DE2612668A1 - Verfahren zum brennen von keramischen formschalen - Google Patents
Verfahren zum brennen von keramischen formschalenInfo
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Description
VON KREISLER SCHONWALD MEYER EISHOLD FUES VON KREISLER KELLER SELTING
O C Λ O Γ r Q PATENTANWÄLTE
Dr.-Ing. von Kreisler τ 1973
Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln Dr.-Ing. Th. Meyer, Köln
Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden Dr. J. F. Fues, Köln Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln
Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln Dipl.-Ing. G. Selling, Köln
AvK/Ax 5 Köln 1 24.3.76
DEICHMANNHAUS AM HAUPTCAHNHOF
Verfahren zum Brennen von keramischen Formschalen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Brennen von keramischen Formschalen, die für das Präzisionsgießverfahren
oder Investment-Gießverfahren dienen, um die Formschalen
zu verfestigen und zu härten.
Die keramischen Formschalen, auf die die Erfindung vorteilhaft anwendbar ist, gehören zu dem Typ, der innen
einen Formhohlraum aufweist, der alle Einzelheiten und Feinheiten eines schließlich herzustellenden gewünschten
Gußstücks zeigt. Eine solche keramische Formschale kann, so kompliziert die Form des Formhohlraums auch ist,
durch Entfernung eines verlorenen Modells, das ein Abbild des gewünschten Gußstücks darstellt, leicht hergestellt
werden. Die Entfernung des verlorenen Modells hat die Bildung des Formhohlraums zur Folge. Das Verfahren,
das im allgemeinen mit der Herstellung der keramischen Formschale beginnt und mit der Herstellung des gewünschten
Gußstücks unter Verwendung der keramischen Formschale endet, wird als Wachsausschmelzverfahren, Präzisionsgießverfahren
oder Investment-Gießverfahren bezeichnet.
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Telefon: (0221) 23 45 41-4 · Telex: 8Ϊ3 2307 dopa d ■ Tulugramm: Dompatunt Köln
Dem Fachmann ist es bekannt, daß die keramische Formschale unmittelbar nach der Herstellung so brüchig ist,
daß eine anschließende Wärmebehandlung erforderlich ist, um sie zu verfestigen und zu härten. Außerdem ist es
allgemein üblich, die verfestigte und gehärtete keramische Formschale bei erheblich erhöhter Temperatur zu
halten, bevor geschmolzenes Metall in den Formhohlraum der keramischen Formschale gegossen wird, um die Möglichkeit
einer Beschädigung, z.B. Rißbildung oder Zerstörung, die sonst durch den schnellen Temperaturwechsel der mit
dem zu gießenden geschmolzenen Metall in Berührung korn- ; menden keramischen Formschale eintreten würde, zu vermeiden.
Bisher wurde die keramische Formschale in der nachstehend beschriebenen Weise behandelt, bevor das geschmolzene
Metall in den Formhohlraum gegossen wurde. Das zum Verfestigen und Härten der keramischen Formschale dienende
Brennen wird bei einer Temperatur im Bereich von 700 bis 10000C durchgeführt. Nachdem die keramische Formschale
in dieser Weise verfestigt und gehärtet worden ist, wird sie in einen Formkasten eingesetzt. Anschließend wird
eine Sandmasse so in den Formkasten gefüllt, dass die Formschale in ihrer Lage im Formkasten gehalten wird,
wobei die Formschale durch den Sand abgestützt wird oder darin eingebettet ist. Dann wird der Formkasten mit der
darin befindlichen Formschale in einen Elektroofen oder Gasofen überführt, wo die Formschale im Formkasten auf
eine vorbestimmte Verfestigungs- oder Härtetemperatur von etwa 85O°C während einer vorbestimmten Zeit im Bereich
von 7 bis 10 Stunden erhitzt wird. Während die Formschale die im wesentlichen konstante Temperatur von
etwa 85O0C erreicht, wird geschmolzenes Metall in den Formhohlraum gegossen, wodurch ein Gußstück, das alle
Feinheiten und Einzelheiten des Formhohlraums aufweist, gebildet wird.
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Da jedoch bei dem vorstehend beschriebenen bekannten Verfahren das Füllen des Sandes in den Formkasten von
Hand erfolgt, ist eine sehr lange Zeit bis zum vollständigen Einfüllen des Sandes in den Formkasten erforder- |
lieh, und der zu handhabende Sand schafft eine belästigende und gesundheitsschädliche Umgebung im Arbeits- :
raum. Ferner kann in Fällen, in denen die keramische Formschale eine komplizierte Form hat und beispielsweise :
für die Herstellung von Schiffsschrauben . vorgesehen ist,1
der Sand nicht ohne erhebliche Schwierigkeit in die Teile unter den hohlen Vorsprüngen der keramischen Formschale,
die den Flügeln der Schiffsschraube entsprechen, gefüllt '■
werden, oder die keramische Formschale wird in anderer Weise auf Grund der Tatsache beschädigt, daß auch die
gebrannte, verfestigte keramische Formschale im Vergleich1 zu Gießformen, die bei anderen Gießverfahren verwendet
werden, verhältnismäßig brüchig und zerbrechlich ist.
Wenn die gebrannte und verfestigte keramische Formschale in einem Elektroofen erhitzt werden soll, erfolgt das
Erhitzen durch Strahlungsenergie, die von einer von der Formschale getrennten Wärmequelle abgestrahlt wird. Daher
ist eine verhältnismäßig lange Zeit erforderlich, um die Formschale auf die erforderliche vorbestimmte Temperatur
zu erhitzen. Ferner ist es in Abhängigkeit von der Größe und Form der zu erhitzenden keramischen Formschale nicht '
möglich, mehrere Formschalen gleichzeitig in einem Elek- :
troofen mit gegebenem Fassungsvermögen zu erhitzen. Hieraus ergibt sich eine Verschlechterung der Produktionsleistung
an gewünschten.Gußstücken. Da ferner die Strah- ; lungswarmeenergie, die von der Wärmequelle im Elektroofen
abgegeben wird, durch den Formkasten auf die keramische < Formschale übertragen wird, wird der Formkasten, wenn er !
aus metallischem Werkstoff besteht, unter dem Einfluß der, erhöhten Temperatur leicht oxydiert und/oder stark deformiert
und daher die Lebensdauer des Formkastens verkürzt.
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Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, zur Wärmebehandlung von keramischen Formschalen ein verbessertes Verfahren
verfügbar zu machen, bei dem die keramische Formschale im wesentlichen in eine in eine Heizkammer eines
Heizofens enthaltene Sandmasse getaucht wird, indem die
Sandmasse in der Heizkammer in die Wirbelschicht überführt, wird, wodurch die verschiedenen Nachteile und ; Unbequemlichkeiten, die dem bekannten Verfahren inne- '' wohnen, im wesentlichen ausgeschaltet werden. Die Er- ί findung ist ferner auf ein verbessertes Verfahren dieser
Heizofens enthaltene Sandmasse getaucht wird, indem die
Sandmasse in der Heizkammer in die Wirbelschicht überführt, wird, wodurch die verschiedenen Nachteile und ; Unbequemlichkeiten, die dem bekannten Verfahren inne- '' wohnen, im wesentlichen ausgeschaltet werden. Die Er- ί findung ist ferner auf ein verbessertes Verfahren dieser
Art gerichtet, das im Vergleich zu dem vorstehend be- j
schriebenen bekannten Verfahren leicht unter wesentlicher.
Verkürzung der Wärmebehandlungsdauer und unter wesentlicher Verringerung des erforderlichen Arbeitsaufwandes ί
und der Brennstoffmenge, die zur Erzeugung der Wärmeenergie zum Erhitzen der keramischen Formschale dient, leicht
durchgeführt werden kann. Gemäß der Erfindung können
diese Aufgaben leicht durch Verwendung eines Heizofens
eines Typs gelöst werden, der aus einem oben offenen
Brennofen mit wenigstens zwei Kammern, nämlich einer
Heizkammer und einer Verbrennungskammer besteht, die
durch einen perforierten Gasverteiler getrennt sind, wo- ■ bei die Heizkammer unmittelbar über der Verbrennungs- ! kammer angeordnet ist und eine Sandmasse über dem per- . forierten Gasverteiler enthält. Während die Verbrennungs-. kammer mit einem oder mehreren Gasbrennern versehen ist, ; die mit einer Brennstoffquelle, z.B. öl oder verflüssig-
diese Aufgaben leicht durch Verwendung eines Heizofens
eines Typs gelöst werden, der aus einem oben offenen
Brennofen mit wenigstens zwei Kammern, nämlich einer
Heizkammer und einer Verbrennungskammer besteht, die
durch einen perforierten Gasverteiler getrennt sind, wo- ■ bei die Heizkammer unmittelbar über der Verbrennungs- ! kammer angeordnet ist und eine Sandmasse über dem per- . forierten Gasverteiler enthält. Während die Verbrennungs-. kammer mit einem oder mehreren Gasbrennern versehen ist, ; die mit einer Brennstoffquelle, z.B. öl oder verflüssig-
tem Propan, und auch mit einer Luftzufuhr verbunden sind, die für die Verbrennung des Brennstoffs und auch zur :
Erzeugung eines Stroms von heißem Gas unter einem vorbestimmten Druck in Richtung zur Heizkammer durch den
perforierten Gasverteiler erforderlich ist, ist die Verbrennungskammer mit einer Druckluftversorgung verbunden,
perforierten Gasverteiler erforderlich ist, ist die Verbrennungskammer mit einer Druckluftversorgung verbunden,
ί die notwendig ist, um die Sandmasse in der Heizkammer in
die Wirbelschicht zu überführen.
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In der Praxis des Wärmebehandlungsverfahrens gemäß der
Erfindung wird die von einem geeigneten Hebezeug getragene und daher oben hängende keramische Formschale
in die Heizkammer abgesenkt, während der Sand in der j Heizkammer d.urch die Einwirkung von Druckluft unter einem
2 vorbestimmten Druck im Bereich von 1,0 bis 2,5 kg/cm in den Wirbelschichtzustand überführt wird. Während der
Sand in der Heizkammer sich im Wirbelschichtzustand be- ,
findet, kann die keramische Formschale allmählich in die :
Wirbelschicht aus Sand innerhalb einer annehmbaren Zeit,
z.B. in 1/20 der Zeit, die erforderlich ist, um die i
keramische Formschale nach dem bekannten Verfahren in ι
ihre Lage im Formkasten zu bringen, getaucht werden. i
Die Einführung der keramischen Formschale in die Wirbelschicht aus Sand hat den weiteren Vorteil, daß auch Formschalen
mit komplizierter Form und/oder verhältnismäßig großem Umfang und/oder verhältnismäßig geringer Wandstärke
leicht gleichmäßig vom Sand umhüllt werden können.
Nachdem die keramische Formschale in der Heizkammer vom '
Sand umhüllt gehalten worden ist, wird ferner gemäß der ' Erfindung ein Heißgasstrom auf die Heizkammer unter einem
2 > vorbestimmten Druck im Bereich von 0,5 bis 1,0 kg/cm von1
dem Gasbrenner oder von den Gasbrennern zur Einwirkung ', gebracht. Dieser Druck ist so gewählt, daß keine Überführung
des in der Heizkammer enthaltenen Sandes in den Wirbelschichtzustand erfolgt. Trotzdem wird während der
Einwirkung des Heißgases die Zufuhr von Druckluft aus der Druckluftquelle unterbrochen. :
Die Einführung des Heißgases aus der Verbrennungskammer in die Heizkammer durch den perforierten Gasverteiler, ι
v ι
z.B. ein Keramikfilter, hat zur Folge, daß die Sandteilchen
erhitzt werden, die ihrerseits die keramische Formschale auf eine vorbestimmte Brenn- oder Verfestigungstemperatur erhitzen, wodurch die Formschale in der Heiz-
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kammer gebrannt und verfestigt wird. Mit anderen Worten, : die keramische Formschale wird durch den Effekt des
Wärmeaustausches zwischen keramischer Formschale und ; Sandteilchen auf die vorbestimmte Brenn- und Verfesti- J
gungstemperatur erhitzt, so daß der Erhitzungswirkungs- ;
grad so hoch ist, daß im Vergleich zum Erhitzen durch den' Einfluß von Strahlungswärmeenergie nach dem bekannten
Verfahren die zum Brennen und Verfestigen der keramischen Formschale erforderliche Zeit in vorteilhafter Weise auf '
1/20 bis 1/30 der beim bekannten Verfahren erforderlichen1
Zeit verkürzt werden kann, wodurch sich eine Verringe- ■ rung der Brennstoffmenge ergibt, die zum Verfestigen und '
Härten der keramischen Formschale erforderlich ist. ;
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Abbildungen
weiter erläutert.
Fig.l ist ein Längsschnitt durch einen Heizofen, der für
die Zwecke der Erfindung verwendet wird.
Fig.2 ist ein Querschnitt längs der Linie II-II von Fig.l.
Fig.3 (a) und (b) sind graphische Darstellungen, die den
Druck- und Temperaturverlauf während des gesamten Verfahrens gemäß der Erfindung in zeitlicher Abstimmung aufeinander
veranschaulichen.
Fig.l und Fig.2 zeigen einen Heizofen vom Typ eines oben
offenen Brennofens 10, der auf einem geeigneten Fundament ;
11, z.B. auf dem Boden, fest installiert und durch einen perforierten Gasverteiler 14 in eine Heizkammer 12 und
eine Verbrennungskammer 13 unterteilt ist, wobei die Heizkammer 12 über der Verbrennungskammer 13 angeordnet
ist. Die Verbrennungskammer 13 ist durch eine Stützplatte 15, die im wesentlichen in der Mitte der Höhe der Verbrennungskammer
13 angeordnet ist, im wesentlichen in eine Gaskammer 13a und eine Brennerkammer 13b unterteilt.
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Während der Gasraum 13a über eine Leitung 16 mit einem eingesetzten Regelventil 16a mit einer (nicht dargestellten)
Druckluftquelle verbunden ist, sind im Brennerraum 13b ein oder mehrere, z.B. 2 Brenner 17a und 17b
angeordnet, die hängend an der Tragplatte 15 befestigt ;
sind. Diese Brenner 17a und 17b stehen über eine Leitung 18 mit einem eingesetzten Regelventil 18a mit einer
(nicht dargestellten) Brennstoffquelle sowie über eine Leitung 19 mit eingesetztem Regelventil 19a mit einer j
Luftquelle in Verbindung.
In der Heizkammer 12 ist eine Sandschüttung angeordnet, die, wenn eine keramische Formschale 20 im wesentlichen
darin eingetaucht ist, wie später beschrieben werden wird, durch die Einwirkung von Druckluft unter einem
2
Druck von 1,0 bis 2,5 kg/cm aus der Druckluftquelle eine Wirbelschicht bildet.
Druck von 1,0 bis 2,5 kg/cm aus der Druckluftquelle eine Wirbelschicht bildet.
In der Praxis des Verfahrens gemäß der Erfindung wird die keramische Formschale 20, die durch Entfernung eines
ausschmelzbaren Modells, das ein Abbild des endgültig herzustellenden gewünschten Gußstücks ist,unter Bildung
eines Formhohlraums 20a entsteht, der alle Einzelheiten und Feinheiten des Modells aufweist, von einem beliebigen
geeigneten Hebezeug, z.B. einem Kran, über der oberen , öffnung gehalten, die in die Heizkammer 12 führt. Im
einzelnen wird die keramische Forms£hale 20 so gehalten, daß eine Öffnung in der Formschale, die in den Formhohlraum
20a führt und durch die das ausschmelzbare Modell entfernt worden ist, nach oben gerichtet und von einem
Deckel 21 mit einer öse 21a für die Verbindung mit einem Hebeseil (nicht dargestellt) verschlossen ist. Dieser
Deckel 21 dient gleichzeitig als Halter, der die keramisehe
Formschale 20 hält.
Nachdem oder kurz bevor die in dieser Weise gehaltene
keramische Formschale auf den obersten Gipfel der Sand-609840/
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schüttung in der Heizkammer 12 aufgesetzt worden ist, :
wird Druckluft durch die Leitung 16 in die Gaskammer 13a t
unter einem vorbestimmten Druck im Bereich von 1,0 bis ί
2,5 kg/cm eingeführt. Diese Druckluft im Gasraum 13a j
strömt durch den perforierten Gasverteiler 14 nach oben j
in die Heizkammer 12 und überführt hierdurch die Sand- |
schüttung in der Heizkammer 12 in den Wirbelschichtzu- '.
stand. !
Während die Sandteilchen in der Heizkammer 12 aufgewirbelt werden, wird die oben auf der Sandschüttung 22 [
ruhende keramische Formschale 20 tief in den Sand ge- zogen. Diese Aufwirbelung des Sandes in der Heizkammer 12
wird fortgesetzt, bis ein größerer Teil der Formschale j 20 mit Ausnahme des Teils, der vom Deckel 21 gehalten
wird, im wesentlichen im Sand 22 eingetaucht ist, während der vom Deckel 21 gehaltene Teil der Formschale von der ·
oberen Grenze des Sandbettes 22 frei nach außen ragt, wie in Fig.l dargestellt.
Es ist zu bemerken, daß das Einsetzen der keramischen Formschale in die Heizkammer 12 leicht beispielsweise j
in einer Zeit von 5 bis 15 Sekunden erreicht werden kann,· da der Sand sich im Wirbelschichtzustand befindet.
Ferner können ohne Rücksicht darauf, wie kompliziert die ; Form der keramischen Formschale 20 auf Grund der Form :
des gewünschten Gußstücks, beispielsweise der dargestellten Schiffsschraube ist, die Sandteilchen in jede
Ecke und jeden Winkel der Formschale eindringen, wo die Formschale bei dem bekannten Verfahren, bei dem die Sandteilchen
gestampft werden, nachdem die Formschale in ihre Lage in der Heizkammer gebracht worden ist, unge- ■
füllt mit Sandteilchen gelassen wird. '
Zu dem Zeitpunkt, zu dem der in Fig.l dargestellte.Zustand
erreicht ist, ist die keramische Formschale 20 von der Sandschüttung 22 in der Heizkammer 12 im wesentlichen
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umhüllt und gleichzeitig von ihr hinterfüllt. Die Zufuhr j
der Druckluft, die zur Überführung des Sandes 22 in den i Wirbelschichtzustand erforderlich ist, wird dann unterbrochen.
Anschließend wird die von der Sandmasse 22 in der Heiz- !
kammer 12 umhüllte keramische Formschale 20 auf eine j
vorbestimmte Brenn- oder Verfestigungstemperatur erhitzt.; Dies läßt sich leicht durch Zünden der Brenner 17a und ·
17b erreichen, wodurch die Brenner einen Heißgasstrom I erzeugen, der eine Temperatur im Bereich von 900 bis
1200°C hat und über die Gaskammer 13a durch den Gasverteiler 14 nach oben in die Heizkammer 12 unter einem
solchen vorbestimmten Gasdruck im Bereich von 0,5 bis 1,0 kg/cm steigt, daß keine wesentliche Aufwirbelung
der Sandteilchen 20 in der Heizkammer 12 stattfindet.
Während das Heißgas mit erhöhter Temperatur durch den Gasverteiler 14 in die Kammer 12 strömt, werden die
Sandteilchen 12 zuerst erhitzt, während das Heißgas weiterhin nach oben durch die Zwischenräume zwischen den !
d
Santeilchen 22 nach oben strömt. Die Sandteilchen treten ihrerseits in Wärmeaustausch mit der keramischen Form- ! schale 20, wodurch diese gebrannt und verfestigt wird. j Das Erhitzen der Formschale 20 auf die vorbestimmte · Brenn- und Verfestigungstemperatur kann leicht innerhalb verhältnismäßig kurzer Zeit erreicht werden. Beispiels- : weise hat eine Reihe von durchgeführten Versuchen er- ', geben, daß die keramische Formschale für das Gießen einer dreiflügeligen Schiffsschraube von 1000 mm Durchmesser auf die Brenn- und Verfestigungstemperatur im Bereich von 700 bis 1000°C innerhalb von etwa 15 Minuten erhitzt werden konnte. Wenn ferner die Formschale auf eine ; Temperatur von etwa 1000°C erhitzt wird, ist die Entfernung von Rückständen des ausschmelzbaren Modells im Formhohlraum überflüssig. Bei dem bekannten Verfahren erfolgte diese Entfernung vor dem Einsetzen der kera-609840/1035
Santeilchen 22 nach oben strömt. Die Sandteilchen treten ihrerseits in Wärmeaustausch mit der keramischen Form- ! schale 20, wodurch diese gebrannt und verfestigt wird. j Das Erhitzen der Formschale 20 auf die vorbestimmte · Brenn- und Verfestigungstemperatur kann leicht innerhalb verhältnismäßig kurzer Zeit erreicht werden. Beispiels- : weise hat eine Reihe von durchgeführten Versuchen er- ', geben, daß die keramische Formschale für das Gießen einer dreiflügeligen Schiffsschraube von 1000 mm Durchmesser auf die Brenn- und Verfestigungstemperatur im Bereich von 700 bis 1000°C innerhalb von etwa 15 Minuten erhitzt werden konnte. Wenn ferner die Formschale auf eine ; Temperatur von etwa 1000°C erhitzt wird, ist die Entfernung von Rückständen des ausschmelzbaren Modells im Formhohlraum überflüssig. Bei dem bekannten Verfahren erfolgte diese Entfernung vor dem Einsetzen der kera-609840/1035
mischen Formschale in einen Heizofen oder Formkasten. ·
Nachdem die Sandteilchen die maximale Temperatur in der ,
vorstehend beschriebenen Weise erreicht haben, ist es ; zweckmäßig, die Verbrennung von Brennstoff durch die \
Brenner 17a und 17b für 5 bis 10 Minuten fortzusetzen, j so daß eine Temperaturdifferenz an jeder Stelle auf ein ■
Minimum verringert werden kann. Die Möglichkeit kann \ in Betracht gezogen werden,daß während dieser Zeit die
Temperatur der Sandteilchen 22 automatisch geregelt werden kann, indem die Verbrennung des Brennstoffs durch j
die Brenner 17a und 17b als Reaktion auf die Anzeige j von Thermometern 23 geregelt wird, die so angeordnet
sind, daß sie die Temperatur der Sandteilchen 22 in der ' dargestellten Weise abtasten. Zu diesem Zweck können die .
Thermometer 23 mit den Regelventilen 18a und 19a elektromechanisch zur Regelung der Zufuhr eines Luft—Brennstoff-Gemisches
zu den Brennern 17a und 17b gekoppelt sein.
Nachdem die keramische Formschale während einer vorbestimmten Zeit der oben beschriebenen Weise gebrannt und
verfestigt worden ist, wird die gebrannte Formschale 20 aus der Heizkammer 12 entfernt und dann zu einem Gießplatz
transportiert, wo geschmolzenes Metall in den Formhohlraum 20a gegossen wird, während die Temperatur
der Formschale 20 während der Zeit des Gießens im Bereich von 700 bis 85O0C gehalten wird. Es ist auch möglich,
die keramische Formschale 20 nach dem Verfestigen und
ζ Härten und der Entfernung aus der Heikammer 12 vor dem Eingießen des Metalls in ähnlicher Weise, wie es vorstehend
in Verbindung mit dem bekannten Verfahren beschrieben wurde, zu einem Elektroofen oder Gasofen zu ;
transportieren.
Fig.3(a) und Fig.3(b) veranschaulicht den Verlauf des Drucks, den die vom Sand 22 umhüllte Keramikform 20
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- li -
in der Heizkammer 12 aufnimmt. Dieser Druckverlauf ist seinerseits in zeitlicher Beziehung zum Verlauf der
Temperatur dargestellt, die von den Thermometern 23 gemessen wird. In diesen graphischen Darstellungen in'
Fig.3(a) und (b) stellt einen Zeitraum vom Zeitpunkt O bis zum Zeitpunkt t^ die Zeit dar, die die Keramikform 20 j
benötigt, um im wesentlichen vollständig in die Sandmasse ι 22 zu tauchen. Ein Zeitraum vom Zeitpunkt t^ bis zum Zeit·-
punkt tp stellt die Zeit dar, die der von den Brennern ;
17a und 17b erhitzte Sand 22 benötigt, um die vorbestimmte Verfestigungs- und Härtetemperatur zu erreichen. Der ;
Zeitraum vom Zeitpunkt t„ bis zum Zeitpunkt t-, stellt die
Zeit für die Verfestigung und Härtung der Keramikform 20 ; dar. Zum Zeitpunkt t~ und, genauer gesagt, nach dem Erhitzen
der Keramikform 20 während der vorbestimmten Zeit bei der vorbestimmten Verfestigungs- und Härtetemperatur,
< wird die keramische Formschale 20 aus der Heizkammer 12 entfernt und anschließend zum Gießplatz transportiert,
wie vorstehend beschrieben. Während dieses Vorgangs der Herausnahme und des Transports kann die Temperatur der i
verfestigten und gehärteten Keramikform 20 sinken, und ! zu einem Zeitpunkt t., d.h., nachdem die Temperatur der j
verfestigten Keramikform 20 die vorbestimmte Temperatur im Bereich von 700 bis 85O°C erreicht hat, wird mit dem i
Abgießen des geschmolzenen Metalls in den Formhohlraum 20a begonnen. Dieses Abgießen ist zum Zeitpunkt tr beendet.
Wie durch einen strichpunktiert dargestellten Teil j der Kurve in Fig.3(b) angedeutet, beginnt anschließend
das geschmolzene Metall -zu erstarren, bis es schließlich das gewünschte Gußstück im Formhohlraum 20a bildet. Das
fertige Gußstück kann erhalten werden, wenn das Metall im Hohlraum 20a vollständig erstarrt und aus der Keramikform
20, die je nach der Form des Formhohlraums zerbrochen werden kann, entfernt worden ist.
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Die vorstehende Beschreibung hat deutlich gemacht, daß ; die keramische Formschale innerhalb einer annehmbar ver-i
kürzten Zeit mit einer sich daraus ergebenden Verringe- j rung des Brennstoffbedarfs im Vergleich zu dem bekann- j
ten Verfahren von ähnlicher Art gleichmäßig verfestigt I und gehärtet werden kann, da die keramische Formschale
in Berührung mit den Sandteilchen verfestigt und gehärtet wird, die auf die vorbestimmte Temperatur, die zur Verfestigung und Härtung der keramischen Formschale erforderlich ist, erhitzt worden sind. Da ferner die
Formschale vor dem Verfestigen und Härten in die Heiz-
in Berührung mit den Sandteilchen verfestigt und gehärtet wird, die auf die vorbestimmte Temperatur, die zur Verfestigung und Härtung der keramischen Formschale erforderlich ist, erhitzt worden sind. Da ferner die
Formschale vor dem Verfestigen und Härten in die Heiz-
kammer durch Aufwirbeln der Sandschüttung eingesetzt | wird, kann die Bildung eines Hohlraumes, der andernfalls j
ohne Einfüllung von Sand bei dem bekannten Verfahren
entstehen würde, in vorteilhafter Weise vermieden wer- j den. Außerdem kann das Einsetzen der keramischen Formschale im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren in verhältnismäßig kurzer Zeit leicht erreicht werden. ι
entstehen würde, in vorteilhafter Weise vermieden wer- j den. Außerdem kann das Einsetzen der keramischen Formschale im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren in verhältnismäßig kurzer Zeit leicht erreicht werden. ι
Es ist zu bemerken, daß verschiedene Änderungen und j
Modifikationen im Rahmen der Erfindung möglich sind. j
Beispielsweise kann in Abhängigkeit von der Art und/oder '
Größe einer der Wärmebehandlung zu unterwerfenden Form |
eine aus Formhälften bestehende Keramikform in der ,
gleichen Weise nach dem Verfahren'gemäß der Erfindung '
behandelt werden. I
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Claims (4)
1) Verfahren zum Brennen von keramischen Formschalen, |
die für das Präzisionsgießverfahren verwendet werden j
ι und innen einen Formhohlraum und wenigstens eine in i
den Formhohlraum führende Öffnung aufweisen, dadurch J
gekennzeichnet, daß man das Brennen in einem Ofen j
eines Typs durchführt, der eine Heizkammer und eine '■■
Brennkammer aufweist, die durch ein Keramikfilter
getrennt sind, wobei die Heizkammer unmittelbar über i der Brennkammer angeordnet und der Ofen mit einer
Vorrichtung zur Zuführung eines Heizmediums von er- '
höhter Temperatur versehen ist. I
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man die keramische Formschale von oben in die
daß man die keramische Formschale von oben in die
in der Heizkammer enthaltene Sandschüttung einsetzt,
während diese durch die Einwirkung von Druckluft, die ι von unten nach oben durch das Keramikfilter strömt,
in den Wirbelschichtzustand überführt wird, wobei man ; die keramische Formschale in eine solche Lage bringt, , daß die in den Formhohlraum führende Öffnung von der
Oberfläche der Sandschüttung in der Heizkammer nach
oben und außen ragt, die Zufuhr von Druckluft unter- ι bricht und das Heizmedium aus der Brennkammer durch
das Keramikfilter in die Heizkammer leitet und hierdurch die Sandschüttung und damit die keramische
während diese durch die Einwirkung von Druckluft, die ι von unten nach oben durch das Keramikfilter strömt,
in den Wirbelschichtzustand überführt wird, wobei man ; die keramische Formschale in eine solche Lage bringt, , daß die in den Formhohlraum führende Öffnung von der
Oberfläche der Sandschüttung in der Heizkammer nach
oben und außen ragt, die Zufuhr von Druckluft unter- ι bricht und das Heizmedium aus der Brennkammer durch
das Keramikfilter in die Heizkammer leitet und hierdurch die Sandschüttung und damit die keramische
Formschale während einer vorbestimmten Zeit auf eine
vorbestimmte Verfestigungs- und Härtetemperatur erhitzt.
:
3) Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeich- j
net, daß man als Heizmedium einen Heißgasstrom von
erhöhter Temperatur verwendet.
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4) Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeich- ■
man !
net, daß das Brennen der keramischen Formschale ·. ;
durch Wärmeaustausch zwischen der Formschale und den j
damit in Berührung befindlichen Sandteilchen durch- ;
■ führt, die durch das durch die Zwischenräume zwischen I
den Sandteilen von unten nach oben strömende Heiz- ί
medium erhitzt werden. '
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP50037127A JPS51111421A (en) | 1975-03-26 | 1975-03-26 | Method of banking backup for precision casting mold |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2612668A1 true DE2612668A1 (de) | 1976-09-30 |
| DE2612668B2 DE2612668B2 (de) | 1979-03-22 |
| DE2612668C3 DE2612668C3 (de) | 1979-11-15 |
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ID=12488929
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE2612668A Expired DE2612668C3 (de) | 1975-03-26 | 1976-03-25 | Verfahren zum Brennen von keramischen Formschalen |
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