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Aus Sand bestehender Gußkern mit einer glasigen Oberflächenschicht
und Verfahren zur Herstellung desselben Die Erfindung bezieht sich auf einen aus
Sand bestehenden Gußkern für Dauerformen zum Herstellen von Verbundgußkörpern, insbesondere
Verbundgußlagerschalen, wie sie beispielsweise für hochbeanspruchte Flugzeugmotorenlager
verwendet werden, deren Stützschalen aus Stahl und deren Auskleidung aus einer Kupfer-Blei-Legierung
bestehen.
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Die Erfindung bezieht sich ferner auf ein Verfahren zum Herstellen
eines Kernes für eine Da uerform der obengenannten Art.
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Bei Dauerformen der obengenannten Art macht die Verwendung von aus
Sand bieg Kernen insbesondere dann Schwierigkeiten, wenn die Gießform nach dem Gießen
durch Flüssigkeit gekühlt wird; denn dann besteht die Möglichkeit, daß etwas von
der Kühlflüssigkeit durch den Kern dringt und mit dem in die Form eingegossenen
flüssigen Metall in Berührung kommt und dadurch Ausschuß verursacht.
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Um diese Mängel zu beseitigen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
einen Sandkern zu verwenden, der mit einer das Hindurchdringen der Kühlflüssigkeit
verhindernden glasigen Oberflächenschicht versehen ist.
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Es ist bereits der Vorschlag bekannt, paröse Gußkerne, insbesondere
aus Quarzsand, mit einem gasdichten, glasigen Überzug zu versehen, um zu verhindern,
daß Gase, die beim Guß innerhalb des Kernes durch Rückstände organischer Binder,
Feuchtigkeit, Luft o. dgl. gebildet werden, durch die Kernoberfläche in das flüssige
Metall dringen, dort zurückbleiben und Ausschußergeben. Dieser Vorschlag erscheint
für Formen der üblichen Art, d. h. alsio. für Formen, bei denen der Kern miteiner
Kühlflüssigkeit nicht in Berührung kommt, praktisch nicht verwendbar; denn wenn
flüssiges Metall in die Formeingegossen wird, wird der gasdichte Überzug sie dünnflüssig
werden, daß ein Austritt von im Innern des Kernes sich bildenden Gasen nicht verhindert
werden. dürfte.
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Wird jedoch .ein Kern mit einer glasigen Oberflächenschicht gemäß
der Erfindung in
Verbindung mit einer zum Herstellen von Verbundgußkörpern,
insbesondere Verbuiidgußlagerschalen, dienenden Dauerform benutzt, die durch mit
dem Kern in Berührung kommende Flüssigkeit gekühlt wird und bei der der Kern mit
der Kühlflüssigkeit der Form in Berührung kommt, so kann ein solcher Kern das Hindurchdringen
von Kühlflüssigkeit bis zum flüssigen Metall verhindern; denn wenn eine solche Dauerform
mit einem gemäß der Erfindung ausgebildeten Kern in die Kühlflüssigkeit eingetaucht
wird, dann wird ja nicht unmittelbar Kühlflüssigkeit durch den Sandkern und durch
die dünnflüssige Schutzschicht hindurch zum flüssigen Metall hindurchdringen, sondern
die Flüssigkeit braucht ja erst eine gewisse Zeit, um durch den Sand überhaupt hindurchdringen
zu können. In dieser Zeit ist aber der Sandkern so weit abgekühlt, daß die Schutzschicht
so dickflüssig bzw. so erhärtet ist, daß Kühlflüssigkeit bzw. Kühlflüssigkeitsdämpfe
durch die Schutzschicht nicht mehr hindurchdringen können.
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Die glasige Oberflächenschicht des Gußkernes kann gebildet sein durch
Aufbringen einer Schmelzflüssigkeit, wie geschmolzenes Salz, Abdeckmittel oder Reduktionsmittel
aus Bariumchlorid, Natriumchlorid, Kalium, Borax o. dgl.
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Bei den üblicherweise benutzten Sandkernen ist die Bildung der glasigen
Oberflächenschicht entweder mit Schwierigkeiten verbunden oder ganz unmöglich. Dieser
Umstand ist der Verwendung der bisher angewandten Schutzschicht aus Graphit o. dgl.
zuzuschreiben. Um auch diese Schwierigkeiten zu vermeiden, isst die Schmelzflüssigkeit
zur Bildung derglasigen Schutzoberflächenschicht auf einen Sandkerln aufzutragen,
der frei ist von einer Schutzschicht aus Graphit o. dgl.
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Um die Bildung der das Hindurchdringen von Flüssigkeit verhindernden
Oberflächenschicht möglichst einfach zu gestalten, wird gemäß einem weiteren Merkmal
der Erfindung vorgeschlagen, den Sandkern nach dem Einsetzen in die Form durch vorübergehendes
Füllen. derselben mit geschmolzenem Salz, Abdeckmitteloder Reduktionsmittel mit
der glasigen Oberflächenschicht zu versehen.
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Eine weitere Vereinfachung des Verfahrens zur Herstellung des Gußkernes
läßt sich dadurch erzielen, daß die vorübergehende Füllung der Form mit dem die
glasige Oberflächenschicht des Kernes bildenden Mittel bewirkt wird durch entsprechendes
Eintauchen der Form in ein Metallbad mit einer es abdeckenden Reduktionsmittelschicht.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß beim Herausnehmen der Farm aus dem Schmelzbad
eine glasige Oberflächenschicht auch an dem mit der Kühlflüssigkeit in unmittelbare
Berührung kommenden Oberflächenteil des Sandkernes gebildet wird.
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Nachstehend wird ein Verfahren zur Bildung der glasigen Oberflächenschicht
auf dem Sandkern beispielsweise näher beschrieben.
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Bei der im Schnitt dargestellten Dauerform ruht die an ihrem oberen
Ende mit einem Bund I versehene Stützschale 2 mit ihrem unteren Ende auf einem Bund
3 eines Sandkernes 4 auf, der sich durch das Innere der Stützschale 2 nach oben
erstreckt. Auf den Bund I der Stützschale 2 ist ein Dauerformring 5 aufgesetzt,
der an seinem oberen Ende ein Belastungsgewirht 6 trägt. Der Dauerformring 5 besitzt
zwei Lochreihen 7 und 8 in Übereinanderanordnung. Das Füllen des Formhohlraumes
9 erfolgt in der Weise, daß die Dauerfarm zunächst soweit in die mit einer Reduktionsmittelschicht,
z. B. Boraxschicht, bedeckte Schmelze einetaucht wird, daß die gestrichelt angedeutete
Schmelzbadoberfläche Io sich eben unterhalb der unteren Lochreihe 7 befindet. Hierdurch
tritt zunächst in den Formhohlraum 9 lediglich das Redukfionsmittel, z.B. Borax,
durch die Lochreihe ein. Dieses Reduktionsmittel befindet sich in einer Schicht
oberhalb der Schmelze bis zu dem Spiegel I I. In dieser Stellung wird die Form gehalten,
bis sie die Schmelzbadtemperatur angenommen hat. In dieser Zeit wird die innen mit
Auskleidungswerkstoff zu bekleidende Stützschale I durch das Reduktionsmittel gesäubert,
und gleichzeitig wirkt das Reduktionsmittel auf den keine Schutzschicht aufweisenden
Sandkern in der Weise ein, daß auf ihn eine Glasurschicht gebildet wird.
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Anschließend wird die Dauerform möglichst schnell so weit tiefer getaucht,
daß sich die strichpunktiert dargestellte Schmelzbadoberfläche to' zwiscben der
unteren Lochreihe 7 und der oberen Lochreihe 8 befindet, während die Reduktionsmitteloberfläche
die ebenfalls strichpunktierte Lage i i' eingenommen. hat. Das leichtere Reduktionsmittel
wird jetzt aus dem Formhohlraum 9 durch die schwerere Schmelze, die durch die Lochreihe
7 eiii:tritt, verdrängt und tritt durch die obere Lochreihe 8 der Form aus. Durch
das schnelle Tieferta.uchen der Form wird verhindert, daß die an der Oberfläche
des Schmelzbades vorhandenen unvermeidlichen Oxyde und sonstigen Verunreinigungen
in den Formhohlraum 9 eintreten können. Nachdem der Formhohlraum 9 mit der Schmelze
des Auskleidungswerkst,offes gefüllt ist. wird die Form ans der Schmelze herausgezogen,
und es bildet sich beim Durchgang des auf die Schmelzbadtemperatur erhitzten Bundes
3 durch die Reduktioms.mittelschicht auch auf der Ober- i fläche dieses Bundes augenblicklich
eine Glasurschicht. Nunmehr wird die Form in ein
Kühlflüssigkeitsbad,
dessen Spiegel in der Zeichnung mit 12 bezeichnet ist, eingetaucht. Durch die auf
der Sandkernoberfläche gebildete Glasurschicht, die durch die Einwirkung des Reduktionsmittels,
wie Borax o. dgl., auf den keine Schutzschicht, z. B. aus Graphit, aufweisenden
Sandkern gebildet wurde, wird ein Hindurchdringen von Kühlflüssigkeit zu dem in
die Form eingegossenen Metall wirksam, und in einfacher Weise verhindert.
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Die Bildung einer glasigen Oberflächenschicht auf dem Sandkern ist
nicht gebunden an das, soeben beschriebene Verfahren. V ielmehr kann der Sandkern
schon vor dem Einsetzen in die Form, beispielsweise durch Eintauchen in ein Salzschmelzbad
o. dgl., mit der glasigen Oberflächenschicht versehen werden. In diesem Falle wird
man zweckmäßig die Stützschale ebenfalls vor dem Einsetzen gens in ein Bad im die
zwecks Reinig aus Reduktionsmittel, wie Borax o. dgl., tauchen.