DE102005024524B4

DE102005024524B4 - Mold and method for its production

Info

Publication number: DE102005024524B4
Application number: DE102005024524A
Authority: DE
Inventors: Helge HÄNSEL
Original assignee: Meg Binder Technologien & Co KG GmbH; Meg Binder Technologien & GmbH
Current assignee: Johann Grohmann & Cokg 72406 Bisingen De GmbH; Eichenauer Heizelemente GmbH and Co KG
Priority date: 2005-03-08
Filing date: 2005-05-28
Publication date: 2006-12-07
Anticipated expiration: 2025-05-29
Also published as: DE102005024524A1

Abstract

Wasserdispergierbare Form, insbesondere Gießform, Gießkern oder Formkern zur Herstellung von Gussstücken, enthaltend
– ein wasserunlösliches, partikelförmiges Material;
– einen Binder, welcher als eine erste Binderkomponente wenigstens ein kondensiertes Phosphat aufweist, gekennzeichnet durch den Zusatz wenigstens einer Polycarbonsäure.Water-dispersible mold, in particular casting mold, casting core or mold core for the production of castings, containing
A water-insoluble, particulate material;
A binder which comprises, as a first binder component, at least one condensed phosphate, characterized by the addition of at least one polycarboxylic acid.

Description

Die Erfindung betrifft eine wasserdispergierbare Form, insbesondere Gießform, Gießkern, Formkern oder dergleichen, zur Herstellung von Gussstücken, die ein wasserunlösliches, partikelförmiges Material, insbesondere Formsand, einen Binder, welcher als eine erste Binderkomponente wenigstens ein kondensierendes Phosphat aufweist und gegebenenfalls wenigstens einen Zuschlagstoff enthält. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Form, indem ein wasserunlösliches, partikelförmiges Material, insbesondere Formsand, mit einem Binder, welcher als eine erste Binderkomponente wenigstens ein kondensiertes Phosphat aufweist und gegebenenfalls wenigstens einem Zuschlagstoff unter Zugabe von Wasser gemischt, die Mischung geformt und zumindest ein Teil des zugesetzten freien Wassers entfernt wird.The The invention relates to a water-dispersible form, in particular mold casting core, Molded core or the like, for the production of castings, the a water-insoluble, particulate material, in particular molding sand, a binder, which as a first binder component has at least one condensing phosphate and optionally contains at least one additive. The invention relates Furthermore, a method for producing such a form by a water-insoluble, particulate material, in particular molding sand, with a binder, which as a first Binder component has at least one condensed phosphate and optionally at least one additive with the addition of Mixed water, the mixture formed and at least part of the mixture is removed added free water.

Formen der vorgenannten Zusammensetzung sind bekannt. Sie werden in der Regel in Kernkästen mittels Kernschießmaschinen für die Serienfertigung hergestellt. Die Kernkästen sind mit entsprechenden Formhohlräumen versehen, in welche Einführöffnungen münden, über die aus einem sogenannten Schießkopf ein mit einem Binder versehenes wasserunlösliches, partikelförmiges Material unter Einsatz von Druckluft in die Formhohlräume eingeschossen wird. Bei dem partikelförmigen Material handelt es sich im Allgemeinen um Formsande, wie Silica-, Zirkon-, Chromitsande oder dergleichen, welche durch den Binder verfestigbar sind. Zur Herstellung von Kernen mit komplexer Geometrie sollte der Formsand eine gute Fließfähigkeit aufweisen.to shape the aforementioned composition are known. You will be in the Usually in core boxes using core shooters for the Series production made. The core boxes are with appropriate mold cavities provided, in which insertion openings lead over the from a so-called shooting head a binder provided with a water-insoluble, particulate material is injected into the mold cavities using compressed air. at the particulate Material is generally molding sands, such as silica, Zirconium, chromite sands, or the like, which are bound by the binder are solidifiable. For the production of cores with complex geometry the molding sand should have good flowability.

Als Binder für den Formsand wurden herkömmlich flüssige Kunstharze sowie zusätzliche Additive eingesetzt. Um die Nachteile von Kunstharzbindern – Entstehung gesundheitsschädlicher Dämpfe bei der Herstellung, teilweises Verbrennen des Binders beim Gießen, aufwändiges Entkernen, Entsorgung des Kernaltsandes – zu vermeiden, wurde schon die Verwendung von zumindest in gewissem Umfang wasserlöslichen anorganischen Bindern vorgeschlagen.When Binder for the molding sand became conventional liquid Synthetic resins as well as additional Additives used. To the disadvantages of synthetic resin binder - emergence health Hazards fumes during production, partial burning of the binder during casting, time-consuming coring, Disposal of the Kernaltsandes - too Avoid, has already been the use of at least some extent water-soluble proposed inorganic binders.

So beschreibt die DE 195 49 469 A1 einen Gießkern auf der Basis von mittels eines wasserlöslichen Binders verfestigtem Formsand, wobei als Binder Phosphorsäure oder kondensierte Phosphate, wie Natriumpolyphosphat und Natriumhexametaphosphat, vorgesehen sind. Die gattungsgemäße EP 1 412 060 B1 sieht als Binderkomponente ein Polyamin vor.That's how it describes DE 195 49 469 A1 a casting core based on molding sand solidified by means of a water-soluble binder, phosphoric acid or condensed phosphates such as sodium polyphosphate and sodium hexametaphosphate being provided as the binder. The generic EP 1 412 060 B1 provides as binder component a polyamine.

Der WO 92/06808 A1 ist ein Gießkern entnehmbar, welcher zur Verfestigung des Formsandes einen Binder aus einem Polyphosphatketten aufweisenden, wasserlöslichen Phosphatglas oder aus einem wasserlöslichen Boratglas aufweist. Zur Herstellung des Gießkerns wird der Formsand mit dem Binder unter Zugabe von Wasser gemischt, die Mischung in den Kernkasten eingeschossen und das überschüssige Wasser durch Erhitzen aus der Gießform ausgetrieben.Of the WO 92/06808 A1 is a casting core removable, which for solidification of the molding sand a binder from a Polyphosphatketten having, water-soluble Phosphate glass or from a water-soluble borate glass. For the production of the casting core the molding sand is mixed with the binder with the addition of water, the mixture shot into the core box and the excess water by heating from the mold expelled.

Die DE 28 15 753 A1 zeigt ein Verfahren zur Herstellung einer wasserunlöslichen Gießform oder eines wasserunlöslichen Gießkerns in Form eines festen Zementes, wobei eine wasserlösliche Säurekomponente, welche polymere Carbonsäure umfasst, in Wasser mit einem anorganischen feinteiligen reaktionsfähigem Gemisch in Form von Aluminiumsilikatglas sowie einem Modifizierungsmittel chemisch reagiert, indem es Ionen herauslaugt und einen festen, wasserunlöslichen Zement bildet.The DE 28 15 753 A1 shows a process for producing a water-insoluble casting mold or a water-insoluble casting mold in the form of a solid cement, wherein a water-soluble acid component comprising polymeric carboxylic acid chemically reacts in water with an inorganic finely divided reactive mixture in the form of aluminum silicate glass and a modifier by leaching ions out and forms a solid, water-insoluble cement.

Die bekannten Formen sind nach dem Abgießen wasserdispergierbar, d.h. sie lösen sich nach Eintauchen in Wasser wieder auf, wodurch das aufwändige Entkernen entfällt. Vorteilhaft bei Formen dieser Art ist weiterhin, dass sowohl beim Herstellen der Formen und beim Abgießen der Gussstücke als auch beim Entkernen der Gussstücke keine umweltschädlichen Stoffe frei werden. Die eingesetzten Binder weisen ferner einen anorganischen Chemismus auf, so dass ein Verbrennen des Binders beim Gießvorgang zuverlässig vermieden wird.The known forms are water dispersible after pouring, i. they solve re-emerge after immersion in water, resulting in the time-consuming coring eliminated. Another advantage of forms of this kind is that both the Making the molds and pouring the castings as well when coring the castings no polluting Substances are released. The binders used also have a inorganic chemistry on, causing a burning of the binder during the casting process reliable is avoided.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass Binder der oben genannten Art der Form eine für viele Anwendungen nur unzureichende Biegefestigkeit verleihen. Folglich kann sich die Form bei der Entnahme oder bei der Lagerung nach dem Formen, beim Einsetzen in die Form oder beim Gießvorgang verformen oder gar brechen, so dass die erhaltenen Gussstücke fehlerhaft sein können und als Ausschussteile anfallen. Darüber hinaus weisen Formen dieser Art häufig eine ungenügende Abriebfestigkeit auf, wodurch sich beim Abgießen Sandkörner an der Oberfläche der Form ablösen und zu einer rauen Oberfläche und/oder zu Sandverunreinigungen des Gussstücks führen. Beim Einsatz eines Binders auf der Basis von reinen kondensierten Phosphaten kommt hinzu, dass der Binder eine für Legierungen mit verhältnismäßig hohem Schmelzpunkt nur unzureichende Temperaturbeständigkeit aufweist, so dass die Herstellung von Gussstücken aus solchen Legierungen nicht möglich ist. Dem Auftreten der genannten Nachteile kann insbesondere auch durch Variation der Verfahrensparameter bei der Herstellung des Gießkerns, wie der Zusammensetzung der Form, der Trocknungstemperatur, dem Restwasseranteil etc., nicht wirkungsvoll begegnet werden.It However, it has been shown that binders of the type mentioned above Form one for many applications give only insufficient flexural strength. consequently the shape may be removed during removal or storage after Forms deform or even when inserting into the mold or during the casting process break, so that the obtained castings can be faulty and incurred as rejects. About that In addition, molds of this type often have insufficient abrasion resistance on, resulting in the pouring grains of sand on the surface replace the mold and to a rough surface and / or lead to sand contamination of the casting. When using a binder On the basis of pure condensed phosphates is added that the Binder one for alloys with relatively high Melting point has only insufficient temperature resistance, so that the production of castings from such alloys not possible is. The occurrence of the mentioned disadvantages can in particular also by varying the process parameters in the production of Casting core, like the composition of the mold, the drying temperature, the residual water content etc., can not be effectively countered.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einer Form, insbesondere einem Formkern oder einem Gießkern, mit einer ersten Binderkomponente auf der Basis von kondensierten Phosphaten eine erhöhte Biege- und Abriebfestigkeit zu verleihen und die Temperaturbeständigkeit zu erhöhen, dabei aber akzeptable Taktzeiten bei der Kernherstellung zu erhalten und keine oder nur geringe Mengen umweltschädlicher Stoffe freizusetzen. Sie ist ferner auf die Herstellung einer solchen Gießform gerichtet.Of the Invention is based on the object of a form, in particular a Mold core or a casting core, with a first binder component based on condensed Phosphates an increased bending and to provide abrasion resistance and temperature resistance to increase, but to get acceptable cycle times in the core production and to release no or only small amounts of environmentally harmful substances. It is also directed to the manufacture of such a mold.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Form der eingangs genannten Art gelöst durch den Zusatz wenigstens einer Polycarbonsäure.According to the invention this Task solved in a form of the type mentioned by the Addition of at least one polycarboxylic acid.

Die bevorzugte Ausgestaltung ist durch den Zusatz einer makromolekularen Polycarbonsäure, insbesondere Polyacrylsäure, gekennzeichnet. Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich sowohl die Biege- als auch die Abriebfestigkeit einer Form oder eines Gießkerns aus einem wasserunlöslichen, partikelförmigen Material und einem Binder auf der Basis von kondensierten Phosphaten bereits durch den Zusatz nur geringer Mengen an Polycarbonsäure, insbesondere Polyacrylsäure, signifikant erhöhen lassen, ohne die Wasserdispergierbarkeit des abgegossenen Gießkerns zu beeinträchtigen. Auf diese Weise lassen sich Biegefestigkeiten von mehr als 150 N/cm² erzielen, die ein Versagen des Gießkerns und hieraus resultierende fehlerhafte Gussstücke zuverlässig vermeiden. Zugleich wird die Abriebfestigkeit der Gießform bzw. des Gießkerns derart verbessert, dass Beeinträchtigungen des Gussstückes durch Sandpartikel praktisch ausgeschlossen sind.The preferred embodiment is characterized by the addition of a macromolecular polycarboxylic acid, in particular polyacrylic acid. Surprisingly, it has been found that both the bending and the abrasion resistance of a mold or a casting core made of a water-insoluble, particulate material and a binder based on condensed phosphates can be significantly increased already by the addition of only small amounts of polycarboxylic acid, in particular polyacrylic acid without impairing the water dispersibility of the poured-out foundry core. In this way, bending strengths of more than 150 N / cm ^{2 can be} achieved, reliably avoiding a failure of the casting core and resulting defective castings. At the same time, the abrasion resistance of the casting mold or of the casting core is improved in such a way that impairments of the casting by sand particles are virtually ruled out.

Die Menge der als zweite Binderkomponente vorgesehenen Polycarbonsäure beträgt bevorzugt zwischen 0,001 und 1 Mass.-%, insbesondere zwischen 0,005 und 0,1 Mass.-%, Polycarbonsäure bezogen auf das partikelförmige Material.The Amount of the intended as a second binder component polycarboxylic acid is preferably between 0.001 and 1 mass%, in particular between 0.005 and 0.1 mass%, polycarboxylic based on the particulate Material.

Die Haupt-Binderkomponente auf der Basis von kondensierten Phosphaten kann Polyphosphate, vorzugsweise Alkalimetallpolyphosphate, insbesondere Natriumpolyphosphat, und/oder Metaphosphate, vorzugsweise Alkalimetallmetaphosphate, insbesondere Natriummetaphosphate, z.B. Natriumhexametaphosphat, enthalten oder gänzlich hieraus bestehen. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die erste Binderkomponente ein Poly- und/oder Metaphosphatketten enthaltendes, wasserlösliches Phosphatglas enthält oder gänzlich hieraus besteht, wobei das Phosphatglas bevorzugt zwischen 58 und 75 Mass.-% Phosphorpentoxid (P₂O₅) und zwischen 25 und 42 Mass.-% Alkalimetalloxid, insbesondere Natriumoxid (Na₂O), aufweist. Die genannten Binder sind als solche bekannt und sorgen für ein schnelles und klumpenfreies Auflösen des Gießkerns, wenn dieser mit dem fertigen Gussstück in Wasser getaucht wird. Ein weiterer Vorteil dieser Binder liegt darin, dass sie schon bei verhältnismäßig geringem Feuchteanteil zu einer optimalen Vermischung mit dem Formsand führen und dabei eine hinreichende Anfangsfestigkeit des Gießkerns bzw. der Gießform gewährleisten, so dass nur sehr kurze Trocknungszeiten erforderlich und somit sehr kurze Taktzeiten zur Herstellung möglich sind.The main binder component based on condensed phosphates may contain or consist entirely of polyphosphates, preferably alkali metal polyphosphates, in particular sodium polyphosphate, and / or metaphosphates, preferably alkali metal metaphosphates, in particular sodium metaphosphates, for example sodium hexametaphosphate. Furthermore, it can be provided that the first binder component contains or consists entirely of a water-soluble phosphate glass containing poly- and / or metaphosphate chains, wherein the phosphate glass preferably contains between 58 and 75 mass% phosphorus pentoxide (P ₂ O ₅ ) and between 25 and 42 Mass .-% alkali metal oxide, in particular sodium oxide (Na ₂ O), having. The binders mentioned are known as such and ensure a quick and lump-free dissolution of the casting core when it is immersed in the finished casting in water. Another advantage of this binder is that they lead even with relatively low moisture content to an optimal mixing with the molding sand and thereby ensure a sufficient initial strength of the casting core or the mold, so that only very short drying times required and thus very short cycle times for the production possible are.

Die Menge der ersten Binderkomponente auf der Basis von kondensierten Phosphaten beträgt zweckmäßig zwischen 0,25 und 25 Mass.-%, vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 Mass.-%, bezogen auf das wasserunlösliche, partikelförmige Material.The Amount of the first binder component based on condensed Phosphates is appropriate between 0.25 and 25 mass%, preferably between 0.5 and 10 mass%, based on the water-insoluble, particulate Material.

In Weiterbildung ist vorgesehen, dass ein Zuschlagstoff aus der Gruppe der Alkalimetallcarbonate, insbesondere Natriumcarbonat (Na₂CO₃), vorgesehen ist. Überraschenderweise wur de gefunden, dass ein solcher Zuschlagstoff zu einer wesentlichen Verbesserung der Temperaturbeständigkeit der Gießform bzw. des Gießkerns auf einen Wert über 800°C beiträgt, so dass das Gießen von Legierungen mit relativ hohem Schmelzpunkt, z.B. Aluminiumlegierungen, sowie von thermoplastischen Kunststoffen aus hochschmelzenden Polymeren möglich wird, ohne dass Deformationen der Gießform bzw. des Gießkerns beim Gießvorgang auftreten. Ferner wurde festgestellt, dass ein Anteil an Alkalimetallcarbonaten die Dispergierbarkeit des Gießkerns in Wasser erhöht und die Entkernung des fertigen Gussstücks somit erleichtert. Je nach der geforderten Temperaturbeständigkeit sind zweckmäßig zwischen 20 und 90 Mass.-%, insbesondere zwischen 30 und 85 Mass.-%, Alkalimetallcarbonat bezogen auf die erste Binderkomponente auf der Basis von kondensierten Phosphaten vorgesehen.In a further development, it is provided that an additive from the group of alkali metal carbonates, in particular sodium carbonate (Na ₂ CO ₃ ), is provided. Surprisingly, it has been found that such an additive contributes to a substantial improvement in the temperature resistance of the casting mold or the casting core to a value above 800 ° C., so that the casting of alloys with a relatively high melting point, for example aluminum alloys, as well as thermoplastics from high-melting Polymer is possible without deformation of the mold or the casting core occur during the casting process. It has also been found that a proportion of alkali metal carbonates increases the dispersibility of the casting core in water and thus facilitates the gutting of the finished casting. Depending on the required temperature resistance, it is expedient to provide between 20 and 90% by weight, in particular between 30 and 85% by weight, of alkali metal carbonate, based on the first binder component based on condensed phosphates.

Zusätzlich zu dem wasserunlöslichen, partikelförmigen Material, wie Formsand, dem sowohl kondensierte Phosphate als auch Polycarbonsäure enthaltenden Binder und gegebenenfalls dem Zuschlagstoff, insbesondere den Alkalimetallcarbonaten, enthält die Formstoffmischung für die Gießform bzw. den Gießkern in der Regel noch einen Feuchtigkeitsanteil zwischen 0,01 und 35 Mass.-%, insbesondere zwischen 0,1 und 5 Mass.-%. Nach der Trocknung beträgt der Feuchtigkeitsanteil der Gießform bzw. des Gießkerns in der Regel etwa 0,01 Mass.-% oder weniger.In addition to the water-insoluble, particulate Material, such as foundry sand, the condensed phosphates as well Polycarboxylic acid-containing Binder and optionally the additive, in particular the alkali metal carbonates, contains the molding material mixture for the casting mold or the casting core usually still a moisture content between 0.01 and 35 Mass .-%, in particular between 0.1 and 5 mass .-%. After drying is the moisture content of the mold or of the casting core usually about 0.01 mass% or less.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Polycarbonsäure zugesetzt wird, wobei die Polycarbonsäure bevorzugt Polyacrylsäure ist. Dabei werden vorzugsweise die Binderkomponente und die Polycarbonsäure sowie gegebenenfalls Zuschlagstoffe in der vorstehend beschriebenen Menge eingesetzt.The inventive method is characterized in that at least one polycarboxylic acid added is, wherein the polycarboxylic acid preferably polyacrylic acid is. In this case, preferably the binder component and the polycarboxylic acid and if appropriate, additives in the amount described above used.

Eine bevorzugte Ausführung sieht vor, dass die Polycarbonsäure in flüssiger Form mit dem partikelförmigen Material in Kontakt gebracht und sodann die erste Binderkomponente in trockener Form beigemischt wird, wobei der Mischung Wasser zugesetzt wird. Die Polycarbonsäure kann dabei in der Flüssigphase oder auch als insbesondere wässrige Lösung vorliegen. Sofern ein Zuschlagstoff, wie Alkalimetallcarbonate, erwünscht ist, kann dieser in dem der Mischung zugesetzten Wasser gelöst und die Lösung der Mischung zugesetzt werden.A preferred embodiment provides that the polycarboxylic acid in liquid Form with the particulate Material brought into contact and then the first binder component in dry form, adding water to the mixture becomes. The polycarboxylic acid can be in the liquid phase or as a particularly aqueous solution. If an additive, such as alkali metal carbonates, is desired, this can be dissolved in the water added to the mixture and the solution be added to the mixture.

Eine andere bevorzugte Ausführung sieht vor, dass die Haupt-Binderkomponente trocken mit dem partikelförmigen Material gemischt und sodann eine wässrige Lösung mit der zweiten Binderkomponente zugesetzt wird, wobei auch hier, falls erwünscht, der Zuschlagstoff vor dem Zusetzen der Lösung in dieser gelöst werden kann.A another preferred embodiment Provides that the main binder component dry with the particulate material mixed and then an aqueous solution is added with the second binder component, whereby also here, if desired, the additive be dissolved in this before adding the solution can.

Alternativ ist es möglich, dass der Binder und gegebenenfalls der Zuschlagstoff in Wasser gelöst und die Lösung mit dem partikelförmigen Material in Kontakt gebracht wird. In jedem Fall sollte eine möglichst homogene Verteilung des wasserlöslichen Binders und gegebenenfalls des Zuschlagstoffs mit dem partikelförmigen Material erzielt werden.alternative Is it possible, that the binder and optionally the aggregate dissolved in water and the solution with the particulate Material is brought into contact. In any case, one should be possible homogeneous distribution of the water-soluble Binders and optionally the aggregate with the particulate material be achieved.

Zweckmäßig werden bis zu 35 Mass.-% Wasser bezogen auf das partikelförmige Material zugesetzt und wird die Gießform bzw. der Gießkern nach der Formgebung z.B. bis auf eine Restfeuchte von etwa 0,01 Mass.-% bezogen auf das partikelförmige Material getrocknet. Die eingesetzte Wassermenge wird vorzugsweise möglichst gering gehalten, um für kurze Taktzeiten bei der Herstellung zu sorgen, die wiederum maßgeblich von der Trocknungszeit abhängen. Andererseits lässt sich die Biegefestigkeit der Gießform bzw. des Gießkerns durch den Wasseranteil in gewissen Grenzen beeinflussen und sorgt der Wasseranteil für die erforderliche Fließfähigkeit der Mischung beim Einschießen in den Formkasten. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, zwischen 0,1 und 5 Mass.-%, insbesondere zwischen etwa 0,1 und 3 Mass.-%, Wasser bezogen auf das partikelförmige Material zuzusetzen, um für kurze Taktzeiten bei einer zufriedenstellenden Fließfähigkeit der Formstoffmischung zu sorgen.Be useful up to 35% by mass of water based on the particulate material added and becomes the casting mold or the casting core according to shaping, e.g. to a residual moisture content of about 0.01 mass% based on the particulate Dried material. The amount of water used is preferably preferably kept low for To ensure short cycle times in the production, which in turn decisive depend on the drying time. On the other hand lets the flexural strength of the casting mold or the casting core influence the water content within certain limits and ensures the Water content for the required flowability the mixture when shooting in the mold box. It has proved to be advantageous between 0.1 and 5 mass%, especially between about 0.1 and 3 mass%, of water based on the particulate Add material to short cycle times with a satisfactory flowability to provide the molding material mixture.

In Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mischung zunächst bis auf eine vorgegebene Restfeuchte getrocknet, der Mischung sodann wieder Wasser zugesetzt und die Mischung geformt wird, wobei zumindest ein Teil des zugesetzten freien Wassers wieder entfernt wird. Die Mischung kann dabei vorzugsweise zunächst bis auf eine vorgegebene Restfeuchte von etwa 0,1 Mass.-% getrocknet werden. Auf diese Weise lassen sich die Taktzeiten zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gießform bzw. des Gießkerns weiter verringern, indem der Gesamtanteil des zugesetzten Wassers reduziert werden kann. Ferner ist die bis auf eine vorgegebene Restfeuchte getrocknete Formstoffmischung gut lagerfähig und durch das erneute Zusetzen von Wasser leicht verarbeitbar. Auch in diesem Fall wird die Gießform bzw. der Gießkern nach der Formgebung zweckmäßig bis auf eine Restfeuchte von etwa 0,01 Mass.-% bezogen auf das partikelförmige Material getrocknet.In Further training is provided, that the mixture first until dried to a predetermined residual moisture, the mixture then Water is added again and the mixture is molded, at least a portion of the added free water is removed again. The Mixture may preferably initially to a predetermined residual moisture of about 0.1 mass%. That way you can the cycle times for the production of the casting mold according to the invention or of the casting core on reduce by reducing the total amount of added water can be. Furthermore, it is up to a predetermined residual moisture dried molding material mixture storable and by re-clogging easy to process by water. Also in this case, the casting mold or the casting core after shaping appropriate until dried to a residual moisture content of about 0.01 wt .-% based on the particulate material.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:below the invention with reference to embodiments with reference closer to the drawings explained. Showing:

1 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Biegefestigkeit σ eines Gießkerns mit einem Natriumpolyphosphatbinder mit Zusatz von Polyaminen (A) bzw. von Polyacrylsäure (B) jeweils mit 0,075 Mass.-% zu verschiedenen Standzeiten t; 1 a diagram illustrating the bending strength σ of a casting core with a Natriumpolyphosphatbinder with the addition of polyamines (A) or of polyacrylic acid (B) in each case with 0.075 mass .-% at different service lives t;

Es wurden jeweils Gießkerne mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt.It were each casting cores made with the following compositions.

Zusammensetzung A:Composition A:

- molding sand,
- 2 Mass .-% sodium polyphosphate based on the molding sand (binder),
- 0.075 Mass .-% polyvinylamine based on the molding sand,
- 1.4 Mass .-% moisture based on the molding sand;

Zusammensetzung B:Composition B:

- molding sand,
- 2 Mass .-% sodium polyphosphate (binder component 1) based on the Molding sand,
- 0.075 Mass .-% polyacrylic acid,
- 1.4 Mass .-% moisture based on the molding sand.

Zur Herstellung der Gießkerne wurde Polyvinylamin bzw. Polyacrylsäure homogen mit dem Formsand vermischt und der Mischung sodann die erste Binderkomponente trocken beigemischt. Anschließend wurden jeweils ca. 1,4 Mass.-% Wasser bezogen auf den Formsand zugesetzt. Die Formstoffmischung wurde jeweils in einen Kernkasten eingeschossen und bis auf eine Restfeuchte von etwa 0,01 Mass.-% getrocknet. Die derart erzeugten Gießkerne wurden nach unterschiedlichen Standzeiten t auf ihre Biegefestigkeit σ untersucht. Dabei wurde das Verstellen (Schließen) des Prüfkörpers in Form eines Biegeriegels im linken Teil der Figur sofort nach Er zeugen der Formsandmischung durchgeführt, während dies für die Angaben des rechten Teils der 1 erst nach 3 Stunden geschah (3 h) und die Messung sofort bzw. nach 24 Stunden nach Herstellung des Prüfkörpers erfolgte.For the production of the casting cores polyvinylamine or polyacrylic acid was homogeneously mixed with the molding sand and the mixture then the first binder component dry blended. Subsequently, in each case about 1.4% by weight of water, based on the foundry sand, was added. The molding material mixture was injected in each case into a core box and dried to a residual moisture content of about 0.01% by mass. The casting cores produced in this way were examined for their bending strength σ after different service lives t. The adjustment (closing) of the specimen in the form of a bending bar in the left part of the figure immediately after He testify the molding sand mixture was performed while this is for the information of the right part of 1 only after 3 hours happened (3 h) and the measurement immediately or after 24 hours after preparation of the test piece was carried out.

Wie aus 1 ersichtlich, liegen die Biegefestigkeiten σ der Zusammensetzung B mit einem Natriumpolyphosphatbinder und Polyacrylsäure für alle Prüfzeiten deutlich über denen der Zusammensetzung A mit Polyamin zusätzlich zum Natriumphosphatbinder. Polyacrylsäure bewirkt also gegenüber Polyvinylaminzusatz in jedem Fall eine wesentlich bessere (höhere) Biegefestigkeit in Verbindung mit dem Zusatzbinder Natriumpolyphosphat.How out 1 As can be seen, the flexural strengths σ of the composition B with a sodium polyphosphate binder and polyacrylic acid for all test times are significantly higher than those of the composition A with polyamine in addition to the sodium phosphate binder. Polyacrylic acid thus causes a much better (higher) flexural strength compared to Polyvinylaminzusatz in conjunction with the additive binder sodium polyphosphate.

Claims

Water-dispersible mold, in particular casting mold, casting core or Molded core for the production of castings, containing - a water-insoluble, particulate Material; - one Binder which as a first binder component at least one condensed Having phosphate, characterized by the addition of at least one Polycarboxylic acid.

Mold according to claim 1, characterized by the addition a macromolecular polycarboxylic acid, in particular polyacrylic acid.

Mold according to one of claims 1 to 2, characterized that between 0.001 and 1 wt .-% polycarboxylic acid based on the particulate material are provided.

Mold according to one of claims 1 to 3, characterized that between 0.005 and 0.1 mass% of polycarboxylic acid based on the particulate material are provided.

Mold according to one of claims 1 to 4, characterized that the first binder component contains a polyphosphate or completely this consists.

Mold according to claim 5, characterized in that the polyphosphate is an alkali metal polyphosphate, in particular sodium polyphosphate, is.

Mold according to one of claims 1 to 6, characterized that the first binder component contains a metaphosphate or completely this consists.

Mold according to claim 7, characterized in that the metaphosphate is an alkali metal metaphosphate, especially sodium metaphosphate, is.

Mold according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first binder component contains a poly- and / or metaphosphate chain, water-soluble Contains phosphate glass or completely this consists.

Mold according to Claim 9, characterized in that the phosphate glass contains between 58 and 75% by mass of phosphorus pentoxide (P ₂ O ₅ ) and between 25 and 42% by mass of alkali metal oxide, in particular sodium oxide (Na ₂ O).

Mold according to one of claims 1 to 10, characterized that is between 0.25 and 25 mass% of the first binder component on the particulate material are provided.

Mold according to one of claims 1 to 11, characterized that between 0.5 and 10 wt .-% of the first binder component based on the particulate Material are provided.

Mold according to one of claims 1 to 12, characterized by at least one additive, preferably in the form of sulfates, carbonates and / or nitrates from the group of alkali metals and / or alkaline earth metals, such as alkali metal carbonates, in particular sodium carbonate (Na ₂ CO ₃ ) or potassium carbonate ( K ₂ CO ₃ ).

Mold according to claim 13, characterized in that between 20 and 90% by weight of alkali metal carbonate, based on the first binder component are provided.

Mold according to claim 13 or 14, characterized that between 30 and 85% by mass of alkali metal carbonate based on the first binder component are provided.

Mold according to one of claims 1 to 15 by a moisture content of the molding material mixture between 0.01 and 35 mass% based on the particulate material.

Mold according to claim 16, characterized in that the moisture content of the molding material mixture is between 0.1 and 5 Mass .-% based on the particulate material.

Process for the preparation of a water-dispersible Mold, in particular mold core, casting core or the like Production of castings, by a water-insoluble ches, particulate material, in particular molding sand, with a binder, which as a first Binder component has at least one condensed phosphate, mixed with the addition of water, the mixture formed and at least a part of the added free water is removed, characterized that at least one polycarboxylic acid is added.

A method according to claim 18, characterized in that a macromolecular polycar bonsäure, in particular polyacrylic acid is added.

Method according to one of claims 18 to 19, characterized in that a first binder component according to one of claims 5 to 10 is used.

Method according to one of claims 18 to 20, characterized that the first binder component in an amount between 0.25 and 25 Mass .-%, in particular between 0.5 and 10 Mass .-%, based on the particulate Material is used.

Method according to one of claims 18 to 21, characterized in that at least one additive, preferably in the form of sulfates, carbonates and / or nitrates from the group of alkali metals and / or alkaline earth metals, such as alkali metal carbonates, in particular sodium carbonate (Na ₂ CO ₃ ) or Potassium carbonate (K ₂ CO ₃ ) is used.

Method according to claim 22, characterized in that that the alkali metal carbonate in an amount between 20 and 90 Mass .-%, in particular between 30 and 85 mass .-% based on the first binder component is set.

Method according to one of claims 18 to 23, characterized that the polycarboxylic acid in liquid Condition with the particulate material brought into contact and then the first binder component in dry Condition is added, wherein the mixture is added to water.

Method according to claim 22, characterized in that that the aggregate dissolved in water and the solution of Mixture is added.

Method according to one of claims 18 to 23, characterized that the first binder component dry with the particulate material mixed and then an aqueous solution is added with the second binder component.

Method according to claim 26, characterized in that that an additive is dissolved in this before adding the solution.

Method according to one of claims 18 to 23, characterized that the binders are polycarboxylic acid and optionally an additive with water, provided with amine in this, solved be and the solution with the particulate Material is brought into contact.

Method according to one of claims 18 to 28, characterized that up to 35 Mass .-% of water based on the particulate material be added.

Method according to one of claims 18 to 29, characterized that mix first dried to a predetermined residual moisture, the mixture then Water is added again and the mixture is molded, at least a portion of the added free water is removed again.

Method according to claim 30, characterized in that that mix first dried to a predetermined residual moisture content of about 0.1 mass .-% becomes.