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Schlichte für das Giessen von Metallen oder Gesteinen
Bekannte Schlichten bestehen vorzugsweise aus feinen hochfeuerfesten Pulvern, beispielsweise Zirkonsilikat oder Graphit, die in Anmachflüssigkeiten dispergiert sind und ausserdem einen Binder mit filmbildenden Eigenschaften, wie organische Kolloide, Kunstharze oder Ton enthalten, der auch bei höheren Temperaturen der Schlichte eine mechanische Festigkeit geben soll. Um die Trocknung der Schlichten zu beschleunigen, kann man auch mit organischen, gegebenenfalls brennbaren Anmachflüssigkeiten, vorzugsweise Alkohol, arbeiten, die nach dem Aufbringen des Schlichtüberzuges abgebrannt werden können ("Einbrennen").
Die hier erwähnten Bindungsarten auf organischer Basis oder aus Ton haben aber den grossen Nachteil, nicht in allen Temperaturbereichen hinreichende Festigkeit aufzuweisen. Die organische Bindung verbrennt bei Temperaturen von 300 bis 5000 C und die keramische Bindung des Tones tritt erst ab 800 - 10000 C ein. Deshalb kann die Schlichte durch die fliessende Metallschmelze von der Formoberfläche abgespült werden, was ein Anbacken des Gussstückes in der Form oder eine schlechte Beschaffenheit der Oberfläche des Gussstückes zur Folge hat.
Erfindungsgemäss werden diese Nachteile ausgeschaltet, indem als filmbildende Komponente Polyorthophosphate verwendet werden. Es ist zwar bereits vorgeschlagen worden, saure Aluminiumphosphate als Bindemittel für feuerfeste Anstriche zu verwenden. Dieser Vorschlag gibt aber noch keinen Hinweis, dass man diesen Stoff auch bei Schlichten anwenden kann. Polyorthophosphate sind bekanntlich anorganische Polymere, bestehend aus PO'"-Gruppen, die über mehrwertige Kationen, vorzugsweise dreiwertige Aluminium-und/oder Chromionen vemetzt werden. Nach Kirk-Ommer liegen in solchen Polyorthophosphaten, wie z. B. Monoaluminiumphosphat, Aluminiumchromphosphat (z. B. nach Patentschrift Nr. 231237) u. dgl. keine P-O-P-Ketten, sondern eben vemetzte Makromoleküle vor.
Wässerige Lösungen dieser Polyorthophosphate mit nicht zu niedrigem pH-Wert haben stark ausgeprägte kolloidale und filmbildende Eigenschaften. Die gebildeten Filme weisen bei allen Temperaturen eine gute Festigkeit auf und sind an sich sehr feuerfest. Man kann also übliche feuerfeste pulverige) schlagstoffe, wie Zirkon, Kohlenstoff und Graphit allein oder mit geringem, 5-l0igem Tonzusatz in 25-5 Öligen wässerigen Lösungen der Polyorthophosphate dispergieren und mit diesen die Gussformen (Metall, Keramik oder Sand) behandeln. Das Aufbringen dieser Schlichten erfolgt in der üblichen Weise durch Tauchen, Streichen oder Spritzen. Nach Lufttrocknung oder Trocknung bei etwas erhöhter Temperatur kann in bekannter Weise gegossen werden.
Da, wie bereits gesagt, die erfindungsgemässe Schlichte in allen Temperaturbereichen fest ist, können damit auch Formen behandelt werden, die vor dem Giessen auf höhere Temperatur erhitzt werden. Die Schlichten mit Polyorthophosphat als Bindung haben ein sehr grosses Haftvermögen an allen Formmaterialien und haften sogar auf Graphit.
Als Bindemittel eignen sich saure Aluminiumphosphate mit einem Verhältnis AIO, ! P ; Og =t : 1-2.
Um die Filmbildung bei Raumtemperatur zu erleichtern oder zu verbessern, kann diese erfindungsgemässe Schlichte mit 10-20 Gew.-% Alkohol gemischt werden. Es tritt dadurch eine Erhöhung des pH-Wertes unter Beibehaltung der Stabilität ein, da die Dissoziation der Phosphorsäure zurückgedrängt
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bildende Eigenschaften haben die sauren Polyorthophosphatgemische des Alzo mit FeOg, MgO und ZnO. Um den Trocknungsprozess zu beschleunigen, sowie das an sich bekannte "Einbrennen" zu ermöglichen, werden der Polyorthophosphatlösung 25-30 Gew.-% (= 50-60 Vol.-%) Alkohol zugesetzt, der vorher mit 3 - 50/0 Phosphorsäure, Oxalsäure oder andem Mineralsäuren angesäuert wurde, da sonst das Polyorthophosphat ausfällt.
Durch Zusatz von Alkohol nämlich wird der PH-Wert der an sich sauren Polyorthophosphate erhöht, so dass basische Phosphate ausfallen und die kolloidalen Eigenschaften verlorengehen.
Die Filme aus Polyorthophosphaten sind sehr dicht und schützen in der Schlichte ebenfalls vorhandenen Graphit teilweise vor dem Ausbrand, so dass man nach einmaligem Schlichten mehrere Male giessen kann. Dies gilt besonders bei Metallen mit niedrigen Schmelzpunkten.
Da es sich bei den erwähnten Polyorthophosphaten in allen Fällen und saure Lösungen mit pH-Werten von 0, 4 bis 1, 6 handelt, müssen bei Anwendung auf Eisenkokillen Inhibitoren zugegeben werden, beispielsweiseDibenzylsulfoxyd, Urotropinod.dgl.
Beispiel 1: 1 kg feinstes Zirkonsilikat und 50 g feuerfester Ton, feingemahlen, werden mit 500 ml einer zirka 45%igen Aluminiumchrompolyorthophosphatlösung dispergiert und auf Sandformen oder gebrannte keramische Formen aufgetragen. Dadurch wird das Anbacken des Stahlgusses verhindert und die Oberfläche des Gussstückes verbessert.
Beispiel 2: 1 kg Graphit wird in 11 der gleichen Lösung, wie in Beispiel 1, dispergiert und wie im gleichen Beispiel angewendet. Bei der Verwendung an Eisenkokillen werden noch 4, 5 g Urotropin und 0,5 kg KJO als Inhibitor zugegeben.
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900 ml Monoaluminiumphosphatlösung (Dichte = 1, 5) mit 100 ml Methanol dispergiert und wie in den Beispielen 1 und 2 angewendet.
Beispiel 4 : 300 g Graphit, 700 g Schamottemehl und 50 g Ton werden in 1, 11 Monoaluminiumphosphatlösung angesetzt. Diese Schlichte wird bei Metallen mit geringeren Schmelztemperaturen verwendet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schlichte für das Giessen von Metallen oder Gesteinen, dadurch gekennzeichnet, dass 85-95 Gew.-Teile eines an sich bekannten feuerfesten Pulvers, wie z. B. Zirkon, Quarz, Schamotte, Graphit oder Kohlenstoff, gegebenenfalls in Mischung mit 5 Gew.-Teilen feinstgemahlenen feuerfesten Tones, gegebenenfalls unter Zusatz eines Alkohols und/oder Inhibitors, in je nach der gewünsch-
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