DD220523A1 - Verfahren zur herstellung eines wasserglas-ton-formstoffes - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wasserglas-Ton-Formstoffes mit dem Ziel, die Kosten fuer die Formstoffherstellung zu senken und die Oberflaechenqualitaet von Stahlformgussstuecken zu verbessern. Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung eines Formstoffes mit geringen Binderanteilen fuer insbesondere maschinell hergestellten Stahlformguss durch Nutzung von Mixed-Layer-Mineralen enthaltenen Tonen als Formstoffbinder mit hohen und ohne chemische Aktivierung erzeugten Bindereigenschaften mit anschliessender CO2-Verfestigungsbegasung. Erfindungsgemaess wird Quarzsand und 0,5 bis 1,0 Ma.-% eines Tonaggregates mit spezifischem Kornspektrum, welches von einem aus Mixed-Layer-Mineralen enthaltenen Tonrohstoff aufbereitet wird, vorgemischt, danach dem Mischgut 3,5 bis 4,0 Ma.-% Na-Wasserglas zugegeben und der Wasserglas-Ton-Formstoff homogenisiert.

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Wasserglas-Ton-Formstoffes mit einer CO₂-Verfestigungsbegasung auf der Basis von Mixed-Layer-Mineralen enthaltenen Tonen als Formstoffbinder für insbesondere maschinell gefertigten Stahlformguß in der Gießereiindustrie.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen .

Es ist bekannt, für die Fertigung von Stahlgußformen Formstoffe auf Wasserglas-Ton (Bentonit)-Basis einzusetzen. Diese Wasserglas-Ton-Formstoffe enthalten 1,4 bis 5Ma.-% Na-Wasserglas. Die Komponente Ton trägt einerseits zur Erzielung einer hohen Grünstandfestigkeit bei, wirkt aber andererseits mit hohen Wasserglasanteilen negativ auf den Formstoffzerfall nach dem Abguß und auf seine Rückgewinnung aus. Um einen guten Formstoffzerfall nach dem Abguß zu ermöglichen, ist bereits durch DD-PS 82809 ein synthetischer, wasserglasgebundener Formstoff für die Herstellung von vorzugsweise Stahlformguß nach dem Naßgußverfahren bekannt.

Dieser Formstoff hat eine Beimischung von Natronlauge und Stärke, wobei durch die zeitlich zuerst im Mischprozeß erfolgende Reaktion der Natronlauge mit der Stärke ein gelartiger Zustand erzeugt wird, der im Zusammenwirken mit dem Wasserglas den Ton als Bindemittel nicht zur Wirkung kommen läßt. Das zur Quellung des Tones erforderliche Wasser wird aus der Natronlauge und dem Wasserglas durch die Gelbiidung gebunden. Nachteilig ist, daß die Formen einer chemischen oder thermischen Verfestigung unterzogen werden müssen. Zur Verbesserung der Oberflächenqualität der Stahlformgußstucke werden bekanntermaßen oberflächenverbessernde Zuschläge, wie beispielsweise Graphit u.a. Komponenten, dem Formstoff zugesetzt.

Die Nachteile der bekannten Wasserglas-Ton-Formstoffe bestehen in den hohen Herstellungskosten, die aus den Wasserglas- und Tonmehl oder Bentonit-Anteilen resultieren und in einer hohen der Mechanisierung grenzensetzehden Plastizität des Formstoffes.

Ziel der Erfindung '

Ziel der Erfindung ist es, die Kosten für die Formstoffherstellung zu senken und die Oberflächenqualität von Stahlformgußstücken zu verbessern. ' :

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung eines Formstoffes mit geringen Binderanteilen für insbesondere maschinell hergestellten Stahlformguß durch Nutzung von Mixed-Layer-Mineralen enthaltenen Tonen als Formstoffbinder mit hohen und ohne chemische Aktivierung erzeugten Bindeeigenschaften mit anschließender CO₂~Verfestigungsbegasung. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem zur Herstellung des Wasserglas-Ton-Formstoffes ein Tonaggregat zur Anwendung kommt, das von einem bis zu 50% aus Mixed-Layer-Mineralen bestehenden Tonrohstoff aufbereitet wird. Bekanntermaßen hat dieser Torirohstoff gegenüber dem Montmorillonit eine stark gehemmte Quellfähigkeit. Das beispielsweise durch Windsichtung ermittelte Tonaggregat ist durch folgendes Komspektrum gekennzeichnet:

Fraktion Anteil

>50 5

OO 75bis25 ^!

15bis45

ι 5bis25

Die Schüttdichte des Tonaggregates beträgt 0,5 bis 0,7 g/cm³ und ist durch ein dem Tonrohstoff gewähltes Komspektrum, also einer unregelmäßigen vom Mixed-Layer-Mineral hervorgerufenen Wechsellagerungsstruktur sowie einer hohen spezifischen Oberfläche gekennzeichnet. Verfahrensgemäß sind Quarzsand und 0,5 bis 1,0Ma.-% des Tonaggregates vorzumischen, danach sind dem Mischgut 3,5 bis 4,0Ma.-% Wasserglas zuzugeben und der Wasserglas-Ton-Formstoff wird homogenisiert. Durch die leichte Dispergierbarkeit des Tonaggregates können die Mischzeiten um 30%gesenkt werden. Dieser Wasserglas-Ton-Formstoff mit seinen geringen Binderanteilen ist durch gute verarbeitungstechnische Eigenschaften, wie leichter Verdichtbarkeit und Fließbarkeit, charakterisiert. Die Grünstandfestigkeit erhöht sich während der Verarbeitung des Formstoffes und gewährleistet ein problemloses Ziehen des Modelles nach dem Verdichten. Anschließend wird der Formstoff durch eine CO₂-Begasung endgültig verfestigt. Die Zerfallseigenschaften des Formstoffes nach dem Abguß konnten im Vergleich zu den bekannten Wasserglas-Ton-Formstoffen ebenfalls verbessert werden. Die Vorteile des erfindungsgemäß hergestellten Wasserglas-Ton-Formstoffes bestehen weiterhin darin, daß hochwertiger Bentonit eingespart wird, keine chemische Aktivierung des Formstoffes notwendig ist, der Formstoff für maschinengefertigten Stahlformguß einsetzbar ist und die Gußstückoberflächen wesentlich verbessert werden.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.

Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Wasserglas-Ton-Formstoffes für maschinell gefertigte Stahlgußformen werden Quarzsand und 0,7Ma.-% des Tonaggregates mit einer Kornverteilung von 5Ma.-% >50>m, 70Ma.-% <30μπι, 20Ma.-% < 15μΐη und 10Ma.-% < 10μηη bis zu 1 min vorgemischt und danach 3,5Ma.-% Na-Wasserglas zugegeben.

Zur Homogenisierung des Formstoffes wird das Mischgut 6min fertiggemischt.

-2- 259 188 2

Der fur den Formstoff verwendete Tonaggregat wird vorher in bekannter Weise im saugenden Luftstrom mit Abscheidung der feinsten Tonpartikel aus dem Mixed-Layer-Mineral (bis 50%) enthaltenen Tonrohstoff, der im Norden der DDR vorhanden ist, gewonnen.

Das Wasserglas-Ton-Formstoff sollte innerhalb von 8 Stunden verarbeitet werden und hat eine Gründruckfestigkeit von 100 bis 200p/cm² sowie nach der CO₂-Begasung eine Festigkeit von'6 bis 10kp/crn².

Zur Herstellung der Stahlgußformen wird der Formstoff an das Modell angelegt, mit Füllstand hinterfüllt und maschinell verdichtet, wobei sich seine anfangs geringe Gründruckfestigkeit gut auf die Fließeigenschaft auswirkt und somit eine gute Formstoffverdichtung e/zielt wird. Nach dem Ziehen des Modelles wird die CO₂-Verfestigungsbegasung durchgeführt. Auf Grund der geringen Binderanteile im Formstoff wird ein besserer Formstöffzerfall nach dem Abguß im Vergleich zu bekannten, WasserglasrTon-Formstoffen erzielt.

Weiterhin haben die Stahlgußstücke eine ausgezeichnete Oberflächenqualität. Durchschnittlich Rautiefen von 80/*m werden erreicht.

Claims (2)

Erfindungsansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Wasserglas-Ton-Formstoffes mit CO₂-Verfestigungsbegasung für maschinell gefertigten Stahlformguß, gekennzeichnet dadurch, daß Quarzsand und 0,5 bis 1,0 Ma.-% eines Tonaggregates mit spezifischem _: Kornspektrum, welches von einem aus Mixed-Layer-Mineralen enthaltenen Tonrohstoff aufbereitet wird, vorgemischt, danach dem Mischgut 3,5 bis 4,0Ma.-% Na-Wasserglas zügegeben und der Wasserglas-Ton-Formstoff homogenisiert wird.

2, Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Tonäggregat im Wasserglas-Ton-Formstoff eine Kornverteilung von5Ma.-%>50Mm,75bis25Ma.-%<3Ö//m, 15 bis 45 Ma.-% < 15Mm und 5 bis 25 Ma.-% < 10 pm hat.