DE2519309A1 - Verfahren zur herstellung von formen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Formen (Gießformen), bei dem ein feuerfestes Material auf ein Modell schichtförmig aufgebracht wird.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Schalenformen (Formmasken) mit Schichtstruktur besteht darin, daß man auf ein Modell eine Aufschlämmung aus einem feinpulverigen feuerfesten bzw. hitzebeständigen Material und einem Bindemittel (wie Natriumsilikat, kolloidaler Kieselsäure oder Äthylsilikat) aufträgt, das beschichtete Modell nach Besanden mit pulverigem feuerfesten Material
trocknet und den gesamten Prozeß sechs-bis zehnmal wiederholt.
Der vollständige Schichtaufbau und die Wachsentfernung erfordern bei diesem Verfahren jedoch den beträchtlichen Zeitraum von etwa bis 4 Tagen. Gemäß einer weiteren Formherstellungsmethode, die zur

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Verkürzung der für die Überzugsaufbringung erforderlichen Zeitspanne vorgeschlagen wurde, wird die Aufschlämmung auf chemischem Wege zum Gelieren gebracht anstatt durch Trocknen gehärtet; die erhaltenen Formen weisen jedoch keine befriedigende mechanische Festigkeit auf.

Zur Überwindung der vorgenannten Mangel wurde der sogenannte "Schnellprozeß" vorgeschlagen, bei dem das Modell alternierend mit zwei verschiedenen Arten von Auf schlämmungen beschichtet wird, von denen jede ein feuerfestes Material und ein Bindemittel enthält und gegenüber der anderen Aufschlämmung einen Geliereffekt ausübt. Eine Variante dieses Verfahrens ist z.B. in der japanischen Patentveröffentlichung Nr.45-1505 beschrieben. Bei dieser Methode werden auf das Modell abwechselnd eine Aufschlämmung aus einer Lösung von hydrolysiertem Äthylsilikat und einem feuerfesten Material und eine weitere Aufschlämmung aus einer Ammonium oder ein Amin enthaltenden wäßrigen Natriumsilikatlösung und einem feuerfesten Material aufgetragen, wobei dazwischen eine Besandung vorgenommen wird. Auf diese Weise wird das feuerfeste Material schachtförmig auf das Modell aufgebracht. Das Verfahren besitzt jedoch die Nachteile, daß die Feuerfestigkeit der erzeugten Form aufgrund des als Bindemittel verwendeten Natriumsilikats gering ist und die Form sich daher lediglich zum Vergießen von relativ niedrig schmelzenden Metallen eignet sowie daß die Wasserbeständigkeit der Form zu wünschen übrig läßt und es daher schwierig ist, die Wachsentfernung nach dem Heißwasser- oder Autoklavenverfahren u. dgl. vorzunehmen. Ein weiterer Nachteil dieser Methode besteht darin, daß es leicht zur Schichtspaltung sowie Bildung von Blasen oder Rissen bzw. Sprüngen kommt.

Nach einem weiteren Verfahren wird das Modell abwechselnd mit einer positiv geladenes kolloidales Siliciumdioxid enthaltenden Aufschlämmung und einer negativ geladenes kolloidales Siliciumdioxid enthaltenden Aufschlämmung beschichtet, wobei dazwischen eine Besandung vorgenommen wird. Auch diese Methode besitzt die Nachteile, daß die Feuerfestigkeit der erhaltenen Form unzureichend ist und daß zur Wachsentfernung weder das Heißwasser- noch

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das Autoklavenverfahren, sondern lediglich die Schockerhitzungsmethode angewendet werden kann.

In der japanischen Offenlegungsschrift Nr.49-20025 ist eine verbesserte Variante des Schnellprozesses beschrieben, bei der das Modell abwechselnd mit einer Aufschlämmung eines feinpulverigen feuerfesten Materials und eines Alkylsilikat-Hydrolysats sowie einer Aufschlämmung eines feinpulverigen feuerfesten Materials und eines quaternären Ammoniumsilikais mit einem Gehalt an Alkalihydroxid oder Alkalisilikat bei einem Molverhältnis (ausgedrückt als SiOp/MpO, wobei M ein Alkalimetallatom darstellt) von 4 : 1 bis 20 : 1 beschichtet wird. Während sich mit diesem Verfahren eine bessere Feuerfestigkeit erzielen läßt und unter anderem die Schichtentrennung sowie Blasen- und Rißbildung verhindert werden, beeinträchtigt die mangelhafte Stabilität der Aufschlämmungen seine praktische Anwendung. Andererseits gelangten Metalloxidsole , wie Zirkoniumoxid-, Titanoxid- oder AIuminiumoxidsol, ungeachtet ihrer hervorragenden Bindemitteleigenschaften nicht zum Einsatz, da sich diese Bindemittel auch nach erfolgter Härtung leicht wieder auflösen und es nicht möglich ist, einen ausreichend gehärteten Überzug auf dem Modell zu erzeugen.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein neues, verbessertes Verfahren zur Herstellung von Formen nach dem Schnellprozeß zur Verfügung zu stellen. Im besonderen besteht die erfindungsgemäße Aufgabe darin, ein Verfahren zur Herstellung von Formen nach dem Schnellprozeß zu schaffen, bei dem die verwendeten Aufschlämmungen eine hervorragende Stabilität aufweisen, die erhaltene Form eine erhöhte Verglasungs- bzw. Sintertemperatur, verbesserte Festigkeit bei erhöhten Temperaturen und bessere Feuerfestigkeit und Wasserbeständigkeit besitzt, zur Wachsentfernung sowohl das Heißwasserverfahren als auch das Autoklavenverfahren ohne Rißbildung anwendbar sind, die Wandstärke ohne Beeinträchtigung der hohen Festigkeit der Formschale vermindert werden kann und die Form nach dem Gießvorgang leicht aufbrechbar ist. Schließlich soll durch die Erfindung ein neues, verbessertes Verfahren zur Herstellung von Formen geschaffen werden, welche den Anforderungen des Metallgusses und den dabei angewendeten Temperaturen be-

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sonders gut gewachsen sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Formen ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Formmodell bzw. -muster abwechselnd oder gleichzeitig mit einem Metalloxidsol, das in Wasser und/oder einem hydrophilen organischen lösungsmittel dispergiert ist und ein organisches Pastenharz enthält, oder einer durch Zugabe eines feuerfesten bzw. hitzebeständigen Materials zum genannten Sol erzeugten Aufschlämmung (nachstehend einfach als "Flüssigkeit A" bezeicihnet)und einer weiteren Flüssigkeit, "bei der ein Gelier- bzw. Gelatiniermittel für das in der Flüssigkeit A enthaltene kolloidale Metalloxid und/oder organische Pastenharz in Wasser und/oder einem hydrophilen organischen lösungsmittel dispergiert ist, oder einer durch Zugabe eines feuerfesten Materials zur genannten Flüssigkeit erzeugten Aufschlämmung (nachstehend einfach als "Flüssigkeit B" bezeichnet) beschichtet.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Formherstellungsverfahrens besteht darin, daß man eine Flüssigkeit B verwendet, die ein Geliermittel enthält, das Sindeeigenschaften aufweist und seinerseits durch die Flüssigkeit A zum Gelieren gebracht wird. Die erfindungsgemäß verwendeten Flüssigkeiten A and B sind jeweils relativ stabil und gelieren unter keinen Umständen von selbst unter Bildung eines gehärteten Schichtüberzugs am Formmodell, sondern nur, wenn sie miteinander in Berührung gebracht werden.

Die folgende detaillierte Beschreibung erhellt die erfindungsgemäßen Ziele und Merkmale sowie die mit Hilfe der Erfindung erreichbaren Vorteile.

Aufgrund ausgedehnter Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der zusammengesetzten Bindemittel wurde gefunden, daß bestimmte derartige Mittel, welche Metalloxidsole und organische Harzpasten enthalten, für die Erzeugung gehärteter, schachtförmig aufgebauter Überzüge auf den Modellen gut geeignet sind.

Erfindungsgemäß wird der Hauptbestandteil der Flüssigkeit A, d.h.

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das Metalloxidsol, mit Hilfe eines geeigneten Geliermittels zum Gelieren gebracht und dient im getrockneten und gehärteten Zustand als Bindemittel für das feinpulverige feuerfeste Material. Das Metalloxidsol kann beispielsweise Zirkoniumoxid-, Titanoxid-, Eisenoxid-, Magnesiumoxid-, Aluminiumoxid-, saures oder alkalisches Siliciumdioxid-, Chrom(III)-oxid-, Zirkoniumoxychlorid-, basisches Aluminiumchlorid-, basisches organisches Aluminat- oder Aluminiumhydrogenphosphatsol, eine kolloidale Dispersion von Aluminiumoxidpulver oder eine beliebige andere geeignete kolloidale Dispersion eines Metalloxidpulvers sein. Als Dispersionsmedium für derartige Oxidsole dienen gewöhnlich Wasser, hydrophile organische Lösungsmittel oder Mischungen davon. Beispiele für hydrophile organische Lösungsmittel sind Alkohole, wie Methanol, Äthanol, Isopropanol oder Glycerin, Amine, wie Methylamin oder Äthanolamin, Aceton, Tetrahydrofuran und Dimethylformamid. Beispiele für bevorzugte Metalloxidsole sind wäßriges Zirkoniumoxidsol, wäßrig-äthanolisches Zirkoniumoxidsol, wäßriges Aluminiumoxidsol, wäßrig-methanolisches Aluminiumoxidsol, eine wäßrige kolloidale Dispersion von Aluminiumoxidpulver, wäßriges Titanoxidsol, wäßriges·saures oder alkalisches Siliciumdioxidsol und wäßrig-äthanolisches SiIiciumdioxidsol.

Bevorzugte saure Siliciumdioxidsole sind jene, bei denen das Molverhältnis SiOg/MgO (wobei M ein Alkalimetallatom darstellt) über 50 : 1 beträgt urid der SiO₂-Gehalt im Bereich von etwa 10 bis 60 Gew.-?S liegt. ,Snowtex-0 (Handelsprodukt von Nissan Chemical Industries, Ltd.) ist ein Beispiel für ein saures wäßriges Siliciumdioxidsol, das einen ρττ-Wert von 2 bis 4 aufweist und 20 Gew. SiOp sowie 0,03 Gew.-^ Na₂O enthält. Weitere Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare saure Siliciumdioxidsole sind jene, welche nach Zugabe einer geringen Menge Wasser Pjr-Werte von etwa 3 aufweisen, wie methanolisches Siliciumdioxidsol oder wäßrig-isopropanolisches Siliciumdioxidsol, sowie Siliciumdioxidsole mit einem Gehalt an Methanol, Äthanol, Äthylenglykol, einer organischen Säure, wie Essig- oder Ameisensäure, oder einer anorganischen Säure, wie Salz-, Phosphor- oder Salpetersäure.

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Zu den bevorzugten alkalischen Siliciumdioxidsolen, welche Handelsprodukte darstellen, gehören jene, welche 10 bis 60 Gew.-$ SiOp enthalten und deren Molverhältnis SiOp/MpO (M ist ein Alkalimetallatom) im Bereich von 5 : 1-bis zu etwa 300 ϊ 1 liegt. Man kann auch andere Siliciumdioxidsole verwenden, welche z.B. Amine, quaternäre Ammoniumhydroxide, Guanidin, Morpholin, Piperidin oder Bariumhydroxid enthalten und p„-Werte von mehr als 7 aufweisen.

Ein typisches Beispiel für alkalische Siliciumdioxidsole ist Snowtex-30 (Handelsprodukt von Nissan Chemical Industries, Ltd.), das einen pjj-Wert von 8,5 bis 10,5 aufweist und 30 Gew.-$ SiOp sowie 0,4 Gew.-^ Na₂O enthält. Verschiedene hydrophile organische Lösungsmittel, wie ein- oder mehrwertige Alkohole, z.B. Methanol, Äthanol, Isopropanol, Glycerin oder Glykol, sowie Dimethylformamid, eignen sich als Dispersionsmedium für die alkalischen Siliciumdioxidsole.

Der bevorzugte Metalloxidgehalt der Metalloxidsole beträgt gewöhnlich 5 Gew.-^ oder darüber. Man kann natürlich auch Mischungen von 2 oder mehreren Metalloxidsolen verwenden, sofern sie stabil sind.

Das erfindungsgemäß verwendete organische Pastenharz liegt gewöhnlich als Dispersion in der Flüssigkeit A vor. Es wird im allgemeinen in Form eines Pulvers oder einer Lösung, Emulsion oder Dispersion feiner Teilchen u.dgl. mit einer Konzentration von 0,1 Gew.-# oder darüber eingesetzt. Das organische Pastenharz dient als Hilfsbindemittel für das Metalloxidsol. Es gewährleistet eine verbesserte Haftung der einzelnen Schichten untereinander und verhindert das "Laufen" (sagging) des Überzugs im nassen Zustand bzw. bei der Anfeuchtung. Das Pastenharz fungiert als Bindemittel für das feuerfeste Pulvermaterial. Es muß in der Flüssigkeit A stabil dispergierbar sein und wird zweckmäßigerweise durch das in der Flüssigkeit B enthaltende Geliermittel zum Gelieren gebracht. Wenn man das organische Pastenharz in Form einer Dispersion einsetzt, kann man als Dispersionsmedium die üblicherweise für Metalloxidsole eingesetzten Dispergiermittel verwenden. Besonders vorteil-

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haft ist es, den Metalloxidsolen Emulsionen organischer Polymerer zuzusetzen. Spezielle Eignung "besitzen beispielsweise wäßrige Emulsionen von Homo- oder Copolymeren von Vinylacetat oder Acrylestern, wie Polyvinylacetat, Äthylen/Vinylacetat-Copolymerem, Polymethylacrylat, Polybutylacrylat, Styrol/Butylacrylat-Copolymerem, wäßrige Emulsionen von Epoxyharzen sowie andere neutrale oder alkalische wäßrige Kunstharzemulsionen und S.ynthesekautschuklatices. Weitere Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare organische Pastenharzdispersionen sind wäßrige Dispersionen von Alginsäure oder ihren Salzen, wäßrige Dispersionen von Xanthomonas-Kolloid, wäßrige Lösungen von Harnstoff/Formaldehyd-Harzen und wäßrige Lösungen von Polyacrylsäuresalzen mit Alkalimetallen, wie Natrium, Kalium oder Lithium. Die Flüssigkeit B wird erfindungsgemäß für die Gelierung der Flüssigkeit A eingesetzt und beinhaltet daher ein Geliermittel für das Metalloxidsol und/oder das dispergierte organische Pastenharz in der Flüssigkeit A. Wenn entweder das Metalloxid oder das organische Pastenharz in der Flüssigkeit A durch das Geliermittel zum Gelieren gebracht wird, erfolgt eine Gelierung der Flüssigkeit A in ihrer Gesamtheit; es ist daher nicht notwendig, daß beide Komponenten zum Gelieren gebracht werden.

Da jedoch eine unzureichende Wirkung des Geliermittels zu einer unvollständigen Gelierung der Flüssigkeit A führt und somit keine rasche Ausbildung einer homogenen, gehärteten Überzugsschicht erlaubt, verwendet man vorzugsweise ein Geliermittel, welches eine genügende Gelierwirkung aufweist oder dazu befähigt ist, sowohl das dispergierte organische Pastenharz als auch das Metalloxidsol in der Flüssigkeit A zum Gelieren zu bringen. Die Flüssigkeit B kann ohne nachteilige Wirkung zwei oder mehrere Geliermittel enthalten, sofern diese stabil dispergierbar sind und sich ein ausreichender Geliereffekt erzielen läßt. Die Flüssigkeit B kann somit ein Geliermittel für das dispergierte organische Pastenharz und ein weiteres Geliermittel für das Metalloxidsol beinhalten. Als Dispersionsmedium für die Flüssigkeit B kann Wasser, ein hydrophiles organisches Lösungsmittel oder ein Gemisch davon dienen.

Tabelle I zeigt typische Geliermittel, die zusammen mit den ver-

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schiedenen, in der Flüssigkeit A eingesetzten organischen Pastenharzen _einsetzbar sind.

Tabe-lle I

organisches Pastenharz Geliermittel in der in der Flüssigkeit A Flüssigkeit B

1 Acrylharzemulsion alkoholische (z.B. methanolische oder

äthanolische) Melamin/Formaldehyd- -Harζ-1ösung

2 Epoxyharzlösung Amin, z.B. Diäthylentriamin oder

ß-Phenylendiamin

3 Polyvinylacetatemulsion wäßriges alkalisches Siliciumdioxidsol

4 Xanthomonas-Kolloid- wäßrige Zirkoniumoxychloridlösung Dispersion

5 wäßrige Harnstoff/Form- wäßrige Säure, wie Salzsäure oder aldehyd-Harz-Lö'sung wäßrige Ammoniumchloridlösung

6 wäßrige Natriumpoly- Alkohol, z.B. Methanol, Äthanol und acrylatlösung Isopropanol, Aceton

Tabelle I zeigt, daß das Dispersionsmedium in der Flüssigkeit B zuweilen als Geliermittel dient; man kann auch Siliciumdioxidsol, Aluminiumoxidsol, Zirkoniumoxidsol u.dgl. als Geliermittel verwenden.

Beispiele für Geliermittel für das kolloidale Metalloxid in der Flüssigkeit A sind Aminsilikate, alkalische und saure Siliciumdioxidsole, Kaliumsilikat, Natriumsilikat, Lithiumsilikat, Alkalihydroxide, anorganische und organische Säuren, wie Phosphor-, Schwefel-, Salpeter-, Fluokiesel-, Essig- und Ameisensäure, anorganische saure Salze, wie Aluminiumphosphat und Aluminiumchlorid, saure Salze der vorgenannten organischen Säuren, basische anorganische Salze und Emulsionen von nicht-mischbar en Kunstharzen, wie Polyacrylat und Kautschuklatex.

Im erfindungsgemäßen Verfahren können die herkömmlichen zur Formerzeugung eingesetzten feuerfesten Materialien verwendet werden. Sie können in pulveriger, massiver oder faseriger Form vorliegen. In der Regel eignen sich jene Substanzen, welche als Hauptbe-

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«3

standteil z.B. Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Magnesiumoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Calciumoxid oder Graphit enthalten. Aus praktischen Erwägungen bevorzugt man Materialien mit Korngrößen entsprechend etwa 20 bis 500 Maschen; dieser Korngrößenbereich stellt jedoch keine zwingende Beschränkung dar.

Wenn die Flüssigkeit A kein kolloidales Metalloxid enthält, d.h., wenn lediglich das organische Pastenharz als Bindemittel dient, unterliegt die Form während des nach der Erzeugung des gehärteten schiciitförmigen Überzugs auf dem Modell durchgeführten Wachsentfernungs- und Brennprozesses u.a. der Verformung, Blasenbildung und Schichtaufspaltung (interlaminaren Trennung). Ferner ist es nicht nur unmöglich, eine Form mit ausreichender Festigkeit zu erzielen, sondern die Form verliert nahezu unvermeidlich auch ihre ursprüngliche Gestalt. Wenn man andererseits eine Flüssigkeit A verwendet, die lediglich das kolloidale Metalloxid als Bindemittel ohne den Zusatz eines organischen Pastenharzes enthält, kommt es, da durch die Gelierung kein ausreichendes Bindevermögen erzielt wird, häufig zum sogenannten "Laufen", das durch die Erweichung der Überzugsschichten verursacht wird, wenn der abwechselnde Beschichtungsprozeß mit der Flüssigkeit A und der Flüssigkeit B über dem durch den Kontakt der Flüssigkeit B mit der Flüssigkeit A erzeugten gelierten Schichtgefüge wiederholt wird. Dies hat zur Folge, daß sich die Form nicht regelrecht ausbilden kann. Wenn dagegen die gemäß der Erfindung hergestellte Flüssigkeit A, welche sowohl das kolloidale Metalloxid als auch das organische Pastenharz enthält, verwendet wird, besitzt der durch den Kontakt der Flüssigkeit A mit der Flüssigkeit B erzeugte gelierte Überzug ein ausreichendes Bindevermögen. Die Überzugsschichten können dann unter Beibehaltung einer genügenden Überzugsfestigkeit trocknen, ohne daß es beim Arbeitsprozeß zum "Laufen" kommt. Die fertiggestellte Form ist daher frei von jeglichen Mängeln, d.h. es kommt bei der Wachsentfernung weder zur Schichtspaltung noch zur Blasenoder Rißbildung. Ferner besitzt die auf diese Weise erzeugte Form eine befriedigende Feuer- bzw. Hitzebeständigkeit und Festigkeit. Wenn die das kolloidale Metalloxid und das organische Pastenharz enthaltende Flüssigkeit A mit der Flüssigkeit B in Berührung ge-

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bracht wird, kommt es nicht zu einer ausschließlichen Sedimentation des Metalloxids bzw. des organischen Pastenharzes nach Abscheidung der betreffenden Komponente aus der Dispersion, sondern die beiden Komponenten gelieren gemeinsam und einheitlich, und es bildet sich unabhängig vom Abdampfen oder V/egtrocknen des Dispersionsmediums ein gelierter Überzug mit ausreichender Festigkeit. Beim anschließenden Wegtrocknen des Dispersionsmediums entsteht eine gehärtete Überzugsschicht mit befriedigender Rohfestigkeit. Der kombinierte Einsatz des kolloidalen Metalloxids und des organischen Pastenharzes hat somit den Vorteil, daß die beiden Komponenten nicht nur für das gegenseitige Bindevermögen sorgen, sondern auch zur Bildung eines hervorragenden gelierten geschichteten Überzugs am Modell führen.

Die Ursache hierfür besteht vermutlich darin, daß die Gelier- und Klebeeigenschaften des organischen Pastenharzes, unabhängig davon, ob eine Gelierung des kolloidalen Metalloxids stattfindet oder nicht, einen homogenen Geliereffekt auf die Flüssigkeit A ausüben.

Erfindungsgemäß lassen sich Formen mit hervorragenden Eigenschaften herstellen, wenn eine Flüssigkeit B eingesetzt wird, die ein .Geliermittel enthält, welches Bindevermögen aufweist und seinerseits durch die jeweilige Flüssigkeit A zum Gelieren gebracht wird. Wenn nämlich das in der Flüssigkeit B enthaltene Geliermittel ein anderes kolloidales Metalloxid oder organisches Pastenharz als das in der Flüssigkeit A enthaltene kolloidale Metalloxid und/oder organische Pastenharz darstellt und durch die Flüssigkeit A gelierbar ist, geliert die Flüssigkeit B ähnlich wie die Flüssigkeit A, und es kommt zur Bildung einer vorteilhaften gelierten Überzugsschicht. Ähnliche Ergebnisse lassen sich selbst dann erzielen, wenn das kolloidale Metalloxid und/oder das organische Pastenharz in der Flüssigkeit B das andere kolloidale Metalloxid und/oder organische Pastenharz in der Flüssigkeit A nicht zum Gelieren bringen, vorausgesetzt, daß dieses kolloidale Metalloxid und/oder organische Pastenharz zur stabilen Koexistenz mit dem anderen zugesetzten Geliermittel in der Flüssigkeit B befähigt und durch die Flüssigkeit.A gelierbar ist (sind). Analog erfolgt

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in der Flüssigkeit B ein Zusammenwirken des kolloidalen Metalloxids und des organischen Pastenharzes unter Bildung eines zusammengesetzten Bindemittels, mit dessen Hilfe das erfindungsgemäße Ziel erreicht wird. Wenn das in der Flüssigkeit B enthaltene kolloidale Metalloxid und.organische Pastenharz keine ausreichenden Gelierwirkungen auf die Flüssigkeit A ausüben, kann man ein zusätzliches Geliermittel verwenden. Man verwendet jedoch vorzugsweise ein organisches Pastenharz mit der notwendigen Gelierwirkung. Beim erfindungsgemäßen Formherstellungsverfahren verwendet man insbesondere Flüssigkeiten A und B, welche bei Berührung innerhalb von 10 Minuten soweit gelieren, daß der am Modell gebildete Überzug nicht fließt.

Günstige Ergebnisse können.erfindungsgemäß erzielt werden, wenn man eine Flüssigkeit A, die als organisches Pastenharz eine wäßrige Emulsion mit einem ρττ-Bereich von 8 bis 12, z.B. eine wäßrige Emulsion von Polyacrylat oder einem Acrylester-Copolymeren, Synthesekautschuklatex oder eine wäßrige Emulsion von Äthylen-Vinylacetat-Copolymerem, und als kolloidales Metalloxidsol ein in Wasser und/oder einem hydrophilen organischen Lösungsmittel dispergiertes Siliciumdioxidsol mit einem p^-Wert von 7 oder darüber enthält, sowie eine Flüssigkeit B, die als Geliermittel mit Bindevermögen ein in Wasser und/oder einem hydrophilen organischen Lösungsmittel dispergiertes Siliciumdioxidsol mit einem powert von weniger als 6 und eine wäßrige Emulsion von Polyvinylacetat oder Vinylacetat -Copolymerem mit einem p^-Bereich von 2 bis 6 enthält, verwendet.

Das erfindungsgemäß eingesetzte feuerfeste bzw. hitzebeständige Material bildet das Aggregat in dem am Modell erzeugten gehärteten Schichtüberzug, das der Form die gewünschte Festigkeit und Feuerbeständigkeit verleiht. Zur konkreten Durchführung des erfindungsgemäßen Beschichtungsprozesses eignen sich folgende Ausführungsformen:

1) Zuerst wird die kein feuerfestes Material enthaltende Flüssigkeit A aufgebracht, dann folgt eine Besandung mit dem feuerfesten Material und hierauf die Aufbringung der kein feuerfestes Material

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enthaltenden Flüssigkeit B; der gesamte Prozeß wird unter Berücksichtigung einer ausreichenden Standzeit zwischen den Arbeitsgängen wiederholt;

2) zuerst wird die feuerfestes Material enthaltende Flüssigkeit A und anschließend die kein feuerfestes Material enthaltende Flüssigkeit B aufgebracht; der gesamte Prozeß wird bei ausreichender Standzeit zwischen den Arbeitsgängen wiederholt;

3) zuerst wird die feuerfestes Material enthaltende Flüssigkeit A und anschließend die feuerfestes Material enthaltende Flüssigkeit B aufgebracht; der gesamte Prozeß wird bei ausreichender Standzeit zwischen den Arbeitsgängen wiederholt;

4) zuerst wird die kein feuerfestes Material enthaltende Flüssigkeit A und anschließend die feuerfestes Material enthaltende Flüssigkeit B aufgebracht; der gesamte Prozeß wird bei ausreichender Standzeit zwischen den Arbeitsgängen wiederholt; und

5) bei einer der Methoden 2) bis 4)wird zu geeigneten Zeitpunkten zwischen den Beschichtungsvorgängen eine Besandung mit feuerfestem Material vorgenommen. Gemäß einer weiteren Beschichtungsmethode bringt man auf das Modell gleichzeitig die Flüssigkeiten A und B und das feuerfeste Material auf, beispielsweise mit Hilfe einer Spritzpistole, und wiederholt den Vorgang in geeigneten Zeitabständen. Nach Bedarf können die Flüssigkeiten A und B mit dem feuerfesten Material vorgemischt werden.

Die erfindungsgemäß verwendeten Flüssigkeiten A und B können nach Bedarf weitere Zusätze enthalten, sofern sich die erfindungsgemäßen Ziele ausreichend verwirklichen lassen. Beispiele für diese Zusätze sind oberflächenaktive Mittel zur Verbesserung der Benetzbarkeit des Modells mit der Flüssigkeit A, Antischaummittel zur Beseitigung von beim BeSchichtungsvorgang gebildeten Blasen, Viskositätsmodifiziermittel zur Einstellung der Flüssigkeiten auf eine für den Auftrag geeignete Viskosität und Thixotropiemodifiziermittel zur Verbesserung der Fließeigenschaften der Flüssigkeiten. Die die notwendigen Zusätze enthaltende Flüssigkeit A oder B kann leicht in einem Mischer, wie er beim herkömmlichen Wachsausschmelzverfahren verwendet wird, hergestellt werden.

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Als Formmodelle eignen sich für das erfindungsgemäße Verfahren beliebige herkömmliche Formmodelle, d.h. solche aus Wachs, Kunstharzen und Holz. Die Überzugsaufbringung wird beispielsweise dadurch vorgenommen, daß man das Modell in eine Flüssigkeit eintaucht und wieder entnimmt oder die Flüssigkeit auf das Modell aufstreicht oder -spritzt.

Das feuerfeste Material wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren rasch am Modell aufgebracht, da die Gelierung jeder Überzugsschicht ziemlich schnell und gänzlich ohne "Laufen" des Überzugs erfolgt, unabhängig davon, ob eine Besandung vorgenommen wird oder nicht. Bei der Wachsentfernung kommt es weder zur Riß- noch zur Blasenbildung, so daß man eine zufriedenstellende Form mit ausgezeichneter Feuerfestigkeit, Wasserbeständigkeit und mechanischer Festigkeit erhält. Außerdem lassen sich die erfindungsgemäß hergestellten Formen nach erfolgtem Metallguß ohne Schwierigkeit wegbrechen. Daher eignen sich die erfindungsgemäß erzeugten Formen auch für das Vakuumgießverfahren und insbesondere für das Vergießen von hochschmelzenden Metallen. Mit Hilfe der verschiedenen Arten des eingesetzten kolloidalen Metalloxids, lassen sich schließlich Formen mit unterschiedlichen, an die zu vergießenden Metalle angepaßten Feuerfestigkeitsgraden herstellen.

Die nachstehenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Formherstellungsverfahren näher erläutern. Sie sind jedoch nicht im beschränkenden Sinne aufzufassen, da zahlreiche weitere Abwandlungen und Varianten durchführbar sind, die innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens liegen.

Tabelle II zeigt die in den Beispielen 1 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 verwendeten Arten des Metalloxidsols und der organischen Pastenharzdispersion.

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Tabelle II

Arten des Metalloxidsols und der organischen Pastenliarzdispersion

StNr" Bezeichnung	Aluminiumo xi d s ο 1	Art	Eeststoffgehalt Dispersionsmedium (Gew.-$) (Dispersionszustand)	,2	Wasser (Sol)
1	alkalisches Siliciumdioxidsol	Al2O3	9	,0	Wasser (Sol)
2	Zirkoniumoxidsol	SiO2	28	,0	Wasser (Sol)
3	Zirkoniumoxidsol	ZrO2	23	,0	Wasser/Äthanol-Ge misch (Gewichtsver hältnis 1:1) (Sol)
4	Titanoxidsol	ZrO2	23	,0	Wasser (Sol)
5	TiOo	15

Aluminium-

bipho sphatlösung ' AIpO -,

Amin-Silikat

Vinylacetatemulsion

Acrylesteremulsion

SiO,

25,0 ' Wasser (Sollösung)

28,0 Wasser/Äthylenglytol (Gewichtsverhältnis 19:1) (Sollösung)

Polyvinylacetat

Polymethylacrylat

50,0

50,0

10 Harnstoffharz- Harnstoff/ 20,0 lösung Formaldehyd-

-Kondensatharz

Wasser (Emulsion) Wasser (Emulsion) Wasser (Lösung)

-H-

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Tabelle

III

Zusammensetzungen der Flüssigkeiten A und B

CD -v. CD CO

*\^ Bezeichnung Komponenten \v

Beispiel

1

A

B

2

A

B

3

A

B

4

A

B

Vergleichsbeispiel

A

B

2

A

B

A.rt desMetalloxidsols*) eingesetzte Menge (kg) A.rt der organischen Pastenharzdispersion*) eingesetzte Menge (kg) A.rt des Dispersionsmediums krt des Geliermittels*) eingesetzte Menge (kg) Äethylsilikonat**) (g) Zirkonmehl***) (kg) geschmolzenes Quarz- pulver****) ■ (kg)

(D 3,5 (8) 0,5 Vasser 20 13,8

Wasser (2) 4,0 16,5

(3) 3,7 (9) 0,3 Wasser 20 9,3

Yasser/ Äthanol (4) 4,0 9,0

(2) 3,2 (10) 0,2 Wasser 12,5

Wasser (6) 3,6 15,2

(5) 3,5 (8) 0,2 Wasser/ Äthanol 12,6

Wasser (7) 3,8 20 15,2

1

(D 4,0 Wasser 20 13,8

Wasser (2) 4,0 16,5

(3) 3,7 (9) 0,3 Wasser 20 9,3

Wasser (3) 4,0 9,0

*) Flüssigkeits-Nummern in Tabelle II **) Antischaummittel Pronon 201 (Nippon Yushi Co., Ltd.) ***) Korngröße entsprechend 300 Maschen und darunter ****) Korngröße entsprechend 325 Maschen und darunter

(Der Ausdruck "Maschen" bedeutet hier und an anderen Stellen "meshes".)

cn

CD CO CD CO

Beispiel 1

A) Herstellung einer Flüssigkeit A (Aufschlämmung)

Gemäß der in Tabelle III angegebenen Rezeptur beschickt man einen mit einem Rührer ausgerüsteten 6 Liter-Becher aus rostfreiem Stahl unter Rühren in dieser Reihenfolge mit dem Metalloxidsol, der organischen Pastenharzdispersion, dem Methylsilikonat und dem feuerfesten Pulvermaterial und setzt das Rühren 3 Stunden bei Raumtemperatur mit 60 UpM fort. Dabei erhält man die gewünschte Flüssigkeit A (Aufschlämmung).

B) Herstellung einer Flüssigkeit B (Aufschlämmung)

Unter Anwendung der in Tabelle III angegebenen Rezeptur stellt man analog A) eine Flüssigkeit B (Aufschlämmung) her, d.h. man vermischt ein wäßriges Siliciumdioxidsol als Geliermittel unter Rühren mit dem feuerfesten Pulvermaterial.

G) Herstellung und Prüfung der Formen

Die Formen werden wie folgt unter Anwendung der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Flüssigkeiten A und B und von feuerfestem Material in einem eine Temperatur von 20+ 3°C und eine relative Feuchtigkeit von 60 $ aufweisenden Raum hergestellt. Die Wachsmodelle werden in die Flüssigkeit A oder B eingetaucht, nach der Entnahme mit dem feuerfesten Material besandet und schließlich während einer vorbestimmten Zeitspanne stehen gelassen. Dieser Arbeitsprozeß wird unter Einhaltung der aus Tabelle IV ersichtlichen BeSchichtungsfolge wiederholt.

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Tabelle IV Beschichtungsfolge

Überzug-Nr. Flüssigkeit feuerfestes Material Standzeit, min

1 A Zirkonsand Nr.80 (Maschen) 40

2 B Zirkonsand Nr.80 ( " ) 60

Schamottesand mit einem Teil- 60 chendurchmesser von etwa 3

3	A
4	B
VJl	A
6	B

Schamottesand mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,6 mm 60

Schamottesand mit einem Teil- ' 60 chendurchmesser von etwa 1 mm

Nachdem der sechste Überzug aufgebracht wurde, wird das Modell wie es ist 24 Stunden im Raum stehen gelassen und getrocknet. Man wiederholt den Herstellungsprozeß und erzeugt insgesamt sechs getrocknete Formen. Drei dieser Formen werden mit nach unten gerichteter unbeschichteter Seite in einen elektrischen Ofen gegeben und etwa 7Minuten auf 1000⁰C erhitzt, wodurch das Wachsmodell beseitigt wird. An keiner der drei Formen läßt sich nach der Wachsentfernung irgendwo eine Schichtaufspaltung oder Blasen- bzw. Rißbildung feststellen. Wenn in die genannten Formen geschmolzene Legierung N-155 von 1600⁰C eingegossen wird, tritt keine Unregelmäßigkeit auf; Feuerbeständigkeit und Festigkeit der drei Formen sind somit zufriedenstellend. Die übrigen drei getrockneten Formen werden zur Wachsentfernung 20 Minuten in einem Autoklaven auf 160 C erhitzt und anschließend 24 Stunden bei Raumtemperatur stehen gelassen. Auch bei diesen Formen werden keinerlei Schichtentrennung oder Blasen- bzw. Rißbildung beobachtet. Wenn man geschmolzene Legierung N-155 von 1600⁰C in die Formen gießt, läßt sich keine Unregelmäßigkeit feststellen; Feuerbeständigkeit und Festigkeit der Formen sind daher zufriedenstellend.

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Beispiel 2

Die Flüssigkeiten A und B werden analog Beispiel 1 unter Anwendung der in Tabelle III angeführten Rezepturen, die das Metalloxidsol, das organische Pastenharz, das Geliermittel und ein anderes feuerfestes Material als jenes von Beispiel 1 beinhalten, hergestellt. Man erzeugt insgesamt sechs vom Wachs befreite Formen gemäß Beispiel 1, d.h. drei Formen werden im elektrischen Ofen, die übrigen drei Formen im Autoklaven vom Wachs befreit. Anschließend wird gemäß Beispiel 1 geschmolzene Legierung SCS 14 von 165O⁰C in die jeweiligen drei Formen vergossen. Keine der Formen zeigt irgendeine Unregelmäßigkeit.

Vergleichsbeispiel· 1

Man stellt die Flüssigkeiten A und B unter Anwendung der in Tabelle III gezeigten Rezepturen analog Beispiel 1, jedoch ohne Zusatz eines organischen Pastenharzes her. Die Überzugsaufbringung wird gemäß Beispiel 1 vorgenommen. Bei zwei der drei Formen erfolgt ein "Laufen" der aufgebrachten Schichten während der nach der Tauchmethode vorgenommenen Aufbringung des vierten Überzugs. Bei der dritten Form tritt ein entsprechendes "Laufen" während der nach der Tauchmethode stattfindenden Aufbringung des fünften Überzugs auf. Es ist daher nicht möglich, einen gehärteten geschichteten Überzug mit befriedigenden Eigenschaften auf den Modellen zu erzeugen. Die gewünschten Formen lassen sich somit nicht herstellen.

Vergleichsbeispiel 2

In Beispiel 2 enthält die Flüssigkeit B in einem Wasser/Äthanol-Gemisch, dispergiertes Zirkoniumoxidsol, wobei das Äthanol als Geliermittel dient. Im Vergleichsbeispiel 2 verwendet man eine Flüssigkeit B, die ein äthanolfreies wäßriges Zirkoniumoxidsol beinhaltet. Die Flüssigkeiten A und B werden analog Beispiel 1 unter Anwendung der in Tabelle III angeführten Rezepturen hergestellt. Unter Verwendung dieser Flüssigkeiten A und B werden insgesamt sechs getrocknete Formen gemäß Beispiel 1 erzeugt. Jeweils drei Formen werden gemäß Beispiel 1 im elektrischen Ofen bzw. im Autoklaven vom Wachs befreit. Die erhaltenen Formen zeigen Risse von beträchtlicher Größe und eignen sich nicht für Gießzwecke.

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Beispiel 3

Man stellt Formen analog Beispiel 1· unter Verwendung von Flüssigkeiten A und B mit den in Tabelle III gezeigten Zusammensetzungen her. Alle erhaltenen Formen weisen hervorragende Eigenschaften auf. Bei den gemäß Beispiel 1 durchgeführten Gießtests wird keine Unregelmäßigkeit festgestellt.

Beispiel 4

Man stellt analog Beispiel 1 unter Anwendung der Flüssigkeiten A und B mit den aus Tabelle III hervorgehenden Zusammensetzungen Formen her und unterwirft sie den vorstehend beschriebenen Gießtests. Die Formen weisen ausgezeichnete Eigenschaften aufj die Testergebnisse sind ebenfalls zufriedenstellend.

Tabelle V veranschaulicht weitere Beispiele, bei denen die Flüssigkeit B sowohl ein Siliciumdioxidsol als auch ein organisches Pastenharz als das benötigte Geliermittel enthält.

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IO

Tabelle

Beispiel

lceit

Siliciumdioxidsol organisches
Pastenharz

feuerfestes
Pulvermaterial

weitere Bestandteile

A (pH 9,2)

Snowtex-30 (30 io SiO₉; pH 10,1), 4 ig Mowinyl DM
60²⁾, 0,8 kg

Zirkonmehl,
16,5 kg

A Vergißichs— bsp.

Natriumsilikatlösung (Molverhältnis SiO₉/ Na₉O 2,7:1; 22Yo SiO₂), 5 kg Zirkonmehl,
18 kg

B (pH 9,5)

Snowtex-0 (10 ^SiO₉; pH 3,1), 4 Kg Mowinyl DV
kg

Zirkonmehl,
18,5 kg

Newrex-TAB, 4 g; Pronon 2 g

A (pH 11,8)

wäßriges Siliciumdioxidsol φίοΐ-verhältnis SiO₉/ Na₉O 12:1; ^ά 5fo SiO₂),4,5 kg Groslene-1,2 kg

geschmolzener Quarz,
13,5 kg

Bentonit, 16 g

B (pH 2,1)

methanolisches Siliciumdioxidsol (30$ SiO₉), 4,3 kg alkoholische Phenolharzdispersion
(30$ Fest stoff gehalt), 0,7 kgj wäßrige Aluminiumnitratlösung (30pro-;
zentig), 0,2 kg

geschmol
zener
Quarz,
12 kg

A pH 0,9)

wäßriges SiIiciumdioxidsol (Mo1verhältni s Si0₉/Na₉0 20:1; 22#SiO₂), 4,7 kg

Malcabond 0,3 kg Schamotte,
12 kg

Newrex-TAB, 3,5 g

B pH 1,1)

wäßriges SiIiciumdioxidsol (Molverhältnis Si0₉/Na₉0

10:1;ολ30 <fo SiO₂) ^o;, 7,8 kg

50prozentige H₂SO₄, 0,15 kg

A pH 2,1)

Snowtex-30 (30 io SiO₂; Molverhältnis SiO₉/ Na₉O 110:1), 3,5 kg Malcabond EZ
402⁵⁾, 1,5 kg

Zirkonmehl,
16,2 kg

B pH 3,4)

Snowtex-0 (20 io SiO₉; pH 3,2), ^ά 4 kg

Polyvinylacetatτ emulsion (50 $ Feststoffgehalt) 1 kg Zirkonmehl,
17,5 kg

Newrex-TAB,

2.8 g; Pronone 201,

1.9 g; Poüyä&ylenoxidpulver,

2 g

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1) wäßrige Polyvinylacetatemulsion mit einem Peststoffgehalt von

JV TOf

2) wäßrige Emulsion eines Styrol/Acrylester-Copolymeren mit einem Feststoffgehalt von 50 #;

3) Synthesekautschuklatex mit einem Peststoffgehalt von 30 fi (Takeda Yakuhin Co., Ltd.);

4) Acrylpolymeremulsion mit einem Feststoffgehalt"· von 50 <fo (Maruban Kagaku Co., Ltd.)J

5) wäßrige Emulsion eines Äthylen/Vinylaoetat-Copolymeren mit einem Peststoffgehalt von 50 $ (Maruban Kagaku Co., Ltd.)»

6) oberflächenaktives Mittel (Nippon Yushi Co., Ltd.);

7) Antischaummittel (Nissei Sangyo Co., Ltd.);

8) zugesetzt gemeinsam mit der Schwefelsäure zur Erzielung eines Pjr-Wertes von 1,1.

Beispiel 5

A) Herstellung der Flüssigkeiten A und B

Die Aufschlämmungen werden unter Verwendung der aus Tabelle V ersichtlichen Bestandteile in den angegebenen Mengen hergestellt. Man beschickt ein mit einem Rührer ausgerüstetes zylindrisches 10 Liter-Gefäß zunächst mit dem Siliciumdioxidsol und gibt anschließend unter Rühren mit 60 UpM das organische Pastenharz geraeinsam mit dem oberflächenaktiven Mittel und dem Antischaummittel (falls erforderlich) hinzu. Schließlich wird das feuerfeste Pulvermaterial, das_/einen Durchschnittsteilchendurchmesser entsprechend 250 Maschen aufweist, zugesetzt. Nach 30minütigem Rühren wird das Gemisch 24 Stunden stehen gelassen und anschließend nochmals gerührt. Auf diese Weise erhält man die gewünschten Aufschlämmungen.

B) Herstellung der Formen

Ein mit einem Rührer ausgerüstetes 5Liter-Weithals-Polyäthylengefäß wird unter langsamem Rühren (60 UpM) mit den aus Tabelle V (Beispiel 5) ersichtlichen Flüssigkeiten A und B beschickt. Dann taucht man vier Wachsmodelle zunächst zur Imprägnierung in die Flüssigkeit A ein, besandet sie nach der Entnahme mit Zirkonsand Nr.80, läßt sie 3 Minuten stehen, taucht sie zur Imprägnierung in die Flüs-

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sigkeit B ein, besandet sie nach, der Entnahme neuerlich mit Zirkonsand Nr.80, läßt sie 3 Minuten stehen, taucht sie nochmals zur Aufbringung eines dritten Überzugs in die Flüssigkeit A ein, besandet sie nach der Entnahme mit aluminiumoxidreiehern Sand mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,5 mm, läßt sie 3 Minuten stehen, taucht sie zur Aufbringung eines vierten Überzugs nochmals in die Flüssigkeit B ein, besandet sie nach der Entnahme wie nach der Aufbringung des dritten Überzugs, taucht sie zur Aufbringung eines fünften Überzugs nochmals in die Flüssigkeit A ein, besandet sie nach der Entnahme neuerlich mit aluminiumoxidreichem Sand mit einem Teilchendurchmesser von etwa 1 mm, läßt sie 3 Minuten stehen, taucht sie zur Aufbringung eines sechsten Überzugs nochmals in die Flüssigkeit B ein und trocknet sie nach der Entnahme, ohne eine Besandung vorzunehmen, 24 Stunden bei Raumtemperatur. Auf diese Weise erhält man die gewünschten Formschalen.

Andererseits stellt man Formschalen nach derselben Methode her, wobei man jedoch die aus Tabelle V (Beispiel 5) ersichtliche Flüssigkeit A des Vergleichsbeispiels einsetzt.

Die beiden erfindungsgemäß hergestellten sowie die beiden gemäß dem Vergleichsbeispiel erzeugten Formschalen werden mit nach unten gerichteten unbeschichteten Seiten in einen auf 900⁰C aufgeheizten elektrischen Ofen gegeben und etwa 5 Minuten zur Wachsentfernung in diesem belassen. Die Untersuchung der vom Wachs befreiten Schalen ergibt, daß die erfindungsgemäß hergestellten Formschalen keine Risse oder Blasen zeigen, während die Formschalen des Vergleichsbeispiels an der vom Wachs befreiten Oberfläche Blasen sowie an drei Stellen SchichtSpaltungen aufweisen.

Die übrigen beiden Formschalen jedes der beiden Beispiele werden in einem Autoklaven bei 15O⁰C und 7 kg/cm² Druck mit heißem Wasser vom Wachs befreit. Der Wachsbeseitigungsprozeß verursacht bei den erfindungsgemäß hergestellten Formschalen keine Erweichung und Rißbildung. Im Gegensatz dazu zeigen die gemäß dem Vergleichsbeispiel erzeugten Formschalen ein beträchtliches Ausmaß an Erweichung bzw. Erschlaffung und erleiden, obwohl keine Rißbildung er-

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folgt, eine derart starke Verformung, daß sie sich, nicht als Gießformen eignen.

Obwohl die erfindungsgemäß erzeugt en Formsehalen eine sehr hohe Grünbzw. Rohfestigkeit besitzen, lassen sie sich nach dem Metallguß leicht auseinanderbrechen.

Beispiel 6

Die Wachsmodelle werden analog Beispiel 5 unter Verwendung der in Tabelle V (Beispiel 6) angeführten Flüssigkeiten A und B beschichtet. Jeder der mit einer Flüssigkeit erzeugten Überzüge wird durch den Überzug aus der anderen Flüssigkeit wirksam und rasch zum Gelieren gebracht, ohne daß ein "Laufen" des Überzugs an der Oberfläche der Modelle erfolgt, wenn diese in die Flüssigkeiten eingetaucht und nach der Entnahme besandet werden. Ferner werden bei der Wachsentfernung ebenso zufriedenstellende Ergebnisse wie in Beispiel 5 erzielt. Die erhaltenen Formschalen weisen somit hervorragende Eigenschaften auf.

Beispiel 7

Die Wachsmodelle werden analog Beispiel 5 unter Verwendung der aus Tabelle V (Beispiel 7) ersichtlichen Flüssigkeiten A und B beschichtet. Ein Merkmal der gemäß diesem Beispiel erzeugten Formschalen ist, daß die Flüssigkeit B kein feuerfestes Pulvermaterial und außerdem als Geliermittel anstelle des organischen Pastenharzes 0,15 kg 50prozentige HpSO, enthält. Jeder der Überzüge wird wirksam und rasch zum Gelieren gebracht, ohne daß ein "Laufen" des Überzugs an der Modelloberfläche erfolgt. Bei der Wachsbeseitigung werden ebenso zufriedenstellende Ergebnisse wie in Beispiel 5 erzielt. Man erhält somit ausgezeichnete Formschalen.

Beispiel 8

Jede der in Tabelle V (Beispiel 8) angeführten Flüssigkeiten A und B wird in eine getrennte Spritzpistole eingegossen. Dann spritzt man die Flüssigkeiten A und B gleichzeitig in einer Stärke von jeweils 200 g/m auf ein zuvor mit einem Trennmittel beschichtetes Holzmodell des üblicherweise im Shaw-Verfahren verwendeten Typs

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auf. Dann besandet man das Modell mit Zirkonmehl Nr.80 und läßt, es hierauf 5 Minuten stehen. Der gesamte Prozeß wird zweimal wiederholt. Beim zweiten und dritten Arbeitsgang erhöht man die Stärke des Überzugs aus den Flüssigkeiten A und B jedoch auf 800 g/m , während man für die zweite Besandung aluminiumoxidreichen Sand mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,5 mm und für die dritte Besandung aluminiumoxidreichen Sand mit einem Teilchendurchmesser von etwa 1 mm verwendet. Die erzielte beschichtete Oberfläche wird weiter mit Wasserglas, Siliciumdioxid und Ferrosiliciumpulver in einer Dicke von etwa 50 mm überzogen. Dabei erhält man eine umgekehrte Form. Die erhaltenen Formen weisen hervorragende Eigenschaften auf, da sie selbst nach der Abnahme von den Modellen und sogar nach östündigem Brennen bei 80O⁰C keine Risse zeigen.

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Claims (4)

Pat entansprü ehe

1. Verfahren zur Herstelllang von Formen, dadurch gekennzeichnet , daß man ein Pormmodell wiederholt mit einer Flüssigkeit A und einer Flüssigkeit B abwechselnd oder gleichzeitig beschichtet, wobei die Flüssigkeit A ein in Wasser und/oder einem hydrophilen organischen Lösungsmittel dispergiertes und ein organisches Pastenharz enthaltendes Metalloxidsol oder eine durch Zugabe eines feuerfesten, Materials zum genannten Sol erzeugte Aufschlämmung ist und die Flüssigkeit B eine Flüssigkeit, bei welcher ein Geliermittel für das in der Flüssigkeit A enthaltene kolloidale Metalloxid und/oder organische Pastenharz in Wasser und/oder einem hydrophilen organischen Lösungsmittel dispergiert ist, oder eine durch Zugabe eines feuerfesten Materials zur genannten Flüssigkeit erzeugte Aufschlämmung darstellt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxidsol der Flüssigkeit A Zirkoniumoxidsol, Titanoxidsol, Eisenoxidsol, Magnesiumoxidsol, Aluminiumoxidsol, Siliciumdioxidsol, Chrom(III)-oxidsol oder ein Gemisch von zwei oder mehreren dieser Sole ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Geliermittel in der Flüssigkeit B ein Metalloxidsol in Form von ZirkoniumoxidsOl, Titanoxidsol, Eisenoxidsol, Magnesiumoxidsol, Aluminiumoxidsol, Siliciumdioxidsol, Chrom(III)-oxidsol oder eines Gemisches von zwei oder mehreren dieser Sole und/oder ein organisches Pastenharz darstellt.

4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit A ein in Wasser und/oder einem hydrophilen organischen Lösungsmittel dispergiertes Siliciumdioxidsol, das einen ρ -Wert von mehr als 7 aufweist und ein stabiles, mischbares organisches Pastenharz enthält, oder eine durch Zugabe eines feuerfesten Materials zum genannten Sol erzeugte Aufschlämmung

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darstellt und zur Gelierung der Flüssigkeit B befähigt ist,
und daß die Flüssigkeit B ein in V/asser und/oder einem hydrophilen organischen Lösungsmittel dispergiertes Siliciumdioxidsol, das einen ρττ-Wert von weniger als 6 aufweist und ein stabiles, mischbares organisches Pastenharz enthält, oder eine
durch Zugabe eines feuerfesten Materials zum genannten Sol erzeugte Aufschlämmung darstellt und zur Gelierung der Flüssigkeit A befähigt ist.

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