DE2519309A1 - METHOD FOR MAKING MOLDS - Google Patents
METHOD FOR MAKING MOLDSInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Formen (Gießformen), bei dem ein feuerfestes Material auf ein Modell schichtförmig aufgebracht wird.The invention relates to an improved method for producing molds (casting molds), in which a refractory material on a Model is applied in layers.
Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Schalenformen (Formmasken)
mit Schichtstruktur besteht darin, daß man auf ein Modell
eine Aufschlämmung aus einem feinpulverigen feuerfesten bzw. hitzebeständigen Material und einem Bindemittel (wie Natriumsilikat,
kolloidaler Kieselsäure oder Äthylsilikat) aufträgt, das beschichtete Modell nach Besanden mit pulverigem feuerfesten Material
trocknet und den gesamten Prozeß sechs-bis zehnmal wiederholt.
Der vollständige Schichtaufbau und die Wachsentfernung erfordern bei diesem Verfahren jedoch den beträchtlichen Zeitraum von etwa
bis 4 Tagen. Gemäß einer weiteren Formherstellungsmethode, die zurA known method for producing shell molds (molded masks) with a layered structure consists in applying a slurry of a fine powdery refractory or heat-resistant material and a binding agent (such as sodium silicate, colloidal silicic acid or ethyl silicate) to a model, the coated model after sanding with powdery refractory material
dries and repeats the entire process six to ten times.
However, the complete build-up of the layer and the wax removal require a considerable period of about up to 4 days in this process. According to another mold making method used for
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Verkürzung der für die Überzugsaufbringung erforderlichen Zeitspanne vorgeschlagen wurde, wird die Aufschlämmung auf chemischem Wege zum Gelieren gebracht anstatt durch Trocknen gehärtet; die erhaltenen Formen weisen jedoch keine befriedigende mechanische Festigkeit auf.Reduction of the time required for coating application has been proposed, the slurry is chemically gelled rather than hardened by drying; the However, the shapes obtained do not have satisfactory mechanical strength.
Zur Überwindung der vorgenannten Mangel wurde der sogenannte "Schnellprozeß" vorgeschlagen, bei dem das Modell alternierend mit zwei verschiedenen Arten von Auf schlämmungen beschichtet wird, von denen jede ein feuerfestes Material und ein Bindemittel enthält und gegenüber der anderen Aufschlämmung einen Geliereffekt ausübt. Eine Variante dieses Verfahrens ist z.B. in der japanischen Patentveröffentlichung Nr.45-1505 beschrieben. Bei dieser Methode werden auf das Modell abwechselnd eine Aufschlämmung aus einer Lösung von hydrolysiertem Äthylsilikat und einem feuerfesten Material und eine weitere Aufschlämmung aus einer Ammonium oder ein Amin enthaltenden wäßrigen Natriumsilikatlösung und einem feuerfesten Material aufgetragen, wobei dazwischen eine Besandung vorgenommen wird. Auf diese Weise wird das feuerfeste Material schachtförmig auf das Modell aufgebracht. Das Verfahren besitzt jedoch die Nachteile, daß die Feuerfestigkeit der erzeugten Form aufgrund des als Bindemittel verwendeten Natriumsilikats gering ist und die Form sich daher lediglich zum Vergießen von relativ niedrig schmelzenden Metallen eignet sowie daß die Wasserbeständigkeit der Form zu wünschen übrig läßt und es daher schwierig ist, die Wachsentfernung nach dem Heißwasser- oder Autoklavenverfahren u. dgl. vorzunehmen. Ein weiterer Nachteil dieser Methode besteht darin, daß es leicht zur Schichtspaltung sowie Bildung von Blasen oder Rissen bzw. Sprüngen kommt.To overcome the aforementioned deficiency, the so-called "Rapid process" proposed in which the model is coated alternately with two different types of slurry, each of which contains a refractory material and a binder and a gelling effect on the other slurry exercises. A variant of this process is e.g. in the Japanese Patent Publication No. 45-1505. At this Method are alternately a slurry of a solution of hydrolyzed ethyl silicate and a refractory on the model Material and a further slurry of an aqueous sodium silicate solution containing ammonium or an amine and applied to a refractory material, sanding being carried out in between. This is how the refractory material becomes Applied to the model in the shape of a shaft. However, the method has the disadvantages that the fire resistance of the generated Shape is small due to the sodium silicate used as a binder and the shape is therefore only suitable for potting relatively low-melting metals and that the water resistance of the shape leaves something to be desired and therefore difficult is to remove wax using the hot water or autoclave method and the like. Another disadvantage of this method is that it is easy to delaminate as well as formation comes from bubbles or cracks or cracks.
Nach einem weiteren Verfahren wird das Modell abwechselnd mit einer positiv geladenes kolloidales Siliciumdioxid enthaltenden Aufschlämmung und einer negativ geladenes kolloidales Siliciumdioxid enthaltenden Aufschlämmung beschichtet, wobei dazwischen eine Besandung vorgenommen wird. Auch diese Methode besitzt die Nachteile, daß die Feuerfestigkeit der erhaltenen Form unzureichend ist und daß zur Wachsentfernung weder das Heißwasser- nochAnother method is to alternate the model with a positively charged colloidal silica containing one Coated slurry and a negatively charged colloidal silica containing slurry, with therebetween sanding is carried out. This method also has the disadvantages that the fire resistance of the shape obtained is insufficient is and that for wax removal neither the hot water nor
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das Autoklavenverfahren, sondern lediglich die Schockerhitzungsmethode angewendet werden kann.the autoclave method, only the shock heating method can be applied.
In der japanischen Offenlegungsschrift Nr.49-20025 ist eine verbesserte Variante des Schnellprozesses beschrieben, bei der das Modell abwechselnd mit einer Aufschlämmung eines feinpulverigen feuerfesten Materials und eines Alkylsilikat-Hydrolysats sowie einer Aufschlämmung eines feinpulverigen feuerfesten Materials und eines quaternären Ammoniumsilikais mit einem Gehalt an Alkalihydroxid oder Alkalisilikat bei einem Molverhältnis (ausgedrückt als SiOp/MpO, wobei M ein Alkalimetallatom darstellt) von 4 : 1 bis 20 : 1 beschichtet wird. Während sich mit diesem Verfahren eine bessere Feuerfestigkeit erzielen läßt und unter anderem die Schichtentrennung sowie Blasen- und Rißbildung verhindert werden, beeinträchtigt die mangelhafte Stabilität der Aufschlämmungen seine praktische Anwendung. Andererseits gelangten Metalloxidsole , wie Zirkoniumoxid-, Titanoxid- oder AIuminiumoxidsol, ungeachtet ihrer hervorragenden Bindemitteleigenschaften nicht zum Einsatz, da sich diese Bindemittel auch nach erfolgter Härtung leicht wieder auflösen und es nicht möglich ist, einen ausreichend gehärteten Überzug auf dem Modell zu erzeugen.In Japanese Patent Laid-Open No. 49-20025, there is an improved one Variant of the rapid process described in which the Model alternating with a slurry of a finely powdered refractory material and an alkyl silicate hydrolyzate as well as one Slurry of a finely powdered refractory material and a quaternary Ammonium silica with a content of alkali hydroxide or alkali silicate at a molar ratio (expressed as SiOp / MpO, where M represents an alkali metal atom) from 4: 1 to 20: 1. While this method achieves better fire resistance can and, inter alia, the delamination as well as the formation of bubbles and cracks are prevented, affects the defective Stability of the slurry its practical application. on the other hand reached metal oxide sols, such as zirconium oxide, titanium oxide or aluminum oxide sol, regardless of their excellent binder properties not used, as these binders easily dissolve again even after hardening and it is not possible to use a to produce a sufficiently hardened coating on the model.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein neues, verbessertes Verfahren zur Herstellung von Formen nach dem Schnellprozeß zur Verfügung zu stellen. Im besonderen besteht die erfindungsgemäße Aufgabe darin, ein Verfahren zur Herstellung von Formen nach dem Schnellprozeß zu schaffen, bei dem die verwendeten Aufschlämmungen eine hervorragende Stabilität aufweisen, die erhaltene Form eine erhöhte Verglasungs- bzw. Sintertemperatur, verbesserte Festigkeit bei erhöhten Temperaturen und bessere Feuerfestigkeit und Wasserbeständigkeit besitzt, zur Wachsentfernung sowohl das Heißwasserverfahren als auch das Autoklavenverfahren ohne Rißbildung anwendbar sind, die Wandstärke ohne Beeinträchtigung der hohen Festigkeit der Formschale vermindert werden kann und die Form nach dem Gießvorgang leicht aufbrechbar ist. Schließlich soll durch die Erfindung ein neues, verbessertes Verfahren zur Herstellung von Formen geschaffen werden, welche den Anforderungen des Metallgusses und den dabei angewendeten Temperaturen be-It is the object of the invention to provide a new, improved method for the production of molds according to the rapid process. In particular, there is the object of the invention is to provide a method of making molds by the rapid process in which the slurries used have excellent stability, the shape obtained has an increased vitrification or sintering temperature, improved strength possesses both that for wax removal at elevated temperatures and better fire resistance and water resistance Hot water process and the autoclave process can be used without cracking, the wall thickness without impairing the high strength of the shell mold can be reduced and the mold is easy to break open after the casting process. In the end is to be created by the invention a new, improved method for the production of molds, which the requirements of the metal casting and the temperatures used
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sonders gut gewachsen sind.have grown particularly well.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Formen ist dadurch gekennzeichnet, daß man ein Formmodell bzw. -muster abwechselnd oder gleichzeitig mit einem Metalloxidsol, das in Wasser und/oder einem hydrophilen organischen lösungsmittel dispergiert ist und ein organisches Pastenharz enthält, oder einer durch Zugabe eines feuerfesten bzw. hitzebeständigen Materials zum genannten Sol erzeugten Aufschlämmung (nachstehend einfach als "Flüssigkeit A" bezeicihnet)und einer weiteren Flüssigkeit, "bei der ein Gelier- bzw. Gelatiniermittel für das in der Flüssigkeit A enthaltene kolloidale Metalloxid und/oder organische Pastenharz in Wasser und/oder einem hydrophilen organischen lösungsmittel dispergiert ist, oder einer durch Zugabe eines feuerfesten Materials zur genannten Flüssigkeit erzeugten Aufschlämmung (nachstehend einfach als "Flüssigkeit B" bezeichnet) beschichtet.The inventive method for producing molds is characterized in that a mold model or pattern alternately or simultaneously with a metal oxide sol which is dispersed in water and / or a hydrophilic organic solvent and contains an organic paste resin, or by adding a refractory or heat-resistant material to said sol produced slurry (hereinafter simply referred to as "liquid A") and another liquid, "in which a gelling agent for the colloidal metal oxide and / or organic paste resin contained in the liquid A in water and / or a hydrophilic organic solvent, or a slurry produced by adding a refractory material to said liquid (hereinafter referred to simply as "Liquid B").
Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Formherstellungsverfahrens besteht darin, daß man eine Flüssigkeit B verwendet, die ein Geliermittel enthält, das Sindeeigenschaften aufweist und seinerseits durch die Flüssigkeit A zum Gelieren gebracht wird. Die erfindungsgemäß verwendeten Flüssigkeiten A and B sind jeweils relativ stabil und gelieren unter keinen Umständen von selbst unter Bildung eines gehärteten Schichtüberzugs am Formmodell, sondern nur, wenn sie miteinander in Berührung gebracht werden.A preferred embodiment of the mold making process according to the invention consists in using a liquid B containing a gelling agent exhibiting sine properties and in turn is caused to gel by the liquid A. The liquids A and B used according to the invention are each relatively stable and under no circumstances undergell under any circumstances Formation of a hardened layer coating on the mold model, but rather only when they are brought into contact with one another.
Die folgende detaillierte Beschreibung erhellt die erfindungsgemäßen Ziele und Merkmale sowie die mit Hilfe der Erfindung erreichbaren Vorteile.The following detailed description will clarify the present invention Objectives and features as well as the advantages that can be achieved with the aid of the invention.
Aufgrund ausgedehnter Forschungsarbeiten auf dem Gebiet der zusammengesetzten Bindemittel wurde gefunden, daß bestimmte derartige Mittel, welche Metalloxidsole und organische Harzpasten enthalten, für die Erzeugung gehärteter, schachtförmig aufgebauter Überzüge auf den Modellen gut geeignet sind.Due to extensive research in the field of composite Binder has been found that certain such agents, which contain metal oxide sols and organic resin pastes, for the production of hardened, shaft-shaped structures Coatings on the models are well suited.
Erfindungsgemäß wird der Hauptbestandteil der Flüssigkeit A, d.h.According to the invention, the main component of the liquid A, i.
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das Metalloxidsol, mit Hilfe eines geeigneten Geliermittels zum Gelieren gebracht und dient im getrockneten und gehärteten Zustand als Bindemittel für das feinpulverige feuerfeste Material. Das Metalloxidsol kann beispielsweise Zirkoniumoxid-, Titanoxid-, Eisenoxid-, Magnesiumoxid-, Aluminiumoxid-, saures oder alkalisches Siliciumdioxid-, Chrom(III)-oxid-, Zirkoniumoxychlorid-, basisches Aluminiumchlorid-, basisches organisches Aluminat- oder Aluminiumhydrogenphosphatsol, eine kolloidale Dispersion von Aluminiumoxidpulver oder eine beliebige andere geeignete kolloidale Dispersion eines Metalloxidpulvers sein. Als Dispersionsmedium für derartige Oxidsole dienen gewöhnlich Wasser, hydrophile organische Lösungsmittel oder Mischungen davon. Beispiele für hydrophile organische Lösungsmittel sind Alkohole, wie Methanol, Äthanol, Isopropanol oder Glycerin, Amine, wie Methylamin oder Äthanolamin, Aceton, Tetrahydrofuran und Dimethylformamid. Beispiele für bevorzugte Metalloxidsole sind wäßriges Zirkoniumoxidsol, wäßrig-äthanolisches Zirkoniumoxidsol, wäßriges Aluminiumoxidsol, wäßrig-methanolisches Aluminiumoxidsol, eine wäßrige kolloidale Dispersion von Aluminiumoxidpulver, wäßriges Titanoxidsol, wäßriges·saures oder alkalisches Siliciumdioxidsol und wäßrig-äthanolisches SiIiciumdioxidsol. the metal oxide sol, with the aid of a suitable gelling agent for Gelling brought and, in the dried and hardened state, serves as a binding agent for the fine powdery refractory material. That Metal oxide sol can, for example, be zirconium oxide, titanium oxide, iron oxide, magnesium oxide, aluminum oxide, acidic or alkaline Silica, chromium (III) oxide, zirconium oxychloride, basic Aluminum chloride, basic organic aluminate or aluminum hydrogen phosphate sol, a colloidal dispersion of alumina powder or any other suitable colloidal dispersion of a metal oxide powder. The dispersion medium for such oxide sols is usually water, hydrophilic organic solvents or mixtures thereof. Examples of hydrophilic organic solvents are alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol or glycerine, amines such as methylamine or ethanolamine, acetone, tetrahydrofuran and dimethylformamide. Examples of preferred Metal oxide sols are aqueous zirconium oxide sol, aqueous-ethanolic zirconium oxide sol, aqueous aluminum oxide sol, aqueous-methanolic Alumina sol, an aqueous colloidal dispersion of alumina powder, aqueous titania sol, aqueous acidic or alkaline silica sol and aqueous-ethanolic silica sol.
Bevorzugte saure Siliciumdioxidsole sind jene, bei denen das Molverhältnis SiOg/MgO (wobei M ein Alkalimetallatom darstellt) über 50 : 1 beträgt urid der SiO2-Gehalt im Bereich von etwa 10 bis 60 Gew.-?S liegt. ,Snowtex-0 (Handelsprodukt von Nissan Chemical Industries, Ltd.) ist ein Beispiel für ein saures wäßriges Siliciumdioxidsol, das einen ρττ-Wert von 2 bis 4 aufweist und 20 Gew. SiOp sowie 0,03 Gew.-^ Na2O enthält. Weitere Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare saure Siliciumdioxidsole sind jene, welche nach Zugabe einer geringen Menge Wasser Pjr-Werte von etwa 3 aufweisen, wie methanolisches Siliciumdioxidsol oder wäßrig-isopropanolisches Siliciumdioxidsol, sowie Siliciumdioxidsole mit einem Gehalt an Methanol, Äthanol, Äthylenglykol, einer organischen Säure, wie Essig- oder Ameisensäure, oder einer anorganischen Säure, wie Salz-, Phosphor- oder Salpetersäure.Preferred acidic silica sols are those in which the molar ratio SiOg / MgO (where M represents an alkali metal atom) is greater than 50: 1 and the SiO 2 content is in the range from about 10 to 60% by weight. Snowtex-0 (commercial product of Nissan Chemical Industries, Ltd.) is an example of an acidic aqueous silica sol which has a ρττ value of 2 to 4 and contains 20% by weight of SiOp and 0.03% by weight of Na 2 O . Further examples of acidic silicon dioxide sols which can be used according to the invention are those which, after adding a small amount of water, have Pjr values of about 3, such as methanolic silicon dioxide sol or aqueous isopropanolic silicon dioxide sol, as well as silicon dioxide sols containing methanol, ethanol, ethylene glycol, an organic acid, such as acetic or formic acid, or an inorganic acid such as hydrochloric, phosphoric or nitric acid.
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Zu den bevorzugten alkalischen Siliciumdioxidsolen, welche Handelsprodukte darstellen, gehören jene, welche 10 bis 60 Gew.-$ SiOp enthalten und deren Molverhältnis SiOp/MpO (M ist ein Alkalimetallatom) im Bereich von 5 : 1-bis zu etwa 300 ϊ 1 liegt. Man kann auch andere Siliciumdioxidsole verwenden, welche z.B. Amine, quaternäre Ammoniumhydroxide, Guanidin, Morpholin, Piperidin oder Bariumhydroxid enthalten und p„-Werte von mehr als 7 aufweisen.Preferred alkaline silica sols which are commercial products include those containing 10 to 60 wt. $ SiOp and whose molar ratio SiOp / MpO (M is an alkali metal atom) is in the range from 5: 1 to about 300 ϊ 1. One can also use other silica sols such as amines, quaternary ammonium hydroxides, guanidine, morpholine, piperidine or barium hydroxide and have p "values greater than 7.
Ein typisches Beispiel für alkalische Siliciumdioxidsole ist Snowtex-30 (Handelsprodukt von Nissan Chemical Industries, Ltd.), das einen pjj-Wert von 8,5 bis 10,5 aufweist und 30 Gew.-$ SiOp sowie 0,4 Gew.-^ Na2O enthält. Verschiedene hydrophile organische Lösungsmittel, wie ein- oder mehrwertige Alkohole, z.B. Methanol, Äthanol, Isopropanol, Glycerin oder Glykol, sowie Dimethylformamid, eignen sich als Dispersionsmedium für die alkalischen Siliciumdioxidsole. A typical example of alkaline silica sols is Snowtex-30 (commercial product of Nissan Chemical Industries, Ltd.), which has a pjj value of 8.5 to 10.5 and is 30 wt .- $ SiOp and 0.4 wt .- ^ Contains Na 2 O. Various hydrophilic organic solvents, such as monohydric or polyhydric alcohols, for example methanol, ethanol, isopropanol, glycerine or glycol, as well as dimethylformamide, are suitable as a dispersion medium for the alkaline silicon dioxide sols.
Der bevorzugte Metalloxidgehalt der Metalloxidsole beträgt gewöhnlich 5 Gew.-^ oder darüber. Man kann natürlich auch Mischungen von 2 oder mehreren Metalloxidsolen verwenden, sofern sie stabil sind.The preferred metal oxide content of the metal oxide sols is usually 5 wt .- ^ or above. You can of course also mix it of 2 or more metal oxide sols if they are stable.
Das erfindungsgemäß verwendete organische Pastenharz liegt gewöhnlich als Dispersion in der Flüssigkeit A vor. Es wird im allgemeinen in Form eines Pulvers oder einer Lösung, Emulsion oder Dispersion feiner Teilchen u.dgl. mit einer Konzentration von 0,1 Gew.-# oder darüber eingesetzt. Das organische Pastenharz dient als Hilfsbindemittel für das Metalloxidsol. Es gewährleistet eine verbesserte Haftung der einzelnen Schichten untereinander und verhindert das "Laufen" (sagging) des Überzugs im nassen Zustand bzw. bei der Anfeuchtung. Das Pastenharz fungiert als Bindemittel für das feuerfeste Pulvermaterial. Es muß in der Flüssigkeit A stabil dispergierbar sein und wird zweckmäßigerweise durch das in der Flüssigkeit B enthaltende Geliermittel zum Gelieren gebracht. Wenn man das organische Pastenharz in Form einer Dispersion einsetzt, kann man als Dispersionsmedium die üblicherweise für Metalloxidsole eingesetzten Dispergiermittel verwenden. Besonders vorteil-The organic paste resin used in the present invention usually lies as a dispersion in liquid A. It is generally in the form of a powder or a solution, or emulsion Fine particle dispersion and the like having a concentration of 0.1% by weight or above are used. The organic paste resin serves as an auxiliary binder for the metal oxide sol. It ensures Improved adhesion of the individual layers to one another and prevents the coating from "sagging" when wet or when it is wet. when moistening. The paste resin acts as a binder for the refractory powder material. It must be stable in liquid A. Be dispersible and is expediently caused to gel by the gelling agent contained in the liquid B. if if the organic paste resin is used in the form of a dispersion, the dispersion medium customarily used for metal oxide sols can be used Use the dispersing agent used. Particularly advantageous
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haft ist es, den Metalloxidsolen Emulsionen organischer Polymerer zuzusetzen. Spezielle Eignung "besitzen beispielsweise wäßrige Emulsionen von Homo- oder Copolymeren von Vinylacetat oder Acrylestern, wie Polyvinylacetat, Äthylen/Vinylacetat-Copolymerem, Polymethylacrylat, Polybutylacrylat, Styrol/Butylacrylat-Copolymerem, wäßrige Emulsionen von Epoxyharzen sowie andere neutrale oder alkalische wäßrige Kunstharzemulsionen und S.ynthesekautschuklatices. Weitere Beispiele für erfindungsgemäß verwendbare organische Pastenharzdispersionen sind wäßrige Dispersionen von Alginsäure oder ihren Salzen, wäßrige Dispersionen von Xanthomonas-Kolloid, wäßrige Lösungen von Harnstoff/Formaldehyd-Harzen und wäßrige Lösungen von Polyacrylsäuresalzen mit Alkalimetallen, wie Natrium, Kalium oder Lithium. Die Flüssigkeit B wird erfindungsgemäß für die Gelierung der Flüssigkeit A eingesetzt und beinhaltet daher ein Geliermittel für das Metalloxidsol und/oder das dispergierte organische Pastenharz in der Flüssigkeit A. Wenn entweder das Metalloxid oder das organische Pastenharz in der Flüssigkeit A durch das Geliermittel zum Gelieren gebracht wird, erfolgt eine Gelierung der Flüssigkeit A in ihrer Gesamtheit; es ist daher nicht notwendig, daß beide Komponenten zum Gelieren gebracht werden.It is liable to the metal oxide sols emulsions of organic polymers to add. Particular suitability "are, for example, aqueous emulsions of homo- or copolymers of vinyl acetate or acrylic esters, such as polyvinyl acetate, ethylene / vinyl acetate copolymers, polymethyl acrylate, Polybutyl acrylate, styrene / butyl acrylate copolymers, aqueous emulsions of epoxy resins and other neutral or alkaline aqueous synthetic resin emulsions and synthetic rubber latices. Further examples of organic paste resin dispersions which can be used according to the invention are aqueous dispersions of alginic acid or its salts, aqueous dispersions of Xanthomonas colloid, aqueous Solutions of urea / formaldehyde resins and aqueous solutions of polyacrylic acid salts with alkali metals, such as sodium, potassium or Lithium. The liquid B is used according to the invention for the gelling of the liquid A and therefore contains a gelling agent for the metal oxide sol and / or the dispersed organic paste resin in the liquid A. If either the metal oxide or the organic paste resin in the liquid A is caused to gel by the gelling agent, the liquid is gelled A in its entirety; it is therefore not necessary for both components to be caused to gel.
Da jedoch eine unzureichende Wirkung des Geliermittels zu einer unvollständigen Gelierung der Flüssigkeit A führt und somit keine rasche Ausbildung einer homogenen, gehärteten Überzugsschicht erlaubt, verwendet man vorzugsweise ein Geliermittel, welches eine genügende Gelierwirkung aufweist oder dazu befähigt ist, sowohl das dispergierte organische Pastenharz als auch das Metalloxidsol in der Flüssigkeit A zum Gelieren zu bringen. Die Flüssigkeit B kann ohne nachteilige Wirkung zwei oder mehrere Geliermittel enthalten, sofern diese stabil dispergierbar sind und sich ein ausreichender Geliereffekt erzielen läßt. Die Flüssigkeit B kann somit ein Geliermittel für das dispergierte organische Pastenharz und ein weiteres Geliermittel für das Metalloxidsol beinhalten. Als Dispersionsmedium für die Flüssigkeit B kann Wasser, ein hydrophiles organisches Lösungsmittel oder ein Gemisch davon dienen.However, since an insufficient effect of the gelling agent leads to incomplete gelling of the liquid A and hence none allows rapid formation of a homogeneous, hardened coating layer, it is preferable to use a gelling agent which has a has sufficient gelling effect or is capable of doing so, both the dispersed organic paste resin and the metal oxide sol to gel in the liquid A. The liquid B can contain two or more gelling agents without any adverse effect, provided they are stably dispersible and a sufficient gelling effect can be achieved. The liquid B can thus include a gelling agent for the dispersed organic paste resin and another gelling agent for the metal oxide sol. Water, a hydrophilic organic solvent or a mixture thereof can serve as the dispersion medium for the liquid B.
Tabelle I zeigt typische Geliermittel, die zusammen mit den ver-Table I shows typical gelling agents that, together with the various
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schiedenen, in der Flüssigkeit A eingesetzten organischen Pastenharzen _einsetzbar sind.different organic paste resins used in the liquid A. _are applicable.
Tabe-lle ITable I.
organisches Pastenharz Geliermittel in der in der Flüssigkeit A Flüssigkeit B organic paste resin gelling agent in the liquid A liquid B
1 Acrylharzemulsion alkoholische (z.B. methanolische oder1 acrylic resin emulsion alcoholic (e.g. methanolic or
äthanolische) Melamin/Formaldehyd- -Harζ-1ösungethanolic) melamine / formaldehyde -Harζ solution
2 Epoxyharzlösung Amin, z.B. Diäthylentriamin oder2 epoxy resin solution amine, e.g. diethylenetriamine or
ß-Phenylendiaminß-phenylenediamine
3 Polyvinylacetatemulsion wäßriges alkalisches Siliciumdioxidsol3 polyvinyl acetate emulsion aqueous alkaline silica sol
4 Xanthomonas-Kolloid- wäßrige Zirkoniumoxychloridlösung Dispersion4 Xanthomonas colloid aqueous zirconium oxychloride solution Dispersion
5 wäßrige Harnstoff/Form- wäßrige Säure, wie Salzsäure oder aldehyd-Harz-Lö'sung wäßrige Ammoniumchloridlösung5 Aqueous urea / aqueous formic acid, such as hydrochloric acid or aldehyde resin solution, aqueous ammonium chloride solution
6 wäßrige Natriumpoly- Alkohol, z.B. Methanol, Äthanol und acrylatlösung Isopropanol, Aceton6 aqueous sodium polyalcohol, e.g. methanol, ethanol and acrylate solution isopropanol, acetone
Tabelle I zeigt, daß das Dispersionsmedium in der Flüssigkeit B zuweilen als Geliermittel dient; man kann auch Siliciumdioxidsol, Aluminiumoxidsol, Zirkoniumoxidsol u.dgl. als Geliermittel verwenden. Table I shows that the dispersion medium in Liquid B at times serves as a gelling agent; silica sol, alumina sol, zirconia sol and the like can also be used as the gelling agent.
Beispiele für Geliermittel für das kolloidale Metalloxid in der Flüssigkeit A sind Aminsilikate, alkalische und saure Siliciumdioxidsole, Kaliumsilikat, Natriumsilikat, Lithiumsilikat, Alkalihydroxide, anorganische und organische Säuren, wie Phosphor-, Schwefel-, Salpeter-, Fluokiesel-, Essig- und Ameisensäure, anorganische saure Salze, wie Aluminiumphosphat und Aluminiumchlorid, saure Salze der vorgenannten organischen Säuren, basische anorganische Salze und Emulsionen von nicht-mischbar en Kunstharzen, wie Polyacrylat und Kautschuklatex.Examples of gelling agents for the colloidal metal oxide in liquid A are amine silicates, alkaline and acidic silicon dioxide sols, Potassium silicate, sodium silicate, lithium silicate, alkali hydroxides, inorganic and organic acids such as phosphorus, Sulfuric, nitric, fluosilicic, acetic and formic acid, inorganic acid salts such as aluminum phosphate and aluminum chloride, acid salts of the aforementioned organic acids, basic inorganic salts and emulsions of immiscible synthetic resins, such as polyacrylate and rubber latex.
Im erfindungsgemäßen Verfahren können die herkömmlichen zur Formerzeugung eingesetzten feuerfesten Materialien verwendet werden. Sie können in pulveriger, massiver oder faseriger Form vorliegen. In der Regel eignen sich jene Substanzen, welche als Hauptbe-In the process according to the invention, the conventional ones can be used to produce the shape refractory materials used are used. They can be in powder, solid or fibrous form. As a rule, those substances are suitable which are the main
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standteil z.B. Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Magnesiumoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid, Calciumoxid oder Graphit enthalten. Aus praktischen Erwägungen bevorzugt man Materialien mit Korngrößen entsprechend etwa 20 bis 500 Maschen; dieser Korngrößenbereich stellt jedoch keine zwingende Beschränkung dar.constituent e.g. aluminum oxide, silicon dioxide, magnesium oxide, zirconium oxide, titanium oxide, calcium oxide or graphite. For practical reasons, preference is given to materials with grain sizes corresponding to about 20 to 500 meshes; this grain size range however, this is not a mandatory restriction.
Wenn die Flüssigkeit A kein kolloidales Metalloxid enthält, d.h., wenn lediglich das organische Pastenharz als Bindemittel dient, unterliegt die Form während des nach der Erzeugung des gehärteten schiciitförmigen Überzugs auf dem Modell durchgeführten Wachsentfernungs- und Brennprozesses u.a. der Verformung, Blasenbildung und Schichtaufspaltung (interlaminaren Trennung). Ferner ist es nicht nur unmöglich, eine Form mit ausreichender Festigkeit zu erzielen, sondern die Form verliert nahezu unvermeidlich auch ihre ursprüngliche Gestalt. Wenn man andererseits eine Flüssigkeit A verwendet, die lediglich das kolloidale Metalloxid als Bindemittel ohne den Zusatz eines organischen Pastenharzes enthält, kommt es, da durch die Gelierung kein ausreichendes Bindevermögen erzielt wird, häufig zum sogenannten "Laufen", das durch die Erweichung der Überzugsschichten verursacht wird, wenn der abwechselnde Beschichtungsprozeß mit der Flüssigkeit A und der Flüssigkeit B über dem durch den Kontakt der Flüssigkeit B mit der Flüssigkeit A erzeugten gelierten Schichtgefüge wiederholt wird. Dies hat zur Folge, daß sich die Form nicht regelrecht ausbilden kann. Wenn dagegen die gemäß der Erfindung hergestellte Flüssigkeit A, welche sowohl das kolloidale Metalloxid als auch das organische Pastenharz enthält, verwendet wird, besitzt der durch den Kontakt der Flüssigkeit A mit der Flüssigkeit B erzeugte gelierte Überzug ein ausreichendes Bindevermögen. Die Überzugsschichten können dann unter Beibehaltung einer genügenden Überzugsfestigkeit trocknen, ohne daß es beim Arbeitsprozeß zum "Laufen" kommt. Die fertiggestellte Form ist daher frei von jeglichen Mängeln, d.h. es kommt bei der Wachsentfernung weder zur Schichtspaltung noch zur Blasenoder Rißbildung. Ferner besitzt die auf diese Weise erzeugte Form eine befriedigende Feuer- bzw. Hitzebeständigkeit und Festigkeit. Wenn die das kolloidale Metalloxid und das organische Pastenharz enthaltende Flüssigkeit A mit der Flüssigkeit B in Berührung ge-If liquid A does not contain any colloidal metal oxide, i.e. if only the organic paste resin is used as a binder, undergoes the shape during the after the production of the hardened schistiform Wax removal performed on the model and firing process, including deformation, bubble formation and layer splitting (interlaminar separation). Furthermore, it is not only impossible to achieve a shape with sufficient strength, but the shape almost inevitably also loses its original shape. On the other hand, if a liquid A is used which only contains the colloidal metal oxide as a binder without the additive contains an organic paste resin, it often occurs because the gelation does not achieve sufficient binding capacity so-called "running" caused by the softening of the coating layers when the alternate coating process with liquid A and liquid B above that produced by the contact of liquid B with liquid A Layer structure is repeated. As a result, the shape cannot develop properly. If against it the liquid A prepared according to the invention, which contains both the colloidal metal oxide and the organic paste resin contains, is used, the gelled coating produced by the contact of the liquid A with the liquid B has sufficient binding capacity. The coating layers can then dry while maintaining a sufficient coating strength, without "running" in the work process. The finished form is therefore free of any defects, i.e. it comes during the wax removal neither for delamination nor for bubbles or Cracking. Furthermore, the shape produced in this way has satisfactory fire resistance and strength. When the liquid A containing the colloidal metal oxide and the organic paste resin comes into contact with the liquid B
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bracht wird, kommt es nicht zu einer ausschließlichen Sedimentation des Metalloxids bzw. des organischen Pastenharzes nach Abscheidung der betreffenden Komponente aus der Dispersion, sondern die beiden Komponenten gelieren gemeinsam und einheitlich, und es bildet sich unabhängig vom Abdampfen oder V/egtrocknen des Dispersionsmediums ein gelierter Überzug mit ausreichender Festigkeit. Beim anschließenden Wegtrocknen des Dispersionsmediums entsteht eine gehärtete Überzugsschicht mit befriedigender Rohfestigkeit. Der kombinierte Einsatz des kolloidalen Metalloxids und des organischen Pastenharzes hat somit den Vorteil, daß die beiden Komponenten nicht nur für das gegenseitige Bindevermögen sorgen, sondern auch zur Bildung eines hervorragenden gelierten geschichteten Überzugs am Modell führen.is brought, there is no exclusive sedimentation of the metal oxide or the organic paste resin after deposition of the relevant component from the dispersion, but the two components gel together and uniformly, and it forms independently of the evaporation or drying of the dispersion medium a gelled coating with sufficient strength. When the dispersion medium subsequently dries away, it arises a cured coating layer with satisfactory green strength. The combined use of colloidal metal oxide and organic Paste resin thus has the advantage that the two components not only ensure mutual binding capacity, but also result in the formation of an excellent gelled layered coating on the model.
Die Ursache hierfür besteht vermutlich darin, daß die Gelier- und Klebeeigenschaften des organischen Pastenharzes, unabhängig davon, ob eine Gelierung des kolloidalen Metalloxids stattfindet oder nicht, einen homogenen Geliereffekt auf die Flüssigkeit A ausüben.The reason for this is probably that the gelling and adhesive properties of the organic paste resin, regardless of whether or not gelation of the colloidal metal oxide takes place, exert a homogeneous gelation effect on the liquid A.
Erfindungsgemäß lassen sich Formen mit hervorragenden Eigenschaften herstellen, wenn eine Flüssigkeit B eingesetzt wird, die ein .Geliermittel enthält, welches Bindevermögen aufweist und seinerseits durch die jeweilige Flüssigkeit A zum Gelieren gebracht wird. Wenn nämlich das in der Flüssigkeit B enthaltene Geliermittel ein anderes kolloidales Metalloxid oder organisches Pastenharz als das in der Flüssigkeit A enthaltene kolloidale Metalloxid und/oder organische Pastenharz darstellt und durch die Flüssigkeit A gelierbar ist, geliert die Flüssigkeit B ähnlich wie die Flüssigkeit A, und es kommt zur Bildung einer vorteilhaften gelierten Überzugsschicht. Ähnliche Ergebnisse lassen sich selbst dann erzielen, wenn das kolloidale Metalloxid und/oder das organische Pastenharz in der Flüssigkeit B das andere kolloidale Metalloxid und/oder organische Pastenharz in der Flüssigkeit A nicht zum Gelieren bringen, vorausgesetzt, daß dieses kolloidale Metalloxid und/oder organische Pastenharz zur stabilen Koexistenz mit dem anderen zugesetzten Geliermittel in der Flüssigkeit B befähigt und durch die Flüssigkeit.A gelierbar ist (sind). Analog erfolgtAccording to the invention, shapes with excellent properties can be produced produce when a liquid B is used, which contains a .Gelling agent, which has binding properties and in turn is caused to gel by the respective liquid A. Namely, if the gelling agent contained in the liquid B. a colloidal metal oxide or organic paste resin other than the colloidal metal oxide contained in the liquid A. and / or represents organic paste resin and is gellable by the liquid A, the liquid B gels similarly to that Liquid A, and a favorable gelled coating layer is formed. Similar results can be obtained then achieve when the colloidal metal oxide and / or the organic paste resin in the liquid B the other colloidal metal oxide and / or organic paste resin does not gel in liquid A, provided that it is colloidal Metal oxide and / or organic paste resin capable of stable coexistence with the other added gelling agent in the liquid B. and through the liquid.A is (are) gellable. Takes place analogously
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in der Flüssigkeit B ein Zusammenwirken des kolloidalen Metalloxids und des organischen Pastenharzes unter Bildung eines zusammengesetzten Bindemittels, mit dessen Hilfe das erfindungsgemäße Ziel erreicht wird. Wenn das in der Flüssigkeit B enthaltene kolloidale Metalloxid und.organische Pastenharz keine ausreichenden Gelierwirkungen auf die Flüssigkeit A ausüben, kann man ein zusätzliches Geliermittel verwenden. Man verwendet jedoch vorzugsweise ein organisches Pastenharz mit der notwendigen Gelierwirkung. Beim erfindungsgemäßen Formherstellungsverfahren verwendet man insbesondere Flüssigkeiten A und B, welche bei Berührung innerhalb von 10 Minuten soweit gelieren, daß der am Modell gebildete Überzug nicht fließt.in the liquid B an interaction of the colloidal metal oxide and the organic paste resin to form a composite binder by means of which the invention Goal is achieved. If the colloidal metal oxide and organic paste resin contained in liquid B are insufficient To exert gelling effects on the liquid A, an additional gelling agent can be used. However, it is preferred to use an organic paste resin with the necessary gelling effect. Used in the mold making process of the present invention in particular liquids A and B, which on contact gel within 10 minutes to such an extent that the one formed on the model Plating does not flow.
Günstige Ergebnisse können.erfindungsgemäß erzielt werden, wenn man eine Flüssigkeit A, die als organisches Pastenharz eine wäßrige Emulsion mit einem ρττ-Bereich von 8 bis 12, z.B. eine wäßrige Emulsion von Polyacrylat oder einem Acrylester-Copolymeren, Synthesekautschuklatex oder eine wäßrige Emulsion von Äthylen-Vinylacetat-Copolymerem, und als kolloidales Metalloxidsol ein in Wasser und/oder einem hydrophilen organischen Lösungsmittel dispergiertes Siliciumdioxidsol mit einem p^-Wert von 7 oder darüber enthält, sowie eine Flüssigkeit B, die als Geliermittel mit Bindevermögen ein in Wasser und/oder einem hydrophilen organischen Lösungsmittel dispergiertes Siliciumdioxidsol mit einem powert von weniger als 6 und eine wäßrige Emulsion von Polyvinylacetat oder Vinylacetat -Copolymerem mit einem p^-Bereich von 2 bis 6 enthält, verwendet. Favorable results can be achieved according to the invention if a liquid A, which is an aqueous emulsion with a ρττ range from 8 to 12, for example an aqueous emulsion as an organic paste resin Emulsion of polyacrylate or an acrylic ester copolymer, synthetic rubber latex or an aqueous emulsion of ethylene-vinyl acetate copolymer, and as the colloidal metal oxide sol, one dispersed in water and / or a hydrophilic organic solvent Contains silica sol having a p ^ value of 7 or above, and a liquid B which, as a gelling agent with binding ability a silica sol dispersed in water and / or a hydrophilic organic solvent with a powert of less than 6 and an aqueous emulsion of polyvinyl acetate or vinyl acetate Copolymer with a p ^ range from 2 to 6 is used.
Das erfindungsgemäß eingesetzte feuerfeste bzw. hitzebeständige Material bildet das Aggregat in dem am Modell erzeugten gehärteten Schichtüberzug, das der Form die gewünschte Festigkeit und Feuerbeständigkeit verleiht. Zur konkreten Durchführung des erfindungsgemäßen Beschichtungsprozesses eignen sich folgende Ausführungsformen: The refractory or heat-resistant material used according to the invention forms the aggregate in the hardened material produced on the model Layer coating that gives the desired strength and shape Confers fire resistance. The following embodiments are suitable for actually carrying out the coating process according to the invention:
1) Zuerst wird die kein feuerfestes Material enthaltende Flüssigkeit A aufgebracht, dann folgt eine Besandung mit dem feuerfesten Material und hierauf die Aufbringung der kein feuerfestes Material1) First, the liquid containing no refractory material becomes A is applied, followed by sanding with the refractory material and then the application of the no refractory material
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enthaltenden Flüssigkeit B; der gesamte Prozeß wird unter Berücksichtigung einer ausreichenden Standzeit zwischen den Arbeitsgängen wiederholt;containing liquid B; the whole process is under consideration sufficient standing time between operations;
2) zuerst wird die feuerfestes Material enthaltende Flüssigkeit A und anschließend die kein feuerfestes Material enthaltende Flüssigkeit B aufgebracht; der gesamte Prozeß wird bei ausreichender Standzeit zwischen den Arbeitsgängen wiederholt;2) first becomes the refractory-containing liquid A and then the liquid containing no refractory material B applied; the entire process is repeated if there is sufficient standing time between the operations;
3) zuerst wird die feuerfestes Material enthaltende Flüssigkeit A und anschließend die feuerfestes Material enthaltende Flüssigkeit B aufgebracht; der gesamte Prozeß wird bei ausreichender Standzeit zwischen den Arbeitsgängen wiederholt;3) first becomes the refractory-containing liquid A and then the refractory-containing liquid B applied; the entire process is repeated if there is sufficient standing time between the operations;
4) zuerst wird die kein feuerfestes Material enthaltende Flüssigkeit A und anschließend die feuerfestes Material enthaltende Flüssigkeit B aufgebracht; der gesamte Prozeß wird bei ausreichender Standzeit zwischen den Arbeitsgängen wiederholt; und4) First, the liquid containing no refractory material becomes A and then the refractory material-containing liquid B applied; the whole process will if sufficient Repeated standing time between operations; and
5) bei einer der Methoden 2) bis 4)wird zu geeigneten Zeitpunkten zwischen den Beschichtungsvorgängen eine Besandung mit feuerfestem Material vorgenommen. Gemäß einer weiteren Beschichtungsmethode bringt man auf das Modell gleichzeitig die Flüssigkeiten A und B und das feuerfeste Material auf, beispielsweise mit Hilfe einer Spritzpistole, und wiederholt den Vorgang in geeigneten Zeitabständen. Nach Bedarf können die Flüssigkeiten A und B mit dem feuerfesten Material vorgemischt werden.5) with one of the methods 2) to 4), at appropriate times between sanded with refractory material during the coating process. According to another coating method the liquids A and B and the refractory material are applied to the model at the same time, for example with the help of a Spray gun, and repeat the process at appropriate time intervals. If necessary, liquids A and B can be mixed with the refractory Material to be premixed.
Die erfindungsgemäß verwendeten Flüssigkeiten A und B können nach Bedarf weitere Zusätze enthalten, sofern sich die erfindungsgemäßen Ziele ausreichend verwirklichen lassen. Beispiele für diese Zusätze sind oberflächenaktive Mittel zur Verbesserung der Benetzbarkeit des Modells mit der Flüssigkeit A, Antischaummittel zur Beseitigung von beim BeSchichtungsvorgang gebildeten Blasen, Viskositätsmodifiziermittel zur Einstellung der Flüssigkeiten auf eine für den Auftrag geeignete Viskosität und Thixotropiemodifiziermittel zur Verbesserung der Fließeigenschaften der Flüssigkeiten. Die die notwendigen Zusätze enthaltende Flüssigkeit A oder B kann leicht in einem Mischer, wie er beim herkömmlichen Wachsausschmelzverfahren verwendet wird, hergestellt werden.The liquids A and B used according to the invention can contain further additives as required, provided that the liquids according to the invention are Realize goals sufficiently. Examples of these additives are surface-active agents for improving wettability of the model with liquid A, antifoam agent to remove bubbles formed during the coating process, viscosity modifier to adjust the liquids to a viscosity suitable for the application and thixotropy modifier to improve the flow properties of the liquids. The liquid A containing the necessary additives or B can be easily made in a mixer such as that used in the conventional lost wax process.
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Als Formmodelle eignen sich für das erfindungsgemäße Verfahren beliebige herkömmliche Formmodelle, d.h. solche aus Wachs, Kunstharzen und Holz. Die Überzugsaufbringung wird beispielsweise dadurch vorgenommen, daß man das Modell in eine Flüssigkeit eintaucht und wieder entnimmt oder die Flüssigkeit auf das Modell aufstreicht oder -spritzt.Any conventional mold models are suitable as mold models for the method according to the invention, i.e. those made of wax, Synthetic resins and wood. The coating is applied, for example, by placing the model in a liquid immersed and removed again or the liquid spreads or splashes onto the model.
Das feuerfeste Material wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren rasch am Modell aufgebracht, da die Gelierung jeder Überzugsschicht ziemlich schnell und gänzlich ohne "Laufen" des Überzugs erfolgt, unabhängig davon, ob eine Besandung vorgenommen wird oder nicht. Bei der Wachsentfernung kommt es weder zur Riß- noch zur Blasenbildung, so daß man eine zufriedenstellende Form mit ausgezeichneter Feuerfestigkeit, Wasserbeständigkeit und mechanischer Festigkeit erhält. Außerdem lassen sich die erfindungsgemäß hergestellten Formen nach erfolgtem Metallguß ohne Schwierigkeit wegbrechen. Daher eignen sich die erfindungsgemäß erzeugten Formen auch für das Vakuumgießverfahren und insbesondere für das Vergießen von hochschmelzenden Metallen. Mit Hilfe der verschiedenen Arten des eingesetzten kolloidalen Metalloxids, lassen sich schließlich Formen mit unterschiedlichen, an die zu vergießenden Metalle angepaßten Feuerfestigkeitsgraden herstellen.The refractory material is quickly applied to the model according to the method according to the invention, since the gelation of each coating layer takes place fairly quickly and completely without "running" of the coating, regardless of whether sanding is carried out or not. When wax is removed, there is neither crack nor Blistering, so that you get a satisfactory shape with excellent Maintains fire resistance, water resistance and mechanical strength. In addition, those produced according to the invention can be used Shapes break away after the metal casting has been carried out without difficulty. The shapes produced according to the invention are therefore suitable also for the vacuum casting process and especially for the casting of refractory metals. With the help of the various The types of colloidal metal oxide used can ultimately be shaped with different shapes to match those to be cast Manufacture metals with appropriate degrees of fire resistance.
Die nachstehenden Beispiele sollen das erfindungsgemäße Formherstellungsverfahren näher erläutern. Sie sind jedoch nicht im beschränkenden Sinne aufzufassen, da zahlreiche weitere Abwandlungen und Varianten durchführbar sind, die innerhalb des erfindungsgemäßen Rahmens liegen.The following examples are intended to illustrate the mold making process of the present invention explain in more detail. However, they are not to be construed in a limiting sense, as there are numerous other modifications and variants are feasible which are within the scope of the invention.
Tabelle II zeigt die in den Beispielen 1 bis 4 und den Vergleichsbeispielen 1 und 2 verwendeten Arten des Metalloxidsols und der organischen Pastenharzdispersion.Table II shows the kinds of the metal oxide sol and the used in Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 and 2 organic paste resin dispersion.
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Tabelle IITable II
Arten des Metalloxidsols und der organischen PastenliarzdispersionKinds of the metal oxide sol and the organic paste resin dispersion
(Gew.-$) (Dispersionszustand)Solids content dispersion medium
(Wt .- $) (state of dispersion)
Siliciumdioxidsolalkaline
Silica sol
misch (Gewichtsver
hältnis 1:1) (Sol)Water / ethanol ge
mixed (weight diff
ratio 1: 1) (Sol)
Aluminium-Aluminum-
bipho sphatlösung ' AIpO -, bipho sphat solution 'AIpO -,
Amin-SilikatAmine silicate
Vinylacetatemulsion Vinyl acetate emulsion
Acrylesteremulsion Acrylic ester emulsion
SiO,SiO,
25,0 ' Wasser (Sollösung)25.0 'water (sol solution)
28,0 Wasser/Äthylenglytol (Gewichtsverhältnis 19:1) (Sollösung)28.0 water / ethylene glycol (Weight ratio 19: 1) (sol solution)
Polyvinylacetat Polyvinyl acetate
Polymethylacrylat Polymethyl acrylate
50,050.0
50,050.0
10 Harnstoffharz- Harnstoff/ 20,0 lösung Formaldehyd-10 urea resin- urea / 20.0 solution formaldehyde
-Kondensatharz-Condensate resin
Wasser (Emulsion) Wasser (Emulsion) Wasser (Lösung)Water (emulsion) water (emulsion) water (solution)
-H--H-
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IIIIII
Zusammensetzungen der Flüssigkeiten A und BCompositions of liquids A and B
CD -v. CD COCD -v. CD CO
Komponenten \v* \ ^ Designation
Components \ v
eingesetzte Menge (kg)
A.rt der organischen
Pastenharzdispersion*)
eingesetzte Menge (kg)
A.rt des
Dispersionsmediums
krt des Geliermittels*)
eingesetzte Menge (kg)
Äethylsilikonat**) (g)
Zirkonmehl***) (kg)
geschmolzenes Quarz-
pulver****) ■ (kg)Type of metal oxide sol *)
amount used (kg)
A.rt of organic
Paste resin dispersion *)
amount used (kg)
Type of
Dispersion medium
krt of the gelling agent *)
amount used (kg)
Ethyl siliconate **) (g)
Zircon flour ***) (kg)
fused quartz
powder ****) ■ (kg)
3,5
(8)
0,5
Vasser
20
13,8 (D
3.5
(8th)
0.5
Vasser
20th
13.8
(2)
4,0
16,5water
(2)
4.0
16.5
3,7
(9)
0,3
Wasser
20
9,3(3)
3.7
(9)
0.3
water
20th
9.3
Äthanol
(4)
4,0
9,0Yasser /
Ethanol
(4)
4.0
9.0
3,2
(10)
0,2
Wasser
12,5(2)
3.2
(10)
0.2
water
12.5
(6)
3,6
15,2water
(6)
3.6
15.2
3,5
(8)
0,2
Wasser/
Äthanol
12,6 (5)
3.5
(8th)
0.2
Water/
Ethanol
12.6
(7)
3,8
20
15,2water
(7)
3.8
20th
15.2
4,0
Wasser
20
13,8 (D
4.0
water
20th
13.8
(2)
4,0
16,5water
(2)
4.0
16.5
3,7
(9)
0,3
Wasser
20
9,3(3)
3.7
(9)
0.3
water
20th
9.3
(3)
4,0
9,0water
(3)
4.0
9.0
*) Flüssigkeits-Nummern in Tabelle II **) Antischaummittel Pronon 201 (Nippon Yushi Co., Ltd.) ***) Korngröße entsprechend 300 Maschen und darunter ****) Korngröße entsprechend 325 Maschen und darunter*) Liquid numbers in Table II **) Pronon 201 antifoam agent (Nippon Yushi Co., Ltd.) ***) Grain size corresponding to 300 meshes and below ****) Grain size corresponding to 325 meshes and below
(Der Ausdruck "Maschen" bedeutet hier und an anderen Stellen "meshes".)(The term "meshes" here and elsewhere means "meshes".)
cncn
CD CO CD COCD CO CD CO
Beispiel 1example 1
A) Herstellung einer Flüssigkeit A (Aufschlämmung) A) Preparation of a liquid A (slurry)
Gemäß der in Tabelle III angegebenen Rezeptur beschickt man einen mit einem Rührer ausgerüsteten 6 Liter-Becher aus rostfreiem Stahl unter Rühren in dieser Reihenfolge mit dem Metalloxidsol, der organischen Pastenharzdispersion, dem Methylsilikonat und dem feuerfesten Pulvermaterial und setzt das Rühren 3 Stunden bei Raumtemperatur mit 60 UpM fort. Dabei erhält man die gewünschte Flüssigkeit A (Aufschlämmung).According to the recipe given in Table III, a 6 liter stainless beaker equipped with a stirrer is charged Steel while stirring in this order with the metal oxide sol, the organic paste resin dispersion, the methyl siliconate and the refractory powder material and continue stirring for 3 hours at room temperature at 60 rpm. The desired liquid is obtained in this way A (slurry).
B) Herstellung einer Flüssigkeit B (Aufschlämmung) B) Preparation of a liquid B (slurry)
Unter Anwendung der in Tabelle III angegebenen Rezeptur stellt man analog A) eine Flüssigkeit B (Aufschlämmung) her, d.h. man vermischt ein wäßriges Siliciumdioxidsol als Geliermittel unter Rühren mit dem feuerfesten Pulvermaterial.Using the recipe given in Table III, one makes analogous to A) produce a liquid B (slurry), i.e. an aqueous silicon dioxide sol is mixed as a gelling agent with stirring with the refractory powder material.
G) Herstellung und Prüfung der Formen G) Manufacture and testing of the molds
Die Formen werden wie folgt unter Anwendung der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Flüssigkeiten A und B und von feuerfestem Material in einem eine Temperatur von 20+ 3°C und eine relative Feuchtigkeit von 60 $ aufweisenden Raum hergestellt. Die Wachsmodelle werden in die Flüssigkeit A oder B eingetaucht, nach der Entnahme mit dem feuerfesten Material besandet und schließlich während einer vorbestimmten Zeitspanne stehen gelassen. Dieser Arbeitsprozeß wird unter Einhaltung der aus Tabelle IV ersichtlichen BeSchichtungsfolge wiederholt.The shapes are as follows using those in the above Liquids A and B and refractory material in a temperature of 20+ 3 ° C and a relative humidity of 60 $ room. The wax models are immersed in the liquid A or B, according to sanded with the refractory material after removal and finally left to stand for a predetermined period of time. This work process is repeated in compliance with the coating sequence shown in Table IV.
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Tabelle IV Beschichtungsfolge Table IV Coating Sequence
Überzug-Nr. Flüssigkeit feuerfestes Material Standzeit, minCoating no. Liquid refractory material service life, min
1 A Zirkonsand Nr.80 (Maschen) 401 A zircon sand No. 80 (mesh) 40
2 B Zirkonsand Nr.80 ( " ) 602 B zircon sand No. 80 (") 60
Schamottesand mit einem Teil- 60 chendurchmesser von etwa 3Fireclay sand with a particle diameter of about 3
Schamottesand mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,6 mm 60Fireclay sand with a particle diameter of about 0.6 mm 60
Schamottesand mit einem Teil- ' 60 chendurchmesser von etwa 1 mmFireclay sand with a particle diameter of about 1 mm
Nachdem der sechste Überzug aufgebracht wurde, wird das Modell wie es ist 24 Stunden im Raum stehen gelassen und getrocknet. Man wiederholt den Herstellungsprozeß und erzeugt insgesamt sechs getrocknete Formen. Drei dieser Formen werden mit nach unten gerichteter unbeschichteter Seite in einen elektrischen Ofen gegeben und etwa 7Minuten auf 10000C erhitzt, wodurch das Wachsmodell beseitigt wird. An keiner der drei Formen läßt sich nach der Wachsentfernung irgendwo eine Schichtaufspaltung oder Blasen- bzw. Rißbildung feststellen. Wenn in die genannten Formen geschmolzene Legierung N-155 von 16000C eingegossen wird, tritt keine Unregelmäßigkeit auf; Feuerbeständigkeit und Festigkeit der drei Formen sind somit zufriedenstellend. Die übrigen drei getrockneten Formen werden zur Wachsentfernung 20 Minuten in einem Autoklaven auf 160 C erhitzt und anschließend 24 Stunden bei Raumtemperatur stehen gelassen. Auch bei diesen Formen werden keinerlei Schichtentrennung oder Blasen- bzw. Rißbildung beobachtet. Wenn man geschmolzene Legierung N-155 von 16000C in die Formen gießt, läßt sich keine Unregelmäßigkeit feststellen; Feuerbeständigkeit und Festigkeit der Formen sind daher zufriedenstellend.After the sixth coat has been applied, the model is left as is in the room for 24 hours and dried. Repeat the manufacturing process and create a total of six dried molds. Three of these forms are given with directed downward uncoated side in an electric furnace and about 7Minuten to 1000 0 C heated, thereby eliminating the wax model. After the wax has been removed, no layer splitting or the formation of bubbles or cracks can be found anywhere on any of the three shapes. If molten alloy N-155 at 1600 ° C. is poured into the aforementioned molds, no irregularity occurs; Fire resistance and strength of the three forms are thus satisfactory. The remaining three dried molds are heated to 160 ° C. in an autoclave for 20 minutes to remove wax and then left to stand at room temperature for 24 hours. Even with these forms, no delamination or the formation of bubbles or cracks are observed. If you pour molten alloy N-155 at 1600 0 C into the molds, no irregularity can be found; Fire resistance and strength of the molds are therefore satisfactory.
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Beispiel 2Example 2
Die Flüssigkeiten A und B werden analog Beispiel 1 unter Anwendung der in Tabelle III angeführten Rezepturen, die das Metalloxidsol, das organische Pastenharz, das Geliermittel und ein anderes feuerfestes Material als jenes von Beispiel 1 beinhalten, hergestellt. Man erzeugt insgesamt sechs vom Wachs befreite Formen gemäß Beispiel 1, d.h. drei Formen werden im elektrischen Ofen, die übrigen drei Formen im Autoklaven vom Wachs befreit. Anschließend wird gemäß Beispiel 1 geschmolzene Legierung SCS 14 von 165O0C in die jeweiligen drei Formen vergossen. Keine der Formen zeigt irgendeine Unregelmäßigkeit.Liquids A and B are prepared analogously to Example 1 using the recipes listed in Table III, which contain the metal oxide sol, the organic paste resin, the gelling agent and a different refractory material than that of Example 1. A total of six molds freed from wax are produced according to Example 1, ie three molds are freed from wax in an electric oven and the remaining three molds are freed from wax in an autoclave. Subsequently, according to Example 1, alloy SCS 14, melted at 165O 0 C, is poured into the respective three molds. None of the shapes show any irregularity.
Man stellt die Flüssigkeiten A und B unter Anwendung der in Tabelle III gezeigten Rezepturen analog Beispiel 1, jedoch ohne Zusatz eines organischen Pastenharzes her. Die Überzugsaufbringung wird gemäß Beispiel 1 vorgenommen. Bei zwei der drei Formen erfolgt ein "Laufen" der aufgebrachten Schichten während der nach der Tauchmethode vorgenommenen Aufbringung des vierten Überzugs. Bei der dritten Form tritt ein entsprechendes "Laufen" während der nach der Tauchmethode stattfindenden Aufbringung des fünften Überzugs auf. Es ist daher nicht möglich, einen gehärteten geschichteten Überzug mit befriedigenden Eigenschaften auf den Modellen zu erzeugen. Die gewünschten Formen lassen sich somit nicht herstellen.Prepare fluids A and B using the table in the table III, analogous to Example 1, but without the addition of an organic paste resin. The coating application is made according to Example 1. In two of the three forms, the applied layers "run" during the dip method application of the fourth coating. In the third form, a corresponding "running" occurs during the after the application of the fifth coating taking place by the immersion method. It is therefore not possible to have a hardened layered one To produce a coating with satisfactory properties on the models. The desired shapes cannot therefore be produced.
In Beispiel 2 enthält die Flüssigkeit B in einem Wasser/Äthanol-Gemisch, dispergiertes Zirkoniumoxidsol, wobei das Äthanol als Geliermittel dient. Im Vergleichsbeispiel 2 verwendet man eine Flüssigkeit B, die ein äthanolfreies wäßriges Zirkoniumoxidsol beinhaltet. Die Flüssigkeiten A und B werden analog Beispiel 1 unter Anwendung der in Tabelle III angeführten Rezepturen hergestellt. Unter Verwendung dieser Flüssigkeiten A und B werden insgesamt sechs getrocknete Formen gemäß Beispiel 1 erzeugt. Jeweils drei Formen werden gemäß Beispiel 1 im elektrischen Ofen bzw. im Autoklaven vom Wachs befreit. Die erhaltenen Formen zeigen Risse von beträchtlicher Größe und eignen sich nicht für Gießzwecke.In example 2, the liquid B in a water / ethanol mixture contains dispersed zirconia sol, the ethanol serving as a gelling agent. Comparative example 2 uses one Liquid B, which contains an ethanol-free aqueous zirconia sol. Liquids A and B are analogous to Example 1 prepared using the recipes listed in Table III. Using these fluids A and B are total six dried forms according to Example 1 produced. In each case three forms are made according to Example 1 in the electric furnace or in the Wax removed from the autoclave. The molds obtained show cracks of considerable size and are not suitable for casting purposes.
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Beispiel 3Example 3
Man stellt Formen analog Beispiel 1· unter Verwendung von Flüssigkeiten A und B mit den in Tabelle III gezeigten Zusammensetzungen her. Alle erhaltenen Formen weisen hervorragende Eigenschaften auf. Bei den gemäß Beispiel 1 durchgeführten Gießtests wird keine Unregelmäßigkeit festgestellt.Forms are made analogously to Example 1 using liquids A and B with the compositions shown in Table III. All the shapes obtained have excellent properties. In the casting tests carried out according to Example 1, no irregularity was found established.
Man stellt analog Beispiel 1 unter Anwendung der Flüssigkeiten A und B mit den aus Tabelle III hervorgehenden Zusammensetzungen Formen her und unterwirft sie den vorstehend beschriebenen Gießtests. Die Formen weisen ausgezeichnete Eigenschaften aufj die Testergebnisse sind ebenfalls zufriedenstellend.It is prepared analogously to Example 1 using liquids A and B with the compositions shown in Table III Make molds and subject them to the casting tests described above. The shapes have excellent properties Test results are also satisfactory.
Tabelle V veranschaulicht weitere Beispiele, bei denen die Flüssigkeit B sowohl ein Siliciumdioxidsol als auch ein organisches Pastenharz als das benötigte Geliermittel enthält.Table V illustrates further examples in which the liquid B contains both a silica sol and an organic paste resin as the required gelling agent.
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IOIO
Beispiel example
lceitlceit
Siliciumdioxidsol
organisches
PastenharzSilica sol organic
Paste resin
feuerfestes
Pulvermaterialrefractory
Powder material
weitere Bestandteile further components
A (pH 9,2)A (pH 9.2)
Snowtex-30 (30 io SiO9; pH
10,1), 4 ig Mowinyl DM
602), 0,8 kgSnowtex-30 (30 io SiO 9 ; pH 10.1), 4 ig Mowinyl DM
60 2) , 0.8 kg
Zirkonmehl,
16,5 kgZircon flour,
16.5 kg
A Vergißichs— bsp.A forget-ex.
Natriumsilikatlösung (Molverhältnis SiO9/
Na9O 2,7:1; 22Yo SiO2), 5 kg
Zirkonmehl,
18 kgSodium silicate solution (molar ratio SiO 9 / Na 9 O 2.7: 1; 22Yo SiO 2 ), 5 kg zircon flour,
18 kg
B (pH 9,5)B (pH 9.5)
Snowtex-0 (10 ^SiO9; pH 3,1), 4 Kg
Mowinyl DV
kgSnowtex-0 (10 ^ SiO 9 ; pH 3.1), 4 kg Mowinyl DV
kg
Zirkonmehl,
18,5 kgZircon flour,
18.5 kg
Newrex-TAB, 4 g; Pronon 2 gNewrex TAB, 4 g; Pronon 2 g
A (pH 11,8)A (pH 11.8)
wäßriges Siliciumdioxidsol φίοΐ-verhältnis SiO9/ Na9O 12:1; ά 5fo SiO2),4,5 kg Groslene-1,2 kgaqueous silica sol φίοΐ ratio SiO 9 / Na 9 O 12: 1; ά 5fo SiO 2 ), 4.5 kg Groslene-1.2 kg
geschmolzener Quarz,
13,5 kgfused quartz,
13.5 kg
Bentonit, 16 gBentonite, 16 g
B (pH 2,1)B (pH 2.1)
methanolisches Siliciumdioxidsol
(30$ SiO9), 4,3 kg
alkoholische Phenolharzdispersion
(30$ Fest stoff gehalt),
0,7 kgj wäßrige Aluminiumnitratlösung (30pro-;
zentig), 0,2 kgmethanolic silicon dioxide sol (30 $ SiO 9 ), 4.3 kg alcoholic phenolic resin dispersion
(30 $ solids content), 0.7 kgj aqueous aluminum nitrate solution (30pro-;
cent), 0.2 kg
geschmol
zener
Quarz,
12 kgmelted
zener
Quartz,
12 kg
A pH 0,9)A pH 0.9)
wäßriges SiIiciumdioxidsol (Mo1verhältni s Si09/Na90 20:1; 22#SiO2), 4,7 kgAqueous silicon dioxide sol (molar ratio Si0 9 / Na 9 0 20: 1; 22 # SiO 2 ), 4.7 kg
Malcabond 0,3 kg Schamotte,
12 kgMalcabond 0.3 kg chamotte,
12 kg
Newrex-TAB, 3,5 gNewrex TAB, 3.5 g
B pH 1,1)B pH 1.1)
wäßriges SiIiciumdioxidsol (Molverhältnis Si09/Na90Aqueous silicon dioxide sol (molar ratio Si0 9 / Na 9 0
10:1;ολ30 <fo SiO2) o;, 7,8 kg10: 1; ολ30 <fo SiO 2 ) o; , 7.8 kg
50prozentige H2SO4, 0,15 kg50 percent H 2 SO 4 , 0.15 kg
A pH 2,1)A pH 2.1)
Snowtex-30 (30 io SiO2; Molverhältnis
SiO9/ Na9O 110:1), 3,5 kg Malcabond EZ
4025), 1,5 kgSnowtex-30 (30 io SiO 2 ; molar ratio SiO 9 / Na 9 O 110: 1), 3.5 kg Malcabond EZ
402 5) , 1.5 kg
Zirkonmehl,
16,2 kgZircon flour,
16.2 kg
B pH 3,4) B pH 3.4)
Snowtex-0 (20 io SiO9; pH 3,2), ά 4 kgSnowtex-0 (20 io SiO 9 ; pH 3.2), ά 4 kg
Polyvinylacetatτ
emulsion (50 $ Feststoffgehalt)
1 kg Zirkonmehl,
17,5 kgPolyvinylacetatτ emulsion (50 $ solids content) 1 kg zircon flour,
17.5 kg
Newrex-TAB,Newrex TAB,
2.8 g; Pronone 201,2.8 g; Pronone 201,
1.9 g; Poüyä&ylenoxidpulver, 1.9 g; Poüyä & ylene oxide powder,
2 g2 g
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1) wäßrige Polyvinylacetatemulsion mit einem Peststoffgehalt von1) aqueous polyvinyl acetate emulsion with a pesticide content of
JV TOfJV TOf
2) wäßrige Emulsion eines Styrol/Acrylester-Copolymeren mit einem Feststoffgehalt von 50 #;2) aqueous emulsion of a styrene / acrylic ester copolymer with a Solids content of 50 #;
3) Synthesekautschuklatex mit einem Peststoffgehalt von 30 fi (Takeda Yakuhin Co., Ltd.);3) synthetic rubber latex with a pesticide content of 30 fi (Takeda Yakuhin Co., Ltd.);
4) Acrylpolymeremulsion mit einem Feststoffgehalt"· von 50 <fo (Maruban Kagaku Co., Ltd.)J4) Acrylic polymer emulsion having a solid content "· of 50 <fo (Maruban Kagaku Co., Ltd.) J
5) wäßrige Emulsion eines Äthylen/Vinylaoetat-Copolymeren mit einem Peststoffgehalt von 50 $ (Maruban Kagaku Co., Ltd.)»5) aqueous emulsion of an ethylene / vinyl acetate copolymer with a pesticide content of $ 50 (Maruban Kagaku Co., Ltd.) »
6) oberflächenaktives Mittel (Nippon Yushi Co., Ltd.);6) surfactant (Nippon Yushi Co., Ltd.);
7) Antischaummittel (Nissei Sangyo Co., Ltd.);7) Antifoam Agent (Nissei Sangyo Co., Ltd.);
8) zugesetzt gemeinsam mit der Schwefelsäure zur Erzielung eines Pjr-Wertes von 1,1.8) added together with the sulfuric acid to achieve a Pjr value of 1.1.
A) Herstellung der Flüssigkeiten A und B A) Preparation of liquids A and B.
Die Aufschlämmungen werden unter Verwendung der aus Tabelle V ersichtlichen Bestandteile in den angegebenen Mengen hergestellt. Man beschickt ein mit einem Rührer ausgerüstetes zylindrisches 10 Liter-Gefäß zunächst mit dem Siliciumdioxidsol und gibt anschließend unter Rühren mit 60 UpM das organische Pastenharz geraeinsam mit dem oberflächenaktiven Mittel und dem Antischaummittel (falls erforderlich) hinzu. Schließlich wird das feuerfeste Pulvermaterial, das/einen Durchschnittsteilchendurchmesser entsprechend 250 Maschen aufweist, zugesetzt. Nach 30minütigem Rühren wird das Gemisch 24 Stunden stehen gelassen und anschließend nochmals gerührt. Auf diese Weise erhält man die gewünschten Aufschlämmungen. The slurries are prepared using the ingredients shown in Table V in the amounts indicated. A cylindrical 10 liter vessel equipped with a stirrer is first charged with the silicon dioxide sol and then the organic paste resin is added together with the surface-active agent and the antifoam agent (if necessary) with stirring at 60 rpm. Finally, the refractory powder material / has an average particle diameter corresponding to 250 mesh, is added. After stirring for 30 minutes, the mixture is left to stand for 24 hours and then stirred again. In this way, the desired slurries are obtained.
B) Herstellung der Formen B) Making the molds
Ein mit einem Rührer ausgerüstetes 5Liter-Weithals-Polyäthylengefäß wird unter langsamem Rühren (60 UpM) mit den aus Tabelle V (Beispiel 5) ersichtlichen Flüssigkeiten A und B beschickt. Dann taucht man vier Wachsmodelle zunächst zur Imprägnierung in die Flüssigkeit A ein, besandet sie nach der Entnahme mit Zirkonsand Nr.80, läßt sie 3 Minuten stehen, taucht sie zur Imprägnierung in die Flüs-A 5-liter wide-neck polyethylene jar equipped with a stirrer is used with slow stirring (60 rpm) with the from Table V (Example 5) apparent liquids A and B charged. Then four wax models are immersed in liquid A for impregnation a, sand it with zircon sand No. 80 after removal, leave it to stand for 3 minutes, immerse it in the liquid for impregnation
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sigkeit B ein, besandet sie nach, der Entnahme neuerlich mit Zirkonsand Nr.80, läßt sie 3 Minuten stehen, taucht sie nochmals zur Aufbringung eines dritten Überzugs in die Flüssigkeit A ein, besandet sie nach der Entnahme mit aluminiumoxidreiehern Sand mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,5 mm, läßt sie 3 Minuten stehen, taucht sie zur Aufbringung eines vierten Überzugs nochmals in die Flüssigkeit B ein, besandet sie nach der Entnahme wie nach der Aufbringung des dritten Überzugs, taucht sie zur Aufbringung eines fünften Überzugs nochmals in die Flüssigkeit A ein, besandet sie nach der Entnahme neuerlich mit aluminiumoxidreichem Sand mit einem Teilchendurchmesser von etwa 1 mm, läßt sie 3 Minuten stehen, taucht sie zur Aufbringung eines sechsten Überzugs nochmals in die Flüssigkeit B ein und trocknet sie nach der Entnahme, ohne eine Besandung vorzunehmen, 24 Stunden bei Raumtemperatur. Auf diese Weise erhält man die gewünschten Formschalen.ity B, sand it again after removal with zircon sand No. 80, leaves it for 3 minutes, dips it again Applying a third coating to the liquid A, sanding it with sand with aluminum oxide scrapers after removal a particle diameter of about 0.5 mm, leave it to stand for 3 minutes, then immerse it again to apply a fourth coating into the liquid B, sanded it after removal as after the application of the third coating, dips it for application a fifth coating again in the liquid A, sand it again after removal with sand rich in aluminum oxide a particle diameter of about 1 mm, leave it to stand for 3 minutes, then immerse it again to apply a sixth coating into liquid B and after removal, without sanding it, dries it for 24 hours at room temperature. on in this way the desired molded shells are obtained.
Andererseits stellt man Formschalen nach derselben Methode her, wobei man jedoch die aus Tabelle V (Beispiel 5) ersichtliche Flüssigkeit A des Vergleichsbeispiels einsetzt.On the other hand, shell molds are produced by the same method, but using the liquid shown in Table V (Example 5) A of the comparative example is used.
Die beiden erfindungsgemäß hergestellten sowie die beiden gemäß dem Vergleichsbeispiel erzeugten Formschalen werden mit nach unten gerichteten unbeschichteten Seiten in einen auf 9000C aufgeheizten elektrischen Ofen gegeben und etwa 5 Minuten zur Wachsentfernung in diesem belassen. Die Untersuchung der vom Wachs befreiten Schalen ergibt, daß die erfindungsgemäß hergestellten Formschalen keine Risse oder Blasen zeigen, während die Formschalen des Vergleichsbeispiels an der vom Wachs befreiten Oberfläche Blasen sowie an drei Stellen SchichtSpaltungen aufweisen.The two according to the invention as well as both of the comparative example shell molds produced are given with uncoated downwardly directed sides in a heated at 900 0 C electric furnace, and maintained there for about 5 minutes to wax removal in this. Examination of the shells freed from wax shows that the molded shells produced according to the invention show no cracks or bubbles, while the molded shells of the comparative example have bubbles on the surface from which the wax has been removed and layer splits in three places.
Die übrigen beiden Formschalen jedes der beiden Beispiele werden in einem Autoklaven bei 15O0C und 7 kg/cm2 Druck mit heißem Wasser vom Wachs befreit. Der Wachsbeseitigungsprozeß verursacht bei den erfindungsgemäß hergestellten Formschalen keine Erweichung und Rißbildung. Im Gegensatz dazu zeigen die gemäß dem Vergleichsbeispiel erzeugten Formschalen ein beträchtliches Ausmaß an Erweichung bzw. Erschlaffung und erleiden, obwohl keine Rißbildung er-The remaining two shell molds each of the two examples are in an autoclave at 15O 0 C and 7 kg / cm 2 pressure with hot water freed from the wax. The wax removal process does not cause any softening or cracking of the molded shells produced according to the invention. In contrast to this, the molded shells produced according to the comparative example show a considerable degree of softening or slackening and, although no cracking occurs,
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folgt, eine derart starke Verformung, daß sie sich, nicht als Gießformen eignen.follows, such a strong deformation that it is, not as Casting molds are suitable.
Obwohl die erfindungsgemäß erzeugt en Formsehalen eine sehr hohe Grünbzw. Rohfestigkeit besitzen, lassen sie sich nach dem Metallguß leicht auseinanderbrechen.Although the mold shells produced according to the invention have a very high degree of green or Have raw strength, they can easily break apart after the metal casting.
Die Wachsmodelle werden analog Beispiel 5 unter Verwendung der in Tabelle V (Beispiel 6) angeführten Flüssigkeiten A und B beschichtet. Jeder der mit einer Flüssigkeit erzeugten Überzüge wird durch den Überzug aus der anderen Flüssigkeit wirksam und rasch zum Gelieren gebracht, ohne daß ein "Laufen" des Überzugs an der Oberfläche der Modelle erfolgt, wenn diese in die Flüssigkeiten eingetaucht und nach der Entnahme besandet werden. Ferner werden bei der Wachsentfernung ebenso zufriedenstellende Ergebnisse wie in Beispiel 5 erzielt. Die erhaltenen Formschalen weisen somit hervorragende Eigenschaften auf.The wax models are coated analogously to Example 5 using liquids A and B listed in Table V (Example 6). Each of the coatings formed with one liquid becomes effective and rapid through the coating of the other liquid brought to gel without the coating "running" on the surface of the models when they are immersed in the liquids immersed and sanded after removal. Furthermore, the wax removal results are as satisfactory as achieved in Example 5. The molded shells obtained thus have excellent properties.
Die Wachsmodelle werden analog Beispiel 5 unter Verwendung der aus Tabelle V (Beispiel 7) ersichtlichen Flüssigkeiten A und B beschichtet. Ein Merkmal der gemäß diesem Beispiel erzeugten Formschalen ist, daß die Flüssigkeit B kein feuerfestes Pulvermaterial und außerdem als Geliermittel anstelle des organischen Pastenharzes 0,15 kg 50prozentige HpSO, enthält. Jeder der Überzüge wird wirksam und rasch zum Gelieren gebracht, ohne daß ein "Laufen" des Überzugs an der Modelloberfläche erfolgt. Bei der Wachsbeseitigung werden ebenso zufriedenstellende Ergebnisse wie in Beispiel 5 erzielt. Man erhält somit ausgezeichnete Formschalen.The wax models are made analogously to Example 5 using the liquids A and B shown in Table V (Example 7) coated. A feature of the shell molds produced according to this example is that the liquid B is not a refractory powder material and also contains 0.15 kg of 50 percent HpSO as a gelling agent instead of the organic paste resin. Each of the coatings will Gelled effectively and quickly without the coating "running" on the model surface. In the case of wax removal, the results are just as satisfactory as in Example 5 scored. Excellent molded shells are thus obtained.
Jede der in Tabelle V (Beispiel 8) angeführten Flüssigkeiten A und B wird in eine getrennte Spritzpistole eingegossen. Dann spritzt man die Flüssigkeiten A und B gleichzeitig in einer Stärke von jeweils 200 g/m auf ein zuvor mit einem Trennmittel beschichtetes Holzmodell des üblicherweise im Shaw-Verfahren verwendeten TypsEach of the liquids listed in Table V (Example 8) A and B is poured into a separate spray gun. Then you inject liquids A and B at the same time in a strength of each 200 g / m 2 on a previously coated with a release agent Wooden model of the type commonly used in the Shaw method
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auf. Dann besandet man das Modell mit Zirkonmehl Nr.80 und läßt, es hierauf 5 Minuten stehen. Der gesamte Prozeß wird zweimal wiederholt. Beim zweiten und dritten Arbeitsgang erhöht man die Stärke des Überzugs aus den Flüssigkeiten A und B jedoch auf 800 g/m , während man für die zweite Besandung aluminiumoxidreichen Sand mit einem Teilchendurchmesser von etwa 0,5 mm und für die dritte Besandung aluminiumoxidreichen Sand mit einem Teilchendurchmesser von etwa 1 mm verwendet. Die erzielte beschichtete Oberfläche wird weiter mit Wasserglas, Siliciumdioxid und Ferrosiliciumpulver in einer Dicke von etwa 50 mm überzogen. Dabei erhält man eine umgekehrte Form. Die erhaltenen Formen weisen hervorragende Eigenschaften auf, da sie selbst nach der Abnahme von den Modellen und sogar nach östündigem Brennen bei 80O0C keine Risse zeigen.on. Then sand the model with zirconium flour No. 80 and let it stand on it for 5 minutes. The entire process is repeated twice. In the second and third operations, however, the thickness of the coating from liquids A and B is increased to 800 g / m, while for the second sanding, alumina-rich sand with a particle diameter of about 0.5 mm and for the third sanding, alumina-rich sand with a Particle diameter of about 1 mm is used. The coated surface obtained is further coated with water glass, silicon dioxide and ferrosilicon powder to a thickness of about 50 mm. This gives an inverted shape. The molds obtained have excellent properties, since they show no cracks even after removal from the models and even after firing at 80O 0 C for an hour.
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509346/0822509346/0822
Claims (4)
und daß die Flüssigkeit B ein in V/asser und/oder einem hydrophilen organischen Lösungsmittel dispergiertes Siliciumdioxidsol, das einen ρττ-Wert von weniger als 6 aufweist und ein stabiles, mischbares organisches Pastenharz enthält, oder eine
durch Zugabe eines feuerfesten Materials zum genannten Sol erzeugte Aufschlämmung darstellt und zur Gelierung der Flüssigkeit A befähigt ist.and is capable of gelling liquid B,
and that the liquid B is a silica sol dispersed in water and / or a hydrophilic organic solvent, which has a ρττ value of less than 6 and a stable, miscible organic paste resin, or a
is slurry produced by adding a refractory material to said sol and is capable of gelation of liquid A.
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---|---|
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GB (1) | GB1511271A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4116609A1 (en) * | 1991-01-19 | 1992-07-23 | Thyssen Industrie | METHOD FOR PRODUCING CERAMIC SHELLS AS CASTING FORM |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009086479A1 (en) * | 2007-12-28 | 2009-07-09 | Saint-Gobain Performance Plastics Corporation | Etch resistant polymer composition |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3035318A (en) * | 1959-09-03 | 1962-05-22 | Acheson Ind Inc | Method of casting metal in a coated mold, and composition and method for coating the casting mold |
US3426834A (en) * | 1967-03-16 | 1969-02-11 | Obermayer Co The S | Expendable pattern for precision investment casting |
US3445250A (en) * | 1967-02-28 | 1969-05-20 | Nalco Chemical Co | Precision metal casting molds comprising alumina coated silica and a refractory |
DE2148716A1 (en) * | 1970-09-29 | 1972-03-30 | Waukesha Foundry Co | Binder for refractory masses |
-
1975
- 1975-04-24 GB GB1711975A patent/GB1511271A/en not_active Expired
- 1975-04-30 DE DE19752519309 patent/DE2519309A1/en not_active Ceased
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3035318A (en) * | 1959-09-03 | 1962-05-22 | Acheson Ind Inc | Method of casting metal in a coated mold, and composition and method for coating the casting mold |
US3445250A (en) * | 1967-02-28 | 1969-05-20 | Nalco Chemical Co | Precision metal casting molds comprising alumina coated silica and a refractory |
US3426834A (en) * | 1967-03-16 | 1969-02-11 | Obermayer Co The S | Expendable pattern for precision investment casting |
DE2148716A1 (en) * | 1970-09-29 | 1972-03-30 | Waukesha Foundry Co | Binder for refractory masses |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE4116609A1 (en) * | 1991-01-19 | 1992-07-23 | Thyssen Industrie | METHOD FOR PRODUCING CERAMIC SHELLS AS CASTING FORM |
WO1992012813A1 (en) * | 1991-01-19 | 1992-08-06 | Thyssen Industrie Ag | Process and binder for producing ceramic chills as casting moulds |
US5391341A (en) * | 1991-01-19 | 1995-02-21 | Heinrich Ballewski | Process and binder for the manufacture of ceramic shells for use as molds |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB1511271A (en) | 1978-05-17 |
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