DE767075C

DE767075C - Process for the production of hollow cores for the production of metal castings

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Publication number: DE767075C
Application number: DEC51622D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1936-05-10
Filing date: 1936-05-10
Publication date: 1952-04-15

Description

Verfahren zum Herstellen von Hohlkernen zum Anfertigen von metallenen Gußstücken Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum flerstellen von Hohlkernen zum Anfertigen von metallischen Gußstücken und bezweckt die Erzielung von Hohlkernen, die billig in der Herstellung und sauber im Gebrauch sind, Mikrolunker und Spannungen in dem Gußstück ausschIießen sowie leicht, schnell und ohne gesundheitsschädliche Auswirkungen zu entfernen sind.Process for the production of hollow cores for the production of metal Castings The invention relates to a method for the felling of hollow cores for Manufacture of metallic castings and aims to achieve hollow cores, that are cheap to manufacture and clean to use, micro-cavities and stresses exclude in the casting as well as easily, quickly and without harmful effects Effects are to be removed.

Es ist bekannt, beim Herstellen von Gußstücken Kerne beispielsweise aus Sand, Masse, Lehm oder Mischungen von Sand mit natürlichen oder künstlichen Kernbindemitteln herzustellen. Auch metallische Kerne mit oder ohne Überzüge aus feuerfesten Stoffen werden benutzt.It is known to use cores, for example, in the manufacture of castings of sand, mass, loam or mixtures of sand with natural or artificial To produce core binders. Also made of metallic cores with or without coatings refractories are used.

Beiden Arten von Kerpen haften in der Herstellung und Verwendung erhebliche Mingel an. Die für die Herstellung der Sandkerne erforderlichen Kernkästen sind teuer, (la sie aus einzelnen Holzstücken mühevoll zusammengesetzt werden müssen. Die Aufhereitung und \lischung des 111-ernsandes erfordern erhebliche Ratun-, .#r1)eits- und Transportkosten und sind mit unerwünschter Staubentwicklung verbunden. Ferner müssen die Kerne in den meisten Fällen bei höherer Temperatur gebrannt werden. Der Sand kann die gewünschten Konturen nicht scharf genug wiedergeben und benötigt organische Bindemittel. um standfest zu werden. Diese organischen Bindemittel sollen durch die Teinperatur des den Kern umspülenden Metalls verbrannt, verdampft oder verkohlt werden. Gleichzeitig soll aber der porös hergestellte Kern aus dem Metallband bei der Erstarrungfrei werdende Gase aufnehmen, so daß in dem Kern Luftkanäle angeordnet werden oder Wachsschnüre in den Kern eingebettet werden müssen, um die entstandenen Gase abführen zif können. Viele Kerne müssen durch besondere Einlagen aus Draht od. dgl. widerstandsfähig gegen den 'Metalldruck gemacht werden.Both types of kerpen have considerable defects in their manufacture and use. The core boxes required for the production of the sand cores are expensive (they have to be painstakingly assembled from individual pieces of wood. The preparation and mixing of the 111-ern sand require considerable advice and transport costs and are associated with undesirable dust generation . Furthermore, in most cases, the cores must be fired at a higher temperature. The sand cannot reproduce the desired contours sharply enough and requires organic binders. to be steadfast. These organic binders should be burned, evaporated or charred by the temperature of the metal around the core. At the same time, however, the core made of the metal strip, which is made porous, should absorb gases which become free during solidification, so that air channels are arranged in the core or wax cords have to be embedded in the core in order to be able to dissipate the resulting gases. Many cores have to be made resistant to metal pressure by special inserts made of wire or the like.

DurchdieZerstörungderorganischenBindemittel nach dem Guß soll der Kern befähigt Metalls ,verden, dem Schwindungsdruck des , nachzugeben, um ' Mikrolunker und Spannungen im Guß zu vermeiden.DurchdieZerstörungderorganischenBindemittel after casting to the core metal capable, Verden, the Schwindungsdruck of to yield to 'micropipes and voltages to avoid in the casting.

-Nach dem Erkalten der Gußstücke werden solche Kerne vorwiegend von Hand zerstört und aus dem Gußstück entfernt. Hierbei entsteht eine unerwünschte Staubentwicklung. Es sind allerdings auch Wasserstrahlputzanlagen bekannt, die die Staubentwickhing ausschließen.-After the castings have cooled down, such cores are predominantly of Hand destroyed and removed from the casting. This creates an undesirable one Dust generation. However, there are also water jet cleaning systems known that the Exclude dust development.

Beim Abgießen der Gußstücke kommt es häufig vor, daß die Oberfläche des Kernes am Gußstück anbrennt, wodurch es unansehnlich wird und eine für die '#Veiterverarbeitung lästige raulie Oberfläche erhält.When pouring the castings, it often happens that the surface of the core burns to the casting, making it unsightly and one for the '#processing annoying rough surface.

Dieibeim Schalenguß verwendeten Stahlkerne müssen konisch sein, oder es müssen andere Hilfsmittel vorgesehen werden, wenn -;ie nach dem Erstarren des Schmelzflusses gezogen werden sollen. Durch die Temperatureinflüsse im Betriebe verziehen sie sich und werden an der Oberfläche so rauh. daß sie im Verhältnis zu den hohen Ilerstellungskosten nur eine kurze Lebensdauer haben. Die größten Nachteile der Dauerkerne bestehen jedoch darin, daß der Zeitpunkt des Ziehens der Kerne nie genau bestimmt werden kann, so (laß das Metall schon auf dem Kern geschrumpft ist und dadurch die Schwindung des Metalls behindert wurde. bevor der Kern gezogen werden konnte.The steel cores used in shell casting must be conical, or other aids must be provided if -; ie after the solidification of the Melt flow are to be drawn. Due to the temperature influences in the company they warp and become so rough on the surface. that they are in proportion to the high production costs only have a short lifespan. The biggest drawbacks the permanent cores, however, consist in the fact that the time of pulling the cores never can be precisely determined, so (let the metal have already shrunk on the core and thereby the shrinkage of the metal was hindered. before the core can be pulled could.

z3 Mit der vorliegenden Etrfindung ist ein Weg beschritten, der darin besteht, daß hier für (las Herstellen der Hohlkerne das in der keramischen Industrie bekannte Schlickersturzgußverfahren angewendet wird. '\lach diesem Verfahren werden in zwei- oder mehrteiligen (-iii)slz(-riilz,isteii aus Schlicker durch hohle. l##iiiteii>cli#irfe. wasserlösliche Kerne hergestellt, die von den Wänden der Kernkästen abschwinden und nach dem Trocknen standfest. gasdurchlässig, und ternperaturbeständig sind. Der Schlicker wird aus anorg ganischen .1:,toffen. wie z. B. Ton. Kaolin. Quarz. Schamotte. liariuiiisulfat. oder ähnlichen geeigneten Stoffen bzw. Mischungen derselben ohne Zusatz von Bindernitteln hergestellt. Die Aufbereitung erfolgt durch entsprechende Mischung der anorganischen Stoffe mit Verflüssigungsmitteln, z. B. Alkalien, ztl einer gußfähigen Schlickermasse. Falls die Kernmasse einen anderen Schwindungskoeffizienten erhalten soll, als er durch den anorganischen Stoff bedingt ist, so werden bei der Aufbereitung Magerungsmittel zugesetzt. z3 With the present Etrfindung one way is trod, which consists in that the known in the ceramic industry Schlickersturzgußverfahren is applied here for (las preparing the hollow cores' \ laughing this method in two or more parts (-iii) SLZ (. - riilz, is made from slip through hollow. l ## iiiteii> cli # irf. water-soluble cores which disappear from the walls of the core boxes and after drying are stable, gas-permeable, and temperature-resistant. The slip is made from inorganic .1 :, such as clay, kaolin, quartz, fireclay, liariuiiisulphate, or similar suitable substances or mixtures thereof without the addition of binders a pourable slip mass en lean additives added during processing.

Der wichtigste 'Vorteil des Verfahrens gemäß der Erfindung ist aber das Verhalten der Kerne während des Erstarrens des sie umgebenden Metallflusses, welches ohne die geringsten Schwierigkeiten jede Spannung in dem Gußstück verhindert.The most important 'advantage of the method according to the invention is the behavior of the cores during the solidification of the surrounding metal flow, which prevents any stress in the casting without the slightest difficulty.

Da beispielsweise fette Tone und Kaoline in den für den vorliegenden Zweck in Betracht kommenden Temperaturbereich mehr schwinden als die zu vergießenden Metalle und Legierungen, läßt sich durch die Auswahl der geeigneten Stoffe und Zusatz von Magerungsmitteln stets die für das zu vergießende Metall gewünschte Schwindung der Kerne e> erreichen. Die nach dem Verfahren liergesteIlten Kerne lassen sich also iii bezug auf ihr 211 Schwinden dem Schwindungskoeffizienten des Gießmetalls genau -anpassen, wodurch ein gesunder Guß erzielt wird, der frei von Span-3 nungen ist, da dem schwindenden Metall keine Widerstände entgegengesetzt werden. Bei den üblichen Temperaturen bleibt der Kernbaustoff nach dem Guß weich und zeigt keinerlei Zerstörungserscheinungen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Schlicker so zusammenzusetzen, daß der Kernhaustoff insbesondere bei den Temperaturen höherschmelzender Metalle sintert und bei fortschreitendem -Schwinden des Metalls der Kern zertrümmert wird.Since, for example, fatty clays and kaolins shrink more than the metals and alloys to be cast in the temperature range to be considered for the present purpose, the desired shrinkage of the cores e can always be achieved by selecting the appropriate substances and adding leaning agents > achieve. The cores made according to the process can therefore be precisely adapted to the shrinkage coefficient of the casting metal with regard to their shrinkage, whereby a healthy casting is achieved which is free of stresses, since no resistance is opposed to the shrinking metal. At the usual temperatures, the core building material remains soft after casting and shows no signs of destruction. However, there is also the possibility of composing the slip in such a way that the core material sinters, especially at the temperatures of higher melting metals, and the core is shattered as the metal shrinks.

Das Entkernen ist demnach äußerst einfach und kann auf zwei verschiedene Arten erfolgen. Handelt es sich um weich gebliebene. nicht gesinterte Kerne, so braucht man mir die fertigen Gußstücke in Wasser zu werfen, wobei der Kern sofort zerfällt. Der Schlamm kann durch Schütteln im Wasser dann vollständi- aus dem Gußkörper entfernt werden. flandelt es sich um gesinterte und zertrüminerte Kerne, so braucht man die Bruchstücke nur aus dem Gußkörper herauszuschütteln. In beiden Fällen fällt auch bei dem Entkernen jede Staubentwicklung fort, so daß Schädigungen gesundheitlicher Art für die ,\rl)eiter nicht möglich sind. ' Die gesamte Ausführung des Verfahrens gestaltet sich so, daß nach Herstellen der Gipsform diese mit Schlicker von der ge-#viinschten Zusammensetzung gefüllt wird, worauf sich der Schlicker nach und nach an den Formwandungen absetzt. Nach Ablauf der für das Absetzen des Hohlkernes von der gewünschten Wandstärke erforderlichen Zeit wird der nicht angesetzte Schlicker durch Stürzen der Form ausgegossen, und der an den Wandungen der Form entstandene Schlickerhohlkörperschwindet allmählich von den Wandungen ab und kann nach Lufttrocknen als standfester, poröser, d.h. gasdurchlässiger und temperaturbeständiger Hohlkern der Form entnommen--,verden. Die Wandungen des Hohlkernes sind vollkommen glatt.Coring is therefore extremely easy and can be done in two different ways. Is it something that has remained soft. If the cores are not sintered, the finished castings have to be thrown into water, and the core immediately disintegrates. The sludge can then be completely removed from the cast body by shaking it in the water. if the cores are sintered and crushed, the fragments only need to be shaken out of the cast body. In both cases there is no development of dust even when the coring is carried out, so that damage of a health nature to the pus is not possible. 'The entire execution of the process is designed so that, after manufacturing the gypsum mold this viinschten with slip of the overall composition # is filled, whereupon the slurry gradually deposited on the mold walls. After the time required for the hollow core to settle from the desired wall thickness, the slurry that has not been set is poured out by tipping the mold, and the hollow slurry formed on the walls of the mold gradually disappears from the walls and, after air drying, can be more stable, more porous, i.e. more gas-permeable and temperature-resistant hollow core removed from the mold -, verden. The walls of the hollow core are completely smooth.

Die Kerne werden dann in die Gießformen gesetzt und das Metall eingegossen. je nach den dem Kernbaustoff gegebenen Eigenschaften schwindet der Kern dann mit dem Metall gleichmäßig und kann im Wasserbad entfernt werden, oder der Kern sintert, wird von dem schwindenden Metall zertrümmert und kann aus dem Gußstück herausgeschüttelt werden.The cores are then placed in the molds and the metal poured in. Depending on the properties of the core building material, the core then shrinks with it the metal evenly and can be removed in a water bath, or the core sinters, is shattered by the dwindling metal and can be shaken out of the casting will.

Genau so wie das Verfahren für die Herstellung von Kernen angewendet werden kann, ist es selbstverständlich für die Herstellung von Gußeinlagen auch verwendbar, die der Zangenwirkung des schwindenden Metalls nachgeben sollen.Just like the procedure used for making cores it goes without saying for the production of cast inserts as well can be used, which should yield to the pincer effect of the dwindling metal.

Durch diese Herstellung der Kerne ist zunächst das Anfertigen verhältnismäßig teurer Kernkästen überflüssig geworden, weil einfach Gipsforrnkästen verwendet werden können. Da kein Sand mehr gebraucht wird, fällt jedes Aufbereiten desselben sowie jede für die Arbeiter gesundheitsschädliche Staubentwicklung beim Herstellen der Kerne und beim Putzen der Gußstücke fort. Da die Kerne keine organischen Bindemittel. enthalten, ist eine Gasentwicklung so gut wie auslyeschlossen, wenn die Kerne vom Metallfluß tunspült werden. Die Kerne sind außerdem luftdurchlässig, so- daß sie die aus dem Metall frei werdenden Gase in ihren großen Hohläumen aufnehmen können.Due to this production of the cores, the production is initially proportionate expensive core boxes have become superfluous because plasterboard boxes are simply used can. Since sand is no longer needed, every treatment of the same falls as well any generation of dust that is harmful to the health of the workers during the manufacture of the Cores and while cleaning the castings away. Because the cores do not have organic binders. gas development is as good as ruled out if the nuclei are from Metal flux do be flushed. The cores are also air-permeable, so that they can absorb the gases released from the metal in their large cavities.

Es ist schon vorgeschlagen, Schlicker für die Herstellung röhrenförmiger Hohlkerne züi benutzen, jedoch wurde hier der Schlicker lediglich als Zusatz zu der im übrigen bekannten Sandkernmasse benutzt, um ein günstiges Aufschließen der Formmasse zu erzielen. E-ine gießfähige Masse wurdealso bei diesem \,'erfahren nicht erzielt, so daß das Verdichten der Kernmasse in bekannter Weise, z. 13. durch Schlagen, Stampfen oder Pressen, erfolgen mußte und im übrigen die meisten 'Nachteile der bestehenblieben. Ini Gegensatz dazu wird bei dem vorliegell(leil Verfahren der Schlicker als einziger zur Verwendung kommender Kernbaustoff verwendet und das Verformen der Kernmasse durch Vergießen vorgenommen.It has already been proposed to use slips for the manufacture of tubular slips Use hollow cores, but here the slip was only used as an additive to the other well-known sand core mass used to a favorable opening of the To achieve molding compound. A pourable mass was therefore not experienced in this '' achieved so that the compaction of the core mass in a known manner, for. 13. by beating, Pounding or pressing, had to be done and most of the other disadvantages of the persisted. In contrast to this, in the case of the present method, the slip used as the only core building material to be used and the deformation of the Core mass made by potting.

Zwar ist auch schon vorgeschlagen worden. einen Schlicker als einzigen Kernbaustoff zu verwenden und das Verformen der Kernmasse durch Vergießen vorzunehmen. Hierbei wurde jedoch die Anwendung des Schlickersturzgußverfahrens dadurch unmöglich gemacht, daß organische Bindemittel, wie Leim. Sirtip od. dgl.. verwendet wurden, so daß damit die sämtlichen Nachteile dieser organischen Bindemittel in dem Verfahrensgang hervorkamen. Insbesondere konnte man die Schlikkermasse, die den Zusatz von Sirup oder Leim als Bindemittel enthielt, nur schwer vergießen, und außerdem waren die verwendeten Gipsformen nur wenige Male, teilweise nur einmal, zu verwenden, weil die sämtlichen Poren der Gipsformen durch den Leim oder Sirup verkleistert wurden. Infolgedessen konnte dieses bekannte Verfahren nicht in größerem Maße Anwendung finden.Admittedly, it has already been suggested. one slip as the only one To use core building material and to deform the core mass by potting. However, this made it impossible to use the slip casting process made that organic binder, like glue. Sirtip or the like .. were used, so that with it all the disadvantages of these organic binders in the course of the process came out. In particular, you could get the Schlikkermasse, the addition of syrup or contained glue as a binding agent, were difficult to shed, and besides, they were used plaster molds only a few times, sometimes only once, because all of the pores of the plaster molds were clogged up by the glue or syrup. As a result, this known method has not been able to be widely used Find.

Die Kernkästen aus Gips haben eine Öff- nung zum Ein- und Ausgießen des Schlickers. Der Schlicker kann, wie schon erwähnt, aus einem, Gemisch von anorganischen Stoffen unter Zusatz von Verflüssigungsmitteln bestehen. Bedingung ist, daß aber der in der Gipsform von dem Schlicker gebildete Kern vom Formkasten abschwindet und nach dem Lufttrocknen standfest, gasdurchlässig und temperaturbeständig ist. Die Stärke der Waiidung des Kerns richtet sich nach der Größe und Form des Kerns und seiner Verwendung hinsichtlich des Gießmetalls. Trotz' ihrer Dünnwandigkeit sind auch große und verwickelte Kerne vor und während des Gusses standfest, maßgenau und von scharfen Umrissen. Die Kerne sind außerdem glatt und verbinden sich niemals mit dem Metall des Schmelzbades, so daß der Hohlraum des GußkÖrpers stets metallisch rein und glatt ist. Kleinere Kerne für Leichtmetalle können beispielsweise sehr dünn sein.The gypsum core boxes have an opening for pouring in and pouring out the slip. As already mentioned, the slip can consist of a mixture of inorganic substances with the addition of liquefying agents. However, the condition is that the core formed by the slip in the plaster of paris mold disappears from the molding box and, after air drying, is stable, gas-permeable and temperature-resistant. The strength of the insulation of the core depends on the size and shape of the core and its use with regard to the casting metal. Despite their thin walls, even large and intricate cores are stable, dimensionally accurate and have sharp outlines before and during casting. The cores are also smooth and never connect to the metal of the weld pool, so that the cavity of the cast body is always metallically pure and smooth. Smaller cores for light metals can be very thin, for example.

Claims

PA T 1-1 N TA NS P 11 ü C II E: i. Process for the production of full 1-10111 cores for fully metal castings ready for use, characterized by the use of the slip casting process known in the ceramic industry with the formation of a slip from inorganic substances that are porous without the addition of a binder. Sharp-edged and water-soluble cores result, which become detached from the core shape and, after air-drying, are stable, permeable and temperature-resistant.

2. The method according to claim i. characterized by the use of a slip which results in hollow cores which have a shrinkage coefficient which is at least equal to the shrinkage coefficient of the uni him lierumze I cast casting material. Definition of the E are rfindungsgegenstands the state of technology envisioned in the grant procedure following publications: German Patent Nos ii;. (ic) -1. 550586.