DE911064C

DE911064C - Dauerform, insbesondere fuer Stahldruckguss, und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE911064C
Application number: DEW8287A
Authority: DE
Inventors: Paul Spier
Original assignee: Fritz Werner AG
Current assignee: Fritz Werner AG
Priority date: 1952-04-06
Filing date: 1952-04-06
Publication date: 1954-05-10

Description

Dauerform, insbesondere für Stahldruckguß, und Verfahren zu deren Herstellung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dauerform zu schaffen, die sich besonders für Stahlabgüsse im Druckgießverfahren eignet. Eine derartige Dauerform muß u. a. den folgenden Bedingungen genügen: r. sie muß hochfeuerfest sein, um die beim Gießen von Stahl erforderlichen Temperaturen von über 170o° aushalten zu können; z. die Formmasse muß derart gasdurchlässig sein, daß sich Entlüftungskanäle erübrigen, die insbesondere bei kleineren Teilen komplizierter Form schwer anzubringen sind; 3. die Form muß auch nach einer größeren Anzahl von Abgüssen noch Teile ergeben, deren Abmessungen innerhalb der vorgeschriebenen Toleranzen liegen, d. h. die Form muß hohe Maßhaltigkeit gewährleisten und Dauerstandfestigkeit besitzen; q.. schließlich ist es auch erforderlich, daß die hergestellten Gußteile ein hohes Maß an Oberflächengüte aufweisen. Es wurde gefunden, da,ß diese sich zum Teil widersprechenden Bedingungen dann verwirklicht werden können, wenn die Form in einen Grundkörper und einen Einsatzkörper aufgeteilt ist, deren Stoffzusammensetzung so gewählt ist, daß beide Körper verschiedene der vorstehend aufgeführten Bedingungen erfüllen und somit die Kombination der Eigenschaften erst zu der Erfüllung sämtlicher Voraussetzungen führt.
Erfindungsgemäß besteht daher die Dauerform aus einem graphitischen Grundkörper von hoher Wärmeleitfähigkeit, spezifischer Festigkeit und Temperaturbeständigkeit, in den ein die eigentliche Gußform bildender Einsatzkörper aus hochfeuerfesten Quarzitsto-ffen eingesetzt ist, deren granovolumetrische Eigenschaften eine saubere Oberfläche der Gußteile ergeben und dabei enge Fertigungstoleranzen zulassen. Der Grundkörper wird zweckmäßig zweiteilig aus amorphem Graphit gepreßt, dem zur Erzielung einer größeren Festigkeit geeignete Stoffe, wie gebrannter Kalk, Bariümsulfat und Ölbindestoffe, zugesetzt worden sind. Außer einer zur Aufnahme des Einsatzkörpers dienenden Ausnehmung werden vorteilhaft in dem Grundkörper der Eingußtrichter sowie axiale Schlitze für eine diebeidenFormhälften zusammenhaltende Stahlklammer ausgebildet.
Der Einsatzkörper wird durch Verpressen einer Quarzitmasse hergestellt, die beispielsweise aus Ouarz, Kaolin, Schamotte, Aluminiumoxyd. Alurniniumphosphat, Magnesiumoxyd, Zinkoxyd, Phosphorsäure und Ätzkalk bestehen kann.
Bei der Dauerform nach der Erfindung wird die stärkste Belastung sowohl in wärmetechnischer als auch mechanischer Hinsicht von dem Grundkörper aufgenommen, da der schmelzflüssige Stahl zunächst auf den im Grundkörper ausgebildeten Eingußtrichter trifft. Es hat sich gezeigt, daß der für den Grundkörper gewählte amorphe Graphit diese Beanspruchung über einen verhältnismäßig langen Zeitraum aushält, wobei noch die Möglichkeit besteht. den Trichter im Bedarfsfall nachzuarbeiten. Außerdem wirkt der Grundkörper aber auch als Wärmespeicher. Er führt infolge seiner großen Masse und guten Wärmeleitfähigkeit dem Einsatzkörper die während des Gießens aufgenommene Wärme ständig wieder zu, so daß eine schnelle Abkühlung des Einsatzkörpers und damit ein vorzeitiges Erstarren des flüssigen Stahles vermieden wird. Dies ist von besonderer Bedeutung für das Gießen kleinerer Teile, z. B. solcher in der Größenordnung unter 25 cm3.
Die für den Einsatzkörper gewählte Masse ist genügend gasdurchlässig, um die Anbringung von Entlüftungskanälen zu erübrigen, was zu einer wesentlichen Vereinfachung in der Herstellung von Formen insbesondere für kleinere Teile führt. Die Erfahrungen haben gezeigt, daß mit einem Einsatzkörper etwa 40 bis ioo Abgüsse unter Einhaltung enger Toleranzen hergestellt werden können. so daß der Einsatzkörper auch den bezüglich :Maßhaltigkeit und Dauerstandfestigkeit zu stellenden Forderungen genügt. Der Einsatzkörper ist leicht austauschbar. Er kann daher beim Auftreten von Abnutzungserscheinungen bequem und schnell durch einen neuen ersetzt werden, wobei infolge des geringen Volumens dieses Körpers keine größeren Materialverluste entstehen. Außerdem ist der Einsatzkörper unbegrenzt lagerbar.
Die Herstellung der Dauerform nach der Erfindung erfolgt zweckmäßig in der Weise, daß in jede Y der vorgeformten Grundkörperhälften zunächst die Masse der Einsatzkörper eingefüllt und ein entsprechendes Modell eingesetzt wird. Dann werden die Hälften zu einer vollen Form zusammengesetzt und durch eine Klammer gehalten. Unter Zwischenschaltung geeignet geformter Druckstücke wird nun der Einsatzkörper bei hohem Druck, z. B. einem solchen von 5o kg/mm2, gepreßt, worauf die0uarzitmasse in einem Trockenofen bei einer Temperatur von etwa 26o° getrocknet und anschließend im Elektroofen bei etwa 120o° gehärtet wird. Die Form ist dann fertig für den Gebrauch.
Die bevorzugte Zusammensetzung der Dauerform nach der Erfindung ergibt sich aus den nachfolgenden zwei Beispielen, ohne daß natürlich die Erfindung auf die angegebenen Prozentzahlen beschränkt werden soll.
i. Graphitischer Grundkörper Homogener Stoff, widerstandsfähig gegen Temperaturen bis zu 300o° und gegen hohe Temperaturschwankungen.
Druckfestigkeit etwa z 50o kg/cm2; Korngröße etwa DIN-Sieb 70 = 4900 Maschen./cm2.

Zusammensetzung:

Graphitmehl . . . . . . . . . . 75 Einheiten

gebrannter Kalk . . . . . . . . . . 15 -

Bariumsulfat . . . . . . . . . . . . . 1o -

mit Leinöl gut vermischen zu einer dickflüssigen Konsistenz, bei 26o° trocknen und im Elektroofen bei 120o° härten.
2. Formeinsätze Aus Quarziteinsatzmasse mit Schmelzpunkten von über 170o° für gleichmäßige, dichte unid porenfreie Stahlgußstücke bei Gasdurchlässigkeit von etwa 25 cm3/min.

Zusammensetzung:

Ouarzit . . . . . . . . . . . . . . 120o Einheiten

Schamottemehl ........ 25 -

Aluminiumoxyd . . . . 35 -

Aluminiumphosphat.. . . . 25 -

Anrührflüssigkeit bestehend aus: Phosphorsäure 2o % gelöst in H2 0 -1- 8 °/9 Magnesiumoxyd und Ätzkalk sowie Zinkoxyd zu gleichen Teilen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i eine Ansicht einer der Formhälften. in Richtung des Pfeiles der Abb. 2 gesehen, während Abb. 2 eine Draufsicht auf die betreffende Formhälfte wiedergibt.
Mit i ist der Formgrundkörper bezeichnet. In diesem sind der Eingußtrichter 2 und der Anguß 3 ausgearbeitet. Der Grundkörper i weist eine Ausnehmung ¢ auf, in die der Formeinsatz 5 hineinpaßt, der bei 6 einen Formkern und bei 7 einen Zapfen besitzt. Der Einsatzkörper 5 wird mit Hilfe eines Formmodells ausgeformt, welches in seiner Ausbildung dem mit 8 bezeichneten Forminneren entspricht. ZumZusammenhalten:derFormhälften dient eine nicht dargestellte Halteklammer, welche in axialen Nuten auf der Außenseite der Formhälften geführt ist. Eine dieser Nuten ist in Abb. 2 bei 9 zu erkennen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Dauerform, insbesondere für Stahldruckguß, gekennzeichnet durch einen graphitischen Grundkörper von hoher Wärmeleitfähigkeit, spezifischer Festigkeit und Temperaturbeständigkeit, in dem ein die eigentliche Gußform bildender Einsatzkörper aus hochfeuerfesten Quarzitstoffen eingesetzt ist, deren granuvolumetrische Eigenschaften eine saubere Oberfläche der Gußteile ergeben und dabei enge Fertigungstoleranzen zulassen.
2. Dauerform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper zweiteilig aus amorphem Graphit gepreßt ist, dem zur Erhöhung der Festigkeit geeignete Stoffe, wie gebrannter Kalk, Bariumsulfat und Ölbindestoffe, zugesetzt worden sind.
3. Dauerform nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Grundkörper außer einer zur Aufnahme des Einsatzkörpers dienenden Ausn.ehmung der Eingußtrichter sowie axiale Schlitze für eine die beiden Formhälften zusammenhaltendeKlammer ausgebildet sind. q..
Dauerform nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einsatzkörper aus einer gepreßten Quarzitmasse besteht, die sich beispielsweise aus Quarz, Kaolin, Schamotte, Aluminiumoxyd, Aluminiumphosphat, Magnesiumoxyd, Zinkoxyd, Phosphorsäure und Ätzkalk zusammensetzt.
5. Verfahren zur Herstellung von Dauerformen nach Anspruch i bis q, dadurch gekennzeichnet, daß die in die vorgeformten Grundkörperhälften eingefüllte Masse des Einsatzkörpers zusammen mit dem zum Ausformen dienenden Modell unter hohem Druck gepreßt, bei etwa 26o° getrocknet und im Elektroefeu bei etwa i2oo° gehärtet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Pressen der in die Grundkörperhälften eingefüllten Masse des Einsatzkörpers nach dem Zusammensetzen der Grundkörperhälften zu einer geschlossenen Form und unter Zwischenschaltung von Druckstücken erfolgt, deren Umriß demjenigen der in dem Grundkörper vorgesehenen Ausnehmung entspricht.