DE10359547B3 - Wasserlösliche Salzkerne - Google Patents

Abstract

Wasserlösliche Salzkerne, die durch Verdichten einer Mischung aus wasserlöslichen Salzen und einem Bindemittel unter Druck und anschließender Wärmebehandlung hergestellt werden, wobei das Bindemittel ein anorganisches Phosphat oder eine Mischung anorganischer Phosphate mit einem Anteil von zwischen 0,5 und 10 Gew.-% der Mischung ist.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft wasserlösliche Salzkerne mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
• Solche Salzkerne für Gießereizwecke, die nach dem Guss von Teilen ausgewaschen werden sind lange bekannt, wie auch Versuche, diese durch Beimischung von Zusatzstoffen zu optimieren. So wurde in der DE-C-14 83 641 gefunden, dass eine Zugabe von bis zu 10% Borax, Magnesiumoxid oder Talkum die Belastbarkeit von Salzkernen aus NaCl und/oder KCl verbessert. Die DE-A-19 34 787 schlägt zur Vermeidung von Pressen und Sintern die Zugabe eines Kunstharzbinders und Wasserglas vor. Diese Beigaben sind auch aus der US-A-37 64 575 bekannt.
• Die Verwendung von Kunstharzbindern ist jedoch höchst problematisch, da sie bei den Gusstemperaturen karbonisieren und ausgasen. Dies ist für den Guss nachteilig, und so werden die Salzkerne in der Regel auf 600°C vorgewärmt, damit das Ausgasen vor dem Gießen erfolgt. Da die Kunstharzbinder zum großen Teil belastende Gase freisetzen, ist für diesen Vorgang eine Absaugung erforderlich. Auch die Handhabung der sehr heißen Salzkerne bei dem Einlegen in die Gussform wirft Probleme auf. Aus der DE 195 25 307 A1 ist es bekannt, einen Gießkern aus Perlite, Natriumhexametaphosphat und Wasser herzustellen.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die geschilderten Probleme durch Einsatz eines alternativen Bindemittels zu vermeiden und Salzkerne zur Verfügung zu stellen, die bereits bei Sintertemperaturen von ab 200°C eines ausreichende Zugfestigkeit aufweisen, die bei Temperaturen von unter 700°C nicht ausgasen und die bei allen bekannten Gussarten einsetzbar sind.
• Diese Aufgabe wird mit den in Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausführungen und Weiterentwicklungen der Erfindung und insbesondere ein erfindungsgemäßes Verfahren sind in den weiteren Ansprüchen umfasst.
• Erfindungsgemäß sind wasserlösliche Salzkerne, die durch Verdichten einer Mischung aus wasserlöslichen Salzen und einem Bindemittel unter Druck und anschließendem Sintern hergestellt werden dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein anorganisches Phosphat oder eine Mischung anorganischer Phosphate mit einem Anteil von zwischen 0,5 und 10 Gew.-% der Mischung ist. Die Mischung kann einen Anteil eines anorganischen Borats enthalten. Ein hoher Anteil Bindemittel ergibt bei niedrigem Pressdruck eine eher raue Oberfläche, ein niedriger Anteil Bindemittel bei hohem Pressdruck eine glatte Oberfläche. Bei einer Sintertemperatur von 200°C wurden Zugfestigkeiten von zwischen 1 und 3 kg erzielt, bei 400°C von zwischen 2 und 3 kg.
• Nach einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung enthält die Mischung einen Anteil von zwischen 0 und 10 Gew.-% eines Trennmittels wie Graphit.
• Das anorganische Phosphat ist beispielsweise ein Monoaluminiumphosphat, ein Borphosphat oder ein Natriumpolyphosphat.
• Die Wärmebehandlung erfolgt bei Temperaturen von unter 730°C, so dass keine Änderung des Aggregatszustands der Salzkerne eintritt, vorzugsweise bei Temperaturen von zwischen 200°C und 650°C.
• Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Versuchen rein beispielhaft näher dargestellt. Die Zugfestigkeit wurde mittels einer pneumatischen Federzugwaage mit Schleppzeiger ermittelt, wobei der Schleppzeiger bei Bruch des eingespannten Versuchsstücks einen Kilogrammwert angab.
• Versuch I
• 97,5 Gew.-% Salz mit einer Korngröße von 0,16 – 0,7 mm,
• 1,5 Gew.-% Monoaluminiumphosphat,
• 1 Gew.-% Graphit
• wurden gepresst und wärmebehandelt. Es ergaben sich Zugfestigkeiten bei
• 200°C von ca. 3 Kg,
• 300°C von ca. 3 Kg,
• 400°C von ca. 3 Kg
• 500°C von ca. 4,5 Kg.
• Versuch II
• 97,5 Gew.-% Salz mit einer Korngröße von 0,16 – 0,7 mm
• 1,5 Gew.-% Borphosphat
• 1 Gew.-% Graphit
• wurden gepresst und wärmebehandelt. Es ergaben sich Zugfestigkeiten bei
• 200°C von ca. 2,4 Kg,
• 300°C von ca. 2,5 Kg
• 400°C von ca. 2,5 Kg,
• 500°C von ca. 3 – 3,5 Kg.
• Versuch III
• 97,5 Gew.-% Salz mit einer Korngröße von 0,16 – 0,7 mm
• 1,5 Gew.-% Natriumpolyphosphat
• 1 Gew.-% Graphit
• wurden gepresst und wärmebehandelt. Es ergaben sich Zugfestigkeiten bei
• 200°C von ca. 1,3 Kg,
• 300°C von ca. 1,4 Kg,
• 400°C von ca. 2 Kg,
• 500°C von ca. 4 Kg.
• Versuch IV
• 97,5 Gew.-% Salz mit einer Korngröße von 0,16 – 0,7 mm
• 1,5 Gew.-% Borphosphat mit einem Anteil eines anorganischen Borats,
• 1 Gew.-% Graphit
• wurden gepresst und wärmebehandelt. Es ergaben sich Zugfestigkeiten bei
• 200°C von 1,5 Kg,
• 300°C von 1,75 Kg,
• 400°C von 2,5 bis 3 Kg,
• 500°C von 3 bis 4 Kg.
• Mit diesen Rezepturen kann auf den kostenaufwendigen Vorgang des Vorwärmens in der Gießerei verzichtet werden, die Salzkerne können bei relativ niedrigen Temperaturen automatisch eingesetzt werden und ein Ausgasen findet nicht statt. Auch findet die Wärmebehandlung bei Temperaturen deutlich unter der Sintertemperatur (730°C) statt, was den Energiebedarf bei der Kernherstellung verringert.

Claims (7)

1. Wasserlösliche Salzkerne, die durch Verdichten einer Mischung aus wasserlöslichen Salzen und einem Bindemittel unter Druck und anschließender Wärmebehandlung hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel ein anorganisches Phosphat oder eine Mischung anorganischer Phosphate mit einem Anteil von zwischen 0,5 und 10 Gew.-% der Mischung ist.
2. Wasserlösliche Salzkerne nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel einen Anteil eines anorganischen Borats enthält.
3. Wasserlösliche Salzkerne nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung einen Anteil von zwischen > 0 und 10 Gew.-% eines Trennmittels enthält.
4. Wasserlösliche Salzkerne nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Phosphat ein Monoaluminiumphosphat ist.
5. Wasserlösliche Salzkerne nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Phosphat ein Borphosphat ist.
6. Wasserlösliche Salzkerne nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das anorganische Phosphat ein Natriumpolyphosphat ist.
7. Wasserlösliche Salzkerne nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmebehandlung bei Temperaturen von unter 730°C erfolgt.