DE1573502C - Verfahren zur Untersuchung der Neigung von Gießerei Formsand zum Abblättern oder Abplatzen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Untersuchung der Neigung von Gießerei-Formsand zum Abblättern oder Abplatzen, bei dem die 7.11 prüfcnde Sandprobe bei einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt in eine Form mit flacher Oberfläche und einer größeren Dicke als jede potentielle Dicke der Abplatz- oder Sandstelle gepreßt wird, die erhaltene Form auf eine Untersuchungstemperatur erhitzt wird und das Ausmaß der Abplatz- oder Sandstelle durch Messung ihrer Tiefe und Fläche bestimmt wird.

Eine übliche »grüne« Formsandmischung umfaßt natürlichen oder synthetischen Quarz oder Sandteilchen, die durch ein Gemisch aus Ton und Wasser zusammengehalten werden. Der Ton kann entweder aus der im Baggersand natürlich vorkommenden Verunreinigung oder aus einem Zusatzmaterial, z. B. Bentonit, bestehen. Der Ton und eine bestimmte Menge Wasser werden durch einen Mahlvorgang um die Sandkörner herum dispergiert und die so erhaltene Mischung, die das Formmaterial darstellt, kann durch Stampfen verdichtet werden, um hierdurch eine Stabilität gegenüber Druck- und Zugkräften zu erlangen. Nachdem die Formmischung geformt worden ist, wird sie gebacken, wobei die Hauptmenge des vorhandenen Wassers ausgetrieben wird, um dadurch die Handhabung des geformten Produktes zu erleichtern. Diese Form ist für den Gebrauch im Mctallgießverfahren fertig. Andererseits kann die Form auch in ihrem »grünen«, d. h. ungebackenen Zustand, zur Anwendung gelangen.

Während der Herstellung von Metallgußstücken oder Gießkörpern unter Verwendung von Grünsandformen treten bisweilen, insbesondere auf Grund der Ausdehnung der Formen, Fehler und Mängel auf. Der ernsthafteste Fehler hiervon ist die Sandstellenoder Schalenbildung und es wird angenommen, daß dies auf die folgende Ursache zurückzuführen ist. Wenn das geschmolzene Metall die Form füllt, wird die Oberfläche der Form einer intensiven Strahlungswärme von der Oberfläche des geschmolzenen Metalls her unterworfen und demgemäß wird die in der Form enthaltene Feuchtigkeit aus der Oberfläche der Form in den Formkörper hineingetrieben, wo sie unter Bildung einer Schicht von relativ hohem Feuchtigkeitsgehalt wieder kondensiert wird. Wenn sie die Formoberfläche aufheizt, dehnt sie sich aus, und da die Schicht von höherem Feuchtigkeitsgehalt mechanisch den schwächsten Punkt darstellen kann, neigt der Sandkörper zur Scherung oder Verschiebung entlang dieser Fläche, so daß die erhitzte Oberflächenschale der Form sich durchbiegt und abbricht, d. h. i abblättert und abplatzt. Diese Erscheinung ist insbe- ' sondere an den nach unten gekehrten waagerechten Oberflächen des Forminneren besonders stark, wobei diese Flächen der von der Oberfläche des geschmolzenen Metalls bei dessen Aufsteigen in der Form ausgestrahlten Wärme ausgesetzt sind.

In »Gießerei«, 15. Jahrgang. Heft I. 1963. S. 25 ; bis 35 ist ein Verfahren zur Untersuchung der Nei- : gung von Gießerei-Formsand zum Abblättern oder Abplatzen beschrieben, bei dem die zu prüfende Sandprobe bei einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt in eine Form mit flacher Oberfläche und einer größeren Dicke als jede potentielle Dicke der Abplatz- oder Sandslelle gepreßt wird, die erhaltene Form auf i eine Untcrsuchungstemperatur erhitzt wird und das Ausmaß der Ab])IaIz- oder Sandstelle durch Messung : ihrer Tiefe und Fläche bestimmt wird. Bei diesem be- '■ kannten Verfahren ist es notwendig, Testgußslücke herzustellen. Dies bedingt das Vorhandensein der ganzen üblichen Gießausrüstung und erfordert einen erheblichen Zeitaufwand für die Ausführung des _: Verfahrens. Das Probestück muß abkühlen gelassen ! werden, gestrippt, gereinigt und untersucht werden. Ein derartiges Verfahren ist jedoch für die praktische Anwendung in der Gießereitechnik nicht iieeicnct.

Es ist ferner in der Technik allgemein bekannt, bei der Prüfung von Eigenschaften von Gießerei-Formsanden, die in der Praxis vorliegenden Gießereitemperaluren durch die Verwendung von geeigneten Strahlenquellen zu simulieren (vgl. »Modem Castings«, Bd. 40, Oktober 1961, S. 96 bis 102).

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Untersuchung der Neigung von Gießerei-Formsand zum Abblätttern oder Abplatzen, das rasch und einfach ausgeführt werden kann und dem Gießereitechniker eine rasche Beurteilung des Formsandes für Gießereizwecke, der Gemische aus Formsandmatcrialicn mit Schutzmitteln gegen Sandstellenbildung oder Abblättern oder andere Zusätze enthalten kann, gestattet.

Das Verfahren zur Untersuchung der Neigung von Gießerei-Formsand zum Abblättern oder Abplatzen gemäß der Erfindung, bei dem die zu prüfende Sandprobe bei einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt in eine Form mit flacher Oberfläche und einer größeren Dicke als jede potentielle Dicke der Abplatz- oder Sandstelle gepreßt wird, die erhaltene Form auf eine Untersuchungstemperatur erhitzt wird und das Ausmaß der Abplatz- oder Sandstelle durch Messung ihrer Tiefe und Fläche bestimmt wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß für die praxisgerechte Prüfung als Feuchtigkeitsgehalt ein Standard-Feuchtigkeitsgehalt gewählt wird, das Erhitzen auf die Untersuchungstemperatur durch das Anbringen der Sandform mit nach unten gekehrter flacher Oberfläche bei einem vorgewählten Abstand über eine Quelle für Strahlungswärme erfolgt und die Zeitspanne bis zum Abplatzen oder Abblättern gemessen wird.

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Gemäß einer besonderen Ausführungsform des den kein Abplatzen oder Abblättern stattgefunden

Verfahrens gemäß der Erfindung wird als Strah- hat, kann der Probesand für die meisten Gießerei-

lungswärmequelle eine elektrisch erhitzte, bei einer formzwecke als zufriedenstellend angesehen werden.

Temperatur von 1000 bis 1500⁰C gehaltene Platte Innerhalb dieser Zeitdauer ist der Probesand bei

verwendet. 5 Verwendung in der Gießereitechnik um so beständi-

Die besonderen Ausführungsbedingungen des Ver- ger gegenüber Abplatzen oder Abblättern je größer

fahrens, wie Abmessungen der Versuchsprobe, Ab- die Zeitspanne bis zum Auftreten des ersten Abplat-

stand über der Quelle der Strahlungswärme und de- zens oder Abblätterns ist. Außerdem ergibt die Tiefe

ren Temperatur können variiert werden, wobei jedoch und das Ausmaß der Sand- oder Abplatzstelle ein

nachstehend eine besonders geeignete Kombination xo weiteres Mittel zur Beurteilung der Neigung des San-

von Bedingungen für die Durchführung des Verfah- des, Gießfehler herbeizuführen,

rens zur Prüfung mit Bezug auf die Zeichnung be- Bei einer Standardmischung von Congleton-Sand

schrieben wird. mit einem Gehalt von 4 Gewichtsprozent Bentonit

Eine Probe der zu untersuchenden Sandmischung und 3 Gewichtsprozent Wasser zeigte der vorstehend wird von Hand auf eine Musterplatte bis auf eine 15 beschriebene Test eine Abplatz- oder Sandstellenbil-Tiefe von 5 cm in einem kleinen Formbehälter 1 dungszeit von 9 Sekunden, wobei 48 °/o der Oberschwach gepreßt. Die Musterplatte, auf welcher das fläche abgeblättert oder abgeplatzt waren. In 15 Se-Probestück geformt wird, kann aus einer ebenen künden waren 100 % der Oberfläche abgeplatzt. Platte oder einer geeigneten Form bestehen, um Vergleichsweise zeigte die gleiche Masse mit einem künstlich die Sandstellenbildung oder das Abplatzen 20. Gehalt von 0,5 Gewichtsprozent einer Mischung aus zu steigern (oder zu vermindern), beispielsweise aus 91 °/o vorgelatinierter Stärke und 9 °/o Borsäure als gewellten, geriffelten oder Kanten aufweisenden Mu- Schutzmittel gegenüber Sandstellenbildung oder Absterplatten. Der Behälter 1 wird dann mit Füllsand platzen bei Ausführung einer gleichen Prüfung eine gefüllt und während 15 see gerüttelt. Der Behälter Abplatzdauer von 32 Sekunden, wobei 35% der wird dann wieder aufgefüllt und während weiterer 25 Oberfläche abgeplatzt oder abgeblättert waren. In 15 see gerüttelt, worauf der Überschuß an Füllsand 35 Sekunden waren 50°/o der Oberfläche abgeplatzt, entfernt und die Oberfläche geglättet wird. Die Prüfung zeigt deutlich die Überlegenheit der

Eine feuerfeste Platte 2 wird auf eine Temperatur Vergleichsprobe, in welcher das Schutzmittel gegen-

im Bereich von 1000 bis 1500° C elektrisch erhitzt über Abplatzen vorhanden war, und diese Überle-

und thermostatisch bei der gewählten Temperatur 30 genheit wird auch beim praktischen Gebrauch erhal-

gehalten. Die Prüffläche des geformten Sandes 3 wird ten.

nach unten gekehrt und so angeordnet, daß eine qua- Das Verfahren gemäß der Erfindung schafft weit-

dratische Fläche mit einer Seitenlänge von 23 cm gehend ähnliche Bedingungen, die beim praktischen

(529 cm²) ihrer Oberfläche in einem Abstand von Gebrauch des Sandes oder einer Sandform vorhan-

3,8 cm über der erhitzten Platte 2 in ähnlicher Weise, 35 den sind, und es wird festgestellt, daß die erhaltenen

wie dies unter Gießbedingungen der Fall ist, von der Ergebnisse gleichbleibend reproduzierbar sind, und

Platte Strahlung aufnimmt. ein sehr zuverlässiges Maß für die Neigung einer

Die Zeit zwischen dem Aussetzen des Prüfstückes Sandmischung zum Abblättern oder Abplatzen ge-

an die Strahlungwärme und dem Zeitpunkt, bei wel- währen, wodurch der Wert oder die Brauchbarkeit

chem ein erstes Abplatzen oder Abblättern stattfin- 40 des Sandes für einen besonderen Gießereizweck an-

det, wird gemessen. Falls nach Ablauf von 40 Sekun- gezeigt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Untersuchung der Neigung von Gießerei-Formsand zum Abblättern oder Abplatzen, bei dem die zu prüfende Sandprobe bei einem bestimmten Feuchtigkeitsgehali in eine Form mit flacher Oberfläche und einer größeren Dicke als jede potentielle Dicke der Abplatzoder Sandstelle gepreßt wird, die erhaltene Form auf eine Untersuchungstemperatur erhitzt wird und das Ausmaß der Abplatz- oder Sandstelle durch Messung ihrer Tiefe und Fläche bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß für die praxisgerechte Prüfung als Feuchtigkeilsgehall ein Standardfeuchtigkcitsgehalt gewählt wird, das Erhitzen auf die Untersuchungstemperatur durch das Anbringen der Sandform mit nach unten gekehrter flacher Oberfläche bei einem vorgewählten Abstand über einer Quelle für Strahlungswärme erfolgt und die Zeitspanne bis zum Abplatzen oder Abblättern gemessen wird.