CH652053A5 - Preparations for the manufacture or treatment of foundry articles - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Zubereitung für die Herstellung oder Behandlung von Artikeln für die Giesserei, nachfolgend auch als Giessereiartikel bezeichnet, z. B. Giessfor-men, Pressgussformen, feuerfeste Teile von Öfen oder Giess-pfannen, keramische Formkerne und dergleichen Artikel, die eine Verbesserung der Hochtemperaturfestigkeit und der Feuerfestigkeit solcher Artikel ermöglicht. Die erfmdungsge-mässe Zubereitung ist gekennzeichnet durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale. The invention relates to a preparation for the manufacture or treatment of articles for the foundry, hereinafter also referred to as foundry articles, for. B. casting molds, die-casting molds, refractory parts of ovens or ladles, ceramic mold cores and the like articles, which enables an improvement in the high temperature strength and the fire resistance of such articles. The preparation according to the invention is characterized by the features specified in claim 1.
Zur Behandlung und Herstellung von Artikeln für die Giesserei, wie Giessformen, sind verschiedene Arten von sili-cathaltigen Zusammensetzungen bekannt, z. B. die in den US-PS 4 114 499,4 111 705, 3 961 968, 3 957 715, 3 682 668, 3 576 652, 3 211 560 und 2 842 445 beschriebenen Zubereitungen. Bei einigen der in den obigen Patenten beschriebenen Methoden werden silicathaltige Zubereitungen dem Formsand oder anderem zerkleinertem feuerfestem Material, das zur Herstellung der Form verwendet wird, als Bindemittel einverleibt oder als Imprägnierung bzw. Beschichtung einer aus solchem Material hergestellten Form verwendet. Die beschriebenen silicathaltigen Zubereitungen enthalten verschiedene andere Komponenten bzw. prozentual definierte Zusammensetzungen und sind im allgemeinen für den beabsichtigten Zweck wirksam. Ferner kann mit einigen dieser beschriebenen Methoden die Notwendigkeit der Warmhärtung der Formen vermieden, d.h. mit anderen Worten, es können lufthärtbare bzw. nicht-gebrannte Formen erhalten werden. Mit einigen der bekannten Methoden werden jedoch lufthärtbare Formen erhalten, deren Formhaut bzw. behandelte Oberfläche eine unzureichende Beständigkeit gegen bestimmte, im Giessereibetrieb häufig anzutreffende Bedingungen besitzt. Beispielsweise wird mit einigen bekannten Zubereitungen keine Formhaut erhalten, welche der intensiven Hitze und der durch die Bewegung der heissen turbulenten Metallschmelze, welche in den Formhohlraum gegossen wird, verursachten Erosion standhält. Andere bekannte Zubereitungen führen zu mehrteiligen Hautstrukturen, die bei starker Erhitzung zur Rissbildung neigen. Andere bekannte Zubereitungen gestatten das unerwünschte Eindringen von Metall in den Formsand bzw. nachteilige chemische Reaktionen oder das Aufspalten bzw. Aufbrechen der Oberfläche des Formhohlraumes. Various types of silicate-containing compositions are known for treating and producing articles for the foundry, such as casting molds, e.g. For example, the preparations described in U.S. Patent Nos. 4,114,499,4,111,705, 3,961,968, 3,957,715, 3,682,668, 3,576,652, 3,211,560, and 2,842,445. In some of the methods described in the above patents, silicate-containing preparations are incorporated into the molding sand or other crushed refractory material used to make the mold, as a binder, or as an impregnation or coating of a mold made from such material. The silicate-containing preparations described contain various other components or percentage-defined compositions and are generally effective for the intended purpose. Furthermore, some of these methods described can avoid the need to thermoset the molds, i.e. in other words, air-curable or non-baked forms can be obtained. With some of the known methods, however, air-curable molds are obtained whose molded skin or treated surface has an insufficient resistance to certain conditions that are frequently encountered in the foundry. For example, some known formulations do not obtain a molded skin that can withstand the intense heat and erosion caused by the movement of the hot, turbulent molten metal that is poured into the mold cavity. Other known preparations lead to multi-part skin structures that tend to crack when heated. Other known preparations allow the undesired penetration of metal into the molding sand or disadvantageous chemical reactions or the splitting or breaking up of the surface of the mold cavity.
Das in der erfindungsgemässen Zubereitung enthaltene Silicat ist ein Hybridsilicat oder/und Silicylmetaphosphat und das feuerfeste Aggregat ist vorzugsweise gewählt aus Zirkon, Siliciumdioxid, Aluminiumoxidsilicaten, Graphit, geschmolzenem Siliciumdioxid, Aluminiumoxid, Chromit, faserigen Aluminiumoxidsilicaten und Mischungen hiervon. Ausserdem haben die feuerfesten Aggregate vorzugsweise eine Teilchendurchmesser-Grössenverteilung von zwischen etwa 10 und 3000 Mikrometer. The silicate contained in the preparation according to the invention is a hybrid silicate and / or silicon metaphosphate and the refractory aggregate is preferably selected from zirconium, silicon dioxide, aluminum oxide silicates, graphite, molten silicon dioxide, aluminum oxide, chromite, fibrous aluminum oxide silicates and mixtures thereof. In addition, the refractory aggregates preferably have a particle diameter size distribution of between approximately 10 and 3000 micrometers.
Ein zur Verwendung für erfindungsgemässe Zubereitungen besonders geeignetes Hybridsilicat ist in der US-PS 3 961 968 beschrieben und kann z.B. wie folgt hergestellt werden: A hybrid silicate particularly suitable for use in preparations according to the invention is described in US Pat. No. 3,961,968 and can e.g. can be produced as follows:
Komponente Gew.% (Näherung) Component weight% (approximation)
Alkylsilicat (Ethylsilicat, Typ 40) 7-9 Alkyl silicate (ethyl silicate, type 40) 7-9
acidisches Kieselsol (kolloidale Kieselerde 45-55 Wasser 0,5-1 acidic silica sol (colloidal silica 45-55 water 0.5-1
Glycoläther 35-45 Glycol ether 35-45
Schwefelsäure (37%ig) 0,25 Sulfuric acid (37%) 0.25
Ethanol oder Isopropanol 5 Ethanol or isopropanol 5
Hierbei wurde ein Reaktionsgefäss verwendet, das eine Kühleinrichtung besitzt, um die Reaktionsmischung bei einer Temperatur zwischen 20 und 27 °C zu halten. Dieses Reaktionsgefäss wurde mit einer Vormischung von 0,25% konzentrierter Schwefelsäure (37%ig), 0,75% Wasser und 5% Isopropanol beschickt. Unter Rühren wurden 40% Ethy-lenglycolmonoethyläther und dann 8% Ethylsilicat, Typ 40 (erhältlich von der Firma Union Carbide Company) zu der obigen Mischung gegeben und weitere 30 min gemischt. Die entstandene Mischung wurde nun 48 Std. stehengelassen und dann mit 51% einer mit Säure stabilisierten Kieselerdelösung versetzt, wobei die Mischung auf Temperaturen zwischen 20 und 27 °C gehalten wurde. Here, a reaction vessel was used, which has a cooling device in order to keep the reaction mixture at a temperature between 20 and 27 ° C. This reaction vessel was charged with a premix of 0.25% concentrated sulfuric acid (37%), 0.75% water and 5% isopropanol. With stirring, 40% of ethylene glycol monoethyl ether and then 8% of Type 40 ethyl silicate (available from Union Carbide Company) were added to the above mixture and mixed for an additional 30 minutes. The resulting mixture was then left to stand for 48 hours and then 51% of an acid-stabilized silica solution was added, the mixture being kept at temperatures between 20 and 27 ° C.
Das Silicylmetaphosphat kann z.B. nach folgendem Verfahren hergestellt werden: The silicon metaphosphate can e.g. be produced according to the following procedure:
Komponente Gew.% (Näherung) Component weight% (approximation)
Schwefelsäure (37%ig) 0,25 Sulfuric acid (37%) 0.25
Wasser (destilliert, entionisiert) 0,99 Water (distilled, deionized) 0.99
kolloidales Kieselsol (acidisch) 49,05 colloidal silica sol (acidic) 49.05
Ethylenglycolmonoethyläther 30,01 Ethylene glycol monoethyl ether 30.01
Posphorsäure (85%ig) 11,60 Phosphoric acid (85%) 11.60
Ethylsilicat, Typ 40 8,10 Ethyl silicate, type 40 8.10
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
55 55
60 60
65 65
652 053 652 053
In einer wassergekühlten Reaktionskammer wurden 0,25% konzentrierte Schwefelsäure (37%ig) mit 0,99% destilliertem und entionisiertem Wasser vereinigt. Unter Rühren wurden 22,50% Glycoläther in die Reaktionskammer gegeben und dann unmittelbar nachfolgend 8,10% Ethylsilicat, Typ 40 (erhältlich von der Firma Union Carbide Company) zugegeben. Die Mischung wurde dann 30 min bei einer sorgfältig zwischen 20 und 27 C gehaltenen Temperatur gerührt. Nach 30 min wurde diese Mischung 48 Std. bei 20-27 °C gehalten, worauf 49,05% acidisches kolloidales Kieselsol langsam in die Reaktionskammer eingeführt wurde. Die Mischung wurde dann weitere 2 Std. gerührt und die Temperatur der Reaktionsmischung dabei auf20-27 °C gehalten. Wenn diese Umsetzung nahezu vollständig ist, wird eine Mischung aus 11,60% konzentrierter Phosphorsäure und 7,51% Glycoläther eingeführt und das Ganze 30 min umgesetzt. Das schliesslich erhaltene Produkt wurde auf Raumtemperatur abkühlen gelassen und bis zur Herstellung der Beschichtungszubereitung gelagert. In a water-cooled reaction chamber, 0.25% concentrated sulfuric acid (37%) was combined with 0.99% distilled and deionized water. While stirring, 22.50% glycol ether was added to the reaction chamber and then immediately 8.10% ethyl silicate, type 40 (available from Union Carbide Company) was added. The mixture was then stirred for 30 minutes at a temperature carefully kept between 20 and 27 ° C. After 30 minutes, this mixture was kept at 20-27 ° C for 48 hours, whereupon 49.05% acidic colloidal silica sol was slowly introduced into the reaction chamber. The mixture was then stirred for a further 2 hours while maintaining the temperature of the reaction mixture at 20-27 ° C. When this reaction is almost complete, a mixture of 11.60% concentrated phosphoric acid and 7.51% glycol ether is introduced and the whole is reacted for 30 minutes. The product finally obtained was allowed to cool to room temperature and stored until the coating preparation was produced.
Ferner können zur Herstellung eines hier geeigneten Sili-cylmetaphosphates folgende Komponenten umgesetzt werden: In addition, the following components can be implemented to produce a silicon metaphosphate suitable here:
Die Mischung kann ausserdem eine vorbestimmte Menge eines Zusatzmittels zur Erhöhung der Nassfestigkeit enthalten, z.B. Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol oder Ton. Ferner kann die Mischung ein Tensid enthalten, um die Aggregate 5 bei der Herstellung der Beschichtungszubereitung besser zu benetzen. Geeignete Tenside sind die üblichen Natriumseifen von Fettsäuren, Carboxymethylcellulose, Natriumsulfate, Natriumtripolyphosphate und syntetische Detergentien, wie «Victawet» der Firma Stauffer Chemical Company, «Wet-io sit» der Firma Nopco Chemical Company, und «Lestoil» der Firma Noxell Corporation. Geeignete Fettsäuretenside sind unter anderen «Wetanol» der Firma Clyco Chemicals, Inc., «Surfact» der Firma Casting Supply House, New York, und «Westasep» der Firma West Chemical Products, Inc. Bevor-i5 zugte synthetische Tenside sind solche mit gerader Kette und 10 oder mehr C-Atomen in der Kette. The mixture may also contain a predetermined amount of an additive to increase wet strength, e.g. Polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol or clay. Furthermore, the mixture can contain a surfactant in order to better wet the aggregates 5 during the production of the coating preparation. Suitable surfactants are the usual sodium soaps of fatty acids, carboxymethyl cellulose, sodium sulfates, sodium tripolyphosphates and synthetic detergents, such as "Victawet" from Stauffer Chemical Company, "Wet-io sit" from Nopco Chemical Company, and "Lestoil" from Noxell Corporation. Suitable fatty acid surfactants include "Wetanol" from Clyco Chemicals, Inc., "Surfact" from Casting Supply House, New York, and "Westasep" from West Chemical Products, Inc. Preferred synthetic surfactants are those with a straight line Chain and 10 or more carbon atoms in the chain.
Die eben beschriebene Beschichtungszubereitung kann die folgenden speziellen Komponenten enthalten und in der nachfolgend angegebenen Weise hergestellt werden: The coating preparation just described can contain the following special components and can be produced in the manner specified below:
Komponente component
Gew.% (Näherung) % By weight (approximation)
Komponente component
Salzsäure (37%ig) Ethylsilicat, Typ 40 kolloidales Kieselsol (alkalisch oder acidisch) Isopropanol (wasserfrei) Phosphorsäure (85%ig) Hydrochloric acid (37%) ethyl silicate, type 40 colloidal silica sol (alkaline or acidic) isopropanol (anhydrous) phosphoric acid (85%)
feuerfestes Aggregat 75-90 fireproof unit 75-90
Gew.% (Näherung) Polyvinylacetat oder Polyvinylalkohol 0,5 % By weight (approximation) polyvinyl acetate or polyvinyl alcohol 0.5
25 Hybridsilicat 10-25 25 hybrid silicate 10-25
Tensid 0,1 Surfactant 0.1
0,15 27,42 0.15 27.42
10,63 41,83 19,94 10.63 41.83 19.94
Die Zubereitung wurde wie folgt aufgearbeitet: In einem mit Kühleinrichtung ausgerüsteten Reaktiongefass wurden 0,15% konzentrierte Salzsäure (37%ig) vorsichtig mit 10,63% alkalischer kolloidaler Kieselerde vermischt. Unter Rühren wurden 20,92% Isopropanol in das Reaktionsgefass eingespeist und 10 min gerührt. Dann wurde eine Vormischung aus 20,92% Isopropanol und 19,94% Phosphorsäure in das Reaktionsgefäss eingeführt und der Inhalt 30 Min gerührt. Die entstandene Mischung wurde dann 24 Std. bei einer Temperatur zwischen 20 und 27 °C gehalten. Nach 24 Std. wurden 27,42% Ethylsilicat, Typ 40, langsam in das Reaktionsgefäss eingespeist, wobei die Temperatur zwischen 20 und 27 °C gehalten wurde. Der Inhalt des Reaktionsgefässes wurde dann 1 Std. gründlich durchmischt, 24 Std. zwischen 20 und 27 °C gehalten und dann zur Verwendung für die Herstellung der Beschichtungszubereitung gelagert. The preparation was worked up as follows: 0.15% concentrated hydrochloric acid (37%) was carefully mixed with 10.63% alkaline colloidal silica in a reaction vessel equipped with a cooling device. With stirring, 20.92% isopropanol was fed into the reaction vessel and stirred for 10 minutes. A premix of 20.92% isopropanol and 19.94% phosphoric acid was then introduced into the reaction vessel and the contents were stirred for 30 minutes. The resulting mixture was then kept at a temperature between 20 and 27 ° C. for 24 hours. After 24 hours, 27.42% type 40 ethyl silicate was slowly fed into the reaction vessel, maintaining the temperature between 20 and 27 ° C. The contents of the reaction vessel were then thoroughly mixed for 1 hour, kept between 20 and 27 ° C. for 24 hours and then stored for use in the preparation of the coating preparation.
Das Silicylmetaphosphat hat die Formel The silicon metaphosphate has the formula
OH OH
O II O II
OH I OH I
Si - Si -
1 1
0 0
1 1
- en- - en-
1 1
0 0
1 1
1 1
- Si - OH I - Si - OH I
1 1
OH OH
0 0
1 1
OH OH
n in der n = 1,2, 3 oder 4 ist. n in which n = 1, 2, 3 or 4.
Zur Herstellung einer Beschichtungszubereitung gemäss einer Ausführungsform der Erfindung wird eine vorbestimmte Menge des Hybridsilicates und eines der oben genannten feuerfesten Aggregate bzw. eine Kombination solcher Aggregate zur Bildung einer Aufschlämmung vermischt, die zum Auftragen auf die Oberfläche des Formhohlraumes einer Giessform oder auf den zu behandelnden Oberflächenteil eines ähnlichen Giessereiartikels geeignet ist. To produce a coating preparation according to one embodiment of the invention, a predetermined amount of the hybrid silicate and one of the above-mentioned refractory aggregates or a combination of such aggregates is mixed to form a slurry which is to be applied to the surface of the mold cavity of a casting mold or to the surface part to be treated a similar foundry article is suitable.
40,9% feuerfestes Aggregat wurden in einem Reaktorge-fäss, das mit einer Kühleinrichtung versehen war, um die Re-30 aktionsmischung zu jeder Zeit unter 30 °C zu halten, mit 18,5% Hybridsilicat während 15 min vermischt, worauf 0,5% Polyvinylacetat in das Reaktionsgefass eingespeist wurden. Die entstandene Mischung wurde 5 min gerührt, worauf 0,1% Tensid zugegeben und weitere 5 min gemischt 35 wurde. Zu dieser Zubereitung wurde das feuerfeste Aggregat als restlicher Anteil zugegeben und die Aggregatmischung 15 min durchgearbeitet. Nach gründlichem Vermischen wurde das Produkt auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. 40.9% refractory aggregate was mixed with 18.5% hybrid silicate over 15 minutes in a reactor kettle equipped with a cooler to keep the reaction mixture below 30 ° C at all times. 5% polyvinyl acetate were fed into the reaction vessel. The resulting mixture was stirred for 5 minutes, whereupon 0.1% surfactant was added and mixing was continued for a further 5 minutes. The refractory aggregate was added to this preparation as the remaining portion and the aggregate mixture was worked through for 15 min. After thorough mixing, the product was allowed to cool to room temperature.
Die auf diese Weise hergestellte Beschichtungszuberei-40 tung liegt in Form einer Aufschlämmung vor und kann in irgendeiner geeigneten Weise auf einen bestimmten Oberflächenteil der zu behandelnden Giessform, des Kernes oder ähnlichen Giessereiartikeln aufgetragen werden. The coating preparation produced in this way is in the form of a slurry and can be applied in any suitable manner to a specific surface part of the casting mold, the core or similar foundry articles to be treated.
In der Zeichnung ist als Beispiel eines zu behandelnden 45 Giessereiartikels eine Giessform 10 in Form eines Presslings aus Quarzsand 12 oder anderem zerkleinertem feuerfestem Material, wie es üblicherweise für die Giessereitechnik verwendet wird, in einer Formflasche 14 dargestellt. Wenn der zu behandelnde Giessereiartikel eine Form ist, wird minde-50 stens die Oberfläche des zur Aufnahme der Metallschmelze bestimmten Formhohlraumes 16 und gegebenenfalls alle Teile der Form, welche den Formhohlraum umgeben, sowie der Formeinlauf bzw. Eingusskanal 18 und Hauptkanal 20 mit der beschriebenen Zubereitung, z. B. durch Ausstreichen, 55 Anstreichen, Aufsprühen oder andere Applikationsmethoden, beschichtet. Die so beschichtete Form wird dann an der Luft etwa 20 min trocknen gelassen, wodurch eine Form entsteht, die eine Haut oder Beschichtung 22 mit einer Dicke von annähernd 0,4 bis 0,8 mm in den so behandelten Ober-60 flächenteilen aufweist, und die mit dem Hybridsilicat bis zu einer Tiefe von etwa 5 cm zur Erhöhung der Bindefestigkeit der Form versehen ist. Derart behandelte Giessformen haben eine verbesserte Oberflächenqualität und zeigen eine erhebliche Beständigkeit gegen das Eindringen von turbulenter 65 Metallschmelze in die Form Oberfläche sowie gegen Abblättern und Erosion. Ferner zeigt die so behandelte Giessform eine erheblich höhere Feuerfestigkeit als die entsprechende nicht-behandelte Giessform. In the drawing, as an example of a 45 foundry article to be treated, a casting mold 10 in the form of a compact made of quartz sand 12 or other crushed refractory material, as is usually used for the foundry technology, is shown in a shaped bottle 14. If the foundry article to be treated is a mold, at least the surface of the mold cavity 16 intended for receiving the molten metal and, if applicable, all parts of the mold which surround the mold cavity, as well as the mold inlet or sprue channel 18 and main channel 20 with the described preparation , e.g. B. coated by coating, 55 painting, spraying or other application methods. The thus coated mold is then allowed to air dry for about 20 minutes, resulting in a mold which has a skin or coating 22 with a thickness of approximately 0.4 to 0.8 mm in the surface parts treated in this way, and which is provided with the hybrid silicate to a depth of about 5 cm to increase the bond strength of the mold. Casting molds treated in this way have an improved surface quality and show considerable resistance to the penetration of turbulent molten metal into the surface of the mold and to peeling and erosion. Furthermore, the casting mold treated in this way has a considerably higher fire resistance than the corresponding non-treated casting mold.
652 053 652 053
Für eine Beschichtungszubereitung, die gemäss einer anderen als der im obigen Beispiel erläuterten Ausführungsform hergestellt ist, wird das Silicylmetaphosphat zusammen mit einem feuerfesten Aggregat oder einer Kombination von solchen Aggregaten zur Bildung der Beschichtungsauf-schlämmung verwendet. Die Mischung kann ferner eine vorbestimmte Menge bzw. Art eines Zusatzmittels zur Erhöhung der Nassfestigkeit enthalten, z. B. Polyvinylacetat, Polyvinylalkohol oder Ton. Die Mischung kann ferner ein Tensid zur besseren Benetzung der Aggregate während der Herstellung der Beschichtungszubereitung enthalten. Geeignete Tenside sind oben angegeben. For a coating preparation made according to an embodiment other than the one illustrated in the example above, the silicon metaphosphate is used together with a refractory aggregate or a combination of such aggregates to form the coating slurry. The mixture may also contain a predetermined amount or type of additive to increase wet strength, e.g. B. polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol or clay. The mixture may also contain a surfactant for better wetting of the aggregates during the preparation of the coating preparation. Suitable surfactants are given above.
Die eben beschriebene Beschichtung unter Verwendung von Silicylmetaphosphat kann die folgenden speziellen Komponenten enthalten und wie weiter unten beschrieben hergestellt werden: The coating just described using silicon metaphosphate can contain the following special components and can be produced as described below:
Komponente Gew.% (Näherung) Component weight% (approximation)
feuerfestes Aggregat 75-90 Polyvinylacetat oder Polyvinylalkohol 0,5 fireproof aggregate 75-90 polyvinyl acetate or polyvinyl alcohol 0.5
Silicylmetaphosphat 10-25 Tensid 0,1 Silicon metaphosphate 10-25 surfactant 0.1
In einem Reaktorgefäss, das eine Kühleinrichtung enthält, um die Reaktionsmischung jederzeit unter 30 °C zu halten, wurden unter Rühren 40,9% feuerfestes Aggregat zu 18,5% Silicylmetaphosphat gegeben und das Ganze 15 Min gemischt. Dann wurde das Rühren unterbrochen und 0,5% Polyvinylacetat langsam in das Gefäss eingeführt. Die entstandene Mischung wurde 5 min gerührt und mit 0,1 % Tensid versetzt, worauf die Mischung weitere 5 min gerührt wurde. Dann wurde der restliche Anteil an feuerfestem Aggregat zu der Zubereitung gegeben und die entstandene Mischung 15 min durchmischt. Nach gründlicher Durchmischung des Produktes wurde dieses auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. In a reactor vessel which contains a cooling device in order to keep the reaction mixture below 30 ° C. at any time, 40.9% refractory aggregate were added to 18.5% silicon metaphosphate with stirring and the whole was mixed for 15 minutes. Then stirring was stopped and 0.5% polyvinyl acetate was slowly introduced into the vessel. The resulting mixture was stirred for 5 minutes and 0.1% surfactant was added, whereupon the mixture was stirred for a further 5 minutes. Then the remaining portion of the refractory aggregate was added to the preparation and the resulting mixture was mixed for 15 minutes. After thorough mixing of the product, it was allowed to cool to room temperature.
Die in der eben beschriebenen Weise hergestellte und Silicylmetaphosphat enthaltende Beschichtungszubereitung liegt in Form einer Aufschlämmung vor und kann in gleicher Weise auf die Oberfläche bzw. einem Teil der Oberfläche der Giessform, des Kernes oder ähnlichen zu behandelnden Giessereiartikel nach den oben für die aus Hybridsilicat und feuerfestem Aggregat hergestellte Beschichtungszubereitung genannten Methoden aufgetragen werden. Wie bei der Be-schichtungsmethode mit der Beschichtungszubereitung aus Hybridsilicat und feuerfestem Aggregat wird die Oberfläche des Formhohlraumes und allfälliger weiterer umgebender Teile der Form mit der Zubereitung aus Silicylmetaphosphat und feuerfestem Aggregat entweder durch Ausstreichen, Einstreichen, Versprühen oder nach einer anderen Applikationsmethode beschichtet. Die so behandelte Form bzw. der Kern oder ein ähnlicher Giessereiartikel wird dann etwa 20 min an der Luft trocknen gelassen. Der so erhaltene Giessereiartikel zeigt dieselben vorteilhaften Eigenschaften wie der mit der Zubereitung auf Basis von Hybridsilicat und feuerfestem Aggregat behandelte Artikel einschliesslich einer erhöhten Beständigkeit gegen Schichttrennung, Aufbrechen, Erosion, nachteilige Hitzeeinwirkungen sowie eine Imprägnierung mit dem Silicylmetaphosphat bis zu einer Tiefe von etwa 5 cm, wodurch die Form bzw. der Artikel eine erhöhte Bindungsfestigkeit zeigt. Tatsächlich ist die Nass- bzw. Rohfestigkeit von derart behandelten Giessformen und ähnlichen Giessereiartikeln um das Dreifache höher. Wenn die so behandelten Formen erhitzt werden, steigt die Festigkeit der Form bis über das Zehnfache und erweist sich als beständig gegen Temperaturen von über 1650 °C ohne Verformungen aufgrund von Hochtemperaturerweichung. The coating preparation prepared in the manner just described and containing silicon metaphosphate is in the form of a slurry and can be applied in the same way to the surface or a part of the surface of the casting mold, core or similar foundry articles to be treated according to the above for those made of hybrid silicate and refractory Methods called aggregate-prepared coating preparation are applied. As with the coating method with the coating preparation made of hybrid silicate and refractory aggregate, the surface of the mold cavity and any other surrounding parts of the mold are coated with the preparation made of silicon metaphosphate and refractory aggregate either by spreading, brushing, spraying or by another application method. The mold or core or a similar foundry article treated in this way is then left to air dry for about 20 minutes. The foundry article obtained in this way has the same advantageous properties as the article treated with the preparation based on hybrid silicate and refractory aggregate, including increased resistance to layer separation, cracking, erosion, disadvantageous heat effects and impregnation with the silicon metaphosphate to a depth of about 5 cm, whereby the shape or the article shows an increased bond strength. In fact, the wet or raw strength of molds and similar foundry articles treated in this way is three times higher. When the molds treated in this way are heated, the strength of the mold increases over tenfold and proves to be resistant to temperatures of over 1650 ° C. without deformation due to high-temperature softening.
Ein wichtiger Vorteil des Silicylmetaphosphates ist dessen inertes Verhalten gegen Stahlschmelzen. Es inhibiert all-fallige nachteilige chemische Reaktionen zwischen den Teilen der Giessereiartikel, die diesen Stoff enthalten, und bestimmten Komponenten in der Metallschmelze, wie Titan und Aluminium in Stahlschmelzen, die in unerwünschter Weise oxidieren könnten. Das Silicylmetaphosphat verbessert auch die radiografischen Eigenschaften des Gussstückes durch Verminderung des abgeblätterten Formmaterialanteiles, der während des Giessens in das Gussstück eingebettet würde. An important advantage of silicon metaphosphate is its inert behavior against molten steel. It inhibits any adverse chemical reactions between the parts of the foundry articles containing this substance and certain components in the molten metal, such as titanium and aluminum in molten steel, which could oxidize in an undesirable manner. Silicon metaphosphate also improves the radiographic properties of the casting by reducing the amount of exfoliated molding material that would be embedded in the casting during casting.
Man kann die Giessereiartikel auch vollständig aus erfin-dungsgemässer Zubereitung herstellen, indem man das Silicylmetaphosphat mit dem Formsand oder einem anderen zerkleinerten feuerfesten Aggregat vermischt und daraus den Artikel, z.B. eine Giessform, unter Verdichtung herstellt. Zweckmässig wird dabei das Silicylmetaphosphat in einer Menge verwendet, die zum Erzielen der gewünschten Konsistenz der zu verdichtenden Zubereitung geeignet ist. Eine so hergestellte Form zeigt eine verhältnismässig höhere Bindefestigkeit und Feuerfestigkeit sowie alle Eigenschaften von Giessereiartikeln, die gemäss obigen Angaben unter Verwendung von Zubereitungen mit Silicylmetaphosphat hergestellt oder behandelt worden sind, wie raschere Lufttrocknung, höhere Rohfestigkeit und Beständigkeit gegen Temperaturen von über 1650 °C. The foundry articles can also be produced entirely from the preparation according to the invention by mixing the silicon metaphosphate with the molding sand or another comminuted refractory aggregate and the article, e.g. produces a casting mold under compression. The silicon metaphosphate is expediently used in an amount which is suitable for achieving the desired consistency of the preparation to be compacted. A mold produced in this way shows a comparatively higher bond strength and fire resistance as well as all properties of foundry articles which, according to the above information, have been produced or treated using preparations with silicon metaphosphate, such as faster air drying, higher raw strength and resistance to temperatures above 1650 ° C.
4 4th
s io s io
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
40 40
45 45
50 50
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60 60
65 65
S S
1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings
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