DE19951622A1 - Bindemittelsystem auf Wasserglasbasis - Google Patents

Bindemittelsystem auf Wasserglasbasis

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bindemittelsystem auf Wasserglasbasis, bestehend aus einer wässrigen Alkalisilikatlösung der allgemeinen Zusammensetzung: xSiO¶2¶ È yM¶2¶O È zH¶2¶O, wobei für M die Alkalionen Li·+·, K·+· oder Na·+· stehen, und zusätzlich einer hygroskopischen Base.

Description

Die Erfinder betrifft einen Binder für die Herstellung von Kern­ formlingen für Gießereizwecke.
Binder sind Bestandteil eines Formstoffes, der unter bestimmten Voraussetzungen, wie Anfeuchtung bzw. Quellung und Silikatbil­ dung, den Verbund zwischen den einzelnen Sandkörnern herstellt. Neben den reinen Quellbindern und keramischen Bindern werden auch chemische Binder auf Wasserglasbasis oder auf Kunstharzba­ sis verwendet, die chemisch miteinander reagieren und sich dabei verfestigen.
Die bekannten Binder sind entweder nicht ausreichend stabil oder zeigen unerwünschte Nebenwirkungen bzw. Abfallprodukte, die die Umwelt gefährden. Als ein günstiger Kompromiß haben sich daher wasserglasgebundene Formstoffe erwiesen, die über eine Dehydra­ tation feste Phasen bilden und dabei verfestigen. Es ist jedoch nicht immer einfach, die Verfestigungsprozesse so zu steuern, daß sie erst in der Kernbüchse eintreten. Insbesondere durch Verwendung moderner Kernformmaschinen besteht die Gefahr einer frühzeitigen Verfestigung des Formsandes. Dadurch werden die geforderten guten Fließeigenschaften des Sandes beim Einströmen in die Kernbüchse nicht erreicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Bindemittel­ zusatz für Formsande zu entwickeln, der die gewünschten Eigen­ schaften aufweist und insbesondere für die Verwendung in Kern­ formmaschinen geeignet ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentan­ sprüchen angegebenen Merkmale gelöst.
Das neue Bindemittelsystem auf Wasserglasbasis besteht aus einer wässrigen Alkalisilikatlösung der allgemeinen Zusammensetzung: xSiO2 . yM2O . zH2O, wobei für M die Alkalionen Li+, K+ oder Na+ stehen und ist dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine hygroskopische Base enthält. Vorteilhafterweise wird als hygros­ kopische Base Natronlauge im Verhältnis 1 : 4 bis 1 : 6 einge­ setzt. Sofern der Modul Na2O/SiO2 gleich 2,5 bis 3,5 bei einem Feststoffanteil von 20 bis 40% beträgt, wird unter allen Be­ triebszuständen verhindert, daß sich der Formsand frühzeitig verfestigt. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird als hygroskopische Base 30%ige Natronlauge in einer wässrigen Lö­ sung verwendet. Zur Steuerung der hygroskopischen Eigenschaften wird vorzugsweise ein oberflächenaktiver Stoff zugesetzt. Sofern dem Bindemittelsystem als oberflächenaktiver Stoff Silikonöl mit einem Siedepunkt ≧ 250° zugesetzt wird, kann die Fließfähigkeit des Formsandes wesentlich gesteigert werden. Vorteilhafterweise wird dem Bindemittelsystem nach eine Emulsionslösung mit 8 bis 10% Silikonöl bezogen auf die Bindermenge zugesetzt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Vergleichsbeispie­ les näher erläutert. Dabei wird eine Kernschießmaschine gemäß Fig. 1 verwendet, die den folgenden Aufbau aufweist:
Die Kernschießmaschine besteht aus einem vertikal angeordneten Gehäuse A, an das ein horizontaler Lufteintritt B angeflanscht ist. Der Lufteintritt wird über ein großflächiges Lufteintritts­ ventil 1 gesteuert, wobei ein erhöhter Luftdruck in dem Luft­ vorratstank 5 ansteht. Beim Öffnen des Lufteintrittsventils 1 gelangt der Luftdruck in den Maschinenraum 10 des Gehäuses A, in dem ein geschlitzter Sandzylinder 6 vertikal angeordnet ist. Der Sandzylinder 6 ist mit einem Sandvorratsbehälter 3 verbunden, der über einen Schieber 4 entleert werden kann.
Im Fall der Betätigung des Lufteintrittsventils wird Sand aus dem geschlitzten Sandzylinder 6 in den Schießkopf 7 mit Sand­ austrittsöffnung befördert und tritt in die Kernbüchse 8 ein, wobei eine Kernsandentlüftung 9 für die Erzeugung des verdichte­ ten Kernsandes 11 sorgt.
Zur Beurteilung des Feuchtigkeitsgehalts des Formsandes ist im Luftaustrittsventil 2 eine Feuchtigkeitsmessung integriert. Mit dieser Anordnung wurde festgestellt, daß bei der erfindungs­ gemäßen Ausbildung des Kernsandes wesentlich höhere Feuchtig­ keitsgehalte und damit eine bessere Viskosität und ein besseres Fließvermögen des Formsandes erreicht werden konnte.

Claims (7)

1. Bindemittelsystem auf Wasserglasbasis, bestehend aus einer wässrigen Alkalisilikatlösung der allgemeinen Zusammenset­ zung: xSiO2 . yM2O . zH2O, wobei für M die Alkalionen Li+, K+ oder Na+ stehen, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine hygroskopische Base enthält.
2. Bindemittelsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als hygroskopische Base Natronlauge im Verhältnis 1 : 4 bis 1 : 6 zugesetzt wird.
3. Bindemittelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Modul Na2O/SiO2 gleich 2,5 bis 3,5 bei einem Fest­ stoffanteil von 20 bis 40% beträgt.
4. Bindemittelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als hygroskopische Base 30%ige Natronlauge in einer wässrigen Lösung verwendet wird.
5. Bindemittelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung der hygroskopischen Eigenschaften ein oberflächenaktiver Stoff zugesetzt wird.
6. Bindemittelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als oberflächenaktiver Stoff Silikonöl mit einem Siede­ punkt ≧ 250° zugesetzt wird.
7. Bindemittelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Emulsionslösung mit 8 bis 10% Silikonöl bezogen auf die Bindermenge zugesetzt wird.
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