DE2649601C3 - Verfahren zur Herstellung von GieBkernen und Gießformen - Google Patents

Description

■Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gießkernen und Gießformen auf der Basis einer Masse, bestehend aus einer feuerfesten Korngrundmasse, einem Hauptbindemittel, 1 bis 15 Teilen Wasser, Dextrin und Alkalihydroxid oder Alkalicarbonat

Aus der CH-PS 3 51 717 ist ein Verfahren zur Her- -to stellung von Sandkernen oder Sandformteilen für Metallguß bekannt, die aus einer feuerfesten Korngrundmasse und einem Hauptbindemittel auf der Basis von Öl und zusätzlichen Bindemitteln, wie Dextrin und einer kleinen Menge von Alkalihydroxid oder Alkalicarbonat bestehen. Die letzten Zusätze dienen dazu, die Festigkeit der Formen im grünen Zustand zu erhöhen.

Aus der DE-PS 8 97 618 ist ein Bindemittel für Formmassen auf der Basis von Zement bekannt. Das Bindemittel enthält weiter wasserlösliche Salze der Celluloseäthercarbonsäuren, denen zur Erhöhung des pH-Wertes auf über 8 Natronlauge oder Natriumcarbonat zugesetzt wird, um sie überhaupt in Zusammenhang mit Zement einsetzen zu können.

Aus der DE-Anmeldung R 2268, ausgelegt am 24.7.52, ist ein Bindemittel zur Herstellung von Kernen und Formen in der Gießerei auf der Basis von Sulfitablaugen bekannt, wobei zur Verbesserung der Trockenfestigkeit und zur leichteren Herstellung Wasserunlösliche Verbindungen zugesetzt werden, die neben einem einwertigen Kation ein mit Calcium unter Bildung eines Niederschlages reagierendes Anion enthalten und wobei gegebenenfalls der calciumhaltige Niederschlag Von der Lauge getrennt wird. Die hergestellten Kerne Und Formen müssen getrocknet werden,

Aus der DE-AS 15 58 124 ist ein Bindemittel Tür Gießerei-Formsand bekannt; das die Verwendung Von latenthydraulischer Hochofenschlacke oder Puzzolan vorsieht, die durch Zusatz von 3 bis 8% Ätzalkalien aktiviert werden.

Aus der DE-PS 9 02 432 ist ein Verfahren zur Herstellung von Gießereiformmassen bekannt, bei dem Quarzsand mit Kalk unter Zusatz von Natronlauge gemischt und nach der Formgebung bei erhöhten Temperaturen und feuchter Atmosphäre verfestigt wird.

Aus der DE-PS 7 42 525 ist ein Bindemütel zum Herstellen von Gießereiformen und Kernen aus mit Wasser angemachten Bentonittonen bekannt, dem zur Erreichung der höchsten Quellfähigkeit und zur Steigerung der Scherfestigkeit trocken einige Hundertteile einer oder mehrerer wasserlöslicher Verbindungen der Alkalien, wie z. B. Hydroxide, Carbonate, Chloride u. dgl. zugesetzt sind.

Die Vielzahl der im Gießereiwesen angewendeten B i ndem i ttel, di e einer Korngrundmasse zugegeben werden, weisen darauf hin, daß deren Auswahl ein sehr Mächtiges Problem ist» da von der Art des Bindemittels sowohl die weitere Verarbeitung der Masse, z. B. die Härtung der aus dieser Masse hergestellten Kerne und Formen, wie auch deren Festigkeits- und sonstige technologische Eigenschaften abhängig sind. Manche der bisher angewendeten Bindemittel sind teuer, wenig effektiv oder sie bedürfen in der Kern- und Formmasse eine lange Zeit zum Aushärten. Die aus den bekannten Massen hergestellten Kerne und Formen sind entweder durch geringe Festigkeit oder durch ihre schwere Entfernbarkeit (Ausschlagen) gekennzeichnet, wobei dies insbesondere für Kerne zutrifft. Die bisher angewendeten Verfahren zur Entfernung (Ausschlagen) der Kerne aus Gußstücken bestehen darin, daß die Kerne mechanisch ausgestoßen werden, z. B. mit Hilfe eines Rüttlers oder Ausschlagrostes, eines pneumatischen Austreibers oder ähnlichen derartigen Einrichtungen, was immer unter unangenehmen Geräuschen und unter Verstaubung der Luft in der Gießerei vor sich geht. Außerdem eignen sich alle bisher angewendeten Kernmassen und einige formmassen nicht zur Wiederverwendung, so daß sie auf eine Abfallhalde gebracht werden, da ihre Regeneration nach bekannten Methoden nicht effektiv ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung einer Kern- und Formmasse mit einer solchen Zusammensetzung anzugeben, das es erlaubt, aus diesen Massen Kerne und Formen mit hoher Festigkeit herzustellen, wobei diese auf einfachste Weise ohne Schwierigkeiten nichtmechanisch entfernbar sind, und zwar bei kleinstmöglichem Arbeitsaufwand ohne unangenehme Geräusche und ohne die Luft zu verstauben.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Hauptanspruchs wiedergegebenen Merkmale gelöst.

Weitere vorzugsweise Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Kerne und Formen weisen, wie durchgeführte Versuche bewiesen haben, eine niedrige Zerfallsneigung auf und sind während einer Periode von vier Wochen ohne Verschlechterung ihrer Eigenschaften beständig. Nach der Herstellung eines Kernes oder einer Form aus der erfindungsgemäßen Form- bzw. Kernmasse und ihrer zweckentsprechenden Verwendung wird der Kern in einem Gußstück oder die Form der Einwirkung eines Lösungsmittels, vorzugsweise Wasser, unterworfen, vorteilhafterweise durch Ein-

tauchen ζ. B. in eine Wanne, wo eine selbständige Zersetzung des Kernes oder der Form innerhalb von 2 bis 6 Minuten erfolgt

Die erfindungsgemäß hergestellten Kerne oder Formen gewinnen unter dem Einfluß dsr Temperatur in der Form die Fähigkeit, das Lösungsmittel zu absorbieren. Das aufgenommene Lösungsmittel zerstört die Bindungen der Masse im Kern oder in der Form. Auf diese Weise ist die Entfernung der Kerne aus Gußstücken mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens ein vollständig einfacher, billiger, sicherer und nicht die Gußstücke beschädigender oder gar zerstörender Vorgang. Er erfolgt ohne unangenehme Geräusche, welche durch die nach den bisherigen Methoden notwendigerweise anzuwendenden mechanischen Einrichtungen verursacht wurden, und ohne Verstauben der Luft durch die Partikel der Masse. Die Oberfläche der Gußstücke nach der selbständigen Entfernung des Kernes im Wasser ist durch eine ungewöhnliche Sauberkeit, gekennzeichnet, ohne daß Reste der Kernmassenkörner anhaften. Die Kern- und Formmasse regeneriert sich im Wasser selbständig und eignet sich zur Wiederverwendung.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von konkreten Beispielen der Herstellung von Kern- und Formmassen näher erläutert, die jedoch den Bereich der Erfindung nicht begrenzen.

zu unterbrechen, in den Mischkoller eingießt. Das Mischen sol! dann noch weitere 3 bis 4 Minuten dauern.

Aus der fertig gemischten Masse erzeugt man in bekannter Weise einen Kern in einem Kernkasten, z. B. einen Kern für den Guß eines Zylinderkopfes. Den Kern härtet man durch Verblasen mit Kohlendioxid (gegebenenfalls Halten in einer CO₂-Atmosphäre) in einem Kernkasten während 15 bis 30 Sekunden.

Der gehärtete Kern kann nach seiner Entfernung aus dem Kernkasten schon nach einer Stunde in eine Gießform aus Formsand oder auch Metall, die den herzustellenden Zylinderkopf wiedergibt, eingelegt werden. Danach wird die Gießform mit einem flüssigen Metall, z. B. mit einer Aluminiumlegierung vergossen. Nach dem Erstarren des Abgusses in der Gießform und gegebenenfalls seiner Entfernung aus seiner Form wird dieser heiß oder abgekühlt mit dem K<;rn in eine mit Wasser gefüllte Wanne eingetaucht Nach 5 Minuten Aufenthaltsdauer des Zylinderkopfes zusammen mit dem Kern im Wasser erfolgt eine gänzliche Zersetzung des Kerns, und man nimmt den Abguß aus der Wanne heraus. Die in der Wanne verbleibende, in hohem Maße vom Bindemittel befreite Kernmasse entfernt man periodisch. Nach einer solchen Entfernung des Kernes braucht man die Innenflächen des Abgusses nicht weiter zu reinigen.

Beispiel 1
Zusammensetzung der Masse:

lOOkgQuaraand,
1 kg gelbes Dextrin,
6 kg Natriumcarbonat,
1,5 kg Natriumhydroxid,
4,5 kg Wasser.

Die Masse fertigt man in einem Mischkoller. Den Mischkoller beschickt man mit 100 kg Quarzsand und gibt 1 kg gelbes Dextrin und 6 kg Natriumcarbonat hinzu. Das alles mischt man während einer Periode von 2 Minuten. Separat bereitet man eine aus 1,5 kg Natriumhydroxid und4,5 kg Wasserzusammengesetzte Lösung, die man anschließend, ohne das Mischen

Tabelle

Beispiel 2
Zusammensetzung der Masse:

100 kg Quarzsand,
1 kg gelbes Dextrin,
10 kg Natriumcarbonat,
3 kg Natriumhydroxid,
5 kg Wasser.

Die Masse wird wie im Beispiel 1 beschrieben hergestellt. In der nachstehenden Tabelle sind die Eigenschaften einer erfindungsgemäßen Kern- und Formmasse dargestellt. Die angegebenen Eigenschaftswerte bezeichnen die oberen und unteren Grenzwerte für die angeführten Beispiele.
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I. N.	Eigenschaften	Nach For	3 Stunden	6 Stunden	12Stunüen	24 Stunden	Nach
		mung und					24 Stunden
		Härtung	nach dem	Herausnehmen aus	dem Kernkasten		fixieren
							sich die
							Werte
1	2	3	4	5	6	7	8
1.	Druckfestigkeit	3-10	30-90	50-85	40-60	30-50	25-40
	RC, kg/cm?
2.	Biegefestigkeit	2-8	8-14	12-17	12-17	10-12	9-12
	Rg, kg/cm2
3.	Zügfestigkeit	2-5	5-8	6-10	7-10	5-7	4-6
	Rr, kg/cm2
4.	Durchlässigkeit P,	140-120	140-120	140-120	140-120	140-120	140-120
	cm4
	G* · min
Ö* =	Gramm-Kraft.

Der Anteil der Hydroxide und der Carbonate beeinflußt grundsätzlich die technologischen Eigenschaften der Masse. Mit der Zunahme dieser Bestandteile in der Masse erhöhen sich die technischen Eigenschaften, die Gasdurchlässigkeit der Masse dagegen vermindert sich und die Zeitdauer der Zersetzung der Masse in den Lösungsmitteln verlängert sich ein wenig.

Die Kerne werden in Kernkasten von Hand oder maschinell, z. B. durch Schießmaschinen, hergestellt und mit einem geeigneten Mitte] gehärtet Vorzugsweise erfolgt das Härten durch Verblasen des Kerns mittels Kohlendioxids im Kernkasten innerhalb von 15 bis 60 Sekunden. Gleich nach dem Verblasen mit CO₂ ist der Kern gehärtet. Er erreicht eine Biegefestigkeit von 4 bis 10 kg/cm² in Abhängigkeit vom NaOH- und Na₂CO₃-GeImIt in der Kernmasse, so daß es möglich ist, den Kern sofort aus dem Karnkasten zu entfernen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Gießkernen und Gießformen auf der Basis einer Masse, bestehend aus einer feuerfesten Korngrundmasse, einem Hauptbindemittel, 1 bis 15 Teilen Wasser, Dextrin und Alkalihydroxid oder Alkalicarbonat, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeugen löslicher Kerne und Formen 0,2 bis 10 Teile Dextrin und als Hauptbindemittel eine Kombination von 0,5 bis 30 Teilen Hydroxide von Alkalimetallen und I bis 40 Teile Carbonate von Alkalimetallen eingesetzt werden und die fertige Mischung ausgeformt und durch Einleiten von CO₂ ausgehärtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Korngrundmasse Quarzsand, als Hydroxide von Alkalimetallen Natrium- und/oder Kaliumhydroxid, als Carbonate von Alkalimetallen Natrium- und/oder Kaliumcarbonat genommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern oder die Form nach einem Abguß zusammen mit dem Gußstück der Einwirkung eines Lösungsmittels unterworfen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösungsmittel Wasser verwendet wird.

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