DE1291860B

DE1291860B - Verfahren zum Herstellen von Giessformen fuer den Metallguss und Formstoffmassen dafuer

Info

Publication number: DE1291860B
Application number: DEB57814A
Authority: DE
Inventors: Alexander James Gerard; Bean Xarifa Louise; Wagner Paul William
Original assignee: Bean Morris and Co
Current assignee: Bean Morris and Co
Priority date: 1959-05-11
Filing date: 1960-05-11
Publication date: 1969-04-03
Also published as: GB943488A; US3074802A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her- Formverfahren und eine Formstoffmasse dafür zu stellen von Gießformen für den Metallguß unter Ver- schaffen.

Wendung einer körnigen Masse mit einem einen durch Die erfindungsgemäße Lösung besteht in einem einem aktivierendes Gas freisetzbaren, gebundenen gangs genannten Verfahren, das dadurch gekennzeich-Wassergehalt aufweisenden Bindemittel sowie eine 5 net ist, daß die Einzelkörner der körnigen Massa in an Formstoffmasse zur Durchführung dieses Verfah- sich bekannter Weise mit dem Bindemittel umhüllt rens. und die umhüllte Masse vor dem Aufbringen auf das

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird dem Modell so weit getrocknet wird, daß der Gehalt an feuerfesten Material, beispielsweise körnigem Form- ungebundener Feuchtigkeit weniger als etwa 0,3 Gesand, das Bindemittel in flüssiger Form vor dem Auf- io wichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht, bebringen auf das Modell beigegeben, die dadurch ent- , trägt, vorzugsweise sogar weniger als 0,1 Gewichtsstehende breiige Formstoffmasse unmittelbar auf das prozent. Unter »aktivierend« soll dabei die Eigen-Modell gebracht und auf dem Modell einem aktivie- schaft verstanden werden, das Bindemittel als solches renden Gas ausgesetzt, unter dessen Einfluß sich die wirksam zu machen, selbst wenn anschließend noch Formstoffmasse verfestigt. Dabei wird als Bindemittel 15 eine weitere Umsetzung, z. B. mit Kohlendioxyd oder z. B. Wasserglas verwendet, das durch Feuchtigkeit frei gewordenem Wasser für die volle Haftbindung aktiviert und mit Kohlensäure als Gas unter Bindung notwendig ist. der Körner verfestigt werden kann. Bevorzugt wird dafür, wenn die Durchdringung mit

Bei diesem Verfahren wird einerseits ein verhältnis- dem aktivierenden Gas durch Umschließen der Modellmäßig hoher Bindemittelanteil benötigt, da zumindest ao oberfläche von der mit dem getrockneten Überzug veralle Zwischenräume zwischen den Einzelkörnern des sehenen körnigen Masse und anschließendes Absaugen Formsands damit ausgefüllt sind, wodurch das Ver- der Luft aus .der umschließenden Masse erfolgt, fahren sowohl teuer ist als auch andere Schwierig- worauf hin das aktivierende Gas so lange in die körnige keiten aufweist. Andererseits ist nämlich die breiige Masse eingegeben wird, bis es in allen Bereichen der Formstoffmasse oft nur mit Schwierigkeiten, ge- 25 körnigen Masse und deren Bindemittel diffundiert ist gebenenfalls nur unter Stampfen in alle Konturen und sich dort mit diesem umgesetzt hat. des Modells einzubringen, da sie sowohl nur träge . Dabei kann das aktivierende Gas unter einem in der Handhabung und für automatische Vorgänge Druck von 0,33 bis 100 at in die Masse eingeleitet nur bedingt geeignet ist als auch unter Bildung von werden.

Lufteinschlüssen zu Fehlstellen neigt. Hinzu kommt, 30 Auch ist es von Vorteil, wenn die körnige Masse daß die Geschwindigkeit der Gaseinwirkung ins- vom aktivierenden Gas durchdrungen und dabei auf besondere an dickeren Stellen der Form naturgemäß etwa -15⁰C, jedoch bei dem dafür einzustellenden niedrig ist und zum Trocknen der Formstoffmasse auf Druck auf eine oberhalb des Gefrierpunktes des dem Modell zusätzliche Wärme zuzuführen ist. Durch Wassers in der durch die Umsetzung mit dem Gas derartige Erwärmungsvorgänge wird auch die Ge- 35 freigesetzten Bindemittellösung liegenden Temperatur nauigkeit der Form beeinträchtigt. abgekühlt wird und die Gasdurchdringung der körni-

Es ist zwar auch bekannt, ein aus hydratisiertem gen Masse so lange fortgesetzt wird, bis ihre Zusamkieselsaurem Natron bestehendes Bindemittel dem menhaltfestigkeit praktisch 1,41 kg/cm² Querschnitts-Formsand in Pulverform zuzugeben und das Modell fläche beträgt.

mit einer trockenen Mischung aus einzelnen Form- 40 Bei der Herstellung der Formstoffmasse können die sandteijchen und dabei zunächst gesonderten Teilchen einzelnen Teilchen überzogen werden, indem die des Bindemittels zu umgeben und das Bindemittel körnige Masse zunächst auf eine Temperatur im Bedann zu aktivieren, so daß sich die Form verfestigt. reich von 50 bis 95° C erhitzt und danach mit einer Doch unterliegt dieses Verfahren vor allem den Lösung des Bindemittels vermischt wird und angroßen Nachteilen eines einerseits großen Bindemittel- 45 schließend die überzogenen Teilchen unter Ausbildung Verbrauchs, einer infolge des Erweichens des hohen einer frei fließenden Masse getrocknet werden. Mischungsanteils der zwischen den Formsandkörnern Die Formstoffmasse zur Durchführung des Verliegenden Bindemittelteilchen unzureichenden Maß- fahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssiggenauigkeit und einer verminderten und ungleich- · keitsanteil von weniger als 0,3 °/₀ in Form von gemäßigen mechanischen Festigkeit der verfestigten 50 bundenem Hydratwasser vorliegt, wobei das Binde-Form, da im wesentlichen nur die Berührungsstellen mittel ein durch Wasser aktivierbares Acrylharz sein der Formsandkörner miteinander verbunden werden, kann, das dem Bariumhydroxydoctahydrat beigean denen ein Bindemittel teilchen anliegt. Dadurch mischt ist.

besteht auch eine erhöhte Gefahr des Auftretens von Dabei kann es auch vorteilhaft sein, wenn sich das

Ausspülungen der Form beim Gießvorgang. Auch 55 im Bindemittel enthaltene gebundene Hydratwasser können die Zwischenräume zwischen den Formsand- an den freiliegenden Oberflächen der Überzüge beteilchen von den Bindemittel teilchen zumindest örtlich findet, oder das verwendete Bindemittel Natriumoder teilweise. verstopft werden, wodurch eine un- orthosilikat, das. durch Hinzugeben und Vermischen gleichmäßige Porosität entsteht und die notwendige mit einer Natriummetasilikatlösung als Überzug auf gleichmäßige Zufuhr des aktivierenden Gases behin- 60 einzelnen Körnern der Formstoffmasse festgehalten dert wird. wird.

Dieselben Nachteile entstehen auch bei einem be- Für die erfindungsgemäße Formstoffmasse ist es

kannten Verfahren, bei dem das aktivierende Kohlen- auch von Vorteil, wenn das Bindemittel ein kristallines säuregas bei Zimmertemperatur durch das Formstoff- Natriumsilikat ist, dessen Na₂O: SiO_a-Verhältnis zwigemisch geleitet wird. 65 sehen 2:1 und 1:1,2 liegt, speziell aber, wenn das

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile be- Na₃O: SiO₂-Verhältnis des verwendeten Bindemittels kannter Verfahren zu vermeiden, insbesondere ein praktisch Natriumsesquisilikat, Natriummetasilikat, wirtschaftlicheres genaueres und qualitativ verbessertes Natriumorthosilikat oder einem Gemisch von Na-

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triumsesquisilikat und Natriumorthosilikat im Ver- der Schwerkraft auf die Gestalt der Modelloberfläche hältnis von etwa 1:1 bis etwa 8:1 entspricht. verteilt. Durch Rütteln oder Beklopfen des Form-

Schließlich ergeben sich auch Vorteile, wenn der kastens können sich gegebenenfalls ausbildende Hohlkörnigen Masse bei Verwendung von Na₂O · SiO₂ räume ausgefüllt und kann das Material zwecks Erzwecks Steuerung der Schrumpfung 0,25 bis 1% ⁵ zielung einer größeren Dichte zusammengeschüttelt Kohlenhydrat zugegeben ist oder indem die körnige werden. Die Formstoffmasse ist praktisch trocken, Masse Siliziumsand oder Zirkonsand und das Binde- d. h., sie enthält weniger als etwa 0,3 Gewichtsprozent mittel ein höheres Hydrat eines klebemittelartigen und vorzugsweise weniger als etwa 0,1 Gewichtspro-Natriumsilikats ist. zent freies Wasser (ausschließlich gebundenes Wasser, Für das erfindungsgemäße Verfahren kommen also io wie Hydratwasser) und besitzt keine »klebrige« Oberkeine Kunststoffe in Frage, bei denen ausschließlich fläche.

eine thermisch hervorgerufene Bindung entsteht, da Bei gröberem Sand muß die freie Wassermenge

die erfindungsgemäß als Bindemittel verwendbaren geringer sein, um den gleichen gewünschten Schutt-Stoffe mit einer chemischen Komponente nach dem barkeitsgrad zu erzielen; während bei feinerem Aufbringen als trockene frei fließende Formstoffmasse 15 körnigem Material die Flüssigkeitsmenge, welche aktiviert werden muß. Unter Gießformen sind auch wegen der größeren Oberfläche der feineren Teilchen, Gießkerne zu verstehen. Auch kann der Formstoff- über die die Feuchtigkeit verteilt ist, ohne merklichen masse ein Anteil überzugsfreier Formsand beigemischt Verlust an der gewünschten Schüttfreiheit absorbiert sein. zu werden vermag, etwas größer sein kann.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielten ao Die Herstellung der Form erfolgt durch Einbringen Vorteile liegen in erster Linie in der Möglichkeit, mit eines Modells 15 in einen Formkasten 16 und Übereiner freifließenden Formstoffmasse formen zu können, schütten des Modells mit der Formstoffmasse und die bei der Verfestigung auf dem Modell und beim eventuellem anschließendem Verdichten, ohne daß anschließenden Gießvorgang optimale Wirtschaftlich- die körnige Formstoffmasse auf das Modell geschleukeit, Genauigkeit und Gußqualität gewährleistet sowie 25 dert, geblasen, gestampft oder gepreßt zu werden sehr schnell erhärtet. Zudem wird ein Ankleben des braucht.

Modells an der Gießform auf ein Minimum reduziert Im Formkasten 16 wird der Bindemittelüberzug auf

und brauchen die Modelle nicht hitzebeständig zu sein den Körnern einem Gas ausgesetzt und so aktiviert, und nutzen sich nicht so leicht durch Stampfvorgänge daß die Formstoff masse zu einer zusammenhängenden, ab. Auch sickert der Bindemittelfilm nicht von den 30 selbsttragenden Gießform verfestigt wird, die ohne

Körnern nach unten. Beschädigung vom Modell abgenommen werden kann.

Die Erfindung ist nachstehend in einer Anzahl von Hierzu wird der Formkasten 16 auf den Boden 20

Ausführungsbeispielen an Hand von Zeichnungen einer Druckkammer 21 gesetzt.

näher beschrieben. Es zeigt Das Innere der Druckkammer 21 wird dann über

F i g. 1 ein schematisches Verfahrensschaubild der 35 eine Leitung 22 einer herkömmlichen Vakuumpumpe

erfindungsgemäßen Verfahrensschritte, evakuiert. Nachdem sich im Formkasten 16 ein Va-

F i g. 2 einen einzelnen Verfahrensschritt, nämlich kuum ausgebildet hat, wird das in die Leitung 22 ein-

das Begasen, und geschaltete Ventil 23 geschlossen und das aktivie-

F i g. 3 das Auffüllen des Formkastens sowie den rende Gas durch Öffnen eines Ventils 26 über eine

Evakuierungsvorgang. 4° Gaseinlaßleitung 24 eingelassen, so daß es auf Grund

In F i g. 1 sind mehrere Arbeitsschritte dargestellt, des hohen Vakuums die Formstoffmasse vollständig

wobei zunächst ein körniger Formsand mit einem durchdringt. Hierbei wird jeder unregelmäßige Strom aktivierbaren trockenen Bindemittelüberzug für die und jegliche unregelmäßige Verdünnung vermieden, einzelnen Körner vermischt wird. Der körnige Form- wodurch eine einheitliche Aktivierung der Bindung sand 10 und das Bindemittel 11 werden in einem 45 über die ganze Formstoffmasse gewährleistet wird.

Mischer 12 bzw. 13 innig miteinander vermischt, Das verwendete Gas reagiert dann mit dem Binde-

wobei die einzelnen Körner mit dem flüssigen Binde- mittelüberzug unter Ausbildung einer kohärenten

mittel überzogen, die Überzüge dabei gegebenenfalls Bindung.

durch einen Strom trockener Luft 14 oder trockenen Gemäß F i g. 2 kann in der Mitte eines Deckels 30

Stickstoffs getrocknet und während des Trocknens 50 des Formkastens 16 der Strom des durch die Formetwaige Zusammenballungen aufgebrochen werden. stoffmasse 17 hindurchtretenden Reaktionsgases an Nach Beendigung des Mischens und Trocknens einem Loch 31 auf seiner Rückseite auch auf einen kann die trockene Formmasse bis zum Gebrauch Bereich konzentriert werden, der einen merklichen gelagert werden, wobei sie vor Feuchtigkeit geschützt Abstand von den Kanten und Ecken sowie vom werden sollte, wenn das Bindemittel hygroskopisch ist. 55 Modell 15 hat. Das Reaktionsgas kann auch in der In manchen Fällen ist ein weiteres Mischen und/oder Formst off masse 17 nach einem gewünschten Muster Trocknen kurz vor dem tatsächlichen Gebrauch von mit Hilfe einer zwischen dem Deckel 30 und dem sich Vorteil, während bei gewissen Stoffen verbesserte im Formkasten 16 befindlichen Formstoff eingesetzten, Ergebnisse erzielt werden können, wenn sie nach dem kleine Gaseintrittslöcher aufweisenden Schicht aus Mischen und vor dem Gebrauch gealtert werden. 60 Gummi, Kunststoff oder aus sonstigem Material ver-Die so hergestellte Formstoffmasse mit den Merk- teilt werden. Diese Schicht wirkt wegen ihrer Nachmalen der Erfindung ist in dem Augenblick, in dem giebigkeit als eine Membran, die durch den Druck des sie gebraucht wird, praktisch frei fließend und schütt- in die Kammer eingeführten Gases nach unten gebar und besitzt praktisch keine meßbare »Grünfestig- drückt wird, wobei alle Löcher selbst bei Verwendung keit«, d. h., sie besteht aus frei gegeneinander beweg- 65 eines Deckels 30 freigelegt werden und das Gas hinlichen Einzelkörnern, deren sich berührende Ober- durchlassen. Ein Grund für eine solche Membran flächen so trocken sind, daß sich die Masse beim Auf- besteht darin, daß sie beim Öffnen des Ventils 23 nach schütten auf ein Modell von selbst unter dem Einfluß oben gezogen wird und danach beim Einführen von

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unter Druck stehendem Gas durch die Leitung 25 auf starrung Wärme zu entziehen. Es ist sehr schwierig, den Sand herabschlägt und diesen dabei wieder ver- feuchte und klebrige Formstoffe zwischen und um dichtet, falls er durch die Evakuierung lose geworden diese Kühlkerne zu stampfen, wobei die Zahl solcher sein sollte. Kerne unter Berücksichtigung der Festigkeit des

In Fällen, in denen sich Gas- oder Lufteinschlüsse 5 Formmaterials beschränkt ist. Die frei fließende Formausbilden können, ist es von Vorteil, das Modell mit stoffmasse beschränkt die Anzahl und Verwendbarkeit einer O-Ring 37 abgedichteten Entlüftungsöffnung 36 solcher Kühlkerne nicht.

und den Kammerboden mit einer Öffnung 38 zu ver- Die beschriebenen Formstoffmassen lassen sich

sehen, so daß die Luft oder das Gas durch dieses besonders im Zusammenhang mit biegsamen Mokleine Leck entweichen kann. Dieses Entleeren kann io dellen verwenden, da nur eine sehr geringe oder keine je nach der Anordnung der Löcher in der Membran 32 Außenkraft benötigt wird, die Formstoffmasse auf die an verschiedenen Stellen vorgenommen werden. Modelloberfläche zu packen, so daß das biegbare

Auch kann eine durchlässige Schaumgummi- oder Modell bei der Formbildung nicht durch Stampfen Kunststoffschaummembran an sich beliebiger Dicke verzerrt wird.

(6,35 mm) Dicke verwendet werden, durch die der 15 Für das Überziehen der Körner der Formstoffmasse Zwischenschichteffekt verringert wird und das Muster wird ein flüssiges Bindemittel angewandt, das jedes des eintretenden Gases besser geregelt wird. Diese einzelne Korn überzieht, um anschließend unter AusMembran kann entweder ganz ohne Löcher sein, bildung eines getrennten, trockenen Überzugs auf zusammen mit einer darüberliegenden, mit Löchern jedem Sandkorn, beispielsweise durch fortgesetztes versehenen Tafel verwendet werden, einseitig mit Aus- 20 Umrühren in einer trocknenden Atmosphäre oder nähme gewisser ausgewählter Bereiche abgedichtet durch Trocknenlassen, indem die Körner einzeln in sein oder in verhältnismäßig kleinen, ausgewählten einem strömenden trocknenden Medium in der Bereichen abgedichtet oder abgedeckt sein, um das Schwebe gehalten werden, verfestigt zu werden, und Gas nach einem bestimmten Muster eintreten zu die schließlich mit Hilfe eines Reaktionsgases aktiviert lassen. Durch sie wird der Druck in der Kammer as und zu einer festen Bindung ausgehärtet werden beliebig schnell verringert, ohne daß Gefahr besteht, können. Es wurde festgestellt, daß ein Überzug sowohl daß der trockene Sand durch noch nicht abgesaugtem aus dem Bindemittel selbst als auch aus einem Stoff Druck im Innern der Formstoffmasse aus dem Form- bestehen kann, der mit dem Gas zwecks Aktivierung kasten herausgeblasen wird. Eine solche Membran des Binders reagiert. So können eine Reihe von Alkaligestattet auch eine Zu- und Abfuhr von Gas zum 30 metallsilikaten zunächst klebrig gemacht und dann bzw. vom Sand gleichzeitig über dessen gesamte Ober- durch Behandlung mit Kohlendioxydgas zwecks Herseite und damit innerhalb einer minimalen Zeitspanne. vorbringung einer Bindung ausgehärtet werden. Das Rüttelung, Beklopfen oder Schütteln des Form- in dem dem Gas ausgesetzten Teil des Überzugs frei kastens, insbesondere quer zur Richtung der Erd- werdende gebundene Hydratwasser macht den Silikatanziehung, gewährleistet dichte Formen, während 35 überzug klebrig, wobei wahrscheinlich ein Teil des auf eine derartige Behandlung in Richtung der Erdbe- diese Weise frei werdenden Wassers zum gegebenenschleunigung die Ausbildung von Brücken und damit falls vorhandenen benachbarten Silikat weiterwandert, von Löchern im Material wenig gut verhindert, obwohl das nicht unmittelbar dem Gas ausgesetzt war, und eine solche Behandlung das körnige Material unter auf diese Weise die Körner miteinander verbindet. Erhöhung seiner Dichte zusammendrückt. Maximales 4° Das die Körner der Formstoffmasse überziehende Zusammendrücken wird durch Rütteln oder Be- Silikat ist so trocken, daß es beim Schütten frei fließt, klopfen in beiden Richtungen, beispielsweise auf einer Derartige Silikatstoffe lassen sich durch die allgemeine Kreis- oder Ellipsenbahn, erzielt. Formel

Die mittlere Dichte von überzogenem Siliziumsand xM₂0 · jSiO₂ · zH₂O

mit den Merkmalen der Erfindung beträgt etwa 45

1,36 bis 1,44 g/cm³. Dieser Wert kann durch ent- darstellen, worin M ein Alkalimetall, vorzugsweise sprechende Behandlung des Sands, beispielsweise Natrium, ist und das Verhältnis χ: y vorzugsweise das durch Rütteln oder Bestoßen auf einen Maximalwert Verhältnis der Meta-, Ortho- und Sesquisilikate und von 1,68 bis 1,84 g/cm³ erhöht werden. deren Gemische bedeutet. Als Beispiel seien genannt:

Falls bei hoher Verdichtung die Porosität absinkt, 50 Natriummetasilikat (Na₂O · SiO₂ · zH₂O, wobei ζ = 5, kann diesem Effekt bei Verwendung eines trockenen, 6, 8 oder 9 sein kann), Natriumsesquisilikat (3 Na₂O · schüttbaren Formstoffs durch Hinzufügen eines fase- 2 SiO₂ · 11 H₂O oder Na₃HSiO₄ · 5 H₂O) und Narigen Materials, wie Asbest, begegnet werden, dessen triumorthosilikat (2 Na₂O · SiO₂ · H₂O). Fasern sich zwischen den Sandkörnern längs der So sind für diese Zwecke Natriumsilikate Na₂O · SiO₈

formenden Oberfläche ausrichten, wodurch ein festes 55 mit einem Verhältnis χ: y gemäß vorstehender all-Einpacken der freien Körner in der Masse verhindert gemeiner Formel von 2:1 bis 1:1,2 besonders gut wird, ohne die normale dichte Anordnung der kugel- anwendbar, da sie wirksame aktivierbare Bindemittel förmigen Körner neben der glatten Modelloberfläche darstellen, billig sind, leicht auf Sand aufgebracht zu behindern. So wurden beispielsweise mit bestem werden können, erforderlichenfalls nach dem AbErfolg 4 Gewichtsprozent Asbest zugegeben. 60 binden zwecks Austreibung von Wasser und Gasen Ein wichtiger Vorteil einer frei fließend schüttbaren ausgebacken werden können und durch die Hitze des Formstoffmasse ist die Fähigkeit, Schlitze auszufüllen. Metallgusses so weit geschwächt werden, daß der Bei vielen Formen, und zwar bei Formen für Alu- Formstoff vom Gußstück abgenommen werden kann, minium- und Magnesiumguß ist es außerordentlich obwohl diese Silikate, wenn es darauf ankommt, wichtig, das Modell mit mehreren, oft sehr dicht 65 starke Bindemittel darstellen. Bei Anwendung anderer nebeneinanderliegenden Kühlkernen 39 (F i g. 3) zu Aktivierungsmittel, indem z. B. eine andere hydrierte besetzen, die in die Form eingebaut werden, um in Verbindung in den Überzug eingebaut wird, der bei gewünschter Weise dem Gußstück während der Er- der Gasbehandlung Wasser frei macht, können auch

andere Silikate als Bindemittel verwendet werden. Es können zudem auch Bariumhydroxyd-oktahydrat, Borax oder hydrierte kristalline Silikate verwendet werden. Im allgemeinen sollte der Bindemittelüberzug das gebundene Wasser in einer Menge von 10 bis 75 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des zu aktivierenden Bindemittels, enthalten.

Die Gasaktivierung des Bindemittels kann durch Katalyse einer Reaktion, z. B. weitergehenden PoIy-

kann dadurch verkleinert werden, daß die Kohlendioxyd-Gasbehandlung unterhalb etwa 20⁰C vorgenommen wird.

Andererseits sind im Orthoverhältnis vorliegende Silikate hygroskopischer, obwohl sie beim Abbinden praktisch keine unerwünschte Änderung des Volumens der Form hervorbringen, und erfordern daher besondere Vorsichtsmaßnahmen, um die überzogenen Körner gegen den Einfluß der atmosphärischen

merisierung erfolgen, also beispielsweise aus der io Feuchtigkeit zu schützen, wenn sie schüttbar bleiben

Wirkung von HCl beim Binden oder Aufbauen von Formaldehydzwischenharz oder anhydrischen Formaldehydharzen, insbesondere Kondensationsprodukten aus Formaldehyd und Anilin oder Toluidin, bestehen.

Darüber hinaus hat es sich gezeigt, daß auch noch andere Stoffe durch Umsetzung mit einem trockenen Gas auf einem trockenen Überzug zu einer wirksamen Bindung für überzogenen Sand aktiviert werden

sollen.

Im Sesquiverhältnis vorliegende Silikate sind wesentlich weniger hygroskopisch als im Orthoverhältnis vorliegende Silikate und bewirken praktisch keine unerwünschte Volumenänderung während des Abbindens. Mit Hilfe eines Sesquisilikatbinders hergestellte Formen behalten ihre Festigkeit von beispielsweise 2,46 bis 5,98 kg/cm² bei der Lagerung gut.

Bezeichnet man die relative Güte des mit diesen drei

können. So können normalerweise nicht als Klebe- 20 Natriumsilikaten überzogenen Sands mit A, B, C bzw.

mittel bekannte Stoffe, die jedoch durch Behandlung mit Gas freimachbares, gebundenes Wasser enthalten, z. B. Natriumaluminat oder Bariumhydroxydmonohydrat, bei einer derartigen Gasbehandlung einander berührende Überzüge verbinden.

Weiterhin können auch ohne die Anwesenheit von Wasser durch Umsetzung mit einem Gas Salzbindungen erzeugt werden. Beispeilsweise können Eisenchlorid (FeCl₂), phosphorsaures Natrium (Na₂HPO₄

D, wobei A die beste und D die schlechteste Qualität bedeuten soll, so ergeben sich die nachfolgenden Werte:

Qualität

Leichtigkeit der Lösung

Verbleibende Trockenheit

1 <■> η /vi j -n ·· ·* λ ·ι , _t ,,, (nichthygroskopisch)

12H₂O) oder Borsaure mit Ammomakgas behände t 30 _Anfängliche Festigkeit durch
werden. An Stelle von Eisenchlorid kann auch Nickel- Lufthärtung

Chlorid oder Kobaltchlorid verwendet werden, doch _Endgültige Bindungsfestigkeit''
geben diese Verbindungen schlechtere Ergebnisse und
sind teurer; ebenso sind auch phosphorsaures Kalium
[K₂HPO₄ · 4 H₂O] und die entsprechende Kalzium- 35 AlkaHnltäT
Verbindung [Ca(H₂PO₄)₂ · H₂O] schlechter als phosphorsaures Natrium.

Von diesen verschiedenen Möglichkeiten hat sich das Überziehen der Formstoffkörner mit Natrium-

Genauigkeit der
Wiedergabe

Oberflächen-

Meta

D
C

C
A

Sesqui

A-

A
B

Ortho

Das vorerwähnte Schrumpfen bei Verwendung des Metasilikat-Bindemittels läßt sich durch Vermischen von Metasilikat mit einer geringeren Menge Orthosilikat in den oben angegebenen Verhältnissen und die 40 silikat, beispielsweise im Verhältnis von 1,5:1 bis 3 :1, Behandlung mit reinem Kohlendioxydgas als beson- oder durch Abkühlen des Sands auf etwa 15 ⁰C, ders vorteilhaft erwiesen.

Die aufgezählten Bindeverfahren können auch zum
alleinigen Verbinden von Faserstoffen sowie zum Verbinden derartiger Stoffe im Gemisch mit Sand usw. 45 hinaus den Wasserverlust, was bei der Bestimmung der verwendet werden. ursprünglich zugegebenen Wassermenge und bei der

Obwohl mit den verschiedenen vorgenannten Stoffen Grenze für die Trocknung berücksichtigt werden sollte, zufriedenstellende Resultate erzielt werden können, Um dem überzogenen Sand durch Austreiben von schwanken diese Ergebnisse etwas von Stoff zu Stoff während der Lagerung aufgenommenem Wasser eine und in Abhängigkeit von den speziell angewandten 50 verbesserte Festigkeit zu verleihen, kann er nach der

vorzugsweise jedoch ohne Gefrierung, einstellen. Ein derartiges Abkühlen, beispielsweise durch Verwendung von kälterem Gas, verringert darüber

Arbeits- und Gießverfahren.

So hat es sich beispielsweise herausgestellt, daß im Metaverhältnis vorliegende Silikate am wenigsten hygroskopisch sind und daß damit überzogener Sand unter normalen trockenen Lagerungsbedingungen nach seiner Herstellung und vor dem Gebrauch über längere Zeiten hinweg trocken und frei fließend bleibt. Andererseits neigen die daraus hergestellten, durch Gasbehandlung auf volle Festigkeit gebrachten For-

Lagerung und kurz bevor er über das Modell geschüttet wird, noch einmal für beispielsweise 2 bis 10 Minuten abschließend gemischt oder belüftet werden.

Ein vorteilhafter Stoff ist auch ein Gemisch von Natriumsesquisilikat und Natriumorthosilikat im Verhältnis von etwa 3:1. Dieses Gemisch ist weniger empfindlich gegenüber Schwankungen im Trockenheitsgrad nach dem Überziehen als das im Sesqui-

men dazu, sich zu zersetzen, wenn sie nicht am selben 60 verhältnis vorliegende Silikat und kann bei etwas Tag verwendet werden, während sie, wenn sie durch tieferem Druck, nämlich bei 0 bis 1,41 kg/cm² gegen-Gasbehandlung nur auf Teilfestigkeit von beispielsweise 0,28 bis 0,56 kg/cm² gebracht werden, durch

längeres Stehen und Trocknen auf volle Festigkeit von

über 1,41 bis 2,81 kg/cm² mit dem Gas behandelt werden. Die aus diesem Gemisch hergestellten Formen verlieren beim Abtrocknen des freien Wassers

beispielsweise 2,11 kg/cm² oder noch mehr erhärten. 65 nach dem Abbinden weniger an Festigkeit, nämlich Weiterhin wurde festgestellt, daß die geformte Sand- etwa 25 bis 50% gegenüber 40 bis 70%.
masse bei Verwendung von Metasilikaten während Die Herstellung einer derartigen gemischte Alkalides Abbindens zum Schrumpfen neigt. Diese Tendenz metallsilikatstoffe als Bindemittel verwendenden er-

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findungsgemäßen Formstoffmasse läßt sich durch den mit dem Überzug versehenen Sand so schnell inniges Vermischen des trockenen Sands oder sonstigen wie möglich zu trocknen, da die Zersetzung des Endkörnigen Formstoffs mit dem in Form eines trockenen erzeugnisses auf zu langem Mischen beruhen kann. Pulvers oder von feinen Körnern vorliegenden Silikat Durch Anwendung höherer Temperaturen von

in einem Mischer, beispielsweise in dem in Fig. 1 5 beispielsweise 50 bis 95°C kann die Verdampfung von dargestellten Mischer herstellen. Bei einer derartigen freiem Wasser während des Mischvorgangs beschleu-Herstellung ist die tatsächliche Zusammensetzung des nigt werden. Bei zu langsamer Trocknung mit Hilfe Silikatbindemittels auf den Sandkörnern praktisch von kalter oder feuchter Luft verringert sich die gleich der des kristallinen Silikat-Ausgangsstoffs. Ein erreichbare Bindungsfestigkeit, bevor der Überzug solches Gemisch kann im Rahmen der Erfindung io getrocknet ist. Es hat sich als günstig erwiesen, das dazu verwendet werden, daß das pulverförmige Binde- Mischen oder Mahlen bei normaler Temperatur mittel einheitlich verteilt bleibt, um in der Vertiefung durchzuführen, bis der mit dem Überzug versehene zwischen benachbartenKörnern festgehalten zu werden, Sand trocken ist. Wenn der Silikatüberzug als Wasserwo es die Körner bei seiner Aktivierung verbindet, träger dienen soll, sollte jedoch nicht so weit gedoch werden in der Praxis bessere Ergebnisse durch 15 trocknet werden, bis auch das gebundene Wasser vorheriges Überziehen der Körner erzielt. Durch entfernt ist. Es hat sich daher als zweckmäßig erAnwendung von Wärme und von Druck während des wiesen, die Trocknungstemperatur, soweit möglich, Mischens kann das Silikat so weit geschmolzen werden, auf unter 80°C zu halten. Obwohl derartige Stoffe daß es die einzelnen Körner jeweils mit einem Überzug schließlich durch Behandlung mit Kohlendioxydgas versieht, der beim Mischen trocknet. Bessere Er- 20 gebunden werden, hat es sich nicht als notwendig gebnisse werden oft dadurch erzielt, daß dem körnigen erwiesen, sie von Luft mit einem normalen Kohlen-Stoff in einem Mischer eine vorgeformte, soweit wie dioxydgehalt von 0,03 Volumprozent fernzuhalten, zulässig konzentrierte Silikatlösung zugegeben wird. Das aktivierende Gas muß einen wesentlich höheren Eine derartige Lösung sollte unter Berücksichtigung CO₂-Gehalt aufweisen, nämlich mindestens einen sonstiger notwendiger Überlegungen so konzentriert 25 Partialdruck von 10 mm, oder wesentlich länger zur wie nur möglich sein, um eine unnötige Verdampfung Einwirkung gebracht werden, und da die Umsetzung zu vermeiden. Andererseits sollte die Wassermenge mit aus einem Gasgemisch stammendem CO₂ einen aber mindestens gleich der Menge des gewünschten nicht umgesetzten Gasrest zurückläßt, müssen in Hydrats, und zwar im allgemeinen der des höchsten solchen Fällen besondere Maßnahmen ergriffen Hydrats der Verbindung sein. Auf diese Weise nimmt 30 werden, damit die Formstoffmasse dem Kohlendioxyd bei einem Metasilikat die Festigkeit der Bindung mit einheitlich ausgesetzt und ein Ansammeln von Restgas zunehmender Wassermenge in der Mischung bis zum verhindert wird, das den benötigten Kohlendioxyd-Nonahydrat zu, während bei Verwendung von noch gasstrom behindern würde. Am besten eignet sich mehr Wasser im Gemisch die Bindung schwächer reines Kohlendioxydgas.

werden kann. 35 Der Durchgang von Kohlendioxydgas in die auf

Natriumorthosilikat kann wegen seiner schlechten dem Modell 15 verdichtete Formstoffmasse 17 macht Auflösbarkeit in Form von in Wasser dispergiertem die Kornüberzüge zunächst klebrig und härtet sie feinem Pulver verwendet werden, jedoch ist es auch dann aus, wodurch die Körner zu einer zusammenmöglich, das Silikatpulver mit dem Sand zu vermischen haltenden Form verbunden werden. Obwohl die und dann eine Metasilikatlösung zuzugeben, die einen 40 Formmasse beim Übergießen über das Modell glatten klebrigen Überzug auf den Körnern hervor- praktisch feuchtigkeitsfrei zu sein scheint, wandelt die bringt. Kohlendioxydbehandlung die Silikatüberzüge in einen

Obwohl von »Meta-«, »Ortho-« und »Sesquisilikaten« klebrigen Zustand um und fördert das Aushärten usw. und von Gemischen dieser Verbindungen die durch weitere Umsetzung mit Kohlendioxyd. Rede ist, sind diese Substanzen tatsächlich durch das 45 Wenn der Gesamt-Wassergehalt einschließlich der Wasser zersetzt, so daß sie für gewöhnlich als »Sy- freien Feuchtigkeit und des chemisch gebundenen sterne« oder »Komplexe« angesehen werden, die am Hydratwassers mehr als nur etwas größer ist als der genauesten durch das Verhältnis von Alkalimetall- Betrag, der chemisch als Hydratwasser zurückgehalten oxyd zu Silizium und Wasser gekennzeichnet werden. werden kann, d. h., wenn der Gesamt-Wassergehalt Der Zusatz von Alkalien zur Lösung oder zum Ge- 5° mehr als 0,3 °/₀ freies Wasser, bezogen auf die Gesamtmisch von verschiedenen Silikatstoffen kann ver- menge der Festbestandteile, d. h. auf das Gewicht des schiedene Silikatkomplexe ergeben, so daß die Angabe Sands und des Bindemittels, beträgt, ist die Formstoffvon bestimmten Silikatsalzen jeweils als Bezugnahme masse nicht trocken genug, um leicht schüttbar und auf das Metalloxyd zu verstehen ist, nämlich auf das frei fließend zu sein. Wenn andererseits aber der SiO_a-Verhältnis der in den Mischer eingesetzten 55 chemisch gebundene Wassergehalt unter etwa 25% Stoffe, in dem der Sand mit einem Überzug versehen des Gesamtgewichts nur der Silikatfestbestandteile wird. So kann beispielsweise das vorgenannte Gemisch des Überzugs absinkt, kann die Zerreißfestigkeit der von Sesqui- und Orthosilikaten im Verhältnis 3:1 abgebundenen Form nach der Behandlung mit Kohlenoder ein anderes gewünschtes Silikat-Alkalimetall- dioxyd unzufriedenstellend niedrig sein, nämlich Verhältnis selbstverständlich durch Vermischen eines 60 beispielsweise weniger als 0,35 kg/cm² Querschnittsin Lösung befindlichen Silikats mit einem Metall in fläche betragen. Zwecks Vermeidung eines zu starken einem verhältnismäßig geringen Metall-Silikat-Ver- Trocknens während der Gasbehandlung kann das hältnis, wobei Verhältnisse bis hinab zu 1: 3,75 an- Gas vor dem Hindurchschicken durch den mit einem gewandt wurden, und anschließendes Zugeben einer Überzug versehenen Sand durch Wasser geleitet bestimmten Menge eines Alkalimetallhydroxyds oder 65 werden.

eines Äquivalents hergestellt werden, um das ge- Das Trocknen des Sands sollte normalerweise so

wünschte Verhältnis in der Lösung einzustellen. eingerichtet werden, daß fast die gesamte freie Feuchtig-

Unter sonst gleichen Bedingungen ist es am besten, keit entfernt wird, wobei jedoch noch etwas freie

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Feuchtigkeit, vorzugsweise eine ganz geringe Menge keit schwanken etwas je nach der Zusammensetzung von beispielsweise 0,1%» neben dem Hydratwasser der in der Lösung vor dem Trocknen enthaltenen verbleiben kann. Dabei sind merkliche Schwankungen Wassermenge und den Trocknungsbedingungen,
in der Trocknung zulässig, selbst über den Punkt So hat es sich beispielsweise gezeigt, daß das hinaus, bei dem die Entfernung des chemisch ge- 5 Maximum der Feuchtigkeit-zu-Festigkeit-Kurve bei bundenen Hydratwassers einsetzt. Selbst in einem mit etwa 8 Gewichtsprozent Natriumsesquisilikat offenen Läufer kann bei Zimmertemperatur fort- überzogenem Siliziumsand im Bereich von 36 bis 55 % gesetztes übermäßiges Mischen in Gegenwart von gebundenem Wasser liegt, bezogen auf das Gewicht trockener Luft und/oder trockenem Stickstoff dem der löslichen Silikatfestbestandteile.
Silikatüberzug zu viel gebundenes Wasser entziehen io Eine ähnliche Silikatmaterialmenge in der gleichen und dadurch die Festigkeit der Bindung verringern. Konzentration auf Siliziumsand ergab unter anderen Es wurde festgestellt, daß das Mischen von trockenem Trocknungs-, Misch- und Gasbehandlungsbedingungen Silikat mit dem Sand bei einer Temperatur, bei der einen trockenen und frei fließenden Zustand bei einem sein Hydratwasser zwecks Verflüssigung des Überzugs Gehalt an gebundenem Wasser von 45 %. Die Festigfrei gemacht wird, den Stoff schon unterhalb des 15 keit der Bindung betrug etwa 2,3 kg/cm² und stieg Festigkeitsmaximums der vorerwähnten Kurve läßt. bei einem Gehalt an gebundenem Wasser von 42% Als praktischer Anhaltspunkt wurde ermittelt, daß auf etwa 3,0 kg/cm² an, um bei weiterer Verringerung die richtige Trocknung durch das Auftreten einer vor auf unter 40 % stetig, wenn auch langsam, wieder dem Läuferpflug hochgeschobenen niedrigen, glatten abzufallen.

Welle festgestellt werden kann, wobei das Trocknen 20 Weiterhin wurde festgestellt, daß der gewünschte

eingestellt werden sollte, wenn diese Welle fast eben trockene und schüttbare Zustand der Formstoffmasse

wird. bei einer anderen Charge dann erzielt wurde, wenn der

Als ein Beispiel wurde eine 45,4-kg-Menge von Gehalt an chemisch gebundener Feuchtigkeit, bezogen

100-Maschen-Siliziumsand in einem Mischer mit einer auf die Natriumsesquisilikat-Festbestandteile, 54 %

3,62 kg Natriumsesquisilikat in 0,23 kg Wasser ent- 25 erreichte und daß die mit diesem Material bei diesem

haltenden Lösung gemischt und das Gemisch durch Grad der Trocknung erzielte Bindungsfestigkeit etwa

Einleiten eines Heißluftstroms mit einer Temperatur 2,04 kg/cm² betrug. Die Zerreißfestigkeit stieg mit

in der Größenordnung von 132 bis 149°C in den abnehmendem Feuchtigkeitsgehalt stetig an, um

Mischer während des Mischvorgangs getrocknet. bei etwa 47 % etwa 3,9 kg/cm² zu erreichen. Bei

Während der Trocknung wurden dem Gemisch laufend 30 weiterem Trocknen mit heißer Luft fiel die erreichbare

Proben entnommen, die mit CO₂-GaS behandelt und Zerreißfestigkeit schnell ab und erreichte bei einem

anschließend auf Zerreißfestigkeit geprüft wurden. Feuchtigkeitsgehalt von 43% einen Wert von

Die trockene, frei fließende Formmasse ergab eine 0,14 kg/cm².

hohe Festigkeit, wenn ihr Wassergehalt, bezogen nur Darüber hinaus wurde festgestellt, daß die Größe

auf die Natriumsilikatfestbestandteile, zwischen etwa 35 der abzubindenden Masse ebenfalls die erzielte Festig-

50 und 60% betrug. Die mit einem auf einen Wasser- keit beeinflußt. Offenbar dient im ersten Teil der

gehalt von 61 % getrocknetem Material erzielte umzusetzenden Probe frei werdendes Wasser im Rest

Bindungsfestigkeit betrug etwa 2,04 kg/cm², während des Materials dazu, ihm eine höhere Festigkeit zu

die Zerreißfestigkeit mit abnehmendem Wassergehalt verleihen. Es gibt jedoch einen Punkt, unterhalb dessen

stetig bis auf etwa 40,8 kg/cm^a bei etwa 54% anstieg. 40 selbst für eine große Menge des umzusetzenden und

Bei diesem Wassergehalt handelte es sich fast aus- abzubindenden Stoffs zu wenig Wasser vorhanden ist,

schließlich um gebundenes Wasser. Bei weiterem obwohl dieses Niveau wesentlich unterhalb den oben

Trocknen mit heißer Luft fiel die erzielte Zerreiß- angegebenen Grenzen liegt.

festigkeit schnell ab, bis die Bindung unter den Mit praktisch reinem Kohlendioxyd verläuft das

speziellen Versuchsbedingungen bei einem Feuchtig- 45 Abbinden sehr schnell, doch kann die Reaktion durch

keitsgehalt von 50% zu schwach war, als daß sie für Verdünnen des Kohlendioxyds verlangsamt werden.

Gießformen Verwendung finden könnte. Es wurde beobachtet, daß die Temperatur derartiger

Die Art der mit Silikaten erzielbaren Bindung Formmassen während der Gasbehandlung offenbar

hängt also vom Grad der Umsetzung mit dem mit infolge einer exothermen Reaktion merklich ansteigt,

dem Bindemittel in Berührung kommenden CO₂ ab, 50 Dieser Umstand kann als Anzeige für die richtige

was eine Funktion sowohl des Drucks als auch der Zeit Dauer der Gasbehandlung ausgenutzt werden, indem

ist. Bei einer schwachen Umsetzung wird Wasser aus der Endpunkt für die Trocknung durch Entnahme von

den Zusammensetzungen frei gemacht, wobei sich Proben während der Trocknung bestimmt wird. Der

eine feuchte Bindung geringer Festigkeit (etwa 0,07 Grad und die Geschwindigkeit des Temperaturanstiegs

oder 0,14 kg/cm²) ergibt. Bei weiterer Umsetzung 55 scheint unabhängig von der Größe der hergestellten

wird die Bindung verformbar, ist fester und besitzt Form zu sein, wobei die Geschwindigkeit ansteigt,

noch eine gewisse Nachgiebigkeit (etwa 0,2 bis wenn das Trocknen des mit einem Überzug versehenen

0,7 kg/cm²). Bei noch weiterer Umsetzung wird die körnigen Stoffs, wie beschrieben, praktisch im Zustand

Bindung immer fester und brüchiger (etwa 0,7 bis der Trockenheit und des freien Flusses angehalten

5,0 kg/cm^a) und ist bei vollständiger Umsetzung 60 wird, und sinkt, wenn das Trocknen der Formstoff-

schließlich vollkommen starr. Die Art der Bindung masse über diesen Punkt hinaus fortgesetzt wird, so

kann somit durch die Art der Gasbehandlung ein- daß der Trocknungsprozeß angehalten werden kann,

gestellt werden. Häufig wird eine hohe Festigkeit wenn der Temperaturanstieg während des Trocknens

verlangt, doch wirft die Brüchigkeit der festen Bindung bei der Gasbehandlung aufeinanderfolgender Proben

mitunter beim Abnehmen der Form vom Modell 65 eine bestimmte Abnahme gegenüber einem Maximal-

Schwierigkeiten auf, so daß eine etwas nachgiebigere wert zeigt.

Bindung geringerer Festigkeit bevorzugt wird. Beim praktischen Gießbetrieb läßt sich diese

Diese prozentualen Angaben für maximale Festig- Regelung einfacher und geschickter durch Über-

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"wachung der vom Läufer aufgenommenen, d. h. der geführte Rohrleitungen erfolgen. Bei zu geringem

für den Durchtritt durch den Sand benötigten Leistung Gasdruck leidet die Festigkeit der Bindung, wobei

erreichen. Wenn diese Leistung nämlich praktisch der zulässige Minimaldruck von der Art des Silikats

auf den Wert abgesunken ist, der vor der Zugabe der abhängt. Im allgemeinen hat sich ein Gasdruck von

Silikatlösung benötigt wurde, kann angenommen 5 etwa 2,8 kg/cm² nach einem Vakuum von 5 mm als

werden, daß der Sand so trocken ist wie vor dieser zufriedenstellend erwiesen. Der Minimaldruck für

Zugabe. praktischen Betrieb mit Natriummetasilikat oder

Sesquisilikat beträgt etwa 1,4 kg/cm², doch können

Vergleiche zwischen _auch ^_{6 Resultate mit Drücke}n bis hinab zu 0 bis

1. verschiedenen Trockenzeiten für den Formmasse- ¹⁰ 0,70 kg/cm² erzielt werden, wenn andere Faktoren Überzug, optimal gewählt werden. Für ein Gemisch aus ein

„,,'_,., „ , . „ . , . Viertel Ortho- und drei Viertel Sesquisilikat ist

2. der bei der Gasbehandlung bis zur Erzielung eines _{0 70 k /cm2 ein} zufriedenstellender Arbeitsdruck. Temperarurmaximums benotigten Zeit, _{Wem bei der Gasbehand}i_{ung von} Silikatbinde-

3. der erreichten Maximaltemperatur und 15 mitteln so viel Wasser oder sonstige Flüssigkeit frei

wird, daß die Form feucht oder nicht richtig ab-

4. der Zerreißfestigkeit der abgebundenen Formen gebunden wird, oder falls bei der Vakuumbehandlung führen zu dem Ergebnis, daß eine gute Bindung nicht alle Luft abgezogen wird, kann die in F i g. 2 normalerweise mit einem schnellen Temperaturanstieg dargestellte Anordnung benutzt werden. Wenn bei von etwa 38 ⁰C oder darüber während der ersten paar ao dieser Anordnung alles in die Form eingeführte Gas Minuten der Gasbehandlung begleitet wird. Bei durch einen Mittelabschnitt der Rückseite der Form, einem merklich geringeren anfänglichen Temperatur- d. h. durch die Öffnung 31 im Deckel 30 und die anstieg kann es sein, daß die erzielte Bindung nicht kleinen Löcher 33 in der Membran 32 eingeführt stark genug ist. Die beste Bindung braucht nicht wird, behindert eine derartige übermäßige Befeuchtung notwendigerweise von der höchsten Temperatur oder 25 durch das Freiwerden von Wasser aus dem Bindevom schnellsten Temperaturanstieg begleitet zu sein, mittel an Stellen besonders hoher CO₂-Konzentration im allgemeinen werden zufriedenstellende Ergebnisse nicht die schnelle Entwicklung einer festen Bindung mit einer Kohlendioxydbehandlung unterworfenen an den Ecken der Form oder an der dem Modell Sih'katbindemitteln erzielt, wenn während der ersten zugekehrten Formoberfläche, wobei die Form bei oder während der ersten beiden Minuten der Gas- 30 ihrer Abnahme vom Modell besonders fest sein muß. behandlung, d. h. nach Beendigung der Evakuierung Vorzugsweise befinden sich derartige übermäßige und dem Einlaß von Kohlendioxyd in die in F i g. 1 feuchte Formbereiche an den Eintrittsöffnungen, so dargestellte Anordnung, ein starker Temperatur- daß sie von benachbarten gebundenen Bereichen gut anstieg von etwa 38 ° C stattfindet und die Gasbehand- geschützt werden müssen. Eine zweite, kurze Gaslung so lange fortgesetzt wird, bis eine Spitzen- 35 behandlung nach dem Trocknen der feuchten Bereiche temperatur überschritten und ein Absinken der kann deren Bindungsfestigkeit verbessern. Eine beTemperatur (für die meisten Stoffe auf etwa 93 ⁰C) sonders wirksame Behandlung besteht darin, daß der innerhalb von 2 bis 3 Minuten. Gasbehandlungszeit Druck nach einer kurzen Gasbehandlung bei niedrigem beobachtet wird. . Druck, d.h. bei weniger als 0,70 kg/cm² Atmosphären-

In Fällen, in denen die gebildete Reaktionswärme 40 überdruck, mit Hilfe einer Vakuumpumpe auf wenige

unerwünscht ist, kann sie durch ,Verwendung eine Millimeter (absolut) reduziert und anschließend

geringere Reaktionswärme erzeugender, weniger alkali- Kohlendioxydgas unter einem Druck von etwa 1 bis

scher Silikate oder durch Abkühlen des Sands oder 10 Atmosphären eingeführt wird. Die Endfestigkeit

Gases gesteuert werden, wobei dieser etwas Wärme in Bereichen, in denen anfänglich übermäßig viel

absorbiert, ohne daß die Temperatur des Stoffs zu 45 Feuchtigkeit abgelagert worden war, kann durch

stark absinkt. diese Behandlung auf ein Vielfaches der nach der

Die Zeit und die Temperatur der Gasbehandlung ersten Gasbehandlung erzielten Festigkeit ansteigen, wird durch veränderliche Größen, wie Reaktions- Bei einer CO₂-Behandlung bei Drücken unterhalb wärme, Temperaturanstieg, Geschwindigkeit der Um- von einer Atmosphäre ergeben sich bei sonst gleichsetzung und Gehalt an freiem und an gebundenem 59 bleibenden .übrigen Bedingungen wenig feste Formen. Wasser, beeinflußt. Bei Anwendung im normalen An Stelle von CO₂ können auch andere Gase verGießereibetrieb braucht die größtmögliche Zerreiß- wendet werden, die eine Bindungsumsetzung katafestigkeit gar nicht erreicht zu werden, vielmehr genügt lytisch hervorbringen oder einen Bestandteil des eine Festigkeit, die die im Gießereibetrieb übliche Bindemittels zersetzen, wobei dann das Zersetzungs-Handhabung gestattet. In diesem Sinn ist es für viele 55 produkt das Bindemittel aktiviert. Je nach dem verZwecke ausreichend, wenn die gebundene Form eine wendeten Bindemittel kann HCl entweder in der einen Zerreißfestigkeit von etwa 0,7 bis 1,1 kg/cm² aufweist, oder in der anderen Weise wirken. SO₂ und andere doch sind im Rahmen der Erfindung Festigkeiten saure gasförmige Anhydride zersetzen die hydrierten bis zu 4,6 kg/cm² erzielbar. Salze in der gleichen Weise wie CO₂, doch hat sich in Auch die Gasbehandlung der Formstoffmassen 60 der Praxis CO₂ als den übrigen Gasen überlegen kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden. gezeigt. Ammoniakgas aktiviert ein Oxalsäure Beispielsweise kann das Reaktionsgas die auf die [(COOH)₂ · 2H₂O], Borsäure [H₃BO₃], Kalziumphos-Modelloberfläche aufgebrachte Formmasse durch phat [Ca(H₂PO₄) · 2H₂O], Natriumphosphat [NaH₂-Diffusion oder Strömung imprägnieren, wobei die PO₄ · H₂O], Eisenchlorid [FeCl₂] oder Nickelchlorid Dauer der Behandlung durch Verwendung von unter 65 [NiCl₂] enthaltendes Bindemittel. Die durch die Überdruck stehendem Reaktionsgas herabgesetzt vorstehend beschriebene Behandlung von mit einem werden kann. Die Gaszufuhr kann über in den Boden Silikatüberzug versehenem Sand durch Kohlendioxyd der Form oder durch das Modell usw. hindurch- ist sehr wirksam, wenn die gebildeten Formen zwecks

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Austreibung von Gasen und verdampfbarem Stoff festen Kernen oder Formkörpern im Vergleich zu ausgebacken werden. So wurde beispielsweise fest- Formen mit komplizierten Aushöhlungen, in die dünngestellt, daß eine gebundene Form nach lstündigem wandige Vorsprünge hineinragen, werden zufrieden-Ausbacken bei 121° C nur ein Viertel ihrer Festigkeit stellende Ergebnisse erzielt, wenn die Formstoff masse verlor. 5 mit dem Silikatbindemittel nur in einer Menge von

Die Formstoff massen können neben dem feuer- 3 bis 4% überzogen wird,

festen körnigen Stoff und dem darauf aufgebrachten Auf dem Gebiet von gebundenen Sandformen ist es Bindemittel noch andere Stoffe enthalten. So kann es bereits üblich und erwünscht, die Modelloberfläche unter Umständen wünschenswert sein, Silikatbinde- mit einem Ablösemittel für die Form zu versehen. Es mitteln während des Überziehens eine geringe Menge, io wurde festgestellt, daß zu diesem Zweck ein kolloidaler d. h. 0,25 bis 1 %, bezogen auf das Gewicht der Masse, Graphitfilm besonders geeignet ist, und zwar insbean Dextrin, Getreidemehl oder einem Harnstoff bei- sondere bei Modellen, wie Aluminiummodellen, die zufügen, um den vorerwähnten, die Verwendung von sonst durch das im Bindemittel enthaltende Alkali Natriummetasilikat charakterisierenden Schrumpf- angegriffen wurden,
effekt zu verringern oder zu steuern. In gleicher Weise 15 . .

können dem Sand zwecks Verringerung der Dichte, Beispiel 1

des Gewichts oder der Wärmeleitfähigkeit der Form 200 Gewichtsteile 100 - Maschen - Siliziumsand Glimmerstaub (blown mica) oder ein Faserstoff wie wurden in einem abgedeckten Mischer mit einer heißen Asbest, Glasfaser, Schlackenwolle oder andere leichte Lösung (6O⁰C) von 7,35 kg Natriumsesquisilikat in Teilchen zugefügt werden. Diese Faserstoffe verrin- ao 3,1 Gewichtsteilen Wasser versetzt und 3 Minuten gern gleichzeitig das vorstehend erwähnte Auftreten gemischt. Anschließend wurde der Sand 25 Minuten übermäßig feuchter Bereiche in der Form während der lang mit Heißluft von 143 bis 149° C getrocknet, um Gasbehandlung, indem sie durch ihre Dochtwirkung das freie Wasser zu entfernen. Der Sand war zuerst die Ausbreitung der Flüssigkeit unterstützen. Ein feucht und wurde dann mehlig. Nach Abkühlung auf Asbestgehalt der Formmasse von 2°/„ verbessert 35 Zimmertemperatur wurden etwa 9,1kg des Stoffes die Durchlässigkeit und verringert die Dichte. Mit über ein kompliziertes Aluminiummodell gegossen, gleichem Erfolg kann aber auch die gleiche Menge dessen Oberfläche mit einem feinen Glimmerplättchenan Baumwoll-Bast-oder Glasfasern verwendet werden, Lösungsmittel für die Form bestäubt war. Danach während die Verwendung der meisten Tonarten sowie wurden das Modell und der Sand gerüttelt, bis sich im allgemeinen die Verwendung von Staub, wie Gips- 30 der Sand verdichtet hatte. Das den mit einem Überzug staub, vermieden oder jedenfalls sehr reduziert werden versehenen Sand enthaltende Modell wurde in einer sollte, obwohl gewisse Tonarten, beispielsweise Georgia- geschlossenen Kammer auf 3 bis 5 mm (absolut) Kaolin, nützlich sein können, evakuiert. Anschließend wurde Kohlendioxydgas ein-

Es war bereits darauf hingewiesen worden, daß bei geführt, wobei der Druck 2 Minuten lang auf etwa der Bindungsreaktion etwas freies Wasser entfernt 35 2,8 kg/cm² gehalten wurde und die Temperatur der wird. Diese gelöste Menge kann in manchen Fällen Sandmasse auf etwa 88⁰C anstieg. Nach Ablauf dieser bis zu 2,5 bis 3%, bezogen auf das Gewicht der Form, Zeit wurde das Kohlendioxyd abgesaugt und der betragen. Falls dieser flüchtige Teil für die Gestalt des Druck auf Atmosphärendruck verringert und das die Gußstücks und die Durchlässigkeit des Sands zu groß zu einem Ganzen gebundene Form enthaltende Modell ist, und falls eine Belüftung aus irgendwelchen Gründen 40 entfernt. Die Bindefestigkeit der Form überschritt nicht angewandt werden soll, kann dieses Wasser oder etwa 1,4 kg/cm^a,
zumindest ein Teil davon durch Trocknen bei einer Beispiel 2

zwischen Raumtemperatur und der üblichen Trocknungstemperatur für Kerne liegenden Temperatur ent- 1000 Gewichtsteile auf 82⁰C erhitzter 100-Maschenfernt werden. Die gewählte Temperatur hängt dabei 45 Siliziumsand wurden mit einer Lösung von 100 Gevon Erwägungen bezüglich Zeitaufwand, Endfestig- wichtsteilen Natriummetasilikat-Pentahydrat in 40 Teikeit der Bindung und thermischer Beanspruchung der len Wasser in einem Mischer gemischt und während Form ab. In den meisten Fällen werden Temperaturen des Umrührens im Mischer durch Trockenluft geder Größenordnung von 66 bis 121° C bevorzugt, wo- trocknet, bis das Gemisch trocken und schüttbar bei nach bekannten Verfahren entweder Strahlungs-, 5° geworden war. Der auf diese Weise überzogene Sand Infrarot- oder dielektrische Erhitzung angewandt wurde über ein kleines, mit Belüftungsöffnungen verwerden kann, sehenes Modell geschüttet, durch die Gas an die

Die Zusammensetzung der Formstoffmasse hin- Modelloberfläche wandern kann. Danach wurde CO₂ sichtlich der einzelnen feuerfesten körnigen Stoffe unter mittlerem Strömungsdruck etwa 3,25 Minuten kann genau wie bei allen anderen gebundenen Form- 55 lang in die Sandmasse hinein und durch sie hindurchstoffmassen in weitem Mäße verändert werden. geschickt, wobei Sandkörner an ihren gegenseitigen

Die Durchführung der Erfindung und die bevor» Berührungspunkten miteinander verbunden wurden, zugten Verhältnisbereiche von Bindemittel zu feuerfestem» körnigem Stoff in der Formmasse liegen im Beispiel 3
wesentlichen in der Größenordnung der in den nach- 60

folgend aufgeführten» erläuternden Beispielen vorge- 2000 Gewichtsteile 50 - Maschen - Siliziumsand schlagenen Bereiche. Im Rahmen der Erfindung wer- wurden mit einer Lösung von 200 Gewichtsteilen den zufriedenstellende Ergebnisse erzielt, wenn etwa Natriumorthosilikat in 68 Gewichtsteilen Wasser über-6 bis 10 Gewichtsprozent Silikat, bezogen auf das zogen. Beim Mischen wurde der Sand mit HiHe eines Trockengewicht des hydrierten Silikats und das end- 65 trockenen Stickstoffstroms getrocknet, bis er trocken gültige Trockengewicht der mit einem Überzug ver- und frei fließend geworden war. Aus diesem Gemisch sehenen Formstoffmasse, eingebaut werden. In man- wurden mehrere Kerne durch Eingießen in einen Kernchen Fällen, und zwar insbesondere bei Formen mit kasten und Hindurchleiten von Kohlendioxydgas

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durch den Sand im Kasten hergestellt. Die Gasbehand- Zimmertemperatur abkühlen konnte. In diesem Zulungszeit betrug etwa 2 Minuten, wobei das trockene stand wurden, wie beim früheren Beispiel, Formen Kohlendioxyd bei Zimmertemperatur eingeleitet wurde. hergestellt, nur daß der angewandte Gasdruck In der ersten Minute betrug der Druck etwa 0,07 bis 0,70 kg/cm² betrug. Die Formen wurden zusammen-0,14 kg/cm² und in der zweiten Minute 0,35 bis 5 gesetzt, und der Guß wurde, wie im früheren Beispiel, 0,70 kg/cm². Die auf diese Weise hergestellten Kerne vollendet. Die Formen erwiesen sich in jeder Hinsicht wiesen eine feste Bindung auf und zeichneten sich als zufriedenstellend, und die mit ihrer Hilfe her-αμΓοΙι gute, nichtbrüchige Oberflächen aus. Einer gestellten Gußstücke besaßen eine ausgezeichnete dieser Kerne wurde in eine herkömmliche Grünsand- Qualität.

form eingesetzt und mit einer sich auf 680° C befind- io Beispiel 7

liehen geschmolzenen Aluminiumlegierung vergossen.

Der Kern konnte leicht zersetzt und durch Aus- Als Beispiel für die Verwendung anderer, durch

waschen mit Wasser vom Gußstück abgenommen andere Gase auszuhärtender Bindemittel wurde 50-Ma-

werden. ■ schen-Ottawasand durch Vermischen in einem her-

Beist>iel4 ¹⁵ kömmlichen Schaufelmischer mit 25 Gewichtsteilen

wasserfreiem Formaldehydanilin überzogen. Das Lö-

1000 Gewichtsteile „120 - Maschen - Siliziumsand sungsmittel wurde während des Mischens verdampft, wurden in einem Mischer mit einer Lösung von 100 Ge- bis der mit dem Überzug versehene Sand trocken und wichtsteilen Natriumsesquisilikat in 20 Gewichtsteilen frei fließbar war. Durch freies Eingießen des mit dem Wasser vermischt. Sowohl das Wasser als auch die 20 Überzug versehenen Sands in einen Kernkasten Lösung wurden bei Zimmertemperatur angewandt. wurden Kerne hergestellt, wobei die Gasbehandlung Unter fortgesetztem Umrühren im Mischer wurde der jedoch in diesem Fall mit Chlorwasserstoffgas erfolgte. Sand dann mit trockenem Stickstoff getrocknet. Nach Die Behandlungszeit betrug etwa 10 Minuten. Nach dem Trocknen wurde die Masse zwecks Entfernung dieser Zeit war die Bindung starr und fest. Vier auf von Klumpen durch-ein 40-Maschen-Sieb gesiebt. 25 diese Weise hergestellte Kerne wurden sofort aus dem Durch Einschütten des mit dem Überzug versehenen Kernkasten herausgenommen und anschließend zuSands in einen Eppxiharz-Kernkasten, an den ein den sammen mit herkömmlichen Grünsandformteilen Sand zusammendrückender elektrischer Vibrator an- für die Herstellung von Aluminiumgußstücken vergeschlossen war, und⁷ durch etwa 4 Minuten langes wendet. Bei diesem Beispiel wurde einer der vier harz-Hindurchleiten von unter einem Druck von 0,35 bis 30 gebundenen Kerne 24 Stunden lang an der Atmo-0,70 kg/cm² stehendem Kohlemdioxydgas durch den Sphäre stehen gelassen, ein zweiter ¹I₂ Stunde lang bei Sand von einem Bhde-des Kernkastens zum anderen 232° C ausgebacken, ein dritter 1 Stunde lang ebenfalls Ende wurde aus diesem Gemisch ein Kern für ein bei 232° C ausgebacken und der vierte unmittelbar nach Kraftfahrzeug-Drehmpmentenwandlerrotorhergestellt, der Entfernung aus dem Kernkasten sofort nach der der sich als gut gebunden und kommerziell zufrieden- 35 Gasbehandlung für den Guß benutzt. Eine in diese stellend erwies. :' . vier Kerne eingegossene Aluminiumlegierung ergab

- Beispiel 5 Gußstücke, die genaue Wiedergaben der Oberfläche

und der Abmessungen der geformten Kerne dar-

Einer aus 50 Gewichtsteilen Natriummetasilikat und stellten.

50 Teilen Natriumörthosilikat in 65 Teilen Wasser 40 Beispiel 8

bestehenden Lösung wurden 3,630 Teile zuvor auf

82° C erhitztem Zirkonsand zugegeben, der an- Gemäß Beispiel 1 hergestellter, mit einem Überzug

schließend in einem Mischer gemischt und so lange versehener Sand wurde 24 Stunden lang in einer abmit kaltem, trockenem Stickstoff getrocknet wurde, gedichteten Kammer gelagert und dann erneut 5 Mibis er sich praktisch trocken anfühlte. Dieser Sand 45 nuten lang im Mischer gemischt. Dieser mit einem wurde dann weitergemischt und durch Umrühren Überzug versehene Sand wurde dann wie im Beispiel 1 weitergetrocknet, bis er frei fließend war. Aus diesem über eia Modell geschüttet und in eine geschlossene Stoff wurden durch Einschütten in einen Kernkasten, Kammer eingebracht, in der er zunächst einem Va-Rüttelung zwecks Erzielung einer dichten Packung kuum von 40 mm (Absolutdruck) unterworfen und und Hindurchleiten von unter Druck stehendem CO₂ 5» dann Kohlendioxyd ausgesetzt wurde, wobei der für 1,5 Minuten Kerne hergestellt, die sich als gut Druck auf 3,52 kg/cm² anstieg. Dieser Druck wurde gebunden erwiesen, leicht vom Kernkasten ab- 2 Minuten lang aufrechterhalten, anschließend wurde genommen werden konnten und für gewerbliche die Kammer erneut auf 60 mm (absolut) evakuiert Gießereizwecke eine zufriedenstellende Qualität be- und ein zweites Mal 2 Minuten lang mit unter einem saßen. 55 Druck von 3,52 kg/cm² stehendem Kohlendioxyd be-

Beisüiel 6 handelt. Danach wurde die Kammer belüftet und die

Form aus der Kammer heraus- und vom Modell ab-

45 400 Gewichtsteile 100 - Maschen - Siliziumsand genommen. Obwohl sich die vorstehenden Beispiele wurden in einen abgedeckten Mischer eingeschüttet auf Aluminiumguß beziehen, läßt sich die Erfindung und in den Sand eine 71° C heiße Lösung von 2724 Tei- 60 auch mit Vorteil beim Guß von anderen Metallen len Natriumsesquisilikat und 616 Teilen Natrium- verwenden. So sind die erfindungsgemäß hergestellten orthosilikat in 948 Teile Wasser geschüttet und das Formen gut für Magnesiumguß geeignet, bei dem sie Mischen 3 Minuten lang fortgesetzt, um den Sand mit bisher unerreichte Genauigkeiten gewährleisten. Die der Lösung zu vermischen. Danach wurde Heißluft bisher beim Sandguß von Magnesium benötigten, von 143 bis 149° C in ununterbrochenem Strom über 65 wohlbekannten Inhibitoren, wie Fluorborate oder den Sand geleitet, bis alles freie Wasser entfernt war. Fluorsilikate, können erfindungsgemäß dem Sand Der trockene, frei fließende Stoff wurde in einen ge- nach der Aufbringung des Überzugs zugegeben schlossenen Behälter eingeschüttet, in dem er sich auf werden. Schwefel kann ebenfalls verwendet werden,

doch sollte dieser erst kurz vor der Verwendung zugegeben werden. Borsäure wird nicht empfohlen, da sie mit dem Silikat unter Freimachung von gebundenem Wasser reagieren kann.

5 Beispiel 9

137 kg Sand wurden in einen Schnellmischer eingebracht. Dieser Menge wurde eine heiße Lösung aus 8,0 kg von flüssigem Silikat (Na₂O: SiOg = 1:1,65) und 3,53 kg Natriumhydroxydblättchen in 1395 ml Wasser bei bewegtem Mischer zugegeben. Das Mischen wurde so lange fortgesetzt, bis die Mischerleistung auf denselben Wert zurückging, den sie vor der Zugabe der Lösung angezeigt hatte, was die Rückkehr in den trockenen, frei fließenden Zustand anzeigte. Die hierfür benötigte Zeit betrug etwa 10 Minuten. Danach wurde der Sand aus dem Mischer entfernt und konnte sich abkühlen. Ein Teil dieses trockenen, mit einem Überzug versehenen Sands wurde mit 1% ^UQd ^em anderer Teil mit 3% Kaliumfluorborat versetzt. Aus diesem Stoff wurde eine 41,2-kg-Form durch Überschütten eines Modells mit diesem Sand hergestellt, wobei der 1% Fluorborat enthaltende Stoff in der Nähe der leichten Modellabschnitte und der 3 % Fluorborat enthaltende Stoff in der Nähe der schweren Abschnitte, beispielsweise in der Nähe von Eingußstellen, Gußzapfen usw. angeordnet wurde. Die übrigen Teile der Form, d. h. die nicht mit dem geschmolzenen Metall in Berührung kommenden Teile, wurden aus inhibitorfreiem Sand hergestellt. Anschließend wurde das Modell gerüttelt, um den Sand festzupacken, und der Sand und das Modell wurden in eine Kammer eingebracht, in der der Sand mit Gas behandelt wurde. Bei dieser Behandlung wurde der Druck zunächst auf 5 mm (absolut) verringert, und anschließend wurde 2 Minuten lang CO₂ unter einem Druck von 2,81 kg/cm² eingeführt. Anschließend wurde der CO₂-Druck auf Atmosphärendruck herabgesetzt, die Kammer geöffnet und die Form vom Modell abgenommen. Auf diese Weise wurden Ober- und Unterform hergestellt, die 4 Stunden lang in einen auf 121° C erhitzten Ofen eingebracht und dann zusammengesetzt wurden. In die Formhöhle wurde Magnesium bei einer Temperatur von 816° C eingegossen. Das auf diese Weise hergestellte Gußstück befriedigte alle gewerbsmäßigen Erfordernisse für einen Präzisionsguß.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Gießformen für den Metallguß unter Verwendung einer körnigen Masse mit einem einen durch ein aktivierendes Gas freisetzbarem gebundenem Wassergehalt aufweisenden Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelkörner der körnigen Masse in an sich bekannter Weise mit dem Bindemittel umhüllt und die umhüllte Masse vor dem Aufbringen auf das Modell soweit getrocknet wird, daß der Gehalt an ungebundener Feuchtigkeit weniger als etwa 0,3 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht, beträgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchdringung mit dem aktivierenden Gas durch Umschließen der Modelloberfläche von der mit dem getrockneten Überzug versehenen körnigen Masse und anschließendes Absaugen der Luft aus der umschließenden Masse erfolgt, woraufhin das aktivierende Gas so lange in die körnige Masse eingegeben wird, bis es in allen Bereichen der körnigen Masse und deren Bindemittel diffundiert ist und sich dort mit diesem umgesetzt hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die körnige Masse bei der Verdichtung vor der Aktivierung des Bindemittels durch das aktivierende Gas lediglich Trägheitskräften unterworfen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägheitskräfte der körnigen Masse durch Vibration der Modelloberfläche aufgeprägt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rüttelkraft quer zur Erdanziehung angelegt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rüttelkraft zwecks dichterer Packung der Masse eine Komponente in Richtung auf die im wesentlichen waagerecht angeordnete Modelloberfläche und von dieser fort sowie eine das Einbrechen sich in der Masse ausbildender Bögen gewährleistende Komponente quer zur Modelloberfläche aufweist, wodurch die körnige Masse wegen der waagerechten Anordnung beim Aufschütten zunächst durch die Schwerkraft festgepackt und dieses Packen durch die Rüttelkraft unterstützt wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aktivierende Gas unter einem Druck von 0,33 bis 100 at in die Masse eingeleitet wird.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Teilchen überzogen werden, indem die körnige Masse zunächst auf eine Temperatur im Bereich von 50 bis 95° C erhitzt und danach mit einer Lösung des Bindemittels vermischt wird und anschließend die überzogenen Teilchen unter Ausbildung einer frei fließenden Masse getrocknet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die körnige Masse vom aktivierenden Gas durchdrungen und dabei auf etwa — 15⁰C, jedoch bei dem dafür einzustellenden Druck auf eine oberhalb des Gefrierpunkts des Wassers in der durch die Umsetzung mit dem Gas freigesetzten Bindemittellösung liegenden Temperatur abgekühlt wird und die Gasdurchdringung der körnigen Masse so lange fortgesetzt wird, bis ihre Zusammenhaltfestigkeit praktisch 1,41 kg/cm^a Querschnittsfläche beträgt.

10. Formstoffmasse zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsanteil von weniger als 0,3 % i^Q Form von gebundenem Hydratwasser vorliegt.

11. Formstoffmasse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkeitsanteil weniger als 0,1% an gebundenem Hydratwasser beträgt.

12. Formstoffmasse nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel ein durch Wasser aktivierbares Acrylharz ist, dem Bariumhydroxydoctahydrat beigemischt ist.

13. Formstoffmasse nach Anspruch 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich das im

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Bindemittel enthaltene gebundene Hydratwasser an den freiliegenden Oberflächen der Überzüge befindet,

14, Formstoffmasse nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, da6 das Bindemittel ein kristallines Natriumsilikat ist, dessen Na₂O: SiOg-Verhaltnis zwischen 2; 1 und 1:1,2 Hegt.

15. Formstoffmasse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Na₃O; SiO_?-Verbältnis ίο des verwendeten Bindemittels praktisch Natriumsesquisilikat, Natriummetasilikat, Natriumorthosilikat oder einem Gemisch von Natriumsesquisiiikät und Natriumorthosilikat im Verhältnis von etwa 1:1 bis etwa 8:1 entspricht. t§

1$. Formstoffmasse nach Anspruch 15, dadurch

gekennzeichnet, daß der körnigen Masse bei Verwendung von Na₂O: SiO₃ zwecks Steuerung der Schrumpfung 0,25 bis 1% Kohlenhydrat zugegeben ist.

17. Formstoffmasse nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Bindemittel Natriumorthosilikat ist, das durch Hinzugeben und Vermischen mit einer Natriummetasilikatlösung als Überzug auf einzelnen Körnern der Formstoffmasse festgehalten wird.

18. Formstoffmasse nach einem der Ansprüche 10 bis Xl, dadurch gekennzeichnet, daß die körnige Masse Siliziumsand oder Zirkonsand und das Bindemittel ein höheres Hydrat eines klebemittelartigen Natriumsilikats ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen