DE3806987C2 - - Google Patents
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- DE3806987C2 DE3806987C2 DE19883806987 DE3806987A DE3806987C2 DE 3806987 C2 DE3806987 C2 DE 3806987C2 DE 19883806987 DE19883806987 DE 19883806987 DE 3806987 A DE3806987 A DE 3806987A DE 3806987 C2 DE3806987 C2 DE 3806987C2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/06—Permanent moulds for shaped castings
- B22C9/061—Materials which make up the mould
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Gußstücken nach dem Wachsausschmelzverfahren, bei dem eine
Feingießform durch mehrfaches Eintauchen eines Wachs
modells in einen Schlicker aus feuerfestem Material, Be
sanden, Trocknen, Entwachsen und Brennen hergestellt wird
und das Gußstück in die Form abgegossen wird. Die Steuerung
des Erstarrungsverlaufs ist bei den komplizierten Guß
stücken, die im allgemeinen nach Wachsausschmelzverfahren
hergestellt werden, notwendig, um die Dichtspeisung in allen
Teilen des Gußstücks sicherzustellen. Bekannt ist es,
diese Steuerung mit Hilfe der Modulberechnung durchzuführen
und an den Stellen, an denen bei den Soll-Abmessungen
des Gußstücks eine vorzeitige Erstarrung zu erwarten ist,
durch eine Wanddickenvergrößerung diese vorzeitige Er
starrung zu vermeiden. Dabei wird die Erstarrungszeit be
kanntlich nach der Beziehung von Chvorinov tE=k · M² mit
einer die Kompliziertheit der Gußstückgeometrie berück
sichtigenden Verbesserung von Wlodawer bestimmt (tE = Er
starrungszeit in s, k = Erstarrungskonstante in s/cm²,
M = Modul = Volumen/Oberfläche in cm).
Die bei dem bekannten Verfahren notwendige Änderung der
Gußstückgeometrie, nämlich eine Verdickung einiger Guß
stückbereiche, um die vorzeitige Erstarrung zu verhindern,
erfordert zusätzliches Gießmetall und ist vor allen Dingen
dann nachteilig, wenn aus Funktionsgründen die Ver
dickung des Gußstücks nicht möglich ist, weil man dann
zerspanend nachbearbeiten muß.
Aus der DE-PS 26 46 060 ist es bekannt, den Wärmehaus
halt einer Gießform durch eingesetzte Heiz-Kühlelemente
in Abhängigkeit von der Gestalt des Gußstücks zu steuern.
Dieses Verfahren benötigt jedoch einen verhältnismäßig
großen Aufwand für die komplizierte Steuerung der
Heiz-Kühlelemente und ist für die zum Teil sehr kleinen
Feingießformen nicht geeignet.
Es ist auch bekannt, Isoliereinsätze in Gießtrichtern und
Steigern einzusetzen, die durch Verminderung der Wärme
ableitung das Metall länger flüssig halten. Außerdem
ist es bekannt, Isolierschichten um Gießformen herum
oder an Teilen der Gießform von außen anzubringen, um
die Erstarrungsabläufe zu lenken. Die Beeinflussung be
stimmter Gußstückbereiche ist jedoch mit diesem Verfahren
nicht zuverlässig möglich und bei dünnwandigen Guß
stückbereichen zum Teil überhaupt nicht durchführbar.
Bei einem in der CH 6 35 765 beschriebenen Verfahren zur
Herstellung größerer Gußstücke wird die Form abschnitts
weise aus Formmaterialien unterschiedlicher Wärmeleit
fähigkeit und/oder unterschiedlicher Wanddicke herge
stellt.
Nach der nicht vorveröffentlichten DE 36 29 079 A1
wird bei Feingießformen die Erstarrung einzelner Bereiche
des Gußstücks dadurch beschleunigt, daß an zu küh
lenden Stellen vor dem Abguß Kühlmittel in Taschen, die
in der Feingießform ausgebildet sind, eingefüllt
werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird darin gesehen, ein einfach
anzuwendendes Verfahren zur zuverlässigen Beeinflussung
des Erstarrungsverlaufs des Gußstücks bei Feingießformen
zu entwickeln.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs
genannten Gattung dadurch gelöst, daß die Wärmeleitfähigkeit
der Feingießform an einer oder mehreren Stellen
durch Einbringen vorgefertigter keramischer Formteile
mit wesentlich kleinerer Wärmeleitfähigkeit als der des
Feuerfestmaterials der Form in der Feingießform herab
gesetzt wird. Dadurch, daß Formteile in die Feingußform
eingebracht werden, bildet sie mit der Feingießform
einen fest verbundenen, einzigen Formkörper, wobei
zusätzliche Maßnahmen zur Fixierung überflüssig
sind. Durch das Einbringen der Formteile in die Fein
gießform befinden sie sich nahe am Gußstück und ermöglichen
die Beeinflussung bestimmter Bereiche und dies
zu einem frühen Zeitpunkt im Erstarrungsverlauf.
Da die keramischen Formteile eine wesentliche kleinere
Wärmeleitfähigkeit aufweisen als das Feuerfestmaterial
der Form, kann mit verhältnismäßig kleinen, zusätzlichen
keramischen Formteilen eine starke Beeinflussung
des Erstarrungsverlaufs erreicht werden. Die Formteile
kann man maßlich sehr genau auf die zu beeinflussenden
Stellen, auch von komplizierten Gußstücken, anpassen,
wodurch eine Beeinflussung des Temperaturverlaufs in
einem sehr genau festlegbaren Bereich des Gußstücks
gefördert wird. Dadurch können auch komplizierte, enge
Speisungswege für die Sättigung des Gußstücks offengehalten
werden.
Keramische Formteile aus keramischen Fasern mit einem
Binder haben wegen ihres geringen Raumgewichts eine geringe
Wärmeleitfähigkeit und fördern daher eine Beeinflussung
des Erstarrungsverlaufs des Gußstücks zu
einem frühen Zeitpunkt. Als Binder sind sowohl organische
als auch anorganische und auch eine Kombination
aus beiden geeignet.
Ein einfaches Verfahren zum Einbringen der keramischen
Formteile besteht darin, daß die Formteile in das Wachs
spritzwerkzeug eingelegt werden und beim Einspritzen des
Wachses mit dem Wachsmodell verbunden werden. Bei dessen
Eintauchen in den Schlicker aus Feuerfestmaterial
wird dann das keramische Formteil an den vorbestimmten
Stellen fest in das übrige Material der Feingießform
eingebettet. Dazu wird das Wachsspritzwerkzeug an den
Stellen, an denen die keramischen Formteile einzubringen
sind, zweckmäßig mit Ausnehmungen versehen.
Es ist natürlich auch möglich, die keramischen Formteile auf der Oberfläche
des Wachsmodells und auch des Wachsgießsystems zu befestigen.
Dies kann z. B. mit Hilfe von flüssigem Wachs oder auch von Wachsklebern
erfolgen.
Die Oberflächengüte des Gußstücks an den Stellen, an denen die keramischen
Formteile liegen, kann dadurch verbessert werden, daß die keramischen
Formteile an ihrer dem Gußstück zugekehrten Oberfläche mit
Feuerfestmaterial beschichtet werden. Dies erhöht die Abriebfestigkeit
der keramischen Formteile. Zweckmäßig nimmt man dazu das Feuerfestmaterial,
das zur Herstellung der innersten Schicht der Form beim ersten
Eintauchen verwendet wird.
Die Gefährdung der Form beim Entwachsen, das in einem Autoklaven mit
hohem Wasserdampfdruck vorgenommen wird, insbesondere an den Stellen,
an denen größere keramische Formteile eingebracht sind, kann dadurch
vermieden werden, daß eine Druckausgleichsöffnung in der Form zum Wachsmodell
hin angebracht wird.
Geringere Anforderungen an die Konturengenauigkeit der Oberflächen
der keramischen Formteile, die dem späteren Gußstück zugewandt sind,
sind dadurch möglich, daß das Wachsmodell mehrfach in einen Schlicker
aus Feuerfestmaterial eingetaucht und die keramischen Formteile dann
auf die dabei gebildete Schicht der Feingießform aufgebracht werden
und anschließend die weiteren Schichten der Feingießform hergestellt
werden.
Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann die Herstellung eines
keramischen Formteils, das u. U. besonders bei komplizierten Formen
aufwendig ist, ohne nachteilige Beeinflussung der Güte der Oberfläche
des Gußstücks dadurch vermieden werden, daß das wärmedämmende Material
als flexibles Material auf die nach mehrfachem Eintauchen des Wachsmodells
in den Schlicker aus Feuerfestmaterial gebildete Schicht der
Feingießform aufgebracht wird. Es eignen sich z. B. flexible Matten,
Spachtelmassen, Modelliermassen, insbesondere auf Keramikfaserbasis.
Dieses Aufbringen kann z. B. einfach durch Handauflegen durchgeführt
werden. Es ist natürlich auch möglich, das flexible Material auf der
Oberfläche des Wachsmodells aufzubringen. Man hat dazu zusätzliche
Maßnahmen zur Erzielung einer einwandfreien Gußstückoberfläche und
zum Haften am Wachsmodell zu treffen.
Im folgenden wird anhand einer Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Feingießform im Schnitt,
Fig. 2 eine andere Ausführungsform einer Feingießform im Schnitt.
Die Feingießform dient zur Herstellung von Gußstücken nach dem Wachsausschmelzverfahren.
Sie ist durch mehrfaches Eintauchen eines Wachsmodells
in einen Schlicker aus Feuerfestmaterial, Besanden, Trocknen,
Entwachsen und Brennen hergestellt. Die Wärmeleitfähigkeit der Feingießform
ist an einer Stelle durch Einbringung eines keramischen Formteils
1 herabgesetzt. Dies ist auf folgende Weise durchgeführt worden.
Das keramische Formteil 1 ist hinsichtlich seiner dem Wachsmodell 2
anliegenden Oberfläche dem Wachsmodell und damit auch der Form des
späteren Gußstücks angepaßt worden. Dann ist bei der Ausführungsart
der Fig. 1 vor dem Eintauchen des Wachsmodells 2 in einen Schlicker
aus Feuerfestmaterial das keramische Formteil 1 mit einer dünnen
Schicht Klebwachs an dem Wachsmodell 2 befestigt worden. Beim Eintauchen
in den Schlicker aus Feuerfestmaterial haben die dabei entstehenden
Schichten 3 der Feingießform den keramischen Formkörper 1 einge
bettet.
Nach Fig. 2 befindet sich der keramische Formkörper 1 nicht unmittelbar
an der inneren Formwand, sondern von dieser durch einige Schichten
4 getrennt. Dazu ist das Wachsmodell 2 zunächst einige Male in
den Schlicker aus Feuerfestmaterial eingetaucht worden. Dann ist der
keramische Formkörper 1 an der Soll-Stelle an der bis dahin fertiggestellten
Formschale angebracht worden und durch weitere Schichten
3 der Formschale eingebettet worden.
Bei einem Abguß in die so fertiggestellte Feingießform wird die Wärmeleitung
im Bereich des keramischen Formteils 1 der Gießform herabge
setzt und das Metall wird dadurch länger flüssig gehalten. Dadurch
kann der Endbereich 5 des Gußstücks bis zur völligen Erstarrung nachgespeist
werden.
Bei nach dem Verfahren abgegossenen plattenförmigen Körpern nach Fig. 1
und 2 konnten Porositäten im Platteninnern vermieden werden,
die beim Gießen der Platten nach dem Verfahren nach dem Stand der Technik
auftraten. Die Porosität bzw. Dichtheit wurde durch Röntgenaufnahmen
festgestellt.
Claims (8)
1. Verfahren zur Herstellung von Gußstücken nach dem
Wachsausschmelzverfahren, bei dem eine Feingießform
durch mehrfaches Eintauchen eines Wachsmodells in einen
Schlicker aus Feuerfestmaterial, Besanden, Trocknen,
Entwachsen und Brennen hergestellt wird und das
Gußstück in die Form abgegossen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Wärmeleitfähigkeit der Feingießform
an einer oder mehreren Stellen durch Einbringen vorge
fertigter keramischer Formteile mit wesentlich kleinerer
Wärmeleitfähigkeit als der des Feuerfestmaterials
der Form in der Feingießform herabgesetzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
keramische Formteile aus keramischen Fasern mit einem
Binder in die Feingießform eingebracht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die keramischen Formteile in ein Wachsspritz
werkzeug eingelegt werden und beim Einspritzen des
Wachses mit dem Wachsmodell verbunden werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Wachsspritzwerkzeug an den Stellen, an denen die
keramischen Formteile einzubringen sind, mit Ausnehmungen
versehen wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die keramischen Formteile auf der Oberfläche des
Wachsmodells befestigt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Druckausgleichsöffnung in der
Form zum Wachsmodell hin angebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß nach mehrfachem Eintauchen des Wachsmodells
in den Schlicker aus Feuerfestmaterial die keramischen
Formteile auf die dabei gebildete Schicht der Fein
gießform aufgebracht werden und anschließend die weiteren
Schichten der Feingießform hergestellt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das wärmedämmende Material als
flexibles Material auf die nach mehrfachem Eintauchen
des Wachsmodells in den Schlicker aus Feuerfestmaterial
gebildete Schicht der Feingießform aufgebracht
wird.
Priority Applications (1)
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DE19883806987 DE3806987A1 (de) | 1988-03-03 | 1988-03-03 | Verfahren zur herstellung von gussstuecken nach dem wachsausschmelzverfahren |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (2)
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DE3806987C2 true DE3806987C2 (de) | 1991-02-21 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE3806987A1 (de) |
Cited By (3)
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- 1988-03-03 DE DE19883806987 patent/DE3806987A1/de active Granted
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Also Published As
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