DE69114954T2

DE69114954T2 - Steigendguss unter Verwendung einer besonders gelagerten verlorenen Gussform mit dünnwandigem Überzug.

Info

Publication number: DE69114954T2
Application number: DE1991614954
Authority: DE
Inventors: Richard T Carter; George D Chandley
Original assignee: Hitchiner Manufacturing Co Inc
Current assignee: Hitchiner Manufacturing Co Inc
Priority date: 1990-09-06
Filing date: 1991-08-24
Publication date: 1996-07-18
Anticipated expiration: 2011-08-25
Also published as: DE69114954D1; RU2039629C1; MX173895B; YU47814B; CN1047547C; CA2049228A1; JPH07110404B2; CA2049228C; YU149191A; CN1059485A; JPH04270024A; EP0474078A1; AU635858B2; EP0474078B1; BR9103830A; AU8249591A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Gießen von geschmolzenem Metall gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. eine Vorrichtung für die Durchführung eines Steigendgusses gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Ein derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung sind aus der EP-B-0 019 971 bekannt. Dieses Dokument offenbart das Einsetzen eines dünnen Mantels aus mehreren Lagen nach dem Entfernen eines Modells bzw. eines verlorenen Modells in ein partikel förmiges, feuerfestes Stützmedium.
Im einzelnen befaßt sich die vorliegende Erfindung mit dem Steigendguß von geschmolzenem Metall unter Verwendung einer gasdurchlässigen Einmal-Gießform bzw. verlorenen Form, die eine dünne Formwand aufweist, welche die Belastungen beim Entfernen des Modells besser verträgt und welche während des Gießvorganges durch ein verdichtetes partikelförmiges Stützmedium abgestützt wird.
Allgemein sind mit Unterdruck arbeitende Gegen-Schwerkraft- Gießverfahren bzw. Steigendgußverfahren, bei denen mit gasdurchlässigen Formen mit verlorenem Mantel gearbeitet wird, in den US-PSen 3 900 064, 4 340 108, 4 532 976, 4 589 466 und 4 791 977 beschrieben.
Bei der Herstellung von gasdurchlässigen Formen mit einem gebundenen, feuerfesten, verlorenen Hochtemperaturmantel zur Verwendung bei einem derarten Steigendgußverfahren werden mehrere verlorene (beispielsweise schmelzbare) Modelle des zu gießenden Artikels zuerst hergestellt und dann mit geeigneten Einlaufmodellen und dergleichen vereinigt, um eine Modellanordnung bzw. einen Baum zu bilden. Die Modellanordnung wird dann mit feuerfesten Partikeln umhüllt, indem sie alternierend in eine Schlemme aus feuerfestem Material (welche ein feuerfestes Pulver und eine Lösung eines geeigneten Bindemittels umfaßt, welches beim Trocknen unter Umgebungsbedingungen aushärten kann) eingetaucht und dann mit einem gröberen feuerfesten Pulver bestäubt bzw. "verputzt" wird. Die Folge von Eintauchen und Verputzen wird wiederholt, um einen mehrlagigen feuerfesten Mantel zu bilden, der eine ausreichende Dicke hat, um die Belastungen auszuhalten, die auf ihn bei der anschließenden Entfernung des Modells, beim Brennen und beim Gießvorgang für das Metall ausgeübt werden.
Im einzelnen wurde der Vorgang des Entfernen des Modells typischerweise durch Behandlung mit Dampf in einem Autoklav durchgeführt, wobei die verlorene Modellanordnung in einen Dampfautoklav gebracht und auf eine Temperatur im Bereich von etwa 135ºC (275ºF) bis 177ºC (350ºF) erhitzt wird, um das Modell aus dem feuerfesten Mantel herauszuschmelzen. In der Vergangenheit wurden von den nach dem Stande der Technik arbeitenden Personen Schäden (beispielsweise Risse) in dem feuerfesten Mantel festgestellt, die während der Dampfbehandlung im Autoklav infolge der Wärmedehnung des Modells (beispielsweise Wachs) bezüglich des feuerfesten Mantels entstanden waren. Bei Versuchen, die Schäden (beispielsweise Sprünge) in dem feuerfesten Mantel bei der Dampfbehandlung im Autoklav zu verringern bzw. auf ein Minimum zu reduzieren, wurde beim Arbeiten nach dem Stande der Technik die Dicke des feuerfesten Mantels erhöht, um diesen Belastungen besser standzuhalten. Unglücklicherweise führt das Erhöhen der Dicke des feuerfesten Mantels zu einer schwereren verlorenen Form und zum Verbrauch von größeren Mengen des feuerfesten Materials, was zu zusätzlichen Kosten für das Gießen führt. Außerdem macht eine größere Dicke des feuerfesten Mantels die Durchführung der Dampfbehandlung im Autoklav für längere Zeit erforderlich, um das Modell aus der verlorenen Formansammlung zu entfernen. Typischerweise werden verlorene Gießformen, die für den Steigendguß von Legierungen auf der Basis von Eisen und anderen Metallen verwendet werden, beim Arbeiten nach den oben erwähnten patentierten Verfahren in der Weise hergestellt, daß sie zu diesem Zweck eine Wandstärke des Mantels von mindestens etwa 0,64 mm (0,25 " ) besitzen.
Die oben erwähnte US-PS 4 791 977 beschreibt die Belastungen, die während des mit Hilfe von Unterdruck durchgeführten Steigendgusses von geschmolzenem Metall auf den feuerfesten Formmantel ausgeübt werden. Insbesondere wird in der Patentschrift darauf hingewiesen, daß schädliche Belastungen auf den Mantel infolge des internen statischen Druckes des Metalls ausgeübt werden können, der auf den Mantel einwirkt, und zwar aufgrund des innerhalb des Mantels befindlichen gegossenen Metalls in Verbindung mit dem externen Unterdruck, der während des Gießprozesses rund um die hohle Form wirksam ist. Die Patentschrift weist darauf hin, daß diese Belastungen in Verbindung mit den hohen Temperaturen des Metalls in der Form bewirken können, daß sich die Wand des Mantels bewegt, daß Metall in die Wände eindringt, daß ein Lecken von Metall auftritt oder ein Versagen der Gießform insgesamt, insbesondere wenn in dem Mantel irgendwelche Strukturdefekte vorhanden sind. Obwohl gemäß der genannten Patentschrift Möglichkeiten zum Reduzieren der Belastungen der verlorenen, einen Mantel aufweisenden Form angegeben werden (nämlich die Anwendung eines Differenzdruckverfahrens zwischen dem internen Formfüllkanal und der Unterdruckkammer außerhalb der Form), muß die gemäß dieser Patentschrift verwendete verlorene Gießform immer noch die konventionelle Dicke und Festigkeit des Mantels aufweisen, um den Belastungen beim Entfernen des Modells und beim Gießen des geschmolzenen Metalls zu widerstehen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes, wirtschaftliches Steigendgußverfahren bzw. eine entsprechende Vorrichtung anzugeben, bei dem bzw. bei der eine feuerfeste verlorene Form mit erheblich verringerter Wandstärke verwendet wird, die trotzdem im Verlauf von Operationen, wie z. B. dem Entfernen des Modells durch Dampfbehandlung in einem Autoklav, weniger zu Schäden (beispielsweise zum Reißen) neigt.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung mit Hilfe des Verfahrens gemäß Anspruch 1 gelöst und, was die Vorrichtung anbelangt, mit Hilfe der Vorrichtung gemäß Anspruch 12.
Es ist ein Vorteil der vorliegenden Erfindung, daß sie ein verbessertes, wirtschaftliches Steigendgußverfahren und eine entsprechende Vorrichtung angibt, mit dem bzw. mit der die für die Herstellung der verlorenen Gießform erforderliche Menge an gebundenem feuerfesten Material erheblich reduziert wird.
Es ist ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß sie ein verbessertes, wirtschaftliches Steigendgußverfahren und eine entsprechende Vorrichtung bereitstellt, mit deren Hilfe die Anzahl von Gußteilen, die pro verlorene Form gegossen werden können, beträchtlich erhöht wird.
Es ist noch ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß sie ein verbessertes Steigendgußverfahren und eine entsprechende Vorrichtung angibt, mit deren Hilfe die Belastungen reduziert werden, die auf die verlorene Gießform aufgrund des Vorliegens eines internen statischen Druckes des Metalls und eines externen Unterdruckes rund um die Form beim Gießen ausgeübt werden.
Es ist noch ein weiterer Vorteil der Erfindung, daß sie ein verbessertes Steigendgießverfahren und eine entsprechende Vorrichtung angibt, bei denen die verlorene Gießform beim Gießvorgang in einer solchen Weise abgestützt wird, daß Beschädigungen der Form aufgrund von Gießbelastungen vermieden werden, wobei das Gießen in größeren Formen ermöglicht und das Austreten von geschmolzenem Metall verhindert wird.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich also mit einem verbesserten, wirtschaftlichen Gegen-Schwerkraft-Gießverfahren und einer entsprechenden Vorrichtung und umfaßt das Herstellen eines verlorenen Modells eines zu gießenden Gegenstandes, wobei das Modell ein schmelzbares Material umfaßt, welches sich bei Erhitzung ausdehnt, das Umhüllen des Modells mit partikelförmigem Formmaterial in mehreren Lagen, wobei das Umhüllen so kontrolliert wird, daß ein feuerfester Mantel gebildet wird, der eine Wandstärke besitzt, deren Dicke einen Wert von etwa 3 mm (0,12 " ) um das Modell herum nicht überschreitet, und das Erhitzen des verlorenen Modells, wie z. B. durch Dampfbehandlung in einem Autoklav zum Entfernen des Modells aus dem Mantel, wobei in diesem ein Formhohlraum verbleibt. Nachdem der dünne Mantel gebrannt ist, um ihm die gewünschte Formfestigkeit zu verleihen, wird rund um den dünnen Mantel bzw. die hohle Gießform ein feuerfestes, partikelförmiges Stützmedium angeordnet, wobei der Formhohlraum mit einem darunter befindlichen Einlaß für geschmolzenes Metall in Verbindung steht und wobei der Einlaß außerhalb des Stützmediums angeordnet ist.
Nachdem die dünne, einen feuerfesten Mantel aufweisende Gießform mit dem partikelförmigen Stützmedium umgeben ist, wird in dem Formhohlraum ein Unterdruck erzeugt, während gleichzeitig ein solcher Druck auf das Stützmedium ausgeübt wird, daß dieses um den feuerfesten Mantel herum zusammengepreßt wird, um den Mantel gegen Belastungen beim Gießen abzustützen, wenn das geschmolzene Metall durch Gegen-Schwerkraft- Gießen in den unter Unterdruck stehenden Formhohlraum gelangt, während der Einlauf für das geschmolzene Metall in Verbindung mit einer Quelle für geschmolzenes Metall steht.
Die Verwendung einer Gießform mit einem feuerfesten Mantel mit einer Wandstärke, die etwa 3 mm (0,12 " ) nicht überschreitet, beim praktischen Einsatz der Erfindung basiert auf der Entdeckung, daß entgegen der akzeptierten Praxis gemäß dem Stande der Technik derartige dünnwandige Mäntel bzw. Gießformen besser geeignet sind, die darauf ausgeübten Kräfte zu vertragen, die auf die Ausdehnung des Modells beim Entfernen desselben zurückzuführen sind. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit der Erkenntnis, daß die Durchlässigkeit dünner Gießformen sich nicht direkt proportional zur Reduktion der Wandstärke erhöht, sondern vielmehr in einem unerwartet größeren Ausmaß. Beispielsweise hat es sich gezeigt, daß derartige dünne Formwände (mit einer Wandstärke von nicht mehr als etwa 3 mm (0,12 " )) eine Gasdurchlässigkeit besitzen, die mehr als doppelt so groß ist, im allgemeinen mehr als dreimal so groß, als die Gasdurchlässigkeit einer (im übrigen) gleichen Gießform mit der doppelten Wandstärke.
Es hat sich gezeigt, daß diese erhöhte Durchlässigkeit des Mantels bzw. der Gießform die Belastungen reduziert, die beim Entfernen des Modells durch Dampfbehandlung in einem Autoklav auf den Mantel ausgeübt werden, weil das Eindringen der geschmolzenen Haut, die an dem Modell zuerst schmilzt, in den Mantel verstärkt wird. Außerdem verkürzt die erhöhte Durchlässigkeit der Gießform die Zeit für das Entfernen des Modells, da sie das Eindringen von Dampf zur Oberfläche des Modells erleichtert.
Die Verwendung einer feuerfesten Gießform, die eine derart geringe Wandstärke hat (nämlich eine Wandstärke, die etwa 3 mm (0,12 " ) nicht übersteigt), beim praktischen Einsatz der Erfindung basiert außerdem auf der Entdeckung, daß eine derart dünne Gießform angemessen abgestützt werden kann, um den Belastungen zu widerstehen, die darauf während des mit Hilfe von Unterdruck durchgeführten Gegen-Schwerkraft-Gießverfahrens einwirken, und zwar dadurch, daß ein partikelförmiges Stützmedium rund um den Formmantel verdichtet bzw. zusammengepreßt wird, während der Formhohlraum evakuiert wird.
Beispielsweise wird bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung die dünnwandige Gießform in einem Bett aus einem lockeren, partikelförmigen Stützmedium (beispielsweise lockerem Gießereisand) angeordnet, welches in einem Unterdruckgehäuse enthalten ist, und eine Druckübertragungseinrichtung wird relativ zu dem Unterdruckgehäuse und dem Stützmedium bewegt, um das Stützmedium um den Mantel herum zusammenzudrücken, wenn in dem Unterdruckgehäuse ein Unterdruck erzeugt wird, um für den Gießvorgang einen Unterdruck im Formhohlraum zu erzeugen. Die Druckübertragungseinrichtung kann eine bewegliche Wand des Unterdruckgehäuses umfassen, welche von außen dem Umgebungsdruck ausgesetzt ist und einem relativen Vakuum auf seiner Innenseite, um auf diese Weise das Stützmedium rund um die Gießform zusammenzupressen, so daß es den Mantel gegen Gießbelastungen abstützt. Die Druckübertragungseinrichtung kann aber auch eine Druckblase umfassen, welche in Kontakt mit dem Stützmedium steht, um zum gleichen Zweck das Stützmedium rund um den dünnen Mantel zusammenzupressen.
Die oben angesprochenen Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung und Zeichnungen noch besser deutlich werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Modellanordnung;
Fig. 2 einen Querschnitt der Modellanordnung nach dem Umhüllen derselben mit partikelförmigem Formmaterial;
Fig. 3 einen Querschnitt der einen dünnen Mantel aufweisenden Gießform nach dem Entfernen der Modellanordnung durch eine Dampfbehandlung in einem Autoklav;
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Steigendguß- Gießvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der die Gießform in einem verfestigten partikelförmigen Stützmedium in einem Unterdruckgehäuse angeordnet ist und bei der der außenliegende Einlaß der Gießform für geschmolzenes Metall in ein darunterliegendes Bad aus geschmolzenem Metall eingetaucht ist;
Fig. 5 einen Querschnitt einer Steigendguß-Gießvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Steigendguß- Gießvorrichtung gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Betrachtet man nunmehr die Zeichnungen, so ist in Fig. 1 eine verlorene Modellanordnung bzw. ein Baum 10 gezeigt, der einen zentralen zylindrischen, einen Steiger bildenden Teil 12 und mehrere Teile 14 aufweist, die jeweils einen Formhohlraum bilden und mit dem einen Steiger 12 bildenden Teil jeweils über einen entsprechenden, einen Einlauf bildenden Teil 16 verbunden sind. Die die Formhohlräume bildenden Teile 14 sind in der Gestalt eines zu gießenden Gegenstandes ausgebildet und mit Abstand rings um den Umfang des den Steiger bildenden Teils 12 und in Längsrichtung desselben angeordnet, wie dies die Zeichnung zeigt. Typischerweise werden jeder der einen Formhohlraum bildenden Teile 12 und sein zugeordneter Einlaufteil 16 durch Spritzgießen hergestellt und dann von Hand (beispielsweise durch Anschweißen mit Wachs oder mit Hilfe eines Klebers) an dem einen Steiger bildenden Teil 12 befestigt. Der einen Steiger bildende Teil 12 wird als separates Teil durch Spritzgießen hergestellt.
Am unteren Ende des einen Steiger bildenden Teils 12 ist ein feuerfester, kegelstumpfförmiger Kragen 18 befestigt (beispielsweise mit Wachs angegossen oder angeklebt).
Die Modellanordnung 10 wird vorzugsweise aus einem schmelzbaren, festen (nicht-porösen) Material hergestellt, welches sich bei Erhitzung ausdehnt, wie dies erläutert werden wird. Wachs ist wegen seiner geringen Kosten und seiner vorhersagbaren Eigenschaften das bevorzugte Material für die Modellanordnung. Im allgemeinen schmilzt das Modellwachs in dem Bereich von etwa 54,4ºC (130ºF) bis etwa 65,6ºC (150ºF). Wichtig ist, daß die Viskosität des Wachses so gewählt werden muß, daß beim Entfernen des Modells ein Reißen des Mantels vermieden wird (beispielsweise sollte die Wachsviskosität bei 76,7ºC (170ºF) kleiner sein als 130 cPs (1300 centipoise)). Harnstoff kann als Modellmaterial ebenfalls brauchbar sein und schmilzt in dem Bereich von etwa 112,8ºC (235ºF) bis etwa 129,4ºC (265ºF).
Bei der praktischen Durchführung der Erfindung ist es nicht erforderlich, daß die einzelnen Teile 12, 14, 16 der Modellanordnung 10 aus dem gleichen Material hergestellt werden, solange die Modellanordnung anschließend durch Erhitzen, wie z. B. eine Dampfbehandlung in einem Autoklav, entfernbar ist, wie dies beschrieben werden wird.
Nunmehr wird auf Fig. 2 Bezug genommen, wo die Modellanordnung 10 von mehreren Lagen eines feuerfesten Materials 22 umhüllt ist, um rings um die Modellanordnung einen dünnen Mantel 30 zu bilden. Das Umhüllen der Modellanordnung erfolgt, indem diese wiederholt in eine Schlemme (nicht gezeigt) aus feuerfestem Material eingetaucht wird, welche eine Suspension eines feuerfesten Pulvers (beispielsweise Zirkon, Aluminiumoxid, geschmolzenes Siliziumoxid oder andere Materialien) in einer Bindemittellösung, wie z. b. Ethylsilikat oder einem kolloidalen Siliziumoxidsol und kleine Mengen eines organischen Filmbildners, eines Netzmittels und eines Entschäumungsmittels umfaßt. Nach jedem Eintauchen läßt man die überschüssige Schlemme abtropfen, und die Schlemmebeschichtung auf der Modellanordnung wird anschließend mit trockenen, feuerfesten Partikeln beschichtet oder besandet. Zu den geeigneten feuerfesten Materialien zum Beschichten (Verputzen) gehören granuliertes Zirkon, geschmolzenes Siliziumoxid, Siliziumoxid, verschiedene Aluminiumsilikatgruppen einschließlich Mullit, geschmolzenes Aluminiumoxid und ähnliche Materialien.
Nach jeder Folge aus Eintauchen und Beschichten wird die Schlemmebeschichtung gehärtet, wobei man ein Trocknen mit umgewälzter Luft oder andere Einrichtungen anwendet, um auf der Modellanordnung 10 oder auf einer zuvor gebildeten feuerfesten Schicht eine feuerfeste Schicht zu bilden. Diese Folge von Eintauchen, Beschichten und Trocknen wird wiederholt, bis um die formhohlraumbildenden Teile 14 ein mehrlagiger Mantel 30 mit der gewünschten Wandstärke t aufgebaut ist.
Gemäß der Erfindung wird der Form- bzw. Mantelherstellungsprozeß (d. h. das Eintauchen, das Beschichten und das Trocknen) derart kontrolliert, daß ein mehrlagiger, feuerfester Mantel 30 mit einer maximalen Wandstärke t rings um die formhohlraumbildenden Teile 14 hergestellt wird, welche einen Wert von etwa 3 mm (0,12 " ) nicht überschreitet. Wie weiter unten erläutert werden wird, hat es sich gezeigt, daß diese Wandstärke eine überraschende Fähigkeit für die Aufnahme der Belastungen besitzt, die auf den Mantel während der Modellentfernung durch Dampfbehandlung in einem Autoklav ausgeübt werden. Im allgemeinen wird eine Formwandstärke, welche etwa 3 mm (0,12 " ) nicht überschreitet, aus vier bis fünf feuerfesten Lagen aufgebaut, die durch wiederholtes Eintauchen, Beschichten und Trocknen in der oben beschriebenen Reihenfolge hergestellt werden.
Fig. 3 zeigt den feuerfesten Mantel 30 nach Entfernen der Modellanordnung 10 durch Dampfbehandlung in einem Autoklav. Im einzelnen ist der feuerfeste Mantel 30 in seiner Lage im Inneren eines Dampfautoklaven 34 (schematisch dargestellt) konventioneller Bauart dargestellt, beispielsweise in einem Autoklav des Modells 286PT, welcher bei der Firma Leeds and Bradford Co. erhältlich ist. Wie deutlich wird, bleibt beim Entfernen der Modellanordnung 10 ein dünner, feuerfester Mantel 30 zurück, in dem die Formhohlräume 36 über die betreffenden seitlichen Einläufe 38 mit dem zentralen Steiger 37 verbunden sind. In dieser Verfahrensstufe ist der Steiger 37 am unteren und am oberen Ende offen.
Während der Dampfbehandlung im Autoklav wird die verlorene Modellanordnung 40, Fig. 2, Dampf mit einer Temperatur von etwa 135ºC (275ºF) bis etwa 177ºC (350ºF) für eine ausreichend lange Zeit ausgesetzt, um die Modellanordnung 10 aus dem feuerfesten Mantel 30 herauszuschmelzen (der Dampfdruck beträgt 5,62 bar (80 psi) bis etwa 7,73 bar (110 psi)).
Speziell wird während der Anfangsphasen der Dampfbehandlung im Autoklav durch das Eindringen von Dampf durch den gasdurchlässigen, feuerfesten Mantel 30 ein Oberflächenfilm der Modellanordnung 10 aufgeschmolzen. Wie weiter unten erläutert werden wird, ist der dünne, feuerfeste Mantel 30 aufgrund seiner Durchlässigkeit überraschender- und unerwarteterweise in der Lage, den Hauptteil dieses zu Anfang aufgeschmolzenen Oberflächenfilms zu absorbieren und dadurch eine Entlastung von den Modell-Ausdehnungskräften zu bewirken, die andernfalls auf den Mantel 30 ausgeübt würden. Im Laufe der Zeit wird dann der Rest der Modellanordnung 10 aufgeschmolzen und fließt zum überwiegenden Teil durch die Öffnung 18a in dem Kragen 18 aus dem feuerfesten Mantel 30 heraus.
Wie oben erwähnt, wird die Wandstärke des feuerfesten Mantels 30 gemäß der Erfindung derart kontrolliert, daß sie etwa 3 mm (0,12 " ) nicht übersteigt. Es hat sich gezeigt, daß diese Wandstärke des Mantels eine unerwartet hohe Durchlässigkeit besitzt (beispielsweise gemessen nach dem bekannten Stickstoffdurchlässigkeitstest, der von dem Investment Casting Institute bei einer Temperatur von 1038ºC (1900ºF) durchgeführt wird), um den anfangs aufgeschmolzenen Oberflächenfilm des Modellmaterials während der Dampfbehandlung im Autoklav zu absorbieren. Beispielsweise wurde für einen feuerfesten Mantel 30 (gebrannt bei etwa 982ºC (1800ºF)) mit einer Wandstärke von etwa 3 mm (0,12 " ) (vier feuerfeste Lagen) (mit Hilfe des oben erwähnten Stickstoffdurchlässigkeitstests) eine Gasdurchlässigkeit gemessen, die mehr als doppelt so groß war wie diejenige eines entsprechenden Mantels mit der doppelten Wandstärke (d. h. einer Wandstärke von 6 mm (0,25 " ) und mit acht feuerfesten Schichten). Insbesondere wurde für einen feuerfesten Mantel 30 mit einer Wandstärke von 3 mm (0,12 " ) eine Gasdurchlässigkeit von 316 - 468 cm³ N&sub2;/min gemessen, im Vergleich zu lediglich 80 - 120 cm³ N&sub2;/min für den entsprechenden Mantel mit einer Wandstärke von 6 mm (0,25 " ).
Vorzugsweise wird der gebrannte feuerfeste Mantel 30 gemäß der vorliegenden Erfindung so hergestellt, daß er eine Gasdurchlässigkeit besitzt, die mindestens dreimal so groß ist wie diejenige eines entsprechenden Mantels mit der doppelten Wandstärke.
Wie bereits erwähnt, verbessert diese unerwartet hohe Durchlässigkeit des dünnen, feuerfesten Mantels 30 (mit einer Wandstärke von nicht mehr als 3 mm (0,12 " )) die Fähigkeit des feuerfesten Mantels, den zunächst geschmolzenen Oberflächenfilm der Modellanordnung 10, der sich während der Dampfbehandlung im Autoklav ausbildet, zu absorbieren, um dadurch jegliche Belastungen aufzuheben, welche normalerweise infolge der thermischen Ausdehnung der Modellanordnung 10 relativ zu dem feuerfesten Mantel 30 auf den Mantel ausgeübt würden. Im Gegensatz zu der bekannten Praxis, die Wandstärke des Mantels zu erhöhen, um derartige Belastungen während der Entfernung des Modells aufzufangen, wurde gemäß der vorliegenden Erfindung entdeckt, daß eine verringerte (dünnere) Wandstärke des Mantels zu einer deutlich verbesserten Reaktion auf die Dampfbehandlung im Autoklav führt, wobei eine geringere Verformung des Mantels und geringere Schäden, wie z. B. Risse, auftreten. Es werden aber nicht nur die Verformung des Mantels und dessen Beschädigung verringert; vielmehr wird auch die Zeit, die erforderlich ist, um das Modell durch Dampfbehandlung im Autoklav zu entfernen, erheblich verkürzt, und zwar aufgrund der Tatsache, daß der Dampf durch den eine hohe Durchlässigkeit aufweisenden Mantel 30 besser eindringen kann, was zu einer schnelleren Aufheizung der Modellanordnung 10 führt.
Außerdem ist die Menge an feuerfestem, partikelförmigen Material, die für den feuerfesten Mantel 30 benötigt wird, erheblich reduziert, da eine dünnere Mantelwandstärke verwendet wird, wie dies aus den Beispielen deutlich werden wird, die weiter unten in Tabelle 1 angegeben sind. Die Kosten für das Gießen werden hierdurch erheblich reduziert; beispielsweise werden auf der Basis der Einsparungen in der Menge des benötigten feuerfesten Materials Kostensenkungen von 40 bis 75 % erreicht werden.
Außerdem gestattet die Verwendung einer Form mit dünnwandigem Mantel einen geringeren Abstand zwischen den formhohlraumbildenden Teilen 14 und den Einläufen 16, wodurch die Anzahl der Gußteile, die pro Form hergestellt werden können, beträchtlich erhöht wird. Der gesamte Produktionsausstoß wird in gleicher Weise (mit Ausnahme der Wandstärke) bei verringerten Kosten erhöht.
Nach der Dampfbehandlung im Autoklav wird der Mantel bei etwa 1800ºF für 90 min gebrannt.
In Tabelle I sind Vergleichsdaten angegeben, die sich auf den sogenannten Beschickungsfaktor (d. h. die Anzahl der pro Form gießbaren Teile) für ein gegebenes Teil ergibt (beispielsweise einen Kraftfahrzeugkipphebel, eine Fensterverriegelung und eine Halteleiste), wenn einerseits dickwandige Mäntel verwendet werden (d. h. eine Mantelwandstärke von 6 mm (0,25 " )) und wenn andererseits dünnwandige Mäntel 30 gemäß der Erfindung verwendet werden. Sowohl der dickwandige Mantel (neunfaches Eintauchen in die Schlemme und Beschichten) als auch der dünnwandige Mantel (vier- bis fünffaches Eintauchen in die Schlemme und Beschichten) wurden in derselben Weise unter Verwendung gleicher Schlemmen und gleicher Beschichtungsmaterialien hergestellt (die Eintauchschlemme enthielt anfänglich geschmolzenes Siliziumoxid (Quarzgut) mit einer Körnung von 200 mesh (15,2 Gew.%) und Zirkon mit einer Körnung von 325 mesh (56,9 Gew.%), ein kolloidales Siliziumoxidsol-Bindemittel (17,8 Gew.%) und Wasser (10,1 Gew.%), und die nachfolgenden Schlemmen enthielten das unter dem Warenzeichen MULGRAIN in den Handel gebrachte M-47-Mullit (15,1 Gew.%), geschmolzenes Siliziumoxid mit einer Körnung von 200 mesh (25,2 Gew.%) und Zirkon mit einer Körnung von 600 mesh (35,3 Gew.%), Ethylsilikat als Bindemittel (15,6 Gew.%) und Isopropanol (8,8 Gew.%), und das Beschichten erfolgte der Reihe nach mit Zirkon mit einer Körnung von etwa 100 mesh und mit MULGRAIN-Mullit des Typs M-47 mit einer Körnung von 60 mesh, wobei der Rest mit MULGRAIN-Mullit des Typs M-47 mit einer Körnung von etwa 25 mesh beschichtet wurde. Die Mäntel wurden einer Dampfbehandlung im Autoklav unterworfen und dann gebrannt, wie dies oben beschrieben wurde.
Weiterhin werden das Gewicht des dickwandigen Mantels (d. h. 6 mm (0,25 " ) Wandstärke), wie er früher für die Teile verwendet wurde, und das Gewicht des dünnwandigen Mantels (d. h. etwa 2,5 mm (0,10 " ) Wandstärke) gemäß der Erfindung verglichen. Tabelle I Bestücking mit Formen und Endgewicht des feuerfesten Materials Teil Bestücking mit Standard-Mantel Teile/Form Bestücking mit dünnem Mantel Teile/Form Änderung (%) Standard-Mantel Gewicht (OZ)/Stück dünner Mantel Gewicht (OZ)/Stück Kipphebel Fensterriegel Halteleiste Form
Anmerkung: n/R = Anzahl n von pro Etage E rund um den Steiger angeordneten Mänteln
m E = Anzahl m der Etagen E
OZ/Stück = Unzen pro Stück
Aus Tabelle I wird deutlich, daß die Formen gemäß der Erfindung mit ihrem dünneren Mantel den Beschickungsfaktor (Beschickung) (d. h. die Anzahl der pro Form gießbaren Teile) beträchtlich erhöhen und außerdem die Menge an feuerfestem Material zum Herstellen des gebrannten Mantels erheblich reduzieren. All dieses wird erreicht, während gleichzeitig äquivalente oder bessere Werte für die Formverformung und -beschädigung während der Dampfbehandlung im Autoklav erreicht werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wird das geschmolzene Metall bei Vorliegen einer Druckdifferenz entgegen der Schwerkraft in die dünnwandige Form bzw. den Mantel 30 gegossen (nachdem der Mantel bei etwa 982ºC (1800ºF) gebrannt ist), wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Insbesondere wird die dünnwandige Form 30 durch ein lockeres, feuerfestes, partikelförmiges Stützmedium 60 abgestützt, welches seinerseits in einem Unterdruckgehäuse 70 enthalten ist. Das Unterdruckgehäuse 70 umfaßt eine bodenseitige Stützwand 72, eine aufrechtstehende Seitenwand 73 und eine bewegliche obere Stirnwand 74, die zwischen sich eine Unterdruckkammer 76 definieren. Die bodenseitige Wand 72 und die aufrechte Seitenwand 73 sind aus einem gasundurchlässigen Material, wie z. B. Metall, hergestellt, während die bewegliche obere Stirnwand 74 eine gasdurchlässige (poröse) Platte 75 umfaßt, mit der eine Unterdruckkammer 77 verbunden ist, um oberhalb (außerhalb) der gasdurchlässigen Platte 75 eine Unterdruckkammer 78 zu definieren. Die Unterdruckkammer 78 ist mit einer Unterdruckquelle, wie z. B. einer Unterdruckpumpe 80, über eine Leitung 82 verbunden. Die bewegliche obere Stirnwand 74 besitzt eine umlaufende Dichtung 84, welche mit der Innenseite der aufrechten Wand 73 dichtend in Eingriff steht, um eine Bewegung der oberen Stirnwand 74 bezüglich der Seitenwand 73 zu ermöglichen, während eine Unterdruckdichtung zwischen diesen Teilen aufrechterhalten wird.
Beim Zusammenbau der in Fig. 4 gezeigten Komponenten zum Herstellen der Gießvorrichtung 100, Fig. 4, wird ein in dem Gehäuse 70 angeordnetes Füllrohr 90 dichtend mit dem kegelstumpfförmigen Kragen 18 in Eingriff gebracht, wenn die Form auf diesem angeordnet wird, um für die Formhohlräume 36 über den Steiger 37 und die betreffenden Einläufe 38 einen unten liegenden Einlaß für geschmolzenes Metall zu schaffen. Auf der mantelförmigen Form wird eine feuerfeste Kappe 20 angeordnet, um das obere Ende des Steigers 37 zu schließen. Das lockere, feuerfeste, partikelförmige Stützmedium 60 (beispielsweise lockerer Silizium-Gießereisand mit einer Körnung von etwa 60 mesh) wird rings um den gebrannten Mantel 30 in die Unterdruckkammer 76 eingeführt, während das Gehäuse 70 gerüttelt wird, um das Setzen des Stützmediums 60 in der Kammer 76 rund um den Mantel 30 zu unterstützen. Die bewegliche obere Stirnwand 74 wird dann im offenen oberen Ende des Gehäuses 70 derart positioniert, daß die umlaufende Dichtung 84 dichtend in Eingriff mit der aufrechten Seitenwand 73 gelangt und daß die Innenseite der gasdurchlässigen Platte 75 dem Stützmedium 60 gegenüberliegt und mit diesem in Kontakt steht, Fig. 4.
Nach dem Zusammenbau wird die Gießvorrichtung 100 über einer Quelle 102 (beispielsweise einem Bad) des zu vergießenden geschmolzenen Metalls 104 angeordnet. Typischerweise ist das geschmolzene Metall 104 in einem Gießgefäß 106 enthalten. Anschließend wird in der Unterdruckkammer 78 der Unterdruckglocke 77 und damit in der Unterdruckkammer 76 durch die gasdurchlässige Platte 75 hindurch durch Betätigung der Unterdruckpumpe 80 ein Unterdruck erzeugt. Das Evakuieren der Kammer 76 führt seinerseits zum Evakuieren der Formhohlräume 36 durch die dünne, gasdurchlässige Wand des Mantels hindurch. Dabei wird der Unterdruckpegel in der Kammer 76 ausreichend hoch gewählt, um beim Eintauchen des Füllrohrs 90 in das geschmolzene Metall 104, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist, geschmolzenes Metall 104 aus dem Bad 102 in die Formhohlräume 36 zu ziehen.
Wenn in den Unterdruckkammern 76, 78 der Unterdruck erzeugt wird, dann ist die obere Stirnwand 74 auf ihrer außerhalb der umlaufenden Dichtung 84 befindlichen Seite dem Atmosphärendruck (bzw. dem Umgebungsdruck) ausgesetzt, während die Innenseite der Platte 75 dem relativen Vakuum ausgesetzt ist. Diese Druckdifferenz über der oberen Stirnwand 74 bewirkt, daß sich die obere Stirnwand 74 relativ zu der Seitenwand 73 nach unten bewegt und daß die Platte 75 einen ausreichenden Druck auf das Stützmedium 60 ausübt, um das Stützmedium 60 rund um den Mantel 30 zu komprimieren oder zu verfestigen, um den Mantel 30 gegen die beim Gießen auftretenden Belastungen abzustützen. Während die Formhohlräume 36 evakuiert werden, um das geschmolzene Metall aus dem Bad 102 nach oben zu saugen, wird folglich gleichzeitig von der Platte 75 ein Druck ausgeübt, um das Stützmedium 60 rund um den Mantel 30 zusammenzupressen und diesen gegen die Belastungen beim Gießen abzustützen. Die Größe des Druckes, der von der Platte 75 ausgeübt wird, um das Stützmedium 60 zusammenzupressen, kann kontrolliert werden, indem man den Pegel des in der Unterdruckkammer 76 erzeugten Unterdrucks kontrolliert.
Wie aus Fig. 4 deutlich wird, wird das geschmolzene Metall 104 nach oben durch das Füllrohr 90, durch den Steiger 37 und über die seitlichen Einlässe 38 in die Formhohlräume 36 gesaugt. Das geschmolzene Metall 104 wird auf diese Weise mit Hilfe eines Unterdrucks entgegen der Schwerkraft in die Formhohlräume 36 "gegossen".
Wenn der relative Unterdruck in der Unterdruckkammer 76, 78 erzeugt wird, wird deutlich, daß das obere Ende des Steigers 37 dem höchsten Unterdruckpegel in der Kammer 78 am nächsten ist. Außerdem erkennt man, daß das Stützmedium 60 in der Weise wirksam ist, daß es den Unterdruckpegel außerhalb des Mantels 30 in der Nähe des Bodens desselben reduziert. Folglich wird die auf die unteren Teile des Mantels durch die Kombination von internem statischen Druck des Metalls und externem Unterdruck rund um die einen Mantel aufweisende Form 30 gemäß den Prinzipien der US-PS 4 791 977 verringert. Diese Verringerung der Belastung in Verbindung mit der Abstützung des Mantels 30 durch das Stützmedium 60 gestattet das Gegen- Schwerkraft-Gießen des eine hohe Temperatur aufweisenden geschmolzenen Metalls 104 in den dünnen Mantel 30 (mit einer Wandstärke, die einen Wert von etwa 0,12 " nicht übersteigt), ohne eine schädliche Bewegung der Formwand und ohne das Eindringen von geschmolzenem Metall in die Formwand.
Sollte in dem Mantel 30 irgendeine kleine Öffnung oder ein ähnlicher Defekt vorhanden sein, hilft das den Mantel umgebende Stützmedium 60 außerdem zu verhindern, daß das geschmolzene Metall 104 als Leckstrom aus dem Defekt austritt und beschränkt jeglichen Leckfluß auf jeden Fall auf die Nachbarschaft des Mantels 30, um eine Beschädigung der Gießvorrichtung zu verhindern, so daß der Unterdruck aufrechterhalten werden kann, bis die Gußteile erstarren.
Sobald das geschmolzene Metall 104 in den Formhohlräumen 36 erstarrt, wird die Gießvorrichtung 100 nach oben bewegt, um das Füllrohr 90 aus dem Bad aus geschmolzenem Metall zu entfernen. die Stirnwand 74 des Gehäuses 70 wird dann an einer Entladestation (nicht gezeigt) entfernt, um ein Entfernen des Stützmediums 60 und des mit Metall gefüllten Mantels 30 aus der Unterdruckkammer 76 zu gestatten. Nach dem Abkühlen kann das Stützmedium 60 zum Gießen in einem anderen Mantel 30 erneut verwendet werden. Nach dem Entfernen aus der Unterdruckkammer 76 läßt man den mit Metall gefüllten Mantel 30 auf Umgebungstemperatur abkühlen. Aufgrund seiner geringen Wandstärke läßt sich der Mantel 30 leicht von den erstarrten Gußteilen entfernen. Beispielsweise verursacht ein Abkühlen des mit Metall gefüllten Mantels 30 häufig einfach ein Abplatzen des Mantels 30 von dem Gußteil aufgrund der thermischen Spannungen, die beim Abkühlen auf den Mantel einwirken. Im allgemeinen wird für das Entfernen des dünnen Mantels 30 erheblich weniger Zeit benötigt als für das Entfernen von einen Mantel aufweisenden Formen mit größeren Wandstärken, wie sie bisher verwendet wurden.
Es wird auf Fig. 5 Bezug genommen, wo eine Gießvorrichtung 100' gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt ist. In Fig. 5 sind gleiche Merkmale wie in Fig. 4 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet, die mit einem Strich versehen sind. Die Gießvorrichtung 100' gemäß Fig. 5 unterscheidet sich von der Gießvorrichtung 100 gemäß Fig. 4 dadurch, daß eine ringförmige Unterdruckglocke 110' rund um das Gehäuse 70' verwendet wird und daß eine gasundurchlässige Membran 112' dichtend auf dem offenen oberen Ende des Gehäuses 70' angeordnet ist (welche eine bewegliche obere Stirnwand für das Gehäuse bildet), um auf das Stützmedium 60' einen Druck auszuüben, wenn in dem Gehäuse 70' ein Unterdruck erzeugt wird. Die Unterdruckkammer 110' definiert eine ringförmige Unterdruckkammer 114' rund um die Unterdruckkammer 76' des Gehäuses 70' und ist mit dieser über einen ringförmigen, gasdurchlässigen (porösen) Seitenwandbereich 116' des Gehäuses verbunden.
Wie man erkennt, werden die Unterdruckkammer 76' und die Formhohlräume 36' des Mantels 30' ihrerseits evakuiert, wenn die Unterdruckkammer 114' (über die Leitung 118') evakuiert wird.
Wenn in der Unterdruckkammer 76' ein Unterdruck erzeugt wird, dann wird die flexible, gasundurchlässige Membran 112' auf der äußeren Oberfläche 112a' einem Atmosphärendruck unterworfen und auf der inneren Oberfläche 112b' dem relativen Vakuum, was zur Folge hat, daß die Membran 112' das lockere, partikelförmige, feuerfeste Stützmedium 60' rund um die dünnwandige Form 30' zusammendrückt, um diese gegen die Belastungen beim Gießen in der Weise abzustützen, wie dies weiter oben unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben wurde, wenn das geschmolzene Metall von dem darunterliegenden Bad durch das Füllrohr 90' und den Steiger 37' und über die Einläufe 38' in die Formhohlräume 36' gedrückt wird. In anderer Hinsicht funktioniert das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 wie dies oben für das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 beschrieben wurde und bietet dieselben Vorteile.
Es wird auf Fig. 6 Bezug genommen, wo eine Gießvorrichtung 100" gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt ist, wobei gleiche Merkmale wie in Fig. 4 durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet sind, die jedoch mit einem Doppelstrich versehen sind. Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 unterscheidet sich von demjenigen gemäß Fig. 4 dadurch, daß ein oder mehrere ringförmige, mit einem Fluiddruck beaufschlagbare Blasen 120" (von denen eine gezeigt ist) in dem Gehäuse 70" in Kontakt mit dem feuerfesten, partikelförmigen Stützmedium 60" angeordnet sind, um auf das Stützmedium 60" einen Druck auszuüben und dieses rund um die dünnwandige Form 30" zusammenzupressen, wenn die Formhohlräume 36" während des Gegen-Schwerkraft-Gießens evakuiert werden. Das Gehäuse 70" umfaßt eine nicht-bewegliche obere Stirnwand 74", welche eine gasdurchlässige Platte 75" umfaßt, die mit dem oberen Ende des Gehäuses 70" mit Hilfe einer Dichtung 84" dichtend verbunden ist; außerdem ist mit der Platte 75" eine Unterdruckglocke 77" verbunden. Die Unterdruckkammer 78" der Glocke 77" liegt über dem gasdurchlässigen Teil 75a" der Platte 75", um die Unterdruckkammer 76" des Gehäuses 70" mit Hilfe einer Unterdruckpumpe 80" zu evakuieren, die damit über eine Leitung 82" verbunden ist.
Nachdem die obere Stirnwand 74" dichtend mit dem Gehäuse 70" verbunden ist und die Kammern 76", 78" evakuiert sind, wird in der Blase 120" mit Hilfe einer geeigneten Gasversorgung 121", wie z. B. Druckluft, über geeignete Gaszuführleitungen 122" ein Druck erzeugt. Der Druckaufbau in dem Balg bzw. der Blase 120" übt einen Druck auf das feuerfeste, partikelförmige Stützmedium 60" aus, um dieses rund um den Mantel 30" zusammenzupressen und diesen in derselben Weise, wie dies weiter oben für die vorausgehenden Beispiele beschrieben wurde, gegen Gießbelastungen abzustützen. In anderer Hinsicht ist das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 in seiner Funktion den vorausgehenden Beispielen gemäß Fig. 4 und 5 ähnlich.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsbeispiele derselben erläutert wurde, ist es nicht beabsichtigt, die Erfindung auf diese Ausführungsbeispiele zu beschränken; eine Beschränkung erfolgt vielmehr nur in dem Ausmaß, welches sich anschließend aus den nachfolgenden Ansprüchen ergibt.

Claims

1. Verfahren zum Gießen von geschmolzenem Metall, welches die folgenden, nacheinander durchgeführten Schritte umfaßt:

(a) es wird ein verlorenes Modell (10) eines zu gießenden Artikels hergestellt, wobei das Modell ein schmelzbares Material umfaßt, welches sich beim Erhitzen dehnt,

(b) das Modell (10) wird mit einem partikelförmigen feuerfesten Formmaterial (22) in mehreren Lagen umhüllt, um um das Modell einen feuerfesten Mantel (30) zu bilden,

(c) das umhüllte Modell (40) wird erhitzt, um das Modell (10) aus dem Mantel (30) zu entfernen und in diesem einen Hohlraum (36) zurückzulassen,

(d) ein feuerfestes, partikelförmiges Stützmedium (60) wird rund um den dünnen Mantel (30) mit dem Formhohlraum (36) angeordnet, der mit einem Einlaß (18, 18a) für geschmolzenes Metall kommuniziert, welches außerhalb des Stützmediums vorgesehen ist,

(e) der Formhohlraum (36) wird evakuiert,

(f) das geschmolzene Metall wird in den evakuierten Formhohlraum (36) gegossen, während der Einlaß für das geschmolzene Metall mit einer Quelle für das geschmolzene Metall kommuniziert und der Mantel (30) in dem Stützmedium (60) abgestützt ist,

wobei dieses Gießverfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es ein Verfahren des Steigendgusses umfaßt, bei dem ein geschmolzenes Metall nach oben in den evakuierten Formhohlraum (36) gegossen wird, während der Einlaß (18, 18a) für das geschmolzene Metall mit einer darunter liegenden Quelle des geschmolzenen Metalls kommuniziert,

daß beim dem Schritt (b) zum Herstellen des Mantels das Anbringen der Schichten des Formmaterials derart kontrolliert wird, daß ein dünner feuerfester Mantel (30) mit einer Wandstärke von nicht mehr als 3 mm (0,12 " ) gebildet wird, und

daß es (das Verfahren) ferner das Ausüben eines solchen Druckes auf das Stützmedium (60) gleichzeitig mit der Evakuierung des Hohlraums (36) umfaßt, daß das Stützmedium um den dünnen Mantel (30) zusammengepreßt wird, um den Mantel gegen Gießbelastungen zu stützen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der dünne mehrlagige Mantel (30) so hergestellt wird, daß er eine Gasdurchlässigkeit besitzt, die mehr als das Doppelte der Gasdurchlässigkeit beträgt, die sich für einen (im übrigen) gleichen Mantel mit der doppelten Wandstärke ergibt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, bei dem der Mantel (30) so hergestellt wird, daß er eine Gasdurchlässigkeit besitzt, die mindestens das Dreifache der Gasdurchlässigkeit für den (im übrigen) gleichen Mantel beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Verlauf des Schrittes (c) das verlorene Modell (10) in einem Autoklav mit Dampf behandelt wird, um das Modell aus dem dünnen Mantel (30) zu entfernen und darin einen Formhohlraum (36) zurückzulassen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem im Verlauf des Schrittes (d) der Mantel (30) in dem Stützmedium (60) im Inneren eines Vakuumgehäuses (70) abgestützt wird und Druckübertragungseinrichtungen (74) relativ zu dem Vakuumgehäuse (70) und dem Stützmedium (60) bewegt werden, wenn das Gehäuse evakuiert wird, um den Druck auf das Stützmedium auszuüben.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Druckübertragungseinrichtungen eine bewegliche Wand (74) des Gehäuses (70) zum Ausüben eines Druckes auf das Stützmedium (60) umfassen.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem die Wand (74) auf ihrer Innenseite einem relativen Vakuum unterworfen ist und auf ihrer Außenseite dem Umgebungsdruck.

8. Verfahren nach Anspruch 5, bei dem die Druckübertragungseinrichtungen eine Blase (120") umfassen, die in dem Gehäuse (70") in Kontakt mit dem Stützmedium angeordnet ist und in der ein Druck erzeugt wird, um das Stützmedium zusammenzupressen, wenn der Formhohlraum (36") evakuiert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das verlorene Modell (10) Wachs umfaßt.

10. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das verlorene Modell (10) Harnstoff umfaßt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt (d) des Anordnens des Stützmediums (60) um den Mantel herum das Umgeben des dünnen Mantels mit einem feuerfesten, partikelförmigen Stützmedium umfaßt, welches in einer Vakuumkammer enthalten ist, wobei der Formhohlraum mit einem unten liegenden Einlaß (18, 18a) für geschmolzenes Metall kommuniziert, welcher außerhalb der Vakuumkammer angeordnet ist.

12. Vorrichtung für die Durchführung eines Steigendgusses von geschmolzenem Metall, umfassend:

(a) ein feuerfestes, partikelförmiges Stützmedium (60), welches in einem Gehäuse (70) angeordnet ist,

(b) einen feuerfesten Einmalmantel (30) mit einem Formhohlraum (36), der durch eine Formwand definiert ist, die in dem Stützmedium (60) angeordnet ist,

(c) Einrichtungen (78, 80, 82) zum Evakuieren des Formhohlraums (36),

(d) einen Einlaß (90) für geschmolzenes Metall, der außerhalb des Stützmediums (60) angeordnet ist, um eine Verbindung zwischen dem Formhohlraum (36) und einer Quelle (102) von geschmolzenem Metall herzustellen, wenn der Formhohlraum (36) evakuiert wird, um das geschmolzene Metall in den evakuierten Formhohlraum (36) zu drücken,

wobei die Vorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, daß der Mantel eine Form-Wandstärke besitzt, die einen Wert von etwa 3 mm (0,012 " ) nicht überschreitet, daß der Einlaß für das geschmolzene Metall ein unten liegenden Einlaß (90) zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem Formhohlraum (36) und einer darunterliegenden Quelle (102) des geschmolzenen Metalls ist und daß Einrichtungen (74) vorgesehen sind, um gleichzeitig mit der Evakuierung des Formhohlraums (36) einen Druck auf das Stützmedium (60) auszuüben, wobei dieser Druck einer solcher Druck ist, daß das Stützmedium (60) um den Mantel (30) herum zusammengepreßt wird, um diesen gegen Gießbelastungen abzustützen.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der der Einlaß für das geschmolzene Metall ein Füllrohr (90) umfaßt, welches sich von dem Mantel (30) bis außerhalb des Stützmediums (60) erstreckt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Einrichtungen zum Ausüben eines Druckes auf das Stützmedium (60) eine bewegliche Wand (74) des Gehäuses (70) umfassen, wobei die bewegliche Wand (74) beim Evakuieren einer Kammer (76) in dem Gehäuse (70) einem solchen Differenzdruck ausgesetzt ist, daß die Wand (74) veranlaßt wird, sich relativ zu dem Gehäuse (70) und dem Stützmedium (60) zu bewegen, um das Stützmedium rund um den Mantel (30) zusammenzupressen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die bewegliche Wand eine gasdurchlässige Stirnwand (74) des Gehäuses umfaßt, wobei diese Stirnwand eine Innenseite zum Berühren des Stützmediums (60) und einer Vakuumglocke (77) aufweist, die über der Außenseite desselben (des Stützmediums) liegt, wobei die Vakuumglocke (77) auf der Innenseite evakuierbar ist, um die Kammer (76) durch die gasdurchlässige Stirnwand (74) hindurch zu evakuieren und auf ihrer Außenseite dem Umgebungsdruck ausgesetzt ist, derart, daß sich die Wand (74) relativ zu dem Gehäuse (70) bewegt, um auf das Stützmedium (60) zu drücken, wenn die Kammer (76) evakuiert wird.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, bei der die bewegliche Wand eine gasundurchlässige, flexible Stirnwand (112') des Gehäuses (70') umfaßt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der die Einrichtungen zum Ausüben eines Druckes auf das Stützmedium eine mit Druck beaufschlagbare Blase (120") umfassen, die in Kontakt mit dem Stützmedium (60") in der Kammer (76") angeordnet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der das feuerfeste, partikelförmige Stützmedium losen Formsand umfaßt.

19. Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der das Gehäuse (70) eine Vakuumkammer (76) aufweist, wobei das lose feuerfeste, partikelförmige Stützmedium (60) in der Kammer (76) angeordnet ist, um um den Mantel (30) herum zusammengepreßt zu werden, und wobei der unten liegende Einlaß (90) für geschmolzenes Metall außerhalb der Vakuumkammer (76) angeordnet ist.