DE1157350B - Bindemittel fuer feuerfeste Teilchen - Google Patents
Bindemittel fuer feuerfeste TeilchenInfo
- Publication number
- DE1157350B DE1157350B DEU7237A DEU0007237A DE1157350B DE 1157350 B DE1157350 B DE 1157350B DE U7237 A DEU7237 A DE U7237A DE U0007237 A DEU0007237 A DE U0007237A DE 1157350 B DE1157350 B DE 1157350B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- solution
- mixture
- binder
- silicate
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims description 23
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims description 9
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 32
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 11
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 9
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 4
- 235000019351 sodium silicates Nutrition 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 52
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 45
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 32
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 24
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 18
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical class [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 13
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 11
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 9
- 239000000017 hydrogel Substances 0.000 description 9
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 9
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 8
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229940032158 sodium silicate Drugs 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000004111 Potassium silicate Substances 0.000 description 7
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 7
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 7
- 229910052913 potassium silicate Inorganic materials 0.000 description 7
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 7
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 235000011118 potassium hydroxide Nutrition 0.000 description 5
- NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N potassium silicate Chemical compound [K+].[K+].[O-][Si]([O-])=O NNHHDJVEYQHLHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229940074415 potassium silicate Drugs 0.000 description 5
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 229910052851 sillimanite Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- MGDWYJMHYZULNP-UHFFFAOYSA-N potassium sodium dihydroxy(dioxido)silane Chemical compound [Si]([O-])([O-])(O)O.[K+].[Na+] MGDWYJMHYZULNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 2
- 238000005495 investment casting Methods 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 sulfate or chloride Chemical class 0.000 description 2
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241000842783 Orna Species 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 229910000743 fusible alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000003110 molding sand Substances 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- RLQWHDODQVOVKU-UHFFFAOYSA-N tetrapotassium;silicate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[K+].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] RLQWHDODQVOVKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B12/00—Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
- C04B12/04—Alkali metal or ammonium silicate cements ; Alkyl silicate cements; Silica sol cements; Soluble silicate cements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
- B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
- B22C1/165—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents in the manufacture of multilayered shell moulds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
- B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
- B22C1/18—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents
- B22C1/186—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents contaming ammonium or metal silicates, silica sols
- B22C1/188—Alkali metal silicates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Bindemittel für feuerfeste Teilchen, insbesondere zum Herstellen von
Gießformen für Metalle, bestehend aus einer wäßrigen Lösung von Natrium- und Kaliumsilikaten.
Aus der britischen Patentschrift 787 052 ist ein derartiges Bindemittel bekanntgeworden. Es wurde
nun gefunden, daß bei der Auswahl der Gewichtsverhältnisse von SiO2 : (K2O + Na2O) und K2O :
Na2O in einer wäßrigen Kalium- und Natriumsilikatlösung
unter gewissen Bedingungen die Lösung unerwartete vorteilhafte Eigenschaften bei der Anwendung
als Bindemittel für feuerfeste Feststoffteilchen besitzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis SiO2:
(K2O + Na2O) mindestens 3 :1 und das Gewichtsverhältnis
K2O : Na2O zwischen 2 :1 und 4:1, vorzugsweise
von 2,25 bis 3 :1 ist.
Das erfindungsgemäße Bindemittel kann zur Herstellung von Formen angewendet werden, wobei Gemische
aus Formsand od. dgl. und das Bindemittel um ein Modell geformt werden, das dem zu gießenden
Metallgegenstand entspricht, worauf das Bindemittel durch die Einwirkung von Kohlendioxydgas
gehärtet wird. Kerne können in ähnlicher Weise hergestellt werden.
Das Mittel kann ebenfalls zur Herstellung von Formen für das Präzisionsgießen von Metallen unter
Ausbildung eines dünnen Überzuges von feinverteiltem feuerfestem Material auf einem ausschmelzbaren
Modell des zu gießenden Gegenstandes, z.B. aus Wachs oder einer niedrigschmelzenden Legierung,
angewendet werden. Das Gemisch aus feuerfestem Material und Bindemittel kann durch Aufstreichen,
Besprühen oder Eintauchen aufgebracht und das Bindemittel entweder durch die Einwirkung von
Kohlendioxydgas oder durch das üblichere Verfahren gehärtet werden, bei dem man das Wasser des Überzuges
verdampfen läßt. Das überzogene Modell kann sodann in bekannter Weise z. B. mit einem Gemisch
aus feuerfestem Pulver und einer säurehydrolysierten Äthylsilikatlösung als Bindemittel überzogen werden.
Vor dem Erhärten kann auf den nassen Überzug grobkörniges feuerfestes Pulver aufgestaubt werden.
Das erfindungsgemäße Mittel kann ebenfalls zur Herstellung des Überzugs durch Anwendung eines Gemisches
aus Alkalisilikat-Bindemittel und feuerfestem Material, das ähnlich demjenigen ist, das zum Überziehen
des Wachs- oder anderen Modells benutzt wird, angewendet werden, wobei in diesem Gemisch
ein grobkörniges feuerfestes Material an Stelle eines feinen derartigen Materials angewendet wird.
Anmelder:
Unilever N. V., Rotterdam (Niederlande)
Unilever N. V., Rotterdam (Niederlande)
Vertreter: Dr.-Ing. A. van der Werth,
Hamburg-Harburg 1, Wilstorfer Str. 32,
und Dr. F. Lederer, München 8, Patentanwälte
Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 19. Juni 1959 (Nr. 21 214)
Großbritannien vom 19. Juni 1959 (Nr. 21 214)
Harold Garton Emblem, Grappenhall, Cheshire,
und Norman Albert Hurt,
Lymm, Cheshire (Großbritannien),
sind als Erfinder genannt worden
Eine weitere Anwendung findet das erfindungsgemäße Mittel bei der Herstellung keramischer
Schalenformen, bei dem ein verlorenes Modell, z. B.
aus Wachs, eines zu gießenden Gegenstandes eine Reihe von Überzügen des Gemisches aus feuerfestem
Material und Bindemittel erhält, wobei das Bindemittel zwischen aufeinanderfolgenden Überzügen ζ. Β.
durch die Einwirkung von Kohlenoxydgas gehärtet wird. Hierbei kann grobkörniges feuerfestes Pulver
auf die nassen Überzüge vor dem Härten aufgestaubt werden. Gewöhnlich ist es bei der Herstellung derartiger
Formen notwendig, sechs bis acht derartiger Überzüge aufzutragen, um eine Schale ausreichender
Dicke zu erhalten.
Die erfindungsgemäß in Anwendung kommende wäßrige Silikatlösung ist insbesondere bei denjenigen
Anwendungen vorteilhaft, bei denen ein dünner Überzug eines feuerfesten Materials und eines Bindemittels
auf einem Wachsmodell ausgebildet werden muß. Es wurde gefunden, daß das Gemisch aus feuerfestem
Material und erfindungsgemäßer Natrium-Kalium-Silikatlösung überraschend gut an Wachs haftet und
somit für die Anwendung bei Verfahren besonders geeignet ist, bei denen ein Wachsmodell mit einem
feuerfesten Material überzogen werden muß. Bei der Herstellung von Formen für das Präzisionsgießen von
309 748/273
Metallen ist es z.B. üblich, das überzogene Wachsmodell sobald wie möglich weiter zu überziehen, um
so Schwierigkeiten bezüglich der auf der Grundlage von Natrium- oder Kaliumsilikaten hergestellten
Überzügen dahingehend zu vermeiden, daß sich dieselben von den Wachsmodellen abheben. Die Anwendung
der erfindungsgemäßen feuerfesten Gemische mit Silikat-Bindemittel führt zu einer wesentlichen
Verbesserung derartiger Verfahren. Mitunter Siliciumhydroxyd, vorzugsweise in Form eines SiIiciumhydroxyd-Hydrogels
in einer wäßrigen alkalischen Lösung erhalten werden, die Kalium und Natrium in einem Gewichtsverhältnis K2O: Na2O
von wenigstens 2 :1 enthält. Die verwendete wäßrige alkalische Lösung kann z. B. eine Lösung von Kalium-
und Natriumhydroxyden oder ein Gemisch von handelsüblichen Kalium- und Natriumsilikatlösungen
sein. Das in derartigen alkalischen Lösungen zum
waren feuerfeste Überzüge mit Silikat-Bindemittel auf 10 Auflösen angewendete Siliciumhydroxyd (unabhängig
Wh lbt h h 12 Mt h d Af d b dlb i F i Siliihdd
Wachs selbst noch nach 12 Monaten nach der Aufbringung vollständig unversehrt.
Das erfindungsgemäße Mittel kann weiterhin zur Herstellung von feuerfesten Oberflächenüberzügen
auf vorhandenen Sandformen oder Kernen angewendet werden und ebenfalls bei Spritzgußstücken
zum Spritzgießen, um so auf diesen Teilen, die sich während des Gießens mit dem geschmolzenen Metall
in Berührung befinden, glatte, feuerfeste Oberflächen herzustellen. In derartigen Fällen wird das Gemisch zo
aus Silikat-Bindemittel und feinem feuerfestem Pulver, das in eine dünne Aufschlämmung gebracht
wird, die gelegentlich »Formwäsche« genannt wird, z. B. als ein Überzug auf die Teile aufgesprüht oder
aufgestrichen, die mit dem geschmolzenen Metall in Berührung kommen, und sodann das Bindemittel z.B.
durch Erwärmen des Überzugs mit einer Lötlampe gehärtet.
Bei diesen verschiedenen Anwendungen des erfindungsgemäßen Mittels werden Formen oder Kerne
erhalten, die Gußoberflächen mit guter Festigkeit und guter Widerstandsfähigkeit gegen eine Schlackenbildung
aufweisen, wenn die Formen oder Kerne bei Gießverfahren angewendet werden.
Eine unerwartete und wichtige Eigenschaft der bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
angewendeten Silikatlösungen besteht darin, daß dadurch ermöglicht wird, größere Mengen feuerfesten
Materials mit ihnen zu vermischen, als bei Anwendavon, ob dasselbe in Form eines Siliciumhydroxyd-Hydrogels
oder anderer alkalilöslichen Form, z.B. als frisch ausgefälltes amorphes Siliciumhydroxyd,
vorliegt) sollte praktisch von Fremdionen, wie Sulfat oder Chlorid, frei sein, da derartige Anionen eine
vorzeitige Gelierung der gewünschten gemischten Kalium- und Natriumsilikatlösungen bewirken.
Ein kleiner Anteil einer wasserlöslichen organischen Hydroxydverbindung (die naturgemäß nicht zureichend
ist, um ein Ausfällen des Siliciumhydroxyds oder -silikats zu bewirken) kann in den erfindungsgemäßen
wäßrigen Silikatlösungen anwesend sein. Wenn es zweckmäßig ist, die Trocknungsgeschwindigkeit
der Massen zu verringern, kann z. B. Glycerin oder Äthylenglykol angewendet werden. Wenn es
zweckmäßig ist, diese Trocknungsgeschwindigkeit zu erhöhen, kann Äthanol angewendet werden.
Die für das erfindungsgemäße Mittel benutzte wäßrige Silikatlösung kann zweckmäßig eine hohe SiO2-Konzentration
besitzen, z.B. 5, 10, 12,5 und 15% oder sogar mehr Gewichtsprozent an SiO2. Die bevorzugten
Lösungen wiesen einen Gehalt an SiO2 von 15-20 Gewichtsprozent sowie ein Gewichtsverhältnis
K2O: Na2O von 2,25 bis 3 :1 auf.
35 Beispiele für feuerfeste bei der Erfindung verwendbare Materialien sind Siliciumdioxyd, Sillimanit, Zirkon,
kalziniertes Kaolin, hydratisiertes Aluminiumsilikat und Mullit.
Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der dung von Natrium- oder Kaliumsilikatlösungen ahn- 40 Erfindung. Es erläutern die Beispiele 1 bis 3 die Herlicher
Konzentration oder Lösungen ähnlicher Kon- stellung wäßriger Silikatlösungen für die erfindungszentration,
die durch Vermischen von Natrium- und gemäße Anwendung, Beispiel 4 ein erfindungsgemäßes
Kaliumsilikatlösungen erhalten werden, bei denen Mittel, Beispiel 5 das verbesserte Anhaften der erdie
oben angegebenen Bedingungen bezüglich der findungsgemäßen Mittel an Wachs, Beispiel 6 die
Gewichtsyerhältnisse nicht zutreffen. Diese Eigen- 45 Möglichkeit des Einverleibens größerer Mengen
schaft gestattet Formen, Kerne und Oberflächenüber- feuerfesten Materials in das erfindungsgemäße Mittel,
züge mit verbesserter Festigkeit herzustellen. Während im allgemeinen bei üblichen Silikat-Bindemittellösungen
der höchste Anteil an feuerfestem Material von einer Teilchengröße, daß es durch ein Sieb mit 5o
Öffnungen von 53 Mikron hindurchgeht, der in die Bindemittellösung eingearbeitet werden kann, wobei
immer noch eine Konsistenz aufrechterhalten wird, die es ohne weiteres gestattet, dünne und einheitliche
Überzüge aufzubringen, etwa 15'%, berechnet auf Gewicht pro Volumen (d.h. einen Anteil von 15g
feuerfestem Material auf 100 cm3 Silikat), aufweist, wurde im Gegensatz hierzu gefunden, daß bei der
Anwendung der erfindungsgemäßen Silikat-Bindemittel mehr feuerfestes Material dieser Teilchengröße 6o
wobei immer noch eine Konsistenz beibehalten wird, die ohne weiteres die Auftragung dünner Oberflächenüberzüge
gestattet.
55
angewendet werden kann. Es sind Gemische hergestellt worden, die mehr als 20 Gewichtsprozent pro
Volumen feuerfestes Material und Mengen an feuerfestem Material von sogar bis zu 25 Gewichtsprozent
pro Volumen aufweisen, und dieselben haben bei der Anwendung zu ausgezeichneten Ergebnissen geführt.
Die bei dem erfindungsgemäßen Mittel angewendeten Alkalilösungen können durch Lösen von
214,6 Gewichtsteile Kaliumhydroxydlösung (47 Gewichtsprozent KOH enthaltend), 95,0 Teile Natriumhydroxydlösung
(47% NaOH enthaltend) und Teile Kondensatwasser werden in einem geschlossenen mit Rührer ausgerüsteten Gefäß vermischt, wodurch
eine Lösung der Natrium- und Kaliumhydroxyde mit einem Gewichtsverhältnis K2O : Na2O von 2,45:1
erhalten wird. Zu dieser Lösung werden innerhalb von 2 Stunden 1523 Teile Siliciumhydroxyd-Hydrogel
(25 Gewichtsprozent SiO2 enthaltend), das aus wäßrigem Natriumsilikat durch Ansäuern mit Schwefelsäure
und Waschen bis der Sulfatgehalt weniger als 0,015 Gewichtsprozent beträgt, erhalten wurde, zugegeben.
Die alkalische Lösung wird während dieser Zeitspanne kontinuierlich gerührt und die Temperatur
bei 70 bis 80° C gehalten. Nach Abschluß der Zu-
gäbe des Siliciumhydroxyd-Hydrogels wird das Rühren und Erwärmen weitere 30 Minuten fortgesetzt.
Die sich ergebende Flüssigkeit wird sodann zur Klärung derselben filtriert und anschließend mit
207,2 Teilen Kondensatwasser verdünnt, wodurch eine gemischte Kalium-Natrium-Silikatlösung mit
einem SiO2 Gehalt von 17 Gewichtsprozent und einem spezifischen Gewicht von 1,180 bei 200C erhalten
wird. Die Gewichtsverhältnisse der verschiedenen Bestandteile betragen in der Lösung die folgenden Werte:
SiO2 : (K2O + Na2O) = 3,2 :1
K26:Na"oO " = 2,45:1
SiO2 :K2Ö = 4,5 :1
K26:Na"oO " = 2,45:1
SiO2 :K2Ö = 4,5 :1
SiO2: Na2O = 11,0 :1
20
748,9 Gewichtsteile Kaliumsilikatlösung (22,7 Gewichtsprozent
SiO2 und 11,35 Gewichtsprozent K2O
enthaltend) und 393,4 Teile Natriumsilikatlösung (29,0 Vo SiO2 und 8,8Vo Na2O enthaltend) werden in
einem geschlossenen, mit Rührer versehenen Gefäß gemischt, wodurch eine alkalische Lösung aus Natrium-
und Kaliumsilikaten mit Gewichtsverhältnissen von SiO2 : (K2O + Na2O) = 2,38 :1 und K2O : Na2O
= 2,45 :1 erhalten wird. Zu dieser Lösung werden innerhalb 3 Stunden 389,3 Teile der im Beispiel 1 an- 3<>
gegebenen Lösung des Siliciumhydroxyd-Hydrogels zugesetzt. Während dieser Zeitspanne wird die alkalische
Lösung kontinuierlich gerührt und die Temperatur bei 70 bis 80° C gehalten. Nach Abschluß der
Zugabe des Siliciumhydroxyd-Hydrogels werden 708,5 Teile Kondensatwasser unter fortgesetztem
Rühren und Erwärmen zugesetzt. Die so erhaltene Flüssigkeit wird zur Klärung derselben filtriert. Die
Eigenschaften und Zusammensetzung derselben sind praktisch die gleichen wie diejenigen der nach Beispiel
1 erhaltenen Alkalimetallsilikatlösung.
196,2 Gewichtsteile Kaliumhydroxydlösung (47Gewichtsprozent
KOH enthaltend) und 77,9 Teile Natriumhydroxydlösung (47% NaOH enthaltend) werden
in einem geschlossenen, mit einem Rührer versehenen Gefäß vermischt, wodurch eine Lösung der
Natrium- und Kaliumhydroxyde mit einem Gewichtsverhältnis K2O: Na2O = 2,73 :1 erhalten wird. Zu
dieser Lösung werden innerhalb IV2 Stunden 1702 Teile der im Beispiel 1 angegebenen Lösung des
Siliciumhydroxyd-Hydrogels zugegeben. Während dieser Zeitspanne wird die alkalische Lösung kontinuierlich
gerührt und deren Temperatur bei 70 bis 80° C gehalten. Durch periodische Zugabe von Kondensatwasser
wird das Volumen dieser Lösung praktisch konstant gehalten. Das Rühren wird nach Abschluß
der Zugabe des Siliciumhydroxyd-Hydrogels 15 Minuten fortgesetzt und die Lösung zur Klärung
derselben sodann filtriert. Die Lösung wird anschließend mit Kondensatwasser auf einen Siliciumhydroxydgehalt
von 19 Gewichtsprozent verdünnt. Das bei dieser Verdünnungsstufe und das periodisch zur Aufrechterhaltung
eines konstanten Volumens während der Zugabe des Hydrogels zugesetzte Wasser beträgt
263,5 Teile. Die Lösung besitzt ein spezifisches Gewicht von 1,180 bei 20° C. Die Gewichtsverhältnisse
der Bestandteile betragen die folgenden Werte:
SiO2 : (K2O + Na2O) =4 :1
K8OrNa3O " = 2,73:1
SiO2: K2O = 5,5 :1
K8OrNa3O " = 2,73:1
SiO2: K2O = 5,5 :1
SiO2: Na2O =15 :1
1 cm3 eines Netzmittels auf der Grundlage eines Alkylphenol-Äthylenoxyd-Kondensates wird in
200 cm3 einer wäßrigen gemischten Kalium-Natrium-Silikatlösung eingerührt, die in der im Beispiel 1 beschriebenen
Weise hergestellt ist und eine SiO2-Konzentration
von 17 Gewichtsprozent und Gewichtsverhältnisse von SiO2 : (K2O + Na2O) von 3,2:1 und
K2O : Na2O = 2,45 :1 besitzt. Mit dieser Lösung
werden feuerfeste Feststoffteilchen, und zwar 30 g eines synthetischen hydratisierten Aluminiumsilikates
mit einem Gewichtsverhältnis SiO2 : AL2O3 = 7,9 :1
und einer Teilchengröße vermischt, die dergestalt ist, daß die Teilchen durch ein Sieb mit Sieböffnungen
von 53 Mikron hindurchtreten. Das Gemisch wird so lange gerührt, bis eine von Klumpen freie Aufschlämmung
erhalten wird.
Diese Aufschlämmung, die ausgeprägt thixotropische Eigenschaften aufweist, wurde zur Herstellung
eines dünnen Überzuges auf einem Wachsmodell angewandt, indem das Modell in die Aufschlämmung eingetaucht wird und das Modell
geschüttelt wird, um so überschüssiges Material zu entfernen. Auf Grund der thixotropen Eigenschaft
der Aufschlämmung führt das Schütteln ebenfalls dazu, daß die Aufschlämmung leicht über das Modell
unter Ausbildung eines glatten und einheitlichen Überzuges fließt. Der nasse Überzug wurde sodann
mit pulverisiertem Sillimanit bestaubt, dessen Gesamtmenge durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,42 mm hindurchgeht und auf einem Sieb
mit einer lichten Maschenweite von 0,16 mm zurückgehalten wird. Bei dem Trocknen wird ein harter,
fester Überzug erhalten, der gut an dem Wachs anhaftete.
Das so erhaltene Wachsmodell kann durch übliche Verfahren weiter überzogen werden, wodurch ein
überzogenes Formbauteil erhalten wird, das nach dem Entwachsen und der Feuerbehandlung eine Form
bildet, deren Formungsoberflächen gegenüber der Schlackenbildung einen sehr guten Widerstand aufweisen.
Die zum Überziehen des beschichteten Modells angewandte Masse kann z. B. eine Masse sein,
die aus Schamottepulver, Portlandzement und Wasser oder einer säurehydrolisierten Äthylsilikatlösung und
grobkörnigen Sillimanitpulver besteht. Andererseits kann das beschichtete Wachsmodell in eine Beschichtungsmasse
eingetaucht und sodann auf die so gebildete nasse Schicht ein grobkörniges feuerfestes
Pulver aufgestaubt werden. Nach Trocknen der aufgestaubten
Beschichtung werden das Eintauchen, das Bestäuben und das Trocknen so lange wiederholt,
bis eine Hülle mit einer Stärke von etwa 6,35 mm erzielt worden ist. Hierzu werden gewöhnlich sechs
bis acht Tauchungen benötigt.
Dieses Beispiel betrifft Untersuchungen zum Vergleich des Anhaftens verschiedener Gemische aus
Alkalimetallsilikatlösungen und feuerfestem Material an Wachs.
Gemisch 1
Diese Mischung ist die gleiche, wie sie im Beispiel 4 angewandt wird.
Gemisch 2
Gemischen 2, 3 und 4 erhaltenen Überzüge wurden schlechtere Ergebnisse erhalten, da sich die Überzüge
von den Wachsstücken abhoben. Die erheblich überlegene Haftfähigkeit des Gemisches 1 wird weiterhin
durch die Tatsache angezeigt, daß bei einer weiteren Untersuchung des aus diesem Gemisch erhaltenen
Überzuges nach fast 12 Monaten es außerordentlich überraschend war, daß der Überzug immer noch
intakt war.
Dieses Beispiel erläutert die Eigenschaft der bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in Anwendung
gebrachten Alkalimetallsilikatlösungen, die es ge-
Zu 100 cm3 einer Natriumsilikatlösung mit einem
SiO2: Na2O-Gewichtsverhältnis = 3,65 :1 und einem io
spezifischen Gewicht von 1,33 werden 100 cm3
Kaliumsilikatlösung mit einem SiO2 : K2O-Gewichtsverhältnis = 2,00 :1 und einem spezifischen Gewicht
von 1,33 und 1 cm3 des-im Gemisch 1 angewandten
Netzmittels zugesetzt. In der erhaltenen gemischten 15 statten, mehr feuerfestes Material einzuarbeiten, als Natrium-Kalium-Silikatlösung, die ein Gewichtsver- dies bei anderen Silikatlösungen der Fall ist.
hältnis SiO2 : (K2O + Na2O) = 2,64:1 und ein Ge- Bei der Anwendung der in dem Gemisch 1 des wichtsverhältnis K2O: Na2O = 1,59 :1 aufweist, wer- vorhergehenden Beispiels verwendeten Silikatlösung den 30 g des im Gemisch 1 angewandten feuerfesten war es überraschend festzustellen, daß sogar bei VerMaterials eingerührt. Das erhaltene Gemisch besitzt 20 mischen von 50 g des im Gemisch 1 angewandten eine Konsistenz, die derjenigen des Gemisches 1 feuerfesten Materials mit der Lösung eine thixotrope ähnlich ist. Aufschlämmung gebildet wurde, die immer noch eine Gemisch 3 Konsistenz besitzt, die ohne weiteres die Auftragung
SiO2: Na2O-Gewichtsverhältnis = 3,65 :1 und einem io
spezifischen Gewicht von 1,33 werden 100 cm3
Kaliumsilikatlösung mit einem SiO2 : K2O-Gewichtsverhältnis = 2,00 :1 und einem spezifischen Gewicht
von 1,33 und 1 cm3 des-im Gemisch 1 angewandten
Netzmittels zugesetzt. In der erhaltenen gemischten 15 statten, mehr feuerfestes Material einzuarbeiten, als Natrium-Kalium-Silikatlösung, die ein Gewichtsver- dies bei anderen Silikatlösungen der Fall ist.
hältnis SiO2 : (K2O + Na2O) = 2,64:1 und ein Ge- Bei der Anwendung der in dem Gemisch 1 des wichtsverhältnis K2O: Na2O = 1,59 :1 aufweist, wer- vorhergehenden Beispiels verwendeten Silikatlösung den 30 g des im Gemisch 1 angewandten feuerfesten war es überraschend festzustellen, daß sogar bei VerMaterials eingerührt. Das erhaltene Gemisch besitzt 20 mischen von 50 g des im Gemisch 1 angewandten eine Konsistenz, die derjenigen des Gemisches 1 feuerfesten Materials mit der Lösung eine thixotrope ähnlich ist. Aufschlämmung gebildet wurde, die immer noch eine Gemisch 3 Konsistenz besitzt, die ohne weiteres die Auftragung
zufriedenstellender dünner und einheitlicher Über-
Dieses Gemisch wird durch Zugabe von 200 cm3 25 züge auf Wachsstücken ermöglichte. Wenn jedoch
Kaliumsilikatlösung mit einem SiO2 : K2O-GeWiClItS- Versuche unternommen wurden, eine ähnliche Menge
verhältnis = 2,00 :1 und einem spezifischen Gewicht des feuerfesten Materials in die Lösungen einzu-
von 1,33, 1 cm3 des im Gemisch 1 angewandten Netz- arbeiten, die zur Herstellung der Gemische 2, 3 und 4
mittels und 30 g des im Gemisch 1 angewandten des vorangehenden Beispiels angewandt wurden,
feuerfesten Materials hergestellt, wobei das erhaltene 30 wurden steife Pasten gebildet, die sich nicht verar-
Gemisch eine Konsistenz aufweist, die derjenigen des beiten ließen. Die Gemische aus feuerfestem Material
Gemisches 1 ähnlich ist. und Silikat-Bindemittel waren in diesen Fällen nicht
. thixotrop. Es wurde gefunden, daß die optimalen
Gemisch 4 Mengen des feuerfesten Materials, die in diese SiIi-
Dieses Gemisch wird durch Zugabe von 200 cm3 35 katlösungen eingeführt werden können, etwa 30 g
einer Natriumsilikatlösung mit einem SiO2 : Na2O- bzw. 30 bzw. 18 g betragen.
Gewichtsverhältnis = 3,65:1 und einem spezifischen Da die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren in
Gewicht von 1,33, 1 cm3 des im Gemisch 1 ange- Anwendung kommenden Silikatlösungen es gestatten,
wandten Netzmittels und 18 g des im Gemisch 1 an- erhöhte Mengen an feuerfestem Material mit dem-
gewandten feuerfesten Materials hergestellt, wobei 40 selben zu vermischen, gestatten sie die Herstellung
das erhaltene Gemisch eine Konsistenz aufweist, die von Überzügen, die einen verbesserten Abriebwider-
derjenigen des Gemisches 1 ähnlich ist.
Jedes der Gemische 2 bis 4 ist typisch für die in der Gießerei-Industrie angewandten Aufschlämmungen
auf feuerfestem Material und Bindemittel.
Jedes der Gemische 1 bis 4 wird angewandt, um ähnliche Wachsstücke zu überziehen, und während
die Überzüge noch naß waren, wurden dieselben mit Sillimanitpulver bestäubt, wobei das Pulver vollständig
durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,42 mm hindurchging und von einem Sieb mit
einer lichten Maschenweite von 0,16 mm vollständig zurückgehalten wurde. Nach Trocknen der bestäubten
Überzüge — dieser Vorgang nahm etwa 36 Stunden in Anspruch — wurden dieselben untersucht.
Der mit dem Gemisch 1 erhaltene Überzug besaß eine gute Haftfähigkeit an dem Wachs, und es wurden
keine Anzeichen für eine Abtrennung des Überzuges von dem Wachs festgestellt. Für die mit den
stand und erhöhte Festigkeit ohne einen Verlust der Haftfähigkeit aufweisen.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH:Bindemittel für feuerfeste Teilchen, insbesondere zum Herstellen von Gießformen für Metalle, bestehend aus einer wäßrigen Lösung von Natrium- und Kaliumsilikaten, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gewichtsverhältnis SiO2: (K2O + Na2O) mindestens 3 :1 und das Gewichtsverhältnis K2O : Na2O zwischen 2:1 und 4:1, vorzugsweise von 2,25 bis 3:1 ist.In Betracht gezogene Druckschriften: H. Krätzer, »Wasserglas und Infusorienerde«, Berlin und Leipzig, 1907, S. 14;
britische Patentschrift Nr. 787 052.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB2121459A GB874117A (en) | 1959-06-19 | 1959-06-19 | Processes for binding particulate solid materials and binders for use in such processes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1157350B true DE1157350B (de) | 1963-11-14 |
Family
ID=10159102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEU7237A Pending DE1157350B (de) | 1959-06-19 | 1960-06-18 | Bindemittel fuer feuerfeste Teilchen |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1157350B (de) |
| GB (1) | GB874117A (de) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1602122A (en) * | 1977-05-03 | 1981-11-04 | Unilever Ltd | Foundry binder |
| SE468091B (sv) * | 1990-11-14 | 1992-11-02 | Eka Nobel Ab | Alkalimetallsilikat i fast form innefattande natrium och eventuellt kalium, saett foer dess framstaellning samt dess anvaendning i rengoeringsmedelskompositioner |
| SE468092B (sv) * | 1990-11-14 | 1992-11-02 | Eka Nobel Ab | Alkalimetall silikat i fast form innefattande natrium och kalium, saett foer dess framstaellning samt dess anvaendning i rengoeringsmedelskompositioner |
| CN114477979B (zh) * | 2021-12-24 | 2023-04-14 | 广州蓝日生物科技有限公司 | 一种具有连续微孔隙结构的实体聚合硅酸盐的制备方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB787052A (en) * | 1954-10-25 | 1957-11-27 | Rolls Royce | Moulds for casting metals and alloys |
-
1959
- 1959-06-19 GB GB2121459A patent/GB874117A/en not_active Expired
-
1960
- 1960-06-18 DE DEU7237A patent/DE1157350B/de active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB787052A (en) * | 1954-10-25 | 1957-11-27 | Rolls Royce | Moulds for casting metals and alloys |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB874117A (en) | 1961-08-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0417527B1 (de) | Einbettmassenmodell und Verfahren zur Verhinderung des Ausblühens von Einbettmassenmodellen und Gussformen aus einer Gusseinbettmasse | |
| DE2909844A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer giessform | |
| DE2220060C3 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Kernes für das Gießen von Superlegierungen | |
| DE1157350B (de) | Bindemittel fuer feuerfeste Teilchen | |
| DE3331177A1 (de) | Keramischer formkern und verfahren zur herstellung von gussstuecken unter verwendung eines formkerns | |
| DE2626224C2 (de) | Verfahren zur Entfernung von Formmasse aus einer mit Guß gefüllten Form | |
| DE2313498A1 (de) | Verfahren zur herstellung von gussformen fuer praezisions-gusstuecke | |
| DE2716342A1 (de) | Schalenform und verfahren zur verbesserung der oberflaechenbeschaffenheit von mit dieser form gegossenen gegenstaenden | |
| EP0078408B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Giessformen für Metallguss | |
| DE3045615A1 (de) | Verfahren zur beschichtung metallischer partikel mit keramischem material | |
| DE1646719C3 (de) | Bindemittel zur Herstellung feuerfester Gegenstände | |
| WO2014106646A1 (de) | VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES KERN- UND/ODER FORMSANDES FÜR GIEßEREIZWECKE | |
| DE1433992C (de) | Verfahren zur Herstellung eines kie selsaurehaltigen Bindemittels | |
| DE2836984B2 (de) | Selbsthärtende Formmasse für die Herstellung von Sandformen | |
| DE1271909B (de) | Schutzstoff zur Vermeidung von Randentkohlung und Oberflaechenfehlern bei Gussstuecken aus kohlenstoffhaltigen Legierungen | |
| DE2555450C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Betonprodukten und Mittel zur Durchführung dieses Verfahrens | |
| DE975915C (de) | Verfahren zur Herstellung von feuerfesten Giessformen fuer den Praezisionsguss von Metallen und Metallegierungen | |
| DE1646964A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von feuerfestem Material | |
| DE1223108B (de) | Verfahren zur Herstellung von Giessformen | |
| CH343867A (de) | Verfahren zur Herstellung einer für die Herstellung feuerfester Gegenstände bestimmten Masse | |
| DE2351677C3 (de) | Verfahren zur Herstellung keramischer Formmasken für den Metallguß | |
| DE975515C (de) | UEberzugsmasse fuer Modelle zum Giessen durch Wachsausschmelzen | |
| DE1644687C3 (de) | Überzugsmittel mit fein verteilten makroskopischen, hitzebeständigen Feststoffteilchen | |
| DE1766097B2 (de) | Verfahren zur herstellung von zahnprothesen, sowie formmodell und trennmittel zur durchfuehrung des verfahrens | |
| DE719759C (de) | Verfahren zum Verarbeiten von waessrigen Suspensionen organischer hochmolekularer Polysulfidkondensationsprodukte |