DE2219065A1 - Fluessiges selbsthaertendes gemisch zum herstellen von giessformen und kernen - Google Patents

Fluessiges selbsthaertendes gemisch zum herstellen von giessformen und kernen

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DE2219065A1 DE19722219065 DE2219065A DE2219065A1 DE 2219065 A1 DE2219065 A1 DE 2219065A1 DE 19722219065 DE19722219065 DE 19722219065 DE 2219065 A DE2219065 A DE 2219065A DE 2219065 A1 DE2219065 A1 DE 2219065A1
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Wiktor G Kusnezow
Abram M Ljass
Sochrab Gamid Ogly Usubow
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/18Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents
    • B22C1/181Cements, oxides or clays

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Description

  • Central'nyj nausno-issledovatel'skia institut technologii masinostroenija Moskau/UdSSR FLÜSSIGES SELBSTHÄRTENDES GEDlISCH ZUM HERSTELLEN VON GIEßFORMEN UlB KERNEN Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gießereiwesen und genauer auf ein flüssiges selbsthärtendes Gemisch zum Herstellen von Gießformen und Kernen.
  • Diese Gemische ermöglichen es, das Verdichten des Gemischs sowie das Trocknen der Formen und Kerne zu vermeiden, wobei die Genauigkeit, mit der die Gußstückmaße eingehalten werden, erhöht wird und die Arbeitsproduktivität steigt.
  • Es wurden flüssige selbsthärtende Gemische zum Herstellen von Gießformen und Kernen bekannt, die eine geringe Menge eines oberflächenaktiven Stoffs enthalten, der den Übergang des Gemisches in den flüssigen Zustand sicherstellt.
  • Eines dieser Gemische enthält Formsand, als Bindemittel Alkaliiiietallsilikat, als Härter Kalziumorthosilikat und einen oberflächenakt iven Stoff FR-PS 1342529).
  • Dieses flüssige Gemisch wird mit Erfolg verwendet, doch ist das Regeln seiner Erhärtungsgeschwindigkeit und Festigkeit ziemlich kompliziert, da die das Kalziumorthosilikat enthaltende Masse aus Produktionsabfällen mit einem unterschiedlichen Gehalt aQ S.4.'ikat besteht und folglich das Gemisch instabile EigenschAften besitzt. Außerdem werden die aus diesem Gemisch hergestellten Kerne nur mit großem Arbeitsaufwand aus den Gußstücken ausgeschlagen.
  • Es sind Versuche bekannt, ein flüssiges selbsthärtendes Gemisch zu erzeugen, bei dem das Bindemittel aus Zement besteht (s. beispielsweise GB-PS 1085651 und FR-PS Nr. 87456).
  • Die Eigenschaften dieses Gemischs zeichnen sich durch Stabilität aus, doch besitzen die aus diesem Gemisch hergestellten Formen und Kerne eine geringe Erhärtungsgeschwindigkeit und sind durch unzureichende Festigkeit gekennzeichnet. 1 Stunde nach der Herstellung überschreitet die Druckfestigkeit des Gemisches in der Regel kaum 1 kp/cm2, woduvoh es unmöglich wird, das Gemisch zum Herstellen von besonders großen Kernen mit komplizierter Gestalt zu verwenden.
  • Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung, die erwähnten Schwierigkeiten zu beseitigen oder wenigstens zu verX mindern.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flüssiges selbsthärtendes Gemisch mit einer Zusammensetzung der Bestandteile zu schafen, die es ermöglicht, Eru härtungsgeschwindigkeit und Festigkeit zu regeln. Dies wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß in das Gemisch, welu ches Formsand, als Bindemittel hydraulischen Zement und einen oberflächenaktiven Stoff enthält, Alkalimetallaluminat und Alkalime t allkarbonat eingeführt werden0 Das Alkalimetallaluminat ermöglicht esr die Brhährtungsgeschwindigkeit des flüssigen Gemischs zu beschleunigen. Der größte Effekt kann beim Einführen von Alkalimetallaluminat in einer Menge von 0,25 bis 1,5 Gew.% des Formsands erzielt werden. Gewöhnlich wird Natriumalumint als das am weitesten in der Industrie verbreitete Produkt verwendet. Natriumaluminat wird gemaß der vorliegenden Erfindung im flüssigen Zustand in das flüssige Gemisch eingeführt. Zweckmäßigerweise wird Natriumaluminat mit einer Wichte von 1,48...1,68 gXcn3 mit einem Njolarverhältnis von Na20:Al203 im Bereich von 1,1:1 bis 1,5:1 verwendet. Natriumaluminat ist ein starker Erhärtungsbeschleuniger. Daher senkt das Einführen desselben sogar in geringen Wiengen<bedeutend)die Fließbarkeit des GemischeX Bei der weiteren Erhöhung des Natriumaluminatsge halts im flüssigen Gemisch kann ein solcher Augenblick eintreten, in dem das Gemisch vollkommen seine Fließbarkeit verliert und während des Aufbereitungsprozesses erhärtet.
  • In Verbindung hiermit wird gemäß der vorliegenden Erfindung in das flüssige Gemisch zusätzlich Alkalimetallkarbonat eingeführt. Der größte Effekt; kann beim Verwenden von Kaliuikarbonat erzielt werden.
  • Das Einführen von Kaliumkarbonat ermöglicht es, die Lebensfähigkeit des Gemisches zu verlängern. Das Erhärten des Gemisches im Anfangstadium wird verlangsamt und die Festigkeit in späteren Erhärtungsstadium erhöht. Die Fähigkeit des Kaliumkarbonats, das Gemisch zu verdünnen, ermöglicht es, die enge des verwendeten Schaumbildners beim Aufrechterhalten einer hohen Fließbarkeit des Gemisches auf die Hälfte zu vermindern und auf diese Weise die Festigkeit des Gemisches zu erhöhen. Alkalimetallkarbonat soll gemäß der vorliegenden Erfindung in einer enge von 0,5 bis 2 Gew.% des Formsands im Gemisch enthalten sein.
  • Entsprechend einem be vorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das flüssige selbsthärtende Gemisch 100 z Gewichtsteile Formsand, beispielsweise Quarsand, 10 Gewichtsteile Portlandzement, 6 Gewichtsteile Wasser und 0,1 Gewichtsteik oberflächenaktiven Stoff enthalten. Die Natriumaluminat- und Kaliumkarbonatmengen sind in der Tafel 1 angeführt. Sand und Portlandzement werden im Laufe von 1b.52 min durchgemischt. Dann wird die flüssige Komposition aufbereitet, wobei Kaliumkarbonat im Wasser gelöst wird sowie ein oberflächenaktiver Stoff und Natriumaluminat der Lösung zugefügt werden. Dann wird in das Gemisch aus Sand und Portlandzement die erhaltene flüssige Komposition eingeführt und bis zum Übergehen des Gemisches in den flüssigen Zustand durchgemischt.
  • Tafel 1 , Gewichtsteile Bestandteile des Gemisches ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Gemisch 1 Gemisch 2 Gemisch 3 Quarzsand 100 100 100 Portlandze@ent 10 10 10 Oberflächenaktiver Stoff 0,1 0,1 0,1 Wasser 7 7 Natriumaluminat mit einer Wichte von 1,60 und einem Molarverhältnis von Na20:Al203 gleich 1,1:1 0,9 1,2 1,5 Kaliumkarbonat 1,0 1,5 2,0 Im beiliegenden Schaubild sind die Haltezeit der Gießformen und Kerne an der Luft in Stunden auf der Abszissenachse und die Druckfestigkeit dieser Formen und Kerne in kp/cm2 auf der Ordinatenachse abgetragen.
  • Die Kurven A, B, C kennzeichnen die Druckfestigkeitsänderung der Gießformen und Kerne, die aus dem Gemisch 1 beziehungsweise 2 oder 3 hergestellt wurden, in Abhängigkeit von ihrer Haltezeit an der Luft.
  • Aus dem Schaubild und aus der Tafel 1 ist ersichtlich, daß, je höher der Kaliumkarbonatgehalt im Gemisch ist,desto mehr Natriumaluminat in das Gemisch eingeführt und in um so größerem Maße der Erhärtungsprozeß des Gemisches (Kurve C) beschleunigt werden kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung dient als Bindemittel Zement, z.B. ein solcher wie Portlandoement, Tonerde zement, ein Gemisch aus ihnen oder es werden Zementklinker verwendet.
  • Bedeutenden Einfluß auf die Erhärtungsgeschwindigkeit des flüssigen Gemisches hat gemäß der vorliegenden Erfindung die GröBe der spezifischen Zement oberfläche. Je bedeutender die Größe der spezifischen Zementoberfläche ist, eine um so höhere Erhärtungsgeschwindigkeit und Bestiskeit kann durch das flüssige Gemisch erhalten werden. Durch Andern der Größe der spezifischen Zement oberfläche kann die Erhärtungsgeschwindigkeit des Gemisches geregelt werden. In Tafel 2 sind die Eigenschaften des Gemisches 1 angegeben, welches unter Verwendung von Portlandzement mit verschieden großer spezifischer Oberfläche aufbereitet wurde.
  • Tafel 2 Spezifische. Portland- Zeitspanne, während zementoberfläche, er die Fließbar- Druckfestigkeit, cm2/g keit aufrechter- kpJcm2 halten wird, 1 h 3 h 24 h min 2500 20 2,0 2,5 9,5 4500 7 3,0 4,5 14,0 In Tafel 2 ist die Größe der spezifischen Portlandzementoberfläche angegeben, die durch Filtern von Luft durch eine Schicht zerkleinerter Tasse gemessen und nach der Kozeny-Kármán-Methode berechnet wurde.
  • Bei der vorliegenden Erfindung können erfolgreich mehrere Typen oberflächenaktiver Stoffe und zwar anionische, kationische und nicht ionogene sowie auch ein Gemisch aus diesen Wissen verwendet werden. Solche Massen sind Alkylarylsulfate, Alkylsulfonate, primäre und sekundäre Alkylsulfate, Oxyäthylierungsprodukte von Fettsäuren, Alkoholen, Alkylphenolen, aliphatischen Aminen, Alkylnaphtholen und Merkaptanen sowie Quartärammoniumverbindungen. Der oberflächenaktive Stoff soll in einer Menge von 0,05b,S0,2 GewS des Formsands vorhanden sein.
  • Als Formsand kann ein beliebiger zerkleinerter Feuerfeststoff benutzt werden,w'e ergewöhnlich im im Gießereiwesen zum Herstellen von Formen und Kernen verwendet wird. Solche Feuerfeststoffe sind Quarzsand, Oliven, Chrommagnesit, Schamotte usw.

Claims (4)

PAl'ENTANSPRÜCHE:
1. Flüssiges selbsthärtendes Gemisch zum Herstellen von Gießformen und Kernen, welches Formsand9 als Bindemittel hydraulischen Zement und einen oberflächenaktiven Stoff enthält, d a d u.r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß es Alkali.etallaluminat und Alkalimet allkarb onat enthält.
2. Flüssiges selbsthärtendes Gemisch nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Alkalimetallaluminat in einer Menge von 0,25 bis 1,5 Gew.% und das Alkalimetallkarbonat in einer Menge von 0,5 bis 2,0 Gew.% des Formsands vorhanden ist.
3. Flüssiges selbsthärtendes Gemisch nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß als Alkalimetallaluminat Natriumaluminat verwendet wird.
4. Flüssiges selbsthärtendes Gemisch nach einem beliebigen der Ansprüche 1, 2, 3, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß als Alkalimetallkarbonat Kaliumkarbonat verwendet wird.
L e e r s e i t e
DE19722219065 1972-04-19 Beschleuniger auf der Basis von Alkalimetaltsalzen zum Herstellen von Gießformen und -Kernen aus flüssigen selbsthärtenden Mischungen Expired DE2219065C3 (de)

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DE2219065B2 DE2219065B2 (de) 1975-02-06
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