DE1035860B - Verfahren zur Herstellung eines Formueberzuges fuer den Praezisionsguss mittels ausschmelzbarer Modelle - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines Formüberzuges für den Präzisionsguß mittels ausschmelzbarer Modelle Bei dem Verfahren des Gusses mit verlorenem Wachs bedeckt man das Wachsmodell mit einem Überzug aus einem feinkörnigen, feuerfesten Stoff, wie z. B. Quarzsand oder Schamotte, und einem hydraulischen Bindemittel in wäßriger Lösung, wie z. B. verdünntem Natriumsilikat. Nach dem Trocknen wird das so überzogene Wachsmodell in einen Formkasten gesetzt, welchen man mit einem Gemisch aus einem verhältnismäßig grobkörnigen feuerfesten Stoff (beispielsweise Flintsand), einem hydraulischen Bindemittel (wie z. B. Natriumsilikat oder Natronwasserglas) und Wasser anfüllt.
• Dabei können drei Schwierigkeiten auftreten. Der Überzug kann durch Aufsaugen zum Quellen kommen und abblättern. Das Silikat kann sich in Wasser wieder auflösen, wobei sich der Überzug pulverförmig zersetzt. Der Überzug kann außerdem Natriumsalze absorbieren, wodurch die feuerfeste Eigenschaft des Überzuges der Form verlorengeht, welch letztere sich in der Hitze verformt und nach dem Abguß den Gußstücken anhaftet.
• Es ist kaum möglich, die Wiederauflösung des Natriumsilikates zu verhindern, wenn man es einfach trocknet. Seine Unlöslichkeit muß also durch eine nicht umkehrbare Umwandlungsbehandlung gesichert werden. Es ist wenig zweckmäßig, dieses Ziel dadurch erreichen zu wollen, daß man dem wäßrigen Überzugsgemisch einen Stoff zusetzt, der die mehr oder weniger rasche Gelierung des Überzuges bewirkt, denn diese wäßrige Kornposition würde vor dem Auf-])rauchen selbst abbinden, was ihr jeden gewerblichen oder wirtschaftlichen Wert nehmen würde.
• Um eine Wiederauflösung des Natriumsilikates zu erreichen, sind schon verschiedene Vorschläge gemacht worden, die sich jedoch aus den bereits oben dargestellten Gründen nicht bewährt haben.
• So ist beispielsweise schon vorgeschlagen worden, als Geliermittel für das Natriumsilikat bis zu 25o/oige Salzsäure bei der Herstellung der Überzugsmasse zu verwenden. Je nach der Alterung der dadurch hergestellten Überzugsmasse wird aber die Überzugsbildung am Wachsmodell immer schwieriger, da die Viskosität der Suspension sehr rasch anwächst. Da nun einerseits die Schichtdicke des Überzugs und infolgedessen die Möglichkeit der Rißbildung bei der Trocknung und andererseits seine Fähigkeit, sich mit den feinen Formen des zerstörbaren Modells zu verbinden, von der Viskosität der Überzugspaste abhängig ist, kann man auf diese Weise nicht eine Produktion von regelmäßiger Qualität und frei von Aussehuß sicherstellen.
• Ein weiterer Vorschlag, der gleichfalls die Verwendung von wäßriger Salzsäure als Gelierungsmittel für das Alkalisilikat vorsieht, schlägt zusätzlich die Verwendung von Alginatlösungen als zusätzliches Bindemittel, eines Benetzungsmittels, z. B. sulfonierte Kohlenwasserstoffe, und von Sulfonaten höherer Fettalkohole sowie von Antischaummitteln, als welche Octylalkohol vorgeschlagen wird, vor. Jedoch auch Überzugsmischungen dieser Art werden beim längeren Stehenlassen und bei zu hohen Säurekonzentrationen sehr rasch hochviskos und müssen daher sofort nach der Zusammenstellung verarbeitet werden.
• Nach einem weiteren Vorschlag soll die geformte Wachsmasse zunächst mit einem geeigneten Lösungsmittel, wie z. B. Alkohol, abgewaschen werden, um einen eventuell vorhandenen öligen Film von der Oberfläche zu entfernen, und anschließend wird ein Überzug von feinverteiltem, feuerfestem Material aufgebracht, wobei als Bindemittel wiederum Alkalisilikate angewandt werden sollen. Nach dem Trocknen soll der Überzug mit einer ein organisches Halogensilan enthaltenden Zusammensetzung behandelt «-erden, die unter der Einwirkung von Feuchtigkeit ein Silicon bildet, das durch seine wasserabweisenden Eigenschaften bekannt ist. Dieses Verfahren hat aber den erheblichen Nachteil, daß die das Halogensilan enthaltende Zusammensetzung durch zu geringe Feuchtigkeit nicht vollständig zu einem Silicon umgewandelt wird und somit nach der Fertigstellung der endgültigen Form, durch die Feuchtigkeit der Umgebung hervorgerufen, gasförmiger Halogenwasserstoff abgespaltet werden kann, dessen starke Korrosionswirkung auf Metalle bekannt ist. Die vollständige Umwandlung der Halogensilane in die entsprechenden Silicone bedarf je nach Schichtdicke und vorhandener Feuchtigkeit sehr langer Zeiträume.
• Das Verfahren nach der Erfindung überwindet diese Nachteile und erlaubt es. die Unlöslichkeit des Überzuges ohne Gelieren zu erzeugen, und zwar mittels einer Suspension von konstanter und wohldefinierter Viskosität, die sich leicht allen Unebenheiten des Wachsmodells anschmiegen kann, wobei das Verfahren eine Überzugsschicht von genau eingestellter und vorausbestirninter Schichtdicke ermöglicht, die homogen und bei der Trocknung beständig bleibt. Es gibt keine Substanzverluste, und die erhaltenen Werkstücke sind frei von oberflächlichen Fehlern, die durch örtliche Überschichtung oder Fehlen der Substanz hei dem Überzug hervorgerufen werden.
• Eines der wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von zur Unlöslichmachung führenden Säuren oder sauer reagierenden Verbindungen in einem Lösungsmittel auf nicht wäßriger Grundlage.
• Gegenstand der Erfindung ist deshalb ein Verfahren. tun bei der Herstellung von Formen für den Präzisionsguß mittels gusschmelzbarer Modelle den aus feinkörnigen. feuerfesten Stoffen in der Lösung eines Alkalisilikates, jedoch nicht eines fettsauren Salzes, bestehenden Überzug gegen die Feuchtigkeit der Hinterfüllmasse widerstandsfähig zu machen, bei welchem dieser Überzug mit einer Säure oder einem sauer reagierenden Salz in einem das Alkalisilikat nicht lösenden, organischen Lösungsmittel behandelt wird.
• J'.Is Säure bzw. als sauer reagierendes Salz haben sich vor allem handelsübliche Salzsäure oder Ammoniumnitrat bewährt. Als organisches Lösungsmittel sind die aliphatischen, mit Wasser mischbaren, niedrigmolekularen Alkohole, wie Methanol und Äthanol. am geeignetsten.
• Es können natürlich auch noch andere saure Stoffe verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie unter der Einwirkung von Wärme keinen festen Rückstand hinterlassen, d. h., der zu lösende Stoff muß flüchtig sein und kann aus einer schwachen oder einer starken Säure, einer organischen oder einer Mineralsäure bestehen. Beispielsweise seien genannt: Essigsäure, Oyalsäure, Salpetersäure, die Halogenwasserstoffsäuren, insbesondere die obengenannte Salzsäure.
• Das verwendete organische Lösungsmittel für die Säure bzw. sauer reagierende Verbindung darf die Alkalisilikate, insbesondere das Natriumsilikat nicht lösen. Natürlich können die mit Wasser mischbaren Alkohole teilweise mit Wasser versetzt sein, jedoch darf der Alkoholgehalt des Lösungsmittels nicht zu stark absinken.
• Weiterhin kann die Säure durch ein leicht hvdro-Iysierbares Salz einer schwachen organischen Base, wie z. B. Ammoniumnitrat (in Äthylalkohol) ersetzt werden.
• Der Ausführungsmodus für dieses Verfahren ist der folgende: Das Modell aus Wachs oder einem ähnlichen plastischen Kunststoff wird mit einem Überzug feinkörniger feuerfester Stoffe, die in einer verdünnten wäßrigen Lösung eines Alkalisilikates, mit oder ohne Hinzufügen von Glyzerin, gelöst sind, überzogen. l\ ach dem völligen Trocknen - bei Fehlen des Glyzerins -- oder nach dein teilweisen Trocknen - iin gegenteiligen Falle - wird das Modell mit der oben beschriebenen sauren Lösung überzogen. und zwar entweder durch Aufspritzen oder einfach durch Eintauchen.
• Diese Lösung kann beispielsweise aus 17 g Ammoniumnitrat (@T 114 @T 03) in 100 cin3 Methylalkohol (CH 3 OH) oder aber aus 5 cm3 einer wäßrigen konzentrierten Lösung von Salzsäure (H Cl) in vergälltem, mit Wasser versetztem Äthylalkohol (C2115011) oder auch aus 5 cm3 handelsüblicher Salzsäure in einem Gemisch aus gleichen Teilen Äthylalkohol und Wasser bestehen.
• Dieses Auftragen sichert den nicht umkehrbaren Gelierungsprozeß des Natriumsilikates. Nach dem Trocknen wird das auf diese Weise überzogene und in seinem Überzug unl<islich gemachte Modell in einen Formkasten gesetzt, und der Formkasten wird mit einem Gemisch -aus geeignetem Sand. einem Bindemittel und Wasser angefüllt. Nach dem Abbinden, dem Trocknen und der Entfernung des Wachses wird die Form auf hohe Temperatur gebracht, worauf die Metallegierung in die Form gegossen wird.
• Die oben angegebenen Beispiele dienen nur zur Erläuterung und sollen den Erfindungsbereich in keiner Weise beschränken.
• Dadurch, daß der das Wachsmodell bedeckende Überzug unlöslich gemacht wird, besitzen die erhaltenen metallischen Gußstücke eine tadellose, fehlerfreie Oberfläche, während ohne diese Sonderbehandlung und unter sonst gleichen Umständen die Gußstücke Fehler an der Oberfläche, wie z. B. Adern, raube Stellen, Warzen. Dellen. Verformungen der Oberfläche, Beläge und ein starkes Anhaften des ':Modellüberzuges oder des Formsandes zeigen würden, Fehler, welche auf die Bildung von Rissen im Überzug, dessen Ablösen oder ein zu großes Verschmelzen desselben zurückzuführen sind.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE. 1. Verfahren, um bei der Herstellung von Formen für den Präzisionsguß mittels ausschinelzbarer Modelle den aus feinkörnigen, feuerfesten Stoffen in der Lösung eines Alkalisilikates, jedoch nicht eines fettsauren Salzes, bestehenden Überzug gegen die Feuchtigkeit der Hinterfüllmasse widerstandsfähig zu machen, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Überzug mit einer Säure oder einem sauer reagierenden Salz in einem das Alkalisilikat nicht lösenden, organischen Lösungsmittel behandelt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet. daß als Säure handelsübliche Salzsäure und als organisches Lösungsmittel Äthanol verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als sauer reagierendes Salz Ammoniumnitrat und als Lösungsmittel Methanol verwendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung B 3227 Vla/31 c (bekanntgemacht am 19. 4. 1951; . britische Patentschrift Nr. 601260; USA.-Patentschriften Nr. 2 388 299. 2 491096.