专利名称：铸造用的模具或型芯的制造方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用一种由型砂和粘结剂组成的混合物制造铸造用的模具或型芯的方法，其中，将型砂和粘结剂进行混合并将其输入到一个造型或造芯工具中，然后粘结剂时效硬化并给予模具或型芯必需的强度。
背景技术：
在铸造用的型芯或模具的制造中，这样的处理是已知的。在绝大多数目前通行的情况下利用有机粘结剂，其产生良好的时效硬化，但在铸造过程中由于其燃烧产生气体，该气体可能在形成的铸件中导致缩孔的形成。此外，尤其是型芯膨胀，其在这样的型砂混合物中在提高的温度下没有足够的形状稳定性。由于有机粘结剂的较大的粘结倾向，用于铸模或型芯的工具的清理的耗费也是很大的。
被认为特别不利的是，主要是其砂混合物包含有机粘结剂的型芯只能以较大的困难和高的机械的或热的费用从制成的铸件中清除。
因此也曾建议，在制造铸造用的模具或型芯时为了与砂混合采用无机粘结剂，即水玻璃。借此虽然可以在最大程度上避免有害环境的气体的产生，然而在这种情况下成形或特别是型芯从制成的铸件中的消除也是困难而耗费很大的。
发明内容
因此本发明的目的在于，提供一种开头所述型式的方法以及装置，借其可以制造铸模和/或型芯，它们在铸造过程中也应该具有高的形状稳定性和强度，但仍可按简单的方式从制成的铸件中清除。
为了达到这个目的，开头所述的方法的特征在于，将硫酸镁分散和/或溶解于水中并作为粘结剂与型砂混合，然后输入或注入到造型或造芯工具中并在造型或造芯工具内对水进行加热并使其至少部分地蒸发并且将其从造型或造芯工具中排除。
实验已表明，通过这样的方法可以生产一种稳定的型芯或一种稳定的模具，其中通过选定的粘结剂和水以及在该情况下至少一部分来自水化的硫酸镁的结晶水的排除大大提高其熔点，从而这样的铸模或这样的型芯也可以再耐铸造材料的高温并保持状态不变，而其中并不释放有害的气体。其中使本发明有用的是，通过结晶水的排除产生专用的粘结剂，即硫酸镁的材料性质的化学变化。
已表明，这样的铸模或型芯在铸件冷却以后可以用水冲去，因为专用的粘结剂仍具有这样的倾向，即吸收结晶水并因此在化学上又变回一可溶的物质，其可用这样的吹洗或清洗水溶解并从而也可以从复杂的铸件中很简单地清除，而不需要机械振动等的费用。甚至可能足够的是，将制成的铸件简单地浸入水浴中。已表明，为了溶解和洗去一个即使复杂的型芯，这样的泡水可以只待半分钟就足够了。另外，在此以后型砂实际上可以照旧供给使用而不需要耗费很大的净化和处理，因为没有必须消除的有机残留物。
通过本发明可达到的优点因此一方面涉及铸模或型芯和其在铸造过程中的性质，其中并不释放有害的气体，而另一方面涉及以后的制成的铸件的清理，其显著地简化了。
合乎目的的是，在造型或造芯工具内，借助于微波和/或红外源，对由型砂和一种硫酸镁在水中的分散体和/或溶液组成的混合物进行加热。这构成一特别简单的加热方式用以排除水和在该情况下至少一部分结晶水。在这种情况下可以很有针对性地利用微波并且还可以穿透较大的型芯的最核心的部分。
一特别有利的处理方式可能在于，在造型或造芯工具内，通过在可分离的造型或造芯工具的至少部分导电的相互绝缘的各部件上施加电压，对由型砂和一种硫酸镁在水中的分散体和/或溶液组成的混合物进行加热。电能实际上可供在制造模具或型芯的任何地方使用，从而可以相应简便地实施加热以便从模具或型芯中排除水。
将由型砂和一种硫酸镁在水中的分散体和/或溶液组成的混合物构成的导电的型芯/模具以简单而合乎目的的方式用作电阻加热的电阻并且通过在其上施加的电压和流过的电流对其进行加热。因此可直接在应该排除水的地方产生热。
电压可以施加在接触型芯/模具的电极上并且为此可以采用可分离的造型或造芯工具的至少部分导电的相互绝缘的各部件。其容纳待成形的模具或待成形的型芯的内腔因此作为电极接触模具或型芯并提供相应的加热，因为模具或型芯由于潮湿或湿度和其余的成分是导电的。
特别有利的是，作为电压施加一种交流电压。其中作为电压可以施加一种脉冲形的、特别是矩形的电压。一适当的交流电压可以将型芯或模具中的砂混合物的反应特性用于其加热。在这种情况下利用脉冲形的和特别是矩形的电压可以得到特别好的结果。特别是有可能通过改变电压的脉冲宽度控制或调节输入功率。因此电压是可调的并且特别可以选择大于1000V或大于1500V，以便达到相应快速而强的加热。
当选择具有超过1000Hz，例如3000Hz或更高的频率的交流电压时，可在短时内达到良好的通体干燥。由于全部的型芯箱或造芯或造型工具用作为电极表面，可以很快而有效地传递能量并因此可在极短的时间内干燥相应的型芯或相应的模具。
合乎目的的可能是，将通过加热蒸发的水借助于一种气态介质如氮气和/或二氧化碳和/或空气从工具中排除，其中该用于排水的气态介质可以利用压力或借助于吸出和负压通过工具并因此通过形成的铸模或通过型芯输送。特别是空气实际上不受限制地可供使用并且可以无问题地用于从工具中排除水蒸汽。
在这种情况下有利的是，利用热的气体排除通过加热在工具中产生的水蒸汽。借此可以避免，待排除的水蒸汽可能过早地重新冷凝或只稍微加热该水蒸汽就可以足以随后能够在最大程度上将其从工具中排除。
方法的一合乎目的的实施形式可能在于，将没有或带有至少一个结晶水的硫酸镁与具有更多个结晶水、必要时具有达七个结晶水的硫酸镁相混合分散和/或溶解于水中并作为粘结剂与型砂相混合，并且通过加热使水和一部分结晶水蒸发并然后将其排除。
借此可以以惊人的方式减少待排除的水量。由于没有或只具有不多个结晶水的硫酸镁在加热过程中可由这样的结晶水的包含更多的多结晶水的硫酸镁吸收，从而其导致在铸模或型芯内的相应的晶体形成并导致相应的加强，而不必排除全部混合物的结晶水。
已知，没有或具有不多的、特别是只具有一个结晶水的硫酸镁与具有更多个结晶水的硫酸镁在相互反应和加热时促使各个晶体结合在一起，这些晶体在按照本发明的应用中有助于形成一特别坚固的型芯或一相应坚固的模具。另一或附加的可能性，是在本发明方法进行过程中，减少待排除的水或水蒸汽的量，在这点上可以将没有或具有至少一个结晶水的硫酸镁的高的或较高的浓缩的溶液与一种水胶体相混合并将该混合物用作为粘结剂。水胶体的添加可以实现，以较少的量的分散水和/或溶解水可以达到较高的盐浓度，从而必须排除的水相应地少。
方法的另一实施形式可能在于，将比饱和溶液所需要的更多的硫酸镁与规定用于一定量的型砂的溶解水量相混合，并且一部分硫酸镁分散于溶液中并作为分散体与型砂混合。借此实现，使尽可能多的硫酸镁作为粘结剂进入型砂中并且对溶解水的需要量尽可能保持如此之少，以使随后必须排除的水蒸汽也相应地少。同时保持在以后从铸件上清除型砂残留物时借助于简单的水吹洗或泡水的优点。
型砂可以按重量比97∶3到约80∶20与分散的或溶解的粘结剂相混合。
合乎目的的是，将约100重量份量的型砂与约3重量份量到约20重量份量的分散的或溶解的粘结剂，亦即溶解的硫酸镁和/或不带结晶水，相混合。在这种情况下，一优化的处理方式可能在于，将约5至10重量份量的粘结剂以分散的或溶解的形式与约100重量份量的砂相混合。实验已表明，这导致坚固的型芯或铸模，其在铸造过程中可保持良好的状态不变并且其中只须从工具中排除尽可能少的水。
本发明还涉及一种用以制造铸模或型芯的装置，包括至少一个用以时效硬化的加热装置，其中，制造铸模的装置可以是一台制模机，而制造型芯的装置可以是一台射芯机。这些装置的特征可以在于，在制模机或射芯机上安装至少一个微波发生器作为加热装置并且在用于铸模或用于型芯的造型工具的区域内设置至少一个微波天线，它经由一根波导管与微波发生器可耦接或连接。其中一本身已知的气体吹洗盖的进气孔可以用于排除气体和/或加热的水蒸汽。
在这方面应该指出，用于铸模或用于型芯的造型工具也可以是一个多件工具，其中例如同时成形和/或加热多个型芯。
因此，本发明的装置，可以以有利的方式在最大程度上由一至今已知的制模机或射芯机构成，其附加配备一加热装置，亦即一微波发生器和一微波天线。此外有利的是，为了排除气体或加热的水蒸汽可以采用用于与粘结剂混合的型砂的进入孔，从而总体上一值得的装置可供使用。同样已有的射芯机或制模机在必要时还可以事后给予补充配备，以便由此可以采用有利的发明和特别是本发明的方法。
合乎目的的是，通过将装置调节到一个气体吹洗过程以便在排除气体或水蒸汽的同时，可将微波发生器经由波导管与天线耦接。借此可简化装置的操作，因为为了使微波发生器与天线连接并起动加热过程，实际上只需要一次调节运动。
其中，向气体吹洗过程的调节运动可以自动地使微波发生器与天线的耦接。为此仅仅这样形成相应的连接，即气体吹洗盖等的关闭同时形成微波发生器与天线的相应的连接。
一结构上特别简单的设置可以设定，使波导管的延伸是可分离的并且在分离点具有一离合器，并且波导管的天线一侧的部分可选择地设置或连接在气体吹洗盖上或工具中。为了使一气体吹洗盖进入使用位置或再离开其使用位置，在实施相应的运动时该离合器可以被连接或分离。
本发明用于加强和加速加热过程的另一实施形式可能在于。微波发生器经由一分支的波导管或经由两根波导管与一个在气体吹洗盖中的和与一个在造型工具中设置的天线可耦接或连接。
上文已提到在时效硬化时，必要时可以排除水蒸汽。如果铸模或型芯由型砂和粘结剂的混合物制成，则这特别是合乎目的的，其中粘结剂是分散的或溶解的硫酸镁。装置在这种情况下可向气体吹洗过程调节，如上文也已提到的，以便排除发热或加热时产生的水蒸汽。
总之，以有利的方式达到，可以保持制模机或射芯机和原来的造型工具不变，因为在按照本发明的装置中也利用现有的吹风并且可以用于按照本发明的加热的和蒸发的溶解水的排除。仅仅一个用于微波的天线附加安装在例如气体输入盖上。在这种情况下当然工具由适于微波的材料制造。但在制造模具或型芯时也可以利用这种包括一构成为微波发生器和天线的加热装置之装置，其中采用一种不同于上述的分散的或溶解的硫酸镁的粘结剂并且为了时效硬化需要一加热过程。
另一有值得保护价值的可能性涉及一种制造铸模或型芯的装置，包括至少一个用以时效硬化的加热装置，其中，制造铸模的装置是一台制模机，而制造型芯的装置是一台射芯机，在该机械中，可以使用或使用一种造型或造芯工具。这里作为加热装置，可以设置一电阻加热装置，其中导电的型芯或模具形成电阻并且为了取出模具或型芯而由多个部件组成的造型或造芯工具可以至少部分是导电的并在其接触位置相互是绝缘的，而且工具的各部件可以分别具有至少一个电接头，用以施加电阻加热装置用的电压。
按这种方式其可在结构上很简单地首先电加热包含溶解水和/或结晶水的模具或型芯，它们借此由于其中包含的其他的成分是导电的。潮湿的型芯或潮湿的模具形成一电阻抗，从而产生导电性。因此其上施加的电压可以用于干燥。
电阻加热装置可以具有一个电源，它包括一个用于提高频率的变频器和/或一个用于形成脉冲形电压的脉冲形成器。利用脉冲形电压在加热时可达到良好的结果。
电阻加热装置可以具有一个电源和一个用于提高电压的变压器，它们经由供电线与造型或造芯工具的各部件上的接头相连接。借此可以提高效率。
造型或造芯工具的至少一个部件具有多个电接头，并且在这些接头与电源之间可以设置有开关，以便在电接头上变换或可选择地施加电压，从而交替地关闭一开关而打开其余的。因此有可能总是重新消除或改变出现在一电极上的极性。可以相应均匀地实现一模具或一型芯的加热，其中通过各个有效的电接头的变换还可以考虑到这样的模具和型芯的极不同的外形。
在一由多于两个部件构成的造型或造芯工具中，每一部件可以具有一个电接头和供电线并且一这样的工具的总是两个部件可以间歇地连接到电源上。特别是对于复杂的型芯这样的多部件的工具是必需的。尽管如此利用上述的实施形式仍然是可能的，即分别通过施加的电压形成一电阻加热并彻底地加热型芯。
总之得到一种方法和装置，借此能够在通用的射芯机中实现模具或型芯的机械生产并且可以使型砂在约半分钟内硬化。其中该方法一方面造成硫酸镁在其水合的形式中的极不同的熔点而另一方面在其结晶水中自由状态是有用的。硫酸镁即作为七水合物具有约75℃的熔点而在其结晶水中自由状态具有1124℃的熔点。通过有针对性地清除化学结合的结晶水，因此有可能达到型砂的几乎突然的硬化。其中部分水合的和完全水合的硫酸镁的强烈纠缠是一有利的特性，其也可以被充分利用，以便在对硫酸镁的微小的量例如相对于型砂为1％就可得到很高的强度。
用于在加热后清除原来的化学结合的结晶水的重要的吹气在必要时可以通过专门设置的进气喷嘴和排气喷嘴来实现，其中干燥的气体的1至6巴的过压，优选由加热的室内空气构成是合乎目的的。加热可以以有利的方式利用微波实现，因为通常采用的石英砂对于微波辐射是“透明的”，从而它可以穿透较大的模具或型芯。此外，只加热含结晶水的硫酸镁。一旦结晶水消失，该此后无结晶水的硫酸镁也是“透明的”并且对于微波的继续穿透不再有障碍。
但加热也可以以有利的方式通过电阻加热来实现，如以上所述。
因此重要的是，从硫酸镁中也有针对性地消除、至少部分地清除化学结合的结晶水。在这种情况下出现很迅速的硬化，这对经济的制造是有利的。此外，利用硫酸镁的较小的浓度达到足够的强度。这样制成的砂型或型芯在达至少1124℃时是形状稳定的并且可以用少量的水从金属铸件中分离出来。
如果利用传统的粘结剂，由于借助于微波或电感应的加热之有针对性的加热，一加速的时效硬化也是可能的。
以下借助于附图更详细地描述本发明制造铸造用模具或型芯的装置的各实施例。其中图1用于制造铸模或型芯的、以射心机形式的装置的透视图，其包括一微波发生器和相应的天线；图2喷砂装置的一部分的放大的并大大简化的纵剖面图，其情况是在砂射入构成为型芯箱的造型工具以后以及在该型芯箱与位于其上部的吹洗盖合在一起并从下面或相反压紧射砂头以前，其中在该吹洗盖中设有微波天线用以加热型芯和排除溶解水并且微波发生器与该发射天线之间的连接仍然是打开的并且在合在一起或升高和压紧时可自动关闭；图3相当于图2的视图，其中发射天线设置在构成为造型工具的型芯箱的下部；图4一对图2和3改变的实施形式的类似视图，其中不仅在吹洗盖中而且在型芯箱中分别设有一在使用位置与微波发生器可连接或连接的天线用以加热射成的型芯；图5一改变的实施形式的相当于图2至4的视图，其中在型芯箱中设有红外源用以加热射成的型芯；图6一改变的实施形式的相当于图2至5的视图，其中作为加热装置设有一电阻加热，其中用于导电的型芯的模具也是导电的并且其各部件在接触位置是绝缘的以及在造型或造芯工具的每一部件上设有电阻加热装置用的接头；图7一相当于图6的设置和装置，其中在工具的一个部件上为型芯设有多个电接头，其可经由开关选择性地和交替地连接，以便避免在一个接头上的极化；图8又一改变的装置，其中造芯工具包括三个相互绝缘的和导电的部件，其各具有一电接头，其中经由开关可将三个部件中的各两个连接到电源上；以及图9一相当于图6的实施形式和设置，但其中相对于图6的设置将位于电源后面的脉冲形成器与变压器调换。
具体实施例方式
一整体以1标记的和在图1中简化并局部剖开示出的装置用于制造型芯，但也可以用于制造铸模。在该实施例中涉及一射芯机。
借其待制造的型芯2(图2至9)或以类似方式的铸模由型砂和粘结剂组成的一种混合物成形，粘结剂是一种溶于水中优选带有至少一个结晶水的硫酸镁或也可以是一种其他的粘结剂，其中将该砂与粘结剂的混合物3按已知的方式输入到一个进砂漏斗4中并因此注入一整体用6标记的射砂装置的射砂头5内。图1中还以局部剖开的形式示出对于射砂过程重要的空气容器7。
以射芯机形式的该装置1具有图2至9中分别示出的型芯箱8，其由型芯箱上部件8a和型芯箱下部件8b组合成使用位置，但为了制造铸模也可以是一相应不同地构成的造型工具。在这种情况下图8中示出一实施形式，其中型芯箱上部件8a本身是部分的，以便在型芯时效硬化以后能够取出一相应复杂的型芯。
利用该装置，有可能由型砂和粘结剂组成的混合物3制造铸造用的模具或型芯，其中，首先混合型砂和粘结剂，然后，借助于射砂装置6将其输入到造型或造芯工具中，在该实施例中，即输入到型芯箱8中。在图2至9中这已经实现并且粘结剂可以时效硬化和给予模具或型芯2所必需的强度。其中作为粘结剂硫酸镁优选包括至少一个结晶水分散于和/或溶解于水中并与型砂混合以形成混合物3。然后将其输入或注入到造型或造芯工具8中。
然后在该工具即型芯箱8内通过加热使分散水和/或溶解水和至少一部分结晶水蒸发并借助于气态介质从造型或造芯工具，即从型芯箱8中排除。
为了实施该方法，在造型或射芯机1上设置至少一个还要更详细描述的加热装置，因此借其可以加热和排除溶解水和/或结晶水。
在按照图1至4的实施例中，在射芯机1上安装一微波发生器9作为加热装置并且在造型工具、即型芯箱8的区域内，按照实施例在不同的位置，设置至少一个微波天线10，其经由一波导管11可与微波发生器9相连接并在使用位置连接。在实施例中相应的离合器12仍然是打开的，因为虽然已射成型芯2，但型芯箱8仍处在与气体吹洗盖13合在一起以前和借助于微波加热和时效硬化以前的状态。
其中在全部的实施例中可看到一进气孔14，借其可以输入例如热空气以排除加热的水或水蒸汽，该水蒸汽通过借助加热装置、即微波9在使用位置的加热出现。
在图1至4中微波发生器9与天线10之间的连接仍然是打开的。通过装置1向气体吹洗过程的调节以便排除水蒸汽，亦即通过型芯箱1向气体吹洗盖13和向射砂头5的方向的相对升高运动或反之可以同时使微波发生器9经由波导管11与天线10相连接，此时使离合器12在所述相对运动中接合。然后可以借助微波能量进行加热并同时或稍后一点开始排除出现的水蒸汽。
向气体吹洗过程的调节运动的同时可以自动地实现微波发生器9与天线10的连接，从而可以迅速完成全部的过程。
因此波导管11的延伸是可分离的并且在分离点设置上述的离合器12，其中波导管11的天线一侧的部分可选择地可以按图2在气体吹洗盖13上或按图3在造型工具或型芯箱8中或按图4甚至在两位置上设置和连接。图4示出，微波发生器9经由两个波导管11与一个在气体吹洗盖13中和一个在造型工具或型芯箱8中设置的天线10可耦接和连接，从而可以相应迅速而强烈地加热铸模或型芯2并且缩短排除溶解水和/或结晶水的时间。
图5示出一改变的实施形式，其中作为加热装置在造型工具上或其中，在该情况下在型芯箱8中设置红外源15，其可以作为借助微波加热的替代物或者如果例如在气体吹洗盖中另外还按照图2设置一天线10，则在必要时甚至也可对其附加设置。
图6至9再次示出改变的各实施例，其中作为加热装置设置一电阻加热，此时导电的型芯2形成电阻。其中为了取出型芯2而再次由两个(图6、7和9)或三个(图8)部件组成的造芯工具8至少部分地或合乎目的地完全是导电的，此时其由铝或铸铁或钢构成。部件8a和8b在其接触位置是相互绝缘的并且该绝缘材料16简化示于图6至9中。
此外人们可看到，工具或型芯箱8的部件8a和8b分别具有一电接头17用以施加电阻加热装置用的电压。
型芯箱上部件8a和型芯箱下部件8b，亦即造芯工具8的各部件因此属于电阻加热，其中型芯2形成实际上的电阻。
按通用的方式，该电阻加热装置具有一电源19，该电源在本发明情况下通过三相电网20导向一变频器用以提高频率和/或导向一脉冲形成器21用以形成一脉冲形的电压。
该电阻加热装置还具有一变压器22用以提高电压，供电线23由变压器22导向造芯工具8的部件8a和8b上的接头17。如果接通电压，则在工具8内的潮湿的型芯2构成为相应的电阻或阻抗，从而流过电流以干燥型芯。电压水平可按型芯2的厚度选择。在这种情况下，达到很强而有效的干燥，因为部件8a和8b构成为贴紧和接触型芯的电极，其上施加电压，其中该“电极”8a和8b通过绝缘材料16隔开，以避免相互短路。
电压合乎目的的可以是正弦形的或脉冲形的、特别是矩形的电压，其中超过1000Hz、例如3000Hz或更高的高频交流电压是特别有效的。其中电压也可以调节并选定大于1000V。通过电压的脉冲宽度的改变，可以控制或调节输入功率并且使其适应于一型芯2的形状和尺寸，并在造型工具中制造一模具的情况下适应于该模具。
虽然在按图6的实施例中两部件8a和8b构成型芯箱8并分别具有一电接头17，但按图7的实施例在型芯箱下部件8b上示出四个这样的电接头17，它们并联连接，其中在这些接头17与电源19之间设有开关24，以便在不同的接头17上变换或可选择地施加电压，其中交替地关闭一开关24而打开其余的。借此可以避免在型芯箱下部件8b的一连接头上的极化并达到型芯2的尽可能均匀的加热。
图8示出一实施形式，其中造芯工具8由多于两个部件构成，其中型芯箱上部件8a本身分成两个部件，该两部件通过绝缘25彼此电隔离。借此可以制造相应复杂的型芯2。
图8示出，该三个部件的每一个具有一电接头17和一供电线23，后者在这里包括两并联的支线23a和23b，其中设有开关26。通过间歇地打开和关闭开关26，这些并联的支线23b可以间歇地总是将这样的分成多件的工具8的两部件8a或8b连接到电源19上。因此总是只有型芯箱8的两个部件间歇地处于电流作用下，以便将处于其中的型芯用作为电阻并予以加热。
在按图9的实施形式中，基本上相当于按图6，示出脉冲形成器21和变压器22的设置顺序也可以这样调换，即串联地首先设置变压器22，然后是脉冲形成器21。
在按图6至9的实施形式中如同在按图2至5的实施例中一气体吹洗盖13设有一进气孔14，借其可导入例如热空气用以排除加热的水或水蒸汽，该水蒸汽通过借助电压在使用位置的加热出现。为了气体吹洗过程，类似于上述各实施例可将气体吹洗盖13堵注。
为了排除蒸发的水可以经由进气孔14输入气态介质，例如氮和/或二氧化碳和/或空气，优选热空气或热气体。因此可以借助于过压最好地实现蒸发的水的排除。
如上所述，混合物3包含溶于水中的、不带和/或带有一个或在必要时多个结晶水的硫酸镁作为粘结剂。例如可以将不带、带有一个结晶水的硫酸镁和带有更多个结晶水的硫酸镁一起混合和/或也与一水胶体相混合用作为粘结剂。其中特别有利的是，只利用硫酸镁或硫酸镁与水胶体，因为包含结晶水的硫酸镁可以良好地分散和/或溶解于水中并作为粘结剂与型砂混合，但以后又可借助于水从一铸成的工件中良好地分离出来。
在一由型砂和分散的或溶解的粘结剂组成的适当的混合物中可以设定，将约100重量份量的型砂与约3重量份量到约20重量份量的溶解的、特别是由硫酸镁以溶解的形式存在的粘结剂相混合。
在这种情况下，将约100重量份量的砂优选与约5至10重量份量的、以分散的或溶解的形式的粘结剂相混合。必须将相应少量的水通过加热和利用气体从型芯箱8中排除并且可相应迅速地实施该方法。
为了制造铸造用的模具或型芯2，由型砂和粘结剂制造混合物3并输入到一造型或造芯工具8中，例如注入一射芯机中。其中采用一已知的粘结剂或采用没有和/或具有至少一个或更多个结晶水的硫酸镁分散或溶解于水中作为粘结剂并且与型砂相混合和输入或注入造型工具或型芯箱8中。然后为了时效硬化，通过加热蒸发水和一部分结晶水并借助于气态介质将其排除，这可很迅速地完成。一这样的型芯或一这样的由型砂构成的模具在铸造以后可以借助于水很快地从工件中分离和冲去，因为硫酸镁保持其溶解能力。
权利要求
1.用一种由型砂和粘结剂组成的混合物(3)制造铸造用的模具或型芯(2)的方法，其中，将型砂和粘结剂进行混合并将其输入到一个造型或造芯工具(8)中，然后粘结剂时效硬化并给予模具或型芯必需的强度；其特征在于，将硫酸镁分散和/或溶解于水中并作为粘结剂与型砂相混合并随后将其输入或注入到造型或造芯工具(8)中，并且然后在造型或造芯工具内对水进行加热并使其至少部分地蒸发并且将其从造型或造芯工具(8)中排除。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在造型或造芯工具(8)内，借助于微波和/或红外线辐射器，对由型砂和一种硫酸镁在水中的分散体和/或溶液组成的混合物(3)进行加热。
3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，在造型或造芯工具(8)内，通过在可分离的造型或造芯工具(8)的至少部分导电的相互绝缘的各部件上施加电压，对由型砂和一种硫酸镁在水中的分散体和/或溶液组成的混合物进行加热。
4.按照权利要求1或3所述的方法，其特征在于，将由型砂和一种硫酸镁在水中的分散体和/或溶液组成的混合物构成的导电的型芯/模具用作为电阻加热的电阻并且通过在其上施加的电压和因此流过的电流对其进行加热。
5.按照权利要求3或4所述的方法，其特征在于，将电压施加在接触型芯/模具的电极上并为此优选采用可分离的造型或造芯工具(8)的至少部分导电的、相互绝缘的各部件(8a、8b)。
6.按照权利要求3至5之一项所述的方法，其特征在于，作为电压施加一种交流电压。
7.按照权利要求3至6之一项所述的方法，其特征在于，作为电压施加一种脉冲形的、特别是矩形的电压。
8.按照权利要求6或7所述的方法，其特征在于，选择超过1000Hz、例如3000Hz或更高的高频交流电压。
9.按照权利要求3至8之一项所述的方法，其特征在于，电压是可调的并特别选择大于1000V或大于1500V。
10.按照权利要求3至9之一项所述的方法，其特征在于，通过改变电压的脉冲宽度控制或调节输入功率。
11.按照权利要求1至10之一项所述的方法，其特征在于，借助于一种气态介质如氮气和/或二氧化碳和/或空气从工具(8)中排除通过加热蒸发的水，其中，该用于排水的气态介质利用压力或借助于吸出和负压通过工具并因此通过形成的铸模或通过型芯输送。
12.按照权利要求1至11之一项所述的方法，其特征在于，利用热气体排除通过加热在工具(8)中产生的水蒸汽。
13.按照权利要求1至12之一项所述的方法，其特征在于，将没有或带有至少一个结晶水的硫酸镁与具有更多个结晶水、必要时具有多达七个结晶水的硫酸镁相混合分散和/或溶解于水中并作为粘结剂与型砂相混合，并且通过加热使水和一部分结晶水蒸发并然后将其排除。
14.按照权利要求1至13之一项所述的方法，其特征在于，将一种没有或带有至少一个结晶水的硫酸镁的高的或较高的浓缩的分散体或溶液与水胶体相混合并将该混合物(3)用作为粘结剂。
15.按照权利要求1至14之一项所述的方法，其特征在于，将比饱和溶液所需要的更多的带有结晶水的硫酸镁与规定用于一定量的型砂的溶解水量相混合，并且使一部分硫酸镁分散于溶液中并作为分散体与型砂混合。
16.按照权利要求1至15之一项所述的方法，其特征在于，将型砂与分散的或溶解的粘结剂按重量比97∶3到约80∶20相混合。
17.按照权利要求1至16之一项所述的方法，其特征在于，将约100重量份量的型砂与约3重量份量到约20重量份量的分散的或溶解的粘结剂相混合。
18.按照权利要求17所述的方法，其特征在于，将约5至10重量份量的粘结剂以分散的或溶解的形式与约100重量份量的砂相混合。
19.用于制造铸模或型芯(2)的装置(1)，包括至少一个用以时效硬化的加热装置，其中，制造铸模的装置(1)是一台制模机，而制造型芯的装置是一台射芯机；其特征在于，在制模机或射芯机(1)上安装至少一个微波发生器(9)作为加热装置，并且在用于铸模或用于型芯的造型工具(8)的区域内设置至少一个微波天线(10)，该微波天线经由一根波导管(11)与微波发生器(9)可耦接或连接。
20.按照权利要求19所述的装置，其特征在于，在通过将装置(1)调节到一个气体吹洗过程以便排除气体或水蒸汽的同时，可将微波发生器(9)经由波导管(11)与天线(10)耦接。
21.按照权利要求19或20所述的装置，其特征在于，向气体吹洗过程的调节运动自动地促使微波发生器(9)与微波天线(10)的耦接。
22.按照权利要求19至21之一项所述的装置，其特征在于，波导管(11)的延伸是可分离的并且在分离点具有一离合器(12)，并且波导管(11)的天线一侧的部分可选择地设置或连接在气体吹洗盖(13)上或造型工具(8)中。
23.按照权利要求19至22之一项所述的装置，其特征在于，微波发生器(9)经由一分支的波导管(11)或经由两根波导管(11)与一个在气体吹洗盖(13)中的并与一个在造型工具(8)中设置的天线(10)可耦接或连接。
24.用于制造铸模或型芯(2)的装置，包括至少一个用以时效硬化的加热装置，其中，制造铸模的装置是一台制模机，而制造型芯的装置是一台射芯机，在该机械中，可以使用或使用一种造型或造芯工具(8)；其特征在于，设置一电阻加热装置作为加热装置，其中导电的型芯(2)或模具形成电阻，并且为了取出模具或型芯(2)而由多个部件(8a、8b)组成的造型或造芯工具(8)至少部分是导电的并在其接触位置是绝缘的，而且工具(8)的各部件(8a、8b)分别具有至少一个电接头(17)，用以施加电阻加热装置用的电压。
25.按照权利要求24所述的装置，其特征在于，电阻加热装置具有一个电源(19)，该电源包括一个用于提高频率的变频器和/或一个用于形成一种脉冲形电压的脉冲形成器(21)。
26.按照权利要求24或25之一项所述的装置，其特征在于，电阻加热装置具有一个电源和一个用于提高电压的变压器(22)，它们经由供电线与造型或造芯工具(8)的各部件(8a、8b)上的接头(17)相连接。
27.按照权利要求24至26之一项所述的装置，其特征在于，造型或造芯工具(8)的至少一个部件(8b)具有多个电接头(17)，并且在这些接头(17)与电源(19)之间设置有开关(24)，以便在电接头上变换或可选择地施加电压，从而交替地关闭一开关(24)而打开其余的。
28.按照权利要求24至27之一项所述的装置，其特征在于，在一由多于两个部件(8a、8b)构成的造型或造芯工具(8)中，每一部件具有一个电接头(17)和供电线并且一种这样的工具的总是两个部件间歇地连接到电源(19)上。
29.按照权利要求19至28之一项所述的装置，其中，铸模或型芯可用一种由型砂和粘结剂组成的混合物制造，粘结剂是一种分散的或溶解的硫酸镁，其特征在于，装置(1)可调节到气体吹洗过程，以便排除在受热和加热时出现的水蒸汽。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造铸造用的模具或型芯(2)的方法，制造一种由型砂和粘结剂组成的混合物(3)并将其输入一个造型或造芯工具(8)中，例如注入到一台射芯机中。其中采用一已知的粘结剂或采用没有和/或带有至少一个或更多个结晶水的硫酸镁分散或溶解于水中作为粘结剂并且与型砂相混合并且输入或注入到造型工具或型芯箱(8)中。然后为了时效硬化，通过加热使水和一部分结晶水蒸发并借助于气态介质将其排除，这可很迅速地完成。一种这样的型芯或这样的由型砂构成的模具在铸造以后可以借助于水很快地从工件中分离和冲去，因为硫酸镁保持其溶解能力。
文档编号B22C1/18GK1538887SQ02815469
公开日2004年10月20日 申请日期2002年7月16日 优先权日2001年8月10日
发明者贝恩德·库斯, 贝恩德 库斯 申请人:莱姆普工程师有限公司