DE3334457A1 - Keramik-schalen zur umhuellung von ausschmelzbaren modellen fuer feinguss-gussteile und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Keramik-schalen zur umhuellung von ausschmelzbaren modellen fuer feinguss-gussteile und verfahren zu ihrer herstellung

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DE3334457A1
DE3334457A1 DE19833334457 DE3334457A DE3334457A1 DE 3334457 A1 DE3334457 A1 DE 3334457A1 DE 19833334457 DE19833334457 DE 19833334457 DE 3334457 A DE3334457 A DE 3334457A DE 3334457 A1 DE3334457 A1 DE 3334457A1
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ceramic
sanding
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DE19833334457
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English (en)
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Karlheinz Dipl.-Ing. 8717 Mainbernheim Müller
Teja Singh Dipl.-Ing. 8710 Albertshofen Schawla
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Chawla Teja Singh Dipl-Ing 8711 Kitzingen De
Original Assignee
Fichtel and Sachs AG
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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • B22C9/04Use of lost patterns

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Description

  • Beschreibung
  • Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Herstellung von Keramik-Schalen zur Umhüllung der ausschmelzbaren Modelle zur Herstellung von Gußformen für Feinguß-Gußteile, bei denen die zu einer Traube miteinander verbundenen odelle zunächst in eine Keramik-Tauchmasse, welche feinstgemahlene Feuerfeststoffe enthält, getaucht und die Tauchmassenschicht mit feinkörnigem Material besandet wird und der Tauch- und Besandungsvorgang zum Aufbau der Keramik-Schale mehrfach wiederholt wird, wobei die Korngröße des Besandungc materials mit zunehmender Anzahl der Besandungsschivhten größer wird, danach die Modelle ausgeschmolzen werden und die nunmehr hohle Keramik-Schale gebrannt wird.
  • Die Keramik-Schalen zur Herstellung von Feinguß-Gußteilen nach dem sog. Wachsausschmelzverfahren werden aus hochwertigen, feuerfesten Stoffen wie Korund, Mullit, Zirkonsilika usw. hergestellt. Diese feuerfesten Stoffe werden mehlförmi feingemahlen und sandförmig verwendet. Aus dem feinstgemahlenen ehl wird mit organischen Bindern die Keramik-Tauzhmasse hergestellt, während die feinen und sandförmigen Kornfraktionen (Korngröße von 0,1 bis 0,2 , 0,2 bis 0,4 und 0,4 bis 0,8 mm) als Besandungamaterialien zum Aufbau der Keramik-Schalen verwendet werden.
  • Zum Aufbau einer derartigen Keramik-Schale werden die Wach modelltrauben zunächst in die Keramik-Tauchmasse eingetau: den entstehenden Überzug läßt man abtropfen und etwas antr nen, da nach wird die Tauchmassenschlcht mit Besandungsmate rial von zunächst 0,1 bis 0,2 mm Korngröße besandet. iMach einer Trocknungszeit wird der Tauchvorgang wiederholt und bei der anszhließenden Besandung Besandungsmaterial einer Korngröße von 0,2 bis 0,4 mm verwendet. Danach erfolgt noc ein dritter Tauchvorgang und eine dritte Besandung mit Besandungsmaterial einer Körnung von 0,4 bis 0,8 mm.
  • Dieser dritte Tauchvorgang wird je nach Gußtyp noch mehrmals wiederholt.
  • Dieser beispielhafte Aufbau einer Keramik-Schale kann auch mit Feuerfeststoffen unterschiedlicher Korngrößen und in unterschiedlichen Kombinationen erfolgen.
  • Nach der Durchtrocknung ist die Keramik-Schale zum Ausschmelzen des Modellwerkstoffes fertigt Die ausgeschmolzenen, leeren Keramik-Schalen werden in einem Brennofen bei ca. 1000 Grad gebrannt, um die Wachsreste in den Keramik-Schalen auszubrennen und die Schalen für den Gießvorgang vorzuerhitzen. Die heißen Schalen werden mit der jeweils erforderlichen Temperatur aus dem Brennofen herausgeholt und in heißem Zustand abgegossen. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur werden die Keramik-Schalen von den nun entstandenen Gußtrauben entfernt.
  • Beim Gießen und Entfernen der Keramik-Schalen stellt sich einerseits das Problem, daß die Keramik-Schalen leicht zu handhaben sein müssen, eine gute Standfestigkeit während des Transports, beim Brennen, beim Entladen und beim Gießen aufweisen und dabei die Feinguß-Gußstücke sehr enge Maßtoleranzen haben müssen, andererseits die Keramik-Schalen nach dem Abguß leicht zerbrechlich sein sollen, damit sie leicht und wirtschaftlich von den Gußstücken entfernt werden können.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, mit dem Keramik-Schalen hergestellt werden können, die eine sehr gute StandSestigkeit und Maßgenauigkeit gewährleisten und die nach dem Abguß leicht zerbrecheiz und von dem Gußstück zu entfernten sind.
  • Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß als Besandungsmaterial verkokbare, organische Stoffe verwendet werden. Die auf diese Weise hergestellten Keramik-Schalen sind leichter im Gewicht und dadurch leichter zu transportieren, und sie weisen beim Gießen und bis-zum Erstarren des Gießmetalls eine ebenso gute Standfestigkeit wie Keramik-Schalen auf, die nach dem herkömmlichen Verfahren hergestellt werden'Die abgegossenen Keramik-Schalen nach diesem Verfahren zerfallen Jedoch weitgehend von selbst beim Abkühlen auf Raumtemperatur. Die Reste lassen sich leicht und wirtschaftlich entfernen.
  • Zur Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, daß das Besandungsmaterial bei der Brenntemperatur (ca. 1000 ° o) der Keramik-Schalen verkokt wird.
  • Als Besandungsmaterial sind Holzsägemehl, feine Holzspäne, Getreidemehl, Getreideschrot, gehächseltes Stroh, Sunststoffgranulat oder Heu vorgesehen.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Keramik-Schale, die durch mehrfaches Eintauchen einer Traube aus ausschmelzbaren Modellen in eine Keramik-Tauchmasse aus feinstgemahlenen Feuerfestmaterialien und anschließendem Besanden mit gröber gekörntem Besandungsmaterial und anschließendem Brennen der so hergestellten Keramik-Schalen für das Wachs ausschmelzverfahren zur Herstellung von Feinguß-Gußteilen.
  • Eine derartige Keramik-Schale soll vor dem Gießen eine gute Standfestigkeit und Maßgenauigkeit aufweisen und nach dem Abguß leicht zerfallen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß das Besandungsmaterial verkokbar ist. Zur Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß das Besandungsmaterial Holzsägetiüiel, feine Holzspäne, Getreidemehl, Getreideschrot, gehächseltes Stroh, Kunststoffgranulat oder Heu ist.
  • Der schematische Aufbau einer derartigen Keramik-Schale ist in der beiliegenden Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.
  • Um das Wachsmodell 10 herum wird zunächst eine erste Tauchmassenschicht 11 durch Eintauchen in eine Keramik-Tauchmasse erzeugt, die feinstgemahlene Feuerfeststoffe und organische oder anorganische Binder enthält, Nach dem Antrocknen der ersten Tauchmassenschicht 11 wird eine erste Besandungsschicht 12 mit einem feinen Besandungsmaterial 17 einer Korngröße von 0,1 bis 0,2 mm aufgebracht Nach dem Antrocknen dieser ersten Besandungsschicht 12 wird das Wachsmodell 10 noch einmal in die Keramik-Tauchmasse zur Erzeugung einer zweiten Tauvhmassenschicht 13 getaucht. Auf diese zweite Tauchmassenschicht 13 wird eine zweite Besandungaschicht 14 aufgebracht mit einem mittleren Besandungsmaterial 18, welches beispielsweise eine Korngröße von 0,2 bis 0,4 mm aufweist.
  • Auf diese zweite Besandungsschicht 14 folgt eine dritte Tauchmassenschicht 15, die wiederum mit einer dritten Besandungaschicht 16 aus einem groben Besandungamaterial 19 mit einer Korngröße von beispielsweise 0,4 bis 0,8 mm besandet wird. Je nach Erfordernis wird diese dritte Tauzhmassenschicht 15 und Besandungsshicht 16 mehrmals wiederholt, bis die erforderliche Keramik-Schalen-Dicke erreicht ist.
  • Als Besandungsmaterial 17, 18, 19 wird Holzsägemehl, Getreide, Strohs Kunststoffgranulat, Heu oder dergleichen verwendet. Dieses Besandungsmaterial wandelt sich wahrend des Brennens der Keramik-Schale ohne jegliche Ausdehnung des Volumens in koksartigen, porösen Zustand um.
  • Das Restwachs, das beim Wachsausachmelzen in der Keramik-Schale bleibt, diffundiert während des Brennvorganges durch die Wand der Keramik-Schale. Dieses eingedrungene nachts zerfällt bei Berührung mit dem verkokbaren Besandungsmaterial bei höheren Temperaturen in Graphit und Wasserstoff und lagert sich als eine dünne Schicht um das. kokaartig gebrannte Besandungsmaterial an.
  • Diese Ablagerungen um das verkokte Besandungsmaterial ergänzt dessen Volumenverlust und stabilisiert die Schichtfestigkeit; dadurch wird eine Volumenausdehnung und eine Verminderung der Festigkeit vermieden.
  • Nach dem Brennen werden die heißen Keramik-Schalen abgegossen. Die Erstarrungswärme des Gießmetalls wird frei und pflanzt sich von der Oberfläche des Gußstückes durch die verschiedenen Keramik-Schichten bis zur Außenoberfläche fort. Durch diese Wärmeenergie wandelt sich das erfindungsgemäße Besandungsmaterial nach dem CO/C02 -Gleichgewicht in CO um und füllt die Hohlräume der Keramik-Schalen aus. Während des Abkühlens sorgt dieses CO für einen Schutz der E'eingußhaut gegen Entkohlung und Zunderbildung.
  • Bis zur Abkühlung auf Raumtemperatur hat sich das erfindungsgemäße Besandungsmaterial umgewandelt, und es sind Hohlräume entstanden. Diese Hohlräume machen die Keramik-Schale schwach und leichter zerbrechlich und gewährleisten damit ein leichtes Entfernen von den fertigen Gußstücken.
  • Bezugszeichenliste zu Reg.-Nr. 12 242 10 Wachsmodell 11 erste Tauchmassen-schicht 12 erste Besandungsschicht 13 zweite Tauchmassenschicht 14 zweite Besandungsschicht 15 dritte Tauchmassenschicht 16 dritte Besandungsschicht 17 feines Besandungsmaterial 18 mittleres Besandungsmateriai 19 grobes Besandungsmaterial

Claims (5)

  1. Keramik-Schalen zur Umhüllung von ausschmelzbaren Modellen für Feinguß-Gußteile und Verfahren zu ihrer Herstellung Ansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von Keramik-Schalen zur Umhüllung der ausschmelzbaren Modelle zur Herstellung von Gußformen für Feinguß-Gußteile, bei denen die zu einer Traube miteinander verbundenen Modelle zunächst in eine Keramik-Tauchmasse, welche feinstgemahlene Feuerfeststotfe enthält, getaucht und die Tauchmassenschicht mit feinkörnigem Material besandet wird 'wird und der-Tauch- und Besandungsvorgang zum Aufbau der Keramik-Schale mehrfach wiederholt. wird, wobei die Korngröße des Besandungsmaterials mit zunehmender Anzahl der Besandungaschichten größer wird, danach die rflodelle ausgeschmolzen werden und die nunmehr hohle Keramik-Schale gebrannt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Besandungsmaterial verkokbare, organische Stoffe verwendet werden 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Besandungsmaterial bei der Brenntemperatur Cca. 1000 ° C) der Keramik-Schalen verkokt wird.
  2. 3. Verfahren nach cen Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, da als Besandungsmaterial Holzsägemehl, fei-@e - lz;,-åle. Getreizemehl, Getreiceschrot, gehächseltes Stron, Kunstsoffgranulat oder Heu verwendet wird.
  3. 4. Durch mehrfaches Eintauchen einer Traube aus ausschmelzbaren Modellen in eine Keramik-Tauchmasse aus feinstgemahlenen Feuerfestmaterialien und anschließendem Besanden mit gröber gekörntem Besandungsmaterial und anschließendem Brennen der so hergestellten Keramik-Schalen für das Wachsausszhmelzverfahren zur Herstellung von Feinguß-Gußteilen, dadurch gekennzeizhnet, daß das Besandungsmaterial (17, 18 19) verkokbar ist.
  4. 5. Keramik-Schale nach Anspruch 49 dadurch gekennzeichnet, daß das Besandungsmaterial (17, 18, 19) Holzsägemehl, feine Holzspäne, Getreidemehl, Getreideschrot, gehächseltes Stroh, Kunsstoffgranulat oder Heu ist.
DE19833334457 1983-09-23 1983-09-23 Keramik-schalen zur umhuellung von ausschmelzbaren modellen fuer feinguss-gussteile und verfahren zu ihrer herstellung Withdrawn DE3334457A1 (de)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0502580A1 (de) * 1991-03-06 1992-09-09 Ae Turbine Components Limited Giessform
FR2829410A1 (fr) * 2001-09-13 2003-03-14 Snecma Moteurs Isolation thermique des carapaces de fonderie
FR2954193A1 (fr) * 2009-12-21 2011-06-24 Snecma Procede de fonderie a la cire perdue
US8235092B2 (en) 2007-01-30 2012-08-07 Minop Co. Insulated investment casting mold and method of making
CN112893766A (zh) * 2021-01-15 2021-06-04 上海航天精密机械研究所 一种钛铝合金熔模精密铸造用高退让模壳及其制备方法

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