DE19813847A1 - Gießform und Verfahren zu deren Herstellung - Google Patents
Gießform und Verfahren zu deren HerstellungInfo
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gießformen für den Metallguß sowie eine Gießform. Zur Erzeugung einer hohen Abkühlgeschwindigkeit besteht der Formstoff der Gießform aus einem metallischen Werkstoff, dessen Größe im Bereich von 0,01 mm bis 2 mm liegen sollte und der mittels eines Bindemittels gebunden ist, vorteilhaft eines tonhaltigen Bindemittels. Dieser noch rieselfähige Formstoff wird in den Formkasten, welcher eine Modellplatte enthält, eingefüllt und verfestigt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Gießformen für den Metallguß durch Abformen eines Modells
mit einem rieselfähigen mittels eines wasserhaltigen Binde
mittels abbindbaren Formstoffes sowie eine nach dem Ver
fahren hergestellte Gießform.
Als Formstoffe werden in den Metallgießereien schüttbare
und mechanisch verfestigbare Stoffe verwendet, wobei vor
allem die leicht und billig herstellbaren Formsande in wei
tem Umfang zum Einsatz gelangen. Hierzu werden in der Regel
reine oder verschnittene Quarzsände oder -mehle verwendet,
die mit einem Bindemittel versetzt werden, z. B. Ton, wel
chem Wasser zugesetzt ist. Ein solcher Formstoff ist nicht
nur billig, sondern belastet auch die Umwelt kaum und ist
auch außerdem nach seinem Gebrauch einfach und leicht auf
zubereiten und damit wiederzuverwenden.
Die Problematik bei derartigen Formstoffen besteht darin,
daß die Abkühlgeschwindigkeit des Gußstückes aufgrund der
doch relativ schlechten Wärmeleitfähigkeit des Formsandes
nicht allzu schnell verläuft, so daß kein ausreichend fein
körniges Gefüge erzielt werden kann. Dies gilt insbesondere
dann, wenn großvolumige Gußstücke abgegossen werden. Für
die Erzielung einer schnelleren Abkühlgeschwindigkeit wur
den bisher immer Dauerformen verwendet, welche jedoch auf
wendig in der Herstellung sind.
Es ist deshalb bereits versucht worden, für solche Guß
stücke einen Formsand zu verwenden, der aus einem mit einem
Zirkonsand verschnittenen Quarzsand oder -mehl hergestellt
ist oder auch aus einem Zirkonsand allein besteht und mit
einem zugesetzten, geeigneten chemischen Bindemittel abge
bunden wird. Die Wärmeleitfähigkeit wird hierdurch zwar et
was verbessert und auch die Warmfestigkeit wird erhöht, so
daß hier auch höher schmelzende Metalle problemloser abge
gossen werden können. Der Nachteil dieser chemisch gebunde
nen Sände besteht darin, daß die Aufbereitung teuer ist,
zumal hier komplizierte und teure Regenerierungsanlagen und
-verfahren benutzt werden müssen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der
eingangs näher bezeichneten Art so auszugestalten, daß eine
Gießform aus einem Formstoff herstellbar ist, der einer
seits gut formbar und leicht wiederaufbereitbar ist und an
dererseits eine hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, die eine
schnelle Abkühlung des Gußstückes gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als
Formstoff ein Granulat aus einem, metallischen Werkstoff mit
einer Korngröße von 0,01 bis 2 mm verwendet wird, dem 1 bis
20 Gew.-% des Bindemittels beigemischt ist, der Formstoff
anschließend in einen eine Modellplatte enthaltenden Form
kasten eingefüllt und der verfüllte Formstoff in dem Form
kasten verdichtet wird.
Der Formstoff gemäß der Erfindung besteht vorteilhaft aus
Aluminium, was nicht nur eine hohe Wärmeleitfähigkeit, son
dern darüber hinaus auch noch ein relativ geringes spezifi
sches Gewicht hat, so daß die Gießform als solche leicht
handhabbar bleibt. Das metallische Granulat wird Vorteil
haft mit einem Ton-/Wassergemisch gebunden, wobei sich hier
ein Ton-/Wassergemisch von jeweils 5 Gew.-% als vorteilhaft
herausgestellt hat. Ein derart aufbereiteter Formstoff
bleibt rieselfähig, so daß dieser in den Formkasten ge
schüttet werden kann. Anschließend wird der Formstoff in
üblicher Weise verdichtet, so daß eine formstabile Form er
halten wird, welche vorteilhaft für das Abgießen von Motor
blöcken oder ähnlichen Teilen geeignet ist.
Die Wärmeleitfähigkeit des Formstoffes kann zum einen durch
die Wahl des Granulates und zum anderen durch Zugabe von
Quarz, Zirkon etc. in einem weiten Rahmen eingestellt wer
den, so daß die gewünschte Abkühlgeschwindigkeit im Guß
stück erhalten wird. Durch die Verwendung des erfindungsge
mäßen Formstoffes kann die Abkühlzeit um 20% bis 40%, je
nach Einstellung und Wahl des metallischen Granulates ver
ringert werden. Hierdurch ist es möglich, ein im Vergleich
zu herkömmlichen Sandformen feinkörniges Gußgefüge zu er
zeugen.
In der beigefügten graphischen Darstellung ist die Tempera
tur des Gußstückes nach dem Eingießen in Abhängigkeit der
Zeit dargestellt. Die Kurve 1 zeigt eine Kokillenform. Die
Kurve 2 und 3 eine Gießform aus Zirkonsand bzw. aus Quarz
sand und die Kurve 4 eine Gießform, bei der das Granulat
aus Aluminium mit einer Korngröße von ca. 0,3 mm besteht.
Aus der Abbildung ist ersichtlich, daß bei einem Abguß in
einer Kokille die Abkühlung der Schmelze aufgrund der gro
ßen Wärmekapazität der Kokille sehr rasch verläuft, wobei
der Erstarrungsvorgang, der bei ca. 480°C abgeschlossen
ist, bereits innerhalb einer Minute erfolgt ist. Das Ab
kühlungsverhalten in einer herkömmlichen Zirkon- oder
Quarzsandform dauert erheblich länger als beim Kokillenguß
und beträgt über sieben Minuten. Bei einer erfindungsge
mäßen Gießform mit einem Formsand mit einem Granulat aus
Aluminium mit einer Korngröße von 0,3 mm wird der gleiche
Abkühlungsgrad in weniger als fünf Minuten erreicht, so daß
sich hier ein wesentlich feinkörnigeres Gefüge einstellt.
Die Erfindung sichert einerseits, daß der in einer so vor
bereiteten Gießform vorgenommene Abguß in kurzer Zeit abge
kühlt ist, gewährleistet andererseits jedoch, daß der Her
stellungsaufwand für eine derartige Gießform nicht größer
ist als bei herkömmlichen Sandgußformen, die ein wesentlich
schlechteres Abkühlverhalten mit sich bringen.
Die Verdichtung des Formstoffes in der Gießform erfolgt am
besten dadurch, daß der Formstoff in der Gießform pneuma
tisch oder mechanisch, beispielsweise mittels eines von ei
ner Presse betätigten Stempels verdichtet wird. Eine beson
ders gute Abformung des Modells kann dadurch erreicht wer
den, daß der Formstoff pneumatisch vor- und mechanisch
nachverdichtet wird. Zur Verbesserung der Oberflächengüte
kann Kohlenstoff beigesetzt werden. Auch können zur Steue
rung der Wärmeleitfähigkeit metallische Oxyde beigegeben
werden, beispielsweise Eisenoxyd.
Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
Gießform ist in Abhängigkeit des eingesetzten Formstoffes
auch für höher schmelzende Gießmassen gut geeignet und nach
ihrem Gebrauch einfach wieder aufzubereiten.
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung von Gießformen für den Metall
guß durch Abformen eines Modells mit einem rieselfähigen
mittels eines wasserhaltigen Bindemittels abbindbaren Form
stoffes,
dadurch gekennzeichnet, daß
als Formstoff ein Granulat aus einem metallischen Werkstoff
mit einer Korngröße von 0,01 bis 2 mm verwendet wird, dem 1
bis 20 Gew.-% des Bindemittels beigemischt ist, der Form
stoff anschließend in einen eine Modellplatte enthaltenden
Formkasten eingefüllt und der verfüllte Formstoff in dem
Formkasten verdichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
dem Formstoff als Granulat Kupfer, Aluminium, Eisen oder
ein Gemisch aus diesen Stoffen zugesetzt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß bis zu 70% des Formstoffes durch mineralisches
Material ersetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Granulat aus Aluminium oder einer seiner Legierungen
besteht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Bindemittel aus bis zu 10 Gew.-% Ton,
dem bis zu 10 Gew.-% Wasser zugemischt sind, vorteilhaft aus
5 Gew.-% Ton und 5 Gew.-% Wasser besteht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge
kennzeichnet, daß als Bindemittel Stärkemehl zugesetzt ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Formstoff in der Gießform pneumatisch
oder mechanisch, beispielsweise mittels eines von einer
Presse betätigten Stempels, verdichtet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
der Formstoff pneumatisch vor- und mechanisch nachverdich
tet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge
kennzeichnet, daß dem Formgemisch Kohlenstoff und/oder Ei
senoxid zugesetzt ist.
10. Gießform für den Metallguß mit einem durch wasserhal
tige Bindemittel verfestigten Formstoff, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Formstoff aus einem Granulat aus einem
metallischen Werkstoff mit einer Korngröße von 0,01 bis 2
mm besteht, dem 1 bis 20 Gew.-% des Bindemittels beigemischt
ist.
11. Gießform nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
das Granulat aus Aluminium, Kupfer oder Eisen oder aus ei
nem Gemisch aus diesen besteht.
12. Gießform nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch ge
kennzeichnet, daß das Granulat bis zu 70 Gew.-% minerali
sches Material enthält.
Priority Applications (2)
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DE1998113847 DE19813847A1 (de) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Gießform und Verfahren zu deren Herstellung |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE19813847A1 true DE19813847A1 (de) | 1999-09-30 |
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ID=7862732
Family Applications (1)
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DE1998113847 Withdrawn DE19813847A1 (de) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | Gießform und Verfahren zu deren Herstellung |
Country Status (2)
Country | Link |
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EP (1) | EP0945200A1 (de) |
DE (1) | DE19813847A1 (de) |
Cited By (1)
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DE102014110826A1 (de) * | 2014-07-30 | 2016-02-04 | Fritz Winter Eisengiesserei Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Gießen von Gussteilen |
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1998
- 1998-03-27 DE DE1998113847 patent/DE19813847A1/de not_active Withdrawn
- 1998-12-12 EP EP98123690A patent/EP0945200A1/de not_active Withdrawn
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Publication number | Publication date |
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EP0945200A1 (de) | 1999-09-29 |
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