DE2326040C3 - Verfahren zur Herstellung einer Hohl- oder Schalenform und dazu verwendete Formschlichte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Hohl- oder Schalenform, bei dem ein pulverförmiges Mittel zum Erleichtern des späteren Abtrennens der gebildeten Schalenform von der Metallform, welches auf 100 Gew.-Teile eine» pulv.rförmigen schwer schmelzbaren Materials 10 ois 40 Gew.-Teile eines thermisch härtenden Harzes enthält uf die Formoberfläche einer auf eine Temperatur von 210 bis 260⁰C erhitzten Metallform aufgetragen wird, auf den so erhaltenen Überzugsfilm harzbeschichteter Formsand aufgebracht wird, der Oberschuß des Formsandes entfernt und die so gebildete Schalenform kalziniert wird.

Die Oberfläche einer fertigen Schalenform wurde bisher bei der Herstellung von Hohlformen mit verschiedenen Arten von Trennmitteln durch Aufsprühen oder Aufbürsten überzogen, um die Abtrennung des Sandes aus einer Form zu verbessern und eine gute Gußoberfläche zu erzielen. Wenn jedoch Trennmittel auf solche bereits geformte Hohlformen aufgetragen werden, haftet der aufgetragene Film schwierig an der Form, wodurch ein leichtes Ablösen des aufgetragenen Films von der Form bewirkt wird und die Dicke des aufgetragenen Films, selbst wenn er an der Form haften kann, nicht gleichförmig ist und wodurch es schwierig ist ein gegossenes Produkt mit genauen Abmessungen zu erhalten.

Beiw Ausformen einer Schalenform wurde die Oberfläche einer Metallform mit einem Trennmittel überzogen, um das Abtrennen des Formsands von der Form und der Gußoberfläche zu verbessern. Für das Trennmittel ist es jedoch naturgemäß erforderlich, daß es Haftvermögen gegenüber der Metallform aufweist, welche auf die Form aufgelegt wird, und dieses Haftvermögen gegenüber der Hohlform verliert, wenn der Formsand aufgebracht wird.

Um diese Erfordernisse zu erfüllen, wurde beispielsweise ein Formtrennmittel verwendet, das aus 25 Gewichtsteilen eines Phenolharzes vom Novolak-Typ als thermisch härtendes Harz, 2 Gewichtsteilen Hexamethylentetramin und 100 Gewichtsteilen pulverförmigem Siliciumdioxid bestand. Obwohl das Haftvermögen dieses Mittels an der Metallform gut ist ist die Haftung an der Hohlform schlecht so daß ein

1·, aufgetragener Film beim Entformen in der Metallform bleiben kann oder, selbst wenn er an der Hohlform haftet der aufgetragene Film beim Vergießen des geschmolzenen Metalls abgelöst werden kann. Dies beruht auf der Tatsache, daß das Trennmittel thermisehe Härtbarkeit zeigt und seine H?tungsreaktion so rasch verläuft das die Härtungsreaktion der Oberfläche des aufgetragenen Films bereits zu dem Zeitpunkt stattfinden kann, zu dem der Formsand aufgetragen wrd, um dort zu haften. Um in diesem Fall die Haftung zwischen der Schalenform und dem aufgetragenen Film aufrechtzuerhalten, muß in Abhängigkeit von der Dicke des aufgetragenen Films der Formsand in 5 bis 7 Sekunden bei einer Dicke von beispielsweise etwa 0,5 mm eingefüllt werden. Es ist in der Praxis unmöglich, den Vorgang unter diesen Bedingungen durchzuführen.

Es war auch bereits bekannt zur Herstellung von Schalenformen Gemische aus Sand und thermisch

härtenden Harzen zu verwenden, um Formen mit guter

Festigkeit zu erhalten. So wird in der US-PS 28 37 798

ein Verfahren zur Herstellung einer Schalenform beschrieben, bei dem auf eine erhitzte Metalloberfläche nacheinander zwei unterschiedliche Gemische aus Sand sehr geringer Korngröße und einem thermisch härtenden Harz aufgetragen werden.

M Aus der GB-PS 12 64 031 ist ein Formsand bekannt, der aus feinem Sand und einem durch alkalische Kondensation erhaltenen Phenol-Aldehyd-Kondensationsprodukt sowie einem weiteren Polymeren, wie Vinylacetat, besteht. Auch diese bekannte Zusammen-Setzung soll dazu dienen, die Grünfestigkeit der Formmasse während des Verformens zu verbessern und eine bessere Trockenfestigkeit der kalzinierten Form zu erreichen.

Ein weiteres bekanntes Sandgemisch zur Herstellung einer Schalenform enthält als Bindemittel ein Gemisch aus Novolak und einem thermoplastischen harzartigen Material auf Basis von Kolophoniumharzen, wie Holzharz (US-PS 30 04 312).

Bei den beschriebenen, bekannten Formmassen dient die jeweils verwendete Harzkombination zur Verbesserung der Festigkeit, insbesondere der Grünfestigkeit, der herzustellenden Schalenform. Das Problem der Haftung dieser Schalenform an der Metallforra wird jedoch in keinem Fall berücksichtigt

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Hohloder Schalenform zur Verfügung zu stellen, bei dem das Abtrennen der gebildeten Form von der Metallform mit Hilfe eines aufgetragenen Films eines Formtrennmittels verbessert wird, welches im Gegensatz zu den bisher bekannten Mitteln ausgezeichnete Haftung an der Schalenform aufweist und die Haftung zwischen der Metallfornt und der Oberfläche der Schalenform beseitigt Dies wird erfindungsgemäß mit Hilfe eines Formtrennmittels spezifischer Zusammensetzung erreicht welches in einer sehr geringen Sch'.-htdiciite aufgetragen wird.

Der später beschriebene Vergleichsversuch zeigt deutlich, daß nur mit Hilfe der erfindungsgemäßen Harzmischung die gestellte Aufgabe gelöst wird, während jedoch die Verwendung eines Gemisches aus Novolak-Harz und Holzharz, welches gemäß US-PS 30 04 312 zur Herstellung der Schalenform selbst verwendet wurde, für die Zwecke der Erfindung nicht möglich wäre, da durch den Zusatz dieser Harzkombination im Gegenteil eine relativ starke Haftung zwischen der Metallform und der Formoberfläche erzielt wird.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung einer Hohl- oder Schalenform, bei dem ein pulverförmiges Mittel zum Erleichtern des späteren Abtrennens der gebildeten Schalenform von der Metallform, welches auf 100 Gew.-Teile eines pulverförmigen schwer schmelzbaren Materials 10 bis 40 Gew.-Teile eines thermisch härtenden Harzes enthält, auf die Formoberfläche einer auf eine Temperatur von 210 bis 260⁰C erhitzten Metallform aufgetragen wird, auf den so erhaltenen Überzugsfilm harzbeschichteter Formsand aufgebracht wird, der Überschuß des Formsandes entfernt und die so gebadete Schalenform klaziniert wird, das dadurch gekennzeichnet ist. daß man als Mittel zur Erleichterung des Abtrennens ein pulverförmiges Material einer durchschnittlichen Korngröße von 0,04 bis 0,0^7 mm, welches als Harz ein Gemisch aus Phenolharz des Novolak Typs mit 03 bis 9 Gew.-% eihis Vinylharzes, bezogen auf das Phenolharz, enthält unter Bildung einer 0.2 bis 0,5 mm dicken Schicht aufträgt.

Die Erfindung betrifft außerdem ein pulverförmiges Material zur Erleichterung des Abtrennens einer Sandform von der Metallform bei dem Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 3, welches auf 100 Gew.-Teile eines pulverförmigen schwer schmelzbaren Materials to bis 40 Gew.-Teile eines Harzes enthält, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es als Harz ein Phenolharz des Novolak-Typs im Gemisch mit 0,5 bis 9 Gew.-% eines Vinylharzes, bezogen auf das Phenolharz, enthält, und eine durchschnittliche Korngröße von 0,04 bis 0,032 mm aufweist.

Vorteilhaft kann als pulverförmiges schwer schmelzbares Material Alumi r'umoxid, Zirkonoxid, Silex, Siliciumdioxid und Magnesiumoxid und erforderlichenfalls Eisensand vorliegen.

Die Erfindung wird durch die nachstehende Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.

In dieser Zeichnung stellen die F i g. 1 bis 4 Querschnittsansichten dar, die schematisch eine Ausführungsform der Erfindung zeigen.

Wie aus den F i g. 1 bis 4 ersichtlich ist wird im einzelnen eine geheizte Metallform 1 auf einen Behälter

ίο oder Tank 4 gegeben, der ein pulverförmiges Schlichtemittel oder Formtrennmittel 2 enthält und Luft wird unter Druck aus dem unteren Teil 5 eingepumpt um die pulverförmige Schlichte 2 auf die Oberfläche der Metallform 1 zu führen, wo ein Überzugsfilm 3 gebildet wird. Wie Fig.2 zeigt, wird dann die Form 1, die mit dem auf ihre Oberfläche aufgetragenen Film 3 versehen ist umgedreht Nachdem ein Formsandrahmen 6 daraufgesetzt wurde, wird Formsand von oben dem aufgetragenen Film 3, der auf der Metallform 1 ausgebildet wurde und nicht ausreichend gehärtet ist und im weichen Zustand vorliegt zugeführt und während bestimmter Zeit wie in ng.3 gezeigt ist. gehalten. Der Rahmen 6 wird dann umgedreht, nicht festgehaltener Formsand wird entfernt, die Metallform

>5 1 wird von dem Formsandrahmen 6 entnommen urd die so gebildete Sandform unter Bildung einer Schalenoder Hohlform 8 in Kombination mit der Metallform 1. wie in Fig.4 gezeigt ist. calciniert. Dann wird die Metallform 1 von der Hohlform 8 entfernt. Das

jo Abtrennen der Form kann aufgrund des aufgetragenen Films in einfacher Weise erfolgen und die Oberfläche der Schalenform 8 ist aufgrund des aufgetragenen Films glatt, der auf die Oberfläche der Schalen- oder Hohlform 8 übertragen wurde.

j5 Das erfindungsgemäß verwendete Formtrennmittel ist ein Pulver, das ein pulverförmiges schwer schmelzbares Material und ein Bindemittel enthält, das aus Phenolharz des Novolak-Typs im Gemisch mit Vinylacetatharz besteht. Wenn außerdem Eisensand dem vorstehend beschriebenen schwerschmelzbarem Material zugemischt wird, erhält man ein Trennmittel, das zu eine^r verbesserten Gußoberfläche führt.

Als typisches schwer schmelzbares Material sind Aluminiumoxid, Zirkon (Zirkonoxid), Silex, Siliciumdioxid und Magnesia zu nennen. Diese Materialien haben im allgemeinen eine geringere Korngröße, als einem Sieb einer Maschenweite von etwa 0,056 mm entspricht, etwa 0.032 bis 0,04 mm. Der Eisensand hat ebenfalls eine mittlere Korngröße von weniger, als einem Sieb von

so 0,056 mm entspricht, vorzugsweise entsprechend 0,03? bis 0,04 mm. Die verwendete Menge des Eisensandes beträgt vorzugsweise 5 bis 15 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile des schwer schmelzbaren Materials.

Als Vinylacetatharz eignen sich Homopolymere von

« Vinylacetat sowie Copolymere von Vinylacetat mit anderen Vinylmonnmeren. wenn sie einen Überschuß von Vinylacetat als Cornonomeres enthalten. Zu typischen Copolymeren gehören Äthylen Vinylacetat Copolymere. Vinylacetat-Vinylchlorid-Copolymere und Vinylacetat-Vinylb-amid-Copolymere. Die Menge des zu verwendenden Vinylacetathar/es beträgt 0.5 bis 9 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 6 Gew.-%, bezogen auf das Phenolharz. Wenn der Anteil des Vinylacetatharzes, bezogen auf das Phenolharz, weniger als 0,5 Gew.-°/o beträgt, neigt der aufgetragene Film dazu, an einer Metallform zu hafte.ii, wenn die Form abgelöst wird. Wenn andererseits der Anteil mehr als 9 Gew.-% beträgt, wird das Ablösen von der Form übermäßig

gefördert, so daß der bereits ausgebildete aufgetragene Film zum Reißen neigt, wenn das Trennmittel auf die Metallform aufgesprüht wird.

Das erfindungsgemäße Bindemittel, das ein Gemisch aus Phenolharz des Novolak-Typs mit Vinylacetatharz enthält, wird in einer Menge von im allgemeinen 10 bis 40 Gewichtsteilen, vorzugsweise 15 bis 35 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des vorstehend beschriebenen schwerschmelzbaren Materials verwendet.

DiS erfindungsgemäße Formtrennmittel wird im allgemeinen nach folgender Methode hergestellt: so wird beispielsweise ein pulverförmiges schwerschmelzbares Material, wie pulverförmiges Aluminiumoxid, pulverförmiger Zirkonsand. gepulvertes Silex und dergleichen, auf geeignete Temperatur, beispielsweise von 150 bis 200^cC erhitzt. Dann wird der gewünschte Anteil des Bindemittels, bestehend aus einem Phenolharz des Novolak-Typs im Gemisch mit Vinylacetatharz. zugesetzt und dem schwerschmelzbaren Material zugemischt. Nach dem Kneten des Gemisches aus schwerschmelzbarem Material und Bindemittel während 6 bis 60 Minuten wird das Gemisch auf Normaltemperatur (Raumtemperatur) gekühlt und wird dann zu einem pulverförmigen Trennmittel gegeben, dessen durchschnittliche Korngröße geringer ist. als einem Sieb von 0.056 mm Sieböffnung entspricht.

Gemäß einer anderen Ausführungsform werden dem Phenolharz Alkohole, wie Methanol in einer Menge von 2 bis 10 Gew-%, bezogen auf das Gewicht des schwerschmelzbaren Materials, zugegeben und das so erhaltene Gemisch wird unter Bildung des pulverförmigen Trennmittels getrocknet und gemahlen.

Das so erhaltene Formtrennmittel ist ein pulverförmiges Material, das ein pulverförmiges schwerschmelzbares Material, wie Aluminiumoxid, und ein mit Vinylacetatharz vermischtes Phenolharz des Novolak-Typs enthält. Wenn das Mittel auf eine Metallform für eine Hohl- oder Schalenform aufgetragen wird, die auf eine geeignete Temperatur erhitzt ist. wird es durch die Wärme der Metallform während relativ langer Dauer in erweichtem Zustand gehalten. Es hat daher starkes Haftvermögen an der Metallform und der aufgetragene Formsand kann bevorzugt an der Hohlform haften, wodurch die Haftung gegenüber der Metallform vermindert wird. Die Zugabe von Eisensand zu dem pulverförmigen Formtrennmittel das die vorstehend beschriebene Zusammensetzung hat. kann zu einer guten Gußoberfläche der gegossenen Produkte führen. insbesondere von Gußstählen und verhindert das ■\uftreten von Ader- oder Porenbildung.

In einer Ausführurrgsform der Erfindung wird das Formtrennmittel im allgemeinen in einer Dicke von etw a 0.1 bis 1 mm. vorzugsweise etwa 0.2 bis 0.5 mm. auf die Oberfläche der Metallform aufgetragen. Wenn die Dicke geringer als etwa 0.1 mm ist. kann der aufgetragene Fiim das Eindringen des geschmolzenen Metalls nicht verhindern. Wenn dagegen die Dicke mehr als etwa i mm beträgt, neigt der Überzugsfilm dazu, auf der Metallform zu verbleiben und ist außerdem unwirtschaftlich.

In diesem Fall !St es wichtig, die Metallform bei geeigneter Temperatur zu halten. Das heißt, es eignet Sich eine Temperatur, die etwas höher ist als der Schmelzpunkt des Bindemittels und eine niedrigere Temperatur der Form führt dazu, daß der aufgetragene Film schlecht an der Schaienformoberfläche haftet. während er an der Metaüform haftet. Bei einer zu stark erhöhten TernDeratur der Metaüform wird das Bindemittel auf die Zersetzungstemperatur gebracht und zersetzt sich zu einem schlammartigen Zustand, wodurch die Bildung eines Überzugsfilms auf der Metallform schwierig wird und schlechtes Haften zwischen dem Überzugsfilm und der Schalenform verursacht wird. Die Temperatur wird daher vorzugsweise zwischen 200 und 260"C gehalten. Bei der Zugabe des Formsands auf den Überzugsfilm ist es außerdem erforderlich, daß der Überzugsfilm in erweichtem Zustand vorliegt. Wenn der Formsand zugesetzt wird, nachdem die Härtung des Überzugsfilms erfolgt ist, wird die vollständige Haftung zwischen dem Überzugsfilm und dem Formsand nicht erhalten, und wenn teilweise Haftung eintritt, wird der Film ohne Haftung an dem Formsand abgetrennt.

Nach dem Aufbringen des Formsands wird dieser im allgemeinen während 20 bis 120 Sekunden, vorzugsweise 30 bis 60 Sekunden, festgehalten. Nach dem Entfernen des Überschusses des Formsands wird die Metallform abgelöst, und die so gebildete Sandform wird im allgemeinen während 50 bis 150 Sekunden, vorzugsweise 60 bis 80 Sekunden bei einer Temperatur von 200 bis 300° C, vorzugsweise 210 bis 260⁰C calciniert.

Wie vorstehend beschrieben wurde, umfaßt erfindungsgemüß das pulverförmige Formtrennmittel ein pulverförmiges schwer schmelzbares Material, wie Aluminiumoxid. Zirkonoxid und Silex, und ein aus Phenolharz des Novolak-Typs im Gemisch mit Vinylacetatharz bestehendes Bindemittel. Dieses Formtrennmittel wird auf eine Oberfläche einer Metallform aufgetragen, die auf geeignete Temperatur erhitzt ist, und dann wird Formsand auf den Überzugsfilm aufgebracht, während der Film in ungehärtetem Zustand vorliegt. Die Haftung des Formsands als Füllmaterial wird daher während langer Dauer nach dem Auftragen beibehalten, wodurch eine stark verbesserte Betriebsweise und eine verbesserte Abtrennung der Schalenform von der Metallform nach den Formen erzielt wird.

Durch Verwendung von Eisensand, der dem schwerschmelzbaren Material zugesetzt wird, wird außer den vorstehend erwähnten vorteilhaften Wirkungen der Vorteil erzielt, daß die Aderbildung auf der Oberfläche der Gußstücke vermieden werden kann, die unter Verwendung der Hohl- oder Schalenform erhalten wurden, und auch andere nachteilige Wirkungen, wie speziell die Bildung eines Apfelsinenschaleneffekts beim Vergießen von Gußeisen-Materialien kann verhindert werden, wodurch in hoher Wirksamkeit Verbesserungen der Gußoberfläche erreicht werden.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele erläutert, in denen alle Teile und Prozentangaben Gewichtsteile bzw. Gewichtsprozent bedeuten, wenn nichts anderes ausgesagt wird.

In den nachstehenden Beispielen wurden Gußstähle und Gußeisen verwendet, welche die nachstehend angegebene Zusammensetzung und Eigenschaften hatten (der restliche Anteil ist Fe):

Gußstahl

Si Mn

0.15-0.30 weniger weniger weniger weniger als 0.80 als 1.00 als 0.05 als 0.05

Geduldete	Bestandteile	7	23	Mo	26 040	W	8	Al	Ti	Zr
Ni	Cu	Cr	weniger als 0,10	V	weniger als 0.05	weniger als 0,05	weniger als 0,05	weniger als 0.05
weniger •Is 0,50	weniger als 0,50	weniger als 0,25	weniger als 0.05

Mechanische Eigenschaften: Streckgrenze: mehr als 18 kg/cm². Zugfestigkeit: mehr als 37 kg/cm² Dehnung: mehr als 20% Querschnittsverminderung: mehr als 25%

Gußeisen	Si	Mn	1.20	P	S
C	0.50-3.00	0.30-		0.01-030	0.02-0,15
2.50-4.00

Mechanische Eigenschaften: Zugfestigkeit: 10—45 kg/mm?. Beispiel 1

100 Teile pulverförmiges Aluminiumoxid einer durchschnittlichen Korngröße entsprechend einem Sieb einer Maschenöffnung von 0.037 mm wurden auf eine Temperatur von 150⁰C erhitzt. 25 Teile Phenolharz des Novolak-Typs im Gemisch mit 3 Teilen Vinylacetatharz wurden als Bindemittel zugesetzt und eingeknetet und nach dem Abkühlen des Gemisches auf Raumtemperatur wurde es gemahlen, wobei eine Schlichte 2 mit einer durchschnittlichen Korngröße von 0.037 mm erhalten wurde. Dann wurde eine Metallform 1 auf eine Temperatur von 250° C erhitzt und auf einen Behälter 4 gelegt, der die Srhlichte 2 enthielt. Luft wurde unter Druck aus dem unteren Teil 5 eingepumpt, wobei ein Überzugsfilm 3 einer Dicke von etwa 05 mm erhalten wurde, der an einer Oberfläche der Metallform 1 haftete.

Die auf der Oberfläche mit dem Überzugsfilm 3 versehene Form 1 wurde dann umgedreht, ein Rahmen C wurde aufgelegt Formsand 7 wurde von oben zugeführt und während 50 Sekunden darauf belassen. Die Form 1 wurde dann umgedreht, um nicht eingelagerten Formsand zu entfernen, und bei einer Temperatur von 210⁰C 80 Sekunden in einem Ofen calciniert Der calcinierte Formsand wurde von der Metallform 1 abgelöst, wobei eine Schalenform 8, die in F i g. 4 gezeigt ist, erhalten wurde. In diesem Fall ist es wichtig, daß der Formsand zugegeben wird, während der auf der Oberfläche der Metallform ausgebildete Überzugsfilm sich in halb gehärtetem Zustand befindet. Wenn Gußstahl-Material (Zugfestigkeit mindestens 46 kg/mm²) in der so erhaltenen Schalenform vergossen wurde, wurde ein Gußkörper mit einer Oberflächenrauhigkeit von weniger als 28 S erhalten, und es wurde eine sehr gute Abtrennung des Sandes erzielt

Beispiel 2

Methanol wurde in einer Menge von 4%, bezogen auf den Sand, zu 100 Teilen pulverförmigem Zirkonsand einer durchschnittlichen Korngröße von 0.Oj/ mm gegeben. 20 Teile Phenolharz des Novolak-Typs und 3

x> Teile Polyvinylacetat wurden als Bindemittel zugesetzt, und das Gemisch wurde 30 Minuten geknetet. Nach dem Trocknen wurde das so erhaltene Gemisch gemahlen, wobei ein Formtrennmittel einer durchschnittlichen Korngröße von etwa 0.046 mm erhalten wurde. Dieses

j? wurde dann auf die Oberfläche einer auf eine Temperatur von 250" C erhitzten Metallform gesprüht, wobei ein Oberzugsfilm einer Dicke von etwa 0,4 mm erhalten wurde. Während der Film des Trennmittels noch nicht gehärtet war, wurde Formsand auf den auf der Form befindlichen Film aufgetragen, und die Schicht aus Trennmittel und Sand wurde dann bei einer Temperatur in dem angegebenen Temperaturbereich während 60 Sekunden unter Bildung eines Kerns kalziniert Wenn Gußeisen-Material (Zugfestigkeit mindestens 20 kg/mm²) unter Verwendung dieses Kerns vergossen wurde, wurde ein Gußkörper mit einer Oberflächenrauhigkeit von weniger als 18 S erhalten.

Beispiel 3

Das Verfahren wurde in der in Beispiel 1 beschriebenen Weise zur Bildung einer Hohlform wiederholt mit der Abänderung, daß 15 Teile Eisensand einer durchschnittlichen Korngröße von 0,04 mm zu 100 Teilen Silex einer durchschnittlichen Korngröße von 0,037 mm gegeben wurde. Beim Vergießen des gleichen Gußeisens wie in Beispiel 2 in der so erhaltenen Form wurde ein Gußkörper mit sehr guter Dimensionsgenauigkeit und ausgezeichneter Gußoberfläche erhalten.

Beispiel 4

Ein Formtrennmittel einer durchschnittlichen Korngröße von 0,037 mm, erhalten durch Vermischen von 100 Teilen pulverförmigem Aluminiumoxid einer durchschnittlichen Korngröße von 0.03 mm und 20 Teilen Novolak-Phenolharz im Gemisch mit (1) 1%. (2) 3%, (3) 5%, (4) 7% bzw. (5) 9% Polyvinylacetat wurde

auf eine Metallform aufgetragen. die auf eine Temperatur von 250° C erhitzt war, wobei ein 0,3 bis 0,4 mm dicker Überzugsfilm gebildet wurde. Schalenformsand wurde als Füllmaterial verwendet, und der Formsand wurde bei einer Temperatur von 250° C während 70 Sekunden kalziniert, wöbet eine Schalenform gebildet wurde. Dabei wurden folgende Ergebnisse erzielt:

(1) Anteil an Polyvinylacetat t%:

Im Vergleich mit einer von Polyvinylacetat freien Schlichte wurde die zur Haftung des Formsands als Füllmaterial erforderliche Zeit um 20 Sekunden erhöht, und die Haftwirkung wurde verbessert

(2) Anteil an Polyvinylacetat von 3%:

Verglichen mit einer vor Polyvinylacetat freien π Schlichte wurde die zur Haftung des als Füllmittel verwendeten Materials erforderliche Zeit um 30 Sekunden verlängert, und die Haftung wurde verbessert Die Abtrennung der Schalenform von der Metallform wurde ebenfalls stark verbessert

(3) Anteil an Polyvinylacetat von 5%:

Es wurde das gleiche Ergebnis wie bei Verwendung von 3% Polyvinylacetat erzielt

(4) Anteil an Polyvinylacetat von 7¹Vb:

Die Abtrennung von der Metallform wurde stark r, verbessert die Haftung an der Oberfläche der Metallform während des Oberziehens wurde jedoch vermindert. Die Haftung des Füllmaterials wurde stark verbessert.

(5) Anteil an Polyvinylacetat von 9%: Die Haftung gegenüber der Metallform wurde vermindert

Beispiel 5 *

Die Verfahrensweise des Beispiels t wurde durchgeführt, wobei jedoch ein Trennmittet einer durchschnittlichen Korngröße von 0,042 mm verwendet wurde, das durch Vermischen von 100 Teilen pulverförmigem Aluminiumoxid einer durchschnittlichen Korngröße von ©,037 mm, 30 Teilen No volak-Phenolharz im Gemisch mit 3% Polyvinylacetat und (1) 0 Teil, (2) 5 Teilen, (3) 10 Teilea (4) 15 Teilen bzw. (5) 20 Teilen Eisensand einer durchschnittlichen Korngröße von 0,037 mm erhalten worden war, wobei eine Schalenform gebildet wurde: Seim Vergießen von Gußstahl-Material (Mindestzugfettigkeit 45 kg/mm²) in der erhaltenen Form wurden Gußkörper (tO mm χ 80 mm χ 150 mm) mit folgenden Eigenschaften erzielt:

(1) Ohne Eisensand (0Teile):

Es wurde stellenweise Orangenhaut-EfTekt beobachtet Die Gußoberfläche entsprach etwa 5OS, und es trat 10% Aderbildung auf.

(2) Anteil an Eisensand von STeflen:

Die Gußoberfläche entsprach etwa 40 S und war gut; geringe Aderbildung (1 %).

(3) Anteil an Eisensand von tO Teilen: eo Die Gußoberfläche entsprach etwa 30 S und war gut, keine Aderbildung.

(4) Anteil an Eisensand von 15 Teilen:

Keine Aderbildung, geringfügige Gasporenbildung trat auf.

(5) Anteil an Eisensand von 20 Teilen:

Keine Aderbildung, jedoch häufiges Auftraten von geringfügiger Gasporenbildung.

Vergteichsbeispiel

In den nachstehend erläuterten Versuchen wird das erfindungsgemäfle Mittel zum Erleichtern des Abtrennens einer Schalenform von der Metallform, welches als Harzbindemittel ein Gemisch aus Novolak-Harz und 03 bis9Gew.-% Vinylharz enthält, mit einem entsprechenden Mittel verglichen, welches als Harzbindemittel ein Gemisch aus Novolak-Harz und Holzharz enthält, welches bereits als Bindemittel für Formsande verwendet worden ist Zusätzlich wurde ein Versuch mit einem Mittel durchgeführt, das ein bisher noch nicht beschriebenes Gemisch aus Novolak-Harz, Vinylharz und Holzharz als Bindemittel enthält (Versuch 5).

Die nachstehend erläuterten Versuche zeigen, daß das aus Novolak-Harz und Holzharz bestehende Harzgemisch zur Herstellung eines Mittels zur Erleichterung des Entformens nicht geeignet ist, weil es im Gegenteil die Haftung der gebildeten Schicht an der Metallform erhöht und beim Entformen zum Zurückhalten von Teilen der Oberflächenschicht an der Metallform führt

Die Versuche wurden in folgender Weise durchgeführt:

Es wurden sechs verschiedene Entformungsmittel hergestellt, deren Harzbindemittel die in der nachstehenden Tabelle t gezeigte Zusammensetzung hatte. Diese Mittel wurden dann jeweils iuf eine auf 260° C erhitzte, siliconbeschichtete Metallform aufgesprüht. Auf diese Weise wurden auf der Metallform Schichten einer Dicke von jeweils etwa 0,4 mm ausgebildet.

Danach wurde üblicher harzbeschichteter Sand als Füllmaterial auf die aus der Metallform ausgebildeten Schichten aufgetragen und dort 10 Sekunden belassen. Der nicht gehärtete überschüssige Sand wurde dann durch Umdrehen der Metallform entfernt, und der verbliebene, die Hohlform bildende Sand wurde 50 Sekunden gehärtet Die so gebildeten gehärteten Schalenformen wurden dann von der Metallform getrennt Nach der Durchführung der Entformung wurden die Flächen gemessen, auf denen die Überzugsschicht auf der Metallform haftete. Die dab-H erzielten Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 1

Versuch

Novolak-Harz

Vinylharz Holzharz

(Gew.-%H) (Gew.-%)J)

t (erfindungs- 25 5 0
gemäß)

2 (Vergleich) 25 0 5

3 (Vergleich) 25 0 15
Φ (Vergleich) 25 0 30

5 (Vergleich) 25 5 !5

6 (Vergleich) 25 0 0

Anmerkung:

') Gew.-% Novolak-Harz, bezogen auf das Gewicht von basischem pulverförmigem Siliciumdioxid einer Teilchengröße entsprechend höchstens 400 Maschen.

²) Gew.-% Vmylharz, bezogen auf das Gewicht des Novolak-Harzes.

³) Gew.-% Holzharz, bezogen auf das Gewicht des Novolak-Harzes.

If

Tabelle 2 Versuch An der Metallform Anzahl der Nr. haftender Flächeranlei! «JurchgKffihrten

der Überzugsschicht Tesks

I (erfindungs-

getnaB)
2
3
4
S

15
15

40
10
20

20

20 20 10

20 20

Wie aus den vorstehenden Versuchsergebni'-sen in Tabelle 2 ersichtlich ist, wird nur mit Hilfe des

erfindungsgemäßen Mittels, welches als Harzbindemiitel Novolak-Harz im Gemisch mit Vinylharz enthält, das Problem der Haftung gelöst. Erfindungsgemäß tritt keine Haftung zwischen der Metallform und der Oberflächenschicht auf, und es wird eine einwandfreie Oberfläche erzielt Bei Verwendung von r'olrharz als Zusatz zu dem Novolak-Harz wird dagegen gerade der entgegengesetzte Effekt erreicht. Bereits bei Vorliegen von 5 Gew.-% Holzharz haften bereits 15% der Oberfläche an der Metaltform, und eine Vergrößerung des Holzharz-Zusatzes verschlechtert das Entformen sogar noch. In diesem Fall haften- sogar 40% csr Oberflächenschicht an der Fornr. Eine Verbesserung wird lediglich in diesem Fall durch Zugabe des irfindungsgemäßen Vinylharzes erzielt, wobei eine anhaftende Fläche von nur 10% erhalten wird.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Hohl- oder Schalenform, bei dem ein pulverförmiges Mittel zum Erleichtern des späteren Abtrennens der gebildeten Schalenform von der Metallform, welches auf 100 Gew.-Teile eines pulverförmigen schwer schmelzbaren Materials 10 bis 40 Gew.-Teile eines thermisch härtenden Harzes enthält, auf die Formoberfläche ι ο einer auf eine Temperatur von 210 bis 260" C erhitzten Metallform aufgetragen wird, auf den so erhaltenen Oberzugsfilm harzbeschichteter Formsand aufgebracht wird, der Oberschuß des Formsandes entfernt und die so gebildete Schalenform kalziniert wird, dadurch gekennzeichnet, daß man als Mittel zur Erleichterung des Abtrennens ein pulverförmiges Material einer durchschnittlichen Korngröße von 0,04 bis 0,032 mm, welches als Harz ein Gemisch aus Phenolharz des Novolak-Typs mit OJS bis 9 Gev. % eines Vinylharzes, bezogen auf das Phenolharz, enthält, unter Bildung einer 0,2 bis 0,5 mm dicken Schicht aufträgt

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Kalzinieren der Sandform bei einer Temperatur von 200 bis 300° C durchführt

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Mittel zur Erleichterung des Abtrennens auf die Metallform aufsprüht

4. Pulverförmiges Material zur Erleichterung des Abtrennens einer Sandform von der Metallfo» m bei dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welches auf 100 Gew.-Teile eines pulverförmig schwer schmelzbaren Materials 10 bis 40 Gew.-Teile eines Harzes enthält, dadurch gekennzeichnet daß es als Harz ein Phenolharz des Novolak-Typs im Gemisch mit 0,5 bis 9 Gew.-% eines Vinylharzes, bezogen auf das Phenolharz, enthält und eine durchschnittliche Korngröße von 0,04 bis 0,032 mm aufweist

5. Mittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß es als pulverförmiges schwer schmelzbares Material pulverförmiges Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Silex, Siliciumdioxid und/oder Magnesiumoxid enthält