CN114535496A - 作为用于冒口材料的填料使用的核壳粒子 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种作为冒口材料的填料使用的核壳粒子，所述冒口材料用于制造冒口，所述核壳粒子包括(a)核，所述核具有一个或多个空腔和包围空腔的壁部，其中核(a)具有在0.15至0.45mm的范围中的平均直径，(b)包围核的壳，其由(b1)颗粒以及(b2)粘合剂构成或包括(b1)颗粒以及(b2)粘合剂，所述(b1)颗粒包括选自煅烧高岭土或堇青石的材料或由其构成，其中颗粒(b1)具有最小为0.05μm的d10值和最大为45μm的d90值，并且所述粘合剂将颗粒(b1)彼此粘合并且粘合到核(a)上。
Description
本发明是申请日为2017年6月27日、申请号为201780041315.2(PCT/EP2017/065812)、发明名称为“作为用于冒口材料的填料使用的核壳粒子”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种作为用于冒口材料的填料使用的核壳粒子，所述冒口材料用于制造冒口，一种相应的可浇注的填充材料，所述填充材料包括大量根据本发明的核壳粒子，一种用于制造根据本发明的核壳粒子或根据本发明的可浇注的填料的方法，相应的冒口材料和相应的冒口以及相应的应用。本发明的其他主题从下面的描述中得出。
背景技术
术语“冒口”在本申请的范围中不仅包括冒口外壳、冒口套和冒口盖，而且也包括热垫。
在铸造厂中在制造金属成型件时，将液态金属填入到铸模中并在那里凝固。凝固过程与金属体积的减小相关，从而通常使用冒口，即在铸模中或在铸模处敞开的或关闭的空间，以便在铸件凝固时补偿体积缩小从而避免铸件中形成缩孔。冒口与铸件或与有危险的铸件区域连接，并且通常位于成型空腔上方和/或位于成型空腔侧处。
在用于制造冒口的冒口材料中和在由此制造的冒口本身中使用现今常见的轻质填料，所述轻质填料在高的耐热性的情况下应引起良好的隔热效果。
DE 10 2005 025 771 B3公开了隔热冒口，所述隔热冒口包括陶瓷空心球和玻璃空心球。
在EP 0 888 199 B1中描述了冒口，所述冒口作为隔热的耐火材料包含空心的硅酸铝微球。
EP 0 913 215 B1公开冒口组分，所述冒口组分包括氧化铝含量小于38重量％的硅酸铝微球。
WO 9423865 A1公开冒口组分，所述冒口组分包括空心的包含氧化铝的、氧化铝份额为至少40重量％的微球。
WO 2006/058347 A2公开冒口组分，所述冒口组分作为填料包括核壳微球，所述核壳微球具有由聚苯乙烯构成的核。聚苯乙烯的使用然而造成铸造厂运行时的不期望的排放。
DE 10 2007 012 660 A1公开核壳粒子，所述核壳粒子具有承载核和包围核的壳，其中核壳粒子能耐受直至至少1450℃的温度。作为壳材料提出氧化铝、氮化硼、碳化硅、氮化硅、硼化钛、氧化钛、氧化钇和氧化锆。
在US 2006/0078682 A1中描述具有有机基质和有机壳材料的“支撑剂”，其中有机壳材料包括无机填料。作为无机填料提出氧化物、碳化物、氮化物和硼化物。作为所描述的“支撑剂”的应用领域，说明了在砾石填料中的或作为支撑介质的应用。没有描述所述核壳粒子在冒口组分中的应用。
在DE 10 2012 200 967 A1中描述煅烧硅藻土作为成型材料组分在可成型的组分中的应用，用于为铸造工业根据聚氨酯冷芯盒法制造冒口或冒口构件。也描述由煅烧硅藻土和其他成型材料组分例如高岭土、沙、石英砂、黏土砂和焦炭粗粒构成的混合物的应用。没有描述煅烧高岭土或堇青石的应用。
在DE 10 2007 051 850 A1中描述用于制造用于金属加工的铸模的成型材料混合物，用于制造铸模的方法，借助该方法得到的铸模以及其应用。对于制造铸模，使用耐火的成型基本材料以及基于水玻璃的粘合剂。耐火的成型基本材料例如能够为莫来石、刚玉、β方石英、TiO2或FeO3。没有描述煅烧高岭土或堇青石的应用。
在WO 2013/150159 A2中描述用于铸造工业的放热的冒口和其用于铸件的密封给料的应用以及用于制造放热的冒口的可成型的组分。作为适合的填料此外描述堇青石、红柱石、硅线石、蓝晶石(蓝晶)、莫来石、霞石或长石。所述材料然而不作为核壳粒子的组成部分公开。
在用于冒口制造的工业实践中，现今通常使用空心球，所述空心球源自火力发电厂的飞灰。适合于在冒口中使用的所述空心球然而不能无限地以需要的质量提供。合成空心球的使用也是可能的。但是这通常不具有需要的特性，以便在制成的冒口中实现良好的隔热特性。因此，本发明的目的是，提出一种轻质填料，所述轻质填料能够用作为当前偏爱的空心球的替代物。
发明内容
要提出的轻质填料在此应满足如下首要要求：
-对于铸铁(从1400℃起)或铸钢(从1600℃起)的热稳定性；
-在例如1400℃的高温下也足够的机械稳定性；
-小的灰尘附着或没有灰尘附着；
-小的堆积密度；
-在冒口中使用轻质填料时的高的隔热作用。
所提出的目的根据本发明通过用作为冒口材料的填料的核壳粒子来实现，所述冒口材料用于制造冒口，所述核壳粒子包括：
(a)核，所述核具有一个或多个空腔和包围所述空腔的壁部，其中核(a)具有在0.15mm至0.45mm的范围中的平均直径，
(b)包围核的壳，其由如下构成或包括如下成分：
(b1)颗粒，所述颗粒包括出自煅烧高岭土或堇青石的材料或由其构成，其中颗粒(b1)具有最小0.05μm的d10值和最大45μm的d90值，以及(b2)粘合剂，所述粘合剂将颗粒(b1)彼此粘合并且粘合到核(a)上。
在一些研究中，令人惊喜地已经证实，由核与壳构成的组合在热和机械稳定性非常好的情况下具有杰出的隔热作用，所述隔热作用借助迄今已知的核壳粒子无法实现，其中所述核具有一个或多个空腔和包围所述空腔的壁部，所述壳包括由煅烧高岭土或堇青石(优选煅烧高岭土)构成的颗粒。
在本发明的一个设计方案中，优选的是，核(a)具有在0.15mm至0.25mm的范围中的d50值。在此，更优选的是，核(a)具有在0.05mm至0.15mm的范围中的d10值和在0.25mm至0.35mm的范围中的d90值和/或0.15mm至0.25mm的平均粒度d50，优选0.17mm至0.22mm的平均粒度d50，更优选0.19mm至0.21mm的平均粒度d50。
在本发明的一个替选的设计方案中，优选的是，核(a)具有在0.3mm至0.48mm的范围中的d50值。在此更优选的是，核(a)具有在0.2mm至0.3mm的范围中的d10值和在0.4mm至0.6mm的范围中的d90值和/或0.3mm至0.48mm的平均粒度d50，优选0.33mm至0.45mm的平均粒度d50，更优选0.37mm至0.43mm的平均粒度d50。
根据本发明优选的是，颗粒(b1)
i)具有大于等于0.07μm的d10值，优选0.1μm的d10值，更优选0.15μm的d10值，
和/或
ii)具有小于等于40μm的d90值，优选小于等于20μm的d90值，更优选小于等于10μm的d90值。
在此完全尤其优选地，颗粒(b1)具有大于等于0.07μm的d10值和小于等于40μm的d90值，优选大于等于0.1μm的d10值和小于等于20μm的d90值，更优选大于等于0.15μm的d10值和小于等于10μm的d90值。
同样根据本发明优选的是，颗粒(b1)具有在0.5μm至12μm的范围中的d50值，优选在1μm至8μm的范围中的d50值，更优选在1μm至5μm的范围中。
在一些研究中，已经证实的是，核(a)和颗粒(b1)在上文中给出的大小的情况下在使用在冒口材料或用于冒口材料的可浇注的填料中时具有尤其好的特性。
在根据本发明的核壳粒子的一个替选的设计方案中，核(a)具有双峰的或多峰的大小分布，优选第一直径最大值在0.1mm至0.3mm的范围中，并且第二直径最大值在0.25mm至0.5mm的范围中。双峰的大小分布根据本发明是优选的。
通过使用具有双峰的或多峰的大小分布的核壳粒子，能够实现核壳粒子的较高的聚集密度。在一些研究中已经显示，由此在将核壳粒子作为用于冒口的填料使用时改善冒口的强度。
根据本发明优选的是核壳粒子，其中核(a)包含玻璃或由玻璃构成，尤其发泡玻璃或泡沫玻璃。
一些研究已经令人惊讶地证实，具有包含玻璃或由玻璃构成(尤其由发泡玻璃或泡沫玻璃构成)的核的核壳粒子在作为用于制造冒口的冒口材料的填料使用时具有非常好的隔热特性。尤其在用于制造用于铸铁或铸钢的冒口时，本领域技术人员从未使用包含玻璃或由玻璃构成的颗粒，因为所述颗粒在铸造所需要的温度下熔化。
同样优选的是根据本发明的核壳粒子，其中
-核(a)包含二氧化硅和氧化铝，其中二氧化硅和氧化铝之间的重量比优选为27:1或更大，优选为30:1或更大，更优选为45:1或更大，
-在颗粒(b1)中，二氧化硅和氧化铝之间的重量比在1:1至1:1.6的范围中。
在本发明的一个设计方案中优选的是，核壳粒子具有在0.1mm至0.2mm的范围中的d10值和0.30mm至0.40mm的d90值。在此尤其优选的是，核壳粒子具有0.2mm至0.3mm的平均粒度，优选0.22mm至0.27mm的平均粒度d50，更优选0.24mm至0.26mm的平均粒度d50。
在本发明的一个替选的设计方案中优选的是，核壳粒子具有在0.30mm至0.40mm的范围中的d10值和在0.50mm至0.60mm的范围中的d90值。在此尤其优选的是，核壳粒子具有0.4mm至0.5mm的平均粒度d50，优选0.42mm至0.47mm的平均粒度d50，更优选0.44mm至0.46mm的平均粒度d50。
在根据本发明的核壳粒子的一个替选的设计方案中，核壳粒子具有双峰的或多峰的大小分布，优选第一直径最大值在0.15mm至0.35mm的范围中，并且第二直径最大值在0.35mm至0.55mm的范围中。双峰的大小分布根据本发明是优选的。具有微粒的双峰的大小分布的核壳粒子例如能够通过如下方式得到：将在上文中描述的具有两种不同大小的核壳粒子彼此混合。
在本发明的一个优选的设计方案中优选的是，双峰的核壳粒子通过将(I)核壳粒子，所述核壳粒子具有在0.1mm至0.2mm的范围中的d10值和在0.30mm至0.40mm的范围中的d90值，在此尤其优选的是，核壳粒子具有0.2mm至0.3mm的平均粒度d50，优选0.22mm至0.27mm的平均粒度d50，更优选0.24mm至0.26mm的平均粒度d50，与(II)核壳粒子，所述核壳粒子具有在0.30mm至0.40mm的范围中的d10值和在0.50mm至0.60mm的范围中的d90值，在此尤其优选的是，核壳粒子具有0.4mm至0.5mm的平均粒度d50，优选0.42mm至0.47mm的平均粒度d50，更优选0.44mm至0.46mm的平均粒度d50混合得到。
核和核壳粒子的微粒大小(例如d10、d50和d90值)根据DIN 66165-2、F和DIN ISO3310-1确定。
颗粒(b1)的微粒大小借助于激光衍射来确定。
优选地，粘合剂(b2)是有机或无机的粘合剂，或者是由有机或无机的粘合剂构成的混合物，并且粘合剂优选选自如下：基于聚合物、基于水玻璃的粘合剂、酚醛树脂、可根据所谓的冷芯盒法硬化的聚氨酯粘合剂、具有硅酸四乙酯(TEOS)和/或植物油酯(优选甲酯或丁酯)作为溶剂的聚氨酯粘合剂、双组分体系、多糖和淀粉，所述双组分体系包括包含自由的羟基(OH基)的多元醇组分(优选酚醛树脂)和聚异氰酸酯作为反应配合物。
自由的羟基在上面描述的双组分体系中表示，羟基未醚化。优选地可用作为多元醇组分的酚醛树脂是邻位缩合酚醛树脂(也称作为苄醚树脂)，例如在EP 1 057 554 B1中描述。术语“邻位缩合酚醛树脂”或苄醚树脂根据常见的本领域的理解也包括具有根据教科书“Phenolic Resins:A Century of progress”(编者:L.Pilato,出版社:Springer,出版年:2010)第477页、图18.22的结构的化合物以及根据VDG规则R305“聚氨酯冷芯盒法”(1998年2月)称作为“苄醚树脂(邻苯二酚)”或落入在第2.2章给出的用于苄醚多元醇的通式的化合物。
在包括包含自由的羟基(OH基)的多元醇组分(优选酚醛树脂)和聚异氰酸酯作为反应配合物的双组分体系下，冷芯盒粘合剂是优选的。冷芯盒粘合剂是如下粘合剂，所述粘合剂的硬化通过以雾形式或蒸气形式输送的叔胺作为催化剂进行(气体处理)。
根据本发明优选的是有机粘合剂，优选冷芯盒粘合剂，其中冷芯盒粘合剂的硬化通过借助有机胺的气体处理来进行。
本发明的另一方面涉及一种用于作为冒口材料的填充材料使用的可浇注的填充材料，所述冒口材料用于制造冒口，包括大量根据本发明的核壳粒子或者由其构成。
根据本发明的可浇注的填充材料是优选的，其包括由根据本发明的核壳粒子和包含堇青石或由堇青石构成的颗粒构成的混合物，或者由其构成，其中包含堇青石或由堇青石构成的颗粒不是核壳粒子的颗粒(b1)。包含堇青石或由堇青石构成的颗粒优选具有大于0.045mm的d10值。包含堇青石或由堇青石构成的颗粒为如下颗粒，所述颗粒在可浇注的填充材料中不借助于粘合剂粘合到根据本发明的核壳粒子上或粘合到核壳粒子的核(a)上。
一些研究已经证实，冒口具有尤其好的隔热特性从而对缩孔形成具有正面影响，并且在此当根据本发明的可浇注的填充材料包含由根据本发明的核壳粒子与包含堇青石或由堇青石构成的颗粒组成的混合物时，具有非常好的温度稳定性。
在此根据本发明的可浇注的填充材料是优选的，其中包含堇青石或由堇青石构成的颗粒的份额为10％至60％，优选20％至50％，尤其优选25％至40％，以根据本发明的核壳粒子和包含堇青石或由堇青石构成的颗粒的总重量计。
已经证实的是，具有包含堇青石或由堇青石构成的颗粒的份额的根据本发明的能堆积的填充材料具有尤其好的特性。
根据本发明的可浇注的填充材料是优选的，其中包含堇青石或由堇青石构成的颗粒具有在0.1mm至0.4mm的范围中的平均粒度，这借助于DIN 66165-2、F和DIN ISO 3310-1来确定。
在一个优选的设计方案中，包含堇青石或由堇青石构成的颗粒具有：
a)大于等于0.05mm的d10值和小于等于0.60mm的d90值
和/或
b)0.13mm至0.4mm的、优选0.18mm至0.32mm的d50值。
堆积密度小于0.8g/cm3的根据本发明的可浇注的填充材料是优选的，优选堆积密度小于0.7g/cm3，尤其优选堆积密度小于0.6g/cm3。
本发明的另一方面涉及一种用于制造根据本发明的核壳粒子或根据本发明的可浇注的填充材料的方法，具有如下步骤：
-提供核(a)，所述核分别具有一个或多个空腔和包围所述空腔的壁部，其中核(a)具有在0.15mm至0.45mm的范围中的d50值，
-提供颗粒(b1)，所述颗粒包括出自煅烧高岭土或堇青石的材料或者由其构成，
其中颗粒(b1)具有最小0.05μm的d10值和最大45μm的d90值，
-在存在粘合剂的情况下将核(a)与颗粒(b1)接触，使得颗粒(b1)粘合到核(a)上并且彼此粘合，并且将单个或全部核(a)包覆，
-使粘合剂硬化和/或干燥。
在根据本发明的方法的一个优选的设计方案中，首先将核(a)用粘合剂(b2)润湿，并且随后将颗粒(b1)添加至用粘合剂(b2)润湿的核(a)，使得颗粒(b1)粘合到核(a)上并且彼此粘合，并且将单个或全部核(a)包覆。
同样优选的是如下用于制造根据本发明的可浇注的填充材料的方法，所述方法附加地包含如下步骤：
-将制造的核壳粒子与包含堇青石或由堇青石构成的颗粒混合，其中包含堇青石或由堇青石构成的颗粒不是核壳粒子的颗粒(b1)。
本申请的范围中的另一方面涉及一种用于制造冒口的可成型的组分，所述组分包括如下或由如下构成：
-根据本发明的核壳粒子或根据本发明的可浇注的填充材料，
以及
-用于粘合核壳粒子或可浇注的填充材料的粘合剂。
根据本发明优选的是可成型的组分，其中粘合剂是有机或无机的粘合剂，或者是由有机或无机的粘合剂构成的混合物，并且粘合剂优选选自如下：基于聚合物、基于水玻璃的粘合剂、酚醛树脂、可根据所谓的冷芯盒法硬化的聚氨酯粘合剂、具有硅酸四乙酯(TEOS)和/或植物油酯(优选甲酯或丁酯)作为溶剂的聚氨酯粘合剂、双组分体系、多糖和淀粉，所述双组分体系包括包含自由的羟基(OH基)的多元醇组分(优选酚醛树脂)和聚异氰酸酯作为反应配合物。
根据本发明的一个优选的设计方案，根据本发明的可成型的组分具有5％至25％、优选7％至20％、尤其优选9％至17％的粘合剂份额，以可成型的组分中的根据本发明的核壳粒子和堇青石的总重量计。
本发明的范围中的另一方面涉及一种冒口，所述冒口包括根据本发明的通过硬化的和/或干燥的粘合剂粘合的核壳粒子。
优选地，粘合剂是有机的或无机的粘合剂或者由有机的和无机的粘合剂构成的混合物，并且粘合剂优选选自如下：基于聚合物、基于水玻璃的粘合剂、酚醛树脂、可根据所谓的冷芯盒法硬化的聚氨酯粘合剂、具有硅酸四乙酯(TEOS)和/或植物油酯(优选甲酯或丁酯)作为溶剂的聚氨酯粘合剂、双组分体系、多糖和淀粉，所述双组分体系包括包含自由的羟基(OH基)的多元醇组分(优选酚醛树脂)和聚异氰酸酯作为反应配合物。
根据本发明优选的是如下冒口，所述冒口包括由根据本发明的核壳粒子和包含堇青石或由堇青石构成的颗粒构成的混合物，这通过硬化的和/或干燥的粘合剂粘合。
尤其优选的是根据本发明的冒口，其中包含堇青石或由堇青石构成的颗粒的份额为10％至60％，优选20％至50％，尤其优选25％至40％，以根据本发明的核壳粒子和包含堇青石或由堇青石构成的颗粒的总重量计。
同样根据本发明优选的是如下冒口，所述冒口具有小于1.0g/m3、优选小于0.8g/m3、尤其优选小于0.7g/m3的密度。
在本发明的范围中，冒口是尤其优选的，其中冒口是隔热的冒口。
在本发明的一个优选的设计方案中，其中冒口是隔热的冒口，易于氧化的金属和氧化剂的最大份额最高为5重量％，优选最高为2.5重量％，以根据本发明的冒口的总重量计。完全尤其优选地，根据本发明的隔热的冒口不包含易于氧化的金属和氧化剂。将易于氧化的金属在本发明的范围中理解为铝、镁或硅或相应的金属合金。将氧化剂理解为如下制剂，所述制剂能够氧化易于氧化的金属，氧气除外。
在本发明的范围中，冒口是尤其优选的，其中冒口是用于铸钢和/或铸铁的冒口。
本发明的范围中的另一方面涉及根据本发明的核壳粒子或根据本发明的可浇注的填充材料的应用，用作为用于制造冒口或用于制造冒口的可成型的组分的隔热的填料。
本发明的另一方面涉及根据本发明的冒口用于铸铁或铸钢的应用。
在本发明的范围中，优选地多个在上文中称作为优选的方面同时实现；这些方面和相应的特征的从实施例中得到的组合是尤其优选的。
附图说明
图1示出根据本发明的核壳粒子的试片的扫描电子显微记录，所述核壳粒子具有由发泡玻璃构成的核和由煅烧高岭土构成的壳。
在图2中描绘图1中的扫描电子显微镜记录的铝元素分布图(元素分布图像)。亮地示出的区域包含铝。在此明显可见的是，含铝的壳颗粒(b1)围绕核(a)设置。
图3示出图1中的扫描电子显微镜记录的硅元素分布图(元素分布图像)。亮地示出的区域包含硅。在此明显可见的是，不仅由发泡玻璃(SiO2)构成的核颗粒、而且壳颗粒也包含硅。
图4示出具有在实例中详细描述的用于立方体试验的剩余冒口的剖开的立方体铸件的照片。铸件利用根据实施例9制造的冒口浇铸。缩孔的最深的部位为铸件中的3mm。这得出-3mm的缩孔深度。
图5示出具有在实例中详细描述的用于立方体试验的剩余冒口的剖开的立方体铸件的照片。铸件利用根据实施例10制造的冒口浇铸。缩孔的最深的部位处于剩余冒口中的铸件上方18mm。这得出+18mm的缩孔深度。
图6示出具有在实例中详细描述的用于立方体试验的剩余冒口的剖开的立方体铸件的照片。铸件利用根据实施例3制造的冒口浇铸。缩孔的最深的部位为铸件中的8mm。这得出-8mm的缩孔深度。
图7示出具有在实例中详细描述的用于立方体试验的剩余冒口的剖开的立方体铸件的照片。铸件利用根据实施例4制造的冒口浇铸。缩孔的最深的部位为铸件中的26mm。这得出-26mm的缩孔深度。
图8示出具有在实例中详细描述的立方体试验的剩余冒口的剖开的立方体铸件的照片。铸件利用根据实施例5制造的冒口浇铸。缩孔的最深的部位为铸件中的7mm。这得出-7mm的缩孔深度。
本发明下面根据实例和附图详细阐述。
具体实施方式
A制造根据本发明的核壳粒子(松散材料)：
实施例1
在型号BOSCH Profi 67的混合器中，作为承载材料装载664g的发泡玻璃Liaver(标准粒度0.1mm至0.3mm；Liaver有限两合公司)并且用72g的冷芯盒粘合剂(Hüttenes-Albertus公司：基于活化剂6324/气体树脂7241的苄醚树脂，活化剂6324:气体树脂7241的比值为1:1)均匀地润湿。添加136g煅烧高岭土(d50值＝1.4μm，d10值＝0.4μm，d90值＝7μm)并且将整体均匀地混合。最后，为了硬化粘合剂，添加大约0.5mL的叔戊胺。在几秒之后，形成的核壳粒子作为松散材料存在，以进一步使用。
实施例2：
在型号BOSCH Profi 67的混合器中，作为承载材料装载640g的发泡玻璃Liaver(标准粒度0.25mm至0.5mm；Liaver有限两合公司)并且用72g的冷芯盒粘合剂(Hüttenes-Albertus公司：基于活化剂6324/气体树脂7241的苄醚树脂，活化剂6324:气体树脂7241的比值为1:1)均匀地润湿。添加160g煅烧高岭土(d50值＝1.4μm，d10值＝0.4μm，d90值＝7μm)并且将整体均匀地混合。最后，为了硬化粘合剂，添加大约0.5mL的叔戊胺。在几秒之后，形成的核壳粒子作为松散材料存在，以进一步使用。
实施例3
在型号BOSCH Profi 67的混合器中，作为承载材料装载664g的Poraver泡沫玻璃(标准粒度0.1-0.3；Dennert Poraver股份有限公司)并且用72g的冷芯盒粘合剂(Hüttenes-Albertus公司：基于活化剂6324/气体树脂7241的苄醚树脂，活化剂6324:气体树脂7241的比值为1:1)均匀地润湿。添加136g煅烧高岭土(d50值＝1.4μm，d10值＝0.4μm，d90值＝7μm)并且将整体均匀地混合。最后，为了硬化粘合剂，添加大约0.5mL的叔戊胺。在几秒之后，形成的核壳粒子作为松散材料存在，以进一步使用。
实施例4
在型号BOSCH Profi 67的混合器中，作为承载材料装载664g的Poraver泡沫玻璃(标准粒度0.25-0.5；Dennert Poraver股份有限公司)并且用72g的冷芯盒粘合剂(Hüttenes-Albertus公司：基于活化剂6324/气体树脂7241的苄醚树脂，活化剂6324:气体树脂7241的比值为1:1)均匀地润湿。添加160g煅烧高岭土(d50值＝1.4μm，d10值＝0.4μm，d90值＝7μm)添加并且将整体均匀地混合。最后，为了硬化粘合剂，添加大约0.5mL的叔戊胺。在几秒之后，形成的核壳粒子作为松散材料存在，以进一步使用。
B制造类似的核壳粒子(非根据本发明)：
对比实例1(非根据本发明)
在型号BOSCH Profi 67的混合器中，作为承载材料装载700g的Poraver(标准粒度0.1-0.3；Dennert Poraver股份有限公司)并且用120g的冷芯盒粘合剂(Hüttenes-Albertus公司：基于活化剂6324/气体树脂7241的苄醚树脂，活化剂6324:气体树脂7241的比值为1:1)均匀地润湿。添加300g碳化硅粉末(粒度的d50值：＜5μm)并且将整体均匀地混合。最后，为了硬化粘合剂，添加大约0.5ml的叔戊胺。在几秒之后，形成的核壳粒子作为松散材料存在，以进一步使用。
对比实例2(非根据本发明)
作为承载核，在型号BOSCH Profi 67的适合的混合器中，作为承载材料放置560g的Poraver(标准粒度0.1-0.3；Dennert Poraver股份有限公司)并且用72g的冷芯盒粘合剂(Hüttenes-Albertus公司：基于活化剂6324/气体树脂7241的苄醚树脂，活化剂6324:气体树脂7241的比值为1:1)均匀地润湿。添加240g碳化硅粉末(粒度的d50值：大约12μm)并且将整体均匀地混合。最后，为了硬化粘合剂，添加大约0.5ml的叔戊胺。在几秒之后，形成的核壳粒子作为松散材料存在，以进一步使用。
C制造冒口材料以及冒口盖和其他造型体：
实施例5
将根据实施例1制造的核壳粒子与冷芯盒粘合剂(Hüttenes-Albertus公司：基于活化剂6324/气体树脂7241的苄醚树脂，活化剂6324:气体树脂7241的比值为1:1)均匀地混合。由得到的混合物，将冒口盖和其他造型体(a)夯实以及(b)借助射芯机(例如
Laempe)射击。硬化分别通过借助叔戊胺的气体处理来进行。
实施例6
将根据实施例2制造的核壳粒子与冷芯盒粘合剂(Hüttenes-Albertus公司：基于活化剂6324/气体树脂7241的苄醚树脂，活化剂6324:气体树脂7241的比值为1:1)均匀地混合。由得到的混合物，将冒口盖和其他造型体(a)夯实以及(b)借助射芯机(例如
Laempe)射击。硬化分别通过借助叔戊胺的气体处理来进行。
实施例7
将根据实施例3制造的核壳粒子与冷芯盒粘合剂(Hüttenes-Albertus公司：基于活化剂6324/气体树脂7241的苄醚树脂，活化剂6324:气体树脂7241的比值为1:1)均匀地混合。由得到的混合物，将冒口盖和其他造型体(a)夯实以及(b)借助射芯机(例如
Laempe)射击。硬化分别通过借助叔戊胺的气体处理来进行。
实施例8
将根据实施例4制造的核壳粒子与冷芯盒粘合剂(Hüttenes-Albertus公司：基于活化剂6324/气体树脂7241的苄醚树脂，活化剂6324:气体树脂7241的比值为1:1)均匀地混合。由得到的混合物，将冒口盖和其他造型体(a)夯实以及(b)借助射芯机(例如
Laempe)射击。硬化分别通过借助叔戊胺的气体处理来进行。
实施例9
将根据实施例1和2制造的核壳粒子以重量比4:3均匀地混合。将得到的混合物与冷芯盒粘合剂(Hüttenes-Albertus公司：基于活化剂6324/气体树脂7241的苄醚树脂，活化剂6324:气体树脂7241的比值为1:1)均匀地混合。由得到的混合物，将冒口盖和其他造型体(a)夯实以及(b)借助射芯机(例如
Laempe)射击。硬化分别通过借助叔戊胺的气体处理来进行。
实施例10
将根据实施例1和2制造的核壳粒子以重量比4:3均匀地混合。将得到的混合物与由堇青石构成的颗粒(标准粒度＜5mm；
a.s)均匀地混合，其中得到核壳粒子与由堇青石构成的颗粒的7:3的重量比。将所述混合物与冷芯盒粘合剂(Hüttenes-Albertus公司：基于活化剂6324/气体树脂7241的苄醚树脂，活化剂6324:气体树脂7241的比值为1:1)均匀地混合。由得到的混合物，将冒口盖和其他造型体(a)夯实以及(b)借助射芯机(例如
Laempe)射击。硬化分别通过借助叔戊胺的气体处理来进行。
对比实例3(非根据本发明)
将根据对比实例1制造的核壳粒子与冷芯盒粘合剂(Hüttenes-Albertus公司：基于活化剂6324/气体树脂7241的苄醚树脂，活化剂6324:气体树脂7241的比值为1:1)均匀地混合。由得到的混合物，将冒口盖和其他造型体(a)夯实以及(b)借助射芯机(例如
Laempe)射击。硬化分别通过借助叔戊胺的气体处理来进行。
对比实例4(非根据本发明)
将根据对比实例2制造的核壳粒子与冷芯盒粘合剂(Hüttenes-Albertus公司：基于活化剂6324/气体树脂7241的苄醚树脂，活化剂6324:气体树脂7241的比值为1:1)均匀地混合。由得到的混合物，将冒口盖和其他造型体(a)夯实以及(b)借助射芯机(例如
Laempe)射击。硬化分别通过借助叔戊胺的气体处理来进行。
对比实例5(非根据本发明)
将445g根据对比实例2制造的核壳粒子与250g铝(粒度＜0.2mm的Al喷雾粒)、60g氧化铁、220g硝酸钾(可流动的商品；粒度例如小于2mm)和25g点火剂以及冷芯盒粘合剂(Hüttenes-Albertus公司：基于活化剂6324/气体树脂7241的苄醚树脂，活化剂6324:气体树脂7241的比值为1:1)均匀地混合。由得到的混合物，将冒口盖和其他造型体(a)夯实以及(b)借助射芯机(例如
Laempe)射击。硬化分别通过借助叔戊胺的气体处理来进行。
D立方体试验：
将根据章节C中的实施例和对比实例的冒口盖借助所谓的立方体试验对其实用性进行检查。在所述试验中，呈立方体形式的铸件在使用模块化适当的冒口盖时应是无缩孔的。
对于全部实施方式，可证实更可靠的密集给料。在相应的剩余冒口(立方体之上)中，在实施例中，分别确定相对于对比实例改进的缩孔表现。确定的缩孔深度在下面的表格中再次给出。缩孔深度的负值表示，缩孔至少部分地处于铸件中，而缩孔深度的正值表示，缩孔在相应的剩余冒口中构成。具有剩余冒口的相应的立方体铸件在图4至8中描绘。
根据本公开的实施例，还公开了以下附记：
附记1.一种作为用于冒口材料的填料使用的核壳粒子，所述冒口材料用于制造冒口，包括：
(a)核，所述核具有一个或多个空腔和包围所述空腔的壁部，其中所述核(a)具有在0.15mm至0.45mm的范围中的平均直径，
(b)包围所述核的壳，其由如下成分构成或包括如下成分：
(b1)颗粒，所述颗粒包括出自煅烧高岭土或堇青石的材料或由其构成，其中所述颗粒(b1)具有最小为0.05μm的d10值和最大为45μm的d90值，
以及
(b2)粘合剂，所述粘合剂将所述颗粒(b1)彼此粘合并且粘合到所述核(a)上。
附记2.根据附记1所述的核壳粒子，
其中所述核(a)包含玻璃或由玻璃构成，尤其发泡玻璃或泡沫玻璃。
附记3.根据附记1所述的核壳粒子，其中
-所述核(a)包含二氧化硅和氧化铝，其中二氧化硅和氧化铝之间的重量比优选为27:1或更大，优选为30:1或更大，更优选为45:1或更大，
-在所述颗粒(b1)中，二氧化硅和氧化铝之间的重量比在1:1至1:1.6的范围中。
附记4.根据上述附记中任一项所述的核壳粒子，其中
(i)所述核壳粒子具有在0.1mm至0.2mm的范围中的d10值和在最大0.3mm至0.40mm的范围中的d90值，其中优选地，所述核壳粒子具有0.2mm至0.3mm的平均粒度d50，优选0.22mm至0.27mm的平均粒度d50，更优选0.24mm至0.26mm的平均粒度d50，
或者
(ii)所述核壳粒子具有在0.30mm至0.40mm的范围中的d10值和在0.50mm至0.60的范围中的d90值，其中优选地，所述核壳粒子具有0.4mm至0.5mm的平均粒度d50，优选0.42mm至0.47mm的平均粒度d50，更优选0.44mm至0.46mm的平均粒度d50。
附记5.一种可浇注的填充材料，其用作为冒口材料的填充材料，所述冒口材料用于制造冒口，所述可浇注的填充材料包括大量根据上述附记中任一项所述的核壳粒子或由其构成。
附记6.一种用于制造根据附记1至4中任一项所述的核壳粒子或根据权利要求5所述的可浇注的填充材料的方法，所述方法具有如下步骤：
-提供核(a)，所述核分别具有一个或多个空腔和包围所述空腔的壁部，其中所述核(a)具有在0.15mm至0.45mm的范围中的d50值，
-提供颗粒(b1)，所述颗粒包括出自煅烧高岭土或堇青石的材料或者由其构成，
其中所述颗粒(b1)具有最小0.05μm的d10值和最大45μm的d90值，-在存在粘合剂(b2)的情况下将所述核(a)与所述颗粒(b1)接触，使得颗粒(b1)粘合到核(a)上并且彼此粘合，并且将个别或全部核(a)包覆，
-使所述粘合剂硬化和/或干燥。
附记7.用于制造冒口的可成型的组分，所述组分由如下成分构成或包括如下成分：
-根据附记1至4中任一项所述的核壳粒子或者根据附记5所述的可浇注的填充材料，
以及
-用于粘合所述核壳粒子或所述可浇注的填充材料的粘合剂。
附记8.一种冒口，所述冒口包括通过粘合剂粘合的根据附记1至4中任一项所述的核壳粒子。
附记9.一种根据附记1至4中任一项所述的核壳粒子或根据附记5所述的可浇注的填充材料的应用，用作为用于制造冒口或可成型的组分的隔热的填料，所述可成型的组分用于制造冒口。
附记10.一种根据附记8所述的冒口的应用，用于铸铁或铸钢。
Claims (19)
1.一种可浇注的填充材料，其用作为冒口材料的填充材料，所述冒口材料用于制造冒口，所述可浇注的填充材料包括大量核壳粒子或由其构成所述核壳粒子包括：
(a)核，所述核具有一个或多个空腔和包围所述空腔的壁部，
其中所述核(a)具有在0.15mm至0.45mm的范围中的平均直径，
(b)包围所述核的壳，其由如下成分构成或包括如下成分：
(b1)颗粒，所述颗粒包括出自煅烧高岭土的材料或由其构成，
其中所述颗粒(b1)具有最小为0.05μm的d10值和最大为45μm的d90值，
以及
(b2)粘合剂，所述粘合剂将所述颗粒(b1)彼此粘合并且粘合到所述核(a)上，
其中所述可浇注的填充材料还包括：由堇青石构成的或包含堇青石的颗粒，其中所述由堇青石构成的或包含堇青石的颗粒不是所述核壳粒子的颗粒(b1)。
2.根据权利要求1所述的可浇注的填充材料，
其中所述核(a)包含玻璃或由玻璃构成。
3.根据权利要求2所述的可浇注的填充材料，
其中所述玻璃是发泡玻璃或泡沫玻璃。
4.根据权利要求1所述的可浇注的填充材料，其中
-所述核(a)包含二氧化硅和氧化铝，其中二氧化硅和氧化铝之间的重量比为27:1或更大，
-在所述颗粒(b1)中，二氧化硅和氧化铝之间的重量比在1:1至1:1.6的范围中。
5.根据权利要求4所述的可浇注的填充材料，其中二氧化硅和氧化铝之间的重量比为30:1或更大。
6.根据权利要求5所述的可浇注的填充材料，其中二氧化硅和氧化铝之间的重量比为45:1或更大。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的可浇注的填充材料，其中
(i)所述核壳粒子具有在0.1mm至0.2mm的范围中的d10值和在最大0.3mm至0.40mm的范围中的d90值。
8.根据权利要求7所述的可浇注的填充材料，其中所述核壳粒子具有0.2mm至0.3mm的平均粒度d50。
9.根据权利要求8所述的可浇注的填充材料，其中所述核壳粒子具有0.22mm至0.27mm的平均粒度d50。
10.根据权利要求9所述的可浇注的填充材料，其中所述核壳粒子具有0.24mm至0.26mm的平均粒度d50。
11.根据权利要求1至6中任一项所述的可浇注的填充材料，其中(ii)所述核壳粒子具有在0.30mm至0.40mm的范围中的d10值和在0.50mm至0.60的范围中的d90值。
12.根据权利要求11所述的可浇注的填充材料，其中所述核壳粒子具有0.4mm至0.5mm的平均粒度d50。
13.根据权利要求12所述的可浇注的填充材料，其中所述核壳粒子具有0.42mm至0.47mm的平均粒度d50。
14.根据权利要求13所述的可浇注的填充材料，其中所述核壳粒子具有0.44mm至0.46mm的平均粒度d50。
15.一种用于制造根据权利要求1至14中任一项所述的可浇注的填充材料的方法，所述方法具有如下步骤：
-提供核(a)，所述核分别具有一个或多个空腔和包围所述空腔的壁部，
其中所述核(a)具有在0.15mm至0.45mm的范围中的d50值，
-提供颗粒(b1)，所述颗粒包括出自煅烧高岭土或堇青石的材料或者由其构成，
其中所述颗粒(b1)具有最小0.05μm的d10值和最大45μm的d90值，
-在存在粘合剂(b2)的情况下将所述核(a)与所述颗粒(b1)接触，使得颗粒(b1)粘合到核(a)上并且彼此粘合，并且将个别或全部核(a)包覆，
-使所述粘合剂硬化和/或干燥。
16.一种用于制造冒口的可成型的组分，所述组分由如下成分构成或包括如下成分：
-根据权利要求1至14中任一项所述的可浇注的填充材料，
以及
-用于粘合所述可浇注的填充材料的粘合剂。
17.一种冒口，所述冒口包括通过粘合剂粘合的根据权利要求1至14中任一项所述的可浇注的填充材料的核壳粒子。
18.一种根据权利要求1至14中任一项所述的可浇注的填充材料的应用，用作为用于制造冒口或可成型的组分的隔热的填料，所述可成型的组分用于制造冒口。
19.一种根据权利要求17所述的冒口的应用，所述冒口用于铸铁或铸钢。
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