DE3644063A1 - Verfahren zur herstellung von formkoerpern durch giessen im schmelzfluessigen zustand - Google Patents

Verfahren zur herstellung von formkoerpern durch giessen im schmelzfluessigen zustand

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DE3644063A1 DE19863644063 DE3644063A DE3644063A1 DE 3644063 A1 DE3644063 A1 DE 3644063A1 DE 19863644063 DE19863644063 DE 19863644063 DE 3644063 A DE3644063 A DE 3644063A DE 3644063 A1 DE3644063 A1 DE 3644063A1
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, eine Gußform nach dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 6, eine Mischung zur Herstellung von Formen nach dem Oberbegriff des Anspruches 16 oder 17 sowie ein Verfahren zur Herstellung von Gußformen nach dem Oberbegriff des Patent­ anspruches 27.
Bei der Herstellung von Formkörpern durch Gießen im schmelzflüs­ sigen Zustand besteht ein wesentliches Problem darin, daß sich beim Abkühlen des Formkörpers Spannungen ausbilden, die zu einer wesentlichen Verminderung der Haltbarkeit der Waren führt. Bei Gläsern tritt dieses Problem besonders stark auf. Während man bei der Herstellung von flächenförmigen Gläsern durch kon­ tinuierliche Herstellung (Ziehen, Walzen) bereits relativ geringe Spannungen erzielen kann, ist dies bei gegossenen Glaswaren, unabhängig von der speziellen Art des Gieß­ verfahrens (Saugblasmaschinen, Speisermaschinen usw.), bis heute noch nicht in befriedigendem Maße möglich. Selbst bei Flachgläsern, die für besondere Verwendungs­ zwecke besonders spannungsfrei sein müssen, sind die Forderungen noch längst nicht befriedigend erfüllt.
Bei dem hier angesprochenen Problem dreht es sich also insbesondere um das Gießen von Materialien bei sehr hohen Temperaturen, die beim Erkalten erstarren. Neben Gläsern, insbesondere Sonderglasarten, handelt es sich hierbei um schmelzbare Materialien, die Schmelzpunkte über 1000°C haben. Die im folgenden sich auf Glas be­ ziehenden Ausführungen gelten somit (soweit nicht beson­ dere Eigenschaften von Glas angesprochen sind) auch für andere bei hohen Temperaturen gießbare Materialien, wie z. B. verschiedene Metalle.
Ausgehend vom obengenannten Stand der Technik, ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Weg aufzuzei­ gen, um Formkörper durch Gießen im schmelzflüssigen Zu­ stand mit verringerten inneren Spannungen herzustellen.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Aufgabe da­ durch gelöst, daß man die Gußform auf eine der Schmelz­ temperatur im wesentlichen gleiche Temperatur erhitzt und zusammen mit der die Form ausfüllenden Schmelze bzw. dem Gußkörper so abkühlt, daß Form und Gußkörper mindestens den ersten Quarzsprung des verwendeten Materials (Glases) gemeinsam durchlaufen. Hierbei kommt es besonders auf diese im allgemeinen als Quarzsprung bezeichneten Unstetigkeitsstellen im Dichte-Temperaturverlauf des Glases an, wobei insbesondere der erste (von hoher Tem­ peratur kommend gesehen) Quarzsprung besonders bedeut­ sam ist. Wichtig ist also, daß bei den Temperaturen von etwa 1050°C, 580°C und 140°C die Form ein der zu verarbeitenden Glassorte ähnliches Verhalten aufweist.
Die Abkühlkurve ermittelt man für jede Glasrezeptur und unterbricht den Abkühlvorgang vorteilhafterweise in den Temperaturbereichen, in denen die Quarzsprünge erfol­ gen, für eine definierte Zeitdauer. Selbstverständlich ist die Kühlkurve, also der anzustrebende Verlauf der Temperatur nach der Zeit, unterschiedlich je nach Größe und Masse des Gußobjektes und auch vom Isolierwert des Formenmaterials abhängig.
Wenn die Temperatur beim Kühlvorgang nicht exakt ein­ stellbar ist und/oder der Gußkörper sehr groß ist, und die Form gegenüber dem Glas zu langsam abkühlt, heizt man, vor allem bei den Quarzsprüngen, kurzzeitig noch­ mals auf. Der Temperaturverlauf beim Abkühlen ist also wellenförmig.
Den Gießvorgang selber kann man nun durchführen, indem man die Form, auf deren Einlauföffnung ein Nachlauf­ trichter angeordnet ist, zunächst in kaltem Zustand mit Glaspulver füllt (den Nachlauftrichter selbstverständ­ lich auch) und zusammen mit dem Glaspulver bis zum Schmelzen des Glases erhitzt. Danach kühlt man - wie in der oben angegebenen Weise - die Form gemeinsam mit dem innenliegenden Gußkörper ab.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausbildung des Verfah­ rens setzt man auf die Einlauföffnung der Form einen mit Glasgranulat gefüllten Trichter auf, wobei die Korngröße relativ zum Trichter so gewählt ist, daß das Granulat im festen Zustand nicht in die Form gelangen kann. Dann erhitzt man die Form gemeinsam mit dem Trichter und dem Glasgranulat, so daß bei Verflüssigung des Granulats das Glas in die darunter befindliche Form einläuft. Nachdem die Form hinreichend gefüllt ist, leitet man den oben beschriebenen Abkühlvorgang ein.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Er­ findung erhitzt man die Form zunächst in einem Durch­ lauf-Ofen auf die gewünschte Temperatur und füllt das flüssige Glas in der Mitte dieses Durchlauf- oder Tun­ nel-Ofens aus einem Schmelztiegel dosiert ein. Danach beginnt der oben beschriebene Abkühlvorgang.
Natürlich kann das Material auch von Hand in die erhitzte Form gegossen oder mit Unter- oder Überdruck in eine Presse oder Zentrifuge gespeist werden. Der wichtigste Punkt des Verfahrens liegt darin, daß die Form vom Schmelzzustand des Materials bis zum Erstarren, insbeson­ dere bis unterhalb des ersten Quarzsprunges, im wesent­ lichen die gleiche Temperatur aufweist wie der Gußkör­ per.
Die heute üblicherweise verwendeten Metallformen sind nicht nur sehr teuer in der Herstellung, sondern dar­ über hinaus in ihrer Anwendungsmöglichkeit begrenzt. Zum Beispiel müssen die Formen mehrteilig sein, um sie öffnen zu können, so daß sich eine feine Nahtbildung kaum vermeiden läßt. Hinterschnittene Gußstücke sind mit Metallformen gar nicht herstellbar. Bei Glas­ mischungen, die bei Temperaturen von über 1300°C ver­ arbeitet werden, sind Metallformen nur sehr bedingt verwendbar. Insbesondere ergeben sich bei großen Guß­ stücken hinsichtlich der im Gußkörper entstehenden Spannungen die allergrößten Probleme, da Glas und Me­ tall ganz unterschiedliche Dehnungskoeffizienten haben. In diesen Fällen muß das Glas zum Abbau der Spannungen abschließend in einem gesonderten Arbeitsgang getempert werden.
Auch Formen aus Gips, Graphit, Zement oder ähnlichen Materialien weisen ähnliche Nachteile auf.
Mit der vorliegenden Erfindung wird nun ein völlig neu­ er Weg beschritten, der darin besteht, daß man die Form aus einem Material härtet, das im wesentlichen diesel­ ben Dehnungs-/Schrumpfungseigenschaften beim Abkühlen aufweist, wie das zu gießende Glas. Selbstverständlich kommt es auch hier wieder insbesondere auf die Quarz­ sprünge (und hier auf den ersten) an.
Vorzugsweise wählt man darum das Formenmaterial im we­ sentlichen aus der gleichen Grundsubstanz, also aus Quarz, wie das zu gießende Glas.
Dann weist die Form im wesentlichen den gleichen Deh­ nungs-/Schrumpfungsverlauf auf wie das Glas und kann die Quarzsprünge mitmachen. Das Verhältnis der unter­ schiedlichen Quarz-Körnung im Formenmaterial richtet sich nach der zu verarbeitenden Glasart, der Stückgröße und der Schmelztemperatur. Diese Werte sind experimen­ tell ermittelbar. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Formenmaterial porös, so daß sich eine Feinstruktur in Form eines elastischen Gitterwer­ kes bildet. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß ge­ ringfügige Unterschiede im Ausdehnungs-/Schrumpfungs­ verlauf durch Nachgeben der Form aufgefangen werden können, was eine weitere Verminderung der im fertigen Glaskörper entstehenden Spannungen mit sich bringt.
Die dem Gußteil zugewandten Flächen der Form bestreicht man vorzugsweise mit einem glättenden Material, z. B. mit Bornitrit- oder Zirkonpulver (je nach der zu errei­ chenden Temperatur). Dadurch werden besonders glatte Oberflächen beim Gußteil erzeugt. Darüber hinaus wirkt das Bornitrit- oder Zirkonpulver gleichzeitig als Trennmittel.
Da beim Abkühlen das innenliegende Teil der Form (bei Gießen eines Hohlkörpers) langsamer abkühlt als das au­ ßenliegende Teil, ist es von Vorteil, wenn man die in­ nenliegenden Formenteile mit einer höheren Elastizität ausstattet, als die außenliegenden Formenteile. Diese Elastizität kann man durch das Maß an Porosität ein­ stellen.
Insbesondere bei großen, wiederverwendbaren Formen ist es von Vorteil, wenn man in diese Verstärkungselemente einbettet. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind diese Verstärkungselemente aus Keramik­ fasern bzw. aus Gewebegittern, hergestellt aus solchen Fasern, ausgebildet.
Um den Abkühlungsvorgang möglichst exakt steuern zu können, ist es von Vorteil, die Form mit eingebetteten Wärmezuführungselementen bzw. Kühlelementen zu verse­ hen. Um (beim Guß von Hohlkörpern) die unterschied­ lichen Abkühlungsgeschwindigkeiten von Innen- und Außenseiten besser kompensieren zu können, ist es von Vorteil, wenn die Heiz-/Kühlschlangen im Forminneren getrennt von den außenliegenden steuerbar sind. Wei­ terhin ist es von Vorteil, wenn in der Form bzw. im Formenmaterial wärmeleitfähige Partikel eingebettet sind.
Die obenerwähnten Formen aus Gips, Graphit, Zement oder ähnlichen Materialien weisen aber neben ihren, für den hier beschriebenen Zweck ungünstigen Schrumpfungs- Dehnungseigenschaften auch noch weitere Nachteile auf. Zum einen kommt es bei Verwendung dieser Materialien oftmals zu einer Glasblasenbildung im Glas, zum anderen gehen diese Materialien mit der Glasoberfläche eine mehr oder weniger intensive Verbindung ein, wenn die Schmelztemperatur über 1000°C liegt.
Es gilt also, ein Material aufzuzeigen, das nicht nur einen dem zu verarbeitenden Glas ähnliche Abkühlungs­ kurve aufweist, sondern darüber hinaus auch diese Nach­ teile vermeidet.
Mit der Erfindung wird eine Mischung aufgezeigt, die Quarzsand bzw. Quarzmehl (in einer dem zu verarbeiten­ den Glas entsprechenden Körnung), ein Bindemittel, ein Benetzungsmittel und Wasser umfaßt. Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß diese, auf den ersten Blick relativ einfach anmutende Lösung des Problems die Her­ stellung von Formen mit ungewöhnlichen Eigenschaften ermöglicht. Man kann in solche Formen nicht nur das Glas problemlos eingießen, es tritt auch keine Verbin­ dung des Formenmaterials mit dem Glas ein, selbst bei hohen Temperaturen. Hierbei ist besonders bemerkens­ wert, daß nicht nur das Glas mit Temperaturen von mehr als 1300°C eingießbar ist, sondern auch die Formen selbst auf derart hohe Temperaturen gebracht werden können.
Für Sonderglasarten und andere flüssige Materialien, die Schmelzpunkte über 1400°C haben und/oder über be­ sonders aggressive Bestandteile verfügen, die z. B. das Quarzmehl der Grundmischung angreifen oder mit ihm Verbindungen eingehen würden, wird vorzugsweise an­ stelle des Quarzmehls (Quarzitmehls) im gleichen Ver­ hältnis feingemahlenes Zirkonsilikat verwendet. Über­ raschenderweise konnte gezeigt werden, daß derartige Gußformen nicht nur für Glas, sondern auch andere, erst bei sehr hohen Temperaturen schmelzende Materia­ lien große Vorteile mit sich bringen.
Wenn man besonders glatte und blanke Oberflächen des Formkörpers fordert, so wird vorzugsweise ca. 20% des Zirkonsilikates durch reines, feinst-gemahlenes Kaolin ersetzt.
Weiterhin kann man bei Verwendung von Zirkonsilikat an­ stelle von Quarzmehl mehrfach wiederverwendbare Formen dadurch herstellen, daß man dem Wasser zum Anmischen des Formenmaterials ca. 6% pulverisierte Kieselsäure zu­ setzt. Die fertig getrockneten Gießformen werden dann, bevor sie mit dem flüssigen Grundmaterial aufgefüllt werden, bei ca. 1200°C vorgebrannt. Danach können sie (wie oben beschrieben) mit flüssigem Guß-Material auf­ gefüllt werden. Die Verwendung als "verlorene Form" ist in diesem Fall also nicht gegeben.
Die unter Verwendung von Zirkonsilikat hergestellten Formen eignen sich also besonders gut zur Herstellung von Formkörpern aus Keramikmaterial, Edelmetallen oder Metallegierungen, die bei hohen Temperaturen gegossen werden müssen und gegebenenfalls auch ein aggressives Verhalten gegenüber Quarz aufweisen.
Beim Aufheizen und beim Abkühlen weisen die Formen über die gesamte Heiz- und Kühlkurve hinweg eine Dehnung und Schrumpfung auf, die mit der des Glases weitgehend identisch ist. Dies ist auch dann der Fall, wenn die Form mit Glaspulver gefüllt ist (Sinterverfahren, wie oben beschrieben).
Das Formenmaterial weist im Ausgangszustand eine Pul­ verform auf, die - fein wie Mehl - feinste bzw. glatte­ ste Oberflächen erzielbar macht. An der fertigen Form sind somit auch noch feinste Haarstrukturen (stammend von der Positivform) erkennbar und können abgegossen werden.
Die Fließfähigkeit des Materials, die den herzustellen­ den Formen angepaßt werden muß, läßt sich in sehr wei­ ten Bereichen durch entsprechende Wasserzugabe einstel­ len. Auch die Tropf-Standzeit ist je nach Bedarf verän­ derlich.
Die Formen können mit den üblichen Werkzeugen abtragend bearbeitet werden, Fehlstellen können auftragend mit Formenmaterial bearbeitet werden, da sich das feuchte Material mit dem trockenen Material verbinden läßt.
Die Festigkeit des Materials ist hoch genug, um auch im heißen Zustand die Form des flüssigen Glases sicher zu behalten, wobei die Festigkeit so hoch ist, daß der­ artig gefertigte Formen auch einem Unter- oder Über­ druck in der Injektion oder Schleuder standhalten.
Ein ganz wesentlicher weiterer Vorteil der erfindungs­ gemäßen Mischung besteht darin, daß sich das Material der Form nach dem Erkalten einfach mit Wasser (rück­ standslos) auflösen und vom Glaskörper entfernen läßt. Dies ist auch aus Umweltschutzgründen besonders bedeut­ sam. Man kann aber das Material auch so einstellen, daß es leicht oder schwer entfernbar ist (für verlorene Formen) oder bei der Herstellung von wiederverwendbaren Formen auch überhaupt nicht mehr entfernbar ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das entfernte Mate­ rial, das in Wasser aufgeschwemmt ist, zumindest teil­ weise auch mehrfach im Recycling wiederverwendet werden kann. Dadurch werden nicht nur die Kosten ganz wesent­ lich gesenkt, auch aus Umweltschutzgründen ist dieser Vorteil bedeutsam.
Je nach der verwendeten Glasrezeptur bzw. nach der be­ nötigten Schmelztemperatur kann man das Material ver­ schieden einstellen.
Vorzugsweise wird der oben beschriebenen Mischung zu­ sätzlich organisches Material in feinster Partikelgröße zugesetzt. Nach dem Erhitzen der Form brennt dieses Ma­ terial schon bei relativ geringen Temperaturen rück­ standslos auf. Die dadurch entstehenden, nur in der Feinstruktur sichtbaren Hohlräume lassen ein Gitterwerk aus dem unbrennbaren Formmaterial zurück, das zu einer erstaunlich hohen Formen-Elastizität führt. Die Gesamt­ festigkeit der Formen bleibt dennoch beibehalten. Das organische Material kann z. B. Holzschliff, Zellulose­ pulver oder dgl. sein. Mit Hilfe dieses organischen Zu­ satzes kann dann das Formenmaterial "härter" oder "wei­ cher" eingestellt werden, um es den unterschiedlichen Glasrezepturen und insbesondere den unterschiedlichen Gußgrößen und Gußformen anzupassen. Es können auch bei schwierigen Gußstücken die (in der Regel aus mehreren Teilen bestehenden) Formen so angelegt werden, daß die inneren Formenteile durch höhere Anteile von Quarzsand und gleichzeitig organischem Füllmaterial "weicher" sind, die äußeren Formenteile jedoch "härter" ein­ gestellt werden. Dies empfiehlt sich z. B. bei der Her­ stellung von Glaskörpern, die aus massiven Innenteil und fragilen Außenteilen bestehen, z. B. ein Glas-Git­ terwerk, was den Glas-Hauptkörper umschließt und mit ihm nur punktuell verbunden ist. Diese durch das orga­ nische Material eingestellte Elastizität trägt ganz wesentlich zur Verminderung von Spannungen im fertigen Gußkörper bei.
Das vorgeschlagene Material ist weitgehend neutral ge­ genüber den meisten einzubringenden Chemikalien und/oder Feststoffen (soweit diese die beim Gießen er­ zielte Temperatur aushalten). Man kann die Formen also mit den verschiedensten Materialien (ggf. abschnitts­ weise) auskleiden.
Zum Beispiel kann man Oxyde verschiedenster Art auf­ bringen, die z. B. auf die inneren Wände der Form aufge­ strichen sind. Da sich die Oxyde nicht mit dem Formen­ material verbinden, sondern sofort eine vollständige, direkte Verbindung mit dem (später einzugießenden) Glas eingehen, kann auf einfache Weise bei geringen Kosten ein Farb-Überfangglas erzeugt werden. Genauso einfach können andere Füllmaterialien ein- oder aufgebracht werden, um sowohl farbige als auch strukturelle Effekte im oder auf dem Glas-Gußkörper zu erzielen.
Wird die Form innen mit Tiefreliefs ausgebildet, können diese z. B. mit farbigem Glaspulver ausgebildet werden. Es entsteht dann ein Pâte-de-verre-Effekt mit den ein­ fachsten Mitteln. Auf diese Weise können sogar Port­ land-Vasen ganz einfach hergestellt werden.
Die erfindungsgemäße Mischung erlaubt es aber auch, Feststoffe in allereinfachster Weise in die Form einzu­ bringen, die - je nach Lage - entweder später im Glas- Gußkörper eingeschlossen sind (z. B. Edelstahleinlagen) oder dem Glaskörper aufliegen. Man kann mit der erfin­ dungsgemäßen Mischung dann besonders hohe Festigkeiten der Form erzielen, wenn man Stützmaterial einfüllt. Dies kann z. B. Keramikfaser-Gewebegitter sein oder aber auch nur Keramikfaser, so daß eine Art Verbundwerkstoff entsteht. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn die Formen großen mechanischen Belastungen ausgesetzt wer­ den sollen, wie z. B. in der Zentrifuge oder bei sehr großen Formen.
Wenn man aktiv aufheizbare bzw. abkühlbare Formen her­ stellen will, bei denen also eine Heizwendel bzw. eine Kühlschlange im Formenmaterial selbst angeordnet ist, so kann dies mit der erfindungsgemäßen Mischung beson­ ders einfach geschehen. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß - im Gegensatz zu Formen aus Gips, Graphit, . . . - die Heizwendeln bzw. Kühlschlangen nach dem "Ab­ waschen" für die nächste Form verwendbar sind. Weiter­ hin ist es ohne weiteres möglich, als Füllstoff Parti­ kel mit einer besonders guten Wärmeleitfähigkeit zu verwenden.
Als Bindemittel kann man Gips, insbesondere Anhydrid­ gips (vorzugsweise 5%) oder Alabastergips (vorzugswei­ se 10%) verwenden, wobei dann allerdings der Gips beim Erhitzen ziemlich stark gast. Das Schmelzgut muß darum zusammen mit der Form sehr lange im Ofen stehen, bevor die Blasen ausgegast sind. Weiterhin eignet sich Gips als Bindemittel nur bei relativ niedrigen Temperaturen, da die oben bereits angesprochenen Probleme - wenn auch in der erfindungsgemäßen Mischung mit viel geringerer Ausprägung - auftreten (Verklebungen mit dem Glas).
Für höhere Temperaturen ist es von besonderem Vorteil, wenn man etwa 3-5% Magnesiumchlorid oder einen ähn­ lichen Stoff als Bindemittel verwendet. Für sehr hohe Temperaturen eignet sich besonders Fluor-Silikat, bei­ des in Verbindung mit ca. 10% Magnesiumoxyd. Das Mag­ nesiumoxyd bewirkt eine besonders gute Benetzbarkeit der Mischung, man kann mit Variation des Prozentsatzes auch die Tropfzeit verändern. Darüber hinaus hat sich eine überraschende Katalysatorwirkung durch das Magne­ siumoxyd gezeigt.
Zum Herstellen der Formen unter Verwendung der oben be­ schriebenen Mischung mischt man zunächst das trockene, pulverige Material und setzt dann so viel Wasser so, daß es in einen flüssig-breiigen Zustand kommt und gießfä­ hig wird. Dann wird das Material in eine Form, z. B. in eine Silikon-Form gegossen und erhärtet mit dem Verdun­ sten des Wassers. Ein inneres Ausstreichen der erhärte­ ten Form mit Bornitritpulver oder ähnlichem - bei ho­ hen benötigten Guß-Temperaturen mit Zirkonmehl - schafft eine ganz glatte Oberfläche und wirkt noch zu­ sätzlich bzw. gleichzeitig als Trennmittel. Man kann einerseits das organische Material (falls in der Mi­ schung vorhanden) dann, wenn man das oben beschriebene Sinterverfahren (Einfüllen von Glaspulver) verwendet, durch einen gesonderten "Brennvorgang" ausbrennen, an­ dererseits aber auch (z. B. bei Verwendung eines Durch­ lauf-Ofens) darauf verzichten, da das flüssige Glas ohnehin in die bereits gebrannte Form eingefüllt wird, da diese sich ja bei einer sehr hohen Temperatur befin­ det.

Claims (30)

1. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern durch Gießen im schmelzflüssigen Zustand, wobei man bis zur Verflüssigung erhitztes Material in Gußformen gießt, dadurch gekennzeichnet, daß man die Gußform auf eine der Schmelztemperatur im we­ sentlichen gleichen Temperatur erhitzt und zusammen mit der die Form ausfüllenden Schmelze bzw. dem Gußkörper so ab­ kühlt, daß Form und Gußkörper mindestens den ersten Quarz­ sprung des verwendeten Materials gemeinsam durchlaufen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den Abkühlvorgang in den Temperaturbereichen, in denen die Quarzsprünge erfolgen, für eine definierte Zeitdauer unterbricht und/oder zwischenzeitlich wieder aufheizt (wellenförmiger Temperaturverlauf).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zeitdauer der Materialsorte entsprechend wählt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Form zusammen mit eingefülltem Materialpulver (mit Nachlauftrichter) bis zum Schmelzen des Materials erhitzt und dann gemeinsam mit dem Gußkörper abkühlt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man vor dem Erhitzen der Form einen mit Granulat gefüllten Trichter aufsetzt und die Korngröße des Granulats so wählt, daß erst nach der Verflüssigung des Granulats das Material in die darunter befindliche Form einläuft.
6. Gußform zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem er Ansprü­ che 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einem Formmaterial besteht, das im wesentlichen dieselben Dehnungs-/Schrumpfungseigenschaften beim Abkühlen auf­ weist wie das zu gießende Material.
7. Gußform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Formenmaterial im wesentlichen aus der gleichen Grundsubstanz besteht wie das zu gießende Material.
8. Gußform nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gußteil zugewandten Flächen der Form mit einem die Fläche glättenden Trennmittel, vorzugsweise mit Bornitrit- oder Zirkonpulver bestri­ chen sind.
9. Gußform nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Formenmaterial porös ist, so daß seine Feinstruktur ein elastisches Gitterwerk dar­ stellt.
10. Gußform nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das innenliegende (im Gußkörper) Formteil eine hö­ here Elastizität (Porosität) aufweist als außenliegende Formteile.
11. Gußform nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Form mit eingebetteten Verstär­ kungselementen versehen ist.
12. Gußform nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungselemente Keramikfasern bzw. Keramikfaser-Gewebegitter umfassen.
13. Gußform nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Form mit eingebetteten Wärmezu- und/oder -abführelementen (Heiz-/Kühlschlangen) verse­ hen ist.
14. Gußform nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Heiz-/Kühlschlangen im Forminneren (im Gußkör­ per) getrennt von den außenliegenden steuerbar sind.
15. Gußform nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Form gut wärmeleitfähige Partikel angeordnet sind.
16. Mischung zur Herstellung von Formen für Formkörper, insbesondere zur Herstellung einer Form nach einem der Ansprüche 6 bis 15, umfassend
  • a) Quarzsand (Quarzmehl)
  • b) Bindemittel
  • c) Benetzungsmittel
  • d) Wasser
17. Mischung nach Anspruch 16, wobei anstelle von Quarz­ sand (Quarzmehl) Zirkonsilikat (feingemahlen) vor­ gesehen ist.
18. Mischung nach Anspruch 17, wobei 10 bis 30%, vor­ zugsweise 20% des Zirkonsilikates durch (feinstge­ mahlenes) Kaolin ersetzt sind.
19. Mischung nach einem der Ansprüche 17 oder 18, da­ durch gekennzeichnet, daß dem Wasser zum Anmischen des Formenmaterials 3 bis 10%, vorzugsweise 6% pulverisierte Kieselsäure zugemischt sind.
20. Mischung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich organisches Material in feinster Partikelgröße umfaßt.
21. Mischung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das organische Material Holzschliff, Zellulosepul­ ver oder dgl. ist.
22. Mischung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, da­ durch gekennzeichnet, daß das Bindemittel Gips umfaßt.
23. Mischung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß 2-8%, vorzugsweise 5% Anhydridgips, vorgesehen sind.
24. Mischung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß 5-15%, vorzugsweise 10% Alabastergips, vorgesehen sind.
25. Mischung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, da­ durch gekennzeichnet, daß 2-7%, vorzugsweise 3-5%, Magnesiumchlorid als Bindemittel vorgesehen sind.
26. Mischung nach einem der Ansprüche 16 bis 25, da­ durch gekennzeichnet, daß (ggf. zusätzlich 5-15%, vorzugsweise 10%, Fluorsilikat als Bindemittel vorge­ sehen sind.
27. Verfahren zur Herstellung von Formen für Formkörper unter Verwendung einer Mischung nach einem der Ansprü­ che 16 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß man eine entfernbare, dem Gußkörper entsprechende Positivform herstellt, die Mischung in fließfähigem Zustand ein­ gießt und durch Verdunstung des Wassers aushärten läßt und die Positivform entfernt.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeich­ net, daß man die ausgehärtete Form soweit erhitzt, bis das organische Material im wesentlichen rückstandslos ausgebrannt ist.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 27 oder 28, ins­ besondere unter Verwendung einer Mischung nach An­ spruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß man die fertig getrocknete Gießform vor der Verwendung vor­ brennt.
30. Verfahren nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß man bei 1100°C bis 1300°C, vorzugsweise bei 1200°C vorbrennt.
DE19863644063 1986-10-04 1986-12-22 Verfahren zur herstellung von formkoerpern durch giessen im schmelzfluessigen zustand Withdrawn DE3644063A1 (de)

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WO2015191740A1 (en) * 2014-06-10 2015-12-17 Markel Jay S Method for making a seamless glass vessel using resin bonded sand

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