DE3445209A1 - EXTERNAL HEATING MASSAGE FOR CASTING PIECES - Google Patents
EXTERNAL HEATING MASSAGE FOR CASTING PIECESInfo
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Description
BESCHREIBUNGDESCRIPTION
Die Erfindung betrifft einen aus exothermer Heizmasse hergestellten Speiser für Gußstücke, insbesondere aus Gußeisen, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a manufactured from exothermic heating mass Feeder for castings, in particular made of cast iron, according to the preamble of claim 1.
Ein derartiger bekannter Speiser (DE-PS 20 10 337) hat unter anderem den Vorteil, daß die Dimensionierung des Speiservolumens mit Rücksicht auf das Nachsaugevolumen des Gußstücks erfolgt und damit das Speiservolumen ein Kleinstmaß erhält. Während des Nachsaugevorgangs nach dem Eingießen des Gießguts sinkt der Gießgutspiegel im Speiser entsprechend dem Nachsaugebedarf des Gußstücks ab, wobei das im Speiser befindliche Gießgut von der freiwerdenden Wärmemenge der Heizmasse flüssig gehalten wird. Nach beendetem Nachsaugvorgang ist der Gießgutspiegel im Speiser so weit abgesunken, daß der stehenbleibende Restspeiser eine verhältnismäßig geringe Höhe aufweist.Such a known feeder (DE-PS 20 10 337) has, inter alia, the advantage that the dimensioning of the Feeder volume takes place with consideration of the suction volume of the casting and thus the feeder volume The smallest size. During the suction process after the pouring of the pouring material, the pouring material level in the feeder drops according to the suction requirement of the casting, with the cast material in the feeder from the one that is released Heat quantity of the heating mass is kept liquid. After the suction process has ended, the level of the cast material is in Feeder sunk so far that the remaining feeder has a relatively low height.
Beim Ausleeren der Form zerfällt der abgebrannte Speiser. Der Formsand wird gesiebt und wiederverwendet. Dabei läßt sich oft nicht vermeiden, daß abgebrannte Speiserreste vom Formsand nicht getrennt werden können, so daß bei Wiederverwendung des Formsandes durch die im Formsand hängengebliebenen Speiserreste Oberflächenfehler an den Gußstücken auftreten.When the mold is emptied, the burnt feeder disintegrates. The molding sand is sieved and reused. Thereby leaves often can not avoid that spent food residues cannot be separated from the molding sand, so that when re-used of the molding sand due to the feeder residues stuck in the molding sand, surface defects on the castings appear.
Die exotherme Heizmasse besteht in bekannter Weise aus einer Thermitmischung mit Füllstoffen und einem Bindemittel. Eine beispielsweise aus Aluminiumpulver und Sauerstoffträgern wie Eisenoxid mit einem Zusatz von Füllstoffen zusammengesetzte Heizmasse erzeugt beim Abbrennen Wärme, die das Gießgut im Speiser flüssig hält. Durch Art und Menge der Füllstoffe wird die Reaktionstemperatur sowie die Brennzeit eingestellt, Als Bindemittel wird of Wasserglas verwendet, das dem Speiserkörper die erforderlicheThe exothermic heating mass consists in a known manner of a thermite mixture with fillers and a binding agent. One for example composed of aluminum powder and oxygen carriers such as iron oxide with an addition of fillers Heating mass generates heat when it burns, which keeps the cast material in the feeder liquid. By the type and amount of fillers the reaction temperature and the firing time are set, water glass is used as a binding agent, which is used for the feeder body the required
Ausgangsfestigkeit verleiht.Gives initial strength.
Um die Oberflächenfehler an Gußstücken durch mit Speiserresten verunreinigtem Formsand zu vermeiden, könnte die Zusammensetzung der Heizmasse so gewählt werden, daß sie nach dem Gießen vollständig zerfällt und in so feiner Verteilung vorliegt, daß es am Gußstück nicht zu größeren Gußfehlern kommt. Dieser Vorschlag hat den Nachteil, daß das vollständige Zerfallen der Heizmasse nicht kontrollierbar ist, womit diese Möglichkeit zu unsicher ist.To eliminate surface defects on castings with feeder residues To avoid contaminated molding sand, the composition of the heating mass could be chosen so that it completely disintegrates after casting and is present in such a fine distribution that it does not become larger on the casting Casting defects comes. This proposal has the disadvantage that the complete disintegration of the heating mass cannot be controlled is what makes this possibility too uncertain.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, einen Speiser der eingangs geschilderten Art zu schaffen, der nach dem Gießen und anschließenden Trennen von Form und Gußstück in einfacher und sicherer Weise vom Formsand getrennt werden kann.The object on which the invention is based is therefore to develop a feeder of the type described above to create that after casting and subsequent separation of the mold and casting in a simple and safe manner from Molding sand can be separated.
Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil desThis task is due to the in the characterizing part of the
Patentanspruchs 1 angeführten Merkmale gelöst. 20Claim 1 cited features solved. 20th
Dabei ist die Zusammensetzung der Heizmasse so gewählt, daß der Speiser während des Nachsaugvorgangs auf eine so hohe Reaktionstemperatur erhitzt wird, daß es zu einem Zusammensintern der Heizmasse kommt, wodurch der abgebrannte Speiser eine so hohe Festigkeit erhält, daß er nach dem Gießen und anschließenden Trennen von Form und Gußstück nicht zerbricht, vielmehr als Ganzes erhalten bleibt. Da die Höhe des Restspeisers nach Abschluß des Nachsaugevorgangs sehr gering ist, wie bereits erwähntThe composition of the heating mass is chosen so that the feeder on a so high reaction temperature is heated that it comes to a sintering together of the heating mass, whereby the burned Speiser is so strong that it after casting and subsequent separation of form and The casting does not break, rather it is preserved as a whole. Since the amount of the remaining feeder after completion of the The suction process is very low, as already mentioned
wurde, läßt sich der Speiser leicht vom Gußstück lösen.the feeder can easily be detached from the casting.
Falls tatsächlich dabei eine höhere mechanische Beanspruchung erfolgt, besteht die Möglichkeit, daß der abgebrannte Speiser dabei in mehrere große Stücke zerfällt, die jedoch ebenfalls leicht vom Formsand getrennt werden können, da diese beim Sieben des wiederzuverwendenden Formsandes jedenfalls in dem Grobsieb ausgesiebt werden.If there is actually a higher mechanical load, there is a possibility that the burned off Speiser disintegrates into several large pieces, which, however, are also easily separated from the molding sand can, since these are sifted out in any case in the coarse sieve when sieving the molding sand to be reused.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Zusammensetzungen der Heizmasse sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Advantageous developments and compositions of the heating mass are characterized in the subclaims.
Von ausschlaggebender Bedeutung für die Festigkeit des abgebrannten Speisers ist die während des Nachsaugvorgangs erreichte Brenntemperatur. Sie muß so hoch liegen, daß die Sintertemperatur der Heizmasse mindestens erreicht, insbesondere überschritten wird. Da die Temperatur des Gießguts geringer als die Sintertemperatur ist, wird die Zusammensetzung der Heizmasse so gewählt, daß die Brenntemperatur der Heizmasse mindestens auf die Sintertemperatur erhöht wird.The decisive factor for the strength of the burned-out feeder is that during the suction process reached firing temperature. It must be so high that the sintering temperature of the heating mass at least reaches in particular is exceeded. Since the temperature of the cast material is lower than the sintering temperature, the composition of the heating mass is chosen so that the firing temperature of the heating mass at least to the Sintering temperature is increased.
So beträgt beispielsweise die Gießguttemperatur bei Gußeisen etwa 14500C und die Sintertemperatur der Heizmasse etwa 16 00 bis 17000C.Thus, the Gießguttemperatur in cast iron is for example about 1450 0 C and the sintering temperature of the heating composition from about 16 00 to 1700 0 C.
Die erforderliche hohe Festigkeit des Speisers läßt sich einmal über eine beträchtliche Erhöhung des Bindemittels in der Heizmasse erreichen. Wird in bekannter Weise Wasserglas als Bindemittel verwendet, so liegt die erforderliche Bindermittelmenge in einer Größenordnung zwischen 6 und 20 Gew.-% der Zusammensetzung. Die erhöhte Zugabe an anorganischem Bindemittel wie Wasserglas hat außerdem die Eigenschaft, daß die Sintertemperatur der Zusammensetzung wegen des hohen Alkaligehalts des Bindemittels erniedrigt wird.The required high strength of the feeder can be achieved by a considerable increase in the binder in the heating mass. If water glass is used as a binding agent in a known manner, the required is Amount of binder on the order of between 6% and 20% by weight of the composition. The increased The addition of inorganic binders such as water glass also has the property that the sintering temperature of the Composition is lowered because of the high alkali content of the binder.
Als geeignete Bindemittel haben sich vorzugsweise Aluminiumphosphat, Kali- und Natriumwassergläser, Tonerdeschmelzzement, Magnesiumsulfat oder kolloidale Kieselsäure erweisen. Zum andern läßt sich die Reaktionstemperatur der Heizmasse durch einen höheren Anteil der Thermitmischung, also durch eine erhöhte Zugabe von beispielsweise Aluminiumpulver und Sauerstoffträgern erhöhen.Suitable binders are preferably aluminum phosphate, Potash and sodium water glasses, high alumina cement, Magnesium sulfate or colloidal silica turn out to be. On the other hand, the reaction temperature the heating mass through a higher proportion of the thermite mixture, i.e. through an increased addition of, for example Increase aluminum powder and oxygen carriers.
Vorzugsweise wird durch beide Maßnahmen, also Herabsetzen der Sintertemperatur durch Erhöhen des Bindemittelanteils und Erhöhen der Reaktionstemperatur durch einen vergrößerten Anteil der Thermitmischung die Brenntemperatur der Heizmasse so eingestellt, daß bei einer Gießguttemperatur von 145O0C (Gußeisen) eine Brenntemperatur von über 16000C und damit die.Sintertemperatur erreicht wird. Dabei schmelzen die Quarzbestandteile des als Füllstoff verwendeten Sandes und das in der Heizmasse enthaltene Aluminium oxidiert zu Aluminiumoxid, einer korundähnlichen Masse. Dabei wird im abgebrannten Speiser die gewünschte hohe Festigkeit erzielt.Both measures, i.e. lowering the sintering temperature by increasing the proportion of binder and increasing the reaction temperature by increasing the proportion of the thermite mixture, are used to set the firing temperature of the heating mass in such a way that at a cast material temperature of 145O 0 C (cast iron) a firing temperature of over 1600 0 C and so that the sintering temperature is reached. The quartz components of the sand used as filler melt and the aluminum contained in the heating material oxidizes to aluminum oxide, a material similar to corundum. The desired high strength is achieved in the burned down riser.
So haben Versuche ergeben, daß bei einer Ausgangsfestigkeit des Speisers von 1150 kp/cm2 Druckfestigkeit im abgebrannten Zustand noch 6 00 kp/cm2 vorhanden sind. Die Festigkeit des abgebrannten Speisers liegt demnach bei mindestens 40 % der Ausgangsfestigkeit.Tests have shown that with an initial strength of the feeder of 1150 kp / cm 2 compressive strength in the burned-off state, 600 kp / cm 2 are still present. The strength of the burnt feeder is therefore at least 40% of the initial strength.
zum weiteren Absenken der Sintertemperatur und Erhöung der Festigkeit ist es auch möglich, Hochtemperatur-Sintermittel zusätzlich zur Heizmasse zuzugeben. Solche Sintermittel sind vorzugsweise Chromoxid, Glasmehl oderfor further lowering and increasing the sintering temperature the strength it is also possible to use high-temperature sintering agents to be added in addition to the heating mass. Such sintering agents are preferably chromium oxide, glass powder or
Alkali- und Erdalkalisilikate.
25Alkali and alkaline earth silicates.
25th
Ein Ausführungsbeispiel eines Speisers ist in der einzigen Figur der Zeichnung in einem Teillängsschnitt schematisch dargestellt.One embodiment of a feeder is the only one Figure of the drawing shown schematically in a partial longitudinal section.
Eine Sandform 2 umgibt ein Gußstück 1, auf dem ein haubenförmiger Speiser 3 aufgesetzt ist, der aus einer exothermen Heizmasse besteht. Der Speiser 3 begrenzt einen Hohlraum 4, der ein Speiservolumen bestimmt, das den Nachsaugbedarf des Gußstückes 1 einschließlich einer geringen, einen Restspeiser 5 bildenden Menge aus Gußeisen entspricht. An einer Speiseraufsatzfläche 6 wird nachA sand mold 2 surrounds a casting 1 on which a hood-shaped feeder 3 is placed, which consists of a exothermic heating mass. The feeder 3 delimits a cavity 4 which determines a feeder volume that the suction requirement of the casting 1 including a small amount of cast iron forming a residual feeder 5 is equivalent to. At a riser attachment surface 6 is after
dem Entfernen des Speisers 3 noch der Restspeiser vom Gußstück 1 abgetrennt.after removing the feeder 3, the remaining feeder was separated from the casting 1.
Die Stabilität des Speisers 3 wird vergrößert, wenn an der Außenseite scharfe Kanten vermieden sind und die mittlere Wandstärke des Speisers etwa zwischen dem 0,5 bis 2-fachen des Durchmessers des Hohlraumes beträgt. Wie dargestellt, kann die Außenform des Speisers 3 kegelstumpfförmig oder auch in entsprechender Weise abgerundet sein. Infolge seiner Festigkeit und Stabilität läßt sich der abgebrannte Speiser leicht von dem Restspeiser 5 lösen, ohne daß der Speiser zerbricht. The stability of the feeder 3 is increased when on the outside sharp edges are avoided and the average wall thickness of the feeder approximately between the 0.5 to 2 times the diameter of the cavity. As shown, the external shape of the Speisers 3 be frustoconical or rounded in a corresponding manner. As a result of its strength and stability, the burnt feeder can be easily detached from the remaining feeder 5 without the feeder breaking.
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