Duomeen C (oder 0,2% Diäthylmethylamin — dies ist bevorzugt) behandelt wird, werden mit 100 ml einer Bindemittellösung, die 18 Gewichtsprozent SiO₂ enthält und von Äthylsilikat (40% SiO₂-Gehalt) abgeleitet ist, Wasser unter Erzielen einer 83% Hydrolysierung (etwa 6 ml Wasser), Salzsäure oder anderer anorganischer Säure, wie Schwefel- oder Salpetersäure, um den pH-Wert bei angenähert 2 (etwa 1 ml) zu halten, und Äthylalkohol zwecks Verringern des SiO₂-Gehaltes auf die oben angegebenen 18% (von 50 bis 55 ml Äthylalkohol) vermischt. Nach dem gründlichen Vermischen wird die erhaltene Aufschlämmung über die Urgießform gegossen, wo ein Gelieren in etwa 3 Minuten bei 25° C eintritt.

Obgleich ein vorhydrolysiertes Äthylsilikat und Alkohol als eine Bindemittellösung angegeben worden sind, können natürlich auch niedere organische Alkylsilikate der bekannten Art für das Gießformformen angewandt, werden.

Sobald das Material so geliert ist, daß es einem leichten Fingerdruck widersteht, wird die Urgießform entfernt und die feuerfeste Gießform in einen Kunststoffsack eingeführt, der anschließend verschlossen wird. Die Zeitspanne, die die Form in dem Kunststoffsack verbleibt, wird visuell bestimmt, z. B. wenn alle Oberflächen eine einheitliche Farbe aufweisen und keine »nassen« Flächen festzustellen sind, kann der Sack entfernt werden. Für die vorher beschriebene Zusammensetzung genügen hierfür etwa 1 bis 2 Stunden. Anschließend wird die Form luftgetrocknet oder gegebenenfalls nach dem Entfernen des Sackes in einen Ofen eingeführt, um den restlichen Alkohol zu entzünden. Die Gießform kann dabei auch auf eine Temperatur von etwa 1090⁰C erhitzt werden, um eine keramische Bindung in dem feuerfesten Material unter Erzielen verbesserter Festigkeit zu erhalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verhindern der Riß- und Mikrorißbildung gelierender Gießformen, die aus einer Aufschlämmung eines feuerfesten Materials sowie eines Alkohols und niederen Alkylsilikates als Biridemittellösung hergestellt werden, unter Anwendung einer gegenüber Luft und Alkoholdampf undurchlässigen Umkleidung auf der noch nicht ausgelierten Form nach Abziehen derselben von der Urgießform, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkleidung unter Anwendung eines Kunststoffsackes oder eines anderen Behälters derart vorgenommen wird, daß zwischen Form- und Behälterwänden ein Zwischenraum entsteht, der gegen Atmosphärenluft abgedichtet ist und das Ausbilden einer alkoholangereicherten Atmosphäre erlaubt, und daß die Form wenigstens 1 Stunde oder so lange in dieser Atmosphäre gehalten wird, bis die Oberflächen der Form praktisch eine einheitliche Farbe und keine feuchten Flächen mehr aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der restliche Alkohol in der Form nach dem Entfernen der Umkleidung in einem Ofen ausgetrieben wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Form im Ofen gebrannt wird.