DD213369A1 - UEBERZUGSSTOFF - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Ueberzugsstoff, der als feuerfesten Fuellstoff ein Feuerfeststoffgemisch aus Titandioxid und Quarzsand/Quarzmehl mit oder/ohne einem Anteil an Glanzkohlenstofftraegern vorzugsweise Graphit enthaelt. Der erfindungsgemaesse Ueberzugsstoff sichert auf Grund des TiO tief 2 -Anteiles eine Erhoehung der Gleit- und Streichfaehigkeit bzw. Verdichtungsfaehigkeit und damit auch der Packungsdichte und der Feuerfestigkeit des aufgetragenen Ueberzugsstoffes. Gleichzeitig wird durch die Struktur und Zusammensetzung des als feuerfesten Fuellstoff verwendeten Feuerfeststoffgemisches die Neigung von fluessigen Metallegierungen zu unerwuenschten chemisch-physikalischen Reaktionen mit dem aufgetragenen Ueberzugsstoff stark vermindert. Der Ueberzugsstoff ist anwendbar zur Beschichtung von Formen und Kernen, Modellen, Masseln, Kokillen u.a. Fertigungsmitteln im Giessereiwesen und in der metallurgischen Industrie und erlaubt die Einsparung von hochwertigen Feuerfestimportrohstoffen wie Zirkon, Graphit u.a.The invention relates to a Ueberzugsstoff, which contains as a refractory filler a refractory mixture of titanium dioxide and quartz sand / quartz powder with or without a share of Glanzkohlenstofftraegern preferably graphite. Due to the TiO 2 content, the coating material according to the invention ensures an increase in the ability to slide and brush or compactness and thus also the packing density and the refractoriness of the applied coating material. At the same time, the structure and composition of the refractory filler used as a refractory filler greatly reduces the propensity of liquid metal alloys to undesirable chemical-physical reactions with the coated coating. The coating material is applicable for coating molds and cores, models, pigs, molds and the like. Manufacturing equipment in the foundry industry and in the metallurgical industry and allows the saving of high-quality refractory import raw materials such as zircon, graphite and others.
Description
Überzugsstoffcoating material
Die Erfindung betrifft einen Überzugsstoff mit speziellen feuerfesten Füllstoffen zur Anwendung in der metallurgischen und Gießereiindustrie zur Beschichtung von Formen, Werkzeugen, Gießereimodellen, Masseln, Kokillen u.a. Bauteilen unterschiedlichster Werkstoffart.The invention relates to a coating material with special refractory fillers for use in the metallurgical and foundry industry for coating molds, tools, foundry models, pigs, molds u.a. Components of different material types.
Der Begriff Überzugsstoff beinhaltet in dieser Komplexität, also z. B. Form- oder Kernüberzüge, Modellaufgieß- oder Anlegemassen, Feingußsuspension u.a. Anwendungsfälle in der metallurgischen und Gießereiindustrie.The term coating material includes in this complexity, so z. As molding or core coatings, Modellaufgieß- or Anlegemassen, Feingußsuspension u.a. Use cases in the metallurgical and foundry industry.
Charakteristik der bekarmten technischen Lösungen Characteristic of the known technical solutions
Überzugsstoffe mit feuerfesten Füllstoffen werden insbesondere in der Gießerei- bzw. metallurgischen Industrie in steigendem Ausmaß angewendet. Sie enthalten Lösungs- und Bindemittel, spezielle Hilfsstoffe sowie als wesentlichsten Bestandteil feuerfeste, feinkörnige Füllstoffe z. 3. auf (xbt Basis Graphit und/ oder Quarzmehl.Coating materials with refractory fillers are being used increasingly in the foundry and metallurgical industries. They contain solvents and binders, special auxiliaries and, as the most essential ingredient, refractory, fine-grained fillers, for example. 3. on (xbt based graphite and / or quartz powder.
Die Anwendungsbreite der Überzugsstoffe ist unmittelbar abhängig von den Eigenschaften des eingesetzten Füllstoffes und dein konkreten thermisch-mechanischen Belastungs- und Anwendungsfall des Überzugsstoffes.The scope of application of the coating materials is directly dependent on the properties of the filler used and your specific thermal-mechanical load and application of the coating material.
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Insbesondere bei der Herstellung von Gußstücken aus Stahl ist die Anwendung von reinen Graphit- oder Quarzmehl-Überzugsstoffen so?/ie auch ihre Kombination auf ein geringfügiges Anwendungsgebiet beschränkt. Dies hängt bekanntermaßen von den komplexen technologischen sowie chemisch-physikalischen Eigenschaften dieser Überzugsstoffe einerseits und denen des zu beschichtenden Werkstoffes andererseits ab.In particular, in the production of castings made of steel, the use of pure graphite or quartz powder coating materials as well as their combination is limited to a small field of application. As is known, this depends on the complex technological and chemical-physical properties of these coating materials on the one hand and those of the material to be coated on the other hand.
Quarzmehl neigt auf Grund seines chemisch sauren Charakters sowie seiner physikalisch hohen Oberflächenenergie, die im Ergebnis des Herstellungs- bzw. Vermahlungsprozesses dem Quarzkorn aufgeprägt wird, zu einer großen Reaktionsfreudigkeit mit heißen Metallen insbesondere Eisen-Kohlenstoff-Legierungen (SU-PS 94813)· Weitere Legierungszusätze z. B. Mangan verstärken diesen Effekt und machen die Anwendung dieses billigen Feuerfeststoffes unmöglich. (Gartazar, J.L. de, Fundicion Ur. 65, 1965) JDue to its chemically acidic character and its physically high surface energy, which is imparted to the quartz grain as a result of the production or grinding process, quartz powder has a high reactivity with hot metals, in particular iron-carbon alloys (SU-PS 94813). Further alloying additions z. As manganese strengthen this effect and make the application of this cheap refractory impossible. (Gartazar, J.L. de, Fundicion Ur. 65, 1965) J
Graphit wird als Bestandteil von Uberzugsstoffen insbesondere zur Herstellung von Gußeisen sehr häufig angewendet (DDR-PS 39108). Durch die Bildung von.Glanzkohlenstoff wird eine chemische Atmosphäre geschaffen, die die Reaktion bzw. Benetzung der Formoberfläche mit dem heißen Gießmetall verhindert. Bei der Herstellung von Stahlgußstücken ist die Anwendung von reinen Graphit-Überzugsstoffen jedoch aus verschiedenen Gründen begrenzt. Insbesondere bei Formen mit großer Oberflächenrauhigkeit ζ. B. bei chemisch härtenden rieselfähigen Formstoffen ist infolge geringerer Packungsdichte als bei Verdichtungsformstoffen durch Graphit allein der Verschluß der Poren, d.h. das Schlichten der Form nicht möglich, so daß Penetrationserscheinungen die Fertigung unmöglich machen.Graphite is used very often as a component of Uberzugsstoffen especially for the production of cast iron (DDR-PS 39108). The formation of radiant carbon creates a chemical atmosphere that prevents the reaction of the mold surface with the hot cast metal. However, in the manufacture of steel castings, the use of pure graphite overlay materials is limited for a variety of reasons. Especially for forms with high surface roughness ζ. B. in chemically curing free-flowing molding materials due to lower packing density than compression molding materials by graphite alone, the closure of the pores, i. the sizing of the mold is not possible, so that penetration phenomena make production impossible.
Eine weitere Ursache der begrenzten Anwendungsbreite von graphithaltigen Uberzugsstoffen insbesondere bei der Stahlgußfertigung, ist ihre hohe Gaszahl, die zu Blasenbildung im Guß führen kann.Another cause of the limited range of application of graphite-containing Uberzugsstoffen particular in steel casting, is their high gas count, which can lead to blistering in the casting.
Die Kombination von Quarzmehl mit Graphit ist ebenfalls bekannt. Die DDR-PS 45261 beschreibt eine Schwärze auf der Basis von Graphit, Quarzmehl und Ton. Das angegebene Verhältnis Graphit zu Quarzmehl beträgt vorzugsweise 2:1. Dieser Überzug ist jedoch nur bei der Gußeisenfertigung anwendbar, wie durchgeführte Untersuchungen zeigen, da die Kombination der Feuerfeststoffe Graphit und Quarzmehl ihre Bachteile nicht aufhebt. Bei der Herstellung von Gußstücken aus Stahl begrenzt die hohe Gaszahl des Graphits die Anwendungsbreite, da bei gleichzeitiger Anwendung von Quarzmehl die Poren der Form dicht verschlossen werden und damit die Gasdurchlässigkeit der Formoberfläche bis zum Zehnfachen verringert werden kann.The combination of quartz flour with graphite is also known. The DDR-PS 45261 describes a blackness on the basis of graphite, quartz powder and clay. The stated ratio of graphite to quartz powder is preferably 2: 1. However, this coating is only applicable to the production of cast iron, as conducted studies show that the combination of the refractory graphite and quartz powder does not cancel their Bach parts. In the production of castings made of steel, the high gas count of graphite limits the scope of application, since the simultaneous use of quartz powder, the pores of the mold are sealed, and thus the gas permeability of the mold surface can be reduced up to ten times.
Weiterhin unterdrückt der Zusatz von Graphit nicht grundlegend die Reaktionsfreudigkeit des Quarzmehles mit dem flüssigen Stahl. Die Fertigung ist aus diesem Grund ebenfalls nur begrenzt möglich z. B. für thermisch gering belastete Formen aus Verdichtungsformstoffen und für unlegierte Gußmarken.Furthermore, the addition of graphite does not fundamentally suppress the reactivity of the quartz flour with the liquid steel. The production is also limited for this reason possible z. B. for thermally low loaded forms of compaction molding materials and unalloyed Gußmarken.
Bei der Herstellung von Gußstücken aus Gußeisen ist die Kombination von Quarzmehl und Graphit nicht in jeder Mengenrelation möglich. Da die Aufgabe des Graphits darin besteht, die Reaktion des flüssigen Gußeisens mit der Quarzsandform zu verhindern, wirkt der Zusatz von pulverformigen, oberflächenaktiven Quarzteilchen zu Graphitschwärzen der Lösung dieser Aufgabe entgegen. In Abhängigkeit von der Feinheit des Quarzmehles und seines oberflächenaktiven Zustandes sowie der durch Graphit oder andere Kohlenstoffträger entstehenden Menge an Glanzkohlenstoff ist die Kombination von Graphit zu Quarzmehl bis zu einen Mengenbereich von 2:1 möglich. Wird der Quarzmehlanteil weiter erhöht, treten in proportionaler Wirkung Ansinterungen und in schweren Fällen Sisendiffussionserscheinungen in den Formgrundstoff auf. Ein umgekehrtes Mengenverhältnis von Graphit zu Quarzmehl von 1:2 bis 1:1,0 ist derzeit nicht realisierbar.In the production of cast iron castings, the combination of quartz flour and graphite is not possible in any quantity relationship. Since the task of the graphite is to prevent the reaction of the molten cast iron with the quartz sand mold, the addition of powdered, surface active quartz particles to graphite blacks counteracts the solution to this problem. Depending on the fineness of the quartz meal and its surface-active state as well as the amount of lustrous carbon produced by graphite or other carbon carriers, the combination of graphite to quartz flour is possible up to a quantity range of 2: 1. If the proportion of quartz powder is further increased, sintering occurs in proportional effect and, in severe cases, sisional diffusion phenomena occur in the molding base material. An inverse ratio of graphite to quartz powder of 1: 2 to 1: 1.0 is currently not feasible.
- 4 Ziel der Erfindung - 4 Object of the invention
Das Ziel der Erfindung besteht deshalb darin, diese Nachteile zu vermeiden.The aim of the invention is therefore to avoid these disadvantages.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Überzugsstoff auf der Basis von Quarzmehl für sich allein oder in Verbindung mit Glanzkohlenstoffträgern vorzugsweise Graphit zu schaffen, der die bisherigen Nachteile vermeidet und das Anwendungsgebiet grundlegend erweitert, indem die mechanischen Eigenschaften des Überzuges wie die Dichte und Dicke, die Gleit- und Verdichtungsfähigkeit des Überzugsstoffes erhöht und verbessert werden und die chemisch-physikalischen Feuerfesteigenschaften der Füllstoffe derartig verändert werden, daß die Reaktionsfähigkeit des feuerfesten Überzuges mit dem heißen Metall erheblich eingeschränkt ist.The invention has for its object to provide a coating material based on quartz powder alone or in conjunction with lustrous carbon, preferably graphite, which avoids the previous disadvantages and extends the field of application fundamentally by the mechanical properties of the coating such as the density and thickness, the lubricity and compaction ability of the coating material are increased and improved, and the chemical-physical refractory properties of the fillers are changed such that the reactivity of the refractory coating with the hot metal is considerably limited.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch erfüllt, daß der Überzugsstoff als feuerfester Füllstoff mit oder/ohne einem Anteil an Glanzkohlenstoffträgern vorzugsweise Graphit ein Feuerfeststoffgemisch aus Titandioxid und Quarzsand bzw. -mehl enthält, das durch eine bestimmte chemische Zusammensetzung und granulometrische Struktur charakterisiert ist.This object is achieved in that the coating material as a refractory filler with or without a share of lustrous carbon supports preferably graphite contains a refractory mixture of titanium dioxide and quartz sand or flour, which is characterized by a particular chemical composition and granulometric structure.
Überzugsstoffe mit einem derartigen titandiosidhaltigen Füllstoff sind durch eine Anzahl neuer bzw, verbesserter Eigenschaften und damit einer erheblich größeren Anwendungsbreite gekennzeichnet. Der definierte Zusatz von Titandioxid sichert eine erhöhte Packungsdichte des aufgetragenen und verfestigten Überzuges. Dies ist einerseits durch die physikalisch verschiedenen Dichten von TiOp, SiO2 und Graphit und andererseits durch die erheblich verbesserte Deck-, Gleit- und Verdichtungsfähigkeit infolge des TiCU-Zusatzes bedingt. Weiterhin wurde festgestellt, daß Uberzugsstoffe mit einem derartigenCoating materials with such a titanofield-containing filler are characterized by a number of new or improved properties and thus a considerably greater range of application. The defined addition of titanium dioxide ensures an increased packing density of the applied and solidified coating. On the one hand, this is due to the physically different densities of TiOp, SiO 2 and graphite and, on the other hand, to the considerably improved covering, sliding and compaction capability as a result of the addition of TiCU. Furthermore, it has been found that coating materials with such
Füllstoff im Gegensatz zu üblichen Quarzmehl- oder Quarzmehl/Graphit-Überzugsstoffen durch eine äußerst geringe Reaktionsfähigkeit in der Grenzfläche Metall-Überzugsstoff gekennzeichnet sind und somit verbesserte Feuerfesteigensohaften aufweisen.Filler in contrast to conventional quartz powder or quartz powder / graphite coating materials are characterized by an extremely low reactivity in the interface metal coating material and thus have improved Feuerfesteigensohaften.
Insgesamt ist es bei Anwendung des erfindungsgemäßen Überzugsstoffes möglich, Anwendungsbreite und Sicherheit gegenüber herkömmlichen Quarzmehl oder Quarzmehl/Graphit-Überzugsstoffen so zu erhöhen, daß beispielsweise bei der Herstellung von Gußstücken aus Gußeisen der Anteil vom hochwertigen Gießereigraphit oder anderen Glanzkohlenstoffträgern bis zu 95 % durch ein titandioxidhaltiges Quarzmehl ersetzt werden kann. Bei der Herstellung von Gußstücken aus Stahlguß ermöglicht die Anwendung derartiger Überzugsstoffe die vollständige oder teilweise Substitution von im Stahlgußsektor üblichen Feuerfeststoffen wie Zirkonsilikat oder Korund.Overall, it is possible with the application of the coating material according to the invention to increase application breadth and safety over conventional quartz powder or silica flour / graphite coating materials so that, for example, in the production of cast iron castings, the proportion of high-quality foundry graphite or other lustrous carbon carriers up to 95 % by a titandioxidhaltiges Quartz flour can be replaced. In the production of castings from cast steel, the use of such coating materials allows the complete or partial substitution of common in the steel casting sector refractories such as zirconium silicate or corundum.
1. Beispiel1st example
Sine herkömmliche Stahlgußschlichte besteht' ausSine conventional cast steel sizing exists'
70 % Zirkonsilikat70 % zirconium silicate
3 % Kolophonium 27.% Spiritus (Angaben in Masse %) 3 % rosin 27.% spirit (in % by mass )
Die Anwendung des hochwertigen Feuerfeststoffes Zirkonsilikat ist erforderlich, weil herkömmliches Quarzmehl die Gußqualität des nach der Technologie der rieselfähigen Formstoffe hergestellten Gußstücke nicht sichert. Mit Anwendung des erfindungsgemäßen Überzugsstoffes gelingt die Substitution von Zirkonsilikat :The use of the high-quality zirconium silicate is required because conventional quartz flour does not ensure the casting quality of the castings produced by the free-flowing molding technology. With the application of the coating material according to the invention, the substitution of zirconium silicate succeeds:
'Λ'\ 3 2' 'Λ' \ 3 2 '
5 5δ Titandioxid 50 % Quarzmehl 3 % Kolophonium5 5δ titanium dioxide 50% quartz powder 3% rosin
42 .% Spiritus (Angaben in Masse %) 42% alcohol (data in %)
2. Beispiel2nd example
Eine herkömmliche Schwärze für Gußeisen besteht aus:A conventional blackness for cast iron consists of:
50 % Gießereigraphit 5 % Polyvinylacetat 45 55 Wasser50 % foundry graphite 5 % polyvinyl acetate 45 55 water
Durch Anwendung eines erfindungsgemäßen Überzugs in der Zusammensetzung:By applying a coating according to the invention in the composition:
5 % Titandioxid 5 # Gießereigraphit 40 % Quarzxnehl5 % titanium dioxide 5 # foundry graphite 40 % quartz flour
3 % Polyvinylacetat3 % polyvinyl acetate
4 % Bentonit4% bentonite
43 % Wasser43 % water
ist eine erhebliche Reduzierung des Graphitanteils möglich,a considerable reduction of the graphite content is possible
3. Beispiel' 3rd example
Eine Suspension anwendbar zur Peingußherstellung zum Beschichten der Wachsmodelle oder als Modellaufgießmasse hat die Zusammensetzung:A suspension applicable to the casting of lead for coating the wax models or as a model casting compound has the composition:
70 % Quarzmehl 30 % Äthylsilikat-Äthanoi-Lösung70 % quartz flour 30 % ethyl silicate-ethanoi solution
Demgegenüber "besitzt der erfindungsgemäße Überzugsstoff folgende Zusammensetzung:In contrast, "the coating material according to the invention has the following composition:
5 % Titandioxid 60 % Quarzmehl 35 % Äthylsilikat-Äthanol-Lösung5 % titanium dioxide 60 % quartz powder 35 % ethyl silicate-ethanol solution
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Überzugsstoffes ermöglicht eine verbesserte Gußqualität sowie den Abguß von hochlegierten Eisen-Kohlenstoff-Werkstoffen.The application of the coating material according to the invention enables improved casting quality and the casting of high-alloyed iron-carbon materials.
4. Beispiel4th example
Ein herkömmlicher Modellanlegeformstoff besteht aus β % Wasserglaslösung und 94 % Korund.A conventional modeling material consists of β % water glass solution and 94 % corundum.
Mit einem erfindungsgemäßen Überzugsstoff zur Modellbeschichtung in der Zusammensetzung:With a coating material according to the invention for the model coating in the composition:
3 % Titandioxid 90 % Quarzsand/Quarzmehl 7 % Wasserglaslösung3 % titanium dioxide 90% quartz sand / quartz powder 7 % water glass solution
gelingt die Substitution des hochwertigen Korund an einer Vielzahl von Sortimenten.The substitution of the high-quality corundum succeeds in a large number of assortments.
Claims (3)
97,5 - 80 % Quarzsand/Quarzmehl
0 - 5 % Restbestandteile2.5 - 15 % titanium dioxide
97.5 - 80 % quartz sand / quartz flour
0 - 5 % residual components
0,063 - 0,08 mm 20 %
0,08 - 0,1 mm 10 % 0 - 0.063 mm 70 %
0.063 - 0.08 mm 20%
0.08 - 0.1 mm 10 %
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DD24776683A DD213369A1 (en) | 1983-02-08 | 1983-02-08 | UEBERZUGSSTOFF |
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DD213369A1 true DD213369A1 (en) | 1984-09-12 |
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DD (1) | DD213369A1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0279031A1 (en) * | 1987-02-14 | 1988-08-24 | IKO Industriekohle GmbH & Co. KG | Method of accelerating the water adsorption of bentonite, especially as an admixture for moulding sands |
CN100352576C (en) * | 2006-05-23 | 2007-12-05 | 武汉重工铸锻有限责任公司 | Molding sand and preparation method |
WO2008135247A1 (en) | 2007-05-02 | 2008-11-13 | Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH | Coating compounds for casting moulds and cores that prevent reaction gas defects |
EP2097192B2 (en) † | 2006-10-19 | 2022-02-23 | ASK Chemicals GmbH | Moulding material mixture containing phosphorus for producing casting moulds for machining metal |
-
1983
- 1983-02-08 DD DD24776683A patent/DD213369A1/en not_active IP Right Cessation
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