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Beschreibung
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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.
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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.
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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.
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Dieser dritte Tauchvorgang wird je nach Gußtyp noch mehrmals wiederholt.
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Dieser beispielhafte Aufbau einer Keramik-Schale kann auch mit Feuerfeststoffen
unterschiedlicher Korngrößen und in unterschiedlichen Kombinationen erfolgen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Zur Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, daß das Besandungsmaterial
bei der Brenntemperatur (ca. 1000 ° o) der Keramik-Schalen verkokt wird.
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Als Besandungsmaterial sind Holzsägemehl, feine Holzspäne, Getreidemehl,
Getreideschrot, gehächseltes Stroh, Sunststoffgranulat oder Heu vorgesehen.
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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.
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Eine derartige Keramik-Schale soll vor dem Gießen eine gute Standfestigkeit
und Maßgenauigkeit aufweisen und nach dem Abguß leicht zerfallen.
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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.
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Der schematische Aufbau einer derartigen Keramik-Schale ist in der
beiliegenden Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.
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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.
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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.
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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.
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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.
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Diese Ablagerungen um das verkokte Besandungsmaterial ergänzt dessen
Volumenverlust und stabilisiert die Schichtfestigkeit; dadurch wird eine Volumenausdehnung
und eine Verminderung der Festigkeit vermieden.
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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.
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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.
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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