DE102010012443A1

DE102010012443A1 - Kernverbindungskleber

Info

Publication number: DE102010012443A1
Application number: DE201010012443
Authority: DE
Inventors: Gerd Ziesemann; Kay Reuter; Thomas Schlinke
Original assignee: KREIDEZEIT NATURFARBEN GmbH
Current assignee: KREIDEZEIT NATURFARBEN GmbH
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2011-09-29

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein wasserbasierter, heißwasserlöslicher Kernverbindungskleber für die Gießereiindustrie. Die Kerne für Gussformen werden zunehmend mit wasserlöslichen Bindemitteln hergestellt. Um kompliziert geformte Kernpakete herzustellen werden diese in Einzelteilen gefertigt und nachträglich mit Hilfe von Kernverbindungsklebern zu einem Kernpaket zusammengefügt. Die Erfindung verbindet Formsandkernteile aus anorganischem Material welches unkompliziert im Abwasser zu entsorgen ist und den Guss nicht durch verdampfende organische Kleber stört.

Description

In der Gießereitechnik werden zur Herstellung von Gussteilen aus Metallen oder Metalllegierungen zur Erzeugung von Hohlräumen temperaturbeständige Gusskerne aus gebundenem Quarzsand verwendet. Dieser Kern stellt das Hohlraummodell des zu fertigenden Gussteils dar. Zur Fertigung von Gusskernen wird ein Bindemittelsystem benötigt, das die Aufgabe hat den Sand so stabil zu binden, dass er den extremen Temperaturen von mehr als 900 Grad beim Aluminiumguss standhält. Nach Abschluss des Gießvorgangs muss der Kern rückstandsfrei aus dem Gussteil entfernt werden können.
Für die Herstellung von komplizierten Hohlräumen werden die aufwendigen Kernpakete aus einzelnen Kernen zusammengesetzt, wobei die einzelnen Kerne vorgefertigt und gebacken sind. Diese vorgefertigten Kernelemente werden anschließen durch eine Klebeverbindung zwischen ihren Trennflächen form- und kraftschlüssig zu einem Kernpaket zusammengefügt. Bis zum Aushärten des Klebers müssen die Kernelemente fest fixiert sein, damit sie sich nicht verschieben können. Eine Möglichkeit dafür ist beispielhaft in der EUROPÄISCHEN PATENTANMELDUNG EP 1 116 533 A2 angeführt. Beim Zusammenbau der einzelnen Kernteile zu einem Kernpaket wird heute in der Regel ein Spezialkleber verwendet.
Die nach dem Stand der Technik verwendeten Kernverbindungskleber bestehen aus organischen Bestandteilen oder sind anteilig mit organischen Bestandteilen angereichert. Dieses kann durch zahlreiche Produktinformationen von Gießereihilfsmittel herstellenden Firmen belegt werden. Nachteilig bei diesen Klebern mit organischen Bestandteilen ist, dass am Gussteil Fehlstellen durch Herausquellen, Blasenbildung oder Gasbildung entstehen können.
Da die organischen Bestandteile der nach dem Stand der Technik verwendeten Kernverbindungskleber nicht wasserlöslich sind, bleiben beim Entkernen mit Wasser störende Rückstände zurück, die sich teilweise nur schwer aus dem Gussteil entfernen lassen und deren Reste als Sondermüll entsorgt werden müssen.
In Zukunft werden in der Gießereitechnik immer mehr Firmen neue Verfahren der Kernherstellung entwickeln und bei der Serienproduktion von Gusskernen Quarzsand mit emissionsfreien Bindemitteln verwenden. Um zu erreichen, dass die Produktion komplizierter Kernpakete frei von schädlichen Emissionen ist, muss auch der Kernverbindungskleber emissionsfrei sein.
Aufgabe der erfindungsgemäßen Lösung soll es demzufolge sein, einen emissionsfreien rein mineralischen Kernverbindungskleber zu realisieren, bei dessen Anwendung die Nachteile des Stands der Technik vermieden werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kernverbindungskleber zur kraftschlüssigen Verbindung von Sandgussformen für den Metallguss. Dieser Stoff ist rein mineralisch und enthält Zuschlagstoffe aus porosiertem Siliziumdioxid.
Der neu entwickelte Kernverbindungskleber enthält keinerlei synthetische oder organische Bestandteile. Er hat eine pastöse Konsistenz und eignet sich gut, um sowohl nicht saugfähige als auch saugfähige mineralische mehrteilige Sandgusskörper zu einem Kernpaket zu verbinden.
Der Stoff lässt sich mit heißem Wasser lösen und auch innerhalb einer Sandgussform durch Mikrowellenbestrahlung in sehr kurzer Zeit endfest trocknen. Dieser Kernverbindungskleber verändert sein Volumen nach Trocknung nicht mehr, so dass Gussformen bei Erwärmung durch flüssiges Metall dimensionsstabil bleiben. Die beim Guss entstehenden hohen Temperaturen lassen organische Kleber zum Teil verdampfen was zu Gaseinschlüssen im Guss sowie zu Schadstoffemissionen führt. Der hier vorgestellte Kernverbindungskleber behält seine Struktur und Masse auch bei Temperaturen wie sie im Aluminiumguss auftreten.
Das Bindemittel bei der erfinderischen Lösung setzt sich aus einer Kombination wässriger Alkalisilikate mit amorpher Kieselsäure zusammen. Diese Zusammensetzung entwickelt auch unter hohen Temperaturen keine Gase die den Guss stören können. Als Füllstoffe und Strukturbildner werden porosierte Quarzmehle und einem aus Glimmer, Chloritschiefer und Quarz verwachsenen Mineral verwendet. Mit dieser Füllstoffkombination wird eine stabil lagerfähige Konsistenz erreicht.
Die organischen Kernkleber müssen beim Auswaschen des Kernes aufgefangen und nachträglich behandelt und zur gesonderten Entsorgung vorbereitet werden. Die vorgestellte Erfindung kann die derzeit verwendeten organischen Kleber ersetzen und anders als diese mit dem ohnehin entstehenden Abwasser entsorgt werden ohne Sondermüll zu erzeugen.
Der Kernverbindungskleber eignet sich auch zur Reparatur kleinerer Beschädigungen von bis zu 2 mm Tiefe an Sandgussformen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1116533 A2 [0002]

Claims

Kernverbindungskleber zum kraftschlüssigen Verbinden verschiedener Einzelkerne zu einem Kernpaket gekennzeichnet dadurch dass der Kleber aus rein mineralischen Stoffen besteht und Zuschlagstoffe aus porosiertem Silizium enthält.
Anspruch gemäß Punkt 1. dadurch gekennzeichnet, dass als Füllstoffe und Struckturbildner porosierte Quarzmehle und einem aus Glimmer, Chloritschiefer und Quarz verwachsenen Mineral verwendet, und mit dieser Füllstoffkombination eine stabil lagerfähige Konsistenz erreicht wird.
nach den Ansprüchen der Punkte 1. und 2. gekennzeichnet dadurch, dass das verwendete Bindemittel aus einer Kombination aus wässriger Alkalisilikate mit amorpher Kieselsäure zusammengesetzt ist und das diese Zusammensetzung auch unter hoher Temperatur keine Gase entwickelt, die den Guss stören können.
gekennzeichnet nach den Punkten 1. bis 3., dass der Kernverbindungskleber keinerlei synthetische oder organische Bestandteile enthält.
gekennzeichnet nach den Punkten 1. bis 4., dass der Kleber eine pastöse Konsistenz hat und sich gut eignet, um sowohl nichtsaugfähige als auch saugfähige mineralische mehrteilige Sandgusskörper zu einem Gusskern zu verbinden.
nach den Ansprüchen der Punkte 1. bis 5. gekennzeichnet dadurch, dass der Kernverbindungskleber sein Volumen nach der Trocknung nicht mehr ändert, so das Gussformen bei Erwärmung durch flüssiges Metall dimensionsstabil bleiben.
gekennzeichnet nach den Punkten 1. bis 6. sich der Kernverbindungskleber durch heißes Wasser lösen und sich auch innerhalb einer Sandgussform durch Mikrowellenbestrahlung in sehr kurzer Zeit endfest trocknen lässt.
gekennzeichnet nach den Punkten 1. bis 7. dadurch, dass der Kernverbindungskleber die derzeit verwendeten organischen Kleber ersetzen kann und anders als diese mit dem ohnehin entstehenden Abwasser entsorgt werden kann ohne Sondermüll zu erzeugen.
nach den Ansprüchen 1. bis 8. sich der Kernverbindungskleber auch zur Reparatur kleinerer Beschädigungen bis zu 2 mm Tiefe an Sandgussformen eignet.