DE2439395C3

DE2439395C3 - Verfahren zum Herstellen einer Gießform

Info

Publication number: DE2439395C3
Application number: DE19742439395
Authority: DE
Inventors: Tetsuo Tokio; Nishida Osamu Saitama; Ishikawa Yuichi; Tsuruya Sadao; Tokio; Nakazawa (Japan)
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1973-08-17
Filing date: 1974-08-16
Publication date: 1976-11-25

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Form zum Gießen von Metallen.

Es wurde bisher beispielsweise eine unter Verwendung eines organischen Bindemittels, wie z. B. Natriumsilikates, hergestellte Form zum Gießen von Metallen verwendet. Eine solche Form weist jedoch die Nachteile auf, daß sich die Arbeitsstunden zum Herstellen von Gußteilen erhöhen, weil die Entfernung von anhaftenden Sandteilchen und die Behandlung des Sandes auf Grund dessen schlechten Zerlegbarkeit nach dem Gießen des Metalls schwierig sind, und daß die Gußstücke je nach den Eigenschaften des Gußstückmaterials wegen der geringen Flexibilität der Form oft rissig werden.

Alternativ wurde eine unter Verwendung eines organischen Bindemittels, wie z. B. eines Phenolharzes, eines Alkydharzes oder eines Polyisozyanatharzes, hergestellte Form verwendet. Im Fall einer solchen Form bilden sich jedoch giftige oder schlecht riechende Stoffe, wie z. B. Phenol, Ammoniak, Formaldehyd, Isozyanate und Zyanogen, wodurch die arbeitsplatzumgebung verunreinigt wird. Weiter ist ein Verfahren zum Herstellen einer Gießform bekannt, wonach man Natriumsilikat als Bindemittel verwendet und diesem einen Alkohol als Aushärtungsmittel zusetzt. Indessen weist eine nach diesem Verfahren erhaltene Form eine schlechte Zerlegbarkeit auf. Daher ist es lästig, das erhaltene Gußstück zu entformen. Besonders wenn die nach diesem Verfahren hergestellte Form als Kern verwendet wird, erhöhen sich die Arbeitsstunden zur Nachbearbeitung des Gußstückes erheblich.

Außerdem ist ein Verfahren bekannt, nach dem man Zement als Bindemittel verwendet. Nach diesem Verfahren werden jedoch eine große Menge Zement und eine große Menge Wasser zugesetzt, um eine ausreichende Formfestigkeit oder Oberflächenstabilität zu erzielen, und es ergeben sich verschiedene Nachteile der Form infolge des hohen Wassergehalts.

Weiter ist ein Verfahren zum Herstellen einer Gießform bekannt (CPI-Basic Abstracts-Journal 1972, Heft S 48, Referat 131 = SU-PS 2 82 503), nach dem man Formsand als Bindemittel eine wäßrige Polyvinylalkohollösung zusetzt, die zur Verringerung der Viskosität und Verhinderung der Gelatinisierung vorab mit 5 bis 20% H2O2 bei 95° C behandelt wurde.

Außerdem ist eine Gießformmasse bekannt (CPI-Basic Abstracts-Journal 1973, Heft U 21, Referat 112 = SU-PS 346 011), die außer dem zu bindenden Füllstoff einerseits als Bindemittel ein Resolharz und einen Härter hierfür und andererseits zwecks Steigerung der Festigkeit und des Formlrennverhaltens noch Polyvinylalkohol enthält, wobei der Härter für das Resolharz ein hydraulisch bindender Zement oder Gips sein kann.

Ferner ist ein Metallgießverfahren bekannt (US-PS 28 92 227), nach dem man eine Gießform aus einer Mischung feinteiligen feuerfesten Materials mit einem sogenannten Zwischenbindemittel und einem endgültig wirkenden feuerfesten Bindemittel derart herstellt, daß das Zwischenbindemittel zunächs* bei erhöhter Temperatur ausgebrannt und ausgetrieben wird und nur das feuerfeste Bindemittel verbleibt, bevor die Gießform eingesetzt wird. Als Zwischenbindemittel kann dabei unter anderem Polyvinylalkohol dienen, während als feuerfestes Bindemittel unter anderem Borverbindungen verwendbar sind.

Schließlich ist es für Polyvinylalkohole allgemein, d. h unabhängig von der Verwendung für Gießformen bekannt (Schreiber, Chemie und Technologie dei künstlichen Harze, Band I, Wissenschaftliche Verlagsanstalt mbH Stuttgart, 1961, S. 459 bis 461), daß sich ihre Viskosität durch Borax, Borsäure und etliche anorgani sehe und organische Salze von Alkali-, Erdalkali- unc Metallen der 4., 6. und 8. Gruppe oder von Zink unc Aluminium steigern läßt und daß sie unter anderen durch Alkohole härtbar sind.

Ausgehend von dem Verfahren nach der erster zitierten Literaturstelle liegt der Erfindung die Aufgab« zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer Gießforn zu entwickeln, das gleichzeitig eine freie Regulierung der Topfzeit, d. h. der Verarbeitungsdauer des Formsan des zur Form und eine ausgezeichnete Zerlegbarkeit dei Form ermöglicht, wobei eine Beeinträchtigung dei Arbeitsplatzumgebung durch giftige oder schlech riechende Stoffe praktisch vermieden wird und die ir der Form erzeugten Gußstücke weniger Risse aufwei sen.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgab« gelöst wird, ist ein Verfahren zum Herstellen eine Gießform auf Basis von Formsand und einer Polyvinyl alkohollösu'ig mit Zusatz eines Topfzeitverlängerungs mittels als Bindemittel, mit dem Kennzeichen, daß mai eine Formsand-Polyvinylalkohollösungs-Mischung mi Zusätzen einer Borverbindung und eines als Aushär tungsgeschwindigkeits-Reguliermittel wirkenden Aiko hols oder eines Zements herstellt und die Mischunj verknetet.

Die Erfindung gibt also ein Verfahren zum Herstelle: einer Gießform an, das die Bildung einer Form au Formsand vorsieht, der durch Zusetzen einer Polyvinyl alkohollösung und zweier Aushärtungsmittel zu feuerfe sten Teilchen und anschließendes Verkneten de Mischung hergestellt ist. Als Aushärtungsmittel könne: eine Borverbindung und ein Alkohol oder erstere um

ein Zement verwendet werden, um die Aushärtungsgeschwindigkeit und damit die verfügbare Zeit zur Herstellung der Form zu regulieren.

Die Erfindung wird an Hand von Ausführungsbeispielen und in der Zeichnung veranschaulichten Ergebnissen näher erläutert; darin zeigt

Fig. 1 die Beziehung zwischen der Konzentration der PolyvinylalkohoHösung und der Druckfestigkeit oder Oberflächenstabilität der mit nur einem Aushärtungsmittel hergestellten Form,

Fig.2 die Beziehung zwischen der Konzentration von Isopropylalkohol und der Druckfestigkeit und Oberflächenstabilität der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Form,

Fig.3 die Beziehung zwischen der Menge der zugesetzten Borverbindung und der Druckfestigkeit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Form und

Fig.4 die Beziehung zwischen der Menge der zugesetzten Borverbindung und der Gelierungszeit des erfindungsgemäß verwendeten Bindemittels.

Im Rahmen eines Vergleichsversuches erhält man das Bindemittel des Formsandes durch Zusetzen einer Borverbindung, wie z. B. Borax, Natriumperborat, Borsäure, Kaliumborat, Ammoniumborat und Boroxid als Aushärtungsmittel zu Polyvinylalkohol. Dieses Bindemittel hat eine mäßige Viskosität und läßt sich leicht mit feuerfesten Sandteilchen vermischen. Nach einer bestimmten Zeitdauer härtet das Bindemittel aus und verleiht der Form eine ausreichende mechanische Festigkeit. Hierbei läuft wahrscheinlich die folgende Gelierungsreaktion ab, wenn Borsäure als Aushärtungsmittel verwendet wird:

HC-OH

H₂C
HC-OH

+ Η,ΒΟ,

H₂C

HC-O

H₂C

B-OH f 2H,0

HC-O

Polyvinylalkohols zeigt daher ein solcher mit niedrigem Verseifungsgrad gute Eigenschaften, und seine verbesserte Stabilität erleichtert seine Speicherung.

Die folgenden Beispiele, in denen alle Teile und Prozentsätze als Gewichtsangaben ausgedrückt sind, falls nicht anders angegeben ist, dienen zur Erläuterung einiger Vergleichsbeispiele and der praktischen Verwirklichung des erfindungsgemäßen Verfahrens im einzelnea

Vergleichsbeispiel 1

100 Teile Silikasand (mit wenigstens 70% 105 bis 210 μπι Korngröße), 4 Teile einer wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol (Verseifungsgrad 98 oder 88%) und 0,5 Teile Borax wurden zur Herstellung von Formsand vermischt. Prüfstücke wurden entsprechend dem üblichen Prüfverfahren der Festigkeit von Formsand hergestellt, und ihre Druckfestigkeit nach 2 Stunden Stehen bei Raumtemperatur und nach 24 Stunden Stehen bei dieser Temperatur wurden gemessen. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1

Da das verwendete Bindemittel, wie vorstehend beschrieben, einen organischen Stoff enthält, ist die Zerlegbarkeit der erhaltenen Form nach dem Metallguß ausgezeichnet. Auch leistet die erhaltene Form dank der Verwendung von Polyvinylalkohol der Schrumpfung des Gußstücks beim Erstarren weniger Widerstand, und somit besteht nur eine geringe Möglichkeit, daß beim Gießen Risse auftreten. Weiter bilden sich, wenn das Lösungsmittel für die PolyvinylalkohoHösung eine Mischung von Wasser und einem Alkohol oder Wasser allein ist, weder giftige noch schlecht riechende Stoffe beim Formen.

Allgemein ist das Bindemittel um so leichter zu verwenden, je niedriger dessen Viskosität ist. Im Fall des

Bindemittel	Ver	Konzen	Vis	Druckfestigkeit	nach 24
	seifungs	tration	kosität	(kg/cm*)	Stunden
PoIy-	grad				15,8
meri-	(%)	(%)	(cP)		14,5
sations-	98	10	60	nach 2	!6,2
grad	98	10	1000	Stunden	14,0
500	98	10	6000	3,0	15,2
1700	88	10	30	3,5	13,2
2400	88	10	600	3,8
500	88	10	2000	4,2
1700			4,8
2400			4,6

Aus der vorstehenden Tabelle wird klar, daß diese Formsaride als Form eine ausreichende Druckfestigkeit aufwiesen. Auch erkennt man, daß sich ihre Druckfestigkeit je nach dem Polymerisationsgrad oder Verseifungsgrad des Polyvinylalkohols ändert. Die Aushärtungsgeschwindigkeit der Formsande wurde durch den Verseifungsgrad des Polyvinylalkohols beeinflußt, und der mit Hilfe eines Bindemittels mit einem niedrigen Verseifungsgrad hergestellte Formsand härtete etwas rascher aus. So kann man die beste Form erhalten, indem man das besondere dazu verwendete Bindemittel je nach dem Verwendungszweck und den Bedingungen für die Herstellung der Form auswählt.

Vergleichsbeispiel 2

Beim gleichen Mischungsverhältnis wie im Vergleichsbeispiel 1 wurde die Konzentration einer wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol (Durchschnittspolymerisationsgrad 500, Verseifungsgrad 88%) ir weiten Grenzen variiert, und die Druckfestigkeit sowie Oberflächenstabilität (Verhältnis des Gewichts eine! Prüfstückes vor dem Versuch zum Gewicht de Prüfstückes nach dem Versuch, wenn das Prüfstück au einem Sieb mit etwa 2 mm lichter Siebmaschenweiti angeordnet und dann mittels eines Vibrators zwe Minuten in Schwingung versetzt wurde) der erhaltene! Formsande wurden gemessen. Die dabei erhaltene!

Ergebnisse sind in der F i g. 1 dargestellt.

In F i g. 1 wurden die Druckfestigkeit (kg/cm²) un< die Oberflächenstabilität (Prozent) längs der Y-Achs und die Konzentration der PolyvinylalkohoHösung läng

der X-Achse aufgetragen. Die Druckfestigkeit ist durch eine ausgezogene Linie wiedergegeben, während die Oberflächenstabilität durch eine unterbrochene Linie dargestellt ist

Wie man F i g. 1 entnehmen kann, waren die Druckfestigkeitswerte nach 24stündigem Stehen, bei Raumtemperatur im Fall einer Lösungskonzentration von 5% oder mehr, gut Nachdem die Prüfstücke 2Stunden bei 100⁰C getrocknet, d.h. einer erzwungenen Trocknung unterworfen waren, war die Druckfestigkeit der Prüfstücke erheblich verbessert, und diese Tendenz trat bei niedrigerer Konzentration stärker auf. Da eine Oberflächenstabilität von etwa 95% für die allgemeine Verwendung einer Form befriedigend ist, waren demnach die Oberflächenstabilitätswerte bei einer Lösungskonzentration von 5 bis 30% gut

Beispiel 1

Das im Vergleichsbeispiel 2 als Lösungsmittel für Polyvinylalkohol verwendete Wasser wurde nun durch eine Mischung von Wasser und Isopropylalkohol ersetzt Die Konzentration des Polyvinylalkohole wurde bei 10% gehalten, und die Konzentration des Isopropylalkohols wurde in weiten Grenzen variiert. Die Druckfestigkeit und die Oberflächenstabilität der erhaltenen Formen wurden gemessen. Die Ergebnisse davon sind in der F i g. 2 dargestellt.

Wie F i g. 2 erkennen läßt stiegen die Druckfestigkeit und die Oberflächenstabilität mit wachsender Isopropylalkoholkonzentration, d. h. bei der erfindungsgemäßen Verwendung zweier Härtungszusätze zum Polyvinylalkohol an.

Beispiel 2

Es wurden Formsande durch Zusetzen verschiedener Mengen einer Borverbindung (Borax, Natriumperborat oder Manganborat) zu einer Mischung von 100 Teilen Silikasand und 5 Teilen einer 15prozentigen Lösung von Polyvinylalkohol (Durchschnittspolymerisationsgrad 500, Verseifungsgrad 88%) hergestellt die aus 15% Polyvinylalkohol, 60% Wasser und 25% Isopropylalkohol bestand. Die Druckfestigkeit je eines aus jedem Formsand hergestellten Prüfstücks nach 24stündigem Stehen bei Raumtemperatur wurde gemessen. Die zugehörigen Ergebnisse sind in der F i g. 3 dargestellt

Wie F i g. 3 zeigt, änderte sich die Druckfestigkeit der erhaltenen Form je nach der Menge des Borverbindungszusatzes und änderte sich auch weitgehend je nach der Art der verwendeten Borverbindung. Borax und Natriumperborat zeigten fast die gleiche Wirkung als Ausbärtungsmittel für Polyvinylalkohol. Der Zusatz von 0,01 bis 13 Teilen der Verbindungen war zum Erhalten einer praktisch brauchbaren Festigkeit (Druckfestigkeit von 3 kg/cm² oder mehr) wirksam. Kafimnborat, Boroxid und Ammonnnnborat gehören in diese Kategorie. Manganborat läßt sich wirkungsvoll in einer Menge von 0,1 bis 2,1 Teilen verwenden. Borsäure, Magnesiumborat und Kalziumborat gehören in diese Kategorie.

Beispiel 3

Um die Zerlegbarkeit einer bekannten CXh-Form, bei der Natriumsilikat als Bindemittel diente, mit derjenigen einer unter Verwendung von Polyvinylalkohol als Bindemittel gemäß der Erfindung hergesteflten Form zu vergleichen, warden diese Formen 30 Minuten auf 1000⁰C erhitzt und dann in einem Desiccator auf Raumtemperatur abgekühlt, wonach ihre Restdruckfestigkeit gemessen wurde. Die Ergebnisse hiervon sind in der Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2

Form

Restdruckfestigkeit (kg/cm*)

Erfindungsgemäße Form 0

COz-Form 30

Wie dieser Tabelle zu entnehmen ist, war die Restdruckfestigkeit der erfindungsgemäß unter Ver wendung von Polyvinylalkohol als Bindemittel herge stellten Form Null, so daß ihre Zerlegbarkeit als sehr gut anzusehen ist.

Wenn eine kompliziert gestaltete Form mit einem selbstaushärtenden Formsand herzustellen ist, wobei eine vemüftige Topfzeit benötigt wird, oder wenn die Herstellung einer Form aus anderen Gründen eine lange Fertigungsdauer erfordert, ist es allgemein nötig, daß die Aushärtungsgeschwindigkeit des Formsandes niedrig ist Mit anderen Worten benötigt man eine der

Zeit zum Herstellen der Form entsprechende Topfzeit für den Formsand.

Erfindungsgemäß setzt man daher gerade in diesen Fällen, wenn Polyvinylalkohol als Bindemittel verwendet und diesem verschiedene Borverbindungen als

Aushärtungsmittel zugesetzt werden, außerdem das zweite Aushärtungsmittel als ein Aushärtungsgeschwindigkeits-Reguliermittel zur Einstellung der Aushärtungsgeschwindigkeit der Form zu, um die Topfzeit des Formsandes freizügig einstellen zu können.

Als Aushärtungsgeschwindigkeits-Regulierstoff können mehrwertige Alkohole, wie z.B. Äthylenglykol, Mannit Sorbit und Glyzerin, und einwertige Alkohole, wie z. B. Methylalkohol, Äthylalkohol und Isopropylalkohol verwendet werden.

Der Begriff »Die Topfzeit des Formsandes« wird folgendermaßen definiert:

Im Fall der Selbstaushärtung von Formsand schreitet die Aushärtungsreaktion mit dem Verstreichen der Zeit nach dessen Herstellung voran. Daher variieren die

Eigenschaften der Form je nach der seit der Herstellung des Formsandes verstrichenen Zeit Hierbei wird nun eine Form mit einer Festigkeit, die wenigstens 80% der Festigkeit der Form entspricht die unverzüglich nach Herstellung des Formsandes gebildet und dann für eine

bestimmte Zeitdauer (auf Basis des Testverfahrens für Festigkeit von Formsand) stehengelassen wurde, als brauchbar angesehen. Die ab dem Herstellen des Formsandes bis zur Formgebung einer solchen brauchbaren Form nut der minimal zulässigen Festigkeil

verstrichene Zeh wird als Topfzeit definiert

Dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung wird durch die folgenden Beispiele 4 und 5 erläutert

Beispiel 4

100 Teilen Silikasand der genannten Korngröße wurden 4 Teile einer lOprozentigen FWyvinyIaIkohoBä sung, die 5% eines Aushärtungsgeschwindigkeits-Regu Bermittels enthielt und 1 Teil Borax zugesetzt, rar Formsand herzustellen. Prüfstücke wurden aus der jeweiligen so erhaltenen Formsanden hergestellt unt ihre Topfzeit wurde gemessen. Die dabei erhaltenei Ergebnisse sind in der Tabelle 3 unter Vergleich mit dei

Topfzeit einer Kontrollprobe ohne Aushärtungsgeschwindigkeits- Reguliermittel aufgeführt.

Tabelle 3

Aushärtungsgeschwindigkeits Reguliermittel

Topfzeit (Minuten)

Kontrolle (kein Zusatz)	2.5
Sorbit	10
Methylalkohol	8
Äthylenglykol	10
Glyzerin	12

Wie die vorstehende Tabelle zeigt, konnten alle diese Aushärtungsgeschwindigkeits-Regulierstoffe die Topfzeit des Formsandes merklich regulieren. Damit wird es möglich, auch eine Form mit komplizierter Gestaltung leicht zu fertigen.

Beispiel 5

100 Teile Silikasand der genannten Korngröße, 4 Teile Polyvinylalkohol (Durchschnittspolymerisationsgrad 500, Verseifungsgrad 88%), 1 Teil Borax und Glyzerin wurden zur Herstellung von Formsand vermischt. Die verwendete Glyzerinmenge wurde variiert. Prüfstücke wurden aus den jeweiligen so erhaltenen Formsanden hergestellt, und ihre Topfzeit wurde gemessen. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 4 unter Vergleich mit der Topfzeit einer Kontrollprobe ohne Aushärtungsgeschwindigkeits-Regulierstoffzusatz aufgeführt.

Tabelle 4

Glyzerinzusatzmenge (Teile)

Topfzeit (Minuten)

Kontrolle (kein Zusatz)

2,5

8,5

10,0

14,0

18,0

So läßt sich bei der Herstellung einer Form die Aushärtungsreaktion durch Zusetzen eines Aushärtungsgeschwindigkeits-Regulierstoffes geeignet regulieren. Daneben kann die Aushärtungsreaktion auch durch Erhöhen oder Senken der Menge der zugesetzten Borverbindung reguliert werden. Dadurch läßt sich die Zeit zur Herstellung einer Form einstellen, und man kann auch eine Form mit komplizierter Gestalt leicht herstellen. Der Grund, weshalb sich die Aushärtungsge schwindigkeit erfindungsgemäß durch Zusetzen eines Aushärtungsgeschwindigkeits-Reguliermittels einstellen läßt, ist nicht geklärt. Wenn ein Alkohol einer Polyvinylalkohollösung zugesetzt wird, wird die Viskosität der Lösung plötzlich erhöht.

if Nach einer anderen Ausführungsart der Erfindung wird eine Form mit Formsand hergestellt, der durch Zusetzen einer Borax enthaltenden Polyvinylalkohollösung zu feuerfesten Teilchen und anschließendes Verkneten der Mischung hergestellt ist, und man läßt sodann die Form durch Aufsprühen eines Alkohols auf die Oberfläche der Form oder Eintauchen der Form in einen Alkohol aushärten. Durch das Aufsprühen oder Eintauchen kommt der Formsand schnell zur Reaktion mit dem Alkohol, so daß sich ein hartschalig gehärtetes

Erzeugnis bildet.

Das folgende Beispiel erläutert diese Ausführungsart der Erfindung:

Beispiel 7

100 Teilen Silikasand der genannten Korngröße wurden 5 Teile einer 20prozentigen wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol (Durchschnittspolymerisationsgrad 1750, Verseifungsgrad 88%) und 0,5 Teile Borax zugesetzt, um Formsand herzustellen. Ein Prüfstück wurde dann mit dem erhaltenen Formsand hergestellt und mit Isopropylalkohol besprüht. Die Druckfestigkeit wurde 2 Stunden nach dem Formen gemessen. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 5 aufgeführt

Tabelle 5

Wie die vorstehende Tabelle zeigt, läßt sich die Topfzeit einer Form durch Erhöhen der Menge des zugesetzten Aushärtungsgeschwindigkeits-Regulierstoffcs erhöhen. Unter Berücksichtigung der Druckfestigkeit und Verarbeitbarkeit der erhaltenen Form ist es zweckmäßig, daß die Menge des Aushärtungsgeschwindigkerts-Regulierstoffes 3 Teile oder weniger beträgt

Beispiel 6

5 g Isopropylalkohol wurden verschiedene Mengen einer Borverbindung (Natriumperborat, Ammoniumborat, Kaliumborat oder Borax) zugesetzt, und die Mischung wurde mittels eines Magnetrfihrers 1 Minute verknetet 50 g einer 15prozentigen wäßrigen Lösung von Polyvinylalkohol (Durchschnittspolymerisationsgrad 500, Verseifungsgrad 88%) wurden zugesetzt, und die Mischung wurde bei Raumtemperatur verknetet Die zur Gelierung des Bindemittels erforderliche Zeit wurde dann gemessen. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der F ig. 4 dargestellt

Wie sich aus Fig.4 ergibt verringerte sich die Geüerungszeit mit einem Anstieg der Menge der zugesetzten Borverbindung.

Versuchsbedingung

Druckfestigkeit (kg/cm²)

Nicht besprüht

mit Isopropylalkohol

Besprüht

mit Isopropylalkohol

1,5 9,0

Wie die vorstehende Tabelle zeigt wurde die Druckfestigkeit durch Aufsprühen des Isopropylalkohols merklich verbessert

Beispiel 8

Ein Prüfstück wurde ebenso mit Formsand des gleichen Mischungsverhältnisses wie im Beispiel 7 hergestellt Andererseits wurde ein Prüfstück der gleichen Größe wie der der oben erwähnten Prüfstücke mit Formsand hergestellt der durch Zusetzen von 6 Teilen (Molverhältnis 2,7) Wasserglas zu 100 Teilen Silikasand und anschließendes Verkneten der Mischung hergestellt war, und Methylalkohol wurde auf die Oberfläche des Prüfstücks aufgesprüht Diese Prüfstük ke wurden bei 1000⁰C 30 Minuten geglüht und dann in einem Desiccator auf Raumtemperatur abgekühlt und ihre Restdruckfestigkeit wurde gemessen. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 6 angegeben.

Tabelle 6

Versuchsstück

Restdruckfestigkeit
(kg/cm²)

Beispiel 7 0

Wasserglas + Methylalkohol 15

Wie diese Tabelle 6 zeigt, war das Prüfstück nach dem ι ο Beispiel 7 gut, da seine Restdruckfestigkeit Null betrug.

Es ist auch möglich, das Aushärtungsverfahren durch Eintauchen einer Form in einen Alkohol gleichzeitig mit dem Formüberziehverfahren auszuführen. Wenn somit ein Alkohol als Lösungsmittel für den Formüberzug verwendet wird, lassen sich gleichzeitig ein Aushärtungsbeschleunigungseffekt und ein Formüberzugseffekt erhalten, und der Arbeitswirkungsgrad wird verbessert.

Es ist bekannt, daß Polyvinylalkohol eine sehr reaktive Hydroxylgruppe enthält. Wenn Zement diesem Polyvinylalkohol zugesetzt wird, kann angenommen werden, daß der Sauerstoff in Kieselsäure, Aluminiumoxid usw, die die Bestandteile des Zements sind, sich mit dem Wasserstoff im Polyvinylalkohol verbindet.

Nach einer weiteren Ausführungsart des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Form mit Formsand hergestellt, den man durch Zusetzen von Polyvinylalkohol, einer Borverbindung und einem Zement zu feuerfesten Teilchen und anschließendes Verkneten der Mischung erhält Als Zement kann man Portlandzement, Aluminiumoxid^ement oder andere besondere Zementsorten verwenden.

Das Aushärten der Form erfolgt durch die obenerwähnte Verbindungsreaktion zwischen dem Wasserstoff im Polyvinylalkohol und dem Sauerstoff im Zement und eine Hydratationsreaktion des Zements. Als Ergebnis verschiedener Untersuchungen wurde festgestellt, daß man vorzugsweise 1 bis 8 Teile Zement und 2 bis 8 Teile einer wäßrigen, eine Borverbindung enthaltenden Polyvinylalkohollösung (Feststoffgehalt des Polyvinylalkohols 0,2 bis 1,6 Teile) zu 100 Teilen Silikasand zusetzt.

Die Restdruckfestigkeit solcher nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formen war sehr gering. Die Restdruckfestigkeit steigt mit steigender Zementzusatzmenge, und es ist zweckmäßig, 1 bis 7 Teile Zement zuzu-etzen.

Wie die vorstehende Beschreibung im einzelnen zeigt, erhält man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren folgende vorteilhafte Wirkungen:

1. Der Gußstück-Entformungsvorgang wird dank der ausgezeichneten Zerlegbarkeit der Form leicht Daher lassen sich die Zahl der Schritte zum Erzeugen von Gußstücken und die Koster verringern.

2. Die Aushärtungszeit für den Formsand läßt sich fre einstellen; und dadurch wird die Herstellung einei Form komplizierter Gestalt ermöglicht

3. Bei der Herstellung der Form bilden sich wedei giftige oder schlecht riechende Stoffe, nocht trit Staub auf, so daß die Gefahr der Arbeitsplatzumge bungsverschmutzung vermieden wird.

4. Die Verwendung von Polyvinylalkohol mit der genannten Zusätzen als Bindemittel liefert ein< Form, die nur einen schwachen Widerstanc gegenüber Schrumpfung eines Gußstückes be dessen Erstarrung leistet. Daher ist die Gefahr de Auftretens von Rissen an den Gußstücken wei verringert.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer Gießform auf Basis von Formsand und einer PolyvinylalkohoUösung mit Zusatz eines Topfzeitverlängerungsmittels als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Formsand-Polyvinylalkohollösungs-Mischung mit Zusätzen einer Borverbindung und eines als Aushärtungsgeschwindigkeits-Reguliermit- ι ο tel wirkenden Alkohols oder eines Zements herstellt und die Mischung verknetet

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 1 bis 10 Gewichtsteile einer Polyvinylalkohollösung mit einer Lösungskonzentration von 5 bis 30 Gewichtsprozent, 0,01 bis 2,1 Gewichtsteile einer Borverbindung und 0,1 bis 3 Gewichtsteile eines Alkohols als Aushärtungsgeschwindigkeits-Reguliermittel je 100 Gewichtsteilen Formsand zusetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 1 bis 10 Gewichtsteile einer Polyvinylalkohollösung mit einer Lösungskonzentration von 5 bis 30 Gewichtsprozent, 0,01 bis 2,1 Gewichtsteile einer Borverbindung und 1 bis 7 Gewichtsteile eines Zements je 100 Gewichtsteilen Formsand zusetzt.