DE2154890A1

DE2154890A1 - Vorrichtung zur endbearbeitung von modellen und kernkaesten

Info

Publication number: DE2154890A1
Application number: DE2154890A
Authority: DE
Inventors: Jun Russell Alger Henry
Original assignee: HENRY JUN
Current assignee: HENRY JUN
Priority date: 1971-10-04
Filing date: 1971-11-04
Publication date: 1973-05-03
Also published as: DE2154890B2; US3727680A; FR2156508A1; IT941310B; DE2154890C3; DK141375B; AU3541771A; CH544155A; FR2156508B1; AU457919B2; DK141375C; CA951509A

Description

Vbrrichtung zur Endbearbeitung von Modellen und Kernkasten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung einer stromlosen Nickelabscheidung auf Oberflächen von Gegenständen wie Modellen und Kernkasten, die zum Einsatz unter Hochdruckbedingungen in Fonäherstellungs- und Kernbildungsanlagen bestimmt sind und damit unter abnützenden Bedingungen und in der Produktion verwendet werden.

Bei der Herstellung von Modellen und Kernkasten für Hochdruckformanlagen werden die Teile gewöhnlich aus Guß aluminium oder Gußeisen gebildet. Aluminium kann wirtschaftlich gegossen werden, es kann zu komplizierten Formen vergossen werden und es erfordert minimale Nachbearbeitung nach dem Gießen. Die Aluminiumteile sind auch leicht und deshalb während der Formherstellung leichter zu handhaben.

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Aluminiummodelle und -kernkästen sind jedoch auf Anwendungen beschränkt, die keine hohe Produktion an Gießformen und Kernen erfordern. So unterliegt das Aluminium verhältnismäßig rascher Abnützung, und bei Hochdruckverfahren hat man beispielsweise gefunden, daß das Aluminium im allgemeinen nicht zufriedenstellend ist, wenn mehr als etwa 5000 Gußformen hergestellt werden sollen. Versuche,, das Aluminium langer zu verwenden/ führen zu einem Verlust an Genauigkeit der Abmessungen der erzeugten Gußfarmen und können auch zu unbefriedigenden Gußformoberflächen führen, da das Aluminium dazu neigt, bei übermäßiger Verwendung extrem porös zu werden.

Hüttenwerke haben'zu Gußeisen Zuflucht genommen, wo umfangreiche Produktion von Gußformen und Kernen gefordert wird. Das Gußeisen ist härter und liefert eine vernünftige Lebensdauer für die unter Hochdruckbedingungen verwendeten Hodelle und Kernkasten. Gußeiserne Modelle imd Kernkasten sind jedoch teurer, da bei den Gießvorgäng-en größere Kosten entstehen und da gewöhnlich eine ziemlich umfangreiciie maschinelle Ausstattung erforderlich ist, um Genaiiigkeit zu erzielen und komplizierte Formen zu verwirklichen. Käs Gußeisen ist auch schwerer und deshalb seine Hanfähabumg etwas schwieriger.·

Die Erfindung soll eine Vorrichtung: zur Aufbringung stromlos abgeschiedenen Nickels auf Modelle und Kernkästen schaffen, durch die eine verlängerte Lebensdauer der Gegenstände erreicht werden kann. Insbesondere soll die Erfindung eine Vorrichtung zum stromlosen Abscheiden von Nickel auf Modellen und Kernkasten schaffen, wodurch solche Gegenstände unter • abnützenden Betriebsbedingungen und in der Produktion ver-

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wendet werden können, ohne die Verwendung von harten Metallen wie zum Beispiel Gußeisen zur Herstellung der Gegenstände zu benötigen. Weiter soll die Erfindung eine Vorrichtung zur abschließenden Bearbeitung von Modellen und Kernkästen in der beGchriebenen Weise schaffen, wodurch zusätzlich zur erhöhten Lebensdauer der Teile andere Verbesserungen erzielt werden können, eingeschlossen eine sehr bequeme Möglichkeit zur Bestimmung des Ausmaßes des Abriebs der Teile, verbesserte Ablösbarkeit der Teile von den hergestellten Gußformen und Kernen sowie beträchtliche Ersparnisse an Produktionskosten.

Allgemein betrifft die Erfindung die Endbehandlung von Modellen und Kernkasten, die zur Verwendung unter abnützenden Bedingungen vie in Hoehdruckformmaschinen oder anderweitig unter Bedingungen, die zur Entwicklung von Abrieb auf den Oberflächen von Modellen, und Kernkästen führen, bestimmt sind. Insbesondere ist mit der Erfindung die Bildung von stromlos abgeschiedenen Nickelüberzügen auf Oberflächen von Modellen und Kernkasten möglich, wodurch überraschende und äußerst zufriedenstellende Gebrauchseigenschaften der Modelle und Kernstücke erzielt werden können.

Wie in der zugleich eingereichten deutschen Patentanmeldung P (Anwaltsakte P 432^). mit dem Titel "Verfahren zur Endbearbeitung von- Modellen und Kernkasten" ausgeführt ist, führen diese Arbeitsweisen über die reine Anwendung einer beständigeren Schicht auf Modellen und Kernkästen hinaus. So wurde gefunden, daß es extrem schwierig ist, Modelle und Kernkästen zu behandeln-, wenn es darum geht, Überzüge zu bilden, die die Eigenschaften dieser Gegenstände verbessern. Versuchen, beispielsweiße einen Chromüberzug oder

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einen elektrolytischen Mickelüberzug anzuwenden, war nur begrenzter Erfolg beschieden. Aufgrund der ziemlich komplizierten Oberflächenbereiche verschiedener Modelle konnten die Überzüge nicht mit irgendeinem Gleichmaß aufgebracht werden. Es wurde auch festgestellt, daß, mit Ausnahme d'er teureren Chromplattierung, die Oberflächenhärte der erhaltenen Gegenstände nicht zufriedenstellend verbessert war, ma die Kosten solcher Plattierverfahren zu rechtfertigen.

Die Oberf lach e'neigenschaf ten von Modellen und Kernkästen neigen auch dazu, die erfolgreiche Bildung einer geeigneten Plattierung zu verhindern. So werden die meisten Gegenstände dieser Art geprüft, bevor sie plattiert werden, so daß festgestellt werden kann, ob die daraus hergestellten Gießformen und Kerne zufriedenstellend sind. Diese Prüfung führt zur Verunreinigung der Oberflächen des Modells und des Kernkastens, indem Sand und anderes Fremdmaterial in Poren und Rissen aufgrund der Hochdruckformung eingebettet werden. Die Handhabung der Kernkästen und Modelle führt zu anderen Verunreinigungen, ■ beispielsweise durch fettige Schmiermittel,

Es wäre sehr unwirtschaftlich, das Plattieren vor dem Testen zu versuchen, da Modelle und Kernkasten oft abgewandelt werden müssen, um die für Produktionsbedingungen notwendigen Abmessungen und Formgebungen zu erreichen. Daher wäre der einzig wirtschaftliche Plattiervorgang, zu dem Zuflucht genommen werden könnte, ein Vorgang, der noch funktioniert, nachdem die Modelle und Kernkästen der Prüfung unterzogen worden sind.

Die Anwendung eines stromlosen Vernickelungsverfahrens, insbesondere, wie es mitder vorliegenden Erfindung durchgeführt

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wird, erwies sich als überaus geeignet zur abschließenden Bearbeitung von Modellen und Kernkästen. Das stromlos abgeschiedene Nickel liefert eine äußerst dauerhafte, abriebbeständige und korrosionsfeste Oberfläche für die plattierten Gegenstände, wodurch selbst Gegenstände, die vollständig aus Gußaluminium hergestellt sind, für eine Massenproduktion von Gußformen in einer Hochdruckformanlage verwendet werden können. Das stromlos abgeschiedene Nickel kann überraschenderweise in Verbindung mit Modellen und Kernkasten angewandt werden, die aus einer Vielzahl von Materialien gebildet sind, selbst wenn solche Materialien zusammen eingesetzt werden, beispielsweise wenn viele einzelne Aluminiumraodelle auf einem gußeisernen Träger angebracht sind. Das' stromlos abgeschiedene Nickel kann auf solchen kombinierten Materialien und auf anderen Kombinationen einschließlich der Fälle, wo Lotmaterialien verschiedener metallischer Zusammensetzung zum Zwecke der Wiederherstellung der G-estalt oder der Reparatur der Oberfläche eines Modells verwendet werden, abgeschieden werden.

Es wurde gefunden, daß sich das stromlos abgeschiedene Nickel gleichförmig abscheidet, selbst wenn komplizierte Oberflächen, formen gegeben sind. So überwindet das stromlos abgeschiedene Nickel Mangel, wie sie bei Versuchen mit anderen Plattierverfahren auftreten, die im allgemeinen zu nicht-gleichförmiger Abscheidung des Materials auf verschiedenen Modellflächen führen.

Wie in der zuvor genannten gleichaltrigen Anmeldung beschrieben, weisen die besonderen Maßnahmen, die zur stromlosen Abscheidung von Nickel auf Modelle und Kernkasten angewandt werden, zunächst sorgfältig durchgeführte Reinigungsvorgänge

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auf, die zur Entfernung aller Spuren von Verunreinigungen bestimmt sind. Es wurde festgestellt, daß, wo solche Verunreinigungen während des Plattierens zugegen sind, die Verunreinigungen zu lokalen Bereichen mit unzulänglicher Bindung der Plattierung führen, wodurch die Plattierung örtlich entfernt werden kann, wenn sie Abrieb unterworfen wird. Daher kann ohne sorgfältig überwachte Reinigungsvorgänge eine befriedigende Plattierung von Modellen und Kernkasten, die unter Produktionsbedingungen verwendet werden sollen, nicht erfüllt werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung einer stromlosen Nickelabscheidung auf Oberflächen von Gegenständen, wie Modellen und Kernkasten, die zum Einsatz unter Hochdruckbedingungen in Formherstellungs- und Kernbildungsanlagen bestimmt sind, ist dadurch gekennzeichnet, daß sie einen großen, aus einem praktisch inerten Kunststoffmaterial gebildeten Behälter für die stromlose Nickellösung und eine diesen Behälter umgebende tragende Konstruktion, welche eine den Seitenwänden des Behälters benachbarte Innenwand und eine die Innenwand im Abstand umgebende Außenwand mit isolierendem Zwischenraum "besitzt, aufweist und daß der Behälter entfernbar in der ™ tragenden Konstruktion aufgenommen ist. Bevorzugt weisen die Innen- und Außenwände der tragenden Konstrukion je eine glasfaserverstärkte Schicht auf, die auf-eine Stützkonstruktion aufgeformt ist; der Behälter besteht vorzugsweise aus Polypropylen.

Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß sie ein Zirkulationssystem zur Handhabung der im Behälter zu verwendenden stromlosen Nickellösung auf v/eist, welches eine erste Leitung, die vom Boden des Behälters zu einer

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Pumpeinrichtung führt, eine zweite, von der Pumpeinrichtung zu einem Wärmeaustauscher führende Leitung und eine dritte, vom Wärmeaustauscher su einem Filter führende Leitung umfaßt, und. daß die Lösung so von der Pumpe kontinuierlich vom Behälter durch die erste und zweite Leitung, durch den Wärmeaustauscher und die dritte Leitung zum Filter in Umlauf zu setzen ist, der zur Rückführung der Lösung in dem Behälter angeordnet ist.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Pig. 1A und 1B ein Pließschema, das die Behandlungsstufen, wie sie gemäß der Lehre der Erfindung auf ein Modell angewandt werden, veranschaulicht,

Pig. 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur stromlosen Plattierung für die abschließende Bearbeitung von Modellen, und

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines für die Verwendung ' beim Plattieren von Modellen und Kernkasten gemäß der Lehre der Erfindung gebauten Plattierbehälters.

Fig. 1A bzw. 1B veranschaulichen schematisch das mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführte Verfahren sowie die beim Reinigungsvorgang beteiligten Stufen. Die besonderen Reinigungsvorgänge schließen die Anfangsstufe der Dampfentfettung ein. Dies Vorgehen entfernt die verhältnismäßig schwach festgehaltenen Verunreinigungen; doch entfernt, insbesondere wegen der vorgenannten Prüfung der Modelle, das Entfetten

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nicht die eingelagerten Verunreinigungen. Dem Dampfentfetten folgt deshalb eine Heinigungsphase,. die entweder ein Einweichen oder ein elektrolytisches Eintauchen in alkalischer Lösung umfaßt.

Die Reinigungsphase kann eine Eintauchreinigung umfassen, insbesondere, wenn die zu plattierenden Gegenstände ganz oder teilweise aus Aluminiumgußlegierungen bestehen. Das Eintauchen erfolgt vorzugsweise in· einem nicht silikatischen, nicht ätzenden Aluminiumreiniger. Die reinigende Verbin- * dung wird in einer Konzentration von 60 Ms 90 g/l (8 bis 12 ounces per gallon) Losung., die zwischen 82 und 35°C (180 und 200⁰P) gehalten wird, verwendet. Eine alkalische "^70"-Lösung der MacDermid Incorporated liefert eine geeignete Zusammensetzung für diese Eintauchreinigung. Bestehen die Gegenstände ganz aus einaat Material auf Eisenbasis, wie beispielsweise Gußeisen* kann andererseits ein elektrolytisches Reinigungsbad oder· ein "Elektroreiniger" angewandt werden, da das Material auf Eisenbasis der Entfernung jeden Materials der Modelle, unter elektrolytischen Bedingungen widersteht.

Auch die Eintauch- oder Elektrolyseareinigung ist zur vollständigen Reinigung nicht angemess-err, da einige der stark eingebetteten Teilchen aus Sand odex anderen Verunreinigungen der Entfernung an dieser Stelle widerstehen. Daher folgt der Reinigungsphase ein Eintauchen der Gegenstände in ein Säurebad. Ein bevorzugtes Bad für äie Saurereinigung, wenn sowohl Eisen- als auch Aluminiuailegierungen Teile des Gegenstandes bilden, ist eine inhibierte Salpetersäurelösung. Da die Erfindung besonders auf Modelle und Kernkästen aus einer Kombination von Materialien wie beispielsweise Gußeisen und

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-aluminium angewendet wird, stellt das inhibierte Salpetersäurebad ein besonders vorteilhaftes Reinigungsmittel dar. Auf Gegenständen aus Messing, Gußeisen und anderen eisenhaltigen Metallen wird als Reinigungsphase eine Salzsäurebeize angewandt .

Nach der Reinigungs- und Säurebadbehandlung werden die Gegenstände abgespült. Zusätzlich kann mechanisches Schrubben, beispielsweise mit Bürsten, angewandt werden. Schließlich kann es in manchen Fällen wünschenswert sein, die Reinigung und das Eintauchen in Säure mit oder ohne mechanisches Scheuern zu wiederholen.

Wie Fig. 1A bzw. 1B zeigen, folgt der Reinigungsphase eine Zinkatbehandlung der zu plattierenden Gegenstände, wenn Aluminium zugegeben ist.· Diese Vorbehandlung von Aluminiumoberflächen hat sich als in idealer Weise geeignet erwiesen für ganz"oder teilweise aus Aluminium bestehende Modelle. Die Nickelabscheidung aus Lösung kann vom Gesichtspunkt der Gleichmäßigkeit und der Haftung nur dann in zufriedenstellender Weise durchgeführt werden, wenn die zu plattierende Oberfläche einwandfrei aufnahmefähig ist. Es hat sich erwiesen, daß die Zinkatbehandlung eine für Aluminium geeignet aufnahmefähige Oberfläche liefert und keine schädliche Wirkung auf Messing oder Gußeisen oder irgendwelche anderen Lotmaterialien ausübt, die gewöhnlich zur Herstellung von Modellen verwendet werden. Die besondere Zinkatlösung enthält eine Kombination von Ätznatron und Zinkoxid und wir bei Raumtemperatur verwendet.

Der Zinkatbehandlung folgt eine Spülung und dann das Eintauchen der Gegenstände in das stromlose Plattierbad. Die Modelle und Kernkästen sind vorzugsweise mit einer Plattieruag

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von etwa 0,025 ™i Dicke (0,001 inches) versehen; doch kommen auch Plattierstarken zwischen 0,0064 und 0,254- mm (0,00025 und 0,010 inches) in Betracht, wobei die ausgewählte Dicke vomvAusmaß des Abriebs abhängt, dem der jeweilige Gegenstand unterworfen sein wird. Vo Modelle und Kernkasten nicht in der Massenproduktion verwendet werden oder wo die Oberflächengestaltung so ist, daß keine starke Abtragung auftritt, sind stärkere Überzüge nicht erforderlich. Bei hohem Abrieb kann eine dickere Abscheidung angewandt werden, solange die Pl at-™ tierung in zufriedenstellender Weise haftet, ohne abzusplittern oder abzuschuppen.

Die Nickellösungen für die elektrolytische Abscheidung können ßtandardzusammensetzung aufweisen, beispielsweise eine Lösung, die anfangs 5»25 g/l (0,7 ounces per gallon) Nickel und 4- % Natriumhypophosphit enthält. Gemäß der üblichen Praxis kann die Konzentration an Nickel und Natriumhypophosph.it mit zunehmendem Alter des Bades nach und nach gesteigert werden. Die anfänglichen Betriebstemperaturen liegen vorzugsweise in der Größenordnung von etwa 77 bis 79°C (170 bis 175⁰E¹), wobei die Temperatur mit steigendem Alter des Bades bis etwa 93'C (200⁰F) erhöht wird.

Nickellösungen für das stromlose Plattieren sind verhältnismäßig teuer, und es ist deshalb wichtig, jede bedeutende Vergeudung solcher Lösungen zu vermeiden. Bei typischen stromlosen Nickelplattierverfahren können die Lösungen in verhältnismäßig kleine Behälter gebracht sein, so daß zu jeder gegebenen Zeit nur eine kleine Menge Lösung zum Plattieren verwendet wird. Sollte die Lösung verunreinigt werden, kann die verhältnismäßig kleine Menge ohne bedeutenden Verlust verworfen werden.

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Bei ,dem erfindungsgemäßen System sind viele der zu plattierenden Vorlagen verhältnismäßig massiv, und es ist daher notwendig, Behälter mit verhältnismäßig großem Fassungsvermögen zu verwenden. Vorzugsweise werden Behälter mit 18,9 hl verwendet, wobei Behälter mit einem Fassungsvermögen in der Größenordnung von 11,4 hl bis 26,5 hl im allgemeinen geeignet sind. Natürlich ist es wesentlich wichtiger, eine bedeutende Verunreinigung zu vermeiden, wenn Lösungsmengen dieser Größenordnung verwendet werden, da es einen erheblichen Verlust bedeuten würde, ■ vrerm es erforderlich wäre, den Inhalt eines ganzen Behälters zu verwerfen·

Fig. 2 und 3 veranschaulichen die besondere strukturelle Ausbildung der Erfindung. Biese Konstruktion liefert eine ideale Einrichtung zur Aufbewahrung der Lösung und andererseits eine wirksame Anordnung zur Durchführung des stromlosen Plattierens. Gemäß diesen Figuren enthält ein Behälter 10 eine Nickellösung 12 zum stromlosen Plattieren. Eine erste Leitung 14 führt vom Boden des Behälters zu einer Pumpe 16. Eine zweite leitung 18 führt die Lösung einem Wärmeaustauscher 20 zu. Eine dritte Leitung 22 leitet die Losung vom Wärmeaustauscher zu einem Filter 24, und das Material wird durch diesen Filter zum Bad 12 zurückgeführt·

Der Wärmeaustauscher 20 ^unfaßt ein Dampf ei nlaßrohr 26, welches dazu dient, den Dampf durch einen die Wärmeaustauschleitung, welche die Lönang enthält, umgebenden Eingmantel zu führen. Der Dampf wird zum erneuten Umlauf durch eine Leitung 28 abeführt.

In die Lösung worden entweder kontinuierlich oder in gewünnchton Zeii;:bstünden Zusätze eingebracht. Diese Katearialien

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können bestimmte Mengen an Nickel und Natriumhypophosphit zur Erhöhung des Anteils dieser Materialien in der Losung und zum Ersatz der Mengen, .die während des Plattierens abgeschieden worden sind, umfassen.

Fig. 3 veranschaulicht eine bevorzugte Ausführungsform des Behälters 10. Dieser Behälter weist einen Kunststoffeinsatz 32 aus einem Material auf, das, soweit das stromlose Plattierfc verfahren betroffen ist, inert ist. Polypropylen ist ein für diesen Zweck besonders geeignetes Material. Der Einsatz 32 weist einen nach außen gerichteten Außenrand 3^ auf, der auf den oberen Wandteil 36 einer tragenden Konstruktion für den Einsatz 32 ruht. Die Wand 36 weist einen nach unten hin abfallenden äußeren Kantenteil auf, so daß die Behälteraußenfläche eine derartige Form erhält. Sollte etwas von der Lösung im Behälter in diesen Bereich spritzen, fließt die Lösung vom Behälter weg und vermindert die Möglichkeit einer Verunreinigung.

Die den Behälter tragende Konstruktion schließt eine Glasfaserbeschichtung 38 und innere und äußere Sperrhol2teile ein. Die Sperrholzplatten 40 sind durch 2x4 Zoll-Stücke voneinander getrennt, die dadurch die Platten 40 räumlich voneinander halten, so daß die Konstruktion sich durch einen isolierenden Raum 44 auszeichnet, wobei die Glasfaserschicht zur Isolierfähigkeit beiträgt.

Bei einer typischen Ausführungsform stellt der Kunststcffeinsatz 32 eine aus einem Stück gebildete Wanne mit Seiten- und Bodenwluiden von etwa 6,3 mm (1/4 Zoll) Dicke dar. Die Sperrholzplatten sind etwa 12,7 mm (1/3 Zoll) stark, und eine etwa 12,7 mm (1/2 Zoll) starke, glasfaserverstärkte

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Haut ist um das Sperrholz heriim geformt.

Da die Lösung zum stromlosen Abscheiden bei erhöhter Temperatur gehalten wird, um die wirksamste Abscheidung des Plattierungsmaterials zu ermöglichen, ist die isolierte Struktur gemäß Fig. 3 besonders vorteilhaft. Zusätzlich zu der ihr innewohnenden isolierenden Eigenschaft ist die beschriebene Anordnung auch von ihrem Aufbau her stark, so daß das Gewicht* der Lösung leicht aufgenommen werden kann.

Durch Ausbildung des Einsatzes aus Polypropylen und durch vollständiges Reinigen dieses Einsatzes, bevor die Lösung eingebracht wird, kann die Verunreinigung des stromlosen Bade3 auf einem Minimum gehalten werden. Die Verwendung eines aus einem inerten Kunststoff bestehenden Einsatzes und äußerste Sauberkeit sind wichtig, da stromlos abgeschiedenes Nickel stark dazu neigt, auf Oberflächen unterschiedlicher Art Abscheidungen zu bilden. Zudem beginnt die stromlose Abscheidung von Nickel an jedem Oberflächenbereich, der eine selbst kleine Menge an Verunreinigung aufweist, oder verkratzt ist, da dies zur Keimbildung für die Abscheidung von Nickel führt.

Insbesondere aufgrund des an dem Einsatz 32 gebildeten Randes 34- kann der Einsatz sehr leicht gehandhabt werden, indem er einfach in der dargestellten Weise iii die tragende Konstruktion eingesetzt wird. So wird der zusätzliche Vorteil eines entfernbaren Einsatzes 32 erzielt. Der Einsatz kann so leicht angehoben und ersetzt werden, wenn er beschädigt oder anderweitig für die Verwendung ungeeignet wird. Das Materi al des Einsatzes ist zum Reinigen sehr

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geeignet, und sowohl der Einsatz als auch der andere Teil des Systems kann wirksam durch Spülen mit Salpetersäure durch das gesamte System in periodischen Zeitabständen gereinigt werden.

Die Vorteile des dargestellten Aufbaues sind offensichtlich, da jegliche Gefahr von Verunreinigung stark vermindert iist. So kann ein stromloses Nickelbad über seine gesamte Lebensdauer hinweg verwendet werden, ohne daß es nötig wird, ein ganzes Bad zu verwerfen. Wie bereits ausgeführt, sind stromlose Nickelbäder extrem teuer, und daher ist ein System, das den Verlust eines solchen Bades vermeidet, von großem Wert.

Die anderen Teile des dargestellten Aufbaues sind auch aus inerten Materialien, so daß das Entstehen von Ni ekel abscheidungen im Kreislaufsystem auf einem Kinimum gehalten v/erden kann« Für die Leitungen 18 und 22 werden bevorzugt Rohre aus chloriertem Polyvinylchlorid eingesetzt. Der Wärmeaustauscher kann zum !Führen der Lösung Pyrex-Innenleitungen und ein äußeres Stahlrohr zur Aufnahme des Dampfes im ringförmigen Raum zwischen diesen Rohren und den Innenleitungen des Wärmeaustauschers aufweisen. E&s Filter 24- ist vorzugsweise ein Polypropylenbeutel, der zum Hsraü3filtrieren von Teilchen über 5 Mikron eingerichtet ist·· Die Verwendung dieses Filters ist vom Gesichtspunkt des Vermeidens der Einschleppung von festen Teilchen, die als Keime für die unerwünschte Abscheidung von Nickel dienen könnten, in das Plattierbad sehr wichtig.

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Außer zum Plattieren von zuvor urrplattierten Gegenständen ist das "be£5ehriebene System zum erneuten Plattieren von Gegenständen von Nutzen, die bis zu dem Punkt verwendet worden sind, wo an einer oder mehreren Stellen übermäßiger Abrieb erfolgt ist oder wo bei einer vorangegangenen Plattierung Fehler gemacht wurden. Dem erneuten Plattierverfahren geht eine Stufe zum Entfernen jeder zuvor angewandten Nickelplattiemng voraus. Das Entfernen ist erwünscht, damit sich das Nickel gleichförmig über die gesamte Oberfläche abscheidet, ohne daß bestimmte Bereiche eine übermäßig starke Nickelabncheidung aufweisen.

Das System wurde unter Bezug auf die Anwendung von Plattierungen bei Aluminium- und Gußeisenmodellen und -kernkasten beschrieben. Es können aber auch andere Modellmaterialien, z.B. Epoxid oder metallimprägniertes Epoxid, beim Vorgehen gemäß der Erfindung in vorteilhafter Weise eingesetzt werden.

Im Hinblick auf die Kosten der stromlosen Nickellösungen ist es wünschenswert, das Plattieren auf Flächen zu vermeiden, die mit den die Gußform oder den Kern bildenden Materialien nicht in Berühr\mg kommen. Daher werden diese Flächen der Modelle und der Kernkästen abgedeckt, und wieder ist es notwenig, Materialien zu verwenden, die nicht zur Verunreinigung des Plattierbades führen. Plastisolbänder und Farben auf Planti soIbasis und Polyäthylentaschen oder -folien sind Boicpielo für Materialien, die dazu verwendet werden können, Flächen zu schützen, die mit der Kickelplattierungslösung nicht ir Berührung hommen sollen.

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Wenn Modelle in der beschriebenen Weise stromlos nickelplattiert werden, treten verschiedene andere Vorteile zusätzlich zur erhöhten Lebensdauer der Modelle auf. Besonders die Trennung der Modelloberflächen von dem Formmaterial. erfolgt wesentlich leichter, offensichtlich aufgrund der äußerst glatten Oberfläche, die das abgeschiedene Nickel bildet, und aufgrund der durch den Phosphorgehalt des abgeschiedenen Materials bedingten Schmierfähigkeit. Der Abrieb plattierter Gegenstände kann auch leicht dadurch be- W stimmt werden, daß das abgeschiedene Nickel ein silbrig mattiertes Aussehen aufweist, das einen Kontrast zu den für Modelle und Kernkästen verwendeten Materialien liefert· Wenn ein Teil der Nickelplattierung abgetragen ist, wird diese Tatsache so leicht aufgrund des Kontrastes zwischen der beanspruchten Gegenstandsfläche und der verbleibenden Nickelplattierung erkennbar.

Der verbesserte Abrieb beruht auf der Härte des stromlos abgeschiedenen Nickels im Vergleich zu dem Aluminium und dem Gußeisen. Gußaluminium hat typischerweise eine Brinellhärte von etwa 80, Gußeisen von etwa 200 und stromlos ab-· geschiedenes Nickel von etwa 500. Die Härte stromlos abgeschiedenen Nickels kann weiter durch Wärmebehandlung erhöht werden; dies ist jedoch zur Erzielung der erörterten Verbesserungen nicht notwendig.

Zu den zuvor genannten Vorteilen stromlos abgeschiedenen Nickels kommt noch, daß die Verwendung des Systems erhebliche Einsparungen in einem Gießereibetrieb ermöglicht. So ist es für in Massenproduktion einzusetzende Gegenstände etwa

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AO % billiger, Kickelplattieruiig anzuwenden, als ein Modell oder einen Kernkasten aus Gußeisen herzustellen. Selbst wo die teureren Gußeisengegenstände angewandt werden, bringt die stromlose Hickelplattierung noch verbesserte Abriebseigenschaften, bessere Trennung und die sichtbare Abriebanzeige·

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Claims

Patentansprüche

1· Vorrichtung zur Durchführung einer stromlosen Nickelabscheidung auf Oberflächen iron Gegenständen wie Modellen und Kernkasten, die zum Einsatz unter Hochdruck!)edingungen in Itormherstellungs- und Kernbildungsanlagen bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet , daß sie einen großen, aus eines praktisch inerten Kunst stoff material gebildeten Behälter (32) für die stromlose Hickellösung (12) und eine diesen Bdiälter umgebende tragende Konstruktion, welche eine den Seitenwinden des Behälters benachbarte Innenwand und eine die Innenwand auf Abstand umgebende Außenwand mit isolierende» Zwischenraum (44) besitzt, aufweist, und daß der Behälter entfernbar in der tragenden Konstruktion auf genommen ist«
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie ein Zirkulationssystem zur Handhabung der im Behälter (10) zu verwendenden stromlosen Nickellosung (12) aufweist, welche eine erste Leitung (14), die vom Boden des Behälters zu einer Pumpeinrichtung (16) führt, eine zweite, von der Pumpeinrichtung zu einem wärmeaustauscher P (20) fuhrende Leitung (18) und eine dritte, vom Wärmeaustauscher zu einem Filter (24) führende Leitung (22) umfaßt, und daß die Losung so von der Pumpe kontinuierlich vom Behälter durch die erste und zweite Leitung, durch den wärmeaustauscher und die dritte Leitung zum- filter in Umlauf zu setzen ist, der zur Buckführung der Losung in dem Behälter angeordnet ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innen- und Außenwände der tragenden Konstruktion eine glasfaserverstärkte, auf einer tragenden Konstruktion angebrachte Haut (38) aufweisen, und daß der Behälter aus Polypropylen besteht.
4-, Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch g e k e η η ~ zeichnet,- daß die tragende Konstruktion eine obere, zwischen der Innen- und Außenwand liegende Wand: (36) aufweist, und der Behälter (32) einen sich nach, außen erstreckenden Rand (34) zur Auflage auf der oberen Wand (36) zur Pestlegung des Behälters relativ zur tragenden Konstruktion aufweist.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen Behälter mit einem Fassungsvermögen zwischen 18,9 und 26,5 hl (300 bis ?00 gallons).
6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis % dadurch gekennz eichnet , daß die tragende Konstruktion nach unten abfallende Schulterteile aufweist, wodurch jede auf diese Schulterteile spritzende Lösung vom Behälter wegfließt und-eine Verunreinigung im Behälter vermeidet·

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