DE1238624B - Formstoffmischung zur Herstellung von Giessformen - Google Patents

Description

• Formstoffmischung zur Herstellung von Gießformen Die vorliegende Erfindung betrifft eine Formstoffmischung zur Herstellung von Gießformen. Im besonderen bezieht sich die Erfindung auf ein neues Verfahren zur Herstellung einer selbsthärtenden Gießform, die ohne Trocknung bei den Gießverfahren für Gußeisen, Gußstahllegierungen u. dgl. auskommt.
• Es wurden bereits einige Vorschläge für ein Verfahren zur Herstellung selbsthärtender Gießformen gemacht. Da jeder dieser Vorschläge auf eine Kostenverminderung durch verkürzte Arbeits * e abzielt, ist es wesentlich, daß sich für einett rtragung in die Praxis sowohl eine bessere Verarbeitbarkeit als auch die Verwendung eines billigen Materials verwirklichen läßt.
• Die vorliegende Erfindung und deren Ziele werden durch die folgende Beschreibung zusammen mit der Zeichnung näher erläutert.
• Die Zeichnung zeigt die Mischungsverhältnisse von Natriumsilicozirkonat mit Wasser sowie die Beziehung zwischen der Lagerungszeit in Stunden und der Druckfestigkeit an bevorzugten Beispielen.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Formstoffmischung zur Herstellung selbsthärtender Gießformen, die sowohl eine Verkürzung der Arbeitsgänge als auch eine Verminderung des verwendeten Materials und somit niedrigere Kosten erlaubt, und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Abbinden der Formstoffmischung einer Gießform durch eine exotherme Reaktion ausgelöst wird, die dadurch vonstatten geht, daß Teilchen eines feuerfesten Materials, dessen Grundmaterial Silikasand ist, mit Natriumsilicozirkonat und Wasser vermischt werden.
• Das Ergebnis der erfindungsgemäß durchgeführten Versuche wird im folgenden näher erläutert: Natriumsilicozirkonat, ein Doppelsalz aus Natriummetazirkonat und Natriummetasilikat, das vermutlich die Zusammensetzung Na2Zr03 - Na,0 - nSi02 besitzt, ist eine instabile anorganische Verbindung und besitzt deshalb eine starke Affinität zu anderen Silikaten. Wird Natriumsilicozirkonat hydrolysiert, so wird es in exothermer Reaktion in Natronlauge, Wasserglas und Zirkonhydroxyd zerlegt, wie aus den folgenden Formeln zu ersehen ist: Na2Zr03 + 2 H20 = 2 NaOH + ZrO(OH)2 (1) Na,Si0, + 2 H20 = Na2Si01 - n H20 (2) Zusätzlich wird ein Teil Wasserglas, der gleichzeitig durch die erwähnte Hydrolyse erzeugt wird, gemäß folgenden Formeln hydrolysiert: Na2S'01 + H20 = NaHSiQ, + NaOH (3) NaHSi0, + H20 = H2S'01 + NaOH (4) Wie aus den vorstehenden Formeln zu ersehen ist, wird Natriumsilieozirkonat durch Hydrolyse in Zirkonhydroxyd, ZrO(OH)" wasserhaltiges Wasserglas, Na2Si01 - nH,0, zerlegt, wobei das Zirkonhydroxyd unter Bildung einer stabilen anorganischen Verbindung, die Feuerfestigkeit besitzt, dehydratisiert wird, während das Wasserglas in ein von Feuchtigkeit freies Wasserglas, NaH - Si0, und H,Si0" umgewandelt wird. Folglich wird Natriumsilicozirkonat mit feuerfesten Teilchen, deren Grundmaterial Silikasand ist, vermischt, um die erwähnte exotherme Reaktion zu bewirken; dabei breitet sich Wasserglas unter die Teilchen aus und verbindet sie dadurch sehr fest. Die in Freiheit gesetzte Feuchtigkeit wird unter Bildung einer gebundenen Masse aus feuerfesten Teilchen in kurzer Zeit verdampft. Daher wird zur Bildung einer Gießform, die eine außergewöhnlich große Druckfestigkeit besitzt, kein Trocknungsverfahren benötigt. Einige Beispiele, die die vorliegende Erfindung näher erläutern, werden im folgenden angeführt:

  Materialien: Gewichtsverhältnis

  1. Natürlicher Silikasand ............. 100

  Natriumsilicozirkonat ............. 9

  Wasser ........................... 6,7

  2. Natürlicher Silikasand ............. 100

  Natriumsihcozirkonat ............. 11

  Wasser ........................... 8,2

  3. Natürlicher Silikasand ............. 100

  Natriumsilicozirkonat ............. 13

  Wasser ........................... 9,7

  Die Materialien wurden mit den in den obigen Beispielen angegebenen Mischungsverhältnissen gemischt, 3 Minuten lang in einem Sandmischer gekollert und in einem Formkasten eingeformt. In jedem Fall wurde festgestellt, daß die chemische Reaktion langsam beim Formen einsetzte. Die Feuchtigkeit wurde verdampft. Nach einem Verlauf von ungefähr 24 Stunden fand eine plötzliche und lebhafte exotherme Härtung statt. Praktisch das ganze in der Gießform freigesetzte Wasser wurde im Verlauf von ungefähr 48 Stunden verdampft.
• Die Festigkeit der nach diesen Beispielen hergestellten Gießform begann bei der frühzeitig durchgeführten Formung allmählich anzusteigen, und nach ungefähr 24 bis 48 Stunden wurde ein kräftiger Anstieg auf sehr hohe Druckfestigkeitswerte beobachtet, wie auch aus der Zeichnung zu ersehen ist. Zusätzlich zeigen diese Beispiele, daß eine größere Festigkeit der Gießform durch Zugabe von mehr Natriumsilicozirkonat erhalten werden kann.
• Erfindungsgemäß wird also eine Formstoffmischung zur Herstellung von Gießformen geschaffen, bei der die Teilchen des feuerfesten Materials, dessen Grundmaterial Silikasand ist, mit einer kleinen Menge Natriumsilieozirkonat vermischt werden. Wasser und Sandkörner werden zusammen mit Wasserglas, das durch dazwischen stattfindende exotherme Reaktion gebildet wird, verbunden. Die in Freiheit gesetzte Feuchtigkeit in der Gießform wird entfernt. Daher ermöglicht es die vorliegende Erfindung, nicht nur das gesteckte Ziel, nämlich die Ausschaltung eines Trocknungsarbeits-Cranges, zu erreichen, sondern vermindert gleichzeitig C in beträchtlichem Maße die Herstellungskosten durch Verwendung von weniger Materialsorten, wie sie bei anderen Verfahren zur Herstellung selbsthärtender Gießformen erforderlich sind, wodurch ein erheblicher Beitrag zur Entwicklung dieses speziellen Industriezweiges geliefert wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch: Formstoffmischung für die Herstellung von Gießformen, gekennzeichnet durcheine Mischung von feuerfestem Material, dessen Basis Kieselsäure ist, mit Natriumsilieozirkonat und Wasser.