DE1189677B

DE1189677B - Molding sand mixtures for casting metals

Info

Publication number: DE1189677B
Application number: DEM18574A
Authority: DE
Inventors: John Allan Wickett
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1952-05-15
Filing date: 1953-05-13
Publication date: 1965-03-25

Description

Formsandmischungen zum Vergießen von Metallen Die Erfindung bezieht sich auf eine Formsandmischung zur Herstellung von Naßformen und betrifft einen Zusatz einer polymeren Verbindung zu dem im wesentlichen aus Sand, Ton und Wasser bestehenden Formsand zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit und zur Verminderung von Formfehlern.Molding sand mixes for casting metals The invention relates to relates to a molding sand mixture for the production of wet molds and concerns one Addition of a polymeric compound to the essentially consisting of sand, clay and water existing molding sand to improve workability and reduce of formal errors.

Die Erfindung soll die Herstellung von Naßformen ermöglichen, bei denen der Wassergehalt in weiten Grenzen schwanken kann und die sich auch bei schwierig zu formenden Teilen ohne besondere Sorgfalt nach dem üblichen Form- und Verdichtungsverfahren herstellen lassen und praktisch fehlerfreie Formen mit außerordentlich guter Formoberfläche ergeben.The invention is intended to enable the production of wet molds which the water content can fluctuate within wide limits and which can also be difficult Parts to be formed without special care according to the usual forming and compacting process can be produced and practically flawless shapes with an extremely good shape surface result.

Dabei wird gemäß der Erfindung dem Formsand ein polymerer, wasserlöslicher Polyelektrolyt mit einem mittleren Molekulargewicht über 10000 zugesetzt, der eine nahezu linear verlaufende Kohlenstoffkette aufweist und durch Polymerisation aliphatischer, ungesättigter Verbindungen erhalten wird.According to the invention, a polymeric, water-soluble polyelectrolyte with an average molecular weight of over 10,000 , which has an almost linear carbon chain and is obtained by polymerizing aliphatic, unsaturated compounds, is added to the molding sand.

Bei der Herstellung von Formen und Kernen zum Gießen von Metallen wird in der Regel im wesentlichen aus Siliciumdioxyd bestehender Sand verwendet, der möglichst frei von organischen Verunreinigungen sein soll. Ferner werden kleine Anteile Ton und Wasser zugesetzt. Die Mischung wird in einen Formkasten um das Modell eingefüllt und verdichtet und dann geschmolzenes Metall in die Form gegossen. Wenn ein Sandkern erforderlich ist, wird dieser vor dem Guß getrocknet.In the manufacture of molds and cores for casting metals As a rule, sand consisting essentially of silicon dioxide is used, which should be as free as possible from organic impurities. Furthermore, small ones Added proportions of clay and water. The mixture is placed in a molding box around the model filled and compacted and then molten metal poured into the mold. if a sand core is required, it is dried before casting.

Es wurden bereits zahlreiche Versuche unternommen, um die Verarbeitbarkeit der Sandmischungen zu verbessern und dadurch das Verfahren weniger von Zufällen abhängig zu machen. Brauchbar dazu war z. B. die Zugabe von verschiedenen Getreidemehlen oder von kohlenstoffhaltigen Materialien, z. B. Steinkohlenstaub, sowie z. B. von Asphalt, Bitumen u. dgl. Die Zugabe dieser Stoffe erhöht die Festigkeit der Form und verbessert deren Formflächen, doch erfordern derartige Mischungen eine sorgfältige Einstellung des Wasser- und Tongehaltes, des Mischvorganges und der Verdichtung.Numerous attempts have been made to improve processability to improve the sand mixes and thereby make the process less of a coincidence to make dependent. Useful for this was z. B. the addition of various cereal flours or of carbonaceous materials, e.g. B. coal dust, as well as z. B. from Asphalt, bitumen and the like. The addition of these substances increases the strength of the form and improves their molding surfaces, but such mixtures require careful treatment Adjustment of the water and clay content, the mixing process and the compaction.

Durch diese Verbesserung der Formsandmischung darf jedoch die Neigung zur Nesterbildung beim Mischen nicht erhöht werden. Es soll ein größerer Wasserzusatz und eine gründlichere Verteilung des Wassers in der Mischung möglich werden, ohne die Qualität der Abgüsse zu vermindern.However, this improvement in the molding sand mixture can reduce the inclination should not be increased to create nests when mixing. A larger amount of water should be added and a more thorough distribution of the water in the mixture will be possible without to reduce the quality of the casts.

Alles das wird durch die erfindungsgemäßen Formsandmischungen möglich, die aus Sand, Ton und Wasser und gegebenenfalls weiteren Zusätzen, wie Mehl, Cerealien, Holzfasern, Asphalten u. dgl. und einem wasserlöslichen Polyelektrolyten bestehen.All of this is made possible by the molding sand mixtures according to the invention, those made of sand, clay and water and possibly other additives such as flour, cereals, Wood fibers, asphalt and the like and a water-soluble polyelectrolyte.

Unter Polyelektrolyten sollen polymere Verbindungen verstanden werden, die in Wasser ionisieren und Polyanionen oder Polykationen bilden. Von diesen sind die Polyanionen bildenden Polyelektrolyte bei der Durchführung der Erfindung zu bevorzugen.Polyelectrolytes should be understood to mean polymeric compounds, which ionize in water and form polyanions or polycations. Of these are the polyelectrolytes forming polyanions in the practice of the invention prefer.

Die wasserlöslichen Polymeren sind durch Polymerisation eines oder mehrerer hydrophiler ungesättigter Monomeren, wie z. B. Maleinsäureanhydrid, Fumarsäure, Vinylamine, Acrylsäure, Methacrylsäure, der Salze und Amide dieser und anderer olefinisch ungesättigter Säuren, erhältlich. Mischpolymerisate von Vinylacetat, Vinylchlorid, Methylvinyläther, Isobutylen und Äthylen, die nicht hydrophil sind, können mit einem der genannten hydrophilen Monomeren zwecks Erzeugung wasserlöslicher Mischpolymerisate mischpolymerisiert werden. Die wasserlöslichen Polyelektrolyte können auch durch chemisches Modifizieren eines an sich vollkommen wasserunlöslichen Polymeren, wie Polyacrylnitril, erhalten werden.The water-soluble polymers are by polymerizing one or several hydrophilic unsaturated monomers, such as. B. maleic anhydride, fumaric acid, Vinylamines, acrylic acid, methacrylic acid, the salts and amides of these and others olefinic unsaturated acids. Copolymers of vinyl acetate, vinyl chloride, Methyl vinyl ether, isobutylene and ethylene, which are not hydrophilic, can be mixed with one of the hydrophilic monomers mentioned for the purpose of producing water-soluble copolymers are copolymerized. The water-soluble polyelectrolytes can also by chemical modification of a polymer which is completely water-insoluble per se, such as Polyacrylonitrile.

Geeignete Polyelektrolyte sind auch die Mischpolymeren aus Vinylacetat und Maleinsäureanhydrid, Polyacrylsäure sowie Polymethacrylsäure, die Alkali-, Ammonium- und Calciumsalze der Polyacryl- und Polymethacrylsäuren, die Ammoniumsalze der Mischpolymeren des Isobutylens und der Maleinsäure, Polyvinylpyridin, die Mischpolymeren von Styrol und Maleinsäure, die Calciumsalze der Mischpolymeren von Vinylacetat und der partiellen Methylester der Maleinsäure, ionisierbares Polyacrylamid, sulfoniertes Polystyrol, Polyvinylpyridin und andere wasserlösliche Polymere mit kontinuierlichen, gradlinigen Kohlenstoffketten und hydrophilen Gruppen.The copolymers of vinyl acetate are also suitable polyelectrolytes and maleic anhydride, polyacrylic acid and polymethacrylic acid, the alkali, ammonium and calcium salts of the polyacrylic and polymethacrylic acids, the ammonium salts of the copolymers of isobutylene and maleic acid, polyvinylpyridine, the copolymers of styrene and maleic acid, the calcium salts of the copolymers of vinyl acetate and the partial Methyl ester of Maleic acid, ionizable polyacrylamide, sulfonated Polystyrene, polyvinylpyridine and other water-soluble polymers with continuous, straight carbon chains and hydrophilic groups.

Polyacrylamid und die im vorhergehenden Absatz genannten Polyamide können deshalb als Polyelektrolyte verwendet werden, weil nach den üblichen Methoden der Herstellung geringe Mengenanteile von ionisierbaren Gruppen zugegen sind. Es wurde festgestellt, daß sogar chemisch reine Polymerisate schwache kationische Eigenschaften haben.Polyacrylamide and the polyamides mentioned in the previous paragraph can therefore be used as polyelectrolytes, because according to the usual methods small amounts of ionizable groups are present in the production. It it was found that even chemically pure polymers have weak cationic properties to have.

Unter »wasserlöslichen Polymeren« sollen weiterhin solche verstanden werden, die homogene Mischungen mit Wasser bilden, aber auch schon unlösliche Polymere, die in Gegenwart von Wasser nur quellen und sich mithin wenigstens im geringen Maße lösen, und auch solche, die in destilliertem Wasser anscheinend unlöslich sind, die aber die Neigung haben, sich in dem Formsandwasser zu lösen.“Water-soluble polymers” should also be understood to mean such that form homogeneous mixtures with water, but also already insoluble polymers, which only swell in the presence of water and therefore at least to a small extent dissolve, and also those that appear to be insoluble in distilled water, but which have a tendency to dissolve in the molding sand water.

In die Formsandmischungen der Erfindung können auch noch thermoplastische und warmhärtbare, natürliche und synthetische Harze, Flugasche, Zirkonit u. dgl. eingemischt sein.In the molding sand mixtures of the invention, thermoplastic and thermosetting natural and synthetic resins, fly ash, zirconite and the like. be involved.

Als Sand kann ein beliebiger, üblicherweise benutzter Quarzsand verwendet werden, der mehrmals gewaschen wurde, um organische Verunreinigungen zu entfernen. Diese Sandarten enthalten im allgemeinen bereits einen Teil des zur Verarbeitung erforderlichen Feuchtigkeitsgehaltes.Any commonly used quartz sand can be used as the sand that has been washed several times to remove organic contaminants. These types of sand generally already contain some of the material for processing required moisture content.

Der Sand kann bereits etwas Ton enthalten. Als Zusatz sind verschiedene Bentonite oder Feuertone geeignet. Die Menge an Ton auf 100 Teile Sand sollte bei 1,0 bis 25 Teilen liegen. Weniger als 1,0 Teil verhindern eine ausreichende Grünfestigkeit und Härte der Formen. Mehr als 15 Teile beeinträchtigen die Gasdurchlässigkeit sehr stark. Für Sonderzwecke kann eine derartig gasdichte Form erwünscht sein, so daß man in diesem Falle bis zu 25 Teile Ton benutzen kann.The sand may already contain some clay. There are several additional options Bentonite or fire clays are suitable. The amount of clay per 100 parts of sand should be at 1.0 to 25 parts. Less than 1.0 part prevents sufficient green strength and hardness of the forms. More than 15 parts greatly impair the gas permeability strong. Such a gas-tight shape may be desirable for special purposes, so that you can use up to 25 parts of clay in this case.

Das Bilden von Nestern beim Mischen steht jedoch mit dem Tonanteil in Beziehung. Um Nesterbildung zu vermindern, wird der Ton kurze Zeit trocken mit dem Sand vermischt, dann das Wasser zugegeben und das Mischen fortgesetzt. Selbst wenn man bei der Wasserzugabe eine außerordentliche Sorgfalt anwendet, tritt Nesterbildung in erheblichem Umfange ein. Die Zugabe von nur 0,05 Teilen eines Polyelektrolyten verhindert wesentlich diese Nesterbildung und erleichtert das Mischen.The formation of nests during mixing, however, is related to the clay content in relationship. In order to reduce the formation of nests, the clay becomes dry for a short time mixed with the sand, then added the water and continued mixing. Self if you take extreme care when adding water, nests will form to a considerable extent. The addition of only 0.05 part of a polyelectrolyte significantly prevents these nests from forming and makes mixing easier.

Der Wassergehalt ist für den Mischprozeß von Bedeutung, aber die verwendete Menge mußte bisher innerhalb enger Grenzen liegen. Häufig war es notwendig, die Wassermengen bis auf 0,5 Teile genau einzustellen, z. B. auf 4,0 bis 4,5 oder 3,0 bis 3,5 Teile. Bei Zugabe des Polyelektrolyten sind viel größere Schwankungen der Wassermenge tragbar. Der erstaunliche Vorzug bei Anwendung des Polyelektrolyten hinsichtlich des Wassergehaltes ergibt sich beim Verdichten. Hierbei wird der Sand in einen Formkasten um ein Modell herum durch Stampfen, Rütteln, Schleudern oder Pressen verdichtet. Ohne den Polyelektrolyten bilden sich dabei Stellen mit hohem Wassergehalt, die relativ dicht und gasundurchlässig sind. Zu trockene Stellen lassen sich nicht gut verdichten, wodurch zu lockere und poröse Stellen in der Form auftreten. Benutzt man einen Polyelektrolyten, wird eine sehr gleichmäßige Dichte der Form erreicht, selbst wenn ein überschuß an Wasser vorhanden ist. Nicht zuletzt rieselt der Sand wesentlich leichter.The water content is important for the mixing process, but the one used Until now, the amount had to be within narrow limits. Often times it was necessary to Adjust the amount of water to within 0.5 parts, e.g. B. to 4.0 to 4.5 or 3.0 up to 3.5 parts. When the polyelectrolyte is added, the fluctuations are much greater Portable amount of water. The amazing advantage of using the polyelectrolyte with regard to the water content results from compaction. This is where the sand in a molding box around a model by pounding, shaking, hurling or Pressing compacted. Without the polyelectrolyte, spots with a high Water content that are relatively dense and impermeable to gas. Leave too dry spots do not condense well, resulting in loose and porous areas in the mold. If a polyelectrolyte is used, the shape becomes very evenly dense achieved even when there is an excess of water. Last but not least, it trickles the sand is much lighter.

Die jetzt folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Teile sind Gewichtsteile.The following examples illustrate the invention. Parts are Parts by weight.

Beispiel 1 Man mischt in einem üblichen Mischer 675 Teile Altsand, 125 Teile Bentonit und 0,5 Teile des Natriumsalzes eines teilweise hydrolysierten Polyacrylnitrils bis zur gründlichen Vermischung der trockenen Bestandteile. Dann wird die Mischung mit geringen Mengen neuen Formsandes, der etwa 40 Teile Wasser enthält, fortgesetzt. Darauf wird ein Teil der Mischung auf einem Sieb mit 51/.1 Maschen je Quadratzentimeter gesiebt, um den Tonnesteranteil der Mischung zu bestimmen. Unter üblichen Verfahrensbedingungen wird sich ohne Zugabe des Polyelektrolyten der Tonnesteranteil zwischen 4 und 5% bewegen. Benutzt man eine Mischung mit dem Polyelektrolyten, liegt der Nesteranteil zwischen 0,1 und 0,5 0/0.Example 1 In a conventional mixer, 675 parts of used sand are mixed, 125 parts of bentonite and 0.5 part of the sodium salt of a partially hydrolyzed Polyacrylonitrile until the dry components are thoroughly mixed. then the mixture is made with small amounts of new molding sand, which is about 40 parts of water contains, continued. Part of the mixture is then placed on a sieve with 51 / .1 Meshes per square centimeter sieved to determine the tonnester portion of the mixture. Under normal process conditions, the polyelectrolyte is not added move the tonnester share between 4 and 5%. If you use a mixture with that Polyelectrolytes, the proportion of nests is between 0.1 and 0.5 0/0.

Das Verdichten der erfindungsgemäßen Sandmischung im Formkasten ergab eine im Gegensatz zum Bekannten gleichförmige Dichte, die keine Neigung zur Nesterbildung zeigte. Die Grünfestigkeit der Form, die den Polyelektrolyten enthält, beträgt 1,3 kg/cm2, während die Form mit sonst gleicher Zusammensetzung ohne den Polyelektrolyten einen Wert von 1,2 kg/cm2 aufweist.The compaction of the sand mixture according to the invention in the molding box resulted In contrast to the familiar, a uniform density that has no tendency to form nests showed. The green strength of the mold containing the polyelectrolyte is 1.3 kg / cm2, while the form with otherwise the same composition without the polyelectrolyte has a value of 1.2 kg / cm2.

Der Unterschied in bezug auf die Gleichförmigkeit der Zusammensetzung von der Form, die den Polyelektrolyten enthält, gegenüber Formen, die keinen Polyelektrolyten enthalten, zeigt sich, wenn man an einem Vertikalschnitt die Härte der Formen untersucht. Dazu werden kastenlose Formen hergestellt, die dann zur Prüfung am Schnitt vertikal aufgeschnitten werden. Formen aus den Polyelektrolyten enthaltenden Mischungen zeigen am ganzen Querschnitt von oben bis unten und an den Außenflächen eine einheitliche Härte. Aus den gleichen Mischungen ohne Zugabe des Polyelektrolyten hergestellte Formen zeigen erhebliche Härtedifferenzen, vorwiegend einen Anstieg der Härte in der Nähe der Unterseite. Eine Erhöhung der Härte kann ihre Ursache auch in einer Konzentration an Ton oder Wasser oder beider haben.The difference in composition uniformity of the form containing the polyelectrolyte versus forms that do not contain the polyelectrolyte contained, can be seen if one examines the hardness of the forms on a vertical section. For this purpose, boxless forms are produced, which are then cut vertically for testing be cut open. Show shapes from the polyelectrolyte containing mixtures uniform across the entire cross-section from top to bottom and on the outer surfaces Hardness. Made from the same mixtures without adding the polyelectrolyte Shapes show considerable differences in hardness, mainly an increase in hardness in near the bottom. An increase in hardness can also be caused by a Have concentration of clay or water or both.

Beispiel 2 Man stellt eine Formsandgrundmischung aus Quarzsand und Bentonit her, wobei man 8 Teile Bentonit mit 88 Teilen Sand und 4 Teilen Wasser mischt. Eine Form wird aus dieser Sandmischung ohne weitere Zugaben hergestellt. Für eine zweite Form werden 0,2 Gewichtsprozent des Natriumsalzes eines hydrolysierten Polyacrylnitrils zur Sandmischung gegeben. Für eine dritte Form werden 1,5 Gewichtsprozent Wasser der Grundmischung zugemischt. Für eine vierte Form werden der Grundmischung 1,5 Gewichtsprozent Wasser und 0,2 Gewichtsprozent Natriumsalz von hydrolysiertem Polyacrylnitril zugesetzt. Die Formen eignen sich für Temperguß.Example 2 A basic molding sand mixture of quartz sand and Bentonite, where you mix 8 parts of bentonite with 88 parts of sand and 4 parts of water mixes. A mold is made from this sand mixture without any further additions. For a second form, 0.2 percent by weight of the sodium salt of a hydrolyzed Polyacrylonitrile added to the sand mixture. A third form is 1.5 percent by weight Water mixed into the basic mixture. For a fourth form, the basic mix will be 1.5 weight percent water and 0.2 weight percent sodium salt of hydrolyzed Polyacrylonitrile added. The forms are suitable for malleable cast iron.

Form 1 des obigen Beispiels hat eine übliche Formsandmischung. Formen, die aus ihr hergestellt wurden, haben eine Grünfestigkeit von etwa 0,70 kg/cm2, eine Gasdurchlässigkeit von ungefähr 70 und eine Härte von 55 bis 75, ermittelt nach den Bestimmungen der American Foundry Association. Die Formen weisen im allgemeinen eine Anzahl von Fehlerstellen auf, und die damit hergestellten Abgüsse zeigen er hebliche Oberflächenrauhigkeiten, die durch Nacharbeiten beseitigt werden müssen.Form 1 of the above example has a common molding sand mix. To shape, made from it have a green strength of about 0.70 kg / cm2, a gas permeability of approximately 70 and a hardness of 55 to 75 according to the regulations of the American Foundry Association. The shapes generally have a number of imperfections, and the casts made with it show it substantial Surface roughness that must be eliminated by reworking.

Die zweite Form hat eine Grünfestigkeit von etwa 0,56 kg/em2, eine Gasdurchlässigkeit von etwa 60 und eine Härte von etwa 60 bis 65. Sie hat eine nahezu gleichförmige Dichte, und der Abguß hat eine sehr gute Oberfläche.The second form has a green strength of about 0.56 kg / cm2, one Gas permeability of about 60 and a hardness of about 60 to 65. It has a nearly uniform density, and the cast has a very good surface.

Die dritte Form hat eine Grünfestigkeit von etwa 0,63 kg/cm2, eine Gasdurchlässigkeit von etwa 40 und eine Härte von 60 bis 86. Sie hat Stellen großer Porosität, und der Abguß zeigt eine sehr schlechte Formfüllung, begleitet von einem Anbrennen des Sandes.The third form has a green strength of about 0.63 kg / cm2, a Gas permeability of about 40 and a hardness of 60 to 86. It has large spots Porosity, and the cast shows very poor mold filling accompanied by one Burning the sand.

Die vierte Form hat eine Grünfestigkeit von etwa 0,5 kg/cm2, eine Gasdurchlässigkeit von etwa 50 und eine Härte von 50 bis 60. Die Form zeigt einige Fehler, und der Abguß war dem von der ersten Form hergestellten Abguß ähnlich. Seine Oberfläche war rauh. Aber es war kein Eindringen der Schmelze in die Formwand zu beobachten, auch brannte der Sand nicht an.The fourth form has a green strength of about 0.5 kg / cm2, a Gas permeability of about 50 and a hardness of 50 to 60. The shape shows some Error, and the cast was similar to the cast made from the first mold. His Surface was rough. But there was no penetration of the melt into the mold wall watch, the sand did not burn either.

Diese Untersuchungen zeigen, daß der Wassergehalt der Sandmischung von geringerer Bedeutung ist, wenn man 0,2% eines Polyelektrolyten zugibt. Es ist daher eine weniger scharfe Überwachung des Wassergehaltes als bisher notwendig.These studies show that the water content of the sand mixture is of less importance when adding 0.2% of a polyelectrolyte. It is therefore less strict monitoring of the water content than was previously necessary.

Bei der Herstellung der Formen unter Verwendung der Anteile des zweiten Beispiels wurde gefunden, daß die Mischungen, die keinen Polyelektrolyten enthielten, beim Verdichten Schwierigkeiten bereiteten. Die Formsandmischungen ließen sich nur schwer gleichmäßig verdichten, und sie mußten sehr gleichförmig in den Kasten eingefüllt und dann sorgfältig gestampft werden. Die Polyelektrolyten enthaltenden Sande konnten schnell und ohne sorgfältige Verteilung in die Formkästen eingefüllt und gepreßt werden.When making the molds using the proportions of the second For example, it was found that the mixtures which did not contain a polyelectrolyte, caused difficulties when compacting. The molding sand mixes could only be difficult to compact evenly, and they had to be filled very uniformly into the box and then carefully tamped. The sands containing polyelectrolytes could Filled and pressed quickly and without careful distribution in the molding boxes will.

Formen in der Zusammensetzung des zweiten und vierten Beispiels zeigten im Vertikalschnitt keine Härteunterschiede. Formen in der Zusammensetzung des ersten und dritten Beispiels sind am Boden wesentlich härter, während sie auf die Oberseite zu weicher werden.Shapes in the composition of the second and fourth examples no hardness differences in vertical section. Forms in the composition of the first and third example are much harder on the bottom while they are on the top to become softer.

Aus den Beispielen 1 und 2 ist ersichtlich, daß die Zugabe des Polyelektrolyten zu einer Formsandmischung die Überwachung des Wassergehaltes in den Mischungen erleichtert, eine Bildung von Tonnestern nahezu völlig verhindert und das Auftreten von Fehlern, insbesondere Dichteunterschiede, in den Formen zumindest teilweise beseitigt. Wenn die Zusatzmenge an Polyelektrolyten auf 0,05 Gewichtsprozent vermindert wird, wird die Grünfestigkeit zumindest nicht herabgesetzt. Als Polyelektrolyt wurde bei den Beispielen 1 und 2 das Natriumsalz eines Polyacrylnitrils verwendet, das einen durchschnittlichen Polymerisationsgrad von etwa 1000 aufwies und so weit hydrolysiert worden war, daß etwa 25% der ursprünglichen Nitrilgruppen in Carboxylgruppen übergeführt waren. Beispiel 3 Man vermischt 100 Teile Formsand, der etwa 2 Gewichtsprozent Ton enthält, mit 5,7 Teilen Wasser und 0,05 Teilen eines Mischpolymeren aus Vinylacetat und Maleinsäureanhydrid. Der Sand wird mit dem trockenen Polyelektrolyten etwa 2 Minuten vermischt. Dann wird Wasser zugegeben und etwa 4 Minuten weitergemischt. Die Mischung fühlt sich ungewöhnlich trocken an, rieselt gleichmäßig und enthält nahezu keine Tonklumpen. Sie kann gleichförmig und leicht verarbeitet werden, wobei durch Stampfen, Rütteln, Schleudern, Pressen verdichtet werden kann. Die so hergestellten Formen haben eine Grünfestigkeit von 0,49 bis 0,54 kg/cm= und eine Gasdurchlässigkeit von 80. Es zeigen sich nahezu keine Ungleichförmigkeiten in der Dichte der Form. Dieses Ergebnis ist ungewöhnlich, da die angewandte Wassermenge den normalen Betrag um etwa 25% übersteigt.From Examples 1 and 2 it can be seen that the addition of the polyelectrolyte In addition to a molding sand mix, it makes it easier to monitor the water content in the mixes, the formation of ton nests is almost completely prevented and the occurrence of errors, in particular differences in density, at least partially eliminated in the forms. if the amount of polyelectrolytes added is reduced to 0.05 percent by weight the green strength at least not reduced. The polyelectrolyte used in the Examples 1 and 2 used the sodium salt of a polyacrylonitrile, which has an average Had a degree of polymerization of about 1000 and had been hydrolyzed to such an extent that about 25% of the original nitrile groups were converted into carboxyl groups. Example 3 100 parts of molding sand containing about 2 percent by weight of clay are mixed, with 5.7 parts of water and 0.05 part of a copolymer of vinyl acetate and maleic anhydride. The sand is mixed with the dry polyelectrolyte for about 2 minutes. then water is added and mixing is continued for about 4 minutes. The mix feels unusually dry, trickles evenly and contains almost no clay lumps. It can be processed uniformly and easily, whereby by tamping, shaking, Spin, press can be compacted. The molds made in this way have a Green strength of 0.49 to 0.54 kg / cm = and a gas permeability of 80. It show there is almost no non-uniformity in the density of the shape. This result is unusual in that the amount of water applied exceeds the normal amount by about 25%.

Eine entsprechende Mischung ohne Polyelektrolyten ist ziemlich naß und enthält zahlreiche Tonnester, kann nicht gleichmäßig verdichtet werden und ergibt Hohlräume in der Form. Die so hergestellten Formen haben eine Grünfestigkeit von 0,49 bis 0,52 kg/cm2 und eine Gasdurchlässigkeit von 96.A corresponding mixture without polyelectrolytes is quite wet and contains numerous clay nests, cannot be compacted uniformly and yields Cavities in the mold. The molds produced in this way have a green strength of 0.49 to 0.52 kg / cm2 and a gas permeability of 96.

Die Polyelektrolyten der erwähnten Art bewähren sich auch als Zusatz zu Formsandmischungen, die bituminöse Zusätze enthalten. Man findet, daß - trotz des bituminösen Überzugs auf den Sand- und Tonteilchen - die Polyelektrolyten eine gleichförmigere, trocknere und leichter rieselnde Mischung bewirken. Mit dieser können Formen hergestellt werden, die eine sehr glatte Formfläche aufweisen. Beispiel 4 Man mischt 100 Teile Quarzsand, 0,036 Teile Maismehl, 0,178 Teile Asphalt, 0,043 Teile Steinkohlenstaub, 0,32 Teile Ton und 0,05 Teile eines Vinylacetat - Maleinsäureanhydrid - Mischpolymeren 2 Minuten lang in einem üblichen Mischer. Nach Zugabe von 2,2 Gewichtsteilen Wasser wird weitere 4 Minuten gemischt. Man erhält eine frei rieselnde Mischung, die sich trocken anfühlt und leicht verfüllbar ist. Daraus hergestellte Formen sind nahezu frei von Oberflächenfehlern, sie haben eine Grünfestigkeit von ungefähr 0,68 kg/cm2 und eine Gasdurchlässigkeit von 102.The polyelectrolytes of the type mentioned also prove useful as additives for molding sand mixtures that contain bituminous additives. One finds that - despite a bituminous coating on sand and clay particles - polyelectrolytes one result in a more uniform, drier and more easily flowing mixture. With this molds can be produced that have a very smooth surface. example 4 Mix 100 parts quartz sand, 0.036 part corn flour, 0.178 part asphalt, 0.043 Parts of hard coal dust, 0.32 part of clay and 0.05 part of a vinyl acetate - maleic anhydride - mixed polymers for 2 minutes in a conventional mixer. After adding 2.2 parts by weight Water is mixed for an additional 4 minutes. You get a freely flowing mixture, that feels dry and is easy to fill. Forms made from it are almost free of surface imperfections, they have a green strength of about 0.68 kg / cm2 and a gas permeability of 102.

Bei der Analyse zeigt die Mischung nach Beispiel 4 etwa 4% Feuchtigkeit.When analyzed, the mixture according to Example 4 shows about 4% moisture.

Fügt man zu dieser Mischung noch weitere etwa 0,8 Teile Wasser zu, erhält man nahezu die gleichen Ergebnisse.If you add another 0.8 parts of water to this mixture, you get almost the same results.

Ohne Zugabe des Polyelektrolyten haben die Formen, die aus der Mischung hergestellt wurden, höhere Grünfestigkeit und höhere Gasdurchlässigkeit, lassen sich aber schlechter verfüllen und geben schlechte Formflächen.Without adding the polyelectrolyte, the shapes will have that result from the mixture higher green strength and higher gas permeability however, they fill more poorly and give poor shaped surfaces.

Um die besten Ergebnisse zu erzielen, sollte die zugesetzte Menge des Polyelektrolyten zwischen 0,02 und 0,1 Teilen je 100 Teile Sand liegen. Innerhalb dieser Grenzen werden nur geringfügige Abweichungen bezüglich der Grünfestigkeit und der Gasdurchlässigkeit beobachtet, und die Verarbeitbarkeit der Mischungen wird erheblich verbessert.For best results, use the amount added of the polyelectrolyte are between 0.02 and 0.1 parts per 100 parts of sand. Within these limits will show only minor deviations in terms of green strength and the gas permeability are observed, and the processability of the mixtures is monitored vastly improved.

Größere Wasseranteile sind weniger nachteilig, das Verfüllen und Verdichten wird erleichtert, und die Nachbearbeitung der Gußstücke kann infolge der sehr' guten Oberflächen in vielen Fällen in Fortfall kommen. Man kann auch größere Mengen an Polyelektrolyten, bis wenigstens 1 Teil, allerdings auf Kosten der Grünfestigkeit, verwenden, wobei aber dann noch erheblich größere Wassergehalte zulässig sind.Larger proportions of water are less disadvantageous, as are backfilling and compacting is made easier, and the reworking of the castings can as a result of the very 'good Surfaces come to fruition in many cases. You can also use larger amounts Polyelectrolytes, up to at least 1 part, but at the expense of green strength, use, but then considerably higher water contents are permitted.

Claims

Claims: 1. Molding sand mixture for casting metals, consisting from molding sand, clay, water and a polymeric compound, d a d u r c h g e -k e n n n z e i c h n e t that the polymeric compound is a polymeric, water-soluble polyelectrolyte with an average molecular weight of at least 10,000 containing a substantially straight carbon chain and through Polymerization of aliphatic, unsaturated compounds is available.

2. Mixture according to claim 1, characterized in that the polyelectrolyte is a sodium salt a partially hydrolyzed acrylonitrile polymer or a copolymer of Vinyl acetate and maleic anhydride is.

3. Mixture according to claim 1 or 2, characterized marked that they are cereal products and! or contains asphalt.

4. Sand mold for casting metals, consisting of the tamped mixture according to the claims 1 to 3. Publications considered: German Patent No. 840 426. Older patents considered: German patents nos. 880 469, 880 388.