BRPI0718285A2 - Mistura de semiproduto moldado contendo fósforo para fabricação de moldes de fundição para o processamento de metal. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MISTURA DE SEMIPRODUTO MOLDADO CONTENDO FÓSFORO PARA FABRICAÇÃO DE MOLDES DE FUNDIÇÃO PARA O PROCESSAMENTO DE METAL".

A presente invenção refere-se a uma mistura de semiproduto 5 moldado, para preparação de moldes de fundição para o processamento de metal, a qual abrange pelo menos um semiproduto moldado resistente ao fogo, de fácil escoamento, um aglutinante com base em vidro solúvel, bem como uma fração de um óxido de metal em partículas escolhido a partir do gru- po de dióxido de silício, óxido de alumínio, óxido de titânio e óxido de zinco. 10 Além disso, a invenção refere-se a um processo para preparação de moldes de fundição para o processamento de metal com uso da mistura de semiprodu- to moldado bem como a um molde de fundição obtido com o processo.

Moldes de fundição para a preparação de corpos metálicos são preparados essencialmente em duas execuções. Um primeiro grupo forma o 15 chamado núcleo ou formas. A partir desses é composto o molde de fundi- ção, que representa essencialmente a forma negativa da peça fundida a ser preparada. Um segundo grupo forma corpos ocos, chamados alimentadores, que servem como reservatório de compensação. Esses recebem metal líqui- do sendo que por meio de medidas correspondentes deve-se cuidar para 20 que o metal permaneça o maior tempo possível na fase líquida, exceto o metal que se encontra no molde de fundição formador da forma negativa. Solidificando-se o metal na forma negativa, então o metal líquido do reserva- tório de compensação pode fluir para compensar a solidificação do metal que surge na contração do volume.

Moldes de fundição consistem em um material resistente ao fo-

go, por exemplo, areia quartzífera, cujos grãos após a desenformagem do molde de fundição são ligados por um aglutinante apropriado a fim de garan- tir uma suficiente resistência mecânica do molde de fundição. Para a prepa- ração de moldes de fundição emprega-se então um semiproduto moldado 30 resistente ao fogo, que foi tratado com um aglutinante apropriado. O semi- produto moldado resistente ao fogo está presente de preferência em forma de fácil escoamento, de modo que ele possa ser colocado em uma forma oca apropriada e ali ser condensado. Por meio do aglutinante é produzida uma união sólida entre as partículas do semiproduto moldado, de modo que o molde de fundição recebe a estabilidade mecânica necessária.

Moldes de fundição precisam atender diferentes exigências. Na etapa de fundição propriamente, eles precisam apresentar primeiramente suficiente estabilidade e resistência à temperatura, a fim de receber o metal líquido no molde oco formado a partir de um ou mais moldes (peças molda- das) de fundição. Após início da etapa de solidificação, a estabilidade mecâ- nica do molde de fundição é garantida por uma camada de metal solidifica- da, que se forma ao longo das paredes do molde oco. O material do molde de fundição precisa se decompor agora sob a influência do calor provocado pelo metal de modo que ele perca sua resistência mecânica, isto é, a coesão entre partículas isoladas do material resistente ao fogo é neutralizada. Isto é alcançado, por exemplo, quando o aglutinante é decomposto sob ação de calor. Após o resfriamento a peça fundida endurecida é sacudida, sendo que no caso ideal o material dos moldes fundidos decompõe-se novamente para areia fina, que pode ser vertida dos espaços ocos do molde de metal.

Para preparação dos moldes de fundição podem ser emprega- dos tanto aglutinantes orgânicos como também inorgânicos cujo endureci- 20 mento, em cada caso, pode ser efetuado por processos a frio ou a quente. Como processos a frio são designados processos que são efetuados essen- cialmente a temperatura ambiente sem aquecimento do molde de fundição. O endurecimento ocorre aqui na maioria por meio de reação química que é iniciada, por exemplo, pelo fato de que um gás é conduzido como catalisador 25 pelo molde a ser endurecido. Em processos a quente a mistura de semipro- duto moldado é aquecida após a moldagem a uma temperatura suficiente- mente elevada para expelir o solvente contido no aglutinante ou para iniciar uma reação química através da qual o aglutinante é endurecido, por exem- plo, por reticulação.

Em contrapartida, para preparação de moldes de fundição são

empregados muitas vezes aqueles aglutinantes orgânicos nos quais a rea- ção de endurecimento é acelerada por um catalisador gasoso ou que são endurecidos por reação com um acelerador gasoso. Esses processos são denominados processos "cold-box".

Um exemplo para a preparação de moldes de fundição com em- prego de aglutinantes orgânicos é o chamado processo "Ashland-cold-box".

5 Trata-se aqui de um sistema de dois componentes. O primeiro componente consiste na solução de um poliol, na maioria uma resina fenólica. O segundo componente é a solução de um poliisocianato. Assim, de acordo com US 3.409.579 A, os dois componentes do aglutinante de poliuretano são reagidos, introduzindo-se, após a moldagem, uma amina terciária em forma de gás pela 10 mistura de matéria-prima de moldação e aglutinante. Na reação de endureci- mento de aglutinantes de poliuretano trata-se de uma poliadição, isto é, uma reação sem dissociação de produtos secundários como, por exemplo, água. Às outras vantagens desse processo "cold-box" somam-se boa produtivida- de, exatidão de medidas dos moldes de fundição bem como boas proprieda- 15 des técnicas, tais como a resistência dos moldes de fundição, o tempo de processamento da mistura de matéria-prima de moldação e aglutinante, etc.

Ao processo orgânico de endurecimento por calor pertence o processo "hot-box" com base em resinas de fenol ou furano, o processo "warm-box" com base em resinas de furano e o processo "croning" com ba- se em resinas de fenol-novolac. No processo "hot-box" bem como no "warm- box", resinas fluidas com um endurecedor latente ativo somente sob tempe- ratura elevada são processadas para uma mistura de semiproduto moldado. No processo "croning", matérias-primas do molde como quarzo, mistura na- tural de mineral contendo cromo ("Chromerz"), de zircônio, etc., são envol- vidas, a uma temperatura de aproximadamente 100 até 160°C, com uma resina de fenol-novolaca fluida a esta temperatura. Como componente rea- cional para o posterior endurecimento é adicionado tetramina de hexametile- no. Nas tecnologias de endurecimento a quente mencionadas acima, a mol- dagem e o endurecimento ocorrem em moldes aquecíveis, que são aqueci- dos a uma temperatura de até 300°C.

Independente do mecanismo de endurecimento é comum a to- dos os sistemas orgânicos o fato de que na colocação do metal fluido no molde de fundição eles se decompõem termicamente e com isto podem libe- rar substâncias nocivas como por exemplo benzeno, tolueno, xileno, fenol, formaldeído e produtos de destilação fracionada mais elevados, em parte não identificados. Por meio de diferentes medidas foi possível minimizar es- 5 sas emissões, no entanto, elas não podem ser totalmente evitadas em aglu- tinantes orgânicos. Também em sistemas híbridos orgânicos-inorgânicos que, tal como o aglutinante empregado por exemplo no processo resol-C02 contêm uma fração de compostos orgânicos, essas emissões indesejadas ocorrem durante a fundição dos metais.

A fim de evitar a emissão de produtos de decomposição durante

a etapa de fundição é preciso empregar aglutinantes que se baseiam em materiais inorgânicos ou que no máximo contêm uma fração muito reduzida de compostos orgânicos. Sistemas aglutinantes desse tipo já são há muito conhecidos. Foram desenvolvidos sistemas aglutinantes que podem ser en- 15 durecidos pela introdução de gases. Um sistema desse tipo é descrito, por exemplo em GB 782 205, no qual um vidro solúvel alcalino é empregado como aglutinante, que pode ser endurecido pela introdução de CO2. Em DE 199 25 167 é descrita uma massa alimentar exotérmica que contém um sili- cato alcalino como aglutinante. Além disso, foram desenvolvidos sistemas 20 aglutinantes que são autoendurecíveis sob temperatura ambiente. Um sis- tema desse tipo com base em ácido fosfórico e óxidos de metal, é descrito em US 5.582.232. Finalmente são conhecidos ainda sistemas aglutinantes i- norgânicos que são endurecidos sob temperaturas elevadas, por exemplo, em um molde quente. Sistemas aglutinantes endurecíveis a quente desse tipo são 25 conhecidos, por exemplo, a partir de US 5.474.606, em que é descrito um sis- tema aglutinante consistindo em vidro solúvel alcalino e silicato de alumínio.

Aglutinantes inorgânicos em comparação com aglutinantes or- gânicos apresentam, no entanto, também desvantagens. Por exemplo, os moldes preparados vidro solúvel como aglutinante apresentam uma resis- 30 tência relativamente reduzida. Particularmente na retirada do molde de fun- dição da forma isto leva a problemas, já que o molde de fundição pode que- brar. Boas resistências nesse momento são particularmente importantes pa- ra a produção de peças moldadas complicadas, de parede fina e para seu manuseio mais seguro. O motivo para as resistências reduzidas consiste em primeira linha no fato de que os moldes de fundição ainda contêm água resi- dual do aglutinante. Tempos de permanência mais longos em moldes quen- tes fechados ajudam somente de modo limitado, já que o vapor d’água não pode sair em quantidade suficiente. A fim de alcançar uma secagem, a mais completa possível, dos moldes de fundição, é proposto em WO 98/06522, deixar a mistura de semiproduto moldado após a retirada do molde em uma caixa de machos temperada somente até que se forme uma casca indefor- mável e resistente na borda. Após a abertura da caixa de machos o molde é retirado e a seguir totalmente secado sob ação de micro-ondas. A secagem adicional, no entanto, é dispendiosa, prolonga o tempo de produção dos moldes de fundição e contribui muito para o encarecimento do processo de preparação, não só mas também pelos custos de energia.

Outro ponto fraco do aglutinante inorgânico até agora conhecido é a reduzida estabilidade dos moldes de fundição com ele preparado em relação à elevada umidade do ar. Por isso, um armazenamento dos corpos moldados em aglutinantes orgânicos, por um período mais longo que o habi- tual, não é possível de modo seguro.

Na patente EP 1 122 002 é descrito um processo apropriado pa- ra a preparação de moldes de fundição para a fundição de metais. Para pre- paração do aglutinante, um hidróxido alcalino, particularmente solução de hidróxido de sódio, é misturado com um óxido de metal em forma de partícu- las, que pode formar um metalato em presença de lixívia alcalina. As partícu- las são secadas depois de ter se formado uma camada do metalato na ex- tremidade das partículas. No núcleo das partículas permanece um segmento no qual o óxido de metal não foi reagido. Como óxido de metal é empregado de preferência um dióxido de silício disperso ou também óxido de titânio ou óxido de zinco, finamente divididos.

Na patente WO 94/14555 é descrita uma mistura de semiproduto moldado que também é apropriada para a preparação de moldes de fundi- ção e que além de uma matéria-prima de moldação resistente ao fogo con- tém um aglutinante, que consiste em um vidro de fosfato ou de borato, sen- do que a mistura contém ainda um material resistente ao fogo finamente di- vidido. Como material resistente ao fogo pode ser empregado, por exemplo, também dióxido de silício.

5 Na patente EP 1 095 719 A2 é descrito um sistema aglutinante

para areias de moldação para preparação de núcleos. O sistema aglutinante com base em vidro solúvel consiste em uma solução aquosa de silicato alca- lino e uma base higroscópica, como por exemplo hidróxido de sódio, que é adicionada na proporção 1:4 até 1:6. O vidro solúvel apresenta um módulo SiO2/ M2O de 2,5 até 3,5 e uma fração de sólido de 20 até 40%. Para obter uma mistura de semiproduto moldado de fácil escoamento, a qual também pode ser colocada em complicadas caixas de macho, bem como usada para controle das propriedades higroscópicas, o sistema aglutinante contém ainda uma substância tensoativa, como óleo de silicone, que apresenta um ponto de ebulição > 250°C. O sistema aglutinante é misturado com uma substância resistente ao fogo apropriada, como areia de quartzo, e pode então ser ati- rada em uma caixa de machos com uma dispositivo para disparo de núcleos. O endurecimento da mistura de semiproduto moldado ocorre pela extração da água ainda contida. A secagem ou endurecimento do molde de fundição pode ocorrer também sob ação de micro-ondas.

A fim de obter resistências iniciais mais elevadas, melhor resistên- cia do molde de fundição contra umidade do ar e na fundição um resultado me- lhor na superfície da peça de fundição, é proposta em WO 2006/024540 A2 uma mistura de semiproduto moldado que além de uma substância base de 25 moldação resistente ao fogo contém um aglutinante com base em vidro so- lúvel. A mistura de semiproduto moldado é adicionada de uma fração de óxi- do de metal em forma de partículas. De preferência, como óxido de metal em forma de partículas é empregado ácido silícico de precipitação ou ácido silícico pirogênico.

Na patente EP 0 796 681 A2 é descrito um aglutinante inorgâni-

co para a preparação de moldes de fundição que contém um silicato bem como um fosfato em forma dissolvida. Como fosfatos são empregados de preferência polifosfatos da fórmula ((PO3)n), sendo que n corresponde ao comprimento médio da cadeia e pode assumir valores de 3 até 32. O agluti- nante é misturado com uma matéria-prima de moldação resistente ao fogo e então moldado para o molde de fundição. O endurecimento do molde de 5 fundição ocorre pelo aquecimento do molde a temperaturas de aproximada- mente 120°C com sopro de ar. Os moldes de teste preparados deste modo apresentam elevada resistência ao calor após a retirada do molde como também elevada resistência ao frio. Uma desvantagem aqui, no entanto, são as resistências iniciais com as quais não pode ser garantida uma produção 10 em série segura do núcleo. A estabilidade térmica também é insuficiente pa- ra o uso a temperaturas acima de 500°C, particularmente em moldes subme- tidos a elevados esforços térmicos.

Em virtude do problema das emissões prejudiciais à saúde que ocorrem na fundição, acima discutidos, são envidados esforços para conse- guir substituir o aglutinante orgânico por aglutinante inorgânico na prepara- ção de moldes de fundição mesmo com geometrias complicadas. No entan- to, preparando-se moldes de fundição que abrangem segmentos com pare- de muito fina, na etapa de fundição observa-se frequentemente uma defor- mação desses segmentos de parede fina. Isto pode levar a variações nas medidas da peça fundida, que não podem mais ser compensadas com pos- terior processamento. Segmentos de parede fina do molde de fundição são mais fortemente carregados termicamente que segmentos de parede espes- sa e tendem, pois, primeiro à deformação. Esse problema já ocorre na fundi- ção de alumínio sendo que aqui em comparação com fundição de ferro ou aço com cerca de 650 - 750°C imperam temperaturas relativamente inferio- res. Isto torna-se particularmente problemático quando o metal fluido é colo- cado no molde de fundição em um ângulo de incidência que tem impacto com os segmentos de parede fina termicamente muito carregados e pela pressão metaloestática provoca elevadas forças mecânicas sobre os seg- mentos de parede fina.

Coube, pois, à invenção a tarefa de prover uma mistura de se- miproduto moldado para preparação de moldes de fundição para o proces- sarnento de metal, que abranja um sistema aglutinante com base em pelo menos uma matéria-prima de moldação resistente ao fogo bem como em um vidro solúvel, sendo que a mistura de semiproduto moldado contém uma fração de um óxido de metal em forma de partículas que é escolhido a partir 5 do grupo de dióxido de silício, óxido de alumínio, óxido de titânio e óxido de zinco, que possibilite a preparação de moldes de fundição, abrangendo segmentos de parede fina, sendo que na fundição de metal os segmentos de parede fina não apresentam deformações.

Essa tarefa é solucionada com uma mistura de semiproduto moldado com as características da reivindicação 1. Aperfeiçoamentos vanta- josos da mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção são objeto das reivindicações dependentes.

Surpreendentemente verificou-se que pela adição de um composto contendo fósforo é possível aumentar a resistência do molde de fundição de tal 15 modo que também segmentos de parede fina podem ser obtidos, os quais não sofrem deformação na fundição de metal. Isto vale também quando o metal fluido na fundição em um ângulo tem impacto com a superfície dos segmentos de parede fina do molde de fundição e com isto provocam fortes forças mecâni- cas sobre o segmento de parede fina do molde de fundição. Assim, também 20 podem ser preparados moldes de fundição com geometria muito complexa com uso de aglutinantes inorgânicos, de modo que também para essas aplicações é possível prescindir do uso de aglutinantes orgânico.

A mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção para preparação de moldes de fundição para o processamento de metal a- brange pelo menos:

- uma matéria-prima de moldação resistente ao fogo;

- um aglutinante com base em vidro solúvel; bem como

- uma fração de um óxido de metal em partículas, que é escolhi- do do grupo consistindo em dióxido de silício, óxido de alumínio, óxido de

titânio e óxido de zinco.

De acordo com a invenção, a mistura de semiproduto moldado contém como outro componente um composto contendo fósforo. Como matéria-prima de moldação resistente ao fogo podem ser empregados materiais usuais para preparação de moldes de fundição. A matéria-prima de moldação resistente ao fogo, nas temperaturas de fundição de metal, precisa apresentar uma suficiente resistência à deformação. Uma 5 matéria-prima resistente ao fogo apropriada caracteriza-se, pois, por um ele- vado ponto de fusão. O ponto de fusão da matéria-prima de moldação resis- tente ao fogo situa-se de preferência acima de 700°C, de preferência acima de 800°C, particularmente preferido acima de 900°C e particularmente prefe- rido acima de 1000°C. Como matérias-primas de moldação resistentes ao 10 fogo são apropriadas, por exemplo, areia de quartzo ou de zircônio. Além disso, também são apropriadas matérias-primas de moldação resistentes ao fogo em forma de fibra como, por exemplo, fibras de argila refratária. Outras matérias-primas de moldação resistentes ao fogo apropriadas são, por e- xemplo, olivina, areia de cromita, vermiculita.

Além disso, como matérias-primas de moldação resistentes ao

fogo podem ser empregadas também matérias-primas de moldação sintéti- cas resistentes ao fogo como, por exemplo, esferas ocas de silicato de alu- mínio (chamadas microesferas), pérolas de vidro, granulado de vidro ou ma- térias-primas de moldação cerâmicas esféricas conhecidas sob a marca 20 "Cerabeads®" ou "Carboaccucast®". Essas matérias-primas de moldação sintéticas resistentes ao fogo são preparadas sinteticamente ou precipitam, por exemplo, como rejeitos em processos industriais. Essas matérias-primas de moldação cerâmicas esféricas contêm como minerais por exemplo mulita, corindo, β-cristobalita em diferentes frações. Elas contêm como frações es- 25 senciais óxido de alumínio e dióxido de silício. Composições típicas contêm, por exemplo, AI2O3 e SiO2 em frações aproximadamente iguais. Além disso podem ser contidos ainda outros componentes em frações de <10%, como TiO2, Fe2O3. O diâmetro das matérias-primas de moldação esféricas resis- tentes ao fogo perfaz de preferência menos de 1000 pm, particularmente 30 menos de 600 pm. Apropriadas são também matérias-primas de moldação resistentes ao fogo preparadas sinteticamente, como por exemplo mulita (x AI2O3. y SiO2, com x = 2 até 3, y = 1 até 2; fórmula ideal AI2SiO5). Essas ma- térias-primas de moldação sintéticas não retrocedem a uma origem natural e podem ter sido submetidas também a um processo de moldagem particular, como por exemplo na preparação de microesferas ocas de silicato de alumí- nio, pérolas de vidro ou matérias-primas de moldação cerâmicas esféricas.

5 Microesferas ocas de silicato de alumínio resultam por exemplo da queima de combustíveis fósseis ou outros materiais combustíveis e são separados das cinzas resultantes da queima. Microesferas ocas como matéria-prima de moldação sintética resistente ao fogo caracterizam-se por um peso específi- co reduzido. Isto retrocede à estrutura dessas matérias-primas de moldação 10 resistentes ao fogo sintéticas, que abrangem poros preenchidos com gás. Es- ses poros podem ser abertos ou fechados. São empregados de preferência matérias-primas de moldação resistentes ao fogo sintéticas de poros fechados. No uso de matérias-primas de moldação resistentes ao fogo sintéticas de poros abertos, uma parte do aglutinante com base em vidro solúvel é retomada nos 15 poros e então não pode mais desenvolver qualquer efeito aglutinante.

De acordo com uma forma de execução são empregados mate- riais de vidro como matéria-prima de moldação sintética. Esses são empre- gados particularmente como esferas de vidro ou como granulado de vidro. Como vidro, podem ser empregados vidros usuais sendo que são preferidos 20 vidros que apresentam um elevado ponto de fusão. Apropriados são, por exemplo, pérolas de vidro e/ou granulado de vidro, que é preparado a partir de cacos de vidro. Igualmente apropriados são vidros de borato. A composi- ção de vidros deste tipo é dada a título de exemplo na tabela a seguir.

Tabela: Composição de vidros

Componente Cacos de vidro Vidro de borato SiO2 50 - 80% 50 - 80% AI2O3 0-15% 0-15% Fe2O3 <2% <2% MllO O - 25% 0 - 25% Ml2O 5 - 25% 1 - 10% B2O3 < 15% Outros < 10% < 10% M : metal alcalino terroso, por exemplo, Mg, Ca, Ba Ml: metal alcalino, por exemplo, Na, K

Além dos vidros mencionados na tabela podem, no entanto, ser empregados também outros vidros, cujo teor nos compostos mencionados acima situa-se fora das faixas mencionadas. Do mesmo modo, também po- dem ser empregados vidros especiais que, além dos óxidos mencionados, também contêm outros elementos ou seus óxidos.

O diâmetro das esferas de vidro perfaz de preferência de 1 até 1000 pm, de preferência de 5 até 500 pm e particularmente preferido de 10 até 400 pm.

De preferência somente uma parte da matéria-prima de molda- ção resistente ao fogo é formada de materiais de vidro. A fração do material de vidro na matéria-prima de moldação resistente ao fogo é de preferência menor que 35% em peso, particularmente preferido menor que 25% em pe- so, particularmente preferido menor que 15% em peso.

Em testes de fundição com alumínio verificou-se que no empre- go de matérias-primas de moldação sintéticas, sobretudo em pérolas de vi- dro, granulado de vidro ou microesferas de vidro, após a fundição, menos areia de moldação permanece aderida na superfície do metal do que areia 20 de quartzo pura. O emprego de matérias-primas de moldação sintéticas des- te tipo com base em materiais de vidro permite, pois, a produção de superfícies de fundição lisas, sendo que um pós-tratamento dispendioso por irradiação não é necessário ou pelo menos é necessário em proporção muito menor.

Para obter o efeito descrito de produção de superfícies de fundi- ção lisas, a fração do material de vidro na matéria-prima de moldação resis- tente ao fogo é de preferência maior que 0,5% em peso, preferido maior que 1% em peso, particularmente preferido maior que 1,5% em peso, em particu- lar preferido maior que 2% em peso.

Não é necessário formar toda a matéria-prima de moldação re- sistente ao fogo a partir da matéria-prima de moldação sintética resistente ao fogo. A fração preferida de matéria-prima de moldação sintética situa-se em pelo menos cerca de 3% em peso, particularmente preferido em pelo menos 5% em peso, em particular preferido pelo menos 10% em peso, de preferên- cia em pelo menos cerca de 15% em peso, em particular preferido pelo me- nos cerca de 20% em peso, em relação à quantidade total de matéria-prima de moldação resistente ao fogo. A matéria-prima de moldação resistente ao 5 fogo apresenta de preferência um estado de fácil escoamento, de modo que a mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção pode ser pro- cessada em pistolas para disparo de núcleos usuais.

Por motivos de custos, a fração da matéria-prima de moldação sintética resistente ao fogo é mantida reduzida. A fração de matéria-prima de moldação sintética resistente ao fogo na matéria-prima de moldação é, de preferência, menor que 80% em peso, de preferência menor que 75% em peso, particularmente preferido menor que 65% em peso.

Como outro componente a mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção abrange um aglutinante com base em vidro solúvel. 15 Como vidro solúvel podem ser empregados aqui vidros solúveis usuais, tal como já são empregados até agora como aglutinantes em mistura de semi- produto moldado. Esses vidros solúveis contêm silicatos de sódio ou de po- tássio dissolvidos e podem ser preparados por meio de dissolução de silica- tos de potássio e de sódio cristalinos em água. O vidro solúvel apresenta um 20 módulo SiCVM2O na faixa de 1,6 até 4,0, particularmente 2,0 até 3,5, sendo que M representa sódio e/ou potássio. Os vidros solúveis apresentam de preferência uma fração de sólidos na faixa de 30 até 60% em peso. A fração de sólidos refere-se à quantidade de SiO2 e M2O contida no vidro solúvel.

Além disso, a mistura de semiproduto moldado contém uma fra- 25 ção de um óxido de metal em partículas, que é escolhido a partir do grupo de dióxido de silício, óxido de alumínio, dióxido de titânio e óxido de zinco. O tamanho médio de partículas primárias do óxido de metal em partículas pode situar-se entre 0,10 pm e 1 pm. Em virtude da aglomeração das partículas primárias, no entanto, o tamanho de partículas dos óxidos de metal é de pre- 30 ferência menor que 300 μιτι, de preferência menor que 200 pm, particular- mente preferido menor que 100 pm. Ele situa-se de preferência na faixa de 5 até 90 pm, particularmente preferido 10 até 80 pm e muito particularmente preferido na faixa de 15 até 50 pm. O tamanho de partículas pode ser de- terminado, por exemplo, por meio de análise granulométrica. De modo parti- cularmente preferido o resíduo de peneira, em uma peneira com uma malha de 63 pm, é menor que 10% em peso, de preferência menor que 8% em peso.

5 Particularmente preferido, como óxido de metal em partículas, é

empregado dióxido de silício, sendo que aqui é particularmente preferido dióxido de silício amorfo sinteticamente preparado.

Como dióxido de silício em partículas é empregado de preferên- cia ácido silícico de precipitação e/ou ácido silícico pirogênico. Ácido silícico de precipitação é obtido por reação de uma solução aquosa de silicato alca- lino com ácidos minerais. O precipitado resultante é a seguir separado, se- cado e moído. Sob ácidos silícicos pirogênicos são entendidos ácidos silíci- cos que são obtidos sob temperaturas elevadas por coagulação a partir da fase gasosa. A preparação de ácido silícico pirogênico pode ser efetuada, por exemplo, por hidrólíse com chama de tetracloreto de silício ou no forno de arco voltaico por redução de areia de quartzo com coque ou antrazita pa- ra gás monóxido de silício com subsequente oxidação para dióxido de silício. Os ácidos silícicos pirogênicos preparados segundo o processo no forno de arco voltaico podem conter ainda carbono. Ácidos silícicos de precipitação e ácidos silícicos pirogênicos são igualmente bem apropriados para a mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção. Esses ácidos silícicos são denominados a seguir "dióxido de silício amorfo sintético".

Os inventores supõe que o vidro solúvel fortemente alcalino po- de reagir com os grupos silanol dispostos na superfície do dióxido de silício amorfo sinteticamente preparado e que na evaporação da água é formado um composto intenso entre o dióxido de silício e o vidro solúvel então sólido.

Como outro componente essencial, a mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção contém um composto contendo fósforo. Aqui podem ser empregados em si tanto compostos de fósforo orgânicos como 30 também inorgânicos. Para não iniciar nenhuma reação secundária indesejada na fundição de metal também é preferido que o fósforo nos compostos conten- do fósforo esteja presente de preferência na etapa de oxidação V. O compostos contendo fósforo está aqui presente de preferência em forma de um fosfato ou de óxido de fósforo. O fosfato pode estar presen- te aqui como fosfato de metal alcalino ou de metal alcalino terroso, sendo que sais de metais alcalinos e aqui particularmente os sais de sódio são par- 5 ticularmente preferidos. Em si também podem ser empregados fosfatos de amino ou fosfatos de outros íons de metal. Os fosfatos de metal alcalino bem como eventualmente de metal alcalino terroso mencionados como preferidos são, no entanto, de fácil acesso e em si disponíveis em quaisquer quantida- des a preço favorável. Fosfatos de íons de metal polivalentes, particularmen- 10 te íons de metal trivalente, não são preferidos. Observou-se que com uso de fosfatos de íons de metal polivalentes desse tipo, particularmente íons de metal trivalente, o tempo de processamento da mistura de semiproduto mol- dado é reduzido.

Adicionando-se o composto contendo fósforo da mistura de se- miproduto moldado em forma de um óxido de fósforo, então o óxido de fósfo- ro está presente de preferência em forma de pentóxido de fósforo. No entan- to, também podem ser empregados trióxido e tetraóxido de fósforo.

De acordo com uma outra forma de execução, o composto con- tendo fósforo pode ser adicionado à mistura de semiproduto moldado em forma dos sais do ácido fluorfosfórico. Particularmente preferidos são, pois, os sais do ácido monofluorfosfórico. Particularmente preferido é o sal de sódio.

De acordo com uma forma de execução preferida, fosfatos orgâ- nicos são adicionados à mistura de semiproduto moldado como compostos contendo fósforo. Preferidos são aqui fosfatos de alquila ou de arila. Os gru- 25 pos alquila abrangem de preferência 1 até 10 átomos de carbono e podem ser lineares ou ramificados. Os grupos arila abrangem de preferência 6 até 18 átomos de carbono, sendo que os grupos arila também podem ser substi- tuídos por grupos alquila. Particularmente preferidos são compostos de fos- fato que derivam de carboidratos monômeros ou polímeros como glicose, 30 celulose ou amido. O uso de um componente orgânico contendo fósforo co- mo aditivo é vantajoso sob dois pontos de vista distintos. Por um lado, pela fração de fósforo é possível alcançar a estabilidade térmica necessária do molde de fundição e, por outro lado, pela fração orgânica, a qualidade de superfície da peça de fundição correspondente é influenciada positivamente.

Como fosfatos podem ser empregados tanto ortofosfatos como também polifosfatos, pirofosfatos ou metafosfatos. Os fosfatos podem ser preparados, por exemplo, por neutralização dos ácidos correspondentes com uma base correspondente, por exemplo, com uma base de metal alcali- no, como NaOH, ou eventualmente também com uma base de metal alcalino terroso, sendo não necessariamente todas as cargas negativas do íon de fosfato precisam ser saturadas por íons de metal. Podem ser empregados tanto os fosfatos de metal como também os hidrogenofosfatos de metal bem como os dihidrogenofosfatos de metal, como por exemplo Na3PO4, Na2HPO4 e NaH2PO4. Igualmente podem ser empregados os fosfatos anidros como também hidratos dos fosfatos. Os fosfatos podem ser introduzidos na mistu- ra de semiproduto moldado tanto em forma cristalina como também em for- ma amorfa.

Sob polifosfatos são entendidos particularmente fosfatos linea- res, que abrangem mais de um átomo de fósforo, sendo que os átomos de fósforo, em cada caso, estão ligados por pontes de oxigênio. Polifosfatos são obtidos pela condensação de íons de ortofosfato sob dissociação de 20 água, de modo que é obtida uma cadeia linear de tetraedros que são, em cada caso, ligados pelos vértices. Polifosfatos apresentam a fórmula geral (0(P03)n)(n+2)‘, sendo que n corresponde ao comprimento da cadeia. Um po- Iifosfato pode abrangem até várias centenas de P04-tetraedro. De preferên- cia são empregados, no entanto, polifosfatos com comprimentos de cadeia 25 menores. De preferência n apresenta valores de 2 até 100, particularmente preferido 5 até 50. Podem ser empregados também polifosfatos condensa- dos superiores, isto é, polifosfatos nos quais os P04-tetraedros são ligados entre si por mais de dois vértices e com isto apresentam uma polimerização em duas ou três dimensões.

Sob metafosfatos são entendidas estruturas cíclicas que são

estruturadas a partir de P04-tetraedros, que são ligados em cada caso pelos vértices. Metafosfatos apresentam a fórmula geral ((PO3)n)"', sendo que n é pelo menos 3. De preferência n apresenta valores de 3 até 10.

Podem ser empregados tanto fosfatos isolados como também misturas de diferentes fosfatos e/ou óxidos de fósforo.

A fração preferida do composto contendo fósforo em relação à matéria-prima de moldação resistente ao fogo, situa-se entre 0,05 e 1,0% em peso. Em uma fração menor que 0,05% em peso não é possível garantir nítida influência sobre a resistência à deformação do molde de fundição. Ca- so a fração de fosfato ultrapasse 1,0% em peso, a resistência ao calor do molde de fundição diminui fortemente. A fração do composto contendo fósfo- ro é de preferência escolhida entre 0,10 e 0,5% em peso. O composto con- tendo fósforo contém de preferência entre 0,5 e 90% em peso de fósforo, calculado como P2O5. Empregando-se compostos de fósforo inorgânicos, esses contêm de preferência 40 até 90% em peso, particularmente preferido 50 até 80% em peso de fósforo, calculado como P2O5. Empregando-se compostos de fósforo orgânicos, esses contêm de preferência 0,5 até 30% em peso, particularmente preferido 1 até 20% em peso de fósforo, calculado como P2O5.

O composto contendo fósforo pode ser adicionado à mistura de semiproduto moldado em forma sólida ou dissolvida. O composto contendo fósforo é adicionado à mistura de semiproduto moldado de preferência como sólido. Caso o composto contendo fósforo seja adicionado em forma dissol- vida, água é preferida como solvente.

Como outra vantagem de adicionar compostos contendo fósforo às misturas de semiproduto moldado para preparação de moldes de fundi- 25 ção verificou-se que os moldes, após a fundição do metal, apresentam muito boa desagregação. Isto ocorre em metais que necessitam de temperaturas de fundição mais reduzidas, como metais leves, particularmente alumínio. No entanto, também foi verificada melhor desagregação do molde de fundi- ção na fundição de ferro. Na fundição de ferro, sobre o molde de fundição 30 atuam temperaturas mais elevadas de mais de 1200°C, de modo que existe um maior perigo de uma vitrificação do molde de fundição e com isto uma piora das propriedades de desagregação. No âmbito das pesquisas efetuadas pelo inventor para estabili- dade e para desagregação de moldes de fundição foi considerado também óxido de ferro como aditivo possível. Na adição de óxido de ferro à mistura de semiproduto moldado é igualmente observado um aumento da estabilida- 5 de do molde de fundição na fundição do metal. Pela adição de óxido de ferro é igualmente possível melhorar potencialmente a estabilidade de segmentos de parede fina do molde de fundição. A adição de óxido de ferro no entanto não causa o aperfeiçoamento das propriedades de desagregação do molde de fundição após a fundição do metal, particularmente fundição de ferro, ob- 10 servado com compostos contendo fósforo.

A mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção representa uma mistura intensa pelo menos dos componentes mencionados. Aqui as partículas da matéria-prima de moldação resistente ao fogo são co- bertas de preferência com uma camada do aglutinante. Pela evaporação da 15 água presente no aglutinante (cerca de 40 - 70% em peso, em relação ao peso do aglutinante) pode ser obtida então uma união sólida entre as partí- culas da matéria-prima de moldação resistente ao fogo.

O aglutinante, isto é, o vidro solúvel bem como o óxido de metal em partículas, particularmente dióxido de silício sintético amorfo, e o fosfato 20 é contido na mistura de semiproduto moldado de preferência em uma fração de menos de 20% em peso. A fração do aglutinante refere-se aqui à fração de sólido do aglutinante. Empregando-se matérias-primas de moldação re- sistentes ao fogo sólidas como, por exemplo, areia de quartzo, o aglutinante é contido de preferência em uma fração menor que 10% em peso, de prefe- 25 rência menor que 8% em peso, particularmente preferido menor que 5% em peso. Empregando-se matérias-primas de moldação resistentes ao fogo, que apresentam reduzida densidade como, por exemplo, as microesferas ocas descritas acima, a fração do aglutinante aumenta de modo correspondente.

O óxido de metal em partículas, particularmente o dióxido de silício sintético amorfo, em relação ao peso total do aglutinante, é contido de preferência em uma fração de 2 até 80% em peso, de preferência entre 3 e 60% em peso, particularmente preferido entre 4 e 50% em peso. A proporção de vidro solúvel para óxido de metal em partículas, particularmente para dióxido de silício sintético amorfo, pode variar dentro de amplos limites. Isto oferece a vantagem de melhorar a resistência inicial do molde de fundição, isto é, a resistência imediatamente após a retirada do molde quente, e a resistência à umidade, sem influenciar significativamente a resistência final, isto é, a resistência após o resfriamento do molde de fun- dição, em relação a um aglutinante de vidro solúvel sem dióxido de silício amorfo. Isto é de grande interesse sobretudo na fundição de metais leves. Por um lado, são desejadas elevadas resistências iniciais para poder trans- portar sem problemas os moldes de fundição após a preparação dos mes- mos ou para poder juntar com outros moldes de fundição. Por outro lado, a resistência final após o endurecimento não deveria ser tão elevada para evi- tar dificuldades na desagregação de ligações após a fundição, isto é, a ma- téria-prima de moldação, após a fundição, deveria poder ser retirada sem problemas de espaços ocos do molde de fundição.

A matéria-prima de moldação contida na mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção, em uma forma de execução da inven- ção, pode conter pelo menos uma fração de microesferas ocas. O diâmetro das microesferas ocas situa-se normalmente na faixa de 5 até 500 pm, de 20 preferência na faixa de 10 até 350 pm e a espessura das cascas situa-se usualmente na faixa de 5 até 15% do diâmetro das microesferas. Essas mi- croesferas apresentam um peso específico muito reduzido, de modo que os moldes de fundição preparados com emprego de microesferas ocas apre- sentam um peso reduzido. Particularmente vantajoso é o efeito isolante das 25 microesferas ocas. As microesferas ocas são, pois, empregadas particular- mente para a preparação de moldes de fundição quando esses devem apre- sentar maior efeito isolante. Tais moldes de fundição são, por exemplo, os alimentadores já descritos na introdução, que servem como reservatório de compensação e contêm metal fluido, sendo que o metal deve ser mantido 30 em um estado fluido até que o metal introduzido na forma oca esteja endu- recido. Outro campo de aplicação de moldes de fundição, que contêm mi- croesferas ocas, são por exemplo segmentos de um molde de fundição, que correspondem particularmente a segmentos de parede fina do molde de fun- dição pronto. Pelo efeito isolante das microesferas ocas é garantido que o metal nos segmentos de parede fina não endureçam antes do tempo e, as- sim, não obstruem a passagem dentro do molde de fundição.

5 Empregando-se as microesferas ocas, o aglutinante, em virtude

da reduzida densidade dessas microesferas ocas, é empregado de prefe- rência em uma fração na faixa de preferência de menos de 20% em peso, particularmente preferido na faixa de 10 até 18% em peso. Os valores refe- rem-se à fração de sólido do aglutinante.

As microesferas ocas apresentam de preferência uma estabili-

dade térmica suficiente, de modo que na fundição de metal não amolecem prematuramente e perdem sua forma. As microesferas ocas consistem em preferência de um silicato de alumínio. Essas microesferas ocas de silicato de alumínio apresentam de preferência um teor de óxido de alumínio de 15 mais de 20% em peso e, no entanto, também podem apresentar um teor de mais de 40% em peso. Tais microesferas ocas são comercializadas, por e- xemplo, por Omega Minerais Germany GmbH, Norderstedt, sob as marcas Omega-Spheres® SG com um teor de óxido de alumínio de aproximada- mente 28-33%, Omega-Spheres® WSG com um teor de óxido de alumínio 20 de cerca de 35-39% e E-Spheres® com um teor de óxido de alumínio de cerca de 43%. Produtos correspondentes são obteníveis de PQ Corporation (USA) sob a marca "Extendospheres®".

De acordo com uma outra forma de execução são empregadas microesferas ocas como matéria-prima de moldação resistente ao fogo, que são estruturadas de vidro.

De acordo com uma forma de execução preferida, as microesfe- ras ocas consistem em um vidro de borossilicato. O vidro de borossilicato apresenta uma fração de boro, calculada como B2O3, de mais de 3% em pe- so. A fração das microesferas ocas é de preferência menor que 20% em pe- 30 so, em relação à mistura de semiproduto moldado. No uso de microesferas ocas de vidro de borossilicato é escolhida de preferência uma fração mais reduzida. Essa perfaz de preferência menos que 5% em peso, de preferên- cia menos que 3% em peso, e situa-se de modo particularmente preferido na faixa de 0,01 até 2% em peso.

Tal como já mencionado, a mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção, em uma forma de execução preferida, contém pelo 5 menos uma fração de granulado de vidro e/ou pérolas de vidro como maté- ria-prima de moldação resistente ao fogo.

Também é possível formar a mistura de semiproduto moldado como mistura de semiproduto moldado exotérmica, que é apropriada, por exemplo, para preparação de alimentadores exotérmicos. Para isto a mistura 10 de semiproduto moldado contém um metal oxidável e um agente de oxida- ção apropriado. Em relação à massa total da mistura de semiproduto molda- do, os metais oxidáveis formam de preferência uma fração de 15 até 35% em peso. O agente de oxidação é adicionado de preferência em uma fração de 20 até 30% em peso, em relação à mistura de semiproduto moldado. Me- 15 tais oxidáveis apropriados são, por exemplo, alumínio ou magnésio. Agentes de oxidação apropriados são, por exemplo, óxido de ferro ou nitrato de po- tássio.

Aglutinantes contendo água apresentam pior fluidez em compa- ração com aglutinantes com base em solventes orgânicos. A fluidez da mis- tura de semiproduto moldado pode ser piorada pela adição do óxido de me- tal em partículas. Isto significa que formas de moldação com entradas estrei- tas e várias curvas são mais difíceis de encher. Como conseqüência, os moldes de fundição possuem segmentos com vedações insuficientes o que, por sua vez, na fundição pode levar a falhas de fundição. De acordo com uma forma de execução vantajosa, a mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção contém uma fração de um lubrificante, de preferên- cia um lubrificante em lâminas, particularmente grafite, MoS2, talco e/ou piro- filita. Surpreendentemente verificou-se que na adição de um lubrificante des- te tipo, particularmente de grafite, também podem ser preparados moldes complexos com segmentos de parede fina, sendo que os moldes de fundi- ção em geral apresentam uma densidade e resistência proporcionalmente elevada, de modo que na fundição em substância não são observadas fa- lhas de fundição. A quantidade do lubrificante em lâminas adicionado, parti- cularmente de grafite, perfaz de preferência 0,05% em peso até 1% em pe- so, em relação à matéria-prima de moldação resistente ao fogo.

Além dos componentes mencionados, a mistura de semiproduto 5 moldado de acordo com a invenção pode conter ainda outros aditivos. Por exemplo, podem ser adicionados agentes de separação internos que facili- tam a retirada dos moldes de fundição das formas de moldação. Agentes de separação internos apropriados são, por exemplo, estearato de cálcio, éster de ácido graxo, ceras, resinas naturais ou resinas alquídicas especiais. Além 10 disso, silanos também podem ser adicionados à mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção.

Assim, a mistura de semiproduto moldado de acordo com a in- venção, em uma forma de execução preferida, contém um aditivo orgânico que apresenta um ponto de fusão na faixa de 40 até 180°C, de preferência 50 até 175°C, isto é, é sólido sob temperatura ambiente. Sob aditivos orgâ- nicos são entendidos aqui compostos cuja estrutura molecular é preponde- rantemente estruturada de átomos de carbono, por exemplo, polímeros or- gânicos. Pela adição dos aditivos orgânicos a qualidade da superfície da peça de fundição pode ser mais aperfeiçoada. O mecanismo de ação dos aditivos orgânicos não é esclarecido. Sem querer estar ligado a essa teoria, os inventores supõem, no entanto, que pelo menos uma parte do aditivo or- gânico é queimada na etapa de fundição e com isto resulta um fino estofo de gás entre metal fluido e a matéria-prima de moldação formadora da parede do molde de fundição e assim é impedida uma reação entre metal fluido e matéria-prima de moldação. Além disso, os inventores supõem que uma par- te do aditivo orgânico, sob a atmosfera redutora que aparece na fundição, forma uma fina camada do chamado carbono brilhante que igualmente im- pede uma reação entre metal e matéria-prima de moldação. Como outro e- feito vantajoso, pela adição dos aditivos orgânicos pode ser obtido um au- mento da resistência do molde de fundição após o endurecimento.

Os aditivos orgânicos são adicionados de preferência em uma quantidade de 0,01 até 1,5% em peso, particularmente preferido 0,05 até 1,3% em peso, particularmente preferido 0,1 até 1,0% em peso, em cada caso em relação à matéria-prima de moldação resistente ao fogo. A fim de evitar um forte desenvolvimento de fumaça durante a fundição de metal, em geral é escolhida uma fração de aditivos orgânicos menor que 0,5% em peso.

5 Surpreendentemente verificou-se que um aperfeiçoamento da

superfície da peça de fundição pode ser obtido com aditivos orgânicos muito diferentes. Aditivos orgânicos apropriados são, por exemplo, resinas de fe- nol-formaldeído, como por exemplo novolaca, resinas epóxi, como por e- xemplo resinas de epóxido de bisfenol-A, resinas de epóxido de bisfenol-F 10 ou novolaca epoxidadas, polióis, como por exemplo polietilenoglicóis ou po- lipropilenoglicóis, poliolefinas, como por exemplo polietileno ou polipropileno, copolímeros de olefinas como etileno ou propileno, e outros comonômeros como acetato de vinila, poliamidas como por exemplo poliamida-6, poliami- da-12 ou poliamida-6,6, resinas naturais como por exemplo resina de bálsa- 15 mo, ácidos graxos, como por exemplo ácido esteárico, éster de ácido graxo, como por exemplo cetilpalmitato, amidas de ácido graxo, como por exemplo etilenodiamina-bisestearamida, compostos monômeros ou polímeros de car- boidrato, como glicose ou celulose, e seus derivados, como metil-, etil- ou carbóxi-metilcelulose, bem como sabões metálicos como por exemplo estea- 20 ratos ou oleatos de metais mono até trivalentes. Os aditivos orgânicos po- dem ser contidos tanto como sustância pura como também como mistura de diferentes compostos orgânicos.

De acordo com uma outra forma preferida de execução, a mis- tura de semiproduto moldado de acordo com a invenção contém uma fra- 25 ção de pelo menos um silano. Silanos apropriados são por exemplo ami- nossilanos, epóxi-silanos, mercaptossilanos, hidroxissilanos, metacrilossila- nos, ureido-silanos e polissiloxanos. Exemplos para silanos apropriados são γ-aminopropiltrimetoxissilano, γ-hidroxípropiltrimetoxissilano, 3-ureidopropiltri- etoxissilano, γ-mercaptopropiltrimetoxissilano, γ-glicidoxipropiltrimetoxissila- 30 no, p-(3,4-epoxiciclohexil)-trimetoxissilano, 3-metacriloxipropiltrimetoxissilano e N-P(aminoetil)- γ-aminopropiltrimetoxissilano.

Em relação ao óxido de metal em partículas são empregados usualmente cerca de 5 - 50% em peso de silano, de preferência cerca de 7 - 45% em peso, particularmente preferido cerca de 10 - 40% em peso.

Apesar das elevadas resistências obteníveis com o aglutinante de acordo com a invenção, os moldes de fundição preparados com as mistu- ras de semiproduto moldado de acordo com a invenção, particularmente nú- cleos e formas, após a fundição, surpreendentemente apresentam uma boa desagregação, particularmente na fundição de alumínio. Tal como já men- cionado, verificou-se também que moldes de fundição podem ser prepara- dos com a mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção, que também na fundição de ferro apresentam uma desagregação muito boa, de modo que a mistura de semiproduto moldado após a fundição, sem mais, também pode ser novamente vertida de segmentos estreitos e emaranhados do molde de fundição. O uso dos corpos moldados preparados a partir da mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção não é limitado à fundição de metais leves. Os moldes de fundição são em geral apropriados para fundição de metais. Tais metais são, por exemplo, metais não-ferrosos, como latão ou bronzes, bem como metais de ferro.

A invenção refere-se, além disso, a um processo para prepara- ção de moldes de fundição para o processamento de metal, sendo que é empregada a mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção. O processo de acordo com a invenção abrange as etapas:

- preparação da mistura de semiproduto moldado descrita acima;

- moldagem da mistura de semiproduto moldado;

- endurecimento da mistura de semiproduto moldado formada, em que a mistura de semiproduto moldado é aquecida, sendo que é obtido o

molde de fundição endurecido.

Na preparação da mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção procede-se em geral de tal modo que primeiro é colocada a matéria-prima de moldação resistente ao fogo e a seguir é adicionado o a- 30 glutinante sob agitação. Com isto, o vidro solúvel bem como o óxido de me- tal em partículas, particularmente o dióxido de silício sintético amorfo, e o fosfato podem ser adicionados em seqüência qualquer. De acordo com uma forma de execução preferida, o aglutinante é preparado como sistema de dois componentes, sendo que um primeiro componente fluido contém o vidro solúvel e um segundo componente sólido contém o óxido de metal em partí- culas, o fosfato bem como eventualmente um lubrificante, de preferência em 5 forma de lâminas, e/ou um componente orgânico. Na preparação da mistura de semiproduto moldado, a matéria-prima de moldação resistente ao fogo é colocada em um misturador e então de preferência são adicionados primeiro os componentes sólidos do aglutinante e é misturado com a matéria-prima de moldação resistente ao fogo. A duração da misturação é escolhida de 10 modo que ocorra uma misturação íntima de matéria-prima de moldação re- sistente ao fogo e componentes sólidos do aglutinante. A duração da mistu- ração depende da quantidade da mistura de semiproduto moldado a ser preparada bem como do agregado de misturação empregado. De preferên- cia é escolhida a duração de misturação entre 1 e 5 minutos. De preferência 15 sob outra movimentação da mistura é adicionado, então, o componente flui- do do aglutinante e a seguir a mistura é misturada até que nos núcleos da matéria-prima de moldação resistente ao fogo tenha se formado uma cama- da homogênea do aglutinante. Aqui a duração da misturação também de- pende da quantidade de mistura de semiproduto moldado a ser preparada 20 bem como do agregado de mistura empregado. De preferência, a duração para a etapa de mistura situa-se entre 1 e 5 minutos.

De acordo com uma outra forma de execução também é possí- vel colocar primeiro os componentes fluidos do aglutinante na matéria-prima de moldação resistente ao fogo e somente então adicionar os componentes 25 sólidos da mistura. De acordo com uma outra forma de execução primeiro é colocado 0,05 até 0,3% de água, em relação ao peso da matéria-prima de moldação, na matéria prima de moldação resistente ao fogo e somente a seguir são adicionados os componentes sólidos e fluidos do aglutinante. Nessa forma de execução pode ser alcançado um efeito surpreendentemen- 30 te positivo no tempo de processamento da mistura de semiproduto moldado. O inventor supõe que o efeito de desidratação do componente sólido do a- glutinante é desse modo reduzido e a etapa de endurecimento é com isto retardada.

A mistura de semiproduto moldado é a seguir colocada na forma desejada. Aqui são empregados processos usuais para moldagem. Por e- xemplo, a mistura de semiproduto moldado pode ser colocada na ferramenta 5 de moldar por meio de uma pistola para disparo de núcleos com auxílio de ar comprimido. A mistura de semiproduto moldado é, a seguir, endurecida por meio de introdução de calor para evaporar a água contida no aglutinante. No aquecimento, a água da mistura de semiproduto moldado é retirada. Pela retirada de água são provavelmente iniciadas também reações de conden- 10 saçãò entre grupos silanol, de modo que ocorre uma reticulação do vidro solúvel. Em processos de endurecimento a frio descritos no estado da técni- ca, por exemplo, pela introdução de dióxido de carbono ou por cátions de metal polivalente é causada uma precipitação de compostos de difícil disso- lução e com isto uma solidificação do molde de fundição.

O aquecimento da mistura de semiproduto moldado pode ser

efetuado por exemplo em uma ferramenta de moldar. É possível endurecer totalmente o molde de fundição já na ferramenta de moldar. No entanto, também é possível endurecer o molde de fundição somente em seu contor- no, de modo que ele apresente uma suficiente resistência para poder ser 20 retirado da ferramenta de moldar. O molde de fundição pode então, a seguir, ser totalmente endurecido, retirando-se sua água restante. Isto pode ocorrer por exemplo em um forno. A retirada de água pode também ocorrer por e- xemplo evaporando-se a água sob pressão reduzida.

O endurecimento dos moldes de fundição pode ser acelerado 25 insuflando-se ar aquecido na ferramenta de moldar. Nesta forma de execu- ção do processo é obtida uma rápida retirada da água contida no aglutinan- te, com o que o molde de fundição é solidificado em intervalos apropriados para uma aplicação industrial. A temperatura do ar insuflado perfaz de prefe- rência 100°C até 180°C, particularmente preferido 120°C até 150°C. A velo- 30 cidade de corrente do ar aquecido é ajustada de preferência de tal modo que ocorra um endurecimento do molde de fundição em períodos apropriados para uma aplicação industrial. Os períodos dependem do tamanho dos mol- des de fundição preparados. É desejado um endurecimento em períodos inferiores a 5 minutos, de preferência inferiores a 2 minutos. Em molde de fundição muito grandes podem ser necessários no entanto períodos maio- res.

5 A retirada de água da mistura de semiproduto moldado pode ser

efetuada também de modo que o aquecimento da mistura de semiproduto moldado seja efetuado por irradiação de micro-ondas. A irradiação de micro- ondas é no entanto efetuada de preferência depois que o molde de fundição foi retirado da ferramenta de moldar. Para isto, o molde de fundição no en- 10 tanto já precisa apresentar suficiente resistência. Tal como já mencionado, isto pode ser efetuado por exemplo pelo fato de que pelo menos uma casca externa do molde de fundição já é endurecido na ferramenta de moldar.

Pelo endurecimento térmico da mistura de semiproduto moldado com a retirada de água é evitado o problema de um pós-endurecimento do molde de fundição durante a fundição de metal. No processo de endureci- mento a frio descrito no estado da técnica, no qual é introduzido dióxido de carbono na mistura de semiproduto moldado, são precipitados carbonatos a partir do vidro solúvel. No molde de fundição endurecido no entanto perma- nece relativamente muita água, que então é expelida na fundição de metal e leva a uma solidificação muito elevada do molde de fundição. Além disso, moldes de fundição que foram solidificados pela introdução de dióxido de carbono não alcançam a estabilidade de moldes de fundição que foram en- durecidos termicamente por retirada de água. Pela formação de carbonatos a estrutura do aglutinante é danificada, razão pela qual este perde em resis- tência. Com moldes de fundição com base em vidro solúvel, endurecidos a frio, não podem ser preparados segmentos finos de um molde de fundição, que eventualmente também apresentam ainda geometria complexa. Moldes de fundição que são endurecidos a frio por introdução de dióxido de carbono não são, pois, apropriados para preparação de peças de fundição com geo- metria muito complicada e entradas estreitas com várias curvas, como ca- nais de óleo em motores de combustão, uma vez que os moldes de fundição não alcançam a necessária estabilidade e os moldes de fundição após a fundição de metal somente podem ser retirados totalmente da peça de mol- dação com dispêndio muito elevado. No endurecimento térmico a água é constantemente retirada do molde de fundição e na fundição de metal é ob- servado um pós-endurecimento do molde de fundição nitidamente mais re- 5 duzido. Após a fundição de metal, o molde de fundição apresenta uma de- sagregação essencialmente melhor que moldes de fundição que foram en- durecidos por introdução de dióxido de carbono. Pelo endurecimento térmico podem ser preparados também moldes de fundição que são apropriados para o acabamento de peças de fundição com geometria muito complexa e 10 entradas estreitas.

Tal como já mencionado mais acima, pela adição de lubrifican- tes, de preferência em forma de lâminas, particularmente grafite e/ou MoS2 e/ou talco, a fluidez da mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção pode ser melhorada. Também minerais semelhantes a talco, como 15 pirofilita, podem melhorar a fluidez da mistura de semiproduto moldado. Na preparação, o lubrificante em forma de lâminas, particularmente grafite e/ou talco, pode ser adicionado à mistura de semiproduto moldado separado dos dois componentes aglutinantes. No entanto, também é bem possível mistu- rar previamente o lubrificante em forma de lâminas, particularmente grafite, 20 com o óxido de metal em partículas, particularmente o dióxido de silício sin- tético amorfo, e somente então misturar com o vidro solúvel e com a maté- ria-prima de moldação resistente ao fogo.

Caso a mistura de semiproduto moldado abranja um aditivo or- gânico, então a adição do aditivo orgânico pode ocorrer a qualquer momento da preparação da mistura de semiproduto moldado. A adição do aditivo or- gânico pode ser efetuada em substância ou também em forma de uma solu- ção.

Aditivos orgânicos hidrossolúveis podem ser empregados em forma de uma solução aquosa. Desde que os aditivos orgânicos sejam solú- veis no aglutinante e estáveis ao armazenamento por vários meses sem se decomporem, eles também podem ser dissolvidos no aglutinante e assim ser adicionados juntamente com este à matéria-prima de moldação. Aditivos hidroinsolúveis podem ser empregados em forma de uma dispersão ou de uma pasta. As dispersões ou pastas contêm de preferência água como meio de dispersão. Em si podem ser preparadas soluções ou pastas dos aditivos orgânicos também em solventes orgânicos. Empregando-se um solvente, no 5 entanto, para a adição do aditivo orgânico, então de preferência é emprega- da água.

De preferência a adição dos aditivos orgânicos ocorre como pó ou como fibra curta, sendo que os tamanhos médios de partículas ou o com- primento das fibras é escolhido de tal modo que não ultrapasse o tamanho 10 da partícula de matéria-prima de moldação resistente ao fogo. De modo par- ticularmente preferido os aditivos orgânicos podem ser peneirados por uma peneira com malha de cerca de 0,3 mm. A fim de reduzir o número de com- ponentes adicionados à matéria-prima de moldação resistente ao fogo, o óxido de metal em partículas e o ou os aditivo(s) orgânico(s) de preferência 15 não são adicionados separados à areia de moldação, mas previamente mis- turados.

Caso a mistura de semiproduto moldado contenha silanos ou siloxanos, então a adição dos silanos ocorre usualmente de modo que eles sejam previamente incorporados no aglutinante. Os silanos ou siloxanos po- 20 dem ser adicionados à matéria-prima de moldação também como compo- nentes separados. Particularmente vantajoso, no entanto, é silanizar o óxido de metal em partículas, isto é, misturar o óxido de metal com o silano ou si- Ioxano, de modo que sua superfície seja provida com uma fina camada de silano ou siloxano. Empregando-se o óxido de metal em partículas assim 25 pré-preparado, então encontra-se, em relação ao óxido de metal não tratado, maiores resistências bem como uma resistência melhorada contra elevada umidade do ar. Adicionando-se, como descrito, a mistura de semiproduto moldado ou o óxido de metal em partículas a um aditivo orgânico, é vantajo- so efetuar isto antes da silanização.

O processo de acordo com a invenção é em si apropriado para a

preparação de todos os moldes de fundição usuais para a fundição de me- tais, por exemplo, de núcleos e formas. De modo particularmente vantajoso podem ser preparados também moldes de fundição que abrangem segmen- tos de parede muito fina. Particularmente na adição de matéria-prima de moldação resistente ao fogo isolante à mistura de semiproduto moldado é apropriado o processo de acordo com a invenção para a preparação de ali- 5 mentadores.

Os moldes de fundição preparados a partir da mistura de semi- produto moldado de acordo com a invenção ou com o processo de acordo com a invenção apresentam elevada resistência imediatamente após a pre- paração, sem que a resistência dos moldes de fundição após o endureci- 10 mento seja tão elevada que provoque dificuldades após a preparação da peça moldada na retirada do molde de fundição. Verificou-se, aqui, que tanto na fundição de metal leve, particularmente fundição de alumínio, como tam- bém na fundição de ferro, o molde de fundição apresenta muito boas propri- edades de desagregação. Além disso, esses moldes de fundição apresen- 15 tam elevada estabilidade sob aumentada umidade do ar, isto é, os moldes de fundição podem ser armazenados surpreendentemente também por perí- odos maiores, sem problemas. Como particular vantagem, o molde de fundi- ção apresenta estabilidade muito elevada sob carga mecânica, de modo que também podem ser preparados segmentos de parede fina do molde de fundi- 20 ção, sem que esses sejam deformados pela pressão metalestática na etapa de fundição. Um outro objeto da invenção é, pois, um molde de fundição que foi obtido segundo o processo de acordo com a invenção descrito acima.

O molde de fundição de acordo com a invenção é apropriado em geral para a fundição de metal, particularmente fundição de metal leve. Re- sultados particularmente vantajosos são obtidos na fundição de alumínio.

A invenção é melhor elucidada a seguir por meio de exemplos bem como pela referência às figuras que acompanham. Elas mostram:

Fig. 1: uma estrutura esquemática de um aparelho BCIRA "Hot Distortion" (G.C. Fountaine1 K.B. Horton, "Heissverformung Von Cold-Box- Sanden", Giesserei-Praxis, n° 6, págs. 85-93, 1992)

Fig. 2: um diagrama do teste BCIRA Hot Distortion de um corpo de teste contendo fosfato e um corpo de teste sem fração de fosfato (Mor- gan, A.D., Fasham E.W., "The BCIRA Hot Distortion Tester for Quality Con- trol in Production of Chemically Bonded Sands", AFS Trasactions, vol. 83, págs. 73-80 (1975));

Fig. 3: reprodução esquemática de um corte de peça de fundi- ção, sendo que o molde de fundição foi preparado uma vez sem (a) e uma vez com (b) adição de fosfatos.

Exemplo 1

Influência de dióxido de silício amorfo sinteticamente preparado e de componentes contendo fósforo sobre a resistência de corpos de molda- ção com areia de quartzo como matéria-prima de moldação.

1. Preparação e teste da mistura de semiproduto moldado

Para o teste da mistura de semiproduto moldado foram prepara- das barras de teste Georg-Fischer. Sob barras de teste Georg-Fischer en- tendem-se barras de teste retangulares com as medidas 150 mm x 22,36 mm x 22,36 mm.

A composição da mistura de semiproduto moldado é dada na tabela 1. Para preparação das barras de teste Georg-Fischer foi procedido como descrito a seguir:

Os componentes mencionados na tabela 1 foram misturados em um misturador de palhetas de laboratório (firma Vogel & Schemmann AG, Hagen, Alemanha).

Para isto, primeiro foi colocada a areia de quartzo e sob agitação foi adicionado o vidro solúvel. Como vidro solúvel foi empregado um vidro solúvel de sódio, com frações de potássio. Nas tabelas a seguir o módulo é 25 dado com SiO2 : M2O, sendo que M indica a soma de sódio e potássio. De- pois de ter misturado a mistura por um minuto, foram eventualmente adicio- nados o dióxido de silício amorfo e/ou o componente contendo fósforo, sob agitação. A mistura foi a seguir agitada ainda por mais um minuto;

As misturas de semiproduto moldado foram transferidas para a câmara de reserva de uma pistola para disparo de núcleos "Hot-Box" da fir- ma Rõperwerk - Giessereimaschinen GmbH, Viersen, Alemanha, cuja fer- ramenta de moldar estava aquecida a 200°C; As misturas de semiproduto moldado foram introduzidas na fer- ramenta de moldar por meio de ar comprimido (5 bar) e permaneceram por outros 35 segundos na ferramenta de moldar;

Para acelerar o endurecimento da mistura, durante os últimos 20 segundos, foi introduzido ar quente 200 KPa (2 bar), 120°C na entrada da ferramenta) pela ferramenta de moldar;

A ferramenta de moldar foi aberta e a barra de teste retirada.

Para determinar a resistência à flexão, as barras de teste foram colocadas em aparelho de teste de resistência Georg-Fischer, provido de um dispositivo para dobrar de 3 pontos (DISA Industrie AG, Schatthausen, CH) e foi medida a força que levou à quebra da barra de teste.

As resistências à dobra foram medidas segundo o esquema a

seguir:

- 10 segundos após a retirada (resistências ao calor)

-1 hora após a retirada (resistência ao frio)

- 3 horas de armazenamento do núcleo resfriado em câmara cli- matizada a 25°C e 75% de umidade relativa do ar.

Tabela 1

Composição das misturas de semiproduto moldado

Areia de Vidro solúvel Dióxido de Fosfato quartzo H32 alcalino silício amorfo 1,1 100 GT 2,oa) Comparação, não de acordo com a invenção 1,2 100 GT 2,0a) 0,5b) Comparação, não de acordo com a invenção 1,3 100 GT 2,0a) 0,3C) Comparação, não de acordo com a invenção 1,4 100 GT 20a) 0,5b) 0,3C) de acordo com a invenção 1,5 100 GT 2,0a) 0,5b) 0,1c> de acordo com a invenção 1,6 100 GT 2,0a) 0,5b> 0,5C) de acordo com a invenção 1,7 100 GT 2,0a) 0,3c) de acordo com a invenção 1,8 100 GT 2,0a) 0,5b> 0,3C) de acordo com a invenção a) vidro solúvel alcalino com módulo SiOaiM2O de cerca de 2,3

b) Elkem Microssílica 971 (ácido silícico pirogênico; preparaçao no forno de arco voltaico)

c) hexametafosfato de sódio (firma Fluka), adicionado como sólido

d) Metakorin® TWP 15 (solução de polifosfato da firma Metakorin Wasser- Chemie GmbH)

Tabela 2

Resistência à dobra

Resistência a Resistência Após armazenamento quente [N/cm2] a frio [N/cm2] na câmara climatizada [N/cm2! 1,1 70 420 20 Comparação, não de acordo com a invenção 1,2 170 500 400 Comparação, não de acordo com a invenção 1,3 60 410 20 Comparação, não de acordo com a invenção 1,4 160 490 390 de acordo com a invenção 1,5 170 500 400 de acordo com a invenção 1,6 150 460 350 de acordo com a invenção 1,7 80 430 30 de acordo com a invenção 1,8 160 450 380 de acordo com a invenção 2° Resultado

Influência da quantidade adicionada de dióxido de silício amorfo

e fosfato

Todas as misturas de semiproduto moldado foram preparadas com quantidades constantes de semiproduto moldado e vidro solúvel. Os exemplos 1,3 e 1,7 mostram que pela adição isolada de fosfato não podem ser preparados núcleos capazes de serem armazenados. Nos exemplos 1,2,

1,4, 1,5, 1,6 e 1,7 foram preparadas misturas de semiproduto moldado com óxido de silício amorfo. As resistências ao calor e resistências após armaze- namento na câmara climatizada são nitidamente maiores que dos outros exemplos. Os exemplos 1,4, 1,5 e 1,8 mostram que as resistências ao calor e ao frio bem como resistências após armazenamento na câmara climatiza- da de misturas de semiproduto moldado, que contêm dióxido de silício amor- fo como componente, não são negativamente influenciadas pela adição de 5 um componente contendo fosfato. Isto significa que a barra de teste prepa- rada com a mistura de semiproduto moldado de acordo com a invenção mantém, em essência, suas resistências mesmo após armazenamento mais prolongado. O exemplo 1.6 indica que a partir de um determinado teor de fosfato na mistura de semiproduto moldado é esperada uma influência nega- 10 tiva na resistência.

Exemplo 2

1. Medição da deformação

A deformação sob carga térmica foi determinada segundo o tes- te de distorção a quente BCIRA (Morgan, A.D., Fasham E.W., "The BCIRA Hot Distortion Tester for Quality Control in Production of Chemically BOnded Sands", AFS Transactions, vol. 83, págs. 73-80 (1975)).

No teste de deformação a quente BCIRA, representado na figura

1, um corpo de teste a partir de areia quimicamente ligada com as medidas x 6 x 114 mm é estirado como "Kragarm" e aquecido na parte plana infe- rior (G.C. Fountaine, K.B. Horton, "Heissverformung von Cold-Box-Sanden", Giesserei-Praxis, n° 6, págs. 85-93, 1992). Esse aquecimento em um lado leva ao fato que o corpo de teste, em virtude da dilatação térmica do lado quente enverga para cima, para o lado frio. Esse movimento do corpo de teste é denominado "dilatação máxima" na curva. Na medida em que o cor- po de teste se aquece de modo geral, o aglutinante começa a desagregar e se transformar no estado termoplástico. Em virtude das propriedades termo- plásticas dos diferentes sistemas aglutinantes a carga pressiona novamente o corpo de teste para baixo pelo braço de carga. Este movimento descen- dente ao longo da ordenada na linha O até a quebra é denominado "defor- mação a quente". O tempo decorrido entre o início da dilatação máxima na curva e a quebra é denominado "tempo até a quebra" e representa um outro valor característico. O movimento que ocorre nessa disposição de teste pode ser observado, de fato, em formas e núcleos.

A preparação das misturas de semiproduto moldado ocorreu de acordo com o processo representado no exemplo 1 com a diferença de que as barras de teste apresentaram as medidas 25 mm x 6 mm x 114 mm.

Tabela 3

Areia de Vidro solúvel Dióxido de Fosfato quartzo H32 alcalino silício amorfo 2,1 100 GT 2,0 a> 0,5 b) Comparação, não de acor¬ do com a invenção 2,2 100 GT 2,0 a) 0,5 b) 0,3 c) Comparação, não de acor¬ do com a invenção a) Vidro solúvel alcalino com modulo SiO2IM2O de aproximadamente 2,3

b) Elkem Microsilica 971 (ácido silícico pirogênico; preparação no forno de arco voltaico)

c) hexametafosfato de sódio (firma Fluka), adicionado como sólido 2° resultado

Os valores de medição para a deformação sob carga térmica estão representados na fig.2. Sem adição de fosfato (mistura de semiproduto moldado 2.1), o corpo de teste já é deformado após uma curta carga térmi- ca. Corpos de teste preparados com a mistura de semiproduto moldado 2.2 15 apresentam em contrapartida uma estabilidade térmica nitidamente aperfei- çoada. Pela adição de fosfato, o tempo até a "deformação a quente" e com isto o "tempo até a ruptura" pode ser protelado.

Exemplo 3

Preparação de moldes de fundição com uso de corpos de moldação isentos de fosfato e contendo fosfato

Para comprovar a resistência térmica aperfeiçoada mostrada no exemplo 2 de corpos de moldação, foram preparados núcleos de acordo com as misturas de semiproduto moldado 2.1 e 2.2. Esses núcleos foram testados em um processo de fundição (liga de alumínio, aproximadamente 25 735°C) com relação a sua resistência térmica. Aqui verificou-se que um segmento circular do corpo de moldação pôde ser reproduzido corretamente somente no caso da mistura de semiproduto moldado 2.2 no molde de fundi- ção correspondente (Fig. 3b). Sem adição do componente fosfato puderam ser comprovadas deformações elípticas no molde de fundição, representado de modo esquemático na fig. 3a.

A partir disto resulta que pelo uso da mistura de semiproduto

moldado de acordo com a invenção, a tendência à deformação de corpos moldados durante o processo de fundição pode ser reduzido e com isto pode ser melhorada a qualidade de fundição dos moldes de fundição correspon- dentes.

Claims (31)

1. Mistura de semiproduto moldado para fabricação de moldes de fundição para o processamento de metal abrangendo pelo menos: - uma matéria-prima de moldação resistente ao fogo; - um aglutinante com base em vidro solúvel; - uma fração de um óxido de metal em partículas, que é escolhi- do do grupo consistindo em dióxido de silício, óxido de alumínio, óxido de titânio e óxido de zinco; caracterizada pelo fato de que a mistura de semi- produto moldado é adicionada de uma fração de um composto contendo fós- foro.

2. Mistura de semiproduto moldado de acordo com a reivindica- ção 1, caracterizada pelo fato de que o composto contendo fósforo está pre- sente na etapa de oxidação V.

3. Mistura de semiproduto moldado de acordo com a reivindica- ção 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o composto contendo fósforo é um fosfato ou um óxido de fósforo.

4. Mistura de semiproduto moldado de acordo com uma das rei- vindicações anteriores caracterizada pelo fato de que o composto contendo fósforo é um fosfato orgânico.

5. Mistura de semiproduto moldado de acordo com a reivindica- ção 3, caracterizada pelo fato de que o fosfato é um fosfato de metal alcali- no.

6. Mistura de semiproduto moldado de acordo com a reivindica- ção 3, caracterizada pelo fato de que o composto contendo fósforo é um or- tofosfato, metafosfato ou polifosfato.

7. Mistura de semiproduto moldado de acordo com a reivindica- ção 5 caracterizada pelo fato de que o fosfato orgânico é derivado do grupo dos fosfatos contendo alquila, arila ou carboidrato.

8. Mistura de semiproduto moldado de acordo com uma das rei- vindicações anteriores caracterizada pelo fato de que a fração do composto contendo fósforo, em relação à matéria-prima de moldação resistente ao fogo, é escolhida entre 0,05 e 1,0% em peso.

9. Mistura de semiproduto moldado de acordo com uma das rei- vindicações anteriores caracterizada pelo fato de que o composto contendo fósforo apresenta um teor de fósforo de 0,5 até 90% em peso, calculado co- mo P2O5.

10. Mistura de semiproduto moldado de acordo com uma das reivindicações anteriores caracterizada pelo fato de que o óxido de metal em partículas é escolhido do grupo de ácido silícico de precipitação e ácido silí- cico pirogênico.

11. Mistura de semiproduto moldado de acordo com uma das reivindicações anteriores caracterizada pelo fato de que o vidro solúvel apre- senta um módulo Si02/M20 na faixa de 1,6 até 4,0, particularmente 2,0 até3,5, sendo que M significa íons de sódio e/ou íons de potássio.

12. Mistura de semiproduto moldado de acordo com uma das reivindicações anteriores caracterizada pelo fato de que o vidro solúvel apre- senta uma fração sólida de SiO2 e M2O na faixa de 30 até 60% em peso.

13. Mistura de semiproduto moldado de acordo com uma das reivindicações anteriores caracterizada pelo fato de que o aglutinante está contido em uma fração inferior a 20% em peso na mistura de semiproduto moldado.

14. Mistura de semiproduto moldado de acordo com uma das reivindicações anteriores caracterizada pelo fato de que o óxido de metal em partículas está contido em uma fração de 2 até 60% em peso em relação ao aglutinante.

15. Mistura de semiproduto moldado de acordo com uma das reivindicações anteriores caracterizada pelo fato de que a matéria-prima de moldação contém pelo menos uma fração de microesferas ocas.

16. Mistura de semiproduto moldado de acordo com a reivindi- cação 15, caracterizada pelo fato de que as microesferas ocas são microes- feras ocas de silicato de alumínio e/ou microesferas ocas de vidro.

17. Mistura de semiproduto moldado de acordo com uma das reivindicações anteriores caracterizada pelo fato de que a matéria-prima de moldação contém pelo menos uma fração de granulado de vidro, pérolas de vidro e/ou corpos de moldação cerâmicos esféricos.

18. Mistura de semiproduto moldado de acordo com uma das reivindicações anteriores caracterizada pelo fato de que a matéria-prima de moldação contém pelo menos uma fração de mulita, mistura natural de mi- neral contendo cromo ("Chromerzsand") e/ou olivina.

19. Mistura de semiproduto moldado de acordo com uma das reivindicações anteriores caracterizada pelo fato de que à mistura de semi- produto moldado é adicionado um metal oxidável e um agente de oxidação.

20. Mistura de semiproduto moldado de acordo com uma das reivindicações anteriores caracterizada pelo fato de que a mistura de semi- produto moldado contém uma fração de um lubrificante em forma de lâmi- nas.

21. Mistura de semiproduto moldado de acordo com a reivindi- cação 20 caracterizada pelo fato de que o lubrificante em forma de lâminas é escolhido a partir de grafite, sulfeto de molibdênio, talco e/ou pirofilita.

22. Mistura de semiproduto moldado de acordo com uma das reivindicações anteriores caracterizada pelo fato de que a mistura de semi- produto moldado contém uma fração de pelo menos um aditivo orgânico só- lido a temperatura ambiente.

23. Mistura de semiproduto moldado de acordo com uma das reivindicações anteriores caracterizada pelo fato de que a mistura de semi- produto moldado contém pelo menos um silano ou siloxano.

24. Processo para fabricação de moldes de fundição para o pro-cessamento de metal, com as etapas: - preparação de uma mistura de semiproduto moldado como de- finido em uma das reivindicações 1 até 23; - moldagem da mistura de semiproduto moldado; - endurecimento da mistura de semiproduto moldado formada, em que a mistura de semiproduto formada é aquecida, com o que é obtido o molde de fundição endurecido.

25. Processo de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo fato de que a mistura de semiproduto moldado é obtida - preparando-se o semiproduto moldado resistente ao fogo; - adicionando-se componentes sólidos ao semiproduto moldado resistente ao fogo, os quais abrangem pelo menos o óxido de metal em for- ma de partículas bem como o fosfato e misturando-se os componentes para formar uma mistura seca; e - adicionando-se os componentes líquidos à mistura seca, sendo que os componentes líquidos abrangem pelo menos o vidro solúvel.

26. Processo de acordo com uma das reivindicações 24 ou 25, caracterizado pelo fato de que a mistura de semiproduto moldado é aqueci- da a uma temperatura na faixa de 100 até 300°C.

27. Processo de acordo com uma das reivindicações 24 até 26, caracterizado pelo fato de que para o endurecimento é insuflado ar aquecido na mistura do semiproduto moldado formada.

28. Processo de acordo com uma das reivindicações 24 até 27, caracterizado pelo fato de que o aquecimento da mistura de semiproduto moldado é efetuado pela atuação de micro-ondas.

29. Processo de acordo com uma das reivindicações 24 até 28, caracterizado pelo fato de que o molde de fundição é um alimentador.

30. Molde de fundição obtido segundo um processo como defini- do em uma das reivindicações 24 até 29.

31. Uso do molde de fundição como definido na reivindicação 30, para a fundição de metais, particularmente fundição de metais leves.