DE19951622A1 - Bindemittelsystem auf Wasserglasbasis - Google Patents
Bindemittelsystem auf WasserglasbasisInfo
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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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