DE3941722C1 - Moulding material system - comprises fire resistant material contg. aluminium nitride, and non-aq. binder - Google Patents

Moulding material system - comprises fire resistant material contg. aluminium nitride, and non-aq. binder

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DE3941722C1 DE19893941722 DE3941722A DE3941722C1 DE 3941722 C1 DE3941722 C1 DE 3941722C1 DE 19893941722 DE19893941722 DE 19893941722 DE 3941722 A DE3941722 A DE 3941722A DE 3941722 C1 DE3941722 C1 DE 3941722C1
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    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/165Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents in the manufacture of multilayered shell moulds

Abstract

Moulding material system comprises ceramic fire-resistant material (I) and non-aq. binder (II). The improvement is that (I) comprises at least 98 wt.% aluminium nitride and (II) contains at least one organic titanium cpd., pref. a polymeric titanic acid ester, esp. chelated with beta-diketone. Pref. the new system comprises 70-80 wt.% aluminium nitride. Pref. the new system is combined with a sand comprising aluminium nitride and/or aluminium oxide. USE - New system is useful for the prodn. of ceramic castings for the fine casting of reactive metals by the wax-melt process using lost patterns.

Description

Die Erfindung betrifft ein Formstoff-System zur Herstellung von keramischen Gießformen für den Feinguß von reaktiven Materialien nach dem Wachsausschmelzverfahren mit verlorenen Modellen aus keramischem Feuerfeststoff und nichtwässerigem Bindemittel und seine Verwendung.The invention relates to a molding material system for the production of ceramic Casting molds for investment casting of reactive materials using the lost wax process with lost models made of ceramic refractory and non-aqueous binder and its use.

Wie aus der deutschen Patentschrift 17 58 845 bekannt, können Gießformen für den hochwertigen Präzisionsguß auch kompliziert geformter Gußstücke von in geschmolzenem Zustand reaktionsfähigen Metallen, wie Chrom, Hafnium, Molybdän, Plutonium, Niob, Rhenium, Thorium, Uran, Tantal, Titan, Vanadin, Zirkonium und Seltenerdmetalle, unter Verwendung von Aufschlämmungen, deren Feststoff-Anteile mindestens 50 Gewichts-% Niob, Molybdän, Tantal und/oder Wolfram als metallische Formmaterialien sowie Metalloxid-Bindemittel oder feuerfeste Metalloxide bildende Bindemittel enthalten, hergestellt werden. Die Bindemittel werden in flüssigem Zustand, in gelöstem Zustand oder als in wässerigen Medien oder organischen Lösungsmitteln suspendierte oder dispergierte Feststoffe verwendet. Die Herstellung der Gießformen erfolgt durch Tauchen der meist aus Wachs bestehenden verlorenen Modelle in die Aufschlämmungen, Ablaufenlassen, Besanden, Trocknen und Wiederholen dieser Schritte, Entfernen der Modelle, zum Beispiel durch Ausschmelzen oder Behandlung mit Lösungsmitteln, Trocknen und Brennen in nichtoxidierender, inerter Atmosphäre. Die zum Aufbau der modellnahen Schichten benutzten Aufschlämmungen können als Formmaterialien neben Niob, Molybdän, Tantal und/oder Wolfram zusätzlich noch Zirkoniumoxid, Thoriumoxid, Hafniumoxid, Yttriumoxid und/oder Gadoliniumoxid in einer Menge bis zu 25 Gewichts-% in der modellnahen Schicht enthalten. Bevorzugte Bindemittel sind neben den Oxiden von Zirkonium, Thorium, Hafnium, Yttrium und Gadolinium auch deren oxidbildende Verbindungen, zum Beispiel Zirkoniumacetat. Neben den Formmaterialien, Bindemitteln und Aufschlämmungs-, Suspensions- oder Dispersionsmedien können noch geeignete Zusatzstoffe, wie Aufschlämmungsmittel, die Festigkeit im ungebrannten Zustand steigernde Mittel, Weichmacher, Netzmittel, Antischäummittel, Entflockungsmittel und Überzugstrocknungsmittel, verwendet werden. Die Formstoffe zum Aufbau der sich an die modellnahen und diesen anliegenden Schichten anschließenden Hinterfüllschichten, die der Gießform die erforderliche Festigkeit verleihen, können zum Beispiel aus einem keramischen Material, wie Aluminium- oder Yttriumoxid, und einem metalloxid-bildenden Bindemittel aus organischer Metallverbindung, wie einem Titanalkoxid, bestehen.As known from German patent 17 58 845, molds for the high-quality precision casting of even complex shaped castings from in molten state of reactive metals such as chromium, hafnium, molybdenum, Plutonium, niobium, rhenium, thorium, uranium, tantalum, titanium, vanadium, zirconium and Rare earth metals, using slurries, their solids content at least 50% by weight of niobium, molybdenum, tantalum and / or tungsten as metallic molding materials as well as metal oxide binders or refractories Containing metal oxide-forming binders are produced. The binders are in the liquid state, in the dissolved state or as in aqueous  Media or organic solvents suspended or dispersed solids used. The casting molds are produced by dipping the lost wax mostly in the slurries, Drain, sand, dry and repeat these steps, remove the models, for example by melting or treatment with solvents, Drying and firing in a non-oxidizing, inert atmosphere. The Slurries used to build up the near-model layers can be used as Molded materials in addition to niobium, molybdenum, tantalum and / or tungsten Zirconium oxide, thorium oxide, hafnium oxide, yttrium oxide and / or gadolinium oxide in an amount up to 25% by weight in the model-related layer. In addition to the oxides of zirconium, thorium, hafnium, preferred binders are Yttrium and Gadolinium also their oxide-forming compounds, for example Zirconium acetate. In addition to the molding materials, binders and slurry, Suspension or dispersion media can also contain suitable additives, such as Slurry, increasing strength when unfired Agents, plasticizers, wetting agents, anti-foaming agents, deflocculants and Coating drying agents can be used. The molding materials to build up yourself to the layers close to the model and adjacent to them Backfill layers that give the mold the required strength, can for example made of a ceramic material, such as aluminum or Yttrium oxide, and a metal oxide-forming binder from organic Metal compound, such as a titanium alkoxide.

Nichtwässerige Bindemittel aus polymeren Titansäureestern in zum Beispiel mit Acetylaceton chelatisierter Form und ihre Verwendung als Bindemittel in Schlickermassen für Beschichtungen und für die Herstellung feuerfester keramischer Formkörper sind aus der deutschen Patentschrift 32 03 546 bekannt. Für die Beschichtung von Substraten wie auch für Tauchbäder beim Feingußverfahren geeignete Schlicker, in denen die Bindemittel verwendet werden, setzen sich zusammen aus dem chelatisierten polymeren Titansäureester und einem feinteiligen Feuerfeststoff, wie zum Beispiel Zirkoniumoxid, Aluminiumoxid oder Magnesiumoxid; auch Calciumoxid oder Yttriumoxid können als Feuerfeststoffe eingesetzt werden. Dabei spielt sowohl die Körnungsverteilung des Feuerfeststoffes als auch die Viskosität des Schlickers eine Rolle. Bei der Verwendung von Zirkoniumoxid haben sich beispielsweise ein Mischungsverhältnis Bindemittel : Zirkoniumoxid = 1 : 3,3 und eine Kornzusammensetzung 2 Teile 0 bis 60 µm + 1 Teil 0 bis 10 µm bewährt.Non-aqueous binders made of polymeric titanium acid esters in, for example, with Acetylacetone chelated form and its use as a binder in Slurry for coatings and for the production of refractories Ceramic moldings are known from German Patent 32 03 546. For coating substrates as well as for immersion baths Investment casting suitable slip in which the binder is used are composed of the chelated polymeric titanium ester  and a fine-particle refractory, such as zirconium oxide, Alumina or magnesium oxide; calcium oxide or yttrium oxide can also be used as Refractories are used. Both the grain distribution plays a role of the refractory as well as the viscosity of the slip play a role. At the use of zirconium oxide, for example Mixing ratio binder: zirconium oxide = 1: 3.3 and one Grain composition 2 parts 0 to 60 µm + 1 part 0 to 10 µm proven.

Aus der veröffentlichten europäischen Patentanmeldung 2 52 862 ist ein Verfahren zur Herstellung von Gießformen für den Feinguß von Metallen, zum Beispiel von Titan, Titan-Legierungen, Zirkonium, Zirkonium-Legierungen, Aluminium-Lithium-Legierungen und Yttrium, Lanthan oder Seltenerdmetalle enthaltenden Legierungen unter Verwendung einer dichtes Yttriumoxid-Pulver mit einer Dichte von über 4,60 g/m² und ein nichtwässeriges Bindemittel enthaltenden Aufschlämmung als Formstoff-System bekannt. Das nichtwässerige Bindemittel enthält vorzugsweise organische Silicium-, Titan-, Zirkonium-, Aluminium- und/oder Seltenerdmetallverbindungen, besonders Äthylsilicat oder Titanacetylacetonat-Derivate. Dieses Formstoff-System eignet sich zum Aufbauen der modellnahen Schichten - im folgenden als Frontschichten bezeichnet - und von Überzügen für keramische Gießkerne zur Herstellung von Hohlräumen in Feingußteilen. Die grünen Gießformen können in oxidierender, inerter oder reduzierender Atmosphäre gebrannt werden.From published European patent application 2 52 862 is a Process for the production of molds for the investment casting of metals, for Example of titanium, titanium alloys, zirconium, zirconium alloys, Aluminum-lithium alloys and yttrium, lanthanum or rare earth metals containing alloys using a dense yttria powder a density of over 4.60 g / m² and a non-aqueous binder containing slurry known as molding system. The non-aqueous Binder preferably contains organic silicon, titanium, zirconium, Aluminum and / or rare earth metal compounds, especially ethyl silicate or Titanium acetylacetonate derivatives. This molding system is suitable for construction the model-related layers - hereinafter referred to as front layers - and of coatings for ceramic casting cores for the production of cavities in Investment castings. The green molds can be in oxidizing, inert or reducing atmosphere.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein im wesentlichen aus keramischem Feuerfeststoff und nichtwässerigem Bindemittel bestehendes Formstoff-System zur Herstellung von keramischen Gießformen für den Feinguß von reaktiven Metallen nach dem Wachsausschmelzverfahren zu finden. Die mit Hilfe des Formstoff-Systems erhaltenen Gießformen sollen eine gute Wärmeleitfähigkeit besitzen und besonders für das Vergießen von Magnesium-Legierungen, Aluminium-Lithium-Legierungen, Titan, Titan-Legierungen, Zirkonium und Zirkonium-Legierungen zu Feingußteilen hoher Oberflächengüte geeignet sein. Das Formstoff-System soll auch zur Beschichtung keramischer Gießkerne eingesetzt werden können. It is the object of the invention, an essentially ceramic refractory and non-aqueous binder existing molding material system for Manufacture of ceramic molds for the investment casting of reactive metals after the lost wax process. With the help of The molds obtained from the molding material system are said to have good thermal conductivity own and especially for the casting of magnesium alloys, Aluminum-lithium alloys, titanium, titanium alloys, zirconium and Zirconium alloys can be suitable for precision castings with a high surface quality. The molding material system is also intended for coating ceramic casting cores can be used.  

Das die Lösung der Aufgabe darstellende Formstoff-System ist dadurch gekennzeichnet, daß der Feuerfeststoff aus mindestens 98 Gewichts-% Aluminiumnitrid besteht und das nichtwässerige Bindemittel mindestens eine organische Titanverbindung enthält.The molding material system representing the solution to the problem is characterized in that that the refractory consists of at least 98% by weight aluminum nitride exists and the non-aqueous binder at least one organic Contains titanium compound.

Der Feuerfeststoff kann aus dem Aluminiumnitrid und zum Beispiel einem oxidischen Zusatz bestehen; bevorzugt wird jedoch das Formstoff-System mit einem - abgesehen von unvermeidbaren Verunreinigungen - vollständig aus Aluminiumnitrid bestehenden Feuerfeststoff.The refractory can be made of aluminum nitride and, for example, one oxidic additive exist; however, the molding material system is preferred one - apart from unavoidable impurities - completely Aluminum nitride existing refractory.

Der Aluminiumnitrid-Gehalt des Formstoff-Systems kann 60-95 Gewichts-% betragen. Besonders bewährt hat sich jedoch das Formstoff-System mit einem Aluminiumnitrid-Gehalt von 70-80 Gewichts-%. Die Korngröße des Aluminiumnitrids sollte nicht größer als 60 Mikrometer sein und liegt vorzugsweise im Bereich bis 45 Mikrometer.The aluminum nitride content of the molding material system can be 60-95% by weight be. However, the molding material system with one has proven particularly successful Aluminum nitride content of 70-80% by weight. The grain size of the Aluminum nitride should not be larger than 60 microns and lies preferably in the range up to 45 micrometers.

Das nichtwässerige Bindemittel enthält die organische Titanverbindung in einer 4-30 Gewichts-%, vorzugsweise 18-25 Gewichts-%, Titandioxid entsprechenden Menge.The non-aqueous binder contains the organic titanium compound in one 4-30% by weight, preferably 18-25% by weight, corresponding to titanium dioxide Amount.

Als organische Titanverbindungen haben sich die aus der deutschen Patentschrift 32 03 546 bekannten polymeren Titansäureester als besonders geeignet erwiesen.The organic titanium compounds from the German Patent 32 03 546 known polymeric titanium acid esters as special proven suitable.

Vorteilhafterweise werden die Titansäureester in chelatisierter Form eingesetzt, wobei als Chelatbildner β-Diketone bevorzugt werden. Als für das nichtwässerige Bindemittel des Formstoff-Systems besonders geeignet haben sich die mit Acetylaceton chelatisierten Titansäureester erwiesen.The titanium acid esters are advantageously in chelated form used, with β-diketones being preferred as chelating agents. As for that non-aqueous binders of the molding material system have been particularly suitable the titanium acid esters chelated with acetylacetone proved.

Falls erforderlich, kann das Formstoff-System übliche Zusätze, wie sie zum Beispiel aus der deutschen Patentschrift 17 58 845 und der europäischen Patentanmeldung 2 52 862 bekannt sind, enthalten.If necessary, the molding material system can be conventional additives such as Example from German patent 17 58 845 and European Patent application 2,526,862 are known.

Das Formstoff-System gemäß der Erfindung eignet sich für das Beschichten der Modelle für das Gießen nach dem Wachsausschmelzverfahren und ebenso für das Beschichten keramischer Gießkerne. The molding material system according to the invention is suitable for coating the Models for casting using the lost wax process and also for that Coating ceramic casting cores.  

Die mit dem Formstoff-System aufgebauten Frontschichten werden mit Hinterfüllschichten verstärkt. Besonders bewährt haben sich dafür Aluminiumsilicat und silicatische Bindemittel. Die Anzahl der die Gießform bildenden Front- und Hinterfüllschichten hängt von der Größe und Wandstärke der Feingußteile ab.The front layers built up with the molding material system are included Reinforced backing layers. Have proven particularly useful for this Aluminum silicate and silicate binders. The number of the mold forming front and backfill layers depends on the size and wall thickness of the investment castings.

Für die Besandung der Frontschichten eignet sich jedes für diesen Zweck bekannte Material. Für die Herstellung von Gießformen für Feingußteile größerer Wandstärken hat sich die Besandung der Frontschichten mit Aluminiumnitrid und/oder Aluminiumoxid als besonders günstig erwiesen.For sanding the front layers, each is suitable for this purpose known material. For the production of molds for precision castings The sanding of the front layers also has greater wall thicknesses Aluminum nitride and / or aluminum oxide have proven to be particularly favorable.

Zu den Vorteilen beim Einsatz des auf der speziellen Auswahl von Feuerfeststoff und nichtwässerigem Bindemittel beruhenden Formstoff-Systems gemäß der Erfindung gehören das gleichmäßige Benetzen auch großer Wachsmodelle schon beim ersten Tauchen, die bei mehrmaligem Beschichten und anschließendem Besanden gleichmäßige Ausbildung der Beschichtung, die zu einer gleichmäßigen Schichtstärke der Gießform führt, und die Möglichkeit des Tauchens sowohl von Hand als auch maschinell. Weitere Vorteile liegen in dem Entwachsen der grünen Gießformen mit Wasserdampf, so daß keine organischen Lösungsmittel erforderlich sind, und in dem in beliebiger Atmosphäre (oxidierend, reduzierend oder inert) möglichen Brennen der grünen Formen.The advantages of using the on the special selection of Refractory and non-aqueous binder based molding material system According to the invention, the uniform wetting also includes large wax models even with the first diving, with repeated coating and subsequent Insist uniform formation of the coating, which leads to a uniform Layer thickness of the mold leads, and the possibility of diving from both Hand as well as machine. Further advantages are the dewaxing of the green ones Casting with steam, so no organic solvents are required, and in any atmosphere (oxidizing, reducing or inert) possible burning of the green forms.

Mit dem Formstoff-System lassen sich auch Gießformen für große und kompliziert geformte Feingußteile herstellen.With the molding material system, molds for large and complicated can also be made produce molded investment castings.

Die aus dem Formstoff-System gemäß der Erfindung aufgebauten Gießform-Frontschichten besitzen eine gute Wärmeleitfähigkeit, so daß beim Vergießen und Abkühlen der Metallschmelze die Wärme rasch abgeleitet wird und Reaktionen zwischen der Gießform und der Metallschmelzen vermieden werden.Those built up from the molding material system according to the invention Mold front layers have good thermal conductivity, so that when Pour and cool the molten metal, the heat is rapidly dissipated and Reactions between the mold and the molten metal can be avoided.

Die in den Gießformen vergossenen Feingußteile aus Magnesium-Legierungen, Aluminium-Lithium-Legierungen, Titan, Titan-Legierungen, Zirkonium und Zirkonium-Legierungen zeichnen sich durch ihre hohe Oberflächengüte aus; aufwendige Nachbearbeitungen sind daher kaum noch erforderlich. Die nur in sehr geringem Maße auftretende Aufhärtung ("-case") erweist sich bei Feingußteilen aus Titan und Titan-Legierungen, die hinsichtlich der Reinheit der Oberflächen hohen Anforderungen genügen müssen, als besonders vorteilhaft.The precision castings made of magnesium alloys cast in the molds, Aluminum-lithium alloys, titanium, titanium alloys, zirconium and Zirconium alloys are characterized by their high surface quality;  time-consuming post-processing is therefore hardly necessary. The only in Very little hardening ("-case") proves itself Investment castings made of titanium and titanium alloys in terms of purity the surfaces must meet high requirements, as particularly advantageous.

Zur näheren Erläuterung werden in den folgenden Beispielen Formstoff-Systeme gemäß der Erfindung und die Herstellung von Gießformen daraus beschrieben.For a more detailed explanation, molding material systems are used in the following examples according to the invention and the production of molds described therefrom.

Beispiel 1 example 1

Beispiel 2 Example 2

Beispiel 3Example 3 Herstellung einer Gießform aus einem Wachsmodell für ein Feingußteil mit einer Wandstärke kleiner als 3 MillimeterProduction of a casting mold from a wax model for an investment casting with a Wall thickness less than 3 millimeters

Das durch Waschen mit organischem Lösungsmittel entfettete und getrocknete Wachsmodell wird in das in Beispiel 1 beschriebene, eine Aufschlämmung darstellende Formstoff-System getaucht, der Aufschlämmung entnommen und, wenn die Aufschlämmung gleichmäßig auf dem Wachsmodell verteilt ist, durch Aufsieben von Zirkoniumoxid-Pulver (Korngröße 0,12-0,25 Millimeter) besandet. Dann wird das so beschichtete Wachsmodell an der Luft getrocknet, in eine Aufschlämmung aus 60 Gewichts-% Aluminiumsilicat-Pulver (Korngröße bis 75 Mikrometer) und 40 Gewichts-% hydrolysierter Tetraäthylorthosilicat-Lösung (15% SiO₂, Isopropanol) getaucht und nach dem gleichmäßigen Verteilen der Aufschlämmung durch Aufsieben von Aluminiumsilicat-Pulver (Korngröße 0,3-0,8 Millimeter) besandet. Nach dem Trocknen des mit Front- und Hinterfüllschicht versehenen Wachsmodells an der Luft wird das Wachs durch Behandeln mit Wasserdampf im Autoklaven entfernt und die so erhaltene grüne Gießform 1 Stunde lang bei 900°C in Luft gebrannt.The degreased and dried by washing with organic solvent Wax model is used in the slurry described in Example 1 performing molding system submerged, taken from the slurry and, if the slurry is evenly distributed on the wax model Screening of zirconium oxide powder (grain size 0.12-0.25 millimeters) sanded. Then the wax model coated in this way is air-dried, in a slurry of 60% by weight aluminum silicate powder (grain size up to 75 microns) and 40% by weight hydrolyzed tetraethyl orthosilicate solution (15% SiO₂, isopropanol) dipped and after the even distribution of Slurry by sieving aluminum silicate powder (grain size 0.3-0.8 Millimeters) sanded. After drying the with front and back fill layer provided wax model in air, the wax is treated with Removed steam in the autoclave and the green casting mold 1 obtained in this way Burned in air at 900 ° C for one hour.

Beispiel 4Example 4 Herstellung einer Gießform aus einem Wachsmodell für ein Feingußteil mit einer Wandstärke kleiner als 8 MillimeterProduction of a casting mold from a wax model for an investment casting with a Wall thickness less than 8 millimeters

Das durch Waschen mit organischem Lösungsmittel entfettete und getrocknete Wachsmodell wird in das in Beispiel 1 beschriebene, eine Aufschlämmung darstellende Formstoff-System getaucht, der Aufschlämmung entnommen und, wenn die Aufschlämmung gleichmäßig auf dem Wachsmodell verteilt ist, durch Aufsieben von Zirkoniumoxid-Pulver (Korngröße 0,12-0,25 Millimeter) besandet. Das so beschichtete Wachsmodell wird an der Luft getrocknet, mit einer zweiten Schicht des in Beispiel 1 beschriebenen Formstoff-Systems versehen und durch Aufsieben von Aluminiumoxid-Korn (Korngröße 0,25-0,5 Millimeter) besandet. Dann wird das Wachsmodell in eine Aufschlämmung aus 60 Gewichts-% Aluminiumsilicat-Pulver (Korngröße bis 75 Mikrometer) und 40 Gewichts-% hydrolysierter Tetraäthylorthosilicat-Lösung (15% SiO₂, Isopropanol) getaucht, der Aufschlämmung entnommen und nach dem gleichmäßigen Verteilen der Aufschlämmung durch Aufsieben von Aluminiumsilikat-Pulver (Korngröße 0,3-0,8 Millimeter) besandet. Nach dem Trocknen des mit zwei Frontschichten und einer Hinterfüllschicht versehenen Wachsmodells an der Luft wird das Wachs durch Behandeln mit Wasserdampf im Autoklaven entfernt und die so erhaltene grüne Gießform 1 Stunde lang bei 900°C in Luft gebrannt.The degreased and dried by washing with organic solvent Wax model is used in the slurry described in Example 1 performing molding system submerged, taken from the slurry and, if the slurry is evenly distributed on the wax model Screening of zirconium oxide powder (grain size 0.12-0.25 millimeters) sanded. The wax model coated in this way is air-dried using  a second layer of the molding material system described in Example 1 provided and by sieving alumina grain (grain size 0.25-0.5 Millimeters) sanded. Then the wax model is slurried into a 60% by weight slurry. Aluminum silicate powder (grain size up to 75 micrometers) and 40% by weight hydrolyzed tetraethyl orthosilicate solution (15% SiO₂, Isopropanol) dipped, removed from the slurry and after the even Spread the slurry by sifting aluminum silicate powder (Grain size 0.3-0.8 millimeters) sanded. After drying the two Front layers and a backfill layer provided wax model in the air the wax is removed by treatment with steam in an autoclave and the the green mold thus obtained was fired in air at 900 ° C. for 1 hour.

Beispiel 5Example 5 Herstellung einer Gießform aus einem Wachsmodell für ein Feingußteil mit einer Wandstärke größer als 8 MillimeterProduction of a casting mold from a wax model for an investment casting with a Wall thickness greater than 8 millimeters

Die Herstellungsweise dieser Gießform ist ähnlich der in Beispiel 4 angegebenen. Es wird jedoch zusätzlich eine dritte Frontschicht unter Verwendung des in Beispiel 1 beschriebenen Formstoff-Systems erzeugt, die durch Aufsieben von Zirkoniumsilicat-Korn (Korngröße 0,3-0,8 Millimeter) besandet wird.The production method of this mold is similar to that in Example 4 specified. However, there is also a third front layer underneath Generated using the molding material system described in Example 1, the by sieving zirconium silicate grain (grain size 0.3-0.8 millimeter) is sanded.

Beispiel 6Example 6 Herstellung einer Gießform aus einem Wachsmodell für ein Feingußteil mit einer Wandstärke größer als 14 MillimeterProduction of a casting mold from a wax model for an investment casting with a Wall thickness greater than 14 millimeters

Die Herstellungsweise dieser Gießform ist ähnlich der in Beispiel 5 angegebenen. Die erste Frontschicht wird jedoch durch Aufsieben von Aluminiumnitrid-Korn (Korngröße 0,12-0,25 Millimeter) besandet. The production method of this casting mold is similar to that in Example 5 specified. However, the first front layer is sifted through Sanded aluminum nitride grain (grain size 0.12-0.25 mm).  

Die nach den Beispielen 3, 4, 5 und 6 hergestellten Gießformen werden auf etwa 150°C vorgeheizt und vergossen. Nach dem Erstarren der Metallschmelzen werden die fertigen Feingußteile durch Entfernen der Gießformen gewonnen.The casting molds produced according to Examples 3, 4, 5 and 6 are approximately Preheated to 150 ° C and potted. After the metal melts solidify the finished investment parts are obtained by removing the molds.

Beispiel 7Example 7 Beschichten eines Gießkerns für die Herstellung eines Feingußteils mit HohlraumCoating a casting core for the production of an investment casting with a cavity

Ein keramischer Kern wird in das in Beispiel 2 beschriebene eine Aufschlämmung darstellende Formstoff-System getaucht, der Aufschlämmung entnommen und, wenn die Aufschlämmung gleichmäßig auf dem Kern verteilt ist, an Luft getrocknet und anschließend 1 Stunde lang bei 900°C an Luft gebrannt. Der so beschichtete Gießkern wird in ein Wachsmodell eingefügt.A ceramic core becomes a slurry as described in Example 2 performing molding system submerged, taken from the slurry and, if the slurry is evenly distributed on the core, air dried and then fired in air at 900 ° C for 1 hour. The way coated casting core is inserted into a wax model.

Claims (12)

1. Formstoff-System zur Herstellung von keramischen Gießformen für den Feinguß von reaktiven Metallen nach dem Wachsausschmelzverfahren mit verlorenen Modellen aus keramischem Feuerfeststoff und nichtwässerigem Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuerfeststoff aus mindestens 98 Gewichts-% Aluminiumnitrid besteht und das nichtwässerige Bindemittel mindestens eine organische Titanverbindung enthält.1. molding system for the production of ceramic molds for the investment casting of reactive metals by lost wax using lost models of ceramic refractory and non-aqueous binder, characterized in that the refractory consists of at least 98% by weight aluminum nitride and the non-aqueous binder at least one organic Contains titanium compound. 2. Formstoff-System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuerfeststoff vollständig aus Aluminiumnitrid besteht.2. molding system according to claim 1, characterized in that the Refractory consists entirely of aluminum nitride. 3. Formstoff-System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es 60-95 Gewichts-% Aluminiumnitrid enthält.3. molding material system according to claim 1 or 2, characterized in that it Contains 60-95% by weight aluminum nitride. 4. Formstoff-System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es 70-80 Gewichts-% Aluminiumnitrid enthält.4. molding system according to claim 3, characterized in that it Contains 70-80% by weight aluminum nitride. 5. Formstoff-System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel die organische Titanverbindung in einer 4-30 Gewichts-% Titandioxid entsprechenden Menge enthält. 5. molding system according to one of claims 1 to 4, characterized in that the binder contains the organic titanium compound in a Contains 4-30% by weight of titanium dioxide corresponding amount.   6. Formstoff-System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel die organische Titanverbindung in einer 18-25 Gewichts-% Titandioxid entsprechenden Menge enthält.6. molding material system according to claim 5, characterized in that the Binder the organic titanium compound in an 18-25% by weight Contains appropriate amount of titanium dioxide. 7. Formstoff-System nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als organische Titanverbindung einen polymeren Titansäureester enthält.7. molding material system according to one of claims 1 to 6, characterized in that it is a polymeric titanium ester as an organic titanium compound contains. 8. Formstoff-System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Titansäureester in chelatisierter Form vorliegt.8. molding system according to claim 7, characterized in that the Titanic acid ester is present in chelated form. 9. Formstoff-System nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Titansäureester mit einem β-Diketon chelatisiert ist.9. molding system according to claim 8, characterized in that the Titanic acid ester is chelated with a β-diketone. 10. Formstoff-System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Titansäureester mit Acetylaceton chelatisiert ist.10. molding system according to claim 9, characterized in that the Titanic acid ester is chelated with acetylacetone. 11. Formstoff-System nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer Besandung aus Aluminiumnitrid und/oder Aluminiumoxid kombiniert wird.11. Molding system according to one of claims 1 to 10, characterized characterized in that it is sanded with aluminum nitride and / or Alumina is combined. 12. Verwendung des Formstoff-Systems nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 für die Herstellung von Gießformen für den Feinguß von Magnesium-Legierungen, Aluminium-Lithium-Legierungen, Titan, Titan-Legierungen, Zirkonium und Zirkonium-Legierungen.12. Use of the molding material system according to one or more of claims 1 to 11 for the production of molds for the investment casting of Magnesium alloys, aluminum-lithium alloys, titanium, Titanium alloys, zirconium and zirconium alloys.
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DE19893941722 Expired - Lifetime DE3941722C1 (en) 1989-12-18 1989-12-18 Moulding material system - comprises fire resistant material contg. aluminium nitride, and non-aq. binder

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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1758845C3 (en) * 1966-10-24 1973-10-31 Rem Metals Corp., Albany, Oreg. (V.St.A.) Process for the production of precision casting molds for reactive metals
EP0252862A1 (en) * 1986-07-11 1988-01-13 Howmet Corporation Ceramic shell mold facecoat and core coating systems for investment casting of reactive metals
DE3203546C2 (en) * 1982-02-03 1988-09-22 Huels Troisdorf Ag, 5210 Troisdorf, De

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