CH500144A - Verfahren und stampfbare Formmasse zur Herstellung von keramischen Formteilen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und stampfbare Formmasse zur Herstellung von keramischen Formteilen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von keramischen Formteilen, insbesondere Präzisionsformen und -kernen, für den Metallguss, insbesondere Stahlguss, und eine stampfbare Formmasse zur Durchführung des Verfahrens.



   Sandgussformen werden bedingt durch die Konsistenz des   Formsand-Bindemittei-Gemisches    gewöhnlich durch Stampfen hergestellt. Gestampfte Sandformen haben zwar den Vorteil, dass sie wegen ihres geringen Feuchtigkeitsgehaltes rasch trocknen und dadurch einer nur geringen Gefahr der Rissbildung durch beim Abbinden auftretende Spannungen ausgesetzt sind. Dagegen verbrennen die herkömmlichen organischen Sandbindemittel, z. B. Bentonit beim Giessen und entwickeln dabei Gase, die zusätzlich zu den aus der Schmelze freiwerdenden ein unbrauchbares Werkstück verursachen, wenn sie nicht rasch genug aus der Form entweichen können.



  Dieser   Gas austritt    wird zwar durch Verwenden von verhältnismässig grobem Sand erleichtert; nachteilig wirkt sich aber die dadurch bedingte grobe Oberflächenstruktur der Form aus, die sich auf die Gussstückoberfläche überträgt, und bei Präzisionsgussstücken deren Nachbearbeitung erfordert.



   Man hat deshalb versucht, das feinere Korn einer keramischen Formmasse mit den Vorteilen der Stampftechnik zu kombinieren. Dichte keramische Gegenstände, wie Ofenbausteine, werden schon seit einiger Zeit durch Stampfen hergestellt. Die Anwendung der Stampftechnik bei der Herstellung von keramischen Formteilen für Giessereizwecke wurde aber bisher als unzweckmässig erachtet, da sie deren unbedingt nötige   Gasdurchlässigkeit    angeblich nicht gewährleistet.



   Dieses Vorurteil wurde nun durch erfolgreiche Versuche mit primären, sekundären und tertiären Metallphosphaten als Bindemittel für keramisches Material entkräftet, indem damit gebundene keramische Formteile eine ausgezeichnete   Gasdurchlässigkeit    aufweisen und Gussstücke mit einer Oberflächenfeinheit und Masshaltigkeit liefern, welche selbst die an Präzisionsguss gestellten Anforderungen erfüllen.



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist also dadurch gekennzeichnet, dass man ein feuerfestes keramisches Material mit primären, sekundären oder tertiären Me   tailphosphaten    als Bindemittel zu einer Formmasse mischt und diese zu einem Formteil stampft.



   Die erfindungsgemässe   stampfbare    Formmasse zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch ein Gemisch aus feuerfestem keramischem Material mit mindestens einem primären, sekundären oder tertiären Metallphosphat als Bindemittel.



   Bei erhöhter Temperatur kondensieren die Phosphate, wodurch sich die Formmasse verfestigt zu Formteilen einer Kaltdruckfestigkeit mit Werten über 450   kp/cm2.   



   Obwohl grundsätzlich alle primären, sekundären oder tertiären Metallphosphate als Bindemittel wirken, haben sich die Erdalkalimetall- und   Erdmetaliphosphate,    insbesondere AlPO4 und   Mg(H2PO)2    in der Praxis als Binder für Stahlgussformteile bewährt. Die Alkalimetalle bewirken durch ihren tieferen Schmelzpunkt ein Sintern der Formmasse bei Temperaturen von   1000     C, so dass sich damit gebundene Formteile nur für niedrig schmelzende Metalle, wie Aluminium eignen. Als Bindemittel geeignete   Aiuminiumphosphate    sind z. B. der  Feuerfestbinder 32  (Metallgesellschaft AG, Frankfurt a/M) und  Mapl  (Gebr. Giulini GmbH, Ludwigshafen). Der Binder wird dem keramischen Material gewöhnlich als Lösung vorzugsweise, in einer Menge von 2 bis 10 Gew.% pro 100 kg Feststoff, zugemischt.

  Als feuerfestes   Ma-    terial kann man Zirkonsilikat, Zirkonoxyd, Mullit, Silimanit, Tonerde, Chamotte oder Magnesit in einer Korngrösse von bis zu 4 mm verwenden.



   Den eingestampften Formling oder Kern kann man entweder sogleich entformen und im Trockenschrank trocknen oder samt dem Modell in den Trockenschrank geben. Letzteres ist bei komplizierten Stücken zu emp  fehlen. Die Trocknungstemperatur liegt zwischen 70 und 3000 C.

 

   Die getrockneten einsatzbereiten Formteile zeigen eine hohe mechanische Bruchfestigkeit über 650 kp/cm2, glatte Oberflächen, hohe Temperaturwechselbeständigkeit und gleichbleibende Festigkeiten bei höheren Temperaturen. Ferner schwindet oder wächst das Formteil nicht bei hohen Temperaturen, wird von Verbrennungsrückständen, Schlacken und Schmelzen weniger angegriffen und gibt kein Gas ab.



   Ein wichtiger Vorteil der nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten Formteile liegt in ihrer unerwarteten Eigenschaft bei Temperaturen von 1500 bis 17000 C durch Lockerung der Bindungskräfte brökkelig zu werden. Dies wirkt sich beim Stahlguss als willkommener Vorteil aus, indem die Form nach dem Abgiessen zerfällt und als bröckeliges Material leicht zu entfernen ist. Damit erübrigt sich zum Teil das beim   Sandguss    übliche Sandstrahlen. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE

   I. Verfahren zur Herstellung von keramischen Form teilen, dadurch gekennzeichnet, dass man ein feuerfestes keramisches Material mit primären, sekundären oder tertiären Metallphosphaten als Bindemittel zu einer Formmasse mischt und diese zu einem Formteil stampft.

   II. Stamptbare Formmasse zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch ein Gemisch aus feuerfestem keramischem Material mit mindestens einem primären, sekundären oder tertiären Metallphosphat als Bindemittel.

   III. Keramisches Formteil, hergestellt nach dem Verfahren nach Patentanspruch I.

   IV. Verwendung der keramischen Formteile nach Patentanspruch III zum Stahlguss.