DE3535603A1 - Verlorenes giessmodell aus geschaeumtem kunststoff, insbesondere styrolpolymerisat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein verlorenes Gießmodell aus geschäumtem Kunststoff, insbesondere Styrolpolymeri­ sat, zur Herstellung von Gußstücken nach dem Vollform­ gießverfahren.

Es ist bekannt, Gußstücke aus Eisen- und Nichteisen­ metallegierungen dadurch herzustellen, daß man sog. verlorene Modelle aus geschäumtem Kunststoff verwen­ det, die sich aufgrund der hohen Temperaturen der flüssigen Metallschmelze praktisch rückstandsfrei zer­ setzen, wobei die Metallschmelze den so entstehenden Hohlraum vollkommen ausfüllt und dort zu dem gewünsch­ ten Gußstück erstarrt.

Es hat sich gezeigt, daß insbesondere bei einer in­ dustriellen Fertigung von derartigen Vollformgußteilen das Erhalten von Gußteilen mit einer gleichbleibenden Qualität vielfach schwieriger ist als bei dem her­ kömmlichen Hohlformgießen. So weisen Vollformgußteile aus Eisenlegierungen anfänglich nicht zu erklärende, vorwiegend lokal vorliegende Fehlerstellen auf, was bei den sonst beherrschbaren Rahmenbedingungen einer der­ artigen Produktion nicht der Fall sein dürfte. Bei­ spielsweise bei Vollformgußteilen aus Gußeisen mit Ku­ gelgraphit zeigten sich - obwohl die Schmelze einen ausreichenden Magnesiumgehalt und einen metallurgisch erforderlichen niedrigen Gesamtschwefelgehalt aufwies - Störungen in der Ausbildung des Kugelgraphits, wo­ durch an diesen örtlich vorliegenden Störungsstellen die zu erwartenden hohen Festigkeits- und Dehnungswer­ te nicht vorlagen.

Auch beim Vollformgießen von Gußstücken mit Vermicu­ largraphit kommt es vor, daß die Ausbildung dieser Sondergraphitform an bestimmten Stellen der Gußstücke häufig ganz ausbleibt, so daß örtlich nur Lamellen­ graphit im Gefüge vorliegt, wodurch die erwünschten Eigenschaften dieses Werkstoffes negativ beeinflußt werden.

Ferner zeigte sich bei Gußeisen mit Lamellengraphit, daß hier an nicht vorherbestimmbaren Stellen der Guß­ teile schwerbearbeitbare Partien (harte Stellen) vor­ liegen.

Schließlich ergaben Untersuchungen an Vollformgußtei­ len aus Stahlgußlegierungen, daß diese ebenfalls viel­ fach örtlich begrenzte Fehlerstellen aufweisen, die bei einem Vergießen derselben Stahlgußlegierungen in her­ kömmlichen Hohlformen nicht auftreten. Bei den hier beobachteten Fehlerstellen handelt es sich im Gegensatz zu denen bei Gußeisenlegierungen um sog. Warm- und Härterisse.

Es lag zunächst nahe, die Ursache dieser Fehlerer­ scheinungen in einer partiell unvollständigen Verga­ sung des Modellwerkstoffes zu suchen, die bei nicht­ sachgerechter Anwendung der Technologie des Vollform­ gießens zu sog. Rückständen führen kann. Dagegen sprach allerdings die bereits seit längerem bekannte Erfahrung, daß solche Rückstände aus Kohlenstoff (Ruß, Glanzkohlenstoff) bestehen und damit eher geeignet wären, zumindest bei graphithaltigen Gußeisenlegierun­ gen harte Stellen zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Vollformguß­ teile aus Eisenlegierungen dahingehend zu verbessern, daß diese eine gleichmäßige Struktur besitzen, d. h. die obenbeschriebenen örtlich begrenzten Fehlerer­ scheinungen nicht aufweisen.

Die Lösung dieser Aufgabe wird vorteilhaft dadurch er­ reicht, daß für die verlorenen Modelle zur Herstellung von Gußteilen nach dem Vollformgießverfahren ein ge­ schäumter Kunststoff verwendet wird, der weitgehend frei von Schwefel ist. Aufgrund von umfangreichen Un­ tersuchungen hat sich überraschenderweise gezeigt, daß die gemeinsame Ursache für die unterschiedlichen Feh­ lererscheinungen bei den verschiedenen Eisenlegierun­ gen in der Verwendung von verlorenen Gießmodellen aus geschäumtem Kunststoff mit zu hohem Schwefelgehalt liegt, z. B. mit Schwefelgehalten in Gew.% bis 1,6 und darüber.

Dadurch, daß für das erfindungsgemäße Gießmodell ein weitgehend schwefelfreier geschäumter Kunststoff ver­ wendet wird, zeigen sich die fraglichen Fehlererschei­ nungen an den Vollformgußteilen aus Eisenlegierungen nicht mehr. Zur Erreichung dieses Zieles genügt es, wenn der Schwefelgehalt des geschäumten Kunststoffes in Gew. % weniger als 0,1 beträgt.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn der weitgehend schwe­ felfreie geschäumte Kunststoff frei von Halogenen ist, da sich dadurch die Vergasbarkeit der verlorenen Mo­ delle erhöht und keine Belastung der Umwelt durch freiwerdende Halogene entsteht.

Schließlich wird die Vergasung eines schwefelarmen Gießmodells dadurch in an sich bekannter Weise noch begünstigt, wenn dieses ein die Absorption der Wärme­ strahlung der beim Gießvorgang den Modellwerkstoff verdrängenden Schmelze begünstigendes Mittel auf­ weist, wobei hierfür sich besonders ein organischer Farbstoff eignet, der vorzugsweise fein verteilt in dem geschäumten Kunststoff vorliegt. Bezüglich des organischen Farbstoffes wird insbesondere auf die DE-PS 12 34 937 Bezug genommen.

In diesem Zusammenhang ist es zwar bekannt, u. a. auch Schwefel zur Erreichung einer gleichmäßigen ver­ schleißfesten Gefügestruktur von Vollformgußteilen zu verwenden, wobei der Zusatz des Schwefels entweder im Formstoff (DE-OS 14 33 018) oder im verlorenen Gieß­ modell aus geschäumtem Kunststoff (DE-PS 11 44 882) erfolgen kann. Aus diesen Druckschriften kann jedoch der Gießereifachmann nicht die gemeinsame Ursache für das Auftreten der in ihrem Erscheinungsbild sehr un­ terschiedlich nur örtlich auftretenden Fehler, wie Änderung der Graphitform, Ausbildung harter Gefüge­ stellen, Auftreten von Warm- und Härterissen in den unterschiedlichsten Eisenlegierungen, ableiten.

Claims (5)

1. Verlorenes Gießmodell aus geschäumtem Kunststoff, insbesondere Styrolpolymerisat, zur Herstellung von Gußteilen aus Eisenlegierungen nach dem Vollform­ gießverfahren, dadurch gekenn­ zeichnet, daß dieses aus einem weitgehend schwefelfreien geschäumten Kunststoff besteht.

2. Gießmodell nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schwefelgehalt des geschäumten Kunststoffes in Gew.% weniger als 0,1 beträgt.

3. Gießmodell nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der geschäumte Kunststoff frei von Halogenen ist.

4. Gießmodell nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der geschäumte Kunststoff in an sich bekannter Weise einen die Absorption der Wärmestrahlung der beim Gießvorgang den Modellwerkstoff verdrängenden Schmelze begünstigendes Mittel aufweist.

5. Gießmodell nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das die Absorption der Wärmestrahlung begünstigende Mittel aus einem organischen Farbstoff besteht, der vorzugsweise feinverteilt in dem geschäumten Kunststoff vor­ liegt.