DE1960012C

DE1960012C - Verfahren zum Gießen von Metall unter Verwendung eines verlorenen Modells und zugehörige Gießform

Info

Publication number: DE1960012C
Authority: DE
Inventors: Gerhard 5072 Schildgen Vitt
Original assignee: Correcta-Werke GmbH, 3590 Bad WiIdungen
Publication date: 1971-09-23

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Gießen von Metall unter Verwendung eines verlorenen Modells, das. durch das Eingießen der Gießschmelze ausgebrannt wird. Bei diesem vorbekannten Gießverfahren treten, bisher vielerlei Schwierigkeiten auf, Das Gießen geht langsam vor sich) da die Vergasung des Kunststoffes sehr viel Zeit beansprucht. Obwohl die Gießtemperaturen von Metallschmelzen oft bei weit über 1000⁰C liegen, bei Eisenlegierung weit Über 1200° C und die Vergasung von Schaumkunststoff bereits bei 15O⁰C einsetzt, sind die vorgenannten Schwierigkeiten vorhanden. Die Fachwelt nimmt an, daß bei diesen großen Temperaturdifferenzen zwischen Temperatur der Metallschmelze und der Vergasungstempentur des Schaumkunststoffes eine ausreichend schnelle und auch rückstandsfreie Verbrennung bzw. Vergasung gewährleistet sei. Die Fachwelt ist bisher der Auffassung, die einzige Lösung besteht darin, zur Vergasung von Schaumkunststoffmodellen möglichst schnell und mit hoher Temperatur der Gießschmelze zu gießen.

Um eine rasche Veirgasbarkeit eines in der Gießform eingebetteten Schaumkunststoffmodells zu erreichen, wurde bereits vorgeschlagen, als Entgasungskanäle zur Verbesserung der Abfuhr der durch die Verbrennung des Schaumkunststoffes gebildeten Gase in die Schaumkunststoffmodelle Kernstäbe oder Kernrohre einzufügen. Die beschleunigte Abfuhr der Verbrennungsgase ist aber in vielen Fällen nicht ausreichend, um eine vollkommene und zugleich schnelle Verbrennung bzw. Vergasung des Schaumkunststoffmodells zu erreichen.

Nach der vorliegenden Erfindung wird bei einem Verfahren zum Gießen von Metall unter Verwendung eines verlorenen Modells, das durch das Eingießen der Gießschmelze ausgebrannt wird, vorgeschlagen, daß während des Gießens dem Reaktionsraum zwischen Gießmetall und Schaumkunststoffmodell ein die Verbrennung bzw Vergasung des Schaumkunststoffmodells förderndes sauerstoffhaltiges Gas unter Druck zugeleitet wird. Durch die erfindunespemäße Zuführung von sauerstoffhaltieen Gasen, die die Verbrennung bzw. Ve^as^.;:: (*■·■■ ·■■■ \;i λ .' '--M^^iuno-J^.., !Viiacui, IuLiI -»iv-li u*:f Keaktionsablauf in einer bisher nicht erwarteten Weise steuern. Sofern ein die Verbrennung b/w. Vergasung des Sch lumkunststoffmodells förderndes Gas, hier handelt es sich in der Regel um Luft, insbesondere mit Sauerstoff angereicherte Luft, dem Reaktionsraum zugeführt wird, dann findet die Vergasung des Schaumkunststoffes bei noch höherer Temperatur statt. Auch bleibt die Gießschmcl/.c langer heiß, weil durch die Verbrennung des Schaumkunststoffes unter Zufuhr von Sauerstoff eine exotherme Reaktion stattfindet. Bisher wurde /ur Verbrennung bzw. zur Vergasung des SdiaiimKiinststoffmodells die notwendige Energie in Gestalt von Hitze der Gicßmctallschmclze entzogen, so daß diese viellach vorzeitig abkühlte. Nach der erfindungsgemäßen Lösung findet nunmehr eine exotherme Reaktion statt, so daß die Gießschmelze länger heiß bleibt. Durch die erfindungsgemäße erreichte Reaktion, die eine Vergasung bei höheren Temperaturen ergibt, ist der weitere Vorteil vorhanden, daß die Gase als Folge der Verbrennung bzw. Vergasung des Schaumkunststoffes nicht im nahen Bereich des Gicßformhohlraumcs sublimieren und dadurch diesen mehr oder weniger verstopfen. Da ohnehin sehr hohe Mengen ;m Verbrennungsgas abzuführen sind, ist der Qasdurchlässigkeit des Form-Stoffes eine hohe Bedeutung zuzumessen. Bisher wurde, um die Oase bei einer Verbrennung des Sohaumkunststoffmodells abzuführen, Wert auf eine s große (^durchlässigkeit der Formmasse' gelegt durch die Maßnahme, sehr grobes Sandkorn und gegebenenfalls eine grobkörnige Schlichte zu verwenden. Dien hat aber wiedeirum den Nachteil, daß dadurch eine Penetration dos Eisens in die Sandober-

fläche stattfindet, so daß Gußstücke mit vergleichsweise großer Rauhigkeit erhalten wurden. Die vorbeschriebene Anwendung von Luftpfeifen im Schaumkunststoffmodell und Formstoff führt zu größeren Putzarbeiten, da die Gießschmelze in den Luftpfeifen im Formstpff hochsteigt.

Durch Anwendung der erfindungsgemäßen Lehre läßt sich nunmehr die Gießgeschwindigkeit steuern. Schaumkunststoffmodelle lassen sich nun wahlweise schneller oder langsamer vergasen und der durch die

so Vergasung des Schaumkunststoffmodells gebildete Formhohlraum somit schneller oder wahlweise langsamer mit der Gießschmelze füllen. Nunmehr kann auch mit kälterer Metallschmelze gegossen werden. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt somit eine An-

passung an Größe und Raumform des zu gießenden Gußstückes und/oder vorhandene oder gewünschte Temperatur der Gießschmelze zu. Nach der Erfindung lassen sich insbesondere dünnwandige Schaumkunststoff model Ie zum Erhalt dünnwandiger Gußstücke mit ausreichender Zeit vergießen.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Lehre besteht darin, daß sich nunmehr der Reaktionsablauf bzw. die Vergasung des Schaumkunststoffmodells steuern läßt. Bei dickwandigen Gußstücken mit hoher Schmelztemperatur des Gießmetalls wird vorteilhrft wenig Sauerstoff zugeführt. Handelt es sich um dünnwandige zn gießende Gußstücke und ist die Gießaictallschmelze bereits etwas kälter, dann kcr.rr" Sfh'vierigkeiten beseitigt werden durch erhöhte Zufuhr von Sauerstoff. Dies kann geschehen durch stärker angereicherte <;?'.ierstoffhaltiges Gas U^i- durch Zuleitung der- «η>··<··μ ffhaltigen Gases unter mehr oder weniger hohem DrucK.

Luc Erfindung läßt sich verwirklichen Qu.Ji. die Maßnahme, daß in der Gießform und in dem Schaumkunststoffmodell ein oder mehrere in den Reaktionsraum zwischen Gießschmelze und Schaumkunststoffmodell führende Zuleitungskanäle für sauerstoffhaltiges Gas vorhanden sind, daß zwischen Gießform-Hohlraum und Schaumkunststoffmodell ein Spalt vorhanden ist. Dieser Spalt zwischen Gießform-Hohlraum und Schaumkunststoffmodell wird erreicht durch das erfindungsgemäße Verfahren, daß die das Modell umgebende Formmasse zumindest im nahen Bereich des Formhohlraumes von außen oder durch innerhalb der Formmasse angebrachte Wärmequellen kurz vor oder während des Gießvorganges auf eine die Schrumpfung des Schaumkunststoffmodells bewirkende Temperatur erhitzt wird und der zwisehen Formhohlraum und Schaumkunststoffmodell entstehende Spalt ais Zuführkanal für die in den Reaktionsraum zwischen Gießschmelze und Schaumkunststoffmodell zuzuführende Verbrennungsluft genutzt wird.

Die erfindungsgemäße Lösung ist besonders vorteilhaft angewendet in Verbindung mit einem hohl ausgebildeten eingeformten Speiser, der eine Verbrennungsluftzufuhr hat in Verbindung mit einem

sich «η den Speiser anschließenden Kanal im ScheumknMtttof/modell, der In den Reaktionsraum awischen Gießmetall u'nd Schaumkunststoffmodell ^mUÄlndung ist in der Zeichnung an Hand dreier AusfUhrungsbeisplele naher erläutert .Sie beschenkt sich nicht auf die dargestellten Ausbildungsformen, vielmehr sind weitere, fm Rahmen der Erf.ndung hegende Abwandlungen möglich. Es zeigt üb

2J¹ _fflJ_hali jj die anliegenden Be-

SpeiserU _{Glcßschmoizc} und SchaumJ!,, _8trömen kann. Dieser Spalt zwlg u Schaumkunsmoffmodell 12 der

nnungsluft dient, hat den we -

Schaumkunststoffmodells ist ein weiteres Modell 13

IS und 15o. Diese dienen dazu, daß über den. hohl ausgebildeten Speiser mit einer angeschlossenen Leitune 16 die von einer Druckflasche 17 ausgeht, Luft Α^6> Reaktionsraum 18 zwischen Metallschmelze 19 und Schaumkunststoffmodell 12 gelangt

Aus der Gießpfanne 20 wird das flüssige Metal 19 in den Zulauf 14 gegossen. Sofern dieser durch ein Schaumkunststoffmodell gebildet ist, wird der

ires aas svä srsrs

Schaun.Uu,: foff^odell 12 ein Reaktionsraum 18 vorhanden, v.e»l die Hitze der Gießschinelze auch chne unmittelbare Anlage der Gießschmelze .-τ» ο""iuSsftoffmodell 12 in gewisser Entfernun_B 0.C N'ert_; -rii^rg bzw. Vergasung des Schaumkunststoffe=, bev^!'kt. Der Reaktionsraum 18 hat abhangig von Je· Ic₁P o,. . der Hießschmdze von der an^ gritfencn Ot^.u-che des SchaumkunststoffmoUt., oder abhängig von anderen Faktoren, die hier nicht interessieren, eine mehr oder weniger große Hohe.

»5 dell der stall _äholich„

^ι_{00βΓπωιβ} Heizelemente in Ge-Glühdrähte 25 vorhanden sind, die ^.·u _bracht, eine Ver-

Ά ^{i Ber}f^hf^r

30 ^im

^ _df_ß

oberfläche bewiiken, so daß _in Fig.2 beschriebene Spalt IS de um s m g ^ _{Verbrenn ngs}

fanden »U* »8 führt. Der vorerwähnte

«. —· - ■*—^Gießen

aD ^

_f. „_rf!1i _{?m obcreP}

E de des hm ,^.^ .^_ge

Verbrennungsrückstände des Schaumkunststof^dLne ™^_nd ^B _{durch dieS}en Trichter 26 sehr wirfes ^we^P^u^ _ß ,_eitet. _Auch läßt sich durch

ÄSÄrs

5nd gelangt über den Hohlspeiser 13 und die Kanate

15 und 15« in den vorerwähnten Reaktionsraum.

Dort führt sie zu einer verbesserten Vergasung des

Schaumkunststoffmodells 12.

Durch Untersuchungen des Erfinders wurde festgettern, daß sich bei Anwendung reinen Sauerstoffes 3,5 kg Polystyrolschaum bei e.nem Ruckstand von nur 0,1g Asche vergasen lassen.

Nach F i g. 2 ist in dem Formkasten 2 eine Schicht 11 aus Formmasse enthalten. Auf dieser hegt da. Modell 12 aus Schaumkunststoff auf, das von einer Schale 23 aus einer Formmasse umgeben ist. H er kann es sich um eine keramische Formmasse handeln, Scr auch um einen kunstharzgebundenen Formsand. Auch besteht der Hohlspeiser 13 aus einer gle.chen oder ähnlichen Formmasse.

Um dieses Modell mit der schalenförmig^ _Gießform herum sind angeordnet Gasbrenner TA, die aie abgeschaltet werden kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Gießen von Metall unter Verwendung eines verlorenen Modells, das durch das Eingießen der Gießschmelze ausgebrannt wird, dt*durchgekennzeichnet, daß während des Gießens dem Reaktionsraum zwischen

und Schaumkunststoff modell ein die bzw. Vergasung des Schaumkunstsiuiiinijuciia förderndes sauerstoffhaltiges Gas unter Druck zugeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die das Modell umgebende Formmasse zumindest im nahen Bereich des Formhohlraumes von außen oder durch innerhalb der Formmasse angebrachte Wärmequellen kurz vor oder während des Gießvorganges auf eine

die Schrumpfung des Schaumkunststoffmodells bewirkende Temperatur erhitzt wird und der zwischen Formhohlraum und Schaumkunststoffmodell entstehende Spalt als Zufiihrkanal für die in den Reaktionsraum zwischen Gießschmelze und Schaumkunststoffmodell zuzuführende Verbrennungsluft genutzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, .daß die Verbrennungsluft durch den hohl ausgebildeten Speiser zugeleitet wird.

4. Gießform zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Gießform-Hohlraum und Schaumkunststoffmodell (12) ein Spalt vorhanden ist, der in den Reaktionsraum (18) zwischen Gießmetall und Schaumkunststoffmodell mündet.

5. Gießform zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen hohl ausgebildeten eingeformten Speiser (13) mit einer Luftleitung (16) und einen sich an den Speiser (13) anschließenden Kanal (15) im Schaumkunststoffmodell (12), der in den Reaktionsraum (18) zwischen Gießmetall und Schaumkunststoffmodell mündet.

Hierzu 1 Blatt 2'eichnungen