EP1934002B1 - Kerne sowie ein verfahren zur herstellung von kernen - Google Patents

Kerne sowie ein verfahren zur herstellung von kernen Download PDF

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EP1934002B1
EP1934002B1 EP06793909.0A EP06793909A EP1934002B1 EP 1934002 B1 EP1934002 B1 EP 1934002B1 EP 06793909 A EP06793909 A EP 06793909A EP 1934002 B1 EP1934002 B1 EP 1934002B1
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EP
European Patent Office
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cores
water
soluble
core material
salts
Prior art date
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Active
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EP06793909.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1934002A1 (de
Inventor
Dieter Käfer
Gudrun Schiller
Gisbert Schulze
Dr. Peter Stingl
Roland Werner
Horst Walter Rockenschaub
Reinhold Georg Gschwandtner
Thomas Pabel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ceramtec GmbH
Original Assignee
Ceramtec GmbH
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Publication date
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Publication of EP1934002B1 publication Critical patent/EP1934002B1/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/105—Salt cores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/18—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/12—Treating moulds or cores, e.g. drying, hardening
    • B22C9/123—Gas-hardening

Definitions

  • the present invention relates to cores and to a process for the production of cores for use as cavity placeholders in the production of metallic and non-metallic moldings from water-completely soluble and therefore residue-free removable from the moldings materials by core shooting.
  • the cores must remain dimensionally stable when the material is introduced into the mold, during casting or injection, and after solidification of the material, they can easily be removed from the intended cavity.
  • cores are required in large numbers, for example, in series production in foundries, it is necessary to be able to produce the cores in constant quality as quickly as possible in the shortest possible time. If special demands are placed on the surface and contour accuracy of the cavities of the workpieces, the surface of the cores must be particularly smooth and contour-accurate and the cores must be able to be removed completely free of residue from the cavities of the workpieces. Residues of conventional cores containing non-dissolvable components, such as quartz sand, can result in damage to surfaces to be refined or failure of an aggregate, for example, if sand residues in the pump housing of an injection pump lead to blockage of an injection nozzle.
  • non-dissolvable components such as quartz sand
  • the cores according to the invention consist of a molding material and optionally substances which influence the properties and quality of the cores, such as fillers, binders, additives and catalysts. All of these substances, as well as the substances that result from possible reactions, form the core material.
  • This core material is completely soluble in water and can thus be removed without residue from the cavities of the workpieces after shaping.
  • the nuclei do not disintegrate into insoluble constituents after dissolution of the binder, but all substances dissolve completely. All compositions of the core materials can be processed by core shooting as a molding process.
  • the cores of the invention have the advantage that they are composed of substances that do not pollute the environment when handled properly, neither in their preparation, nor during the casting process. At her removal From the workpieces there are no residues that require special disposal.
  • the substances can be recovered by suitable processes from the liquid phase, for example the salt by spray drying or evaporation.
  • the cores according to the invention can be produced using conventional core shooters.
  • the complexity of the geometry of the cores determines the core shooting parameters as well as the design and design of the tool for making the cores and shooting head of the core shooter.
  • the core shooting allows due to the transport of the claimed core materials by the compression means, the compressed gas, the production of very complicated cores built with great contour accuracy at the surface as well as homogeneous structure with uniform density and strength.
  • Suitable molding materials are the chlorides of alkali and alkaline earth elements such as in particular sodium chloride, potassium chloride and magnesium chloride, the water-soluble sulfates and nitrates of alkali and alkaline earth elements such as in particular potassium sulfate, magnesium sulfate, and water-soluble ammonium salts such as ammonium sulfate in particular.
  • These substances can be used individually or as a mixture, as far as they do not react with each other and thus adversely affect the desired properties, because the molding material should undergo no material conversion in the core production, which adversely affects its solubility.
  • all easily soluble salts are suitable whose decomposition or melting point is above the temperature of the liquid metal, the melt, or the injected plastic.
  • the moldings can be easily and simply divided into the desired particle sizes or particle size classes, comparable to sand.
  • the chosen particle size distribution influences in particular the surface properties of the cores. ever the smaller the grain size, the smoother the surface.
  • the highest possible degree of spatial filling is sought, which can be achieved by mixing different salts and optionally the additional substances with different distribution curves, for example by a bi- or trimodal grain distribution of the mixture.
  • grain sizes in the range of 0.01 mm to 2 mm are selected, preferably as Gaussian distribution, depending on the material, desired surface quality and contour accuracy of the workpiece to be cast or molded from plastic.
  • Water-soluble fillers can replace part of the molding material so far, up to 30% by weight, so as not to adversely affect density and strength.
  • the grain size of the filler is suitably adjusted to the particle size or the particle size distribution of the molding material.
  • binder is added to the molding material before the core shooting. All binders are possible which, after the curing process, are completely water-soluble, which thoroughly wet the molding material and optionally the fillers and wherein the mixture of these materials can be shaped into cores by means of core shooting. Silicate binders are generally suitable if they are water-soluble. It is also possible to use the water-soluble alkali metal and ammonium phosphates or monoaluminum phosphate binders. Binders of soluble water glass are preferred. The amount added depends on the water glass module, 1 to 5, and is, depending on the wetting behavior, between 0.5 wt .-% and 15 wt .-%.
  • the properties of a mixture of molding material, optionally filler and binder can be influenced by the targeted addition of additives.
  • a prerequisite here is that these additives or the reaction products of these additives by dissolution in water completely and without residue from the Cavity of a workpiece are removable.
  • these additives may be: wetting agents, additives which influence the consistency of the mixture, lubricants, deagglomerating additives, gelling agents, additives which alter the thermophysical properties of the core, for example the thermal conductivity, additives which adhere the metal / plastic to the Cores prevent additions that lead to better homogenization and miscibility, additives that increase shelf life, additives that prevent premature curing, additives that prevent the formation of moisture and condensation during casting and additives that accelerate the curing process.
  • these additives are known to those skilled in the art of making conventional cores. Their added quantity depends on the type and composition of the molding material.
  • the composition of the core material it may be necessary to use matched catalysts to initiate and accelerate the hardening process so that the cores have the required strength after core shooting.
  • the gas influencing the core material in particular for hardening and drying the cores, can be blown into the still closed form after firing.
  • the pressure may be lower than when shooting the cores and be up to about 5 bar.
  • thermal aftertreatment of the cores at temperatures that can be up to 500 ° C.
  • a thermal treatment takes place already during the shaping in the mold by heating them to a temperature matched to the core material.
  • the core material is composed of the molding material and the binder and the additives such as fillers, additives and catalysts, if necessary. All substances can be mixed with known mixing units be mixed homogeneously.
  • the amount of binder and additive additives to be added depends on the purpose of the cores and determines the surface quality as well as the density and strength of the cores.
  • the processing of the core materials can be carried out separately from the core shooting process, where appropriate, suitable protective measures must be provided to prevent agglomeration and premature curing.
  • suitable protective measures For example, depending on the composition of the core material, treatment, transport and storage can also take place under protective gas.
  • Substances which alter the properties of the other materials of the core material are advantageously fed directly into the core shooter.
  • the mixing then takes place in the gas stream, which transports the other substances into the mold.
  • the core material is injected into the mold at pressures between 1 bar and 10 bar, matched to the composition of the core material or to the filling and flowability of the mass.
  • the filling pressure is dependent on the particle size distribution or the grain size and grain shape. Fine-grained salts generally require higher shooting pressures.
  • the surface quality of the cores according to the invention can be adjusted so that no size must be used. If, nevertheless, a surface treatment with a size is intended, the size should also be completely water-soluble.
  • a salt sizing which consists of the same or a similar to the molding material in the behavior of salt.
  • the sizing may be applied in the usual manner by dipping, spraying, brushing or brushing.
  • Cores made of NaCl are particularly suitable for light metal casting, for example for aluminum casting alloys, in which the cores are exposed to temperatures of less than 800 ° C.
  • NaCl is used in the particle size range of 0.063 mm to 2 mm, preferably in the Gaussian distribution, where the distribution can be multimodal.
  • Particularly suitable as the binder is water glass, the amount added being determined by the waterglass modulus, 1 to 5, and being between 0.5 and 15% by weight.
  • Other water-soluble silicate compounds are also preferably used.
  • the temperature of the mold is tuned to the composition of the core materials in a temperature range from room temperature to 500 ° C.
  • the hardening of the cores can be done by gassing, for example with CO 2 , and / or by the action of temperature.
  • the cores have a density of 0.9 g / cm 3 to 1.8 g / cm 3 , a 3-point bending strength of 100 N / cm 2 to 750 N / cm after core shooting, depending on their composition and a possible heat treatment 2 and a surface quality Ra, depending on the grain size, between 5 microns and 200 microns.
  • the cores are storable. After casting the workpieces, the cores are removed from the cavities by complete dissolution in water residue.
  • Cores of NaCl with a mean grain size D50 of 0.7 mm with 5% by weight of water glass of module 4 were produced. NaCl and water glass were homogeneously mixed in a conventional mixer and filled into a core shooter. The core material was shot with air at a pressure of 4 bar into the mold. The mold was at room temperature. After firing, fumigation was carried out to cure with CO 2 .
  • K 2 SO 4 cores are particularly suitable for copper-based materials, brass and bronze, where the cores are exposed to higher temperatures than aluminum casting.
  • K 2 SO 4 can also be used in the particle size range of 0.063 mm to 2 mm, preferably in the Gaussian distribution and optionally multimodal.
  • Waterglass is also particularly suitable as a binder, the amount added being determined by the waterglass modulus, 1 to 5, and being between 1 and 10% by weight.
  • Other water-soluble silicate compounds are also preferably used.
  • the temperature of the mold is tuned to the composition of the core materials in a temperature range from room temperature to 500 ° C.
  • the hardening of the cores can be done by gassing and / or by the action of temperature.
  • the cores have a density of 0.8 g / cm 3 to 1.6 g / cm 3 , a 3-point bending strength of 80 N / cm 2 to 600 N / cm after core shooting, depending on their composition and a possible heat treatment 2 and a surface quality Ra, depending on the grain size, between 10 microns and 250 microns.
  • the cores are storable. After casting the workpieces, the cores are removed from the cavities by complete dissolution in water residue.
  • Cores of K 2 SO 4 with a particle size D 50 of 0.85 mm with 8% by weight of water glass of modulus 2.5 were produced.
  • K 2 SO 4 and water glass were homogeneously mixed in a conventional mixer and filled into a core shooter.
  • the core material was shot with air at a pressure of 4 bar into the mold.
  • the mold had a temperature of 180 ° C. After firing, gassing was carried out with CO 2 .
  • the invention thus relates to cores for use as cavity placeholders in the production of metallic and non-metallic moldings from a core material consisting of salt or a mixture of salts as molding material and optionally additional materials such as fillers, binders, additives and catalysts, wherein the core material after curing is completely dissolvable in water and dissolved in water without residue removed from the moldings and that the cores of salt or salts in non-liquid form and optionally additional substances by Kernsch mansko can be produced with tuned to the composition of the core material pressures.
  • Cores according to the invention wherein they can be produced with pressures of 1 bar to 10 bar.
  • the molding materials chlorides of alkali and alkaline earth elements such as in particular sodium chloride, potassium chloride and magnesium chloride, the water-soluble sulfates and nitrates of alkali and alkaline earth elements such as potassium sulfate in particular, magnesium sulfate, and the water-soluble ammonium salts such as ammonium sulfate, are.
  • alkali and alkaline earth elements such as in particular sodium chloride, potassium chloride and magnesium chloride
  • the water-soluble sulfates and nitrates of alkali and alkaline earth elements such as potassium sulfate in particular, magnesium sulfate
  • the water-soluble ammonium salts such as ammonium sulfate
  • the cores have a density of 0.9 g / cm 3 to 1.8 g / cm, a 3-point bending strength of 100 N / cm 2 to 750 N / cm 2 and a surface quality Ra of 5 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • cores whose core material of sodium chloride as molding material with a grain size of 0.7 mm and water glass of the module 4 with a proportion of 5 wt .-%, compacted with a firing pressure of 4 bar in a mold at room temperature and cured with CO 2 , and whose density is 1.4 g / cm 3 , the 3-point bending strength 180 N / cm 2 and the surface quality Ra is 32 ⁇ m.
  • the core material consists of potassium sulfate as a molding material with a particle size between 0.063 mm and 2 mm, preferably as Gaussian distribution, and water glass as a binder in a proportion of 1 to 10 wt .-%, depending on the specific surface area, the wetting behavior and the particle size distribution and matched to the water glass module, and that the cores have a density of 0.8 g / cm 3 to 1.6 g / cm 3 , a 3-point bending strength of 80 N / cm 2 to 600 N / cm 2 and a surface quality Ra of 10 ⁇ m to 250 ⁇ m.
  • cores whose core material is potassium sulfate as molding material having a grain size of 0.85 mm and water glass of the module 2.5 with a proportion of 8 wt .-%, compacted with a firing pressure of 4 bar in a heated to 180 ° C. Form and cured with CO 2 , and that the density is 1.25 g / cm 3 , the 3-point bending strength 145 N / cm 2 and the surface quality Ra 80 microns.
  • the invention also relates to a method for the production of cores for use as a cavity placeholder in the production of metallic and non-metallic moldings from a core material consisting of salt or a mixture of salts as molding material and optionally additional materials such as fillers, binders, additives and catalysts characterized in that for the preparation of the cores in water completely soluble and dissolved in water residues are removed from the moldings removable salt or removable salts in non-liquid form and optionally homogeneously mixed with the additional, matched in the grain size on the molding material and completely dissolvable in water substances and that the cores are shaped according to the core shooting method, with pressures matched to the composition of the core material, the particle size distribution or the grain size and grain shape.
  • filler or fillers are added in a proportion of up to 30 wt .-% of the core material and that the grain size of the filler is adjusted to the grain size of the molding material.
  • binders are added with a proportion depending on the specific surface, the wetting behavior and the particle size distribution, and that these binders are preferably water-soluble silicate compounds, in particular water glasses, alkali phosphates, ammonium phosphates and monoaluminum phosphate.
  • a water glass is added depending on the wetting behavior and water glass module in a proportion of 0.5 wt .-% to 15 wt .-%.
  • the cores are gassed after firing with aligned to the core material gases for curing.
  • the fumigation takes place with CO 2 .
  • the pressure during fumigation is up to 5 bar.
  • a core material produced by homogeneously mixing the substances and injected at a pressure of 1 bar to 10 bar in a form which, depending on the composition of the core material, a temperature of from room temperature to 500 ° C, and that the core material is optionally cured by gassing and / or heat treatment, so that the cores have a density of 0.9 g / cm 3 to 1.8 g / cm 3 , a 3-point flexural strength of 100 N / cm 2 to 750 N / cm 2 and a surface finish Ra of 5 ⁇ m to 200 ⁇ m.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Kerne sowie ein Verfahren zur Herstellung von Kernen zur Verwendung als Hohlraumplatzhalter bei der Herstellung von metallischen und nichtmetallischen Formkörpern aus in Wasser vollständig lösbaren und deshalb rückstandsfrei aus den Formkörpern entfernbaren Stoffen mittels Kernschießen.
  • An Kerne, die beim Gießen von Werkstücken aus Metall oder beim Spritzen von Werkstücken aus Kunststoffen in die Formen eingesetzt werden, um die in den Werkstücken vorgesehenen Hohlräume beim Füllen der Formen mit dem Werkstoff freizuhalten, werden hohe Anforderungen gestellt. Die Kerne müssen beim Einbringen des Werkstoffs in die Form, beim Gießen oder Einspritzen, formstabil bleiben und sich nach Erstarrung des Werkstoffs leicht aus dem vorgesehenen Hohlraum entfernen lassen.
  • Werden Kerne in großer Stückzahl benötigt, beispielsweise bei der Serienfertigung in Gießereien, ist es erforderlich, die Kerne in stets gleich bleibender Qualität bedarfsgerecht in möglichst kurzer Zeit produzieren zu können. Werden an die Oberfläche und die Konturengenauigkeit der Hohlräume der Werkstücke besondere Anforderungen gestellt, muss die Oberfläche der Kerne besonders glatt und konturengenau sein und die Kerne müssen sich völlig rückstandsfrei aus den Hohlräumen der Werkstücke entfernen lassen. Rückstände von herkömmlichen Kernen, die nicht lösbare Komponenten enthalten wie beispielsweise Quarzsand, können zu einem Schaden an zu veredelnden Oberflächen führen oder den Ausfall eines Aggregats bewirken, beispielsweise wenn Sandrückstände in dem Pumpengehäuse einer Einspritzpumpe zur Verstopfung einer Einspritzdüse führen.
  • Aus der DE 10 2004 057 669 B3 ist die Herstellung von Formen und/oder Kernen für Gießereizwecke aus Wasserglas, schwer löslichen Metallsalzen und einer nicht löslichen Komponente bekannt, wobei die nicht lösliche Komponente ein hitzebeständiges, körniges Material, insbesondere Sand, ist. Nach dem Gießen wird der Kern durch mechanische Einwirkungen in eine schüttfähige Form überführt und trocken aus dem Hohlraum ausgeschüttet. Bei einem Kern dieser Zusammensetzung besteht die Gefahr, dass unerwünschte, schwer lösliche Rückstände im Hohlraum verbleiben.
  • Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, Kerne vorzustellen, die eine homogene Dichte, gleichmäßige Festigkeit und eine glatte und konturengenaue Oberfläche aufweisen und die sich vor allem rückstandsfrei leicht aus den Hohlräumen der Werkstücke entfernen lassen, indem sie sich vollständig in Wasser auflösen sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit Kernen entsprechend dem ersten Anspruch sowie mit einem Verfahren zur Herstellung dieser Kerne nach Anspruch 8. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
  • Die erfindungsgemäßen Kerne bestehen aus einem Formstoff sowie gegebenenfalls Stoffen, die Einfluss nehmen auf die Eigenschaften und Qualität der Kerne wie Füllstoffe, Binder, Additive und Katalysatoren. Alle diese Stoffe sowie die Stoffe, die durch eventuelle Reaktionen entstehen, bilden den Kernwerkstoff. Dieser Kernwerkstoff ist vollständig in Wasser löslich und lässt sich dadurch nach der Formgebung rückstandsfrei aus den Hohlräumen der Werkstücke entfernen. Die Kerne zerfallen also nach Auflösung des Binders nicht in unlösbare Bestandteile, sondern alle Stoffe lösen sich vollständig auf. Alle Zusammensetzungen der Kernwerkstoffe lassen sich durch Kernschießen als Formgebungsverfahren verarbeiten.
  • Die erfindungsgemäßen Kerne haben den Vorteil, dass sie aus Stoffen zusammengesetzt sind, die bei sachgerechter Handhabung die Umwelt nicht belasten, weder bei ihrer Herstellung, noch beim Gießprozess. Bei ihrer Entfernung aus den Werkstücken entstehen keine Rückstände, die einer besonderen Entsorgung bedürfen. Je nach Zusammensetzung lassen sich die Stoffe durch geeignete Verfahren aus der flüssigen Phase zurückgewinnen, beispielsweise das Salz durch Sprühtrocknen oder Eindampfen.
  • Die Herstellung der erfindungsgemäßen Kerne kann mit herkömmlichen Kernschießmaschinen erfolgen. Die Komplexität der Geometrie der Kerne bestimmt die Kernschießparameter sowie die Gestaltung und konstruktive Auslegung des Werkzeugs zur Herstellung der Kerne und des Schießkopfes der Kernschießmaschine. Gegenüber der Formgebung durch Pressen, bei der die Kernwerkstoffe in ein Formwerkzeug eingefüllt und dann unter Druck verdichtet werden, ermöglicht das Kernschießen auf Grund des Transports der beanspruchten Kernwerkstoffe durch das Verdichtungsmittel, dem Druckgas, die Herstellung sehr kompliziert aufgebauter Kerne mit großer Konturengenauigkeit an der Oberfläche sowie homogenem Gefüge mit gleichmäßiger Dichte und Festigkeit.
  • Als Formstoff eignen sich die Chloride der Alkali- und Erdalkalielemente wie insbesondere Natriumchlorid, Kaliumchlorid und Magnesiumchlorid, die wasserlöslichen Sulfate und Nitrate der Alkali- und Erdalkalielemente wie insbesondere Kaliumsulfat, Magnesiumsulfat, sowie wasserlösliche Ammoniumsalze wie insbesondere Ammoniumsulfat. Diese Stoffe können einzeln oder auch als Mischung eingesetzt werden, so weit sie nicht miteinander reagieren und so die gewünschten Eigenschaften negativ beeinflussen, denn der Formstoff soll bei der Kernherstellung keine Stoffumwandlung erfahren, die seine Löslichkeit negativ beeinflusst. Generell sind alle leicht löslichen Salze geeignet, deren Zersetzungs- oder Schmelzpunkt oberhalb der Temperatur des flüssigen Metalls, der Schmelze, oder des eingespritzten Kunststoffs liegt. Die Formstoffe lassen sich, vergleichbar mit Sand, leicht und einfach in die gewünschten Korngrößen beziehungsweise Kornklassen aufteilen. Durch die gewählte Korngrößenverteilung wird insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit der Kerne beeinflusst. Je geringer die Korngröße, desto glatter die Oberfläche. Generell wird ein möglichst hoher Raumerfüllungsgrad angestrebt, was durch Mischung verschiedener Salze und gegebenenfalls der zusätzlichen Stoffe mit unterschiedlichen Verteilungskurven erreicht werden kann, beispielsweise durch eine bi- oder trimodale Kornverteilung der Mischung.
  • Erfindungsgemäß werden Korngrößen im Bereich von 0,01 mm bis zu 2 mm gewählt, bevorzugt als Gauß'sche Verteilung, je nach Werkstoff, gewünschter Oberflächengüte und Konturengenauigkeit des zu gießenden oder aus Kunststoff zu spritzenden Werkstücks.
  • Wasserlösliche Füllstoffe können einen Teil des Formstoffs so weit ersetzen, bis zu 30 Gew.-%, wie dadurch die Dichte und Festigkeit nicht negativ beeinflusst werden. Die Korngröße des Füllstoffs wird zweckmäßigerweise auf die Korngröße bzw. die Korngrößenverteilung des Formstoffs abgestimmt.
  • Um die erforderliche Stabilität der Kerne nach dem Kernschießen zu gewährleisten, werden vor dem Kernschießen dem Formstoff Binder zugegeben. Es sind alle Binder möglich, die nach dem Aushärtevorgang vollständig wasserlöslich sind, welche den Formstoff und gegebenenfalls die Füllstoffe gut benetzen und wobei die Mischung dieser Stoffe mittels Kernschießen zu Kernen formbar ist. Generell sind silikatische Binder geeignet, wenn sie wasserlöslich sind. Einsetzbar sind auch die wasserlöslichen Alkali- und Ammoniumphosphate oder Monoaluminiumphosphatbinder. Bevorzugt werden Binder aus löslichem Wasserglas. Die Zugabemenge ist abhängig vom Wasserglasmodul, 1 bis 5, und liegt, abhängig vom Benetzungsverhalten, zwischen 0,5 Gew.-% und 15 Gew.-%.
  • Die Eigenschaften einer Mischung von Formstoff, gegebenenfalls Füllstoff und Binder kann durch die gezielte Zugabe von Additiven beeinflusst werden. Voraussetzung ist auch hier, dass auch diese Additive oder die Reaktionsprodukte dieser Additive durch Auflösung in Wasser vollständig und rückstandsfrei aus dem Hohlraum eines Werkstücks entfernbar sind. Je nach Zusammensetzung der Formstoffe können diese Additive sein: Benetzungsmittel, die Konsistenz der Mischung beeinflussende Zusätze, Gleitmittel, Deagglomerisierungszusätze, Gelierungsmittel, Zusätze, die die thermophysikalischen Eigenschaften des Kerns verändern, beispielsweise die Wärmeleitfähigkeit, Zusätze, die ein Ankleben des Metalls / Kunststoffs an den Kernen verhindern, Zusätze, die zu einer besseren Homogenisierung und Mischbarkeit führen, Zusätze, die die Lagerfähigkeit erhöhen, Zusätze, die eine vorzeitige Aushärtung verhindern, Zusätze, die eine Qualm- und Kondensatbildung beim Gießen verhindern sowie Zusätze, die zur Beschleunigung der Aushärtung führen. Diese Additive sind dem Fachmann von der Herstellung herkömmlicher Kerne bekannt. Ihre Zugabemenge richtet sich nach der Art und Zusammensetzung des Formstoffs.
  • Damit die Kerne nach dem Kernschießen die erforderliche Festigkeit aufweisen, kann es, je nach Zusammensetzung des Kernwerkstoffs, erforderlich sein, darauf abgestimmte Katalysatoren einzusetzen, die die Aushärtung einleiten und beschleunigen.
  • Bei gasförmigen Katalysatoren kann das den Kernwerkstoff beeinflussende Gas, insbesondere zur Aushärtung und Trocknung der Kerne, nach dem Schießen in die noch geschlossene Form eingeblasen werden. Der Druck kann geringer sein als beim Schießen der Kerne und etwa bis zu 5 bar betragen.
  • Möglich ist auch eine thermische Nachbehandlung der Kerne bei Temperaturen, die bis zu 500 °C betragen können. In der Regel erfolgt eine thermische Behandlung bereits während der Formgebung in der Form durch deren Beheizung auf eine auf den Kernwerkstoff abgestimmte Temperatur.
  • Der Kernwerkstoff wird aus dem Formstoff und dem Binder sowie den Zusatzstoffen wie Füllstoffe, Additive und Katalysatoren, sofern sie erforderlich sind, zusammengesetzt. Alle Stoffe können mit bekannten Mischaggregaten homogen gemischt werden. Die Zugabemenge von Binder und Zusatzstoffen ist in Abhängigkeit des Verwendungszwecks der Kerne zu wählen und bestimmt die Oberflächengüte sowie die Dichte und Festigkeit der Kerne.
  • Die Aufbereitung der Kernwerkstoffe kann getrennt vom Kernschießprozess erfolgen, wobei gegebenenfalls geeignete Schutzmaßnahmen zur Verhinderung von Agglomeration und vorzeitiger Aushärtung vorgesehen werden müssen. Beispielsweise können, je nach Zusammensetzung des Kernwerkstoffs, Aufbereitung, Transport und Lagerung auch unter Schutzgas erfolgen.
  • Stoffe, die die Eigenschaften der anderen Stoffe des Kernwerkstoffs verändern, insbesondere die, die für die Aushärtung erforderlich sind, werden vorteilhaft direkt in die Kernschießmaschine eingegeben. Die Durchmischung erfolgt dann in dem Gasstrom, der die anderen Stoffe in die Form transportiert. Der Kernwerkstoff wird mit Drücken zwischen 1 bar und 10 bar, abgestimmt auf die Zusammensetzung des Kernwerkstoffs beziehungsweise auf das Füll- und Fließvermögen der Masse in die Form eingeblasen. Dabei ist der Fülldruck abhängig von der Korngrößenverteilung beziehungsweise der Korngröße und Kornform. Feinkörnige Salze erfordern im Allgemeinen höhere Schießdrücke.
  • Die Oberflächenqualität der erfindungsgemäßen Kerne kann so eingestellt werden, dass keine Schlichte verwendet werden muss. Ist trotzdem eine Oberflächenbehandlung mit einer Schlichte vorgesehen, sollte auch die Schlichte vollständig wasserlöslich sein. Bevorzugt wird eine Salzschlichte, die aus demselben oder einem dem Formstoff im Verhalten vergleichbaren Salz besteht. Die Schlichte kann in den üblichen Verfahren durch Tauchen, Besprühen, Streichen oder Einpinseln aufgetragen werden.
  • Anhand von Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert.
  • Herstellung von Kernen aus Natriumchlorid (NaCl):
    Kerne aus NaCl eigenen sich besonders für Leichtmetall-Guss, beispielsweise für Aluminiumgusslegierungen, bei denen die Kerne Temperaturen von unter 800 °C ausgesetzt werden. NaCl wird im Korngrößenbereich von 0,063 mm bis 2 mm eingesetzt, bevorzugt in der Gauß'schen Verteilung, wobei die Verteilung multimodal sein kann. Als Bindemittel eignet sich besonders Wasserglas, wobei sich die Zugabemenge nach dem Wasserglasmodul, 1 bis 5, richtet und zwischen 0,5 und 15 Gew.-% liegt. Andere wasserlösliche Silikatverbindungen werden ebenfalls bevorzugt eingesetzt. Die Temperatur der Form wird auf die Zusammensetzung der Kernwerkstoffe in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 500 °C abgestimmt. Die Aushärtung der Kerne kann durch Begasen, beispielsweise mit CO2, und/oder durch Temperatureinwirkung erfolgen.
  • Die Kerne haben nach dem Kernschießen in Abhängigkeit ihrer Zusammensetzung und einer eventuellen Wärmebehandlung eine Dichte von 0,9 g/cm3 bis 1,8 g/cm3, eine 3-Punkt-Biegefestigkeit von 100 N/cm2 bis 750 N/cm2 und eine Oberflächengüte Ra, je nach Korngröße, zwischen 5 µm und 200 µm. Die Kerne sind lagerfähig. Nach dem Gießen der Werkstücke sind die Kerne aus den Hohlräumen durch vollständige Auflösung in Wasser rückstandsfrei entfernbar.
  • Es wurden Kerne aus NaCl mit einer mittleren Korngröße D50 von 0,7 mm mit 5 Gew.-% Wasserglas des Moduls 4 hergestellt. NaCl und Wasserglas wurden in einem herkömmlichen Mischer homogen gemischt und in eine Kernschießmaschine gefüllt. Der Kernwerkstoff wurde mit Luft mit einem Druck von 4 bar in die Form geschossen. Die Form hatte Raumtemperatur. Nach dem Schießen erfolgte eine Begasung zur Aushärtung mit CO2. Wesentliche Eigenschaften der Kerne:
    Dichte: 1,4 g/cm3
    3-Punkt-Biegefestigkeit: 180 N/cm2
    Oberflächengüte Ra: 32 µm
    • Herstellung von Kernen aus Kaliumsulfat (K2SO4):
  • Kerne aus K2SO4 eigenen sich besonders für Kupfer-Basis-Werkstoffe, Messing und Bronze, bei denen die Kerne höheren Temperaturen als beim Aluminium-Guss ausgesetzt werden. K2SO4 kann ebenfalls im Korngrößenbereich von 0,063 mm bis 2 mm eingesetzt, bevorzugt in der Gauß'schen Verteilung und gegebenenfalls multimodal. Als Bindemittel eignet sich ebenfalls besonders Wasserglas, wobei sich die Zugabemenge nach dem Wasserglasmodul, 1 bis 5, richtet und zwischen 1 und 10 Gew.-% liegt. Andere wasserlösliche Silikatverbindungen werden ebenfalls bevorzugt eingesetzt. Die Temperatur der Form wird auf die Zusammensetzung der Kernwerkstoffe in einem Temperaturbereich von Raumtemperatur bis 500 °C abgestimmt. Die Aushärtung der Kerne kann durch Begasen und/oder durch Temperatureinwirkung erfolgen.
  • Die Kerne haben nach dem Kernschießen in Abhängigkeit ihrer Zusammensetzung und einer eventuellen Wärmebehandlung eine Dichte von 0,8 g/cm3 bis 1,6 g/cm3, eine 3-Punkt-Biegefestigkeit von 80 N/cm2 bis 600 N/cm2 und eine Oberflächengüte Ra, je nach Korngröße, zwischen 10 µm und 250 µm. Die Kerne sind lagerfähig. Nach dem Gießen der Werkstücke sind die Kerne aus den Hohlräumen durch vollständige Auflösung in Wasser rückstandsfrei entfernbar.
  • Es wurden Kerne aus K2SO4 mit einer Korngröße D50 von 0,85 mm mit 8 Gew.-% Wasserglas des Moduls 2,5 hergestellt. K2SO4 und Wasserglas wurden in einem herkömmlichen Mischer homogen gemischt und in eine Kernschießmaschine gefüllt. Der Kernwerkstoff wurde mit Luft mit einem Druck von 4 bar in die Form geschossen. Die Form hatte eine Temperatur von 180 °C. Nach dem Schießen erfolgte zur Aushärtung eine Begasung mit CO2. Wesentliche Eigenschaften der Kerne:
    Dichte: 1,25 g/cm3
    3-Punkt-Biegefestigkeit: 145 N/cm2
    Oberflächengüte Ra: 80 µm
  • Die Erfindung betrifft somit Kerne zur Verwendung als Hohlraumplatzhalter bei der Herstellung von metallischen und nichtmetallischen Formkörpern aus einem Kernwerkstoff, bestehend aus Salz oder einer Mischung von Salzen als Formstoff und gegebenenfalls zusätzlichen Stoffen wie Füllstoffen, Bindern, Additiven und Katalysatoren, wobei der Kernwerkstoff nach dem Aushärten in Wasser vollständig auflösbar ist und im Wasser gelöst rückstandsfrei aus den Formkörpern entfernbar ist und dass die Kerne aus Salz oder Salzen in nicht flüssiger Form und den gegebenenfalls zusätzlichen Stoffen nach dem Kernschießverfahren mit auf die Zusammensetzung des Kernwerkstoffs abgestimmten Drücken herstellbar sind.
    • Folgende Ausgestaltungen sind bevorzugt:
  • Kerne entsprechend der Erfindung, wobei sie mit Drücken von 1 bar bis 10 bar herstellbar sind.
  • Kerne entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltung, wobei die Formstoffe Chloride der Alkali- und Erdalkalielemente wie insbesondere Natriumchlorid, Kaliumchlorid und Magnesiumchlorid, die wasserlöslichen Sulfate und Nitrate der Alkali- und Erdalkalielemente wie insbesondere Kaliumsulfat, Magnesiumsulfat, sowie die wasserlöslichen Ammoniumsalze wie insbesondere Ammoniumsulfat, sind.
  • Kerne entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei die Kerne aus wasserlöslichen Salzen bestehen, deren Zersetzungs- oder Schmelzpunkt oberhalb der Temperatur des flüssigen Metalls, der Schmelze, oder des eingespritzten Kunststoffs liegt
  • Kerne entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei die Kerne aus einem einzelnen Salz als Formstoff oder aus einer Mischung von Salzen als Formstoff bestehen.
  • Kerne entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei die Korngrößen der Formstoffe im Bereich von 0,01 mm bis 2 mm liegen, bevorzugt als Gauß'sche Verteilung, je nach Werkstoff, gewünschter Oberflächengüte und Konturengenauigkeit des aus Metall zu gießenden oder aus Kunststoff zu spritzenden Werkstücks.
  • Kerne entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei ein Teil des Kernwerkstoffs aus einem wasserlöslichen Füllstoff besteht, dass die Korngröße des Füllstoffs auf die Korngröße des Formstoffs abgestimmt ist und dass der Anteil des Füllstoffs am Kernwerkstoff bis zu 30 Gew.-% beträgt.
  • Kerne entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei sie einen oder mehrere wasserlösliche Binder enthalten, mit einem Anteil in Abhängigkeit von der spezifischen Oberfläche, dem Benetzungsverhalten und der Korngrößenverteilung, und dass diese Binder vorzugsweise wasserlösliche Silikatverbindungen, insbesondere Wassergläser, Alkaliphosphate, Ammoniumphosphate und Monoaluminiumphosphat sind. Besonders bevorzugt sind dabei Kerne deren Binder ein Wasserglas ist und dessen Anteil in Abhängigkeit vom Benetzungsverhalten und Wasserglasmodul zwischen 0,5 Gew.-% und 15 Gew.-% liegt.
  • Kerne entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei die Kerne auf den Kernwerkstoff abgestimmte wasserlösliche Additive enthalten. Kerne entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei die Kerne auf den Kernwerkstoff abgestimmte wasserlösliche Katalysatoren enthalten. Kerne entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei der Kernwerkstoff besteht aus Natriumchlorid als Formstoff mit einer Korngröße zwischen 0,063 mm und 2 mm, bevorzugt als Gauß'sche Verteilung, und Wasserglas als Binder mit einem Anteil von 0,5 bis 15 Gew.-%, in Abhängigkeit von der spezifischen Oberfläche, dem Benetzungsverhalten und der Korngrößenverteilung und abgestimmt auf den Wasserglasmodul, und dass die Kerne eine Dichte von 0,9 g/cm3 bis 1,8 g/cm, eine 3-Punkt-Biegefestigkeit von 100 N/cm2 bis 750 N/cm2 und eine Oberflächengüte Ra von 5 µm bis 200 µm haben. Besonders bevorzugt sind Kerne, deren Kernwerkstoff aus Natriumchlorid als Formstoff mit einer Korngröße von 0,7 mm und Wasserglas des Moduls 4 mit einem Anteil von 5 Gew.-% besteht, verdichtet mit einem Schießdruck von 4 bar in einer Form mit Raumtemperatur und ausgehärtet mit CO2, und deren die Dichte 1,4 g/cm3, die 3-Punkt-Biegefestigkeit 180 N/cm2 und die Oberflächengüte Ra 32 µm beträgt.
  • Kerne entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei der Kernwerkstoff besteht aus Kaliumsulfat als Formstoff mit einer Korngröße zwischen 0,063 mm und 2 mm, bevorzugt als Gauß'sche Verteilung, und Wasserglas als Binder mit einem Anteil von 1 bis 10 Gew.-%, in Abhängigkeit von der spezifischen Oberfläche, dem Benetzungsverhalten und der Korngrößenverteilung und abgestimmt auf den Wasserglasmodul, und dass die Kerne eine Dichte von 0,8 g/cm3 bis 1,6 g/cm3, eine 3-Punkt-Biegefestigkeit von 80 N/cm2 bis 600 N/cm2 und eine Oberflächengüte Ra von 10 µm bis 250 µm haben. Besonders bevorzugt sind dabei Kerne deren Kernwerkstoff Kaliumsulfat als Formstoff mit einer Korngröße von 0,85 mm und Wasserglas des Moduls 2,5 mit einem Anteil von 8 Gew.-% ist, verdichtet mit einem Schießdruck von 4 bar in einer auf 180 °C aufgeheizten Form und ausgehärtet mit CO2, und dass die Dichte 1,25 g/cm3, die 3-Punkt-Biegefestigkeit 145 N/cm2 und die Oberflächengüte Ra 80 µm beträgt. Erfindungsgemäße ist auch ein Verfahren zur Herstellung von Kernen zur Verwendung als Hohlraumplatzhalter bei der Herstellung von metallischen und nichtmetallischen Formkörpern aus einem Kernwerkstoff, bestehend aus Salz oder einer Mischung aus Salzen als Formstoff und gegebenenfalls zusätzlichen Stoffen wie Füllstoffen, Bindern, Additiven und Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Kerne in Wasser vollständig auflösbare und in Wasser gelöst rückstandsfrei aus den Formkörpern entfernbares Salz oder entfernbare Salze in nicht flüssiger Form gewählt werden und gegebenenfalls mit den zusätzlichen, in der Korngröße auf den Formstoff abgestimmten und in Wasser vollständig auflösbaren Stoffen homogen gemischt werden und dass die Kerne nach dem Kernschießverfahren, mit Drücken abgestimmt auf die Zusammensetzung des Kernwerkstoffs, die Korngrößenverteilung beziehungsweise die Korngröße und Kornform, geformt werden.
  • Bevorzugte Ausgestaltungen des Verfahrens werden im Folgenden widergegeben: Verfahren entsprechend der Erfindung, wobei die Kerne mit Drücken von 1 bar bis 10 bar geformt werden.
  • Verfahren entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltung, wobei ein hoher Raumerfüllungsgrad der Formen durch den Kernwerkstoff erreicht wird durch Mischung von Salzen als Formstoff und gegebenenfalls zusätzlichen Stoffen mit Korngrößen unterschiedlicher Verteilungskurven, vorzugsweise durch eine bi- oder trimodale Kornverteilung der Mischung.
  • Verfahren entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei als Formstoff Chloride der Alkali- und Erdalkalielemente wie insbesondere Natriumchlorid, Kaliumchlorid und Magnesiumchlorid, die wasserlöslichen Sulfate und Nitrate der Alkali- und Erdalkalielemente wie insbesondere Kaliumsulfat, Magnesiumsulfat, sowie die wasserlöslichen Ammoniumsalze wie insbesondere Ammoniumsulfat, gewählt werden, die, gegebenenfalls mit den zusätzlichen Stoffen, homogen gemischt und zu Kernen geformt werden.
  • Verfahren entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei Formstoffe mit Korngrößen im Bereich von 0,01 mm bis 2 mm verwendet werden, bevorzugt als Gauß'sche Verteilung, je nach Werkstoff, gewünschter Oberflächengüte und Konturengenauigkeit des aus Metall zu gießenden oder aus Kunststoff zu spritzenden Werkstücks.
  • Verfahren entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei Füllstoff oder Füllstoffe mit einem Anteil von bis zu 30 Gew.-% am Kernwerkstoff zugegeben werden und dass die Korngröße des Füllstoffs auf die Korngröße des Formstoffs abgestimmt wird.
  • Verfahren entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei ein oder mehrere Binder zugegeben werden mit einem Anteil in Abhängigkeit von der spezifischen Oberfläche, dem Benetzungsverhalten und der Korngrößenverteilung, und dass diese Binder vorzugsweise wasserlösliche Silikatverbindungen, insbesondere Wassergläser, Alkaliumphosphate, Ammoniumphosphate und Monoaluminiumphosphat sind.
  • Verfahren entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei als Binder ein Wasserglas zugegeben wird in Abhängigkeit vom Benetzungsverhalten und Wasserglasmodul mit einem Anteil von 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-%.
  • Verfahren entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei auf den Kernwerkstoff abgestimmte wasserlösliche Additive zugegeben werden. Verfahren entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei auf den Kernwerkstoff abgestimmte wasserlösliche Katalysatoren zugegeben werden.
  • Verfahren entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei die Kerne nach dem Schießen mit auf den Kernwerkstoff abgestimmten Gasen zur Aushärtung begast werden. Besonders bevorzugt erfolgt die Begasung mit CO2 erfolgt.
  • Besonders bevorzugt beträgt der Druck bei der Begasung bis zu 5 bar.
  • Verfahren entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei Kerne nach dem Schießen durch eine auf den Kernwerkstoff abgestimmte Wärmebehandlung bei Temperaturen bis zu 500 °C gehärtet werden.
  • Verfahren entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei zur Herstellung von Kernen aus Natriumchlorid als Formstoff mit einer Korngröße zwischen 0,063 mm und 2 mm, bevorzugt als Gauß'sche Verteilung, und Wasserglas als Binder mit einem Anteil von 0,5 bis 15 Gew.-%, in Abhängigkeit von der spezifischen Oberfläche, dem Benetzungsverhalten und der Korngrößenverteilung und abgestimmt auf den Wasserglasmodul, ein Kernwerkstoff durch homogenes Mischen der Stoffe hergestellt und mit einem Druck von 1 bar bis 10 bar in eine Form eingeschossen wird, die, in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Kernwerkstoffs, eine Temperatur von Raumtemperatur bis 500 °C aufweist, und dass der Kernwerkstoff gegebenenfalls durch Begasung und/oder Wärmebehandlung ausgehärtet wird, so dass die Kerne eine Dichte von 0,9 g/cm3 bis 1,8 g/cm3, eine 3-Punkt-Biegefestigkeit von 100 N/cm2 bis 750 N/cm2 und eine Oberflächengüte Ra von 5 µm bis 200 µm erreichen. Besonders bevorzugt ist, dass der Formstoff Natriumchlorid mit einer Korngröße von 0,7 mm und Wasserglas des Moduls 4 mit einem Anteil von 5 Gew.-% mit einem Schießdruck von 4 bar in einer Form mit Raumtemperatur verdichtet und anschließend mit CO2 unter einem Druck von 1,5 bar ausgehärtet wird, wobei eine Dichte von 1,4 g/cm3, eine 3-Punkt-Biegefestigkeit von 180 N/cm2 und eine Oberflächengüte Ra von 32 µm erreicht wird.
  • Verfahren entsprechend der Erfindung oder der vorherigen Ausgestaltungen, wobei zur Herstellung von Kernen aus Kaliumsulfat als Formstoff mit einer Korngröße zwischen 0,063 mm und 2 mm, bevorzugt als Gauß'sche Verteilung, und Wasserglas als Binder mit einem Anteil von 1 bis 10 Gew.-%, in Abhängigkeit von der spezifischen Oberfläche, dem Benetzungsverhalten und der Korngrößenverteilung und abgestimmt auf den Wasserglasmodul, ein Kernwerkstoff durch homogenes Mischen der Stoffe hergestellt und mit einem Druck von 1 bar bis 10 bar in eine Form eingeschossen wird, die, in Abhängigkeit von der Zusammensetzung des Kernwerkstoffs, eine Temperatur von Raumtemperatur bis 500 °C aufweist, und dass der Kernwerkstoff gegebenenfalls durch Begasung und/oder Wärmebehandlung ausgehärtet wird, so dass die Kerne eine Dichte von 0,8 g/cm3 bis 1,6 g/cm3, eine 3-Punkt-Biegefestigkeit von 80 N/cm2 bis 600 N/cm2 und eine Oberflächengüte Ra von 10 µm bis 250 µm erreichen. Besonders bevorzugt ist, dass der Formstoff Kaliumsulfat mit einer Korngröße von 0,85 mm und Wasserglas des Moduls 2,5 mit einem Anteil von 8 Gew.-% mit Luft mit einem Schießdruck von 4 bar in einer auf 180 °C aufgeheizten Form verdichtet und anschließend mit CO2 unter einem Druck von 1,5 bar ausgehärtet wird, wobei eine Dichte von 1,25 g/cm3, eine 3-Punkt-Biegefestigkeit von 145 N/cm2 und eine Oberflächengüte Ra von 80 µm erreicht wird.

Claims (15)

  1. Kerne zur Verwendung als Hohlraumplatzhalter bei der Herstellung von metallischen und nichtmetallischen Formkörpern aus einem Kernwerkstoff, bestehend aus Salz oder einer Mischung von Salzen als Formstoff und gegebenenfalls zusätzlichen Stoffen wie Füllstoffen, Bindern, Additiven und Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, dassder Kernwerkstoff nach dem Aushärten in Wasser vollständig auflösbar ist und im Wasser gelöst rückstandsfrei aus den Formkörpern entfernbar ist und dass die Kerne aus Salz oder Salzen in nicht flüssiger Form und den gegebenenfalls zusätzlichen Stoffen nach dem Kernschießverfahren mit auf die Zusammensetzung des Kernwerkstoffs abgestimmten Drücken herstellbar sind.
  2. Kerne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Drücken von 1 bar bis 10 bar herstellbar sind.
  3. Kerne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Formstoffe Chloride der Alkali- und Erdalkalielemente wie insbesondere Natriumchlorid, Kaliumchlorid und Magnesiumchlorid, die wasserlöslichen Sulfate und Nitrate der Alkali- und Erdalkalielemente wie insbesondere Kaliumsulfat, Magnesiumsulfat, sowie die wasserlöslichen Ammoniumsalze wie insbesondere Ammoniumsulfat, sind.
  4. Kerne nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne aus wasserlöslichen Salzen bestehen, deren Zersetzungs- oder Schmelzpunkt oberhalb der Temperatur des flüssigen Metalls, der Schmelze, oder des eingespritzten Kunststoffs liegt.
  5. Kerne nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne aus einem einzelnen Salz als Formstoff oder aus einer Mischung von Salzen als Formstoff bestehen.
  6. Kerne nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngrößen der Formstoffe im Bereich von 0,01 mm bis 2 mm liegen, bevorzugt als Gauß'sche Verteilung, je nach Werkstoff, gewünschter Oberflächengüte und Konturengenauigkeit des aus Metall zu gießenden oder aus Kunststoff zu spritzenden Werkstücks.
  7. Kerne nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des Kernwerkstoffs aus einem wasserlöslichen Füllstoff besteht, dass die Korngröße des Füllstoffs auf die Korngröße des Formstoffs abgestimmt ist und dass der Anteil des Füllstoffs am Kernwerkstoff bis zu 30 Gew.-% beträgt.
  8. Verfahren zur Herstellung von Kernen zur Verwendung als Hohlraumplatzhalter bei der Herstellung von metallischen und nichtmetallischen Formkörpern aus einem Kernwerkstoff, bestehend aus Salz oder einer Mischung aus Salzen als Formstoff und gegebenenfalls zusätzlichen Stoffen wie Füllstoffen, Bindern, Additiven und Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der Kerne in Wasser vollständig auflösbare und in Wasser gelöst rückstandsfrei aus den Formkörpern entfernbares Salz oder entfernbare Salze in nicht flüssiger Form gewählt werden und gegebenenfalls mit den zusätzlichen, in der Korngröße auf den Formstoff abgestimmten und in Wasser vollständig auflösbaren Stoffen homogen gemischt werden und dass die Kerne nach dem Kernschießverfahren, mit Drücken abgestimmt auf die Zusammensetzung des Kernwerkstoffs, die Korngrößenverteilung beziehungsweise die Korngröße und Kornform, geformt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne mit Drücken von 1 bar bis 10 bar geformt werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein hoher Raumerfüllungsgrad der Formen durch den Kernwerkstoff erreicht wird durch Mischung von Salzen als Formstoff und gegebenenfalls zusätzlichen Stoffen mit Korngrößen unterschiedlicher Verteilungskurven, vorzugsweise durch eine bi- oder trimodale Kornverteilung der Mischung.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, als Formstoff Chloride der Alkali- und Erdalkalielemente wie insbesondere Natriumchlorid, Kaliumchlorid und Magnesiumchlorid, die wasserlöslichen Sulfate und Nitrate der Alkali- und Erdalkalielemente wie insbesondere Kaliumsulfat, Magnesiumsulfat, sowie die wasserlöslichen Ammoniumsalze wie insbesondere Ammoniumsulfat, gewählt werden, die, gegebenenfalls mit den zusätzlichen Stoffen, homogen gemischt und zu Kernen geformt werden.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass Formstoffe mit Korngrößen im Bereich von 0,01 mm bis 2 mm verwendet werden, bevorzugt als Gauß'sche Verteilung, je nach Werkstoff, gewünschter Oberflächengüte und Konturengenauigkeit des aus Metall zu gießenden oder aus Kunststoff zu spritzenden Werkstücks.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Füllstoff oder Füllstoffe mit einem Anteil von bis zu 30 Gew.-% am Kernwerkstoff zugegeben werden und dass die Korngröße des Füllstoffs auf die Korngröße des Formstoffs abgestimmt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Binder zugegeben werden mit einem Anteil in Abhängigkeit von der spezifischen Oberfläche, dem Benetzungsverhalten und der Korngrößenverteilung, und dass diese Binder vorzugsweise wasserlösliche Silikatverbindungen, insbesondere Wassergläser, Alkaliumphosphate, Ammoniumphosphate und Monoaluminiumphosphat sind.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass als Binder ein Wasserglas zugegeben wird in Abhängigkeit vom Benetzungsverhalten und Wasserglasmodul mit einem Anteil von 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-%.
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