DE1783177C3 - Verfahren zum Herstellen von Gießformen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Gießformen aus Formsand, Bentonit, öl und Wasser, bei dem der Bentonit als Bindemittel für die Sandkörner dient und der Masse gleichzeitig eine ausreichende Plastizität bzw. Formbarkeil verleiht.

Herkömmliche Formsandmischungen enthalten üblicherweise 3 bis 8% Steinkohlenstaub, um ein Anbrennen bzw. Versintern des Sandes an der Gußstückoberfläche zu verhindern und ein leichtes Reinigen der Gußstücke von anhaftenden Sandresten zu ermöglichen.

Trotz der besseren Gußstückqualität besitzt die Verwendung von steinkohlenstaubhaltigen Formsandmischungen eine Reihe von Nachteilen, unter denen insbesondere die starke und zu einer erheblichen Verschmutzung führende Staubentwicklung zu nennen ist. Ein weiterer Nachteil ergibt sich daraus, daß der Steinkohlenstaub beim Gießen verbrennt und die Asche Sulfate sowie Chloride enthält. Üa der Formsand in der Gießerei im Kreislauf geführt, d. h. nach dem Ausformen des Gußstückes als Altsand wieder aufbereitet und erneut mit Bentonit, Steinkohlenstaub, Wasser und Neusand vermischt wird, kommt es mit der Zeit zu einer immer stärker werdenden Anreicherung der Sulfate und Chloride im aufbereiteten Fertigsand. Die Folge davon ist eine Desaktivierung des Bentonits, das heißt ein Verlust von desser Quellfähigkeit. Um dem entgegenzuwirken, muß der Bentonitanteil in der Formsandmischung ständig erhöht werden, was mit einer entsprechenden Kostenerhöhung verbunden ist. Schließlich führt die Verwendung von Steinkohlenstaub auch zu einer Verringerung der Festigkeit und Gasdurchlässigkeit des Formsandes, so daß sich Schwierigkeiten bei der Handhabung und beim Vergießen ergeben können.

Ein Aufsatz in der Zeitschrift »GIESSEREI«, 1967, S. 465 bis 471, befaßt sich eingehend mit den vom Kohlenstaubanteil im Formsand ausgehenden Einflüssen auf die physikalischen Eigenschaften der Formen. In diesem Zusammenhang wird auf die Vorteile der Verwendung eines Kohlenstaubes mit möglichst viel Glanzkohlenstoff und darauf hingewiesen, daß der Glanzkohlenstoff über die Gasphase aus schweren Kohlenwasserstoffen entsteht. Gleichzeitig wird in dem Aufsatz ausgeführt, daß gasende, kohlenstoffhaltige Zusätze grundsätzlich festigkeitsschädlich sind. Mit dem Problem der Staubentwicklung bei der Verwendung von Formsanden befaßt sich der Aufsatz dagegen nicht.

Aus der französischen Patentschrift 14 71 762 ist auch bereits eine ölhaltige Formsandmischung bekannt. Diese Formsandmischung enthält das öl jedoch nicht als selbständige Mischungskomponente, sondern in physikalisch fester Bindung. Um dies zu erreichen, wird zunächst der Tonanteil der Mischung mit öl versetzt, das in die Poren und Kapillaren des Tons eindringt. Der solchermaßen mit öl getränkte Ton wird alsdann dem Formsand zugemischt. Der Grund für das feste Einbinden des Öls im Ton liegt darin, das Auftreten von freiem öl zu verhindern, da dies nach den Ausführungen in der französischen Patentschrift angesichts des niedrigen Siedepunktes des Öls beim Einfließen des flüssigen Metalls in die Form zu einer plötzlichen Verdampfung des Öls und zum Eindringen des Dampfes ίο in das flüssige Metall führen soll. Hier bestätigen sich die in dem Aufsatz geäußerten Befürchtungen hinsichtlich der Verwendung gasender Mischungszusätze. Zudem befaßt sich die französische Patentschrift mit dem nicht nur durch den Steinkohlenstaub bedingten Staubanfal! in der Gießerei überhaupt nicht, der zu über 50% auf den Einfluß des Formsandes zurückzuführen ist

Ein Verfahren, das ebenfalls darauf gerichtet ist, das öl in feiner Verteilung und physikalisch gebunden in die Formsandmischung einzubringen und dort zu halten, ist aus der französischen Patentschrift !4 68 460 bekannt. Bei diesem Verfahren kommt das öl ausschließlich in Form einer Öl-in-Wasser-Emulsion zur Verwendung, d. h. das öl ist in Form einzelner Tröpfchen in dem Wasser als zusammenhängende Phase physikalisch gebunden. Die Verwendung einer Emulsion bzw. Dispersion ist jedoch noch aufwendiger und schwieriger als die Verwendung eines ölgetränkten Feststoffs. Das Herstellen einer solchen Emulsion erfordert nämlich einerseits besondere Vorrichtungen und andererseits im Hinblick auf eine ausreichende Beständigkeit der Emulsion die Verwendung eines die Neigung zur Koaleszenz unterdrückenden Emulgators. Solche Emulgatoren sind zwar in großer Zahl bekann!, führen aber zu erhöhten Kosten und vor allem zu gasförmigen oder festen Rückständen, die die Qualität des Gußstücks und/oder des wiederaufzubereitenden Sandes beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die obenerwähnte Staubentwicklung ohne zusätzliche, insbesondere die Qualität der Gießform beeinträchtigende Maßnahmen zu unterdrücken. Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf dem Gedanken, für den Kohlenstoff ein Substiuit zu verwenden, das einerseits den Staub bindet und andererseits auch die Funktion des Kohlenstoffs in der Sandmischung, d. h. unter anderem die Glanzkohlenstoffbildung, übernimmt. Im einzelnen besteht die Lösung darin, daß bei einem Verfahren zum Herstellen von Gießformen aus Formsand, Bentonit, öl und Wasser erfindungsgemäß der Formsand mit einem öl mit hohem Anteil an schweren Kohlenwasserstoffen versetzt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren führt dazu, daß die Formsandmischung freies öl enthält, das die in der Mischung enthaltenen Staubpartikeln bindet und somit einer Staubentwicklung entgegenwirkt. Damit entfaltet das öl eine Wirkung, die ihm im Falle einer mehr oder minder festen physikalischen Bindung in einen Feststoff oder einer Emulsion bzw. Dispersion verwehrt bleibt, ohne daß mit der erfindungsgemäßen Verwendung gleichsam freien Öls eine Beeinträchtigung der Formund Gußstückeigenschaften verbunden ist.

Vorzugsweise wird dem Formsand eine ölmenge zugesetzt, die '/3 bis '/2 der üblichen Kohlenstaubmenge entspricht. Dies isi ohne Beeinträchtigung der Formei-

<>5 genschaften möglich, da das erfindungsgemäß zu verwendende öl unter dem Einfluß der Metallwärme im Vergleich zu herkömmlichem Steinkohlenstaub etwa die vierfache Menge an Glanzkohlenstoff bildet. Auf

diese Weise kann der Anteil des oberflächenverbessernden Zusatzes in der Formsandmischung erheblich verringert werden. Dies gilt insbesondere, wenn dem Formsand ein öl mit 40 bis 60% schweren Kohlenwasserstoffen zugesetzt wird.

Da sich das öl der Formsandmischung unter dem E'nfluß der Metallwärme praktisch rückstandfrei umsetzt, ist die Gefahr einer Dcsaktivierung des Bentonits bei einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gießform wesentlich geringer. so daß dem aufbereiteten Altsand auch entsprechend geringere Mengen an Bentoni', zugesetzt werden können. Zudem erhöht der ölzusatz die Gasdurchlässigkeit, verbessert die Verdichtbarkeit und die Fließfähigkeit Her Formsandmischung und erlaubt es, den Wassergehalt der Mischung um etwa 40% zu vermindern. Dies wiederum erlaubt eine bessere Verdichtung und verringert die Anfäliigkeit gegen ein Austrocknen des Formsandes. Schließlich konnte festgestellt werden, daß ein Anhaften des Sandes am Modell nicht mehr auftritt, so daß das Auftragen von Trennmitteln auf die Modelle bei der Verwendung eines nach dem erfindnngsgemäßen Verfahren hergestellten Formsandes nicht mehr erforderlich ist.

Claims (2)

Patentpnsprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Gießformen aus Formsand, Bentonit, öl und Wasser, dadurch ekennzeichnet, daß der Formsand mit einem mit hohem Anteil an schweren Kohlenwasserstoffen versetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Formsand ein öl mit mindestens 40% schweren Kohlenwasserstoffen zugesetzt wird.