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Verfahren zur Herstellung von Kernen Bekanntlich werden im Gießereiwesen
in immer steigendem Maße Bindemittel zur Herstellung von Kernen- und Formkernen
gebraucht. Diese Bindemittel müssen, zwei Bedingungen erfüllen: r. Die damit hergestellten:
Kerne müssen genügend fest sein, um beim Gießen dem flüssigen Eisen so lange zu
widerstehen, bis das Eisen erstarrt ist.
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a. Sie müssen durch die Einwirkung der Hitze nach dem Erstarren des
Eisens sich so zersetzen, daß der Sand sich mühelos aus und glatt von dein Gußstück
entfernen läßt.
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Als Bindemittel kamen bisher in Frage Öle tierischen und pflanzlichen
Ursprungs sowie Peche, Harze usw. und ferner wasserlösliche Klebstoffe, wie z. B.
Dextriii, Zellstoffablauge, Leim u. dgl.
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Sämtliche aus diesen Stoffen hergestellten Kerne müssen in Öfen getrocknet
werden. Beim Abgießen -der Formen entwickeln sich große Mengen Qualm, die durch
das Verbrennen der organischen Stoffe entstehen. Dieser Rauch und Oualrn ist eine
erhebliche Belästigung der Arbeiter.
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Da fernerhin die mit Ölen oder Bindern herzustellenden Kerne aus reinem
scharfem Sand kein Stehvermögen haben, müssen solche Kerne in Brennschalen oder
in Sandbetten gebrannt werden, andernfalls sie ihre Gestalt verlieren oder sogar
mit reinem Quarzsand überhaupt nicht herstellbar sind. Im letzteren Falle setzt
man dem scharfen Sand oft beträchtliche Teile Formsand zu, um einigermaßen ein Stehvermögen
zu erreichen; notfalls müssen noch Zusätze von Ton verwendet «erden. Dieser Formsand-
bzw. Tonzusatz hat bekanntlich die nachteilige Wirkung, daß das Porennetz stark
verdichtet und so die Gasdurchlässigkeit stark herabgesetzt wird.
Ferner
wird der Kern beim Gießen durch den Tongehalt sehr hart und ist daher schlecht aus
dein Gußstück zu entfernen.
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Um den Vorteil der Kerne aus reinem Quarzsand, schnelles Herausrieseln
aus dem Gußstück. nicht zu verlieren, verwendet man als Binder auch sogenannte Erstarrungsöle,
die den Kern im Kernkasten erhärten. lassen, so daß man ihn nach 8 bis 12 Stunden
aus dem Kernkasten nehmen und nach einer gewissen Erhärtungszeit an der Luft in
den Ofen zum Brennen überführen kann.
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Alle mit Ölen oder Bindern hergestellten Kerne müssen also einem Trocken-
bzw. Brennvorgang unterworfen werden, damit sie die notwendige Festigkeit erhalten,
uni beim Abgießen dein flüssigen Metall widerstehen zu können.
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Es wurde nun gefunden, daß die den bekannten bz-#v. beschriebenen
Verfahren anhaftenden Mängel und ihre umständlichen Herstellungsarten vermieden
werden, wenn nach der Erfindung als Bindemittel für den Sand Magnesiumsalze und
gebrannter Magnesit zur Verwendung kommen.
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Das Abbindevermögen zwischen Magnesiumsalzen und Magnesit ist an und
für sich bekannt, und es gelangt z. B. zur Anwendung bei der Herstellung von Steinholzfußböden
sowie zur Herstellung von Modellen bzw. Modellplatten und Formplatten an Stelle
von Gips, Zement und ähnlichen nachträglich erhärtenden Massen, wobei diese Mittel
in erheblichem Übergewicht gegenüber dem Mischmaterial und in breiiger oder flüssiger
Form zur Anwendung gelangen.
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Allein es war keineswegs vorauszusehen, daß sich eine aus Magnesiumsalzen
mit Magnesit hergestellte Mischung bei geringem Zusatz zum Sand zur Herstellung
von Kernen eignen würde, die sogar ohne Schutzüberzug nicht nur einen guten Guß
ergeben, sondern sich nach dem Gießen auch mühelos aus dein Gußstück entfernen lassen.
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Es ist auch bekannt, Formen und Kerne aus Sand und einem hydraulischen
Binder, z. B. Zement, herzustellen. Die Verwendung eines hydraulischen Binders,
der also durch bloße Aufnah ine von Wasser erhärtet, hat aber den Nachteil, daß
die hergestellten Formen und Kerne vor dem Verdunsten des Wassergehaltes bis zur
Erhärtung geschützt werden müssen. Außerdem müssen auch die finit einem hydraulischen
Binder hergestellten Formen: oder Kerne finit einer Schwärze oder Schlichte überzogen
werden, um ein Anschweißen des gegossenen Metalls zu verhindern. Außerdem ist auch
ein "Zusatz voll Stoffen, die die Formen oder Kerne gas-,durchlässig machen, wie
Häcksel, Sägemehl o. dgl., nicht möglich, weil bekanntlich organische Stoffe schlecht
durch Zement gebunden werden.
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Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung eines Zementes aus Magnesiumoxyd,
schwefelsaurer Magnesia und schwefelsaurem Kalk bekannt. Dieses Herstellungsverfahren
hat mit der Erfindung jedoch nichts gemeinsam, da das wesentliche Merkmal des bekannten
Verfahrens die Verlangsamung der Erhärtung ist, so daß sich die angerührte Masse
erst nach Wochen zu einem festen Körper umgestaltet. Die aus den vorgenannten Stoffen
bestehende Masse ist also für die Herstellung poröser Formen und Kerne völlig ungeeignet.
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Schließlich ist es bekannt, zur Herstellung eines sauberen glatten
Stahlgusses eine Formmasse zu verwenden, bei der an Stelle von kieselsäurehaltigen
Stoffen, wie Quarzsand, ein Formstoff gewählt ist, der keine oder wenig Silicate
enthält, z. B. gebrannter Magliesit, Steatit und Bauxit. Diesen Forinitoffen soll
noch ein Bindemittel, z. B. Zement, zugesetzt werden. Bei dieser Formnasse dient
jedoch der Magnesit nicht etwa zum Abbinden wie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren,
sondern er spielt die Rolle des eigentlichen Formstoffes, nimmt also ledigliell
die Stelle der sonst verwendeten Sailde ein. Bei der Verwendung von Magnesit bei
der bekannten Formmasse handelt es sich also lediglich darum, einen kieselsäurehaltigen
Formstoff durch einen kieselsäurearmen oder kieselsäurefreien zu ersetzen. Im Gegensatz
hierzu sollen nach der Erfindung die in der Gießerei üblichen Formstoffe, in der
Hauptsache also Sand, durch die Wechselwirkung von gebranntem kaustischem Magnesit
mit Magnesiumsalzen abgebunden werden. Der gebrannte Magnesit und die Magnesiuinsalze
haben zusammen also eine ähnliche Wirkung wie die als Bindemittel für die Formstoffe
verwendeten trocknenden Öle.
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Das neue Verfahren gestattet die Herstellung der Kerne in einer einfachen
Weise. Es wird damit ein erheblicher Fortschritt in der Gießerei erzielt, und zwar
sowohl bei der Herstellung der Kerne als auch bei der Herstellung der Gußstücke.
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Ein wesentlicher Vorteil ist z. B. darin zu sehen, d@aß die Kerne
von selbst ins Kernkasten erstarren und ohne Brennvorgang zum Gießen verwendet werden
können, wodurch sämtliche Trockeikosteil erspart werden. Alle Arten von Kernen ohne
Unterschied der Gestalt können. nach dein neuen Verfahren finit Quarzsand allein
tiergestellt werdest. Beint Abgießen entwickeln die Kerne# nveder Rauch n cxli Otialni.
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Sofern die nach den, netten, Verfahren herhestellten- Kerne noch ain
liei-stellungstage abgegossen werden sollen, müssen diese getrocknet
werden.
Im Gegensatz zu denn bekannten längeren Trockenzeiten bei höheren Temperaturen ist
zum Trocknen der nach dem neuen Verfahren hergestellten Kerne nur eine sehr kurze,
bisher für unmöglich gehaltene Trockenzeit von etwa % Stunde notwendig, wobei auch
nur verhältnismäßig niedrige Trockentemperaturen von etwa 50 bis 8o° C angewendet
werden.
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Es stellt einen weiteren Vorteil dar, daß man den Sand feucht verwenden
kann; ohne ihn wie bei Ölkernen: trocknen zu müssen, da urigetrockneter Sand mit
Öl gemischt beim Brennen 20 bis 2,5"/, seiner Festigkeit verliert und außerdem solcher
Ölsand stark an den .Händen klebt und die Kernbüchsen verschmiert, so daß diese
sehr oft mit Petroleum gereinigt werden müssen. Bei dem gefundenen Verfahren treten
alle diese Mängel nicht auf.
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Wesentlich ist auch der Umstand, daß dtirch das gefundene Verfahrene
es ermöglicht wird!, alle bisher verwendeten Öle tierischen und pflanzlichen Ursprungs
auszuschalten Lind sie z. B. Ernährungszwecken zuzuführen, wobei das neue Verfahren
sich nur auf einheimische Stoffe stützt, die in genügender Menge in Deutschland
vorhanden sind. Zur Durchtführung des neuen Verfahrens können verschiedene Magnesiumsalze
benutzt werden. So ist als Zusatz unter anderem Magnesiumchlorid oder auch Magnesiumsulfat
(Bittersalz) geeignet. Versuche haben gezeigt, daß ein Zusatz von etwa 5 bis ro°/o
des Magnesiumsalz-Magnesit-Gemisches, zu dem Kernsand genügt, um die vorerwähnten
vorteilhaften Eigenschaften: der Kerne zu, erzielen.