EP2432606A2 - Kerne auf der basis von salz mit behandelter oberfläche - Google Patents

Kerne auf der basis von salz mit behandelter oberfläche

Info

Publication number
EP2432606A2
EP2432606A2 EP10722051A EP10722051A EP2432606A2 EP 2432606 A2 EP2432606 A2 EP 2432606A2 EP 10722051 A EP10722051 A EP 10722051A EP 10722051 A EP10722051 A EP 10722051A EP 2432606 A2 EP2432606 A2 EP 2432606A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
salt
cores
water
core
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10722051A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter Stingl
Dieter Käfer
Harald Hudler
Hans-Jürgen SCHREINER
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ceramtec GmbH filed Critical Ceramtec GmbH
Publication of EP2432606A2 publication Critical patent/EP2432606A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C3/00—Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns
    • 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
    • B22C1/02—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives
    • B22C1/14—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives for separating the pattern from the mould
    • 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
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/44—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles
    • B29C33/52—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with means for, or specially constructed to facilitate, the removal of articles, e.g. of undercut articles soluble or fusible
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/17—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C45/40—Removing or ejecting moulded articles
    • B29C45/44—Removing or ejecting moulded articles for undercut articles
    • B29C45/4457—Removing or ejecting moulded articles for undercut articles using fusible, soluble or destructible cores

Definitions

  • the invention relates to cores and to a process for forming a layer on the surface of salt-based cores for use as cavity locators in the manufacture of metallic castings and plastic injection molded parts which have a stable and smooth surface and which are firmer without remaining Residues completely dissolve in a solvent and can therefore be completely and easily removed from the workpieces.
  • a single salt or a mixture of different salts can be used for the preparation of the cores.
  • the surface of the cores must be particularly smooth and contour-accurate.
  • the cast material must not react with the surface of a core, do not penetrate the surface and do not unclog it.
  • the cores must dissolve completely in a suitable solvent and can be easily removed without leaving any solid residue from the cavities of the workpieces.
  • the materials used for the production of the cores and the dissolving solvents should not affect the casting quality, the environment or cause any health hazards.
  • Material in the form of fibers, grains, whiskers or platelets can be added.
  • the dry-pressed core is covered with a thin layer of a ceramic slip.
  • the structure of such a core may be dissolved by the addition of a solvent, such as water, but the core only breaks down and due to the ceramic materials in the layer, the insoluble matter must be flushed out with the solvent become. With insufficient cleaning residues may remain in the cavity of the casting.
  • the object of the present invention is to produce cores of salt, each of which has a smooth surface, with which the casting material does not react and in which it does not penetrate, which have a strength required for the casting process and whose constituents are in a solvent without a residue dissolve solids.
  • the cores according to the invention consist of a salt or of a mixture of salts, to which optionally optionally completely soluble auxiliaries in the form of binders, fillers, additives and catalysts, individually or jointly, can be admixed.
  • These cores are also particularly suitable for the production of workpieces made of nonferrous metals by the die casting process, for example, aluminum, brass or copper.
  • the cores can also be used in the injection molding of plastic parts.
  • the cores can be produced, for example, by pressing, core shooting or pouring from the molten salt.
  • the cores according to the invention are composed of substances which dissolve completely in water as a preferred solvent for reasons of environmental protection and can thus be removed from the cavities of the workpieces without any residue from solids.
  • the selected grain size distribution of the core materials in particular affects the surface properties of the cores. The smaller the grain size, the smoother the surface. In general, the highest possible degree of 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.
  • the particle sizes range from 0.01 mm to 2 mm, depending on the material, the desired surface quality and contour accuracy of the workpiece to be cast.
  • a structure may appear on the surface of the cores that allows the melt to penetrate into the surface.
  • the surface of the cores is treated according to the invention completely or only on the surface exposed to the casting material such that the melt does not affect the surface of the cores and thereby also the surface of the castings.
  • a thin layer is formed on the cores. This layer is so thin that it does not change the contour of the cores and therefore their dimensions.
  • the layer is formed according to the invention in two steps.
  • a surface activation is carried out by which the surface of the cores is prepared to receive a substance to be applied in the second step, by which the pores and cavities are closed and by which the surface is smoothed and solidified.
  • Possibilities of surface activation and formation of the layer 1.
  • the salt core is sprayed with water or moistened by a mist. - A -
  • the salt core is sprayed with a mixture of water and alcohol or moistened with a mist (all proportions possible).
  • the salt core is sprayed with a mixture of water and water glass or moistened with a mist (all
  • the salt core is sprayed with a mixture of water, water glass and alcohol or moistened with a mist (all proportions possible).
  • a binder and further additives known from the prior art and suitable for admixing with the salt such as, for example, hardening agents, wetting agents and surface-activating substances, may be applied to the surface of the core individually or in any suitable composition. The application can be done together with the humectant.
  • Second step The moistened core surface becomes drier
  • the moistening and / or application can be carried out in suitable devices in a continuous process.
  • the moisture can be dosed so that it is "self-consuming". That is, only the top layer of the salt crystals of the core is dissolved in the water. This prepares the surface of the core for bonding the impinging solid salt crystals. These dissolve completely or partially in the saline solution on the core surface and thereby become bound to the core surface. After drying, the pores in the surface are closed and the surface is smoothed and solidified.
  • Another possible method of forming a layer on the core surface is electrostatic coating.
  • a potential difference must be created, which can be achieved by establishing an electric field between the core surface and the device with which the salt crystals are emitted towards the core surface.
  • a high-voltage electrode may be provided on a spray nozzle for salt crystals, with which the charging of the salt crystals to be applied takes place.
  • the surface of the core may be grounded, for example.
  • the charged salt crystals are bound by the Coulomb attraction forces on the core surface.
  • the film formation is comparable to the industrially applied powder coating.
  • the electrical charge can be carried out on a core with a dry surface or even on a core with moistened surface.
  • the salt crystals accumulate in a thin layer on the surface of the core until the different electrical charges are balanced.
  • a fixation on the surface of the core can be carried out by a subsequent careful humidification, for example by air supersaturated with air, for example through fog.
  • a subsequent careful humidification for example by air supersaturated with air, for example through fog.
  • air supersaturated with air for example through fog.
  • a thermal treatment of the core surface can be performed.
  • This thermal aftertreatment can be carried out exclusively for drying the core surface.
  • the thermal treatment can also be carried out at temperatures which cause the layer to melt, as a result of which a particularly good adhesion and surface finish of the layer is achieved.
  • Such a thermal treatment can be carried out, for example, in the case of a layer formation of dry salt crystals on a dry surface for fixing the salt crystals and for smoothing the surface.
  • the achievable layer thickness on the surface of the cores depends on the chosen application method and the grain size of the applied salt crystals. Common layer thicknesses are around 300 ⁇ m. By appropriate control of the application process can also be achieved that only the pores and holes are sealed on the surface of the core.
  • the layer on the core surface can be formed over the entire surface or only in selected subregions.
  • the unintended areas can be covered, for example.
  • the surface treatment of the cores according to the invention significantly improves the stability of the surface.
  • the melt does not attack the surface of a core and does not leach out, thereby achieving a smooth and contoured surface of the casting.
  • the cores having the layer applied to them by the surface treatment according to the invention have the advantage that they are composed of substances which, when handled properly, do not show any reactions which pollute the environment, neither during their production nor during the casting process. When removing the cores from the workpieces, there are no residues that require special disposal.
  • the present invention is a core based on salt or a mixture of salts:
  • Preferred is a core based on salt or a mixture of salts:
  • the subject of the present invention is a core based on salt or a mixture of salts:
  • Core-forming salt or the mixture of salts optionally optionally completely soluble excipients in the form of binders, fillers,
  • Additives and catalysts individually or jointly admixed, wherein the surface of the core in at least a portion with a
  • Salts optionally additionally mixed with completely water-soluble excipients, is covered, and that the substances forming the layer are bonded to the surface of the cores prepared for the formation of the layer.
  • the subject of the present invention is furthermore a method:
  • Salts which optionally optionally completely soluble excipients in the form of binders, fillers, additives and catalysts, individually or together, can be admixed, their surface in at least a portion with a layer of water-soluble salt or mixtures of water-soluble salts, optionally in addition Water completely soluble excipients is mixed, covered and that the layer is formed in two steps, wherein in the first step at least in a partial region of the surface of the cores surface activation takes place for receiving the substances to be applied and in a second step, the substances are applied to the intended surface area and these substances are bound to the surface of the salt cores.
  • the surface of the salt cores is moistened.
  • the surface of the salt cores is sprayed with a mixture of water, water glass and alcohol or moistened by a mist of it.
  • xi. according to (v) to (x), individually or in any combination, that on the surface of the salt cores additionally a binder and other, known from the prior art and suitable for admixing with salt additives, such as solidifying agents, wetting agents and / or the surface activating substances are applied.
  • salt additives such as solidifying agents, wetting agents and / or the surface activating substances
  • the present invention furthermore relates to the use of the core according to the invention according to (i) to (iv), in each case individually or in any combination, as a cavity locator in the production of metallic castings as well as plastic injection molded parts which are completely complete without leaving solid residues in a solvent dissolve and remove completely from the castings.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)

Abstract

Werden an die Oberfläche und die Konturgenauigkeit der Hohlräume in Gusswerkstücken besondere Anforderungen gestellt, muss die Oberfläche der Kerne besonders glatt und konturgenau sein. Der Gusswerkstoff darf nicht mit der Oberfläche eines Kerns reagieren, nicht in die Oberfläche eindringen und sie nicht auskolken. Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, dass die Oberfläche der Kerne in mindesten einem Teilbereich mit einer Schicht aus wasserlöslichem Salz oder Mischungen aus wasserlöslichen Salzen, gegebenenfalls zusätzlich mit in Wasser vollständig löslichen Hilfsstoffen gemischt, bedeckt wird und dass die Schicht in zwei Schritten gebildet wird, wobei im ersten Schritt mindestens in einem Teilbereich der Oberfläche der Kerne eine Oberflächenaktivierung zur Aufnahme der aufzubringenden Stoffe erfolgt und in einem zweiten Schritt die Stoffe auf dem vorgesehenen Oberflächenbereich aufgebracht werden und diese Stoffe auf der Oberfläche der Salzkerne gebunden werden.

Description

Kerne auf der Basis von Salz mit behandelter Oberfläche
Die Erfindung betrifft Kerne sowie ein Verfahren zur Bildung einer Schicht auf der Oberfläche von Kernen auf der Basis von Salz zur Verwendung als Hohlraumplatzhalter bei der Herstellung von metallischen Gussteilen sowie von Spritzgussteilen aus Kunststoff, die eine stabile und glatte Oberfläche aufweisen und die sich ohne Verbleib fester Rückstände in einem Lösungsmittel vollständig auflösen und sich deshalb vollständig und problemlos aus den Werkstücken entfernen lassen. Zur Herstellung der Kerne kann ein einzelnes Salz oder eine Mischung aus unterschiedlichen Salzen verwendet werden.
Werden an die Oberfläche und die Konturgenauigkeit der Hohlräume in Gusswerkstücken besondere Anforderungen gestellt, muss die Oberfläche der Kerne besonders glatt und konturgenau sein. Der Gusswerkstoff darf nicht mit der Oberfläche eines Kerns reagieren, nicht in die Oberfläche eindringen und sie nicht auskolken. Die Kerne müssen sich vollständig in einem geeigneten Lösungsmittel auflösen und sich ohne Verbleib fester Rückstände aus den Hohlräumen der Werkstücke leicht entfernen lassen. Die für die Herstellung der Kerne verwendeten Werkstoffe sowie die sie auflösenden Lösungsmittel sollen weder die Gussqualität, noch die Umwelt belasten und keine gesundheitlichen Gefährdungen verursachen.
Aus dem US-Patent 5,921 ,312 ist ein Kern bekannt, dessen Grundwerkstoff ein wasserlösliches Salz ist, dem bis zu 20 Gewichtsprozent eines keramischen
Werkstoffs in Form von Fasern, Körnern, Whiskern oder Plättchen zugemischt werden kann. Der trockengepresste Kern wird mit einer dünnen Schicht eines keramischen Schlickers überzogen. Die Struktur eines solchen Kerns kann durch die Zugabe eines Lösungsmittels, beispielsweise Wasser, aufgelöst werden, aber der Kern zerfällt nur und auf Grund der keramischen Werkstoffe in der Schicht müssen die unlöslichen Bestandteile mit dem Lösungsmittel ausgeschwemmt werden. Bei ungenügender Säuberung können Reste davon in dem Hohlraum des Gusstücks zurückbleiben.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Kerne aus Salz herzustellen, welche jeweils eine glatte Oberfläche aufweisen, mit der der Gusswerkstoff nicht reagiert und in die er nicht eindringt, die eine für das Gießverfahren erforderliche Festigkeit aufweisen und deren Bestandteile sich in einem Lösungsmittel ohne einen Rückstand von Feststoffen auflösen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit Kernen mit einer Oberfläche entsprechend dem ersten Anspruch sowie mit einem Verfahren zur Bildung einer Schicht auf der Oberfläche dieser Kerne nach Anspruch 2. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
Die erfindungsgemäßen Kerne bestehen aus einem Salz oder aus einer Mischung von Salzen, denen gegebenenfalls wahlweise vollständig lösliche Hilfsstoffe in Form von Bindern, Füllstoffen, Additiven und Katalysatoren, einzeln oder gemeinsam, beigemischt werden können. Diese Kerne eignen sich auch insbesondere zur Herstellung von Werkstücken aus Nichteisenmetallen nach dem Druckgussverfahren, beispielsweise aus Aluminium, Messing oder Kupfer. Die Kerne können aber auch beim Spritzgießen von Kunststoffteilen eingesetzt werden. Die Herstellung der Kerne kann beispielsweise mittels Pressen, Kernschießen oder Gießen aus der Salzschmelze erfolgen.
Die erfindungsgemäßen Kerne sind aus Stoffen zusammengesetzt, die sich vollständig in Wasser als aus Gründen des Umweltschutzes bevorzugtes Lösungsmittel auflösen und sich so ohne Rückstand von Feststoffen aus den Hohlräumen der Werkstücke entfernen lassen. Durch die gewählte Korngrößenverteilung der Kernwerkstoffe wird insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit der Kerne beeinflusst. Je geringer die Korngröße, desto glatter die Oberfläche. Generell wird ein möglichst hoher Füllungsgrad 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. Die Korngrößen liegen im Bereich von 0,01 mm bis zu 2 mm, je nach Werkstoff, gewünschter Oberflächengüte und Konturgenauigkeit des zu gießenden Werkstücks.
Auf Grund der Form der Salzkristalle kann sich auf der Oberfläche der Kerne eine Struktur ergeben, die das Eindringen der Schmelze in die Oberfläche ermöglicht. Um Poren und Hohlräume zu verschließen, wird die Oberfläche der Kerne vollständig oder nur auf der dem Gusswerkstoff ausgesetzten Fläche erfindungsgemäß so behandelt, dass durch die Schmelze nicht die Oberfläche der Kerne und dadurch auch nicht die Oberfläche der Gusstücke beeinträchtigt werden. Auf den Kernen wird eine dünne Schicht gebildet. Diese Schicht ist so dünn, dass sie die Kontur der Kerne und damit ihre Abmessungen nicht verändert.
Die Schicht wird erfindungsgemäß in zwei Schritten gebildet. Im ersten Schritt erfolgt eine Oberflächenaktivierung, durch die die Oberfläche der Kerne auf die Aufnahme eines im zweiten Schritt aufzubringenden Stoffs vorbereitet wird, durch den die Poren und Hohlräume verschlossen werden und durch den die Oberfläche geglättet und verfestigt wird.
Möglichkeiten der Oberflächenaktivierung und der Bildung der Schicht: 1. Erster Schritt: Befeuchten der Oberfläche des Salzkerns: 1.1 Der Salzkern wird mit Wasser besprüht oder durch einen Nebel befeuchtet. - A -
1.2 Der Salzkern wird mit einer Mischung aus Wasser und Alkohol besprüht oder durch einen Nebel daraus befeuchtet (alle Mengenverhältnisse möglich).
1.3 Der Salzkern wird mit einer Mischung aus Wasser und Wasserglas besprüht oder durch einen Nebel daraus befeuchtet (alle
Mengenverhältnisse möglich).
1.4 Der Salzkern wird mit einer Mischung aus Wasser, Wasserglas und Alkohol besprüht oder durch einen Nebel daraus befeuchtet (alle Mengenverhältnisse möglich). 1.5 Auf die Oberfläche des Kerns können gegebenenfalls zusätzlich ein Binder sowie weitere, aus dem Stand der Technik bekannte und für die Zumischung zum Salz geeignete Additive, wie beispielsweise Verfestigungsmittel, Netzmittel und die Oberfläche aktivierende Stoffe, einzeln oder in beliebiger geeigneter Zusammenstellung, aufgetragen werden. Das Auftragen kann gemeinsam mit dem Befeuchtungsmittel erfolgen.
2. Zweiter Schritt: Auf die angefeuchtete Kernoberfläche wird trockener
Salzstaub mit Korngrößen im Größenbereich von < 100 μm aufgetragen: 2.1 durch Wälzen im Salz, 2.2 durch Aufpudern,
2.3 durch Aufblasen,
2.4 durch Eintauchen in ein Wirbelbett.
Das Befeuchten und/oder Auftragen kann in geeigneten Vorrichtungen im Durchlaufverfahren erfolgen.
Die Feuchtigkeit kann so dosiert werden, dass sie "selbstverbrauchend" ist. Das heißt, nur die oberste Lage der Salzkristalle des Kerns wird im Wasser gelöst. Dadurch wird die Oberfläche des Kerns für die Anbindung der auftreffenden festen Salzkristalle vorbereitet. Diese lösen sich vollständig oder teilweise in der Salzlösung auf der Kernoberfläche auf und werden dadurch auf der Kernoberfläche gebunden. Nach dem Trocknen sind die Poren in der Oberfläche geschlossen und die Oberfläche ist geglättet und verfestigt.
3. Ein weiteres mögliches Verfahren zum Bilden einer Schicht auf der Kernoberfläche ist das elektrostatische Beschichten.
Zwischen der Oberfläche eines Kerns und den aufzutragenden Salzkristallen muss eine Potentialdifferenz geschaffen werden, was durch Aufbau eines elektrischen Feldes zwischen der Kernoberfläche und der Vorrichtung erfolgen kann, mit der die Salzkristalle in Richtung auf die Kernoberfläche abgegeben werden. Beispielsweise kann an einer Sprühdüse für Salzkristalle eine Hochspannung führende Elektrode vorgesehen sein, mit der die Aufladung der aufzutragenden Salzkristalle erfolgt. Die Oberfläche des Kerns kann beispielsweise geerdet sein. Die geladenen Salzkristalle werden durch die Coulomb'schen Anziehungskräfte auf der Kernoberfläche gebunden. Die Schichtbildung ist mit dem industriell angewandten Pulverlackieren vergleichbar.
Die elektrische Aufladung kann an einem Kern mit trockener Oberfläche oder auch an einem Kern mit angefeuchteter Oberfläche erfolgen. Die Salzkristalle lagern sich in einer dünnen Schicht auf der Oberfläche des Kerns so lange an, bis dass die unterschiedlichen elektrischen Ladungen ausgeglichen sind.
Beim trockenen Auftragen einer Schicht aus Salzkristallen kann eine Fixierung auf der Oberfläche des Kerns durch eine anschließende vorsichtige Befeuchtung erfolgen, beispielsweise durch mit Wasserdampf übersättigter Luft, beispielsweise durch Nebel. Hier laufen dann dieselben Vorgänge der Bindung ab wie bei einer Schichtbildung an einer angefeuchteten Kernoberfläche.
4. Eventuell kann eine thermische Nachbehandlung der Kernoberfläche durchgeführt werden.
Diese thermische Nachbehandlung kann ausschließlich zur Trocknung der Kernoberfläche erfolgen.
Die thermische Behandlung kann aber auch bei Temperaturen durchgeführt werden, die ein Anschmelzen der Schicht bewirken, wodurch eine besonders gute Haftung und Oberflächenbeschaffenheit der Schicht erreicht wird. Eine solche thermische Behandlung kann beispielsweise bei einer Schichtbildung aus trockenen Salzkristallen auf einer trockenen Oberfläche zur Fixierung der Salzkristalle und zur Glättung der Oberfläche erfolgen.
Denkbar sind auch ein Anschmelzen der Kernoberfläche und das Auftragen trockener Salzkristalle auf die angeschmolzene Oberfläche.
Die erreichbare Schichtdicke auf der Oberfläche der Kerne richtet sich nach dem gewählten Auftragsverfahren und der Korngröße der aufgetragenen Salzkristalle. Gängige Schichtdicken liegen bei etwa 300 μm. Durch entsprechende Steuerung des Auftragverfahrens kann auch erreicht werden, dass nur die Poren und Löcher auf der Oberfläche des Kerns verschlossen werden.
Die Schicht auf der Kernoberfläche kann vollflächig auf der gesamten Oberfläche oder nur in ausgewählten Teilbereichen gebildet werden. Die nicht vorgesehenen Flächen können beispielsweise abgedeckt werden. Durch die erfindungsgemäße Behandlung der Oberfläche der Kerne wird die Stabilität der Oberfläche deutlich verbessert. Die Schmelze greift die Oberfläche eines Kerns nicht an und kolkt sie nicht aus, wodurch eine glatte und konturengenaue Oberfläche des Gussstücks erreicht wird.
Die Kerne mit der durch die erfindungsgemäße Oberflächenbehandlung auf sie aufgebrachten Schicht haben den Vorteil, dass sie aus Stoffen zusammengesetzt sind, die bei sachgerechter Handhabung keinerlei Reaktionen zeigen, welche die Umwelt belasten, weder bei ihrer Herstellung, noch beim Gießprozess. Bei der Entfernung der Kerne aus den Werkstücken entstehen keine Rückstände, die einer besonderen Entsorgung bedürfen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Kern auf der Basis von Salz oder einer Mischung von Salzen:
i. wobei die Oberfläche des Kerns in mindestens einem Teilbereich mit einer Schicht aus wasserlöslichem Salz oder einer Mischung aus wasserlöslichen Salzen bedeckt ist.
Bevorzugt ist ein Kern auf der Basis von Salz oder einer Mischung von Salzen:
ii. gemäß (i), wobei dem die Schicht bildenden wasserlöslichen Salz oder der Mischung aus wasserlöslichen Salzen zusätzlich mit in Wasser vollständig lösliche Hilfsstoffe zugemischt sind.
Weiterhin bevorzugt ist ein Kern auf der Basis von Salz oder einer Mischung von Salzen:
iii. gemäß (i) oder (ii), wobei die die Schicht bildenden Stoffe an der vorbereiteten Oberfläche der Kerne gebunden sind. Insbesondere ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung ein Kern auf der Basis von Salz oder einer Mischung von Salzen:
iv. gemäß (i) bis (iii), jeweils einzeln oder beliebig kombiniert, wobei dem den
Kern bildenden Salz oder der Mischung von Salzen gegebenenfalls wahlweise vollständig lösliche Hilfsstoffe in Form von Bindern, Füllstoffen,
Additiven und Katalysatoren, einzeln oder gemeinsam, beigemischt sind, wobei die Oberfläche des Kerns in mindestens einem Teilbereich mit einer
Schicht aus wasserlöslichem Salz oder einer Mischung aus wasserlöslichen
Salzen, gegebenenfalls zusätzlich mit in Wasser vollständig löslichen Hilfsstoffen gemischt, bedeckt ist und dass die die Schicht bildenden Stoffe an der zur Bildung der Schicht vorbereiteten Oberfläche der Kerne gebunden sind.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein Verfahren:
v. zur Bildung einer Schicht auf der Oberfläche von Kernen zur Verwendung als Hohlraumplatzhalter bei der Herstellung von metallischen Gussteilen sowie von Spritzgussteilen aus Kunststoff, die sich ohne Verbleib fester Rückstände in einem Lösungsmittel vollständig auflösen und vollständig aus den
Gussteilen entfernen lassen, auf der Basis von Salz oder einer Mischung von
Salzen, denen gegebenenfalls wahlweise vollständig lösliche Hilfsstoffe in Form von Bindern, Füllstoffen, Additiven und Katalysatoren, einzeln oder gemeinsam, beigemischt werden können, wobei ihre Oberfläche in mindestens einem Teilbereich mit einer Schicht aus wasserlöslichem Salz oder Mischungen aus wasserlöslichen Salzen, gegebenenfalls zusätzlich mit in Wasser vollständig löslichen Hilfsstoffen gemischt, bedeckt wird und dass die Schicht in zwei Schritten gebildet wird, wobei im ersten Schritt mindestens in einem Teilbereich der Oberfläche der Kerne eine Oberflächenaktivierung zur Aufnahme der aufzubringenden Stoffe erfolgt und in einem zweiten Schritt die Stoffe auf dem vorgesehenen Oberflächenbereich aufgebracht werden und diese Stoffe auf der Oberfläche der Salzkerne gebunden werden.
Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß (v) sehen dabei vor:
vi. dass zur Oberflächenaktivierung die Oberfläche der Salzkerne befeuchtet wird.
vii. gemäß (vi), dass die Oberfläche der Salzkerne mit Wasser besprüht oder durch einen Nebel befeuchtet wird.
viii. gemäß (vi), dass die Oberfläche der Salzkerne mit einer Mischung aus Wasser und Alkohol besprüht oder durch einen Nebel daraus befeuchtet wird.
ix. gemäß (vi), dass die Oberfläche der Salzkerne mit einer Mischung aus Wasser und Wasserglas besprüht oder durch einen Nebel daraus befeuchtet wird.
x. gemäß (vi), dass die Oberfläche der Salzkerne mit einer Mischung aus Wasser, Wasserglas und Alkohol besprüht oder durch einen Nebel daraus befeuchtet wird.
xi. gemäß (v) bis (x), jeweils einzeln oder beliebig kombiniert, dass auf die Oberfläche der Salzkerne zusätzlich ein Binder sowie weitere, aus dem Stand der Technik bekannte und für die Zumischung zu Salz geeignete Additive, wie beispielsweise Verfestigungsmittel, Netzmittel und/oder die Oberfläche aktivierende Stoffe aufgetragen werden. xii. gemäß (v) bis (xi), jeweils einzeln oder beliebig kombiniert, dass auf die angefeuchteten Kernoberflächen Salzstaub mit Korngrößen im Größenbereich von < 100 μm aufgetragen wird.
xiii. gemäß (xii), dass das Auftragen durch Wälzen im Salz erfolgt.
xiv. gemäß (xii), dass das Auftragen durch Aufpudern erfolgt,
xv. gemäß (xii), dass das Auftragen durch Aufblasen erfolgt,
xvi. gemäß (xii), dass das Auftragen durch Eintauchen in ein Wirbelbett erfolgt.
xvii. gemäß (v) bis (xvi), jeweils einzeln oder beliebig kombiniert, dass das Befeuchten und/oder das Auftragen in geeigneten Vorrichtungen im Durchlaufverfahren erfolgt.
xviii. gemäß (v) oder (vi), dass die Oberfläche der Salzkerne elektrostatisch beschichtet wird.
xix. gemäß (v) bis (xviii), jeweils einzeln oder beliebig kombiniert, dass die Bildung der Schicht vollflächig auf der gesamten Oberfläche oder nur in ausgewählten Teilbereichen der Kerne erfolgt.
xx. gemäß (v) bis (xix), jeweils einzeln oder beliebig kombiniert, dass eine thermische Nachbehandlung zur Trocknung der Kernoberflächen erfolgt.
xxi. gemäß (v) bis (xix), jeweils einzeln oder beliebig kombiniert, dass eine thermische Behandlung der Kernoberflächen bei Temperaturen durchgeführt wird, die ein Anschmelzen der gebildeten Schicht bewirkt. xxii. gemäß (v), dass die Oberfläche der Salzkerne durch eine thermische Behandlung angeschmolzen wird, dass auf die so vorbereitete Oberfläche trockene Salzkristalle aufgetragen werden und anschließend die Oberfläche abgekühlt wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist weiterhin die Verwendung des erfindungsgemäßen Kerns gemäß (i) bis (iv), jeweils einzeln oder beliebig kombiniert, als Hohlraumplatzhalter bei der Herstellung von metallischen Gussteilen sowie von Spritzgussteilen aus Kunststoff, die sich ohne Verbleib fester Rückstände in einem Lösungsmittel vollständig auflösen und vollständig aus den Gussteilen entfernen lassen.

Claims

Patentansprüche
1. Kern auf der Basis von Salz oder einer Mischung von Salzen, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Kerns in mindestens einem Teilbereich mit einer Schicht aus wasserlöslichem Salz oder einer Mischung aus wasserlöslichen Salzen bedeckt ist.
2. Kern gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass dem die Schicht bildenden wasserlöslichen Salz oder der Mischung aus wasserlöslichen Salzen zusätzlich mit in Wasser vollständig lösliche Hilfsstoffe zugemischt sind.
3. Kern gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Schicht bildenden Stoffe an der vorbereiteten Oberfläche der Kerne gebunden ist.
4. Kern gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem den Kern bildenden Salz oder der Mischung von Salzen gegebenenfalls wahlweise vollständig lösliche Hilfsstoffe in Form von
Bindern, Füllstoffen, Additiven und Katalysatoren, einzeln oder gemeinsam, beigemischt sind, wobei die Oberfläche des Kerns in mindestens einem Teilbereich mit einer Schicht aus wasserlöslichem Salz oder einer Mischung aus wasserlöslichen Salzen, gegebenenfalls zusätzlich mit in Wasser vollständig löslichen Hilfsstoffen gemischt, bedeckt ist und dass die die
Schicht bildenden Stoffe an der zur Bildung der Schicht vorbereiteten Oberfläche der Kerne gebunden sind.
5. Verfahren zur Bildung einer Schicht auf der Oberfläche von Kernen auf der Basis von Salz oder einer Mischung von Salzen, denen gegebenenfalls wahlweise vollständig lösliche Hilfsstoffe in Form von Bindern, Füllstoffen, Additiven und Katalysatoren, einzeln oder gemeinsam, beigemischt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Oberfläche in mindestens einem Teilbereich mit einer Schicht aus wasserlöslichem Salz oder Mischungen aus wasserlöslichen Salzen, gegebenenfalls zusätzlich mit in Wasser vollständig löslichen Hilfsstoffen gemischt, bedeckt wird und dass die Schicht in zwei Schritten gebildet wird, wobei im ersten Schritt mindestens in einem Teilbereich der Oberfläche der Kerne eine Oberflächenaktivierung zur Aufnahme der aufzubringenden Stoffe erfolgt und in einem zweiten Schritt die Stoffe auf dem vorgesehenen Oberflächenbereich aufgebracht werden und diese Stoffe auf der Oberfläche der Salzkerne gebunden werden.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zur Oberflächenaktivierung die Oberfläche der Salzkerne befeuchtet wird.
7. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Salzkerne mit Wasser besprüht oder durch einen Nebel befeuchtet wird.
8. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Salzkerne mit einer Mischung aus Wasser und Alkohol besprüht oder durch einen Nebel daraus befeuchtet wird.
9. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Salzkerne mit einer Mischung aus Wasser und Wasserglas besprüht oder durch einen Nebel daraus befeuchtet wird.
10. Verfahren gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Salzkerne mit einer Mischung aus Wasser, Wasserglas und Alkohol besprüht oder durch einen Nebel daraus befeuchtet wird.
11. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Oberfläche der Salzkerne zusätzlich ein Binder sowie weitere, aus dem Stand der Technik bekannte und für die Zumischung zu Salz geeignete Additive, wie beispielsweise Verfestigungsmittel, Netzmittel und/oder die Oberfläche aktivierende Stoffe aufgetragen werden.
12. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass auf die angefeuchteten Kernoberflächen Salzstaub mit Korngrößen im Größenbereich von < 100 μm aufgetragen wird.
13. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen durch Wälzen im Salz erfolgt.
14. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen durch Aufpudern erfolgt.
15. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen durch Aufblasen erfolgt.
16. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Auftragen durch Eintauchen in ein Wirbelbett erfolgt.
17. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Befeuchten und/oder das Auftragen in geeigneten Vorrichtungen im Durchlaufverfahren erfolgen.
18. Verfahren gemäß Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Salzkerne elektrostatisch beschichtet wird.
19. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bildung der Schicht vollflächig auf der gesamten Oberfläche oder nur in ausgewählten Teilbereichen der Kerne erfolgt.
20. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine thermische Nachbehandlung zur Trocknung der
Kernoberflächen erfolgt.
21. Verfahren gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine thermische Behandlung der Kernoberflächen bei Temperaturen durchgeführt wird, die ein Anschmelzen der gebildeten Schicht bewirkt.
22. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Salzkerne durch eine thermische Behandlung angeschmolzen wird, dass auf die so vorbereitete Oberfläche trockene Salzkristalle aufgetragen werden und anschließend die Oberfläche abgekühlt wird.
23. Kern gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4 zur Verwendung als Hohlraumplatzhalter bei der Herstellung von metallischen Gussteilen sowie von Spritzgussteilen aus Kunststoff, die sich ohne Verbleib fester Rückstände in einem Lösungsmittel vollständig auflösen und vollständig aus den Gussteilen entfernen lassen.
EP10722051A 2009-05-18 2010-05-18 Kerne auf der basis von salz mit behandelter oberfläche Withdrawn EP2432606A2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102009003184 2009-05-18
PCT/EP2010/056819 WO2010133596A2 (de) 2009-05-18 2010-05-18 Kerne auf der basis von salz mit behandelter oberfläche

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2432606A2 true EP2432606A2 (de) 2012-03-28

Family

ID=42583976

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP10722051A Withdrawn EP2432606A2 (de) 2009-05-18 2010-05-18 Kerne auf der basis von salz mit behandelter oberfläche

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2432606A2 (de)
DE (1) DE102010029077A1 (de)
WO (1) WO2010133596A2 (de)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013007735B4 (de) * 2012-05-08 2015-10-15 Audi Ag Verfahren zum Herstellen eines gussgeeigneten Salzkerns
DE102012108079B3 (de) * 2012-08-31 2013-11-14 Hochschule Aalen Verfahren zur Herstellung hohler Salzkerne
DE102012022631B3 (de) * 2012-11-20 2014-04-03 Audi Ag Verfahren zur Herstellung eines Salzkerns für das Druckgießen mit einer zuvor abgepackten Salzmenge
WO2015014711A1 (de) 2013-07-24 2015-02-05 Emil Müller GmbH Salzkerne und generative fertigungsverfahren zur herstellung von salzkernen
DE102014017091A1 (de) 2014-11-20 2016-05-25 Mahle International Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Kühlkanalkolbens sowie nach einem derartigen Verfahren hergestellter Kühlkanalkolben
DE102021200812A1 (de) 2021-01-29 2022-08-04 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein Verfahren zur Herstellung von Formelementen für Tauch- und Laminierverfahren, Kernen oder Modellen, die zum Abbilden von Hinterschneidungen in Metall-, Keramik-, Kunststoff- oder Compositebauteilen einsetzbar sind

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1934787A1 (de) * 1969-07-09 1971-01-14 Schmidt Gmbh Karl Salzkern fuer Giessereizwecke
US3692551A (en) * 1970-02-24 1972-09-19 Libbey Owens Ford Co Core for use in pressure molding
US5803151A (en) 1996-07-01 1998-09-08 Alyn Corporation Soluble core method of manufacturing metal cast products
DE10305612B4 (de) * 2003-02-11 2005-04-07 Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH Beschichtungsmassen für Gusskerne
DE102006046792A1 (de) * 2005-09-30 2007-04-05 Ceramtec Ag Innovative Ceramic Engineering Kerne sowie ein Verfahren zur Herstellung von Kernen
KR101492786B1 (ko) * 2005-09-30 2015-02-12 세람테크 게엠베하 코어 및 코어 제조 방법
JP2008036702A (ja) * 2006-08-10 2008-02-21 Toyota Motor Corp 金属鋳物用鋳造型

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
DE102010029077A1 (de) 2010-11-25
WO2010133596A3 (de) 2011-02-03
WO2010133596A2 (de) 2010-11-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2723697B1 (de) Verfahren zum schichtweisen aufbau von modellen
DE3120582C2 (de) Kokille mit wärmeisolierender Schutzschicht
EP2432606A2 (de) Kerne auf der basis von salz mit behandelter oberfläche
EP1513671B1 (de) Partikeln und verfahren für die herstellung eines dreidimensionalen gegenstandes
EP2760607B1 (de) Beschichtungsmassen für anorganische giessformen und kerne und deren verwendung und verfahren zum schlichten
EP2763807B1 (de) Beschichtungsmassen für anorganische giessformen und kerne enthaltend salze und deren verwendung
EP2014392A2 (de) Formstoffmischung, Formling für Giessereizwecke und Verfahren zur Herstellung eines Formlings
DE1216493B (de) Verfahren zur Herstellung von Schalengiessformen fuer das Praezisionsgiessverfahren
EP1884300A1 (de) Formstoff, Giesserei-Formstoff-Gemisch und Verfahren zur Herstellung einer Form oder eines Formlings
WO2011054920A2 (de) Kerne auf der basis von salz, verfahren zu ihrer herstellung und deren verwendung
WO2013050023A2 (de) Beschichtungsmassen für anorganische giessformen und kerne umfassend ameisensäureester und deren verwendung
EP2836318A2 (de) Kerne auf der basis von salz, verfahren zu ihrer herstellung und deren verwendung
EP4051652A1 (de) 3d-druckverfahren und damit hergestelltes formteil unter verwendung von ligninsulfat
EP3986634A1 (de) Geschlichtete giessformen erhältlich aus einer formstoffmischung enthaltend ein anorganisches bindemittel und phosphahaltige verbindungen und oxidische borverbindungen und verfahren zu deren herstellung und deren verwendung
EP1934001B1 (de) Borsilikatglashaltige formstoffmischungen
DE3030625A1 (de) Feingussform und verfahren zu ihrer herstellung
EP0198290B1 (de) Verfahren zum Vergiessen von Aluminium-Legierungen
DE102005019699B3 (de) Verfahren zur Herstellung eines dreidimensionalen Gegenstandes aus Metallsalz-Partikeln, sowie damit hergestellter Gegenstand
EP1832357B1 (de) Form oder Formling, Giesserei-Formstoffmischung und Verfahren zu seiner Herstellung
DE19716514C1 (de) Verfahren zum pulvermetallurgischen Herstellen und damit hergestellte Bauteile
DE3528080A1 (de) Feuerfester schichtstoff und verfahren zu seiner herstellung
DE102021200812A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Formelementen für Tauch- und Laminierverfahren, Kernen oder Modellen, die zum Abbilden von Hinterschneidungen in Metall-, Keramik-, Kunststoff- oder Compositebauteilen einsetzbar sind
DE102005011019B4 (de) Herstellung und Verwendung eines zerstörbaren Formkerns für den metallischen Guss
EP0078408B1 (de) Verfahren zur Herstellung von Giessformen für Metallguss
DE3050506C1 (de) Selbsttrocknender Oberflaechenueberzug fuer Sandgussformen und Kerne sowie Verfahren zu seiner Herstellung

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20111219

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO SE SI SK SM TR

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
17Q First examination report despatched

Effective date: 20170203

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20170614