AT277485B - Selbsthärtende fließfähige Formstoffmischung zur Herstellung von Gießereiformen und -kernen - Google Patents

Description

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   Selbsthärtende   fliessfähige   Formstoffmischung zur Herstellung von   Giessereiformen   und-kernen 
Die Erfindung betrifft eine selbsthärtende fliessfähige Formstoffmischung zur Herstellung von
Giessereiformen und-kernen, die ein Bindemittel, Wasser und einen grenzflächenaktiven Wirkstoff als
Verflüssiger enthält, wobei das Bindemittel aus Zement besteht. Die Verwendung fliessfähiger
Formstoffmischungen, die meist in der Hauptsache aus Quarzsand bestehen, bieten bei der Herstellung von Giessereiformen und-kernen den Vorteil, dass sie sich in den Formraum kontinuierlich eingiessen lassen und mithin die Stampfarbeit zum Verdichten des Formstoffes entfällt. 



   Aus der   franz. Patentschrift Nr. 1. 342. S29   ist eine fliessfähige Formstoffmischung bekannt, die als Bindemittel Wasserglas (Natriumsilikat) und einen selbsthärtenden Zusatz, vornehmlich Dikalziumsilikat, enthält. Als die Verflüssigung der Formstoffmischung   herbeiführende   Wirkstoffe wird eine Reihe von Verbindungen, vorzugsweise Sulfonsäuren und deren Salze vorgeschlagen, die eine Schäumung der Formstoffmischung herbeiführen. Zur   Schaumregulierung   und für die zwecks Formstoffverdichtung gebotene Beseitigung des nach dem Einfüllen des Formstoffes noch vorhandenen Schaumes sind als weitere Zusatzmittel Fettsäuren, Fettalkohole (insbesondere Butylalkohol) oder Fettester vorgesehen. 



   Eine beachtliche Schwierigkeit besteht bei der vorstehend genannten Formstoffmischung darin, dass die zahlreichen Zusätze grösstenteils innerhalb enger Toleranzgrenzen dosiert werden müssen. 



  Andernfalls besteht die Gefahr, dass die Formstoffmischung schwer vergiessbar oder übermässig geschäumt ist. Beides führt zu Inhomogenitäten der Form, insbesondere zu Lockerstellen oder gar Fehlstellen, welche die erforderliche Masshaltigkeit des Gussstückes nicht erreichen lassen. Ein wesentlicher Nachteil wird weiterhin darin erblickt, dass   wasserglasgebundener   Formsand nicht die Möglichkeit bietet, den Altsand ohne eine die Trennung der verschiedenen Reaktionsprodukte umfassende Aufbereitung in wiederholter Folge für die Formherstellung zu verwenden. Das bedingt einen unerwünscht hohen Neusandverbrauch. 



   Diese Nachteile sind bei dem bekannten Zementformsandverfahren nicht gegeben. Dabei wird unterhydratisierter Zement als Bindemittel benutzt, wobei der Altsand als sogenannter Umlaufsand in wiederholter Benutzung bleibt und daher nur geringe Mengen Neusand dem Sandkreislauf zuzuführen sind. Der Zementformsand ist selbsthärtend und kalthärtend, so dass es bei der Formherstellung im Gegensatz zu andern bekannten Formverfahren weder einer Ofentrocknung noch der Begasung mit Kohlendioxyd bedarf. 



   Aus der Schweizer Patentschrift Nr. 317962 ist die Verwendung von Sand-Zementgemischen für Giessereiformen bekannt, die neben zahlreichen andern Zusätzen einen hydrophoben Stoff, beispielsweise Fettsäuren, enthalten. Diese Zusätze bezwecken eine Verbesserung der Eigenschaften der abgebundenen Formstoffmischung, nämlich eine verkürzte Abbindezeit, eine erhöhte Elastizität und verbesserten Zerfall. Die für das Formen gebrauchsfertige Mischung ist aber nicht in den Formraum eingiessbar. 

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   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Formstoffmischung zur Herstellung von
Giessereiformen und-kernen zu schaffen, welche die Vorteile des Zementformsandverfahrens auszunutzen gestattet und die darüber hinaus in den Formraum durch kontinuierliches Eingiessen einzufüllen ist und dabei hochwertige Giessformen ergibt. 



   Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Formstoffmischung mit Zement, Wasser und einem grenzflächenaktiven Wirkstoff vorgeschlagen, bei der   erfindungsgemäss   der grenzflächenaktive Wirkstoff eine nichtionogene organische Verbindung ist. 



   Nichtionogene organische Verbindungen sind in der Technik als Detergentien bekannt. Sie stellen in der Regel ein Anlagerungsprodukt von Äthylenoxyd an Fettderivate dar, insbesondere an eine
Fettsäure oder an einen Fettalkohol. Die Erfindung empfiehlt insbesondere einen Fettalkoholpolyäthyl- englykoläther als ionogene Verbindung dem Formstoff zuzusetzen. Bevorzugt sind auch
Anlagerungsprodukte von Äthylenoxyd an Alkylphenole, beispielsweise einen Alkylphenylpolyäthylen- glykoläther zu benutzen. 



   Besonders günstige Ergebnisse werden erzielt durch den Zusatz einer nichtionogenen Verbindung, die technisch meist als Nonylphenolpolyglykoläther bezeichnet wird. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Nonylphenolpolyglykoläther erwiesen, dessen   Athoxylierungsgrad   (Anzahl der Mole Äthylenoxyd, die an je ein Mol Nonylphenol angelagert sind) mindestens den Wert 4 hat und den Wert 7 nicht übersteigt. Auch bei einigen andern Anlagerungsprodukten von Äthylenoxyd sind hohe Äthoxylierungsgrade nicht günstig ; die Erfindung empfiehlt deshalb bevorzugt solche Produkte, deren Äthoxylierungsgrad den Maximalwert 10 hat. 



   Nachfolgend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. 



   Es wird eine übliche Formstoffmischung aus 86% Sand, mit den Anteilen von etwa 76 bis 81% Umlaufsand (Altsand) und etwa 5 bis 10% neuem Quarzsand (Gleichmässigkeitsgrad 45 bis 50%, mittlere Korngrösse 0, 44 bis 0, 45 mm), aus 7% Hochofenzement HOZ 275, und 7% Wasser hergestellt, der 0, 025% Nonylphenolpolyglykoläther zugesetzt wird. Der Äthoxylierungsgrad des verwendeten Nonylphenolpolyglykoläthers hat den Wert 6. 



   Zu diesem Zweck wird zunächst der Sand zusammen mit dem Zement in einem konventionellen Flügelmischer etwa 1 min lang vorgemischt. Alsdann wird die erforderliche Wassermenge zugegeben und das Mischen etwa eine halbe Minute lang fortgesetzt, bevor nunmehr der grenzflächenaktive Wirkstoff hinzugefügt und etwa eine Minute lang nochmals gemischt wird. Die gesamte Mischzeit beträgt mithin etwa 2, 5 min, nach welcher die Formsandmischung als völlig homogener dickflüssiger Brei vorliegt und für die Herstellung von Giessformen und-kernen zur Verfügung steht. Die Verarbeitungszeit (Zeit bis zum Beginn des Erhärtens) ist ausreichend lang, so dass praktisch keine Beschränkung hinsichtlich der Länge der Transportwege zwischen Mischer und Giessplatz gegeben ist.

   Die fertige Formsandmischung kann daher mittels am Mischer zu füllender Transportbehälter in den für die jeweilige Giessform erwünschten Teilmengen oder aber auch über Rohrleitungen selbst zu weit entfernten Giessplätzen verbracht werden. 



   Die fliessfähige Formsandmischung kann ohne jede Stampfarbeit kontinuierlich in den Formraum zwischen Modell und Kasten eingegossen werden. Sie zeigt keine Schaumbildung, so dass ein Nachlunkern unterbleibt. Auch Modellhinterschneidungen werden fehlerfrei ausgefüllt, so dass die Masshaltigkeit des Gussstückes unbedingt gewährleistet ist. Durch die Zugabe des Nonylphenolpolyglykoläthers werden die vom üblichen Zementformverfahren her bekannten sonstigen Eigenschaften der Formstoffmischung nicht verändert. Insbesondere ist die Festigkeitscharakteristik (Verlauf der Formfestigkeit in Abhängigkeit von der Erstarrungszeit ; die Endfestigkeit) nicht nachteilig beeinflusst. 



  Im Regelfall bedarf es daher keines Zusatzes besonderer abbindungsbeschleunigender Mittel und/oder zerfallsfördernder Stoffe ; derartige an sich bekannte Stoffe sind meist aus Wirtschaftlichkeitsgründen unerwünscht. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Selbsthärtende fliessfähige Formstoffmischung zur Herstellung von Giessereiformen und - kernen, die ein Bindemittel, Wasser und einen grenzflächenaktiven Wirkstoff als Verflüssiger enthält, 
 EMI2.1 

Claims (1)

1. nichtionogene Verbindung ein Anlagerungsprodukt von Äthylenoxyd an Fettderivate, insbesondere an eine Fettsäure oder an einen Fettalkohol ist. <Desc/Clms Page number 3> EMI3.1 nichtionogene Verbindung Nonylphenolpolyglykoläther ist.

   7. Formstoffmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Äthoxylierungsgrad den Maximalwert 10 hat. EMI3.2 ein Nonylphenolpolyglykoläther verwendet wird, dessen Athoxylierungsgrad mindestens den Wert 4 und höchstens den Wert 7 hat.

   9. Formstoffmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, dass eine an sich bekannte Mischung von 78 bis 91Gew.-% Formstoff, 5 bis 12 Gew.-% Zement und 4 bis 10 Gew.-% Wasser, eine Menge von 0, 01 bis 0, 1 Gew.-% einer nichtionogenen granzflächenaktiven organischen Verbindung enthält.