DE608751C - Formmasse fuer Metallgussdauerformen - Google Patents

Description

• Formmasse für Metallgußdauerformen In den Eisen- und Metallgießereien sind Sandformen, Metallformen und sogenannte Dauerformen aus keramischen Massen in Benutzung. Die Sandformen werden nach jedem Guß zerstört. DieMetallformen, meistKokillengenannt, halten eine wesentlich größere Anzahl von Güssen aus. Die Herstellung der Kokillen, die meist aus Grauguß oder Stahl bestehen, ist jedoch nur dann lohnend, wenn eine größere Stückzahl zu vergießen ist, um die Kosten amortisieren zu können. Bei geringeren Stückzahlen muß schon aus Gründen der Wirtschaftlichkeit Sandguß angewendet werden. Nun hat auf der anderen Seite aber der Kokillenguß gewisse Vorteile, weil eine höhere Abschreckung des eingegossenen Metalls erfolgt, wodurch die technischen Eigenschaften erhöht werden. Es besteht daher ein praktisches Bedürfnis, Dauerformen für eine mittelgroße Anzahl von Güssen einfach und billig herzustellen. Die bisher üblichen keramischen Massen versagen, weil Wärmespannungen auftreten, die zu Rissen führen.
• Man hat nun vorgeschlagen, Dauerformen dadurch herzustellen, daß man Eisen- oder Stahlspäne mit Zement, mischt und abbinden läßt. Der praktische Versuch überzeugt jedoch schnell davon, daß auch dieser Werkstoff zu spröde und wärmeempfindlich ist, als daß eine größere Anzahl von Abgüssen darin ausgeführt werden könnte. Derselbe Nachteil haftet dem Vorschlag an, metallisches Silicium enthaltende Masse mit einem »binding material(." wobei insbesondere Lehm genannt ist, zu vermischen und als Formmasse zu gebrauchen. Ein derartiger Werkstoff ist für Dauerformen ungeeignet.
• Weiterhin wurde der Vorschlag gemacht, Siloxikon, d. i. eine siliciumcarbidähnliche Masse, als Formmaterial inMischung mit Wasserglas zu verwenden. Ein derartiges Siliciumcarbid stellt aber selbst eine spröde Verbindung zwischen Metall und Nichtmetall dar. Die Mischung derartiger Verbindungen mit Wasserglas ergibt keinen genügend festen Verband, um die Wärmeschwankungen bei Dauerbetrieb aufzunehmen. Gemäß Erfindung soll aber eine Metallgußdauerform geschaffen werden, die auch bei der ständigen Erwärmung und Abkühlung genügend Elastizität besitzt, um die dabei auftretenden Spannungen aufzunehmen, Risse nicht zur Entstehung gelangen zu lassen und die Formbeständigkeit zu wahren. Grundsätzlich ist dabei zu beachten, daß es sich bei der Schaffung einer Metallgußdauerform nicht um ein keramisches Erzeugnis handeln kann, da keramische Erzeugnisse nicht die Eigenschaften besitzen, die man von einer Metallgußdauerform verlangt. Angaben, die sich auf die Herstellung keramischer Erzeugnisse beziehen, können daher nicht zum Vergleich herangezogen werden. Ein besonderer Unterschied besteht darin, daB keramische Erzeugnisse im allgemeinen gebrannt werden, während Formenbestenfalls bei niedrigen Temperaturen getrocknet werden, um ein Verziehen zu verhüten. Man kann daher nicht Angaben über die Verwendung von Wasserglas einerseits oder Metallpulvern andererseits, die i gelegentlich für sich allein, niemals aber gerade in dieser Vereinigung verwendet wurden, heranziehen. So ist z. B. nicht gut, Mischungen von Zement, Wasserglas und Sand bzw. Ziegel-oder Schamottemehl als Masse für Dauerformen zu verwenden, weil dieses Gemisch zu spröde und zu wenig wärmeleitend ist. Die Benutzung organischer Klebemittel bei Verwendung von Metallpulvern versagt ebenfalls, weil die organischen Klebemittel erst durch einen Vorbrennprozeß verflüchtigt werden müßten. Andernfalls würde während des Gusses noch die Entwicklung gasförmiger Bestandteile erfolgen und der Guß blasig werden. Auch Alkalisilicate, die bei keramischen Massen die Frittung unterstützen, haben bei den Temperaturen, bei denen Formen behandelt werden können, nicht genügendBindekraft.
• Die Erfindung betrifft die Herstellung einer Metallgußdauerform aus Metallpulver und Wasserglas. Diese beiden Stoffe sind bisher für den gleichen Zweck in dieser Vereinigung miteinandernochnichtvorgeschlagen. Eskommt aber darauf an, gerade diese beiden Bestandteile miteinander zu verbinden, um einen Fortschritt gegenüber denbisherigen Vorschlägen zuerzielen. Das Wasserglas scheint sich gerade mit dem Metallpulver in besonders eigenartiger Weise umzusetzen, ergibt jedenfalls eine so ausgezeichnete Standfestigkeit auch schon bei den ersten Güssen, daß weder ein Verziehen auftritt noch eine Beschädigung feinerer Profilierungen. Unter dem Einfiuß der Gießtemperatur verfestigt sich dann das Gemisch noch weiter, so daß die Unempfindlichkeit im Gebrauch steigt.
• Als Metallpulver kommen dabei die Pulver von Aluminium, Kupfer, Mangan, Eisen, Kobalt, Nickel, Blei, Zinn, . Silicium, Zink sowie auch die Pulver der hoch schmelzbaren Metalle Titan, Chrom, Wolfram in Frage. Den Vorzug genießt dabei das Eisen wegen seiner Billigkeit und Aluminium-Silicium-Legierungen wegen hoher -Wärmebeständigkeit. Man kann z. B. Spiegeleisen ohne Schwierigkeit pulverisieren und als Ausgangsstoff für die Herstellung der Dauerformen gemäß Erfindung verwenden. An Stelle der Pulver der Reinmetalle können natürlich auch die Pulver von Legierungen dieser Metalle untereinander bzw. mit anderen Metallen verwendet werden.
• Die Herstellung geschieht dann in der Weise, daß man die gepulverten Metalle mit io bis 40, vorzugsweise etwa 2o0/, Wasserglas innig durchmischt. Hierauf wird das abzugießende Modell in die Mischung eingebettet und diese festgestampft. Als äußere Bewehrung kann dabei, ähnlich wie bei Sandguß, ein Formrahmen Verwendung finden. Steiger, Gießtrichter und Angösse werden gleich von vornherein mit aufgeformt. Nach etwa 2 bis 3 Stunden hat die Masse abgebunden. Das Modell wird entfernt und die Dauerform noch einmal im Ofen bei ioo bis i5o° i bis 2 Stunden getrocknet, um die letzten Spuren von Feuchtigkeit zu entfernen.
• Die so hergestellte Form zeigt weiterhin den Vorteil leichter Bearbeitbarkeit mit schneidenden Werkzeugen. Die Masse besitzt eine Druckfestigkeit, die z. B. bei Mischung von Siliciumpulver mit 25% Wasserglas etwa 26o kg / cm2 beträgt.
• An Stelle des Wasserglases können allenfalls noch die in echter oder kolloidaler Lösung befindlichen Siliciumverbindungen, wie Silicagel oder lösliche Alkalisilicate, verwendet werden. Es besteht jedoch ein grundlegender Unterschied gegenüber den sonstigen anorganischen Bindemitteln, wie Zement- oder Lehmaufschwemmungen, die alle zu Rißbildung und Verziehen in der Wärme neigen.
• In ähnlicher Weise wie die Formmasse selbst können auch Kerne hergestellt werden.
• Man kann zwar den Metallpulver-Wasserglas-Mischungen noch etwas keramische Masse beimischen, doch geht dieses stets auf Kosten der Warmfestigkeit. Modelle, die auch gegenüber scharfenTemperaturschwankungen widerstandsfähig sein sollen, erstellt man besser ohne den Zusatz keramischer Masse.
• In Dauerformen, die auf diese Weise hergestellt sind und z. B. aus dem Pulver einer Aluminium-Silicium-Legierung mit einer Körnung DIN 27 bis ioo mit 250;'o Wasserglas bestehen, kann man sowohl Bronze wie Grauguß vergießen. Die Kokille zeigt eine Haltbarkeit vonüber5oAbgüssen. Eswurdedabeigefunden, daß bei einer Vermischung dieser beiden Bestand- i teile die Bindung in einer Zeit von etwa i bis q. Stunden sich unter beträchtlicher Wärmeentwicklungvollzieht, so daß offenbareine chemische Umsetzung stattfindet, die besonders feste Formen entstehen läßt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:-i. Formmasse für Metallgußdauerformen, bestehend aus einem Gemisch von Metallpulver und Wasserglas oder wasserglasähnlichen Verbindungen.
2. 2. Formmasse nach Anspruch i, bestehend aus einem Gemisch von Eisenpulver und 25% Wasserglas.
3. 3. Fonnmassenach Anspruch.i, bestehend aus dem Pulver einer Aluminium-Silicium-Legierung und 25 0/, Wasserglas.