DE2418348B2

DE2418348B2 - Gießereiformmassen

Info

Publication number: DE2418348B2
Application number: DE2418348A
Authority: DE
Inventors: John J. Columbus Spiwak; Richard H. Worthington Toeniskoetter
Original assignee: Ashland Oil Inc
Current assignee: Ashland LLC
Priority date: 1973-04-17
Filing date: 1974-04-16
Publication date: 1975-08-28
Also published as: FR2226230B1; AU461696B2; NL7405214A; AT333994B; CH604964A5; SE405079B; RO67598A; NL176438C; FR2226230A1; JPS5216844B2; PH10510A; ZA741479B; US3923525A; CA1017905A; JPS49130824A; ATA277974A; AU6768074A; AR207010A1; IN143435B; NL176438B

Description

(a) etwa 60 bis 95 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge von (a) und (b) eines Aluminiumphosphats mit einem Borgehalt von bis zu etwa 40 Grammatomprozent, bezogen auf die Grammatome Aluminium, und mit einem Grammatomverhältnis von Phosphor zur Gesamt-Grammatomanzahl von Aluminium und Bor von etwa 2:1 bis 4:1 sowie _ao

(b) etwa 5 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge von (a) und (b) eines freien Erdalkalimetalloxids und/oder eines freien Erdalkalimetallhydroxids, wobei das freie Erdalkalimetalloxid und das freie Erdalkalimetallhydroxid eine Oberfläche von höchstens 8,5 m²/g aufweisen,

besteht.

2. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Sand als Fonnstoff enthalten.

3. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens etwa 80% des Formstoffs eine mittlere Teilchengröße oberhalb etwa 105 μ, vorzugsweise etwa 125 bis 207 μ, aufweisen.

4. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Formstoff Quarzsand mit einem Gehalt von mindestens etwa 70 Gewichtsprozent Quarz enthalten.

5. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Formstoffs, Binder enthalten.

6. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumphosphat ein Grammatomverhältais von Phosphor zur Gesamt-Grammatomanzahl von Aluminium und Bor von etwa 2,5 :1 bis 3,5 :1, vorzugsweise etwa 2,8 :1 bis 3,2 : 1, aufweist.

7. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aluminiumphosphat etwa 3 bis 30 Grammatomprozent, vorzugsweise etwa 5 bis 30 Grammatomprozent, und insbesondere etwa 10 bis 25 Grammatomprozent Bor, bezogen auf Grammatome Aluminium, enthält.

8. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Erdalkalimetallverbindüngen freie Erdalkalimetalloxide und/oder freie Erdalkalimetallhydroxide mit einer Oberfläche von höchtens 3 m²/g enthalten.

9. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie Magnesiumoxid als Erdalkalimetallverbindung enthalten.

10. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gemisch aus Magnesiumoxid und Calciumaluminat als ErdalkalimetaUverbinduagen enthalten.

11. Formmassen nacn Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch aus etwa 1 bis lö Gewichtsteilen, vorzugsweise etwa 2 bis 8 Gewichtsteilen, Magnesiumoxid pro Gewichtsteil Calciumaluminat besteht

12. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erdalkalimetallverbindungen in Form einer Aufschlämmung oder Suspension in einem Verdünnungsmittel eingesetzt werden.

13. Formmassen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdünnungsmittel ein Kohlenwasserstoff ist.

14. Formmassen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Verdünnungsmittel Kerosin in einem Gewichtsverhältnis von Erdalkalimetallverbindungen zu Kerosin von etwa 1 : 3 bis 3 :1 enthalten.

15. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 20 bis 40 Gewichtsprozent Wasser, bezogen auf das Gesamtgewicht von Aluminiumphosphat und Wasser, enthalten.

16. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 65 bis 90 Gewichtsprozent des Aluminiumphosphats und etwa 10 bis 35 Gewichtsprozent Erdalkalimetallverbindungen, jeweils bezogen auf das Gewicht von Aluminiumphosphat und Erdalkalimetallverbindungen, enthalten.

17. Gießereibindemittel aus Wasser, Aluminiumphosphat und Erdalkalimetallverbindungen, gekennzeichnet durch einen Gehalt an

(a) etwa 60 bis 95 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge von (a) und (b) eines Aluminiumphosphats mit einem Borgehalt von bis zu etwa 40 Grammatomprozent, bezogen auf die Grammatome Aluminium, und mit einem Grammatomverhältnis von Phosphor zur Gesamtgrammatomanzahl von Aluminium und Bor von etwa 2:1 bis 4: 1 sowie

(b) etwa 5 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge von (a) und (b), eines freien Erdalkalimetalloxids und/oder eines freien Erdalkalimetallhydroxids, wobei das freie Erdalkalimetalloxid und das freie Erdalkalimetallhydroxid eine Oberfläche von höchstens 8,5 m²/g aufweisen.

Formen und Kerne für den Metallguß werden üblicherweise aus Gemischen hergestellt, die neben einem Formstoff, wie Sand, einen hart- oder polymerisierbaren Binder sowie meist kleinere Mengen anderer Materialien, wie Eisenoxid, gemahlene Flachsfasern, Kohlepulver oder Ton, enthalten. Durch den Binder ist es möglich, die Gießereiformmasse in die gewünschte Form zu bringen und hierauf zu einer selbsttragenden Einheit auszuhärten. Nach Vermischen des Formstoffs, üblicherweise Sand, mit dem Binder wird die erhaltene Formmasse

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z.B. in ein Modell gestampft oder geblasen, wobei zeit abgewartet werden. Auch die in der CH-PS säe die durch die Modelloberfächen bestimmte Form 5 00144 genannten Gießereifonnmassen müssen bei annimmt. Hierauf polymerisiert man den Binder höherer Temperatur getrocknet werden, gegebenenfalls unter dem Einfluß von Katalysatoren, Demgegenüber härten die erfindungsgemäßen Gie-

Sjne Ammoniumchlorid, und/oder unter Anwendung S ßereiformmassen ohne äußeres Erhitzen selbst bei von Wärme, wodurch die plastische Gießereiform- einer Temperatur von nur 10° C aus. Auch ermögsandmasse in einen festen gehärteten Zustand über- licht die Verwendung von freien Erdalkalimetallfiihrt wird. Die Aushärtung erfolgt entweder im Ori- oxiden und/oder -hydroxiden ausreichend lange Verginalmodell oder in einer Warteschleife. arbeitungszeiten dieser Gießereifonnmassen, obwohl

Die derzeit als Binder angewandten, natürlichen io deren Aushärtung bereits bei Umgebungstemperatur oder synthetischen organischen Materialien sind zwar einsetzt.

recht wirksam, bringen jedoch Umweltprobleme mit In den erfindungsgemäßen Gießereiformmassen

sich, da bei höheren Temperaturen unvermeidlich wird als Formstoff vorzugsweise Sand eingesetzt. Der geringe Mengen des organischen Materials an die Fonnstoff besitzt eine genügend große Teilchengröße, Atmosphäre gelangen. Um diese Umweltschädigung 15 um der Gießform genügende Porosität zu verleihen, zu vermeiden, wurden bereits zahlreiche Wege vorge- damit flüchtige Bestandteile während des Gießvorschlagen, Binder aus anorganischen Substanzen, z. B. gangs entweichen können. Im allgemeinen besitzen Silikaten, herzustellen. Bekannte anorganische Bin- mindestens etwa 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise der haben jedoch verschiedene Nachteile, z. B. mindestens etwa 90 Gewichtsprozent, des Formstoffs schlechte Zerfallseigenschaften der Gießereiform und ao eine mittlere Teilchengröße oberhalb etwa 105 μ, vorschlechte Entnahmeeigenschaften des Metallgießlings zugsweise zwischen etwa 125 bis 207 μ. Der bevoraus der Form. Zahlreiche bekannte anorganische Bin- zugte Formstoff ist Quarzsand mit einem Gehalt von der zeigen auch ungenügende Bindefestigkeit und/ mindestens etwa 70 Gewichtsprozent, vorzugsweise oder unerwünschte Härtungseigenschaften. Darüber mindestens etwa 85 Gewichtsprozent, Quarr.. Andere hinaus ergeben verschiedene anorganische Binder, 35 geeignete Fonnstoffe sind z. B. Zirkon, Olivin, AIuz. B. Silikate, Gießformen mit geringer Rißbeständig- miniumsilikatsand und Chromitsand. Der eingesetzte keit bei der Entnahme, so daß sie über die eigentliche Formstoff ist vorzugsweise trocken, kann jedoch auch Entaahmezeit hinaus noch mindestens einige Stunden gegebenenfalls geringere Feuchtigkeitsmengen, z. B. erfordern, um genügend hohe Rißbeständigkeit zu bis zu etwa 0,3 Gewichtsprozent oder höher, enthalentwickeln. Zum Entnahmezeitpunkt lassen sich die 30 ten. Der Feuchtigkeitsgehalt des Formstoffs kann da-Formen daher nur schwierig handhaben und können durch kompensiert werden, daß man die zusammen leicht beschädigt werden. Auch die Senkbeständigkeit mit dem Aluminiumphosphat und den Erdalkalider aus bekannten Bindern hergestellten Gießformen metallverbindungen verwendete Wassermenge entzum Entnahmezeitpunkt ist nicht zufriedenstellend. sprechend erniedrigt.

In der Zeitschrift Chemical Abstracts, Band 71 35 Der Formstoff macht den Hauptbestandteil der (1969), Heft 14, S. 167, sind Sandformen genannt, Gießereiformmasse aus, während der Binder in relativ die Aluminiumphosphat und Magnesiumoxid als geringer Menge, üblicherweise weniger als etwa Bindemittel enthalten. 10 Gewichtsprozent und vorzugsweise etwa 0,5 bis

Die CH-PS 5 00 144 beschreibt ein Verfahren zur 7 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Herstellung von Sandformen (keramischen Form- 40 Formstoffs, vorhanden ist. Besonders bevorzugt ist teilen) sowie stampfbare Formmassen. Die Formmas- ein Bindergehalt von etwa 1 bis 5 Gewichtsprozent, sen sind durch einen Gehalt an einem feuerfesten Der erfindungsgemäße Binder wird aus Alumikeramischen Material und mindestens einem primä- niumphosphat, einer oder mehreren Erdalkalimetallren, sekundären oder tertiären Metallphosphat ge- verbindungen und Wasser hergestellt. Das Gemisch kennzeichnet. 45 aus Aluminiumphosphat und Wasser weist hierbei im

Die US-PS 3046147 beschreibt Gießereiformen allgemeinen eine Viskosität von etwa 100 bis 2000 cP, aus einem Formstoff und einem Binder, der im we- vorzugsweise etwa 200 bis 1000 cP, auf. sentlichen aus Borax (Natriumtetraborat) und einem Das im erfindungsgemäßen Binder enthaltene Alu-

Alkalimetallphosphat besteht miniumphosphat enthält bis zu etwa 40 Grammatomin der Veröffentlichung Derw. J. Pat. Rep., 1969, 50 prozent, bezogen auf Grammatome Aluminium im Nr. 31, Ref. 17882/69, sind Formmassen genannt, die Aluminiumphosphat, Bor. Außerdem weist das Aluneben Formsand eine Aluminiumphosphatlösung und miniumphosphat ein Grammatomverhältnis von Metallpulver enthalten. Phosphor zur Gesamt-Grammatomzahl von Alumi-

Der Einübung liegt die Aufgabe zugrunde, einen in nium und Bor von etwa 2:1 bis 4:1, vorzugsweise erster Linie aus anorganischen Materialien bestehen- 55 etwa 2,5 :1 bis 3,5 :1 und insbesondere etwa 2,8 :1 den Binder zu schaffen, der sich ohne Erhitzen zu bis 3,2 : 1 auf. Zur Herstellung des Aluminiumphos-Gießereiformen und -kernen mit guten Zerfalls-, Ent- phats können beliebige bekannte Verfahren angenahme- und Festigkeitseigenschaften, insbesondere wandt werden, insbesondere solche, bei denen die guter Riß- und Senkbeständigkeit bei der Entnahme, Ausgangs-Aluminiumverbindung vollständig gelösi aushärten läßt. 60 ist. Das Aluminiumphosphat wird vorzugsweise untei

Die Erfindung betrifft somit den in den Ansprü- Verwendung von entweder Phosphorpentoxid odei chen gekennzeichneten Gegenstand. etwa 70- bis 86gewichtsprozentiger, vorzugsweise

Die in der US-PS 3046 147 beschriebenen Gieße- etwa 86%iger, Phosphorsäure hergestellt. Selbstver reiformmassen benötigen zur Aushärtung eine spe- ständlich können auch andere Phosphorquellen, ζ. Β zielle Wärmebehandlung, wozu Trockenofen oder 65 Polyphosphorsäuren, eingesetzt werden. Infrarotstrahler erforderlich sind, um Temperaturen Der erfindungsgemäße Binder enthält das Alumi

von 104 bis 177° C und mehr zu erreichen. Nach die- niumphosphat in einer Menge von etwa 60 bis 95 Ge ser Trocknung muß eine entsprechende Abkühlungs- wichtsprozent, vorzugsweise etwa 65 bis 90 Gewichts

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prozent, bezogen auf das Gesamtgewicht von Alumi- oxid exotherm verläuft, wobei der Formstoff die freiniumphosphat und Erdalkalimetallverbindungen. Die gesetzte Wärme ableitet und so die Reaktivität aui Erdalkalimetallverbindungen sind in einer Menge von einen Wert erniedrigt, bei dem der Einfluß des Bors etwa 5 bis 40 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 10 bemerkbar wird. In Abwesenheit eines Formstoffs bis 35 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamt- 5 verläuft andererseits die Reaktion so schnell, daß gewicht von Aluminiumphosphat und Erdalkali- kern oder kein wesentlicher Einfluß des Bors auf die metallverbindungen, enthalten. Aushärtung feststellbar ist.

Die vorzugsweise eingesetzten Aluminiumphos- Durch Zusatz von Bor werden auch die Lager-

phate erhalten Bor und werden vorzugsweise aus eigenschaften der wäßrigen Aluminiumphosphat-Borsäure und/oder Boroxid hergestellt. Derartige io lösungen außerordentlich verbessert. Die Lagerstabi-Aluminiumphosphate können z. B. dadurch herge- lität wird insbesondere bei Bormengen von mindesteilt werden, daß man Phosphorsäure oder Phos- stens etwa 5 Grammatomprozent, bezogen aui phorpentoxid mit einem Aluminiumoxid, wie Alumi- Grammatome Aluminium, erhöht,
niumoxid-trihydrat (AI₈O₈ · 3H₂O), sowie Borsäure Als Erdalkalimetallverbindungen eignen sich erfin-

oder Boroxid umsetzt. Da die Umsetzung exotherm 15 dungsgemäß beliebige Materialien, die ein Erdalkaliverläuft, genügt ein bloßes Vermischen der Ausgangs- metall und ein Oxid enthalten, das zur Reaktion mil Verbindungen, wonach die Temperatur des Reak- dem Aluminiumphosphat befähigt ist Bei Verwentionsgemisches allmählich auf einen Maximalwert dung freier Erdalkalimetalloxide oder -hydroxide bevon etwa 93 bis 110° C ansteigt. Nach Erreichen die- sitzen diese vorzugsweise eine Oberfläche von höchses Werts wird vorzugsweise noch etwa Vs bis 2 Stun- 20 stens etwa 8,5 ni²/g, insbesondere höchstens etwa den zur Vervollständigung der Reaktion auf eine 3 m²/g, gemessen nach der BET-Methode. Freie Temperatur von etwa 105 bis 121° C erhitzt. Manch- Oxide bzw. Hydroxide mit einer Oberfläche von mal ist es auch zweckmäßig, die Reaktion durch höchstens etwa 8,5 m²/g sind deshalb bevorzugt, weil kurzzeitiges äußeres Erhitzen in Gang zu bringen. Die sie ausreichend lange Verarbeitungszeiten ermög-Umsetzung erfolgt üblicherweise bei Atmosphären- 25 liehen, um in üblichen Mischern vor dem Einfüllen druck, jedoch können auch höhere oder niedrigere in die Form bzw. das Modell genügend vermischt zu Drücke angewandt werden. Die Umsetzung ist üb- werden. Wenn auch freie Oxide bzw. Hydroxide mit licherweise innerhalb etwa 1 bis 4 Stunde*,, meist einer Oberfläche oberhalb etwa 8.5 m*/e im a\\«einnerhalb etwa 2 bis 3 Stunden, vollständig. meinen für übliche Mischer zu reaktiv sind, so sind

Die bevorzugten Aluminiumphosphate enthalten 30 sie doch für Schnellmischverfahren geeignet, z. B. etwa 3 bis 30 Grammatomprozent, vorzugsweise etwa kontinuierliche Mischvorgänge, die nur etwa 20 Se-5 bis 30 Grammatomprozent und insbesondere etwa künden erfordern.

10 bis 25 Grammatomprozent, Bor, bezogen auf Materialien, die ein Oxid oder Hydroxid und ein

Grammatome Aluminium. Ülicherweise werden diese Erdalkalimetall in chemischer oder physikalischer Aluminiumphosphate aus Borsäure und/oder Boroxid 35 Kombination zusammen mit anderen Bestandteilen hergestellt, wobei jedoch Borsäure bevorzugt ist, da enthalten, sind weniger reaktiv als die freien Oxide die Säure gebräuchlicher ist als das Oxid. und Hydroxide. Derartige Materialien sind daher

Borhaltige Aluminiumphosphate sind deshalb bevor- auch bei einer Oberfläche oberhalb etwa 8,5 m²/g für zugt, weil sie die Zugfestigkeit der gehärteten Gieß- Mischverfahren geeignet, die etwa 2 bis 4 Minuten form erhöhen. Dieser Effekt macht sich bereits bei 40 oder mehr erfordern.

geringeren Bormengen, z. B. 3 Grammatomprozent, Mit dem Oxid und dem Erdalkalimetall chemisch

bemerkbar. Außerdem erhöht der Borzusatz die Sta- und/oder physikalisch kombinierte andere Bestandbilität der gehärteten Gießform. Die prozentuale Zug- teile sind z. B. sorbiert oder in Form eines Überzugs festigkeitsabnahme borhaltiger Aluminiumphosphat- vorhanden. Durch bloßes Vermischen dieser Materiamaterialien nach 48stündiger Lagerung im Vergleich 45 lien mit einem freien Oxid bzw. Hydroxid gelingt es zu 24stündiger Lagerung ist im allgemeinen geringer dagegen nicht, die Reaktivität merklich zu erniedals die borfreier Aluminiumphosphate. Dieser Stabi- rigen.

lisierungseffekt macht sich insbesondere dann be- Vorzugsweise besitzen alle erfindungsgemäß einge-

merkbar, wenn größere Bormengen, z. B. etwa 10 bis setzten Erdalkalimetallverbindungen eine Oberfläche 30 Gewichtsprozent, bezogen auf Grammatome Alu- 50 von höchstens etwa 8,5 m*/g, vorzugsweise höchstens minium, eingesetzt werden. etwa 3 m²/g. Üblicherweise beträgt die Oberfläche

Die Modifizierung mit Bor beeinflußt auch die mindestens etwa 0,01 m*/g. Die Oberfläche wird, Reaktivität des Aluminiumphosphat«: gegenüber den falls nichts anderes angegeben ist, nach dem BET-Erdalkalimetallverbindungen in Gegenwart des Form- Verfahren (ASTM-D-3037-71T) unter Verwendung Stoffs. Mit zunehmendem Borgehalt nimmt die Reak- 55 von 0,1 bis 0,5 g der Erdalkalimetallverbindungen tionsgeschwindigkeit mit den Erdalkalimetallverbin- bestimmt.

düngen in Gegenwart des Formstoffs ab. Dies macht Geeignete Erdalkalimetallverbindungen sind z. B.

sich insbesondere bei Borkonzentrationen von min- Calciumoxid, Magnesiumoxid, Calciumsilikate, CaI-destens etwa 10 Grammatomprozent, bezogen auf ciumaluminate, Calciumaluminiumsilikate, Magne-Grammatome Aluminium, bemerkbar. Durch Modi- 60 siumsilikate und Magnesiumaluminate. Ferner eignen fizierung mit Bor gelingt es daher, die Härtungs- sich z. B. Zirkonate, Borate und Titanate der Erdeigenschaften des Binders den jeweiligen Erforder- alkalimetalle. Vorzugsweise verwendet man ein freies nissen anzupassen. In Abwesenheit eines Formstoffs, Erdalkalimetalloxid oder ein Gemisch aus einem Erdz. B. Sand, ist jedoch keine Veränderung der Här- alkalimetalloxid und einem Material, das das Erdtungseigenschaften, insbesondere bei Anwesenheit 65 alkalimetall und das Oxid in Kombination mit einem von freiem Erdalkalimetalloxid, feststellbar. Dies ist anderen Bestandteil, z. B. einem Calciumaluminat, vermutlich darauf zurückzuführen, daß die Reaktion enthält. Ein bevorzugtes Erdalkalimetalloxid ist Mavon Aluminiumphosphat und freiem Erdalkalimetall- gnesiumoxid.

Materialien, die neben dem Oxid bzw. Hydroxid und dem Erdalkalimetall weitere Komponenten enthalten, können unter Umstanden als Erdalkalimetalloxid liefernde Verbindungen betrachtet werden, die das Erdalkalimetalloxid in das Bindersystem einbringen.

Als Magnesiumoxid eignen sich z. B. handelsübliche Magnesia- und calcinierte Magnesiumoxidsorten.

Ein besonders bevorzugtes Calciumsilikat ist WoI-lastonit, ein hochreines Mineral, das Calciumoxid und Siliciumdioxid in äquimolarem Verhältnis enthält. Handelsübliche Calciumaluminate enthalten üblicherweise etwa 15 bis 40 Gewichtsprozent Calciumoxid und etwa 35 bis 80 Gewichtsprozent Aluminiumoxid, wobei die Gesamtmenge von Calciumoxid und Aluminiumoxid mindestens 70 Gewichtsprozent ausmacht. Natürlich können auch Calciumaluminate mit höherem Calciumoxidgehalt mit Vorteil eingesetzt werden.

Gemische aus einem freien Erdalkalimetalloxid und einem Material, das neben dem freien Oxid bzw. Hydroxid und dem Erdalkalimetall andere Bestandteile enthält, enthalten vorzugsweise etwa 1 bis 10 Gewichtsteile, insbesondere etwa 2 bis 8 Gewichtsteile, as freies Erdalkalimetalloxid pro 1 Gewichtsteil des andere Bestandteile enthaltenden Materials. Vorzugsweise bestehen derartige Gemische aus Magnesiumoxid und Calciumaluminaten. Das freie Erdalkalimetalloxid, z. B. Magnesiumoxid, ist in derartigen Gemischen in erster Linie für die schnelle Härtungsgeschwindigkeit verantwortlich, während die andere Komponente, z. B. das Calciumaluminat, hauptsächlich die Festigkeitseigenschaften der hergestellten Form verbessert. Da das freie Metalloxid reaktiver ist als das freie Metalloxid liefernden Materialien, beeinflussen diese Materialien im Gemisch mit dem Erdalkalimetalloxid die Härtungsgeschwindigkeit nur geringfügig.

Um die Handhabung zu erleichtern, werden die Erdalkalimetallverbindungen gegebenenfalls in Form einer Aufschlämmung oder Suspension in einem Verdünnungsmittel angewandt. Geeignete Verdünnungsmittel sind z. B. Alkohole, wie Äthylenglykol und Furfurylalkohol, Ester, wie Äthylenglykolalkylätheracetate, und Kohlenwasserstoffe, wie Kerosin und aromatische Kohlenwasserstoffe. Gegebenenfalls werden die Auf schlämmungen mit bis zu etwa 1O⁰O, vorzugsweise bis zu etwa 5«/o, eines Suspendiermittels, versetzt, z. B. mit Bentone, feinkörniger Kieselsäure (Teilchengröße etwa 10 bis 20 ηΐμ) oder einem hochmolekularen, kolloidalen Carboxyvinylpolymerisat, um die Aufschlämmung bzw. Suspension zu stabilisieren.

Die Erdalkalimetallverbindungen und das Verdünnungsmittel werden üblicherweise in einem Gewichtsverhältnis von etwa 1 : 3 bis 3 :1, vorzugsweise etwa 1: 2 bis 2:1, vermischt. Nichtpolare Kohlenwasserstoffe ergeben im Vergleich zu anderen Verdünnungsmitteln die besten Festigkeitseigenschaften. Auch Alkohole sind als Verdünnungsmittel von Vorteil, da sie die Verarbeitungszeit der Gießereiformmasse erhöhen, ohne daß gleichzeitig die Entnahmezeit entsprechend zunimmt. Bei Verwendung von Alkoholen, wie Äthylenglykol und Furfurylalkohol, werden die Festigkeitseigenschaften der Gießform jedoch beeinträchtigt.

Als weitere Komponente enthält der erfindungsgemäße Binder Wasser. Das Wasser kann entweder vollständig oder teilweise dem Bindersystem als Träger für das Aluminiumphosphat zugeführt werden. Es kann jedoch auch als getrennter Bestandteil angewendet werden. Ferner kann die gewünschte Wassermenge teilweise über das Aluminiumphosphat und teilweise über eine andere Quelle zugeführt werden. Die Wassermenge beträgt etwa 15 bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 20 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Aluminiumphosphats und Wasser.

Der erfindungsgemäße Binder wird in einem Zweipackungssystem angewendet, wobei eine Packung das Aluminiumphosphat und das Wasser und die andere Packung die Erdalkalimetallkomponente enthält. Man vermengt üblicherweise zunächst den Formstoff mit der Erdalkalimetallkomponente und mischt dann den Inhalt der Aluminiumphosphatpackung zu. Nach gleichförmiger Verteilung des Binders im Formsand wird die Gießereiformmasse in die gewünschte Form gebracht. Die Formmasse kann gegebenenfalls weitere Bestandteile enthalten, z.B. Eisenoxid, gemahlene Flachsfasern, Holzmehl, Ton oder feuerfeste Stoffe.

Die Giesereiformmassen der Erfindung werden gewöhnlich in folgenden Schritten zu Gießformen verarbeitet:

(1) Einfüllen der Formmasse in eine Form oder ein Modell;

(2) Belassen der erhaltenen Grünform bzw. des Grünkerns in der Form bzw. dem Modell bis zum Erlangen der Mindestentnahmefestigkeit (selbsttragend) und

(3) Entnahme aus der Form bzw. dem Modell und Aushärten bei Raumtemperatur zu einer Gießereiform.

Das Bindersystem der Erfindung härtet bei Raumtemperatur in einer chemischen Reaktion ohne äußeres Erhitzen aus. Die Aushärtung erfolgt z. B. nach dem sogenannten »air cure«- oder »no bake«-Mechanismus. Die Härtungstemperatur liegt dabei gewöhnlich im Bereich von etwa 10 bis 38° C.

Der erfindungsgemäße Binder ergibt gegenüber bekannten anorganisches Bindersystemen, z. B. Alkalimetallsilikaten, Gießformen mit verbesserten Zerfallsund Entnahmeeigenschaften beim Metallguß. Außerdem besitzen die Gießformen der Erfindung gute Riß- und Senkbeständigkeit zum Entnahmezeitpunkt Die Gießformen der Erfindung lassen sich dahei leicht handhaben und können unmittelbar nach de; Entnahme eingesetzt werden.

Der erfindungsgemäße Binder erlaubt auch di< Herstellung von Gießformen ohne Gehalt an stick stoffhaltigen Verbindungen, die die Hauptursachi für Feinlunker im Gießling sind.

Die Verwendung des erfindungsgemäDen Binder systems für Gießformen unterscheidet sich wesentlid von der Herstellung anderer Formkörper, z. B. Yx ramischer Körper oder Formen für den Präzision? guß. Binder für Präzisionsgußformen sind nicht ur bedingt zur Herstellung der erfindungsgemäß beat sichtigten Gießereiformen geeignet, da sie nicht di für Gießereiformen erforderlichen hohen Festigkeit eigenschaften aufweisen müssen. Die Festigkeit ve

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Präzisionsgußformen beruht zu einem großen Teil 30OcP, einem Grammatomverhältnis von Phosphor

auf dem verwendeten Formstoff, da dieser eine ge- zur Gesamt-Grammatomzahl von Aluminium und

ringe Teilchengröße aufweist und daher dicht ge- Bor von 3:1 und einem Borgehalt von etwa

packt ist. Für den Präzisionsguß verwendete Form- 5 Grammatomprozent, bezogen auf Grammatome

stoffe besitzen üblicherweise eine mittlere Teilchen- 5 Aluminium.

größe von etwa 48 bis etwa 105 μ. Präzisionsguß- 100 Teile Formsand und etwa 0,85 Teile einer binder müssen auch nicht bei Raumtemperatur aus- Aufschlämmung von 0,4 Teilen Kerosin und 0,45 Teihärten, da der Präzisionsgußformling vor der An- len Magnesiumoxid mit einer Oberfläche von etwa wendung erhitzt wird, um in der Formmasse vorhan- 2,3 m^a/g werden etwa 2 Minuten vermischt. Der dene flüchtige Bestandteile, wie Wasser, zu ver- io Formsand enthält 99,88% Siliciumdioxid, 0,02% treiben. Geschieht dies nicht, so diffundiert der wäh- Eisenoxid, 0,10% Aluminiumoxid, 0,15% Titanrend des Gießens entwickelte Dampf infolge der dioxid, 0,01% Calciumoxid und 0,005% Magnerelativ niedrigen Porosität der Form in das geschmol- siumoxid und besitzt folgende Korngrößenverteilung: zene Metall. Andererseits sind die Gießereiformen 0,4% ) 420 μ, 11,2% ) 297 μ, 35,2% ) 210 μ, der Erfindung relativ porös, so daß der während des is 37,4% ) 149 μ, 10,8% ) 105 μ, 4,0% ) 74 μ, Vergießens von Formen bzw. Kernen entwickelte 0,8% ) 63 μ, 0,8% ) 53 μ, 0,2 > 44 μ und 66,92 Dampf durch die Poren entweichen kann und nicht Feingut (AFS). Das Gemisch wird mit 3,2 Teilen des in das geschmolzene Metall diffundiert. borhaltigen Aluminiumphosphats versetzt und 2 Mi-

Außerdem sind Formmassen für den Präzisions- nuten gerührt.

guß fluider als Gießereiformmassen und enthalten »o Die erhaltene Gießereiformmasse wird mit der

gewöhnlich mehr Verdünnungsmittel, z.B. Wasser. Hand zu Standard-AFS-Zugfestigkeitsproben ge-

Darüber hinaus wird das Verhältnis von Formstoff stampft. Die Zugfestigkeit der Prüfkörper beträgt

zu Binder niedriger als in Gießereiformmassen. bei Raumtemperatur nach 2 Stunden 5,27 kg/cm²,

Schließlich werden an keramische Binder bzw. nach 4 Stunden 7,38 kg/cm², nach 6 Stunden Gießereibindemittel verschiedene Anforderungen ge- 25 9,84 kg/cm² und nach 24 Stunden 11,95 kg/cm². Die stellt. Eine Keramikform soll z.B. auch bei hohen Verarbeitungszeit der Formmasse beträgt 10 Mi-Temperaturen, z. B. oberhalb 815° C, ihre Festig- nuten und die Entnahmezeit etwa 35 bis 40 Minuten, keitseigenschaften beibehalten. Um keramische Mate- Die Rißbeständigkeit zum Entnahmezeitpunkt ist sehr rialien zu diesem Zweck genügend auszuhärten, wer- gut. nach 2 Stunden ausgezeichnet,
den sie gesintert. Im Gegensatz dazu müssen Gieße- 30
reiformen und -kerne die erforderliche Festigkeit

nur so lange beibehalten, bis sich das Metall in der B e i s ρ i e 1 2
Form verfestigt.

Durch Einwirkung der hohen Temperaturen sol- Das Verfahren von Beispiel 1 wird mit etwa

len jedoch diese Eigenschaften verlorengehen, so 35 3,5 Gewichtsprozent, bezogen auf den Formsand,

daß die Kerne bzw. Formen nach Erstarren der derselben Binderzusammensetzung wiederholt. Die

Metallschmelze leicht zerlegt werden können, um erhaltene Gießereiformmasse wird zu Standard-AFS-

den Gießling auszuheben. Zugfestigkeitsproben geformt, deren Zugfestigkeit bei

Die Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Teile Raumtemperatur nach 2 Stunden 5,27 kg/cm², nach

beziehen sich auf das Gewicht, falls nichts anderes 40 4 Stunden 8,44 kg/cm², nach 6 Stunden 10,2 kg/cm²

angegeben ist. In allen Beispielen werden die Gieße- und nach 24 Stunden 11,6 kg/cm² beträgt. Die Pro-

reiproben nach dem No-bake-Verfahren bei Raum- ben besitzen ausgezeichnete Rißbeständigkeit nach

temperatur ausgehärtet, falls nichts anderes angege- 2 Stunden. Die Verarbeitungszeit der Masse beträgt

ben ist 10 Minuten, die Entnahmezeit etwa 40 bis 45 Mi-

45 nuten.

Beispiel 1 _ . . , „

^v Beispiel 3

Ein mit Rührer, Thermometer und Überdruck- 5000 Teile Formsand und 35 Teile eines 2,5 : 1-

ventil ausgerüstetes Reaktionsgefäß wird unter Ruh- Gemisches aus Magnesiumoxid und eines Calciumren mit etwa 38000 Teilen einer 80%igen wäßrigen 50 aluminate mit einem Gehalt an 58% Aluminiumoxid

Phosphorsäurelösung, etwa 307 Teilen Borsäure und und 33% Calciumoxid werden etwa 2 Minuten mit-

etwa 7720 Teilen hydraüsiertem Aluminiumoxid be- einander vermischt, dann mit 165 Teilen einer

schickt Das Reaktionsgenrsch wird etwa 30 Mi- 66%igen wäßrigen Aluminiumphosphatlösung ver-

ntrten aaf etwa 49° C erhitzt und hierauf weitere setzt, die gemäß Beispiel 1 hergestellt worden ist, und 20 Minuten ohne äußeres Erhitzen umgesetzt, wo- 55 schließlich 2 Minuten gerührt,

bei die Temperatur auf einen Maximalwert von etwa Die erhaltene Gießereiformmasse wird zu Stan-

82° C steigt. Anschließend wird noch 70 Minuten dard-AFS-Zugfestigkeitsproben geformt deren Zug-

aaf etwa 113°C erhitzt. Der Druck im Reaktions- festigkeit bei Raumtemperatur nach' 24 Stunden

gefäß steigt auf einen Maximalwert von etwa 11,95 kg/cm² beträgt. Die Verarbeitungszeit der 1,055 atü. Das Reaktionsgemisch wird dann inner- 60 Formmasse beträgt 10 Minuten, die Entnahmezeil

halb etwa 45 Minuten auf etwa 68⁰C abgekühlt 30 Minuten. Die Rißbeständigkeit zum Entnahme-

wobei gleichzeitig etwa 5900 Teile Wasser unter Zeitpunkt ist sehr gut, nach 2 Stunden ausgezeichnet. Rühren zugegeben werden. Hierauf kühlt man das

Reaktionsgemisch unter einem Druck von etwa Beisniel 4

76 Torr auf 28° C ab, bringt das System auf Normal- 65 pci*

druck nnd gewinnt so etwa 52 000 Teile eines bo- Das Verfahren von Beispiel 3 wird unter Verwen-

rierten Aluminiumphosphats mit einem Feststoff- dung von 30 Teilen des Magnesiumoxid-Calrium-

gehalt von 66,6%, CTier Viskosität von 250 bis aluminat-Gemisches wiederholt. Die erhaltene Gieße-

reiformmasse wird zu Standard-AFS-Zugfestigkeitsproben geformt, deren Zugfestigkeit bei Raumtemperatur nach 2 Stunden 5,63 kg/cm², nach 4 Stunden 11,25 kg/cm², nach 6 Stunden 12,55 kg/cm² und nach 24 Stunden 13,8 kg/cm² beträgt. Die Verarbeitungszeit beträgt 15 Minuten, die Entnahmezeit 45 Minuten.

Die folgenden Beispiele 5 bis 9 erläutern den Einfluß der Oberfläche bei Verwendung von freien Oxiden als Erdalkalimetallverbindungen.

Beispiel 5

5000 Teile Quarzsand und 25 Teile Magnesiumoxid mit einer Oberfläche von etwa 2,3 m²/g werden etwa 2 Minuten vermischt. Hierauf gibt man 165 Teile einer 66°/oigen Aluminiumphosphatlösung zu, die gemäß Beispiel 1 hergestellt worden ist, und rührt das Gemisch 2 Minuten. Die erhaltene Gießereiformmasse besitzt eine Verarbeitungszeit von 10 bis ao 20 Minuten.

Beispiel 6

Das Verfahren von Beispiel 5 wird unter Verwendung eines Magnesiumoxids mit einer Oberfläche von »5 etwa 1,4 m^!/g sowie einem Aluminiumphosphat mit einem Borgehalt von 10 Grammatomprozent, bezogen auf Grammatome Aluminium, wiederholt. Die Verarbeitungszeit der Gießereiformmasse beträgt etwa 15 Minuten.

Beispiel 7

30

Das Verfahren von Beispiel 6 wird unter Verwendung eines Magnesiumoxids mit einer Oberfläche von etwa 35,2 m²/g wiederholt. Die Verarbeitungszeit der Formmasse beträgt weniger als 2 Minuten, so daß sehr schnell vermischt werden muß.

Beispiel 8

Das Verfahren von Beispiel 6 wird unter Verwendung eines Magnesiumoxids mit einer Oberfläche von etwa 61,3 m²/g wiederholt. Die Verarbeitungszeit der Formmasse beträgt weniger als 2 Minuten, so daß ein relativ schnelles Mischverfahren erforderlich ist.

Beispiel 9

Das Verfahren von Beispiel 5 wird unter Verwendung eines Magnesiumoxids mit einer Oberfläche von etwa 8,2 rn²/g wiederholt, das durch 24stündiges Calcinieren des gemäß Beispiel 8 verwendeten Magnesiumoxids bei 1000° C hergestellt worden ist. Ferner wird ein Aluminiumphosphat mit einem Borgehalt von 30 Grammatomprozent, bezogen auf Grammatome Aluminium, eingesetzt. Die Verarbeitungszeit der Formmasse beträgt 2 bis 4 Minuten, so daß ein übliches Mischverfahren angewandt werden kann. Für manche Anwendungsbereiche könnte jedoch die Verarbeitungszeit etwas knapp bemessen sein.

Beispiel 10

In Tabelle I ist der Einfluß des Borgehalts auf die Verarbeitungs- und Entnahmezeit von Gießereiformmassen erläutert. Die Formmassen werden durch etwa 2minütiges Vermischen von 5000 Teilen Quarzsand und der in Tabelle I genannten Menge eines 2,5: 1-Gemisches von Magnesiumoxid und eines Calciumaluminats mit einem Gehalt an 58 °/o Aluminiumoxid und 33°/o Calciumoxid hergestellt. Das Gemisch wird dann mit 165 Teilen der in Tabelle I genannten Aluminiumphosphatlösungen versetzt, die in einem Grammatomverhältnis von Phosphor zui Gesamt-Grammatomanzahl von Aluminium und B01 von 3 : 1 hergestellt worden sind.

Tabelle I

Einfluß des Borgehalts auf die Verarbeitungs- und Entnahmezeit (min/min)

Borgehalt, 68·/· wäßrige Aluminium- 66 % wäßrige Aluminium-

phosphatlösung phosphatlösung

25 Tefle MgO-Ca- 30TeUeMgO-Ca- 25 Teile MgO-Ca- 30 Teile MgO-Ca-⁰/o alumiaat-Gemisch aluminat-Gemisch aluminat-Gemisch aluminat-Gemisch

30	30/>100	20/80	25/150	15/75
20	25/100	15/60	30/>90	15/70
10	20/90	15/60	20/80	10/55
5	15/75	10/60	15/75	10/50
3	15/75	10/55	10/65	10/50
1	10/70	10/50	10/70	10/50
0	10/65	10/50	10/65	10/50

Bei der Prüfung der Lagerbeständigkeit der verschiedenen Aluminiumphosphatlösungen zeigt sich, daß sich bei Borgehalten von 0, 1 bzw. 3 Grammatomprozent erst nach 14tägiger Lagerung ein geringer Niederschlag bildet Die übrigen Aluminiumphosphatlösungea bleiben klar.

Die verschiedenen beigestellten Gießereiformmassen werden zu Standard-AFS-Zugfestigkeitsproben geformt. Die nach 24 bzw. 48 Stunden bei Raumtemperatur erzielten Zugfestigkeitswerte sind den Tabellen II und III wiedergegeben. Es zeigt sie daß borhaltige Aluminiumphosphate im allgemeint bessere Zugfestigkeitswerte ergeben. Ferner wi deutlich, daß die Zugfestigkeit im allgemeinen π steigendem Borgehalt zunimmt, wenn auch eini Werte durch experimentelle Fehler etwas aus d Reihe fallen.

13 ^V 14

Tabelle II

Einfluß des Borgehalts auf die Zugfestigkeit 24 Stunden nach Entnahme, kg/cm^z

Borgehalt,	68 °/o wäßrige Aluminium- phosphatlösung	30 Teile MgO-Ca- aluminat-Gemisch	66 °/o wäßrige Aluminium- phosphatlösung	30 Teile MgO-Ca- aluminat-Gemisch	30 Teile MgO-Ca- aluminat-Gemisch	66 Vo wäßrige Aluminium phosphatlösung	30 Teile MgO-Ca- aluminat-Gemisch
Vo	25 Teile MgO-Ca- aluminat-Gemisch	11,53	25 Teile MgO-Ca- aluminat-Gemisch	11,17	25 Teile MgO-Ca- aluminat-Gemisch
30	13,36	12,09	12,33	11,39
20	12,73	10,26	12,8	9,28
10	11,95	9,35	11,74	9,49
5	11,39	10,33	12,23	9,84
3		9,84	11,6	8,72
1	11,39	10,55	10,55	7,24
0	11,04		11,04
Tabelle III			Borgehalts auf die Zugfestigkeit 48 Stunden nach Entnahme, kg/cm²
Einfluß des	68 °/o wäßrige Aluminium phosphatlösung
Borgehalt,	25 Teile MgO-Ca- aluminat-Gemisch

30	12,8	10,97	12,0	11,25
20	12,0	11,53	10,69	9,7
10	10,97	9,63	11,6	8,86
5	IU	10,55	11,95	8,15
3	11,53	8,86	10,33	8,86
1	10,69	9,14	9,14	7,94
0	9,84	8,44	9,98	6,33

Beispiel 11

Aus Tabelle IV geht die durch Zusatz von Bor verbesserte Lagerstabilität hervor. Tabelle IV
Stabilität der Aluminiumphosphatlösung

Molverhältnis	Feststoffgehalt,	Borgehalt; Gramm	Aussehen
Aluminium +		atomprozent,
Bor/Phosphor		bezogen auf
	Ve	Aluminium
1:3,8	77	20	klar nach 5 Monaten
1:3,8	77	10	klar nach 5Vs Monaten
1:3,8	77	5	klar nach 5Vz Monaten
1:3,8	77	0	klar nach 6 Monaten
1:3,6	76	40	klar nach 5 Monaten
1:3,6	76	20	klar nach 5 Monaten
1:3,6	76	10	klar nach 5 Monaten
1:3,6	76	5	klar nach 5 Monaten
1:3,6	75	0	geringer Niederschlag
			nach 5 Monaten
1:3,4	75	20	klar nach 5 Monaten
1:3,4	75	20	klar nach 4 Mo taten
1:3,4	75	10	klar nach 4Vt Monaten
1:3,4	75	10	klar nach 4 Monaten
1:3,4	75	5	IVt Monate klar,
			dann Niederschlag
1:3,4	75	5	2 Monate klar,
			dann Niederschlag
1:3.4	75	0	1 Monat klar,

	24	Tabelle IV (Fortsetzung)	Feststoffgehalt,	18 348	Λ
15		Molverhältnis			f 16
Aluminium +
Bor/Phosphor	·/·	Borgehalt; Gramm-	Aussehen nach etwa
	75	atoniprozent,	2 Vi Monaten
1:3,2		bezogen auf
	75	Aluminium
1:3,1	75	5	1 Monat klar,
1:3,0	68		dann Niederschlag
1:3,0	67	10	klar nach 2 Monaten
1:3,0	65	30	klar
1:3,0	75	30	klar
1:3,0	68	30	klar
1:3,0	67	30	klar
1:3,0	65	20	klar
1:3,0	75	20	klar
1:3,0	68	20	klar
1:3,0	67	20	klar
1:3,0	65	10	klar
1:3,0	75	10	kler
1:3,0	68	10	klar
1:3,0	67	10	klar
1:3,0	65	5	klar
1:3,0	75	5	klar
1:3,0	68	5	klar
1:3,0	67	5	klar
1:3,0	65	3	klar
1:3,0	75	3	Niederschlag
1:3,0	68	3	klar
1:3,0	67	3	klar
1:3,0	65	1	klar
1:3,0	75	1	Niederschlag
1:3,0	68	1	Niederschlag
1:3,0	67	1	Niederschlag
1:3,0	65	0	klar
1:3,0	0	Niederschlag
0	Niederschlag
0	geringer Niederschlag

Die folgenden Beispiele 12 und 13 erläutern die gegenüber bekannten anorganischen Bindern verbesserte Riß- und Senkbeständigkeit bei der Fntnahme der Gießformen.

Beispiel 12

20000 Teile Formsand und 200 Teile eines Gemisches aus 60 Teilen Kerosin, 85,€ Teilen Magnesiumoxid und 34,4 Teilen Calciumaluminat mit einem Gehalt an 58«/o Aluminiumoxid und 33«/o Calciumoxid werden etwa 2 Minuten vermischt. Hierauf versetzt man das Gemisch mit 660 Teilen einer gemäß Beispiel 1 hergestellten 66^fl/oigen wäßrigen Aluminiumphosphatlösung mit einer Viskosität von 250 bis 300 cP, einem Grammatomverhältnis von Phosphor zur Gesamt-Grammatomanzahl von Aluminium und Bor von 3:1 und einem Borgehalt von etwa 10 Grammatomprozent, bezogen auf Grammatome Aluminium. Das Gemisch wird dann noch 2 Minuten gerührt.

Die erhaltene Gießereiformmasse wird dann zu 10,16 X 10,16 X 45,72-cm^s-Sandkernen mit einem Gewicht von jeweils etwa 8,62 kg geformt. Die Verarbeitungszeit beträgt 10 Minuten, die Entnahmezeit 45 Minuten. Die Rißbeständigkeit der Kerne zum Entnahmezeitpunkt beträgt 85 bis 90, nach 1 Stunde 90 bis 95.

Drei Kerne werden nach dem Ausheben horizontal

so auf die Kante eines Labortisches gelegt, so daß 15,24 cm über den Tisch hinausragen. Nach 1 stündigem Belassen der Kerne in dieser Stellung ist lediglich ein Absenken von der Horizontalen von nicht mehr als 1,59 mm meßbar. Weitere Senktests werden so durchgeführt, daß jeweils drei Kerne entweder an den Kernenden gestützt und in der Mitte nicht gestützt bzw. in der Mitte gestützt und an den Enden nicht gestützt sind. Ferner werden senkrecht aufgerichtete Kerne geprüft, die auf ihrer 10,16X10,16 cm großen Grundfläche stehen. An keinem der Kerne ist eine bemerkenswerte Senkung festzustellen; auch nach 24stündigem Stehen tritt keine Absackung auf. Daneben werden 6 Kerne hergestellt, und sofort bei der Entnahme in Plastiktüten eingeschlagen. Drei Kerne werden an den Enden horizontal gelagert, während die anderen Kerne horizontal im Zentrum gelagert werden. Einige Kerne zeigen innerhalb der ersten Stunde eine geringe Senkung.

509535/270

350 Teilen eines Natriumsilikat-

Ein 18,91 fassendes Gefäß wird mit der Fonnmasse gefüllt. Hierauf führt man in das Kernzentrum ta 10,16cm Tiefe einen Haken ein und hangt das Sanze bei einer Entnahmezeit von 45 Minuten auf. Das Gesamtgewicht beträgt 33,1 kg. Nach 24 Stunden ist der Haken nicht aus dem Kern ausgebrochen^ Auch bei 5minütigem Anhängen von weiteren 77,1 kg ist kein Schaden feststellbar.

Schließlich werden Standard-Zugfeshgkeitsprufkörper dadurch hergestellt, daß man die Komponenten der Formmasse vermischt und die hergestellten Prüfkörper 5, 10 bzw. 17 Minuten nach dem Vermischen entnimmt. Sofort nach dem Vermischen hergestellte Prüfkörper besitzen nach 16 bis 8 Stunden Le Zugfestigkeit von 14,45 kg/cm*, wahrend die nach 10 Minuten entnommenen Prüfkörper eine Zugfestigkeit von 11,25 kg/cm* und die nach Π Minuten hergestellten Prüfkörper eine Zugfestigkei von 4,22 kg,'cm« besitzen. Der ZugfestigkeUsabfall nach Sminütigem Mischen zeigt an, daß der Binder etwas zu schnell reagiert. Außerdem werden die Kerneigenschäften bei der Lagerung etwas beeinträchtigt Nach 4 Tagen liegt z. B. die mittlere Ritzhärte der Kerne bei 70.

10000 Teile Formsand und 42 Teile eines organischen Esterhärters werden etwa 2 Minuten ver-

auf die isches gelegt, so daß sie _{h ausra}gen. Die Kerne _d Htal b

k *5 Weitere

oder a

™ _i

»5

3<>

₃₅ ^ ^ _{h ausra}gen. Die Kerne _{wn der} Horizontalen ab. ^ _{werden mit} jeweils drei Ker-

auflagert bzw. die Kerne senk- ^^ _χ ^_{16 cmä große} Grundfläche

_{Hierbei ze}jgt sich, daß die Kerne nach 1 Stunde ^ _{f 2}7Sm von der Horizontalen absacken ^^; _{Fall der} Kern vollständig zerbricht, und J aufgerichtete Kern setzt sich etwas,

Der se η ^s ^ _dne j _hte Ausbeulung

woDei _{Rißbeständigke}it der Kerne betragt nach bildet, ui _{Femer werden} drei Kerne her-

^ _{nach der Entnah}me in Plastiktuten -ΐ, horizontal sowohl an den Enden

E« _{m aufge}lagert. Die Senkung be-

J^U _{0635 bis} 1,9 cm, d. h. weit mehr als bei

^ _aus Beispiel 12.

_der Beispiele 12 und 13 zeigt, daß _gsgemäßen Binder gegenüber bekannten η Bindern verbesserte Riß- und Senkku _{bei der} Entnahme ermöglichen. Außerdie relative Härte der erfindungsgemäß her-

z.

gestellte Kerne.

Claims

Patentansprüche:

1. Gießereif formmassen, enthaltend einen Formstoff und bis zu etwa 10 Gewichtsprozent, bezogen auf den Formstoff, eines Binders aus Wasser, Aluminiumphosphat und Erdaikalimetallverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Binder aus ">