DEP0000988DA - Formmasse für Gießereien - Google Patents

Description

Als Formmasse für Gießereizwecke wird im allgemeinen ein natürlicher Formsand, z.B. Tonsand oder Quarzsand, genommen, dem gegebenenfalls zur Verbesserung seiner Eigenschaften für die verschiedenen Verwendungszwecke Binde-, Zusatz- und Schutzstoffe beigegeben werden können. So ist z.B. bekannt, einem scharfen Sande Zement als Bindestoff beizumengen. Es muss dabei besonders darauf geachtet werden, dass nur soviel Wasser beigegeben wird, dass sich die Formmasse in einem unterhydratisierten Zustand befindet. Die Grünstandsfestigkeit bei einer solchen Mischung ist aber nicht immer ausreichend und erst nach längerem Warten kann die Kernbüchse entschaltet werden. Außerdem löst sich nach dem Gießen die Formmasse nicht befriedigend von allen Teilen des Gusskörpers, insbesondere nicht aus Ecken und Winkeln. Ferner zeigte es sich, dass durch die hohe Widerstandsfähigkeit der Zementform leicht Schwindungsrisse im Gussstück entstehen. Es sind nun schon verschiedene Wege beschritten worden, die das Zementformverfahren vervollkommnen sollten. Ein Vorschlag ging dahin, natürlichen oder künstlichen Korund als Zuschlagstoff zu verwenden. Dadurch konnte jedoch das gewünschte Ziel nicht erreicht werden. Ein weiterer Verbesserungsvorschlag für das Zementformverfahren bestand darin, das der Formmasse Celluloseäther zugefügt wird. Dadurch wurde die Gasbildung gegenüber anderen Bindemitteln vermindert. Die Beimengung von Celluloseäther, wie beispielsweise Alkilin, ist jedoch ziemlich umständlich, da vor der Verwendung eine Aufbereitung der Zugabe erforderlich ist. Außerdem lässt sich ein Trocknen der Gießformen oder Kerne kaum vermeiden. Celluloseäther ist darüberhinaus ein verhältnismäßig teueres und sehr schwer zu erhaltendes Produkt.

Es wurden auch schon andere Wege zur Herstellung guter Formmassen beschritten, die auf die Verwendung von Zement verzichten. So ist es bereits bekannt, Sulfitlauge gemischt mit härtbaren Phenol- und/oder Aminkondensationsharzen zu verwenden. Auch sind Zusatzstoffe zur Sulfitlauge wie pechartige Stoffe, Mineralöle oder anorganische Stoffe wie Wasserglas nicht mehr unbekannt. Diesen bekannten Sulfidformmassen haftet aber der Nachteil an, dass sie stark hygroskopisch sind und auch nicht formbeständig, so dass die Genauigkeit des Gusskörpers leidet. Bei längerem Lagern in der Gießerei oder bei frühzeitigem Einbringen in Nassgussformen zerfallen Sulfidkerne und werden völlig unbrauchbar.

Durch langjährige Versuche konnte nun festgestellt werden, dass durch die Verbindung des Zementformverfahrens mit dem Formverfahren unter Verwendung von pulverförmigen Holzderivaten, zu denen ja auch das Zellpech gehört, die Nachteile beider Formverfahren vermieden, dagegen deren Vorteile erhalten bleiben. Die so gewonnene Formmasse ist nicht mehr hygroskopisch, weist außerdem eine große Grünstandsfestigkeit auf und ist darüberhinaus schon nach kurzer Zeit so stark abgebunden, dass sich ein künstliches Trocknen der Form vollständig erübrigt. Besonders hervorzuheben ist, dass eine Gasbildung beim Gießen nicht auftritt und nach dem beschriebenen Verfahren hergestellte Kerne infolge ihrer großen Feuchtigkeitswiderstandsfähigkeit auch in nasse Gussformen eingelegt werden können. Außerdem löst sich nach dem Gießen die Formmasse leicht vom Gusskörper, da der Zerfall des Zementsandes ohne Schädigung durch feuchte Luft ist unbedenklich auf viele Monate hinaus möglich.

Um eine ganz besonders glatte Oberfläche des Gusskörpers zu erhalten, hat es sich erfindungsgemäß als vorteilhaft herausgestellt, dem Formsand noch einen Zusatz von Tonsand beizumengen.

Besonders gut eignet sich nach den Versuchen die Formmasse für die Herstellung von Kernen nach dem Blasverfahren, dem Pressluftkernformverfahren und dem maschinellen Kernformverfahren.

Es sei noch darauf hingewiesen, dass die mit dem vorliegenden Bindemittel hergestellten Kerne auch die reinen Ölkerne in manchen Punkten übertreffen, so z.B. in der Feuchtigkeitswiderstandsfähigkeit und in der natürlichen Trocknung. Auch sind ihre Herstellungskosten geringer als die der Ölkerne.

Durch die Beimengung von Zellpechpulver zum Zementsand wird wohl die Festigkeit gegenüber reinen Zement-Formen oder -Kernen etwas herabgesetzt, doch bleibt diese immer im Rahmen der an sie für die Praxis gestellten Anforderungen. Der tatsächliche Vorteil dieser Erfindung besteht in der hohen Grünstandsfestigkeit der Formen sowohl der Kerne im nassen Zustand, ferner in einer unbedingten genauen Maßhaltigkeit und der durch die Beimengung von Zellpechpulver bedingten Zermürbung der Form- und Kernmassen nach den Güssen, was wiederum die Putzzeit der gegossenen Stücke ganz bedeutend herabsetzt.

Reine Zement-Formen und -Kerne neigen bei komplizierten Gussstücken zu Schwindungsrissen im Gussstück infolge ihrer Unnachgiebigkeit, beider nach obiger Erfindung hergestellten Kern- und Formbindemasse ist die Rissegefahr infolge deren großer Nachgiebigkeit weitgehend ausgeschaltet.

Aufgrund eingehender Versuche hat es sich gezeigt, dass die oben beschriebene Formmasse dann besonders günstige Eigenschaften erhält, wenn die Mengen von Kieselsäure, z.B. Silbersand, Zement und einem pulverisierten Holzderivat, z.B. Zollpechpulver, in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Auch die Zugabe von Tonsand zu den übrigen Hilfsstoffen erreicht ihre beste Wirkung dann, wenn sie in einem bestimmten Verhältnis zu den übrigen Hilfsstoffen steht.

Das Wesentliche der Erfindung erstreckt sich also auf das günstigste Mischungsverhältnis der einzelnen Bestandteile des Bindemittels. Die beiden sehr stark hygroskopischen Körper, wie Zement und Zellpech (Zellpechpulver), müssen in dem in den Ansprüchen angegebenen Mischungsverhältnis vorhanden sein, damit ein chemischer Gleichgewichtszustand erreicht ist. Dieser Umstand ist wohl der Grund, warum bis heute in der Praxis der Zementsandform- und Kernmacherei Zellpechpulver keine Anwendung gefunden hat.

Als besonders günstiges Verhältnis der Gaben hat sich herausgestellt, wenn auf 100 Teile Silbersand, 14 Teile Zement, 1,5 Teile Zellpechpulver und 6 Teile Tonsand, (mit einem Gehalt von ca. 10-20% reinem Ton), gegeben werden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Zusatzstoffe Zellpechpulver, Zement und Ton oder teilweise in trockenen Zustand zu einem pulverisierten Bindemittel einschließlich des Ausgangsbasisstoffes "Zement" vereinigt und in einfacher Weise in den Handel gebracht und gelagert werden. Diese Maßnahme ist besonders vorteilhaft, weil es im praktischen Betrieb immer Schwierigkeiten bereitet, wenn vielerlei Stoffe vor ihrer Verwendung erst noch genau gewogen und unter Beachtung von genauen Vorschriften gemengt werden sollten. Vielfach werden von den Arbeitern diese Vorschriften nur kurze Zeit und dann häufig ungenau eingehalten. Außerdem ist die richtige prozentuale Bemessung der einzelnen Zusatzstoffe bei der herstellung der Formen und Kerne von ausschlaggebender Bedeutung. Die Fehlerquellen für die Herstellung der Formen werden durch die Einfachheit des gemäß der Erfindung hergestellten Bindemittels wesentlich herabgestzt.

Claims (7)

1.) Formmasse für die Herstellung von Zementsandformen- und -kernen für Gießereien, gekennzeichnet durch die gleichzeitige Verwendung von Kieselsäure, z.B. Silbersand, Zement und einem pulverisierten Holzderivat, z.B. Zellpechpulver.

2.) Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass noch ein Zusatz von Tonsand gegeben wird.

3.) Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge von Kieselsäure, z.B. Silbersand, Zement und einem pulverisierten Holzderivat, z.B. Zellpechpulver, in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen.

4.) Formmasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Tonsandzugabe in einem bestimmten Verhältnis zu den übrigen Hilfsstoffen steht.

5.) Formmasse nach den Ansprüchen 1-4, gekennzeichnet durch ein Gemisch, bestehend aus 100 Teilen Silbersand, 14 Teilen Zement, 1,5 Teilen Zellpechpulver und 6 Teilen Tonsand, (mit einem Gehalt von 10-20% reinem Ton).

6.) Verfahren zum Herstellen eines Bindemittels für die Herstellung von Zementsandformen- und -kernen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Tonsand und das pulverisierte Holzderivat, z.B. Zollpechpulver, zu einem pulverförmigen Binder gemengt werden.

7.) Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem gewonnenen auch noch Zement beigegeben wird.