DE1758904C3

DE1758904C3 - Verfahren zur Herstellung von Gießereiformen

Info

Publication number: DE1758904C3
Application number: DE19681758904
Authority: DE
Inventors: John W.F. Laval Hitchon (Frankreich)
Original assignee: Juptrade Sa Freiburg (schweiz)
Current assignee: Juptrade Sa Freiburg (schweiz)
Priority date: 1967-11-20
Filing date: 1968-09-02
Publication date: 1974-03-14
Also published as: AT305504B; ES360442A1; SE351577B; GB1173460A; BE722027A; DE1758904B2; DE1758904A1; NL6816089A; CH490137A; CS157042B2

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von feuerfesten Gießereiformen, bei dessen Durchführung ein Modell in unmittelbarer Aufeinanderfolge abwechselnd in eine liydrolysiertc salzsaure wäßrig/alkoholische Äthyllilikatlösung und in eine alkalische wäßrige Natriumlilikatlösung eingetaucht wird, wobei beide Lösungen feuerfeste Materialien in aufgeschlämmter Form cntlialten, und die Modelle nach jedem Eintauchen mit tinem entsprechenden trockenen feuerfesten Material gesandet und nach Erreichen einer vorbestimmten Dicke abschließend gebrannt werden.

Verfahren der vorstehend beschriebenen Art sind bereits bekannt (vgl. insbesondere die britischen Patentschriften 731 445 sowie 823 970, 895 220 und 987 768). Diese bekannten Verfahren lassen sich jedoch nicht für eine automatisierte Herstellung von feuerfesten Gießereiformen verwenden, da eine Stark progressive Verschmutzung der einen Aufschlämmung durch Reste der anderen Aufischlämmung stattfindet, so daß die jeweiligen Aufischlämmungen bald zu gelieren beginnen, die erhaltenen Formen keine für eine zufriedenstellende Handhabung ausreichende Grünfestigkeit besitzen und insbesondere eine sehr lange Herstellungszeit bedingen, da einerseits zwischen den einzelnen Tauchvorgängen längere Zeit gewartet werden muß und andererseits auch erhebliche Wartezeiten vor dem abschließenden Brennen in Kauf zu nehmen sind.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, ein Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von · feuerfesten Gießereiformen unter Ausschaltung der vorstehend geschilderten Nachteile der bekannten Verfahren zu schaffen und damit das Gießen in verlorerien Formen zu automatisieren. Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der eingangs geschilderten Gattung dadurch gelöst, daß die verwendete Natriumsiiikatlösung Ammoniak oder ein Ammoniumsalz in einer Konzentration von 0,2 g-Mol Ammoniumionen pro Liter der Lösung enthält.

Die Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, daß durch diesen Zusatz von Ammoniumiunen zu der zum Tauchen verwendeten Natriumsilikatlösung die Herstellungszeit der Gießereiiormen auf weniger als 10 Minuten herabgesetzt werden kann während beispielsweise gemäß der genannten britischen Patentschrift 731 445 die Herstellungszeit wesentlich länger ist, da zwischen den einzelnen Tauchvorgängen I¹A bis 3 Stunden gewartet werden

Ferner tritt erfindungsgemäß keine Verschmutzung der einzelnen zum Tauchen eingesetzten Aufschlämmungen ein, während die bekannten Tauchbäder teilweise schon nach wenigen Tauchvorgüi^cn verschmutzen und durch neue Bäder ersetzt werden müssen. Erfindungsgemäß kann kontinuierlich unter Verwendung von 2 Tauchbädern bis zu einer Zeitspanne von mehreren Monaten gearbeitet werden, ohne daß dabei auch nur im geringsten Ausmaße eine Verschmutzung festzustellen ist.

Die erfindungsgemäß hergestellten Formen ivcsitzen in nichtgebranntem Zustand eine Gn;nfestiükeit, die eine Handhabung ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen gestattet. Eine derartige Gnuifestiükeit wurde bisher noch nicht beobachtet.

Es entfallt auch eine Wartezeit vor dem abschließenden Brennen, die bei den bekannten Verfahren eingehalten werden muß und 12 Stunden oder darüber beträgt.

Die Erfindung gestattet daher die Automatisierung des Gießens in" verlorenen Formen durch die Schaffung eines über einen langen Zeitraum kontinuierlich arbeitenden Verfahrens zur Herstellung derartiger Formen.

Die nachfolgenden Ausführungen erläutern bevorzugte Ausführungsformcn des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die verwendete hydrolysierte salzsaure wäßrig/ alkoholische Äthylsilikatlösung enthält, ausgedrückt als Siliciumdioxid, normalerweise 40% SiO₂. Die zur Herstellung dieser Lösung eingesetzten Mengen an Äthylsilikat, Wasser und Salzsäure können in Abhängigkeit von dem gewünschten Hydrolysierungsgrad variiert werden. Eine zu 50% hydrolysierte Lösung besteht beispielsweise aus 5 Liter Äthylsilikat, 4 Liter Alkohol, 0,99 Liter Wasser und 0,01 Liter einer technischen Chlorwasserstoffsäure mit einer Dichte von 1,16. Der Alkohol kann aus Äthylalkohol, Methylalkohol oder Isopropylalkohol bestehen.

Zur Herstellung der Lösung werden das Wasser und die Säure vermischt. Die Lösung wird dann dem Alkohol unter Rühren zugesetzt. Diese Mischung wird anschließend dem Äthylsilikat unter kräftigem Rühren zugemischt. Die erhaltene Lösung wird hydrolysieren und auf Zimmertemperatur abkühlen gelassen.

Man kann auch in der Weise verfahren, daß man beispielsweise eine Mischung aus 3 Liter Äthylsilikat, 2 Liter Alkohol, 0,99 Liter Wasser und 0,01 Liter Chlorwasserstoffsäure herstellt, hydrolysieren und auf Zimmertemperatur abkühlen läßt, worauf man eine Lösung aus 2 Liter Äthylsilikat und 2 Liter Alkohol zusetzt.

Dann wird der hydrolysierten Lösung ein feuerfestes Material mit einer Korngröße von weniger als 0,07 und vorzugsweise ungefähr 0,05 mm zugesetzt. Bei Verwendung von Zirkonmehl werden 2,5 bis 4 kg pro Liter der Lösung unter kräftigem Rühren

zuuemischt. Vei wendet man Siliciumdioxidmehl, dann werden 1,5 bis 2,0 kg pro Liter Lösung unter kralligem Rühren eingemischt. Andere verwendbare uueifesie Materialien können ebenfalls verwendet norden. Nach dem Einmischen des feuerfesten M aerials kann man einige ml eines Benetzungsniüteis sowie eines Antischäumungsmittels zusetzen. Hie auf diese Weise hergestellte Aufschlämmung ι i;not sich zum Eintauchen von Modellen aus V'iichs, Kunststoff oder Harnstoff.

Man kann auch hydrolysierte Äthylsilikatlösurigen > -.wenden, die beispielsweise, ausgedrückt als Siliciumdioxid, 28 oder 5O°/o SiO., enthalten.

Die erfindungsgemäß verwendeten alkalischen λ; ikigcnNatriumsilikaUösungen enthalten normalerv.'iise, ausgedrückt als Siliciumdioxid, 28°/o SiO.,. Beispielsweise kann man eine Lösung verwenden, ,;:.. 67 °/o Natriumsilikat enthält. Diese Menge kann .ich erhöht oder erniedrigt werden. Der Rest der ; ι.·:-jne besteht aus Wasser.

Die verwendete Natriumsilikatlösung enthält Am-.!iiniak oder ein Ammoniumsalz in einer Konzenii ,ion von 0,2 g-Mol Ammoniumionen pro Liter .!..-ν Lösung. Die Ammoniumionen werden in Form .111 Ammoniak oder eines wasserlöslichen Am- _:;.:niumsalzes zugesetzt. Es wurde gefunden, daß bei iiior Konzentration von 0,2 g-Mol Ammoniumionen P;,;> Liter in der Lösung die besten Ergebnisse erhalten werden. Setzt man die Ammoniumionen in jiner Menge von 2,0 g-Mol ein, dann ist die ' jclierungsreaivtion während des Eintauchens zu heftig, während bei einem Einsatz von 0,02 g-Mol die Gelierungsreaktion zu langsam verläuft.

Die Ammoniumionen werde in der Weise in die Natriumsilikatlösung eingebracht, daß sie dem Wasser zugesetzt werden, in welchem das Natriumsilikat aufgelöst wird.

In die hergestellte Natriumsilikatlösung wird ein feuerfestes Material mit einer Korngröße von ungefähr 0,05 mm eingemischt. Verwendet man Zirknnmehl, dann werden 1,5 bis 2,5 kg pro Liter der Lösung unter kräftigem Rühren zugemischt. Wird Siliciumdioxidmehl verwendet, dann werden 1,0 bis 1,5 kg pro Liter der Lösung unter kräftigem Rühren zugesetzt. Es können auch andere feuerfeste Materialien verwendet werden. Nach dem Einmischen des feuerfesten Materials kann man einige ml eines Benetzungsmittels sowie eines Antischäumungsmittels zugeben.

In die hergestellte Aufschlämmung kann man nunmehr ein Modell aus Wachs, Kunststoff oder y Harnstoff eintauchen.

Die Gießereifoni:en werden in der Weise her- i% gestellt, daß ein Modell abwechselnd in die Äthylsilikat- und Natriumsilikataufschlämmung eingetaucht wird. Es ist dabei ohne Bedeutung, in welche Aufschlämmung das Modell zuerst eingetaucht wird. Nach jedem Eintauchen wird mit einem trockenen so feuerfesten Material gesandet, wobei zwischen jedem Eintauchen und jedem Sanden kein Trocknen in der Luft oder in einem Ofen oder mittels einer gasförmigen oder flüssigen Atmosphäre erforderlich ist. Die Anzahl der Überzüge hängt von der gewünschten Dicke der Gießereiform ab, die sich wiederum nach der Art des zu vergießenden Materials sowie nach dem herzustellenden Gußstück richtet.

Eine Gießereiform aus 5 bis 7 Überzügen läßt sich in einfacher Weise in 4 bis 5 Minuten herstellen. Die Dicke der fertigen Gießereiformen schwankt zwischen 4 und ö mm. Nach der Fertigstellung des letzten Überzugs wird die Form unmittelbar darauf dem Brennofen zugeführt, der sich auf einer Temperatur zwischen 900 und 1050⁰C befindet. Die gebrannten Formen sind nicht zerbrechlich und besitzen eine gute mechanische Widerstandsfähigkeit gegenüber einem Gießen von allen Stählen und Legierungen, wie sie normalerweise vergossen werden.

Claims

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Patentanspruch:

Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von feuerfesten Gießereiformen, bei dessen Durchführung ein Modell in unmittelbarer Aufeinanderfolge abwechselnd in eine hydrolysierte salzsaure wäßrig/alkoholische Äthylsilikatlösung und in eine alkalische wäßrige Nätriumsiiikatlösung eingetaucht wird, wobei beide Lösungen feuerfeste Materialien in auf geschlämmter Form enthalten, und die Modelle nach jedem Eintauchen mit einem entsprechenden trockenen feuerfesten Material gesandet und nach Erreichen einer vorbestimmten Dicke abschließend gebrannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Natriumsilikatlösung Ammoniak oder ein Ammoniumsalz in einer Konzentration von 0,2 g-Mol Ammoniumionen pro Liter der Lösung enthält.