Modellwerkstoff für Giessereimodelle Die Erfindung betrifft einen Modellwerkstoff für Giessereimodelle, welcher mindestens einen wasser löslichen, kristallinen Stoff enthält.
Modelle für Giessereizwecke, welche im wesentli chen aus einem kristallinen Stoff bestehen, zeichnen sich im Vergleich zu Modellen, welche aus einem Wachs bestehen, vor allem durch gute Standfestigkeit und Masshaltigke:it aus. Diese Eigenschaften werden besonders der im festen Zustand kristallinen Struktur des hauptsächlich verwendeten Werkstoffes zuge schrieben.
Bei Verwendung solcher Modelle zur Her stellung von Formen für Giessereizwecke, die durch Ausschmelzen, Verbrennen oder Herauslösen des Modells aus der Form hergestellt werden, ergibt sich bei Verwendung von wasserlöslichen kristallinen Stoffen als Modellwerkstoff als weiterer bedeutender Vorteil, dass Wasser als ein denkbar billiges Lösungsmittel verwendet werden kann.
Das an sich spröde Verhalten und die damit verbundene Neigung zum Abbröckeln von scharfen Kanten und spitzen Ecken von aus einem kristallinen Stoff bestehenden Modellen hat man dadurch zu begegnen versucht, dass man dem kristallinen Stoff einen plastifizierend wirkenden Stoff zugesetzt hat. So ist es zum Beispiel bekannt, bei derartigen Modellen, welche als kristal linen Stoff Harnstoff aufweisen. Polyvinylalkohol als Plastifizierungsmittel zuzusetzen.
Bei diesen Modellen, die an sich bei kurzzeitiger und sorgfältiger Lagerung zufriedenstellende Stand festigkeit und Masshaltigkeit aufweisen, haben sich bei in Giessereien häufig vorkommender längerer Lagerungszeit nachteilige Einflüsse durch einwir kende Luftfeuchtigkeit auf die Masshaltigkeit gezeigt. Bei starkem Einfluss der Feuchtigkeit auf die Modelle können sogar Deformationen und Spannun- gen die Folge sein, welche zu Rissen oder Brüchen im Modell führen können.
Der erfindungsgemässe Modellwerkstoff weist diese Nachteile nicht auf. Er ist dadurch gekenn zeichnet, dass dem Modellwerkstoff ausserdem ein wasserabweisender Stoff zugesetzt ist.
Modelle, welche im wesentichen aus einem kri stallinen Stoff bestehen, und dem erfindungsgemäss ein wasserabweisender Stoff zugesetzt ist, weisen eine gute Standfestigkeit und Schlagfestigkeit auf, und sind selbst praktisch wasserabweisend, d. h. die Masshaltigkeit ändert sich unter dem Einfluss von Feuchtigkeit praktisch nicht.
Als kristalline, wasserlösliche Stoffe zur Verwen dung als Werkstoff, insbesondere für Modelle, die durch Herauslösen aus der Form entfernt werden, eignen sich besonders Harnstoff, Adipinsäure, Caprolactam oder Gluconsäure. Es versteht sich, dass aber nicht nur diese, sondern auch andere, wasserlös liche, im festen Zustand kristalline Stoffe verwendet werden können.
Sehr gute Ergebnisse werden erzielt, wenn als wasserabweisender Stoff Petroleum, ein Silikonöl oder vegetabile Öle oder Fette verwendet werden. Als besonders günstig hat sich dabei ein Zusatz des wasserabweisenden Stoffes in einer Menge bis zu 10 /o, insbesondere bis zu 5 % bezogen auf die Ge samtmenge des Modellwerkstoffes erwiesen.
Infolge der geringen Oberflächenspannung des wasserabweisenden Stoffes ergibt sich eine gute Ver teilung desselben in der gesamten Modellmasse, und es wird erreicht, dass der gesamte Modellwerkstoff praktisch wasserabweisend ist.
Als wasserabweisender Stoff kann auch ein Kunststoff, vorzugsweise ein niedrig polymerisiertes, noch fliessfähiges Polyäthylen oder eine niedrig poly- merisierte, noch fliessfähige Polystyrolverbindung verwendet werden. Gute Ergebnisse werden erreicht, wenn der Kunststoff bis zu einer Menge von 15 0/0 bezogen auf die Gesamtmenge im Modellwerkstoff vorhanden ist.
Es ist aber auch möglich, mit einer Mischung aus mindestens zwei wasserabweisenden Stoffen die ge nannte Wirkung zu erzielen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der fol genden Beispiele näher erläutert. In dieser bezeich nen Prozentangaben stets Gewichtsprozente bezogen auf die Gesamtmenge des Modellwerkstoffes.
<I>Beispiel 1</I> Pulverförmiger Harnstoff in einer Menge von 90 % wird mit 5 % Polyvinylalkohol in Pulverform gemischt und der so erhaltenen Mischung wird als wasserabweisender Stoff Leinöl in einer Menge von 5 % beigegeben. Die so erhaltene Mischung
wird in einer Spritzmaschine erwärmt und mit Hilfe einer Metallkokille zu einem Modell des herzustellenden Gussstückes geformt. Nach Verfestigung wird das Modell aus der Kokille herausgenommen. Es zeichnet sich durch gute Standfestigkeit auch bei höheren Temperaturen aus. Dabei werden die an sich schon guten Festigkeitseigenschaften des kristallinen Stoffes noch durch die Verharzung des beigegebenen Leinöls verbessert.
Dieses Modell ist für praktische Verhält nisse weitgehend wasserabweisend, so dass es auch bei längerem Einfluss von Feuchtigkeit, beispiels weise von Luftfeuchtigkeit zufriedenstellende Mass- haltigkeit aufweist.
Zur Bildung der Form wird eine durch Mischen einer Lösung aus 0,51 Äthylsilikat, 2,5 1 Alkohol, 0,251 Wasser und 5 cm3 Salzsäure mit 18 kg Zirkon- sand hergestellte Formmasse benützt. Das Modell wird mehrere Male in diese Formmasse eingetaucht, und so um das Modell schliesslich ein wasserfester schalenartiger Überzug von beispielsweise 3 bis 4 mm Dicke gebildet.
Hierbei wird dafür Sorge getra gen, dass der zur Bildung des Eingusses dienende Modellteil nach aussen freiliegt. Der so erhaltene Formkörper wird mehrere Stunden an der Luft ge trocknet und hierauf zusammen mit dem den Form- hohlraum ausfüllenden Harnstoffmodell in ein Lösungsmittelbad gebracht. Das Lösungsmittel ist Wasser, dem 5 Gewichtsprozente salpetrige Säure zugegeben wurden. Das Lösungsmittel reagiert mit dem Harnstoff in der Weise, dass Kohlensäure, Stick stoff und Wasser entsteht.
Diese Gasentwicklung un- terstützt den Lösungsprozess, indem sie ein Auf sprengen der mit dem Lösungsmittel in Berührung kommenden Oberfläche bewirkt, so dass in Lösung begriffene Harnstoffteilchen stetig weggedrängt wer den und so den Zutritt von Lösungsmitteln zu tiefer gelegenen Modellteilen ermöglichen. Nach abge schlossenem Herauslösen werden die Formen aus dem Lösungsmittelbad herausgenommen und einige Stunden an der Luft getrocknet,
um hierauf in einem Ofen zum Beispiel während sechs Stunden bei einer Temperatur von 500 C gebrannt zu werden. Reste des nicht herausgelösten Modells, beispielsweise Reste des Leinöls werden dabei verbrannt. Nach dem Herausnehmen aus dem Brennofen wird flüssiges Metall in die erhaltene Giessform eingegossen. Die Gussstücke zeichnen sich durch sehr gute Masshal- tigkeit und Oberflächengüte aus. So gelingt es, eine Massgenauigkeit von +2 0/0o zu erhalten.
<I>Beispiel 2</I> Man mischt 90% Gluconsäure mit 8% Polyvinyl- alkohol und gibt dieser Mischung 2% Petroleum als wasserabweisenden Stoff bei. Aus dieser Mischung hergestellte Modelle sind praktisch vollkommen was serabweisend.
<I>Beispiel 3</I> Man mischt 90% Adipinsäure mit 8% Polyvinyl- alkohol. Dieser Mischung gibt man 1,9% Leinöl und 0,
1% Silikonöl bei. Aus einer solchen Mischung hergestellte Modelle zeichnen sich durch gute Stand festigkeit aus, wobei diese durch die Verharzung des beigegebenen Leinöls noch verbessert wird. Ausser- dem ist ein solches Modell vollkommen wasserabwei send, was durch die Beigabe des Silikonöls zu dem Leinöl erreicht wird.
Bei einer Beimischung von Lein öl allein. wird dagegen nur eine weitgehende, oft allerdings ausreichende wasserabweisende Wirkung erzielt.
<I>Beispiel 4</I> Man mischt 84 % Harnstoff mit 4 % Polyvinylal- kohol. Dieser Mischung gibt man 12 % eines niedrig polymerisierten, noch fliessfähigen Polystyrols als wasserabweisender Stoff bei.
Aus einer solchen Mischung hergestellte Modelle sind ebenfalls prak tisch wasserabweisend und weisen gute Standfestig keit und Masshaltigkeit auf.