DE1508734C

DE1508734C - Liquid self-hardening mixture for the production of casting molds and mold cores

Info

Publication number: DE1508734C
Authority: DE
Inventors: Abram M Borsuk Pawel A Moskau Lyass
Original assignee: Zentralnij nautschno lssledowatels kij Institut technologii maschinostrojem ja, Moskau
Publication date: 1972-11-02

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein flüssiges selbsterhärtendes Gemisch für die Herstellung von Gießformen und Formkernen, das einen Füllstoff, Natriumsilikat als Bindemittel, ein die Masse erhärtendes Mittel in der Form von stark basischen Hüttenschlacken mit einem CaO/SiO_a-Verhältnis zwischen 1,5 und 3, einen Schaumbildner und Wasser enthält.The invention relates to a liquid self-hardening mixture for the production of casting molds and mold cores, which contains a filler, sodium silicate as a binder, a mass-hardening agent in the form of strongly basic slag with a CaO / SiO _a ratio between 1.5 and 3, contains a foaming agent and water.

Derartige Gemische — wie sie beispielsweise in der französischen Patentschrift 1342 529 beschrieben sind — enthalten im allgemeinen nur bis zu 6 Gewichtsprozent Wasser, sind dennoch wegen des unter starkem Rühren eingemischten Schaumbildners fließfähig und erhärten in einer Zeitspanne zwischen etwa und 50 Minuten infolge einer Umsetzung zwischen dem Bindemittel Wasserglas und dem in den stark basischen Hüttenschlacken als Hauptbestandteil enthaltenen Dikalziumsilikat. Dabei bilden sich Hydrosilikate des Kalziums, etwa auf Grund der ReaktionSuch mixtures - as described, for example, in French patent 1342 529 are - generally only contain up to 6 percent by weight of water, but are due to the under vigorous stirring mixed foaming agent flowable and harden in a time span between about and 50 minutes as a result of a reaction between the water glass binder and that in the strong basic blast furnace slag contains dipicalcium silicate as the main component. Hydrosilicates are formed in the process of calcium, for example due to the reaction

Na₂O nSiO, + (n-1) Ca₁SiO₄ + H₁O
-> 2(n-I)CaO - SiO,aq + Na₈H₁SiO₄ Na ₂ O nSiO, + (n-1) Ca ₁ SiO ₄ + H ₁ O
-> 2 (nI) CaO - SiO, aq + Na ₈ H ₁ SiO ₄

Eine aus solchem Formsand-Gemisch hergestellte Gießform ist — ohne Trocknung oder sonstige zusätzliche Behandlung — bereits kurze Zeit nach ihrer Herstellung zum Gießen von Metallen verwendbar. A casting mold made from such a molding sand mixture is - without drying or anything else additional treatment - can be used for casting metals just a short time after its manufacture.

Bei den bisher bekannten Gemischen dieser Art, deren Erhärtung aus flüssigem oder weich-plastischem Zustand in anderer Weise verläuft als die Erhärtung von zementhaltigen Formsandgemischen, hält jedoch 3 %
6%With the previously known mixtures of this type, the hardening of which from the liquid or soft-plastic state proceeds in a different way than the hardening of cement-containing molding sand mixtures, however, holds 3%
6%

selbstzerfallende Schlacke aus der Ferro-self-disintegrating slag from the ferrous

chromindustrie,chrome industry,

wäßrige Natriumsilikatlösungaqueous sodium silicate solution

(SiO₂ZNa₂O = 2,7, spezifisches Gewicht(SiO ₂ ZNa ₂ O = 2.7, specific weight

1,48),1.48),

0,1% eines Schaumbildners DC-PAC und
1,75% Wasser0.1% of a foaming agent DC-PAC and
1.75% water

enthielt.contained.

GewichtsWeight Druckfestigkeit der Masse in kg/cm¹ nachCompressive strength of the mass in kg / cm ¹ according to 1 Stunde1 hour 3 Stunden3 hours 24 Stun
den24 hours
the anteilportion 30 Minuten30 minutes 1,01.0 3,53.5 7,57.5 CaSO,
°/. CaSO,
° /. __ 4,04.0 7,07.0 10,010.0 00 2,02.0 5,55.5 7,27.2 11,111.1 11 2,82.8 6,16.1 7,57.5 :12,5: 12.5 1,51.5 3,23.2 22

Für den Fall, daß eine rasche Zunahme der Druckfestigkeit an sich erwünscht, aber die damit verbundene Verkürzung des Zustandes der Fließfähigkeit unerwünscht ist, kann man — in weiterer Ausgestaltung der Erfindung — das Erstarren des unter Zugabe von Anhydrit hergestellten Gemisches durch Zumischen von Erhärtungsverzögerern wie Borax, Boratan oder Phosphaten von Alkalimetallen in Mengen von 0,01 bis 0,2 Gewichtsprozent zeitlich hinausschieben, beispielsweise auf Werte, wie sie sonst ohne Anhydrit-Zugabe erzielt werden.In the event that a rapid increase in compressive strength is desirable per se, but the associated one Shortening the state of flowability is undesirable, one can - in a further embodiment of the invention - the solidification of the mixture prepared with the addition of anhydrite by mixing of hardening retarders such as borax, boratane or phosphates of alkali metals in amounts of 0.01 Postpone up to 0.2 percent by weight, for example to values that would otherwise be without the addition of anhydrite be achieved.

Schließlich ist bei erfindungsgemäß zusammengesetzten Gemischen eine Verlängerung der Verweilzeit im flüssigen Zustand durch zusätzliches Einführen eines Schaumstabilisators möglich.Finally, in the case of mixtures composed according to the invention, there is an increase in the residence time possible in the liquid state by additionally introducing a foam stabilizer.

Die vorliegende Erfindung gestattet — zusammen mit ihren Ausgestaltungen — ein weitgehendes Anpassen an sehr unterschiedliche Verarbeitungsbedin-The present invention allows - together with their designs - extensive adaptation to very different processing conditions

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gungen der Formsandgemische durch gezieltes Ein- in Mengen etwa 0,05 bis 0,2 Gewichtsprozent desconditions of the molding sand mixtures by targeted incorporation in amounts of about 0.05 to 0.2 percent by weight of the

stellen der Festigkeitszunahme, des Erhärtungsverlaufs Gesamtgewichts zugegeben. Das Zugeben des Anhy-represent the increase in strength, the hardening process, total weight added. Admitting the anhy-

und der Dauer der Verarbeitbarkeit in flüssigem oder drits, des Erhärtungsverzögerers und des Schaum-and the duration of the workability in liquid or third, the hardening retarder and the foam

zumindest weich-plastischem Zustand der Gemische. Stabilisators kann während des Durchrührens desat least the soft-plastic state of the mixtures. Stabilizer can be added while the

Bei der Herstellung erfindungsgemäßer Gemische 5 Gemisches erfolgen.In the preparation of mixtures according to the invention, 5 mixtures are carried out.

werden zuerst die trocknen Komponenten — der Das folgende Beispiel gibt eine erfindungsgemäßethe dry components are the first to be The following example gives an example according to the invention

Füllstoff j ζ. B. Quarzsand, Olivinsand, Chrommagne- Zusammensetzung,Filler j ζ. B. quartz sand, olivine sand, chromium composition,

sitpulver u. a., und das Härterzusatzmittel in Form von Gewichtsteilesitpulver et al., and the hardener additive in the form of parts by weight

basischen Hüttenschlacken mit dem Verhältnis 1. Der Füllstoff — Quarzsand 95basic slag with the ratio 1. The filler - quartz sand 95

CaO: SiO₂ von 1,5 bis 3,0 — zusammengemischt. Dem io 2. Bindemittel — wäßrige Lösung von genannten Gemisch der trockenen Komponenten wird gewöhnlichem Natriumsilikat (Moferner eine flüssige wäßrige Lösung von Natriumsilikat dul = 2,7 bis 3,0; spezifisches Ge-CaO: SiO ₂ from 1.5 to 3.0 - mixed together. Ordinary sodium silicate (Moferner a liquid aqueous solution of sodium silicate dul = 2.7 to 3.0; specific ge

als Bindemittel, Sulfosalze als oberflächenaktive, wicht 1,48 bis 1,50) 6as a binder, sulfo salts as surface-active, weight 1.48 to 1.50) 6

schäumbildende Stoffe und kleine Menge Wasser 3. Zusatzmittel für Selbsterhärten desfoaming substances and small amounts of water 3. Additive for self-hardening of the

enthaltende Phase derart hinzugefügt, daß die Gesamt- 15 Gemisches — selbstzerfallende Fer-containing phase added in such a way that the total 15 mixture - self-disintegrating fer-

feuchtigkeit des Gemisches in Grenzen von 4,5 bis rochromschlacke 5humidity of the mixture within 4.5 to chrome slag 5

5,5 °/o bleibt. Die auf diese Weise erhaltene Mischungs- 4. Schaumbildender Stoff — Natronmasse ist intensiv zu vermischen, bis sie sich verflüssigt. salz der Sulfosäure 0,25.5% remains. The mixture obtained in this way - 4. Foam-forming substance - soda mass should be mixed intensively until it liquefies. salt of sulfonic acid 0.2

Gleich darauf wird das Gemisch in die Kernform oder 5. Schaumstabilisator — NatronsalzImmediately afterwards the mixture is converted into the core form or 5. Foam stabilizer - sodium salt

in den Modellformkästen eingegossen, wo es an der »o der Erdölsäure 0 bis 0,1poured into the model molding box, where there is 0 to 0.1 at the »o of petroleum acid

Luft in der vorgegebenen Zeit selbst erhärtet. 6. Wasser 1,5 bis 2,0Air hardens itself in the given time. 6. Water 1.5 to 2.0

Die Schaumbildner-Sulfosalze werden dem Gemisch 7. Wasserfreies Kalziumsulfat 0,5 bis 2,0The foaming agent sulfosalts are added to the mixture 7. Anhydrous calcium sulfate 0.5 to 2.0

Claims

Patent claims:

1. Liquid self-hardening mixture for the production of casting molds and mold cores, containing a filler, sodium silicate as a binder, a mass hardening agent in the form of strongly basic metallurgical slag with a CaO / SiO ₂ ratio between 1.5 and 3, a foaming agent and contains water, characterized in that anhydrous calcium sulfate is added to this mixture to accelerate the hardening of the mass.

2. Liquid self-hardening mixture according to claim 1, characterized in that it anhydrous calcium sulfate in amounts of 0.5 to 2.0 percent by weight of the total weight of the mixture contains.

3. Liquid self-hardening mixture according to claim 1 or 2, characterized in that it also contains a hardening retarder such as borax, borates or phosphates of an alkali metal Contains amounts from 0.01 to 0.1 percent by weight of the total weight of the mixture.

4. Liquid self-setting mixture according to any one of claims 1 to 3, characterized characterized in that its residence time in the liquid state is extended in the mixture Foam stabilizer like a soda soap made of water-insoluble organic acids in amounts of 0.01 to 0.2 percent by weight of the total weight of the mixture is additionally introduced.

the increase in strength does not step with the hardening process. Furthermore, in many cases it is desirable after the mixture has been processed into casting molds or cores, the hardening process stops accelerate in order to save molding and core boxes.

The object of the invention is to achieve a faster increase in strength of the "cast" molds or cores in the case of mixtures of the type described above

ίο achieve and - if desired - also the insertion of the hardening process.

This main object is achieved according to the invention in that the mixture is used to accelerate the Anhydrous calcium sulfate is added to the mass to harden. It was not foreseeable that with such Molding sand mixtures whose hardening is caused by the above reaction between water glass and Dicalcium silicate takes place in a moist environment, anhydrite is added in amounts of 0.5 to 2 weight

ao percent increase the increase in strength and at the same time could also accelerate the onset of hardening.

However, tests have shown that this is actually the case; so can z. B. the hardening time

»5 values can be shortened by 3 to 4 minutes.

The following summary shows the increase in compressive strength with time and as a function on the amount of anhydrite added to a "normal" mixture, which in addition to molding sand (in percent by weight) still