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Masse zum Herstellen von Formen und Kernen Massen zum Herstellen von
Formen und Kernen für Gießereizwecke, die aus Quarzsand mit einem Sauerstoffüberträgen
Bindemittel und Leinöl bestehen, sind bekannt.
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Die Erfindung benutzt ebenfalls ähnliche Stoffe, aber mit weiteren
Zusätzen und in bestimmten Mischungsverhältnissen.
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Die Masse besteht aus einem Gemisch von 501 Oüarzsand, 1,51 Leinöl,
etwa 1359 Mangansuperoxyd, i25 g Glaubersalz; o,51 Firnis, i25 g Sikkativ und I25
g Kaliumcarbonat.
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Eine solche Masse zum Herstellen von Formen und Kernen für Gießereizwecke,
insbesondere für Stahlguß, hat die Vorteile, daß das Austrocknen des Sandes nicht
mehr erforderlich ist und eine Wiederverwendung der feuchten Masse möglich ist.
Formen und Kerne sind völlig rissefrei, und die Gußstücke selbst sind völlig fehlerfrei.
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Die Sandmasse fällt von den Gußstücken glatt ab, und es bedarf zu
ihrem Entfernen keines Sandstrahlgebläses mehr. Eine solche Sandmasse bietet auch
eine erhebliche Zeitersparnis beim Formen, beim Austrocknen und bei der Behandlung
zum Wiederformen, beim Ausputzen und Abgraten.
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Das Gemisch. nach der Erfindung wird etwa 5 Minuten geknetet und ist
alsdann zur Verwendung bereit. Es soll gleich nach seiner Herstellung verwendet
werden, weil es sehr rasch abbindet. Die Kernkasten, Formen oder Rahmen müssen somit
zum voraus angefertigt werden.
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Während des Formens darf das Gemisch auf keine Weise weder gestampft
oder gepreßt oder sonstwie verdichtet werden, indem es sich selbst bindet und genügende
Zähigkeit und Festigkeit bietet. Beispielsweise ist die vollständige Bindezeit von
ungefähr 2 Stunden für kleine Kerne, q. Stunden Ar mittlere Kerne und @i2 Stunden
für die großen Kerne ermittelt worden.
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Nach dem Binden werden die Kerne oder anderen Formteile im Ofen getrocknet.
Das Trocknen findet vorzugsweise bei einer Temperatur von etwa 80° C, welche allmählich
bis 2io° C gesteigert wird, statt. Die Dauer des Trocknens ist ungefähr 3 Stunden,
worauf die Kerne o. dgl. abgekühlt werden.
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Sämtliche Zutaten sind derart gewählt und beigemengt worden, daß ganz
bestimmte Wirkungen hervorgerufen werden sowohl während der Zubereitung als bei
der Herstellung der Kerne o. dgl. während des Trocknens, des Gusses und dessen Abkühlung,
während des Abkratzens der Kerne und der Wiedergewinnung des Sandes.
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Der ausschließlich zur Anwendung komrnende Sand ist weißer Kieselsand,
indem er
der einzige ist, der sich gut mit den andern Zutaten vermengt.
Er ist auch billiger und findet sich überall in der Nähe der Gießereien.
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Das Gemisch von Mangansuperoxyd mit-Leinöl bildet ein Bindemittel
für die Sana körner. Wird dem Leinöl eine kleine M von Mangansuperoxyd beigetan
und das GGe misch gekocht, so erhält man ein Erzeugnis, welches eine bedeutend größere
Affinität zum pulverförmigen Mangansuperoxyd zeigt als gewöhnlich gekochtes Leinöl,
wodurch die Bindefähigkeit bedeutend gesteigert wird und den Leinölverbrauch vermindert.
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Das Glaubersalz oder das chlorsaure Natron, das schwefelsaure Kali
oder das chlorsaure Kali dienen zur Förderung des Bindens vermöge der katalytischen
Wirkung auf das Gemisch von Mangansuperoxyd und Leinöl.
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Der Alkoholfirnis ist ein Härtemittel, dessen rasches Trocknen durch
Beimischung einer großen Menge von Sikkativ erzielt wird; die so erzielte rasche
Trockenfähigkeit gewährleistet eine gute Standfestigkeit des Sandes, bis die Bindung
zwischen Mangansuperoxyd und Leinöl stattgefunden hat.
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Kali oder Natron dienen zum Reinigen der Sandkörner, um eine innigere
Berührung zwischen den sich zusammenballenden und verkittenden Stoffen herzustellen.
Es wird damit also die Verdichtung des Gemisches erhöht.
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Das Wismutweiß, vermehrt in bedeutendem Maße die Bindefähigkeit des
Gemisches vermöge seiner wohlbekannten Affinität zum Leinöl, welches-mit dem Wismutweiß
einen Kitt bildet.
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Das Gemisch wird alsdann von Hand ohne Verdichtung auf sämtliche Formflächen
bestens in den Formen verteilt, worauf die Formen, Rahmen o. dgl. mit demselben
Gemisch, aufgefüllt und schließlich mit dem Lineal abgestrichen -,ferden.
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Je nach Umständen werden einige leichte und einfache Beschläge eingelegt.
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Dadurch, daß das Gemisch nicht verdichtet ist, kann ein Durchsickern
des Öles auf die Formwände infolge eines unwillkürlichen Stoßes mit dem Preßkolben
oder einem Stampfwerkzeug nicht stattfinden. Bei Verwendung dieses Gemisches wird
das Anhaften des Sandes an dem Modell, an der Kernbüchse oder an den andern Bestandteilen
des Modells vermieden. Ebenfalls werden die durch überschüssiges Öl vorkommenden
Mängel vermieden, indem es nur ar. der Formoberfläche wirksam werden kann.
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Zur Herstellung von Rahmenformen wird zuerst das Modell mit einer
Schicht von 5 bis io cm dieser Mischung belegt, welche gleichförmig auf der ganzen
Fläche verteilt wird. Nachdem das Gemisch von Hand leicht eingedrückt-wird, bedeckt
man es mit gewöhnlichem Gießereisand, welcher leicht und ohne Druck entweder mit
einem kleinen Stößel oder ''.mit der Formmaschine eingestampft wird; bis `..der
Rahmen vollgefüllt ist.
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ß;:'Zur Herstellung von Formspindeln wird das Gemisch auf eine starre
Blechplatte aufgetragen, leicht von Hand gepreßt und ihm ungefähr die zu erstellende
Form gegeben, sodann mit der Schablone der Spindel ausgeglichen.
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Selbstverständlich kann dieses Verfahren nur bei Rahmen und Spindelstücken,
welche im Trockenofen eingeführt werden können, zur Anwendung gelangen.
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Das Binden des Gemisches findet ohne Beaufsichtigung und ohne besondere
Vorkehrungen statt.
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Sobald die Kerne o. dgl. für den Trockenofen bereitstehen, sind sie
erhärtet und sehr widerstandsfähig, so daß sie leicht ihre Form beibehalten, ohne
Stützen zu benötigen, und können leicht gehandhabt werden, sie können hauptsächlich
abgefeilt, gesägt, verschnitten oder auf andere Weise bearbeitet werden, ohne zu
Zerbrechen.
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Die niedrige Anfangstemperatur beim Trocknen kann weder eine besondere
Verflüssigung des Leinöls herbeiführen noch eine Zersetzung des Mangansuperoxyds
verursachen, hingegen bietet die niedrige Temperatur Anlaß zum Trocknen des Gemisches
unter sehr günstigen Verhältnissen für die Beibehaltung der Umrisse und. der Ausmaße.
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Würde durch die Wärme des Trockenraumes eine gewisse Zersetzung des
Mangansuperoxyds hervorgerufen und eine gesteigerte Verflüssigung des Leinöls begünstigt,
so ist doch durch den Firnis ein genügender Widerstand geboten, weil er trocken
und erhärtet den nötigen Widerstand gegen jede Formänderung der Stücke gewährleistet
und bei zunehmender Wärme die gesamte Masse festhält.
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Die niedrige Anfangstemperatur begünstigt ebenfalls die Bindefähigkeit
des Wismutweißes. Bei zunehmender Wärme kochen das Leinöl und das Mangansuperoxyd
ein, so daß sie eine unveränderliche Härte erreichen, vermöge welcher die Formstücke
nach der Behandlung eine große Festigkeit erhalten.
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Durch dieses Trockenverfahren bei niedriger Anfangstemperatur und
stetig zunehmender Wärme, ohne jedoch die meist üblichen Trockenraumtemperaturen
der bekannten Vcrfahren''mit Mangansuperoxyd zu erreichen, wird die Härte der zu
trocknenden Formstücke rasch gesteigert und gestaltet sich viel gürfstiger für die
Erhaltung der Formen.
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Indem die Trockentemperatur nicht 2io0 C übersteigt, kann das Leinöl
sich nicht zersetzen,
und die Kerne o. dgl. können nicht verbrennen.
Die Anwendung einer allmählich sich steigernden Hitze erleichtert das Eindringen
der Wärme unter annähernd gleichbleibender Temperatur in sämtlichen Teilen der Masse
der zu trocknenden Formteile. Nach Abkühlung sind diese Stücke sehr sauber und widerstandsfähig
ohne irgendeinen Riß oder Sprung und können leicht bearbeitet werden.
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Das Wasserglas wirkt kittförmig und fördert das Anhaften des schwarzen
Anstriches auf sämtliche Flächen der Gießformen. Die an der Oberfläche anhaftende
Feuchtigkeit schwindet rasch durch Verdunstung.
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Die nach diesem Verfahren hergestellten Kerne o. dgl. nehmen keine
Feuchtigkeit auf, und das Baraufgespritzte Wasser dringt kaum ein und beschädigt
sie nicht.
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Indem die Mischung leicht verdichtet ist, sind die Formstücke leicht,
wodurch sie zu weiterer Bearbeitung handlich sind. .
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Während des Gießens widerstehen die nach dieser Erfindung hergestellten
Formteile anstandslos den Stößen sowie dem Druck des flüssigen Metalls vermöge ihrer
glatten und glänzenden Oberflächen, ohne daß Sandkörner losgerissen werden. Alle
Spalten und scharfen Kanten sind durch das Metall tadellos ausgefüllt. Es kann sich
weder Wasserdampf bilden, weil die Mischung kein Wasser enthält, noch Gas entwickeln,
indem das Öl sowie die den Firnis bildenden Gummilacke bereits bei der Trockenofentemperatur
die Feuchtigkeit abgegeben haben.
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Indem die Kerne oder ähnliche Formteile ohne Anstampfen hergestellt
sind, bilden sie keine verdichtete Masse, welche, obschon fest, jedoch verhältnismäßig
genügend porös ist, wodurch die geringste Gasentwicklung vor dem Erstarren des Gusses
durch die Masse aufgesaugt wird.
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Eine Blasenbildung ist ausgeschlossen, es können daher Luftlöcher
unbedenklich weg gelassen werden.
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Während des Abkühlens findet das Schwinden von selbst statt, ohne
besondere Spannungen hervorzurufen, indem die Kerne o. dgl. keinen Widerstand leisten
und sofort beim Druck des Schwindens nachgeben.
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Unter der starken Hitze beim Guß geht die Mischung vom festen in pulverförmigen
Zustand über, was das Ausheben, besonders das Auskratzen der Kerne sehr erleichtert.
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Kein Teil der Form bleibt an dem Gußstück haften, welches vollkommen
glatt für jedes Gußmetall herauskommt und eine schöne Färbung aufweist. Diese Eigenschaften
rühren von der reinigenden Wirkung des Kalis oder des Natrons her, welche auf das
glühende Metall, selbst durch die Überzugsschicht hindurch, einwirkt.
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Der Sand kann- wiedergewonnen und verwertet werden unter Beifügung
eines Teiles frischen weißen Sandes und der bereits erwähnten Zutaten.