DE2418348C3 - Verwendung eines Gießereibindemittels zur Herstellung von Gießformen und -Kerzen - Google Patents

Verwendung eines Gießereibindemittels zur Herstellung von Gießformen und -Kerzen

Info

Publication number
DE2418348C3
DE2418348C3 DE2418348A DE2418348A DE2418348C3 DE 2418348 C3 DE2418348 C3 DE 2418348C3 DE 2418348 A DE2418348 A DE 2418348A DE 2418348 A DE2418348 A DE 2418348A DE 2418348 C3 DE2418348 C3 DE 2418348C3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
boron
aluminum
binder
minutes
clear
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE2418348A
Other languages
English (en)
Other versions
DE2418348B2 (de
DE2418348A1 (de
Inventor
John J. Columbus Ohio Spiwak
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ashland LLC
Original Assignee
Ashland Oil Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ashland Oil Inc filed Critical Ashland Oil Inc
Publication of DE2418348A1 publication Critical patent/DE2418348A1/de
Publication of DE2418348B2 publication Critical patent/DE2418348B2/de
Application granted granted Critical
Publication of DE2418348C3 publication Critical patent/DE2418348C3/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/34—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing cold phosphate binders
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions 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
    • B22C1/18—Compositions 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
    • B22C1/181—Cements, oxides or clays
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions 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
    • B22C1/18—Compositions 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
    • B22C1/185—Compositions 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 containing phosphates, phosphoric acids or its derivatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions 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
    • B22C1/18—Compositions 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
    • B22C1/186—Compositions 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 contaming ammonium or metal silicates, silica sols
    • B22C1/188—Alkali metal silicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00939—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for the fabrication of moulds or cores

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Description

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 ζ. B. in ein Modell gestampft oder geblasen, wobei sie die durch die Modelloberflächen bestimmte Form annimmt. Hierauf polymerisiert man den Binder gegebenenfalls unter dem Einfluß von Katalysatoren, wie Ammoniumchlorid, und/oder unter Anwendung von Wärme, wodurch die plastische Gießereiformsandmasse in einen festen gehärteten Zustand überführt wird. Die Aushärtung erfolgt entweder im Originalmodel! oder in einer Warteschleife.
Die derzeit als Binder angewandten, natürlichen oder synthetischen organischen Materialien sind zwar recht wirksam, bringen jedoch Umweltprobleme mit sich, da bei höheren Temperaturen unvermeidlich geringe Mengen des organischen Materials an die Atmosphäre gelangen. Um diese Umweltschädigung zu vermeiden, wurden bereits zahlreiche Wege vorgeschlagen. Binder aus anorganischen Substanzen, z. B. Silikaten, herzustellen. Bekannte anorganische Binder haben jedoch verschiedene Nachteile, z. B. schlechte Zerfallseigenschaften der Gießereiform und schlechte Entnahmeeigenschaften des Metallgießlings aus der Form. Zahlreiche bekannte anorganische Binder zeigen auch ungenügende Bindefestigkeit und/oder unerwünschte Härtungseigenschaften. Darüber hinaus ergeben verschiedene anorganische Binder, z. B. Silikate, Gießformen mit geringer Rißbeständigkeit bei der Entnahme, so daß sie über die eigentliche Entnahmezeit hinaus noch mindestens einige Stunden erfordern, um genügend hohe Rißbeständigkeit zu entwickeln. Zum Entnahmezeitpunkt lassen sich die Formen daher nur schwierig handhaben und können leicht beschädigt werden. Auch die Senkbeständigkeit der aus bekannten Bindern hergestellten Gießformen zum Entnahmezeitpunkt ist nicht zufriedenstellend.
In der Zeitschrift Chemical Abstracts, Band 71 (1969), Heft 14, S. 167, sind Sandformen genannt, die Aluminiumphosphat und Magnesiumoxid als Bindemittel ent halten.
In der US-PS 25 22 548 ist ein Verfahren zur Herstellung von Formen vorzugsweise füi den Präzisionsguß beschrieben, bei dem als Binder eine Lösung aus einem primären Alkalimetallphosphat und einem primären Phosphat eines Metalls, das unlöslich sekundäre und tertiäre Phosphate bilden kann, sowie ein Metalloxid von einem Metall, das unlösliche tertiäre und sekundäre Phosphate bilden kann, eingesetzt wird. Diese Binder werden mii erheblichen Mengen (z. B. etwa 6 bis Ί2 mi Wasser pro g Phosphorsäure) Wasser verarbeitet und zur Abbindeverzögerung müssen beträchtliche Mengen Verzögerer, wie Kochsalz, zugesetzt werden. Dem Binder kann eine Boraxlösung zugesetzt werden; sie wirkt als Oberflächenverbesserer und, je nach dem Mengenverhältnis von Wasser zu Phosphorsäure, als Abbindeverzögerer oder -beschleuniger. Die mit dem bekannten Bindemittel hergestellten Präzisionsformen müssen zum Ausschmelzen des Wachses und Härten der Formen auf Temperaturen bis etwa 700 bis 7600C erhitzt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verwendung eines Gießereibindemittels aus Aluminiumphosphat, einer Borverbindung und Erdalkalimetallverbindungen zur Herstellung von Gießereiformen und -kernen vorzuschlagen, mit dem ohne Erhitzen Gießereiformen und -kerne mit guten Zerfalls-, Entnahme- und Festigkeitseigenschaften, insbesondere guter Riß- und Senkbeständigkeit bei der Entnahme, erhalten werden.
Die Erfindung betrifft somit den in den Ansprüchen gekennzeichneten Gegenstand.
Die mit dem erfindungsgemäß eingesetzten Bindemittel hergestellten Formen und Kerne härten ohne äußeres Erhitzen selbst bei einer Temperatur von nur 10" C aus. Auch ermöglicht die Verwendung von Erdalkalimetalloxiden und/oder -hydroxiden ausreichend lange Verarbeitungszeiten der Gießereiformmassen, obwohl deren Aushärtung bereits bei Umgebungstemperatur einsetzt
Als Formstoff wird vorzugsweise Sand eingesetzt. Der Formstoff besitzt eine genügend große Teilchengröße, um der Gießform genügende Porosität zu verleihen, damit flüchtige Bestandteile während des Gießvorgangs entweichen können. Im allgemeinen besitzen min destens etwa 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise mindestens etwa 90 Gewichtsprozent, des Formstoffs eine mittlere Teilchengröße oberhalb etwa 105 μ, vorzugsweise zwischen etwa 125 bis 207 μ. Der bevorzugte Formstoff ist Quarzsand mit einem Gehalt von mindestens etwa 70 Gewichtsprozent, vorzugsweise mindestens etwa 85 Gewichtsprozent, Quarz. Andere geeignete Formstoffe sind z. B. Zirkon, Olivin, Aluminiumsilikatsand und Chromitsand. Der eingesetzte Formstoff ist vorzugsweise trocken, kann jedoch auch gegebenenfalls geringere Feuchtigkeitsmengen, z. B. bis zu etwa 0,3 Gewichtsprozent oder höher, enthalten. Der Feuchtigkeitsgehalt des Formstoffs kann dadurch kompensiert wer-
ie
ste
ee-
ιβ-iliist ills
itser-
den, daß man die zusammen mit dem Aluminium-Bor-Phosphat und den Erdalkalimetallverbindungen verwendete Wassermenge entsprechend erniedrigt.
Der Formstoff macht den Hauptbestandteil der Gießereiformmasse aus, während der Binder in einer Menge von weniger als etwa 10 Gewichtsprozent und vorzugsweise 0,5 bis 7 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Forrostoffs, vorhanden ist. Besonders bevorzugt ist ein Bindergehalt von 1 bis 5 Gewichtsprozent
Der erfindungsgemäß verwendete Binder wird aus Aluminium-Bor-Phosphat, einer oder mehreren Erdalkalimetallverbindungen und Wasser hergestellt Das Gemisch aus Aluminium-Bor-Phosphat und Wasser weist hierbei im allgemeinen eine Viskosität von etwa 100 bis 2000 cP, vorzugsweise etwa 200 bis 1000 cP, auf.
Das im erfindungsgemäß verwendeten Binder enthaltene Aluminium-Bor-Phosphat enthält bis zu etwa 40 Grammatocnprozent, bezogen auf Grammatome Aluminium im Aluminiüm-Sor-Phosphat, Bor. Außerdem weist das Aluminium-Bor-Phosphat ein Grammatomverhältnis von Phosphor zur Gesamt-Grammatomzahl von Aluminium und Bor von etwa 2:1 bis 4 :1, vorzugsweise etwa 2J5 :1 bis 3,5 :1 und insbesondere etwa 2£ : 1 bis 3,2 :1 auf. Das Aluminium-Bor-Phosphat wird unter Verwendung von entweder Phosphorpentoxid oder etwa 70- bis 86gewichtsprozentiger, vorzugsweise etwa 86prozentiger, Phosphorsäure hergestellt
Der erfindungsgemäß verwendete Binder enthält das Aluminium-Bet-Phosphat in einer Menge von etwa 60 bis 95 Gewichtsprozent vorzugsweise etwa 65 bis 90 Gewichtsprozent, bezogen aui das Gesamtgewicht von Aluminium-Bor-Phosphat und Erdalkalimetallverbindungen. Die Erdalkalimetallverbindungen sind in einer Menge von etwa 5 bis 40 Gewichtsprozent vorzugsweise etwa 10 bis 35 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht von Aluminium-Bor-Phosphat und Erdalkalimetallverbindungen, enthalten.
Die eingesetzten Aluminium-Bor-Phosphate enthalten Bor und werden vorzugsweise aus Borsäure und/ oder Boroxid hergestellt. Derartige Aluminium-Bor-Phosphate werden dadurch hergestellt, daß man Phosphorsäure oder Phosphorpenloxid mit einem Aluminiumoxid, wie Aluminiumoxid-trihydrat (AI2O3 - 3 HjO), sowie Borsäure oder Boroxid umsetzt Da die Umsetzung exotherm verläuft, genügt ein bloßes Vermischen der Ausgangsverbindungen, wonach die Temperatur des Reaktionsgemisches allmählich auf einen Maximalwert von etwa 93 bis HO0C ansteigt Nach Erreichen dieses Werts wird vorzugsweise noch etwa '/2 bis 2 Stunden zur Vervollständigung der Reaktion auf eine Temperatur von etwa 105 bis 121°C erhitzt. Manchmal ist es auch zweckmäßig, die Reaktion durch kurzzeitiges äußeres Erhitzen in Gang zu bringen. Die Umsetzung erfolgt üblicherweise bei Atmosphärendruck, jedoch können auch höhere oder niedrigere Drücke angewandt . werden. Die Umsetzung ist üblicherweise innerhalb ■ etwa \ bis 4 Stunden, meist innerhalb etwa 2 bis 3 Stun-. den, vollständig.
1 Die Aluminium-Bor-Phosphate enthalten vorzugsweise etwa 5 bis 30 Grammatomprozent und insbesondere etwa 10 bis 25 Grammatomprozent, Bor, bezogen
• auf Grammatome Aluminium. Üblicherweise werden . diese Aluminium-Bor-Phosphate aus Borsäure und/ , oder Boroxid hergestellt, wobei jedoch Borsäure bevor-. zugt ist, da die Säure gebräuchlicher ist als das Oxid.
Aluminium-Bor-Phosphate erhöhen die Zugfestigkeit
• der gehärteten Gießform. Dieser Effekt macht sich bereits bei geringeren Bormengen, z. B. 3 Grammatomprozent, bemerkbar. Außerdem erhöht der Borzusatz die Stabilität der gehärteten Gießform. Die prozentuale Zugfestigkeitsabnahme von Aluminium-Bor-Phosphatmaterialien nach 48stündiger Lagerung im Vergleich zu 24siündiger Lagerung ist im aligemeinen geringer als die borfreier Aluminiumphosphate. Dieser Stabilisierungseffekt macht sich insbesondere dann bemerkbar, wenn größere Bormengen, z.B. etwa 10 bis 30 Gewichtsprozent bezogen auf Grammatome Aluminium, eingesetzt werden.
Die Modifizierung mit Bor beeinflußt auch die Reaktivität des Aluminiumphosphats gegenüber den Erdalkalimetallverbindungen in Gegenwart des Formstoffs. Mit zunehmendem Borgehalt nimmt die Reaktionsgeschwindigkeit mit den Erdalkalimetallverbindungen in Gegenwart des Formstoffs ab. Dies macht sich insbesondere bei Borkonzentrationen von mindestens etwa 10 Grammatomprozent bezogen auf Grammatome Aluminium, bemerkbar. Durch Modifizierung mit Bor gelingt es daher, die Härtungseigenschaften des Binders den jeweiligen Erfordernissen anzupassen. In Abwesenheit eines Formstoffs, z. B. Sand, ist jedoch keine Veränderung der Härtungseigenschaften, insbesondere bei Anwesenheit eines Erdalkalimetallnxids, feststellbar. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die Reaktion von Aluminium-Bor-Phosphat und Erdalkalimetalloxid exotherm verläuft wobei der Formstoff die freigesetzte Wärme ableitet und so die Reaktivität auf einen Wert erniedrigt, bei dem der Einfluß des Bors bemerkbar wird. In Abwesenheit eines Formstoffs verläuft andererseits die Reaktion so schnell, daß kein oder kein wesentlicher Einfluß des Bors auf die Aushärtung feststellbar ist.
Durch Zusatz von Bor werden auch die Lagereigenschaften der wäßrigen Aluminiumphosphatlösungen außerordentlich verbessert. Die Lagerstabilität wird insbesondere bei Bormeng-?.n vo;: Tiindestens etwa 5 Grammatomprozent, bezogen auf Grammatome AIuminium, erhöht.
Die Erdalkalimetalloxide oder -hydroxide besitzen eine Oberfläche von höchstens etwa 8,5 mVg, insbesondere höchstens etwa 3 m2/g. Oxide bzw. Hydroxide mit einer Oberfläche von höchstens etwa 8,5 m2/g ermöglichen ausreichend lange Verarbeitungszeiten, um in üblichen Mischern vor dem Einfüllen in die Form bzw. das Modell genügend vermischt zu werdea Wenn auch Oxide bzw. Hydroxide mit einer Oberfläche oberhalb etwa 8,5 m2/g im allgemeinen für übliche Mischer zu reaktiv sind, so sind sie doch für Schnellmischverfahren geeignet, z. B. kontinuierliche Mischvorgänge, die nur etwa 20 Sekunden erfordern.
Vorzugsweise besitzen alle erfindungsgemäß eingesetzten Erdalkalimetallverbindungen eine Oberfläche .55 von höchstens etwa 8,5 mVg, vorzugsweise höchstens etwa 3 mVg. Üblicherweise beträgt die Oberfläche mindestens etwa 0,01 m'/g. Die Oberfläche wird, falls nichts anderes angegeben ist, nach dem BET-Verfahren (ASTM-D-3037-71T) unter Verwendung von 0,1 bis 0,5 g der Erdalkalimetallverbindungen bestimmt.
Ein bevorzugtes Erdalkalimetalloxid ist Magnesiumoxid. Als Magnesiumoxid eignen sich z. B. handelsübliche Magnesia- und calcinierte Magnesiumoxidsorten.
Das Magnesiumoxid kann in einer bevorzugten Äusführungsform zusammen mit Calciumalumiriat eingesetzt werden. Handelsübliche Calciumaluminate enthalten üblicherweise etwa 15 bis 40 Gewichtsprozent Calciumoxid und etwa 35 bis 80 Gewichtsprozent Alumini-
umoxid, wobei die Gesamtmenge von Calciumoxid und Aluminiumoxid mindestens 70 Gewichtsprozent ausmacht Natürlich können auch Calciumaluminate mit höherem Calciumoxidgehalt mit Vorteil eingesetzt werden.
Die Gemische aus Magnesiumoxid und Calciumaluminat enthalten vorzugsweise 1 bis 10 Gewichtsteile, insbesondere etwa 2 bis 8 Gewichtsteile, Magnesiumoxid pro 1 Gewichtsteil Calciumaluminat Das Magnesiumoxid ist in derartigen Gemischen in erster Linie für die schnelle Härtungsgeschwindigkeit verantwortlich, während das Calciumaluminat hauptsächlich die Festigkeitseigenschaften der hergestellten Form verbessert.
Um die Handhabung zu erleichtern, werden die Erdalkalimetallverbindungeri 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 Aufschlämmungen mit bis zu etwa 10%, vorzugsweise bis zu etwa 5%, eines Suspendiermittels, versetzt z. B. mit Bentone, feinkörniger Kieselsäure (Teilchengröße etwa 10 bis 20 πιμ) oder einem hochmolekularen, kolloidalen Carboxyvinylpolymerisat um die Aufschlämmung bzw. Suspension zu stabilisieren.
Die Erdalkalimetallverbindungen und das Verdünnunsmittel 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
Das Bindemittel wird zusammen mit Wasser verwendet. Das Wasser kann entweder vollständig oder teilweise dem Bindersystem als Träger für das Aluminium-Bor-Phosphat zugeführt werden. Es kann jedoch auch als getrennter Bestandteil angewendet werden. Ferner kann die gewünschte Wassermenge teilweise über das Aluminium-Bor-Phosphat und teilweise über eine andere Quelle zugeführt werden. Die Wassermenge beträgt etwa 18 bis 100 Gewichtsprozent, vorzugsweise etwa 25 bis 66 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Aluminiumphosphats.
Der Binder wird in einem Zweipackungssystem angewendet, wobei eine Packung das Aluminium-Bor-Phosphat und das Wasser und die andere Packung die Erdaikalimetallkomponente enthält. Man vermengt üblicherweise zunächst den Formstoff mit der Erdalkalimetallkomponente und mischt dann den Inhalt der Aluminium-Bor-Phosphatpackung 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 GieDereiformmassen werden gewöhnlich in folgenden Schritten zu Gießformen verarbeitet:
(!) Einfüllen der Formmasse in eine Form oder ein Modell:
(2) Belassen der erhaltenen Grimform 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 Gießereitonn.
Das erfindungsgemäß verwendete Bindemittel härtet bei Raumtemperatur in einer chemischen Reaktion ίο 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 erfindungsgemäß verwendete Binder ergibt gegenüber bekannten anorganischen Bindersystemen,
z. B. Alkalimetallsilikaten, Gießformen mit verbesserten Zerfalls- und Entnahmeeigenschaften beim Metallguß.
Außerdem besitzen die Gießformen der Erfindung gute Riß- und Senkbeständigkeit ::um Entnahmezeitpunkt Die Gießformen der Erfindung lassen sich daher !eicht handhaben und können unmittelbar nach der Entnahme eingesetzt werden.
Der Binder erlaubt auch die Herstellung von Gießformen ohne Gehalt an stickstoffhaltigen Verbindungen, die die Hauptursache für Feinlunker im Gießling sind.
Das erfindungsgemäß zur Herstellung von Gießformen verwendete Bindemittel unterscheidet sich wesentlich von Bindemitteln zur Herstellung anderer Fonnkörper, ζ. B. keramischer Körper oder Formen für den Präzisionsguß. Binder für Präzisionsgußformen sind nicht unbedingt zur Herstellung der erfindungsgemäß beabsichtigten Gießereiformen geeignet, da sie nicht die für Gießereiformen erforderlichen hohen Festigkeitseigenschaften aufweisen müssen. Die Festigkeit von Präzisiopsgußformen beruht zu einem großen Teil auf dem verwendeten Formstoff, da dieser eine geringe Teilchengröße aufweist und daher dicht gepackt ist Für den Präzisionsguß verwendete Formstoffe besitzen üblicherweise eine mittlere Teilchengröße von etwa 48 bis etwa 105 μ. Präzisionsgußbinder müssen auch nicht bei Raumtemperatur aushärten, da der Präzisionsgußformling vor der Anwendung erhitzt wbd, um in der Formmasse vorhandene flüchtige Bestandteile, wie Wasser, zu vertreiben. Geschieht dies nicht so diffundiert der während des Gießens entwickelte Dampf infolge der relativ niedrigen Porosität der Form in das geschmolzene Metall. Andererseits sind die für den normalen Sandguß hergestellten Gießereiformen relativ porös, so daß der während des Vergießens von Formen bzw. Kernen so entwickelte Dampf durch die Poren entweichen kann und nicht in das geschmolzene Metall diffundiert
Außerdem sind Formmassen für den Präzisionsguß fluider als Gießereiformmassen und enthalten gewöhnlich mehr Verdünnungsmittel, z. B. Wasser. Darüber hinaus wird das Verhältnis von Formstoff zu Binder niedriger als in Gießereiformmassen.
Schließlich werden an keramische Binder bzw. Gieße-
reibindem'.ttel verschiedene Anforderungen gestellt Eine Keramikform soll z. B. auch bei hohen Temperaturen, z. B. oberhalb 815°C, ihre Festigkeitseigenschaften beibehalten. Um keramische Materialien zu diesem Zweck genügend auszuhärten, werden sie gesintert. Im Gegensatz dazu müssen Gießereiformen und -kerne die erforderlich Festigkeit nur so lange beibehalten, bis sich das Metall in der Form verfestigt.
Durch Einwirkung der hohen Temperaturen sollen diese Eigenschaften verlorengehen, so daß die Kerne bzw. Formen nach Erstarren der Metallschmelze leicht
εη :m Im lie bis
len ne
zerlegt werden können, um den Gießling auszuheben.
Die Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Teile beziehen sich auf das Gewicht, falls nichts anderes angegeben ist. In allen Beispielen werden die Gießereiproben nach dem No-bake-Verfahren bei Raumtemperatur ausgehärtet, falls nichts anderes angegeben ist.
Beispiel 1
Ein mit Rührer, Thermometer und Überdruckventil ausgerüstetes Reaktionsgefäß wird unter Rühren mit etwa 38 000 Teilen einer 80%igen wäßrigen Phosphorsäurelösung, etwa 307 Teilen Borsäure und etwa 7720 Teilen hydratisiertem Aluminiumoxid beschickt. Das Reaktionsgemisch wird etwa 30 Minuten auf etwa 490C erhitzt und hierauf weitere 20 Minuten ohne äußeres Erhitzen umgesetzt, wobei die Temperatur auf einen Maximaiwert von etwa 82"C steigt Anschließend wird noch 70 Minuten auf etwa 113°C erhitzt. Der Druck im Reaktionsgefäß steigt auf einen Maximalwert von etwa 1,055 atü. Das Reaktionsgemisch wird dann innerhalb etwa 45 Minuten auf etwa 68°C abgekühlt, wobei gleichzeitig etwa 5900 Teile Wasser unter Rühren zugegeben werden. Hierauf kühlt man das Reaktionsgemisch unter einem Druck von etwa 76 Torr auf 28° C ab, bringt das System auf Normaldruck und gewinnt so etwa 52 000 Teile eines Aluminium-Bor-Phosphats mit einem Feststoffgehalt von 66,6%, einer Viskosität von 250 bis 300 cP, einem Grammatomverhältnis von Phosphor zur Gesamt-Grammatomzahl von Aluminium und Bor Von 3 :1 und einem Borgehalt von etwa 5 Grammatomprozent, bezogen auf Grammatome Aluminium.
100 Teile Formsand und etwa 0,85 Teile einer Aufschlämmung von 0,4 Teilen Kerosin und 0,45 Teilen Magnesiumoxid mit einer Oberfläche von etwa 23 m'/g werden etwa 2 Minuten vermischt. Der Formsand cr.l· hält 99,88% Siliciumdioxid, 0,02% Eisenoxid, 0,10% Aluminiumoxid, 0,15% Titandioxid, 0,01% Calciumoxid und 0,005% Magnesiumoxid und besitzt folgende Korngrößenverteilung: 0,4% > 420 μ; 11,2% > 297 μ; 35,2% > 210 μ; 37,4% > 149 μ; 10,8% > 105 μ; 4,0% > 74 μ; 03% > 63 μ; 03% > 53 μ; 0,2% > 44 μ; und eine Kornfeinheit (AFS) von 6632. Das Gemisch wird mit 3,2 Teilen des Aluminium-Bor-Phosphats versetzt und 2 Minuten gerührt
Die erhaltene Gießereiformmasse wird mit der Hand zu Zugfestigkeitsproben gestampft Die Zugfestigkeit der Prüfkörper beträgt bei Raumtemperatur nach 2 Stunden 5,27 kg/cm2, nach 4 Stunden 738 kg/cm2, nach 6 Stunden 9,84kg/2 und nach 24 Stunden 1135kg/cm2. Die Verarbeitungszeit der Formmasse beträgt 10 Minuten und die Entnahmezeit etwa 35 bis 40 Minuten. Die Rißbeständigkeit zum Entnahmezeitpunkt ist sehr gut nach 2 Stunden ausgezeichnet
Beispiel 2
Das Verfahren von Beispiel 1 wird mit etwa 3,5 Gewichtsprozent, bezogen auf den Formsand, derselben Binderzusammensetzung wiederholt Die erhaltene Gießereiformmasse wird zu Zugfestigkeitsproben geformt deren Zugfestigkeit bei Raumtemperatur nach 2 Stunden 5,27 kg/cm2, nach 4 Stunden 8,44 kg/cm2, nach 6 Stunden 10,2 kg/cm2 und nach 24 Stünden 11,6 kg/cm2 beträgt Die Proben besitzen ausgezeichnete Rißbeständigkeit nach 2 Stunden. Die Verarbeitungszeit der Masse beträgt 10 Minuten, die Entnahmezeit etwa 40 bis 45 Minuten.
8 Beispiel 3
5000 Teile Formsand und 35 Teile eines 2,5 :1-Gemisches aus Magnesiumoxid und eine·; Calciumaluminats mit einem Gehalt an 58% Aluminiumoxid und 33% Calciumoxid werden etwa 2 Minuter, miteinander vermischt, dann mit 165 Teilen einer 66%igen wäßrigen Aluminium-Bor-Phosphatlösung versetzt, die gemäß Beispiel 1 hergestellt worden ist, und schließlich 2 Minu ten gerührt.
Die erhaltene Gießereiformmasse wird zu Zugfestigkeitsproben geformt, deren Zugfestigkeit bei Raumtemperatur nach 24 Stunden 11,95 kg/cm2 beträgt. Die Verarbeitungszeit der Formmasse beträgt 10 Minuten, die Entnahmezeit 30 Minuten. Die Rißbeständigkeit zum Entnahmezeitpunkt ist sehr gut, nach 2 Stunden ausgezeichnet.
Beispiel 4
Das Verfahren von Beispiel 3 wird unter Verwendung von 30 Teilen des Magnesiumoxid-Calciumaluminat-Gemisches wiederholt. Die erhaltene Gießereiformmasse wird zu Zugfestigkeitsproben geformt, deren Zugfe- stigkeit bei Raumtemperatur nach 2 Stunden 5,63 kg/ cm2, nach 4 Stunden 11,25 kg/cm2, nach 6 Stunden 1235 »:g/cm2 und nach 24 Stunden 13,8 kg/cm2 beträgL die Verarbeitungszeit beträgt 15 Minuten, die Entnahmezeit 45 Minuten.
Die folgenden Beispiele 5 bis 9 erläutern den Einfluß der Oberfläche bei Verwendung von Erdalkalimetalloxiden.
Beispiel 5
5000 Teile Quarzsarsd und 25 Teile Magnesiumoxid mit einer Oberfläche von etwa 23 mJ/g werden etwa 2 Minuten vermischt. Hierauf gibt man 165 Teile einer 66%igen Aluminium-Bor-Phosphatlösung zu, die gemaß Beispiel 1 hergestellt- worden ist. und rührt das Gemisch 2 Minuten. Die erhaltene Gießereiformmasse besitzt eine Verarbeitungszeit von 10 bis 20 Minuten.
B e i s ρ i e 1 6
Das Verfahren von Beispiel 5 wird unter Verwendung eines Magnesiumoxids mit einer Oberfläche von etwa . 1,4 m2/g sowie einem Aluminium-Bor-Phospha« mit einem Borgehalt von 10 Grammatomprozent bezogen auf Grammatome Aluminium, wiederholt Die Verarbeitungszeit der Gießereiformmasse beträgt etwa 15 Minuten.
Beispiel 7 Das Verfahren von Beispiel 6 wird unter Verwendung
eines Magnesiumoxids mit einer Oberfläche von etwa 35,2 m2/g wiederholt. Die Verarbeitungszeit der Form masse beträgt weniger als 2 Minuten, so daß sehr schnell vermischt werden muß.
Beispie! δ
Das Verfahren von Beispiel 6 wird unter Verwendung eines Magnesiumoxids mit einer Oberfläche von etwa 613 m2/g wiederholt Die Verarbeitungszeit der Form-
masse 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 mVg wiederholt, das durch 24stündiges Calcinieren des gemäß Beispiel 8 verwendeten Magnesiumoxids bei 10000C hergestellt worden ist. Ferner wird ein Aluminium-Bor-Phosphat mit einem Borgehalt von 30 Grammatomprozent, bezogen auf Grammatome Aluminium, eingesetzt. Die Verarbeilungszeit der Formmasse beträgt 2 bis 4 Minuten, so daß ein übliches Mischverfahren angewandt werden kann. Für manche Anwendungsbereiche könnte jedoch die Verarbeitungs-
10
zeit etwas knapp bemessen sein.
Beispiel 10
In Tabelle 1 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 1 genannten Menge eines 23 :1-Gemi sches von Magnesiumoxid und eines Calciumaluminats mit einem Gehalt an 58% Aluminiumoxid und 33% Calciumoxid hergestellt. Das Gemisch wird dann mit 165 Teilen der in Tabelle I genannten Aluminium-Bor-Phosphatlösungen versetzt, die in einem Grammatom- verhältnis von Phosphor zur Gesamt-Grammatomanzahl von Aluminium und Bor von 3 :1 hergestellt worden sind.
Tabelle I Einfluß des Borgehalts auf die Verarbeitungs- und Entnahmezeit (min/min)
Borgehall. 68% wäßrige Aluminium- 30TeHeMgO-Ca- 66% wäßrige Aluminium- 30 Teile MgO-Ca-
Bor-Phosphatlösung aluminat-Gemisch Bor-Phosphatlösung aluminat-Gemisch
% 25 Teile MgO-Ca- 20/80 25 Teile MgO-Ca- 15/75
aluminat-Gemisch 15/60 aluminat-Gemisch 15/70
30 30/>100 15/60 25/150 10/^5
20 25/100 10/60 30/>90 10/50
10 20/90 10/55 20/80 10/50
5 15/75 10/50 15/75 10/50
3 15/75 10/50 10/65 10/50
1 10/70 10/70
0 10/65 10/65
Bei der Prüfung der Lagerbeständigkeit der verschiedenen Aluminium-Bor-Phosphatlösungen zeigt sich, daß sich bei Borgehalten von 0,1 bzw. 3 Grammatomprozent erst nach Htägiger Lagerung ein geringer Niederschlag bildet. Die übrigen Aluminium-Bor-Phosphatlösungen bleiben klar.
Die verschiedenen hergestellten Gießereiformmassen werden zu Zugfestigkeitsproben geformt. Die nach 24 bzw. 48 Stunden bei Raumtemperatur erzielten Zugfestigkeitswerte sind in den Tabellen Il und III wiedeigegeben. Es zeigt sich, daß Aluminium-Bor-Phosphate im allgemeinen bessere Zugfestigkeätswerte ergeben. Ferner wird deutlich, daß die Zugfestigkeit im allgemeinen mit steigendem Borgehalt zunimmt, wenn auch einige Werte durch experimentelle Fehler etwas aus der Reihe fallen.
Tabellen Einfluß des Borgehalts auf die Zugfestigkeit 24 Stunden nach Entnahme, kg/cm2
Borgehalt, 68% wäßrige Aluminium- 30 Teile MgO-Ca- 66% wäßrige Aluminium- 30 Teile MgO-Ca-
Bor-Phosphatlösung aluminat-Gemisch Bor-Phosphatlösung aluminat-Gemisch
% 25 Teile MgO-Ca- 11,53 25 Teile MgO-Ca- 11,17
aluminat-Gemisch 12,09 aluminat-Gemisch 1139
30 1336 10,26 1233 9.28
20 12,73 935 12,8 9,49
10 11^5 1033 11,74 9,84
5 1139 934 12^3 ' 8,72
3 1035 11,6 7,24
1 1139 10,55
0 11.04 11,04
11
12
Tabelle III Einfluß des Borgehalts auf die Zugfestigkeit 48 Stunden nach Entnahme, kg/cmJ Borgehalt, 68% wäßrige Aluminium- Bor-Phosphatlösung
% 25 Teile MgO-Ca-
aluminat-Gemisch
30 Teile MgO-Caaluminat-Gemisch
66% wäßrige Aluminium-Bor-Phosphatlösung
25 Teile MgO-Caaluminal-Gemisch
30 Teile MgO-Caaluminat-Gemisch
30 12,8
20 12,0
10 10,97
5 11,1
3 11,53
1 10,69
0 9,84
10,97
11,53
9,63
10,55
8,86
9,14
8,44
12,0 10,69 11,6 11.95 1033 9,14 9,98
11,25 9,7 8,86 8,15 8,86 7,94 6,33
Beispiel Aus Tabelle IV geht die durch Zusatz von Bor verbesserte Lagerstabilitäi hervor.
Tabelle IV Stabilität der Aluminium-Bor-Phosphatlösung
Molverhältnis Feststoffgehalt, Borgehalt: Gramm Aussehen
Aluminium + atomprozent, bezogen
Bor/Phosphor % auf Aluminium
1 :3.8 77 20 klar nach 5 Monaten
1 :3,8 77 10 klar nach 5'/; Monaten
1:3,8 77 5 klar nach 5V2 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 Monaten
1 :3,4 75 10 klar nach 4'/j Monaten
1 :3,4 75 10 klar nach 4 Monaten
1:3,4 T) 5 1 '/j Monate klar, dann Niederschlag
1 :3.4 75 5 2 Monate klar, dann Niederschlag
1:3,4 75 G 1 Monat klar, dann Niederschlag
1 :3,2 75 5 1 Monat klar, dann Niederschlag
1 :3,1 75 10 klar nach 2 Monaten
1 :3,0 75 30 klar
1 :3,0 68 30 klar
1 :3.0 67 30 klar
1 :3.0 65 30 klar
1 :3,0 75 20 klar
1 :3,0 68 20 klar
1 :3.0 67 20 klar
1 :3,0 65 20 klar
1 :3,0 75 10 klar
1:3,0 68 10 klar
1 :3,0 67 10 klar
1:3.0 65 10 klar
1:3,0 75 5 klar
1:3.0 68 5 klar
1 :3,0 67 5 klar
1 :3,0 65 5 klar
1:3.0 75 3 klar
1:3,0 68 3 Niederschlag
1 :3,0 67 3 klar
1 :3,0 65 3 klar
1:3.0 75 1 klar
1:3,0 es 1 Niederschlag
1:3,0 67 1 Niederschlag
Tabelle IV (Fortsetzung)
Molverhältnis Aluminium + Bor/Phosphor
Feststoffgeliall, %
Borgehall;Grammatomproz^nt, bezogen auf Aluminium
Aussehen
1 :3,0 65
1 :3,0 75
1 :3,0 68
1 :3,0 67
1 :3,0 65
Die folgenden Beispiele 12 und 13 erläutern die gegenüber bekannten anorganischen Bindern verbesserte Riß- und Senkbeständigkeit bei der Entnahme der Gießformen.
Beispie! 12
2υ 000 Teile Formsand und 200 Teile eines Gemisches aus 60 Teilen Kerosin, 85,6 Teilen Magnesiumoxid und 34,4 Teilen Calciumaluminat mit einem Gehalt an 58% Aluminiumoxid und 33% Calciumoxid werden etwa 2 Minuten vermischt. Hierauf versetzt man das Gemisch mit 660 Teilen einer gemäß Beispiel 1 hergestellten 66%igen wäßrigen Aluminium-Bor-Phosphatlösung mit einer Viskosität von 250 bis 300 cP, einem Grammatomverhältnis von Phosphor zur Gesamt-Grammatomanzahl von Aluminium und Bot 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 χ 10,16 χ 45,72-cm3-Sandkernen mit einem Gewicht von jeweils etwa 8,62 kg geformt. Die Verarbeitungszeit beträgt 10 Minuten, die Entnahmezeit 45 Minuten. Die Rißbeständigkeil der Kerne zum Entnahmezeitpunkt beträgt 85 bis 90, nach 1 Stunde 90 bis 95.
Drei Kerne werden nach dem Ausheben horizontal 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 je-, weils 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 10,16 χ 10,16 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.
Ferner werden zwei 10,16 χ 10,16 χ 45,72-cm3-Kerne hergestellt, in die 7,62 cm von jedem Ende entfernt in etwa 5,08 cm Tiefe Haken eingebracht werden. Einer der Kerne wird nach 30 Minuten ausgehoben und an einem Ende in horizontaler Lage aufgehängt Der Kern sackt ab und bricht nach 3 Minuten. Der andere Kern wird nach 45 Minuten ausgehoben und sofort an beiden Enden in horizontaler Stellung aufgehängt Er bleibt ohne sichtbares Absenken 24 Stunden in dieser Stellung.
Ein 1831 fassendes Gefäß wird mit der Formmasse Niederschlag
klar
Niederschlag
Niederschlag
geringer Niederschlag
gefüllt. Hierauf führt man in das Kernzentrum in . 10,16 cm Tiefe einen Haken ein und hängt das Ganze 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 weiieren 77,1 kg ist kein Schaden feststellbar.
Schließlich werden Zugfestigkeitsprüfkörper dadurch hergestellt, daß man die Komponenten der Formmasse vermischt und die hergestellten Prüfkörper 5,1P bzw. 17 Minuten nach dem Vermischen entnimmt. Sofort nach dem Vermischen hergestellte Prüfkörper besitzen nach 16 bis 18 Stunden eine Zugfestigkeit von 14,45 kg/cmJ, während die nach 10 Minuten entnommenen Prüfkörper eine Zugfestigkeit von 11,25 kg/cm2 und die nach 17 Minuten hergestellten Prüfkörper eine Zugfestigkeit von 4,22 kg/cm2 besitzen. Der Zugfestigkeitsabfall nach 5minütigem Mischen zeigt an, daß der Binder etwas zu schnell reagiert. Außerdem werden die Kerneigenschaften bei der Lagerung etwas beeinträchtigt Nach 4 Tagen liegt z. B. die mittlere Ritzhärte der Kerne bei 70.
35
Beispiel 13
10 000 Teile Formsand und 42 Teile eines organischen Esterhärters werden etwa 2 Minuten vermischt, dann mit 350 Teilen eines Natriumsilikatbinders mit einem Verhältnis von Siliciumdioxid zu Natriumoxid von 2,4 :1 versetzt und schließlich 2 Minuten gerührt. Die Formmasse besitzt eine Verarbeitungszeit ' on 20 Minuten und eine Entnahmezeit von 45 Minuten. Die Rißbeständigkeil der Kerne beträgt zum Entnahmezeitpunkt nur 9 bis 10 und nach 3stündiger Lagerung etwa 80 bis 90. Die Formmasse wird zu 10,16 χ 10,16 χ 45,72-cm3-Sandkernen mit einem Gewicht von etwa 8.62 kg geformt Drei Kerne werden nach der Entnahme hor^ontal auf die Kante eines Labortisches gelegt so dab sie 15,24 cm über den Tisch hinausragen. Die Kerne sacken 1,27 bis l^cm von der Horiontalen ab. Weitere Senkungstests werden mit jeweils drei Kernen durchgeführt, wobei man entweder die Enden oder das Mittelteil auflagert bzw. die Kerne senkrecht auf ihre 10,16 χ 10,16 cm2 große Grundfläche stellt Hierbei zeigt sich, daß die Kerne nach 1 Stunde mindestens 1,27 cm von der Horizontalen absacken und in einem Fall der Kern vollständig zerbricht Der senkrecht aufgerichtete Kern setzt sich etwas, wobei sich in der Mitte
eo eine leichte Ausbeulung bildet Die Rißbeständigkeit der Kerne beträgt nach 1 Stunde 30 bis 40. Ferner werden drei Kerne hergestellt sofort nach der Entnahme in Plastiktüten eingeschlagen und horizontal sowohl an den Enden als auch im Zentrum aufgelegen. Die Senkung beträgt etwa 0,635 bis 1,9 cm, d. h. weit mehr als bei der Formmasse aus Beispiel 12.
Ein Vergleich der Beispiele 12 und 13 zeigt daß die erfindunpspemäß m verwendenden Binder gegenüber
bekannten anorganischen Bindern verbesserte RiB- und Senkbeständigkeit bei der Entnahme ermöglichen. Außerdem ist die relative Härte der erfindungsgemäB hergestellten Kerne höher, so daß sie sich leichter handhaben lassen als z. B. aus Natriumsinkatbindern hergestellte Kerne.

Claims (2)

  1. Patentansprüche: !.Verwendung eines Gießereibindemittels aus
    (a) 60 bis 95 Gew.-% eines Aluminium-Bor-Phosphats mit einem Borgehalt von bis zu 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, das hergestellt wurde durch Umsetzen von Phosphorsäure oder Phosphorpentoxid mit einem Aluminiumoxid sowie Borsäure oder Boroxid, sowie
    (b) 5 bis 40 Gew.-% eines Erdalkalimetalloxids und/oder eines Erdalkalimetallhydroxids mit einer Oberfläche von höchstens 8,5 m2/g,
    zusammen mit !8 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die Menge von (a), Wasser, zur Herstellung von Gießereiformen und -kernen.
  2. 2. Verwendung eines Gießereibindemittels nach Anspruch 1 für den Zweck nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bindemittel eingesetzt wird, das als Komponente (b) Magnesiumoxid und zusätzlich Calziumaluminat enthält
DE2418348A 1973-04-17 1974-04-16 Verwendung eines Gießereibindemittels zur Herstellung von Gießformen und -Kerzen Expired DE2418348C3 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US351903A US3923525A (en) 1973-04-17 1973-04-17 Foundry compositions

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE2418348A1 DE2418348A1 (de) 1974-10-31
DE2418348B2 DE2418348B2 (de) 1975-08-28
DE2418348C3 true DE2418348C3 (de) 1983-12-29

Family

ID=23382918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2418348A Expired DE2418348C3 (de) 1973-04-17 1974-04-16 Verwendung eines Gießereibindemittels zur Herstellung von Gießformen und -Kerzen

Country Status (20)

Country Link
US (1) US3923525A (de)
JP (1) JPS5216844B2 (de)
AR (1) AR207010A1 (de)
AT (1) AT333994B (de)
AU (1) AU461696B2 (de)
BE (1) BE813842A (de)
BR (1) BR7402827D0 (de)
CA (1) CA1017905A (de)
CH (1) CH604964A5 (de)
DD (1) DD110779A5 (de)
DE (1) DE2418348C3 (de)
ES (1) ES425432A1 (de)
FR (1) FR2226230B1 (de)
IN (1) IN143435B (de)
IT (1) IT1007878B (de)
NL (1) NL176438C (de)
PH (1) PH10510A (de)
RO (1) RO67598A (de)
SE (1) SE405079B (de)
ZA (2) ZA746305B (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3616168A1 (de) * 1986-05-14 1987-11-19 Budenheim Rud A Oetker Chemie Magnesium- und calcium-phosphinate und damit gebundene basische feuerfestrohstoffe
DE3931276A1 (de) * 1989-09-20 1991-03-28 Budenheim Rud A Oetker Chemie Modellmasse

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4070195A (en) * 1975-05-29 1978-01-24 Ashland Oil, Inc. Process for fabricating foundry shapes
US4097019A (en) * 1976-03-08 1978-06-27 Nalco Chemical Company Ingot mold base member
US4209056A (en) * 1977-03-07 1980-06-24 Ashland Oil, Inc. Aluminum phosphate binder composition cured with ammonia and amines
US4127157A (en) * 1977-03-07 1978-11-28 Ashland Oil, Inc. Aluminum phosphate binder composition cured with ammonia and amines
US4226626A (en) * 1977-12-27 1980-10-07 Ashland Oil, Inc. Binder composition containing alcohol
CA1144338A (en) * 1978-05-25 1983-04-12 Enno H. Page Expendable cores for die casting
US4357165A (en) * 1978-11-08 1982-11-02 The Duriron Company Aluminosilicate hydrogel bonded granular compositions and method of preparing same
US4324592A (en) * 1979-12-10 1982-04-13 Celtite, Inc. Cartridge containing fast acting inorganic adhesive systems, grouting compositions and method of use
FR2476515A1 (fr) * 1980-02-26 1981-08-28 Nl Industries Inc Procede de fabrication de pieces metalliques par coulee sous pression dans un moule comportant un noyau non recuperable
US4432798A (en) * 1980-12-16 1984-02-21 The Duriron Company, Inc. Aluminosilicate hydrogel bonded aggregate articles
US4445565A (en) * 1982-01-25 1984-05-01 International Minerals & Chemical Corp. Process for preparing cores and molds
US4522651A (en) * 1982-01-25 1985-06-11 International Minerals & Chemical Corp. Foundry mold and core composition
US4390370A (en) * 1982-01-25 1983-06-28 International Minerals & Chemical Corp. Metal silico-phosphate binders and foundry shapes produced therefrom
EP0125510B1 (de) * 1983-05-06 1990-06-27 Giulini Chemie GmbH Verfahren zur Herstellung von Präzisionsgüssen
DE3320309C2 (de) * 1983-06-04 1985-08-14 Giulini Chemie Gmbh, 6700 Ludwigshafen Verfahren zur Herstellung von Präzisionsmeßformen, Gießformen und deren Verwendung
JPS6431549A (en) * 1987-07-27 1989-02-01 Morita Mfg Molding material for precision casting
US5279665A (en) * 1991-10-30 1994-01-18 Ashland Oil, Inc. Inorganic foundry binder systems and their uses
US5382289A (en) * 1993-09-17 1995-01-17 Ashland Oil, Inc. Inorganic foundry binder systems and their uses
US5478413A (en) * 1994-12-27 1995-12-26 Sermatech International, Inc. Environmentally friendly coating compositions
FR2781042B3 (fr) * 1998-07-09 2000-06-09 Daussan & Co Procede pour deposer un revetement de protection sur les parois d'un recipient metallurgique
WO2002035813A2 (en) * 2000-10-27 2002-05-02 Koninklijke Philips Electronics N.V. User control of telephone switch through an http client application
WO2009070854A1 (en) * 2007-12-04 2009-06-11 Xexos Limited Composition comprising a phosphate binder and its preparation
JP2022117455A (ja) * 2021-01-29 2022-08-10 花王株式会社 無機コーテッドサンド

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2522548A (en) * 1946-10-03 1950-09-19 Thoger G Jungersen Method of making a phosphate gel and mold with phosphate gel binder
US2618513A (en) * 1947-11-25 1952-11-18 Motor Wheel Corp Cover plate for vehicle wheels
US2995453A (en) * 1957-06-04 1961-08-08 Armour Res Found Ceramic coating compositions and articles coated therewith
US3046147A (en) * 1959-08-12 1962-07-24 Archer Daniels Midland Co Water soluble mold and core binders and method
CH500144A (de) * 1968-08-08 1970-12-15 Tonwerke Thayngen Ag Verfahren und stampfbare Formmasse zur Herstellung von keramischen Formteilen
US3661608A (en) * 1969-08-18 1972-05-09 Calgon Corp Compositions for use in refractories
JPS5022572B1 (de) * 1970-07-29 1975-07-31

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3616168A1 (de) * 1986-05-14 1987-11-19 Budenheim Rud A Oetker Chemie Magnesium- und calcium-phosphinate und damit gebundene basische feuerfestrohstoffe
DE3931276A1 (de) * 1989-09-20 1991-03-28 Budenheim Rud A Oetker Chemie Modellmasse

Also Published As

Publication number Publication date
DD110779A5 (de) 1975-01-12
US3923525A (en) 1975-12-02
DE2418348B2 (de) 1975-08-28
JPS5216844B2 (de) 1977-05-12
CA1017905A (en) 1977-09-27
CH604964A5 (de) 1978-09-15
ATA277974A (de) 1976-04-15
AT333994B (de) 1976-12-27
DE2418348A1 (de) 1974-10-31
AR207010A1 (es) 1976-09-09
IT1007878B (it) 1976-10-30
ZA746305B (en) 1975-11-26
IN143435B (de) 1977-11-26
BE813842A (fr) 1974-08-16
FR2226230B1 (de) 1978-04-21
AU461696B2 (en) 1975-06-05
PH10510A (en) 1977-05-24
NL7405214A (de) 1974-10-21
NL176438B (nl) 1984-11-16
AU6768074A (en) 1975-06-05
RO67598A (ro) 1981-06-30
SE405079B (sv) 1978-11-20
NL176438C (nl) 1985-04-16
ES425432A1 (es) 1976-12-16
BR7402827D0 (pt) 1974-11-19
FR2226230A1 (de) 1974-11-15
ZA741479B (en) 1975-02-26
JPS49130824A (de) 1974-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2418348C3 (de) Verwendung eines Gießereibindemittels zur Herstellung von Gießformen und -Kerzen
DE69533438T2 (de) Wärmehärtbare Gießereibindemittelsysteme
EP0417527B1 (de) Einbettmassenmodell und Verfahren zur Verhinderung des Ausblühens von Einbettmassenmodellen und Gussformen aus einer Gusseinbettmasse
DE69019466T2 (de) Verfahren zum Giessen eines reaktiven Metalles auf eine Oberfläche, die aus einem Yttriumoxid enthaltenden Schlicken hergestellt ist.
DE3687554T2 (de) Verfahren zur herstellung von bindemitteln aus phenolharzen zur verwendung in der giesserei und in feuerfesten erzeugnissen.
DE2951502C2 (de) Gießereisandmischung
DE2037154C3 (de) Bindemittel für Präzisionsgießformen
DE2520993C3 (de) Feuerfeste Masse auf der Basis von Kieselsäureanhydrid und ihre Verwendung zur Herstellung der Auskleidung eines Gießtrichters sowie Verfahren zur Behandlung einer solchen Auskleidung
DE2452232C2 (de)
DE3431951C2 (de)
DE102009024013A1 (de) Grünfeste Aerosande
DE69114831T2 (de) Fliessfähigkeit verbesserndes mittel, verfahren zu seiner herstellung und seine verwendung.
DE2601683C3 (de) Kalk-Kieselsäure-Gemisch sowie Verfahren zur Herstellung von dampfgehärteten Baustoffen daraus
DE3403583C2 (de)
DE3527086A1 (de) Durch begasen haertbares bindemittel fuer giesserei-formstoffmischungen
DE2401185C2 (de) Bindemittel
EP0056163A1 (de) Hochexpansionsgips
DE2237460C3 (de) Verfahren zur Herstellung von porösen Formkörpern aus Kalkmörtel
DE3410628A1 (de) Bindemittelmasse und feuerfeste masse und verfahren zu deren herstellung
DE2632624A1 (de) Tonhaltige zement-formsandmischung fuer giessformen
AT293252B (de) Verfahren zur Herstellung von keramischen Formteilen
DE1939346A1 (de) Verfahren und Formmasse zur Herstellung von Formkoerpern fuer Giessereizwecke
DE2248205A1 (de) Bindemittel und feuerfeste betone
DE1920488C3 (de) Kalksandsteine und Verfahren zu deren Herstellung
DE2236192A1 (de) Verfahren zur herstellung von giessereiformen und -kernen

Legal Events

Date Code Title Description
8281 Inventor (new situation)

Free format text: TOENISKOETTER, RICHARD H., WORTHINGTON, OHIO, US SPIWAK, JOHN J., COLUMBUS, OHIO, US

AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2627228

Format of ref document f/p: P

Ref country code: DE

Ref document number: 2452232

Format of ref document f/p: P

C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
8380 Miscellaneous part iii

Free format text: DIE BEZEICHNUNG LAUTET RICHTIG: VERWENDUNG EINES GIESSEREIBINDEMITTELS ZUR HERSTELLUNG VON GIESSFORMEN UND -KERNEN

AG Has addition no.

Ref country code: DE

Ref document number: 2452232

Format of ref document f/p: P