DE2629667A1 - Mittel zur erleichterung des loesens von giessereirohlingen - Google Patents

Description

Dr. F. Zumstein sen. - Dr. E. Assmann - Dr. R. Koenigsberger Dipl.-Phys. R. Holzbauer - Dipl.-Ing. F. Klingseisen - Dr. F. Zumstein jun.

PATENTANWÄLTE

Case 0190 76-A
14/hü

KOQUETTE FRERES, Lestrem / Prankreich Mittel zur Erleichterung des Lösens von Giessereirohlingen

Die Erfindung betrifft ein neues Mittel zur Erleichterung des Lösens von Giessereirohlingen durch Entfernen der Giessereifor— men und -kerne,die aus Silicate enthaltendem Sand bestehen.

Es ist bekannt, in d'-r Giesserei verwendete Formen und Kerne ausgehend von Massen herzustellen, die eine gewisse Plastizität besitzen und aus Sand bestehen, in den ein Bindemittel, das auf der Basis von Natriumsilicaten sein kann, eingebracht ist.

Sobald diese Massen in Form gebracht worden sind, d.h. die Form oder der Kern gebildet worden sind, werden sie ausgehartet. Enthält das Bindemittel als Basis Natriumsilicate, so wird die Härtung durch Einwirken von Kohlendioxyd und/oder unter der Einwirkung von Wärme bewirkt.

Die Form oder der Kern sind dann zur Verwendung im Rahmen eines - Giessereiverfahrens bereit. Sobald das Giessereiverfahren beendet ist, werden sie zum sogenannten Lösen des Giessereirohlings entfernt, das heisst zerstört, beispielsweise indem man sie zerschlagt, wonach der auf diese Weise freigegebene Giessereiroh— ling dann den üblichen Behandlungsmassnahmen unterzogen wird.

Mit dem Ausdruck "Mittel zur Erleichterung des Lösens" bezeichnet man Adjuvantien der Art, die, wenn sie den Silicaten und dem

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Sand, woraus die Giesserelformen und -kerne hergestellt sind, beigemischt sind, das "Lösen" erleichtern.

Die in Frage stehenden Formen und Kerne müssen nämlich nicht nur eine ausreichende Widerstandsfähigkeit zur Ermöglichung der mit den Giessereiarbeitsgängen zusammenhängenden Handhabungen besitzen, sondern sollen auch so leicht wie möglich entfernbar sein und zu Giessereirohlingen mit den bestmöglichsten Oberflächeneigenschaften führen.

Wenn Natriumsilicate alleine als Bindemittel verwendet werden, führen sie zu Formen und Kernen, die beim Giessen sehr hart werden und das Lösen schwierig bzw. unmöglich machen. Diese Eigenschaft ist besonders hinderlich, wenn die Formen Teile besitzen, die zurückliegen oder Hinterschneidungen aufweisen und im allgemeinen in sämtlichen Fällen, bei denen die Formen derart sind, dass die erhaltenen Kerne schwierig entfernt werden können·

Diese . Härtung beim Giessen ist auf die vollständige Dehydratation des Siliciumdioxydgels zurückzuführen, das sich während des Härtens der Form oder des Kerns vor dem Giessen durch Einwirken von COp gebildet hat. Diese vollständige Dehydratation verleiht. dem Siliciumdioxydgel und infolgedessen der Form oder dem Kern die Konsistenz eines steinharten Betons, wobei die Bildung des Siliciumdioxydgels während des Härtens durch Einblasen von Kohlendioxyd ("COp-Verfahren") auf die folgende Reaktion zwischen dem Natriumsilicat und dem CO2 zurückzuführen ist :

a SiO₂, Na₂O, b H₃O + c CO₂ i,a SiO₂, (1-c) Na₂O + b H₂O + c

Na₂CO₃

die zu einer Vergrösserung des Verhältnisses ° ^{e x} 2 oder des

Mole Na₂O

sogenannten Silicat-"Moduls" führt.

Eben dieses Siliciumdioxydgel gewährleistet die Kohäsion zwischen den einzelnen Körnern des Sands, aus dem die Formen und Kerne bestehen, wodurch die Handhabung dieser letzteren ermöglicht wird. 709882/0159

Um eine vlbermässige, für das Losen sich nachteilig auswirkende Härtung der Formen und Kerne beim Giessvorgang zu vermeiden, kommen sogenannte Mittel zur Erleichterung des Losens zur Anwendung .

Derartige Mittel sind Zusätze fur das Bindemittel, welche w&hrend des Giessvorgangs unter dem Einfluss der durch das schmelzende Metall freigesetzten Hitze zerstört werden, wodurch der Form oder dem Kern, eine poröse, geschwächte Struktur verliehen wird, die das Entformen der Form oder des Kerns erleichtert.

Keines der bis zum gegenwartigen Zeitpunkt vorgeschlagenen Mittel zur Erleichterung des Losens von Giessereirohlingen und sogar nicht einmal dasjenige, das im allgemeinen als das Eeste angesehen wurde — d.h· der gewöhnliche Zucker oder Saccharose — ist vollauf zufriedenstellend.

Die Erfindung bezweckt vor allem, ein neues Mittel der in Frage stehenden Art zur Verfugung zu stellen, mit welchem Bindemittel und in der darauffolgenden Stufe Giessereiformen oder -kerne erhalten werden,welche besser als die bisher .bekannten den gesamten Anforderungen der Technik entsprechen·

Sie betrifft auch als neue industrielle Erzeugnisse derartige Bindemittel auf der Basis des neuen Mittels zur Erleichterung des Lösens von Giessereirohlingen sowie die Giessereifomen und -kerne, die durch Einsatz dieser Bindemittel erhalten werden.

Schliesslich betrifft sie die Verfahren zur Herstellung von Giessereibindemitteln, -formen und -kernen.

Das erfindungsgemasse Mittel zur Erleichterung des Lösens von Giessereirohlingen besteht zumindest teilweise aus zumindest einem nicht reduzierenden Polyol, d.h. einer organischen Verbindung mit Ausnahme eines Zuckers, die in ihrem Molekül zumindest zwei alkoholische Hydroxylgruppen enthalt.

Insbesondere besteht dieses Mittel aus einer der in der nachfolgenden Gruppe enthaltenen Verbindungen und Produkte, wobei diese Gruppe 709882/0159 . die Glykole, insbesond-ere- ethylen- -und Propylenglykol und PoIyglykole, insbesondere die Polyäthylen- und Polypropylenglykole

das Glycerin,

die Alkohole mit 5 C-Atomen, insbesondere Pentaerythrit und XyIiti

die Alkohole mit 6 C-Atomen, insbesondere Sorbit, Mannit, Trimethylolpropan,

die polyvinylischen Polyalkohole ,

die hydrierten Glucosesirupe sowie

die Äther und Ester der vorstehenden Verbindungen und Produkte umfasst.

Das er findung sgemäs se Bindemittel fü*r Giessereiformen und -kerne ist dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Gemisch auf der Basis von Silicaten und des genannten Mittels zur Erleichterung des Losens der Giessereirohlinge besteht.

Die erfindungsgemässen Giessereikerne und -formen sind dadurch gekennzeichnet, dass sie Sand, Silicate und das erfindungsgemasse Mittel zur Erleichterung des Losens der Giessereirohlinge enthalten·

Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass den anderen Komponenten der genannten Formen und Kerne eine wirksame Menge des vorstehend definierten Mittels zur Erleichterung des Losens von Giessereirohlingen beigemischt wird·

Die hydrierten Glucosesirupe, die bestimmte der erfindungsgemassen Mittel zur Erleichterung des Losens der Giessereirohlinge darstellen, werjden durch Hydrierung, meistens unter Wasserstoffdruck und in Gegenwart von Raney-Nickel aus Glucosesirupen hergestellt, die durch Hydrolyse von Stärke erhalten werden und aus Monosacchariden, Disacchariden, Trisacchariden, Oligosacchariden und Polysacchariden bestehen. Die der Hydrierung unterworfenen Hydrolysate können insbesondere an Glucose und Maltose sehr unterschiedliche Prozentanteile enthalten. Bestimmte an Maltose reiche Glucosesirupe können 50 bis 75 % Maltose enthalten.

Die anderen erfindungsgemass als· Mittel zur Erleichterung des Losens von Giessereirohlingen angewendeten Verbindungen werden durch Anwendung von aus der Technik bekannten Verfahren hergestellt.

709882/0159 Die erfindungsgemass als Mittel zur Erleichterung des Losens

der Giessereirohlinge angewendeten Verbindungen und Produkte besitzen kein Reduktionsvermögen.

Sie reagieren nicht mit dem Natriumoxyd des Silicats und können daher mit dem Sand und diesem Silicat lange vor der Verwendung der so erhaltenen Zusammensetzung gemischt werden. Sie können auch in Mischung mit dem Silicat vor Einbringen in den Sand aufbewahrt werden·

Ihr Einsatz bei der Herstellung von Giesser'eiformen und -kernen besteht vorzugsweise darin, dass man sie nacheinander mit einer wässrigen Natriumsilicatlosung mischt und das so erhaltene Gemisch in den Sand einbringt.

Es ist jedoch ebenso möglich, die Mischung in einer einzigen bzw. ein und derselben Stufe herzustellen.

Die Korngrosse des verwendeten Sands kann zwischen ca. 100 yi und ca. 400 u liegen.

Die Natriumsilicatlosung ist vorteilhafterweise ca. 40 bis 60 %xg in Bezug auf Trockensubstanz.

Der Anteil des erfindungsgemassen Mittels im Gemisch mit dem Natriumsilicat für die Bildung des Bindemittels betragt vorteil— hafterweise zumindest 3 % und vorzugsweise 5 bis 100 % der Masse der Silicatlosung.

Handelt es sich um einen hydrierten Glucosesirup oder um einen Sorbitsirup, so wird dieser häufig mit einem Gehalt an Trockensubstanz von ca. 70 bis 80 % eingesetzt. Im allgemeinen ist es vorteilhaft, einen Sirup mit einem erhöhten Trockensubstanzgehalt zu verwenden. Der Einsatz des erfindungsgemassen Mittels in Form eines Pulvers kann in Betracht gezogen werden.

Die genannte Mischung wird in den Sand für Giessereiformen oder -kerne vorteilhafterweise in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, insbesondere in einer Menge von 1,5 bis 7 Gew.-% in Bezug auf die Masse bzw. Menge des letzteren eingebracht.

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Die erfindungsgemassen, als Mittel zur Erleichterung des Losens von Giessereirohlingen verwendeten hydrierten Glucosesirupe stammen vorzugsweise von Glucosesirupen mit einem Dextrose—

Äquivalent oder .D.E. von 5 bis 100, vorzugsweise 25 bis 60·

Derartige hydrierte Sirupe losen sich um so besser in Silicatlösungen je höher das D.E. der Ausgangssirupe ist, wobei die Auflösung stabile Gemische ergibt, wenn das D.E. der nicht hydrierten Ausgangssirupe hoher als ca. 25 ist.

Indem man einen hydrierten Glucosesirup verwendet, der von einem Glucosesirup mit einem mehr oder minder hohen D.E. herrührt, können die mechanischen Eigenschaften der Kerne oder Formen variiert werden.

Man kann diese Eigenschaften ebenso variieren, indem man den Anteil des Silicats variiert, indem man Silicate mit einem gegebenen Modul auswählt und indem man die Parameter der Härtungsbehandlung mit CO2 variiert.

Die hydrierten Glucosesirupe, deren Verwendung als Mittel zur Erleichterung des Lösens von Giessereirohlingen erfindungsge— mäss vorgesehen ist, gt:statten die Verwendung einer weniger gros— sen Menge an Natriumsilicat, was sich vorteilhaft auf die Erleichterung des Lösens auswirkt.

Die Anwesenheit von hydrierten Glucosesirupen in den Massen für Formen und Kerne macht diese Massen bezüglich der mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Formen und Kerne weniger empfindlich gegenüber der Dauer der CO₂-AusSetzung während der vorangehenden Härtungsbehandlung. Mit anderen Worten wird, wie weiter unten gezeigt, eine Härtung von schlecht definierter Dauer keinen allzu nachteiligen Einfluss ausüben.

Die Verbindungen und Produkte, deren Anwendung als Mittel zur Erleichterung des Lösens von Giessereirohlingen erfindungsgemäss vorgesehen ist, und insbesondere die hydrierten Glucosesirupe und die Sorbitsirupe verleihen den aus diese enthaltenden plastischen Massen hergestellten Formen und Kernen .eine gute Beständigkeit gegenüber hygrometrischen Änderungen.

Bei einer erhöhten relativen Feuchtigkeit verlangsamen Sorbit und die hydrierten Glucosesirupe die Feuchtigkeitsaufnahme. Umgekehrt setzen bei relativ niedriger Feuchtigkeit Sorbit und die hydrierten Glucosesirupe die Geschwindigkeit des Austrocknens

herab. Ihre Gegenwart bewirkt die Verlangsamung des Austrocknens des Silicats, das in deren Abwesenheit in trockener Atmosphäre rasch ein zu starkes Ausmass annehmen kann. Eine derartige Aus— trocknung kann nämlich nach einem raschen Anstieg der mechanischen Eigenschaften der Formen und Kerne einen raschen Abfall dieser Eigenschaften hervorrufen. Dieses Phänomen wird in den Beispielen veranschaulicht.

Ebenfalls aufgrund dieser Eigenschaft der Verlangsamung des Feuchtigkeitsverlusts gestattet die Anwesenheit der erfindungs— gemässen Mittel zur Erleichterung des Lösens von Giessereiroh— lingen die Vollendung der Härtung unter dem Einfluss von atmosphärischem Kohlendioxyd, bevor die Trocknung des Silicats, die diese Möglichkeit verhindern wurde, zu stark fortgeschritten ist.

Insbesondere im Fall der Natriumsilicate mit hohem Modul gestatten die hydrierten Glucosesirupe aufgrund der langsameren Trocknung eine bessere Homogenisierung des Gemisches in dem Sand, so dass man nicht mehr auf einen Schutz der plastischen Massen bzw. der Formen und Kerne vor der Luft zurückgreifen muss.

Die so aufgrund der Anwesenheit der erfxndungsgemassen Mittel, insbesondere von Sorbit und den hydrierten Glucosesirupen, verlangsamte Trocknung setzt das Risiko einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften infolge von durch die Trocknung hervorgerufenen Volumenänderungen herab, wobei es sich um Volumen— änderungen handelt, die eine Rissbildung in dem bereits gebildeten Siliciumdioxydgel hervorrufen können.

Die erfindungsgemässen Mittel, insbesondere die Sirupe von Sorbit und die hydrierten Glucosesirupe, gestatten eine Erweiterung der Anwendungsmöglichkeiten von Silicaten mit hohem Modul, die anderenfalls aufgrund ihrer raschen Trocknung an der Luft mit Ausnahme des Falls von kurzen Lagerungen ausgeschlossen sind. Dies ist umso interessanter als gerade diese Silicate mit hohem Modul den Formen und Kernen bei sehr kurzen Zeiten der Gaszufuhr (C02) eine maximale Festigkeit verleihen. Dank den erfindungsgemässen Mitteln, die beträchtlich die Trocknung verzögern, wird es möglich, diese Silicate mit hohem Modul zu verwenden.

Überdies gestattet deren Einsatz die Lagerung von Bindemitteln aus Silicaten mit hohem Modul ins Auge zu fassen, da deren Vis-

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kositatszunahme durch die Anwesenheit der erfindungsgemassen Mittel verlangsamt ist.

Die Tatsache, dass die Formen und Kerne, welche die erfindungsgemassen Mittel enthalten, sich besonders gut beim Losen des Giessereirohlings entfernen lassen, ist hauptsachlich auf ihre mechanischen Eigenschaften zurückzuführen, die es gestatten, den SiIicatgehalt des Sandes herabzusetzen.

Ganz besonders wird noch hervorgehoben, dass die, die erfindungsgemassen Mittel enthaltenden Giessereiformen und -kerne sich zur Entfernung vor Abkühlung eignen, wodurch das Lösen des Giesserrohlings sehr schnell nach dem Giessen möglich ist.

Die folgenden Beispiele erläutern insbesonders, wie die erfindungsgemä'ss verwendeten Produkte eingesetzt werden können.

Beispiel 1 Herstellung von Proben

Man stellt in einem Mischer 6 mit A, B, C, D E und F bezeichnete Produkte her, die einesteils aus Natriumsilicat mit einem Modul von 2,4 und einem Gehalt an Trockensubstanz entsprechend demjenigen des industriellen Silicats, d.h. von ca. 55 %, und anderenteils aus verschiedenen erfindungsgemassen Mitteln zur Erleichterung des' Lösens, sowie als Vergleichsprodukt aus Saccharose bestehen·

a) Produkt A

Man fugt zu 100 g des genannten Silicats 22,86 g Sorbit mit einem Gehalt von 70 % Trockensubstanz als erfindungsgemasses Mittel,

Die Viskosität dieser Mischung gemessen auf einem Brookfield-Viskosimeter (Dorn 4, 20 Umdrehungen/Min.) betragt 1125 cP·

b) Produkt B

Man fügt zu 100 g des genannten Natriumsilicats als erfindungsgemasses Mittel, 20 g hydrierten Glucosesirup mit einem Gehalt von 80 % Trockensubstanz, der von einem Glucosesirup mit einem D.E. entsprechend ca. 55 stammt.

2SSSS2/UU9

Zusammensetzung des Sirups :	8 %
Sorbit	51 %
Maltit	18 %
Maltotriit	2 %
Maltotetrait	2 %
Maltopentait	19 %
höhere Polyole

Die Viskosität der Mischung, gemessen auf einem Bookfield-Viskometer (Dorn 4, 20 Umdrehungen/Min.), beträgt ca· 2600 cP.

c) Produkt C

Man fügt als erfindungsgemässes Mittel zu 100 g des genannten Natriumsilicats 20 g hydrierten Glucosesirup mit einem Gehalt von 80 % Trockensubstanz, der von einem Glucosesirup mit einem D.E. entsprechend ca· 45 stammt.

Zusammensetzung des Sxrups :	6 %
Sorbit	42 %
Maltit	22 %
Maltotriit	8 %
Maltotetrait	Spuren
Maltopentait	22 %
höhere Polyole

Die Viskosität gemessen unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend beträgt 2950 cP.

d) Produkt D

Man fugt als erfindgungsgemässes Mittel zu 100 g des genannten Natriumsilicats 20 g hydrierten Glucosesirup mit einem Gehalt von 80 % Trockensubstanz, der von einem Glucosesirup mit einem D.E. entsprechend ca· 33 stammt·

Zusammensetzung	des Sirups :	C o/ O JQ
Sorbit		24 %
Maltit		16 %
Maltotriit		11 %
Maltotetrait		D Ta
Maltopentait		37 %
höhere Polyole		/CV59
	709882

Die Viskosität gemessen wie vorstehend betragt 2300 cP.

e) Produkt E

Man fügt als erfindungsgemässes Mittel zu 100 g des genannten Silicats 11,43 g Sorbit mit einem Gehalt von 70 % Trockensubstanz und 10 g des Sirups, der in der Zusammensetzung des Produkts D enthalten ist.

Die Viskosität gemessen unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend beträgt 2125 cP.

f) Produkt F

Man fü"gt zu 100 g des genannten Natrium silicats 16 g Saccharose.

Die Viskosität gemessen unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend beträgt 5400 cP.

g) Produkt G

Es werden 16 g Monopropylen-Glykol zu 100 g des genannten Natriumsilicats hinzugefügt.

Die Viskosität, gemessen unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend, beträgt 4000 cP . Sie ist relatif unbeständig, da die Löslichkeit gerade ausreicht.

h) Produkt H Es werden 16 g Glycerin zu 100 g des genannten Natriumsilicats zugefügt·

Die Viskosität gemessen unter den gleichen Bedingungen beträgt 480 cp.

i) Produkt I Es werden 16 g Glykol zu 100 g des genannten Natriumsilicats zugefügt.

Die Viskosität, gemessen unter den gleichen Bedingungen, beträgt 280 cP.

j) Produkt J Es v/erden 16 g Xylit zu 100 g des genannten Natriumsilicats zugefügt.

Die Viskosität, gemessen unter den gleichen Bedingungen, be-

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trägt 1200 cP .

Jedes der genannten Produkte wird in einen Sand mit einer Korngrosse zwischen 100 und 400 u beispielsweise unter Verwendung eines Mischers mit Planetengetriebe vom Typ des unter der Marke "Hobart" bekannten eingebracht.

Das Einbringen erfolgt in einer Menge von 3,5 % des Produkts A bis J in Bezug auf die Masse des Sandes. Das Mischen dauert 2 Min..

Man stellt zylindrische Proben ausgehend von den so erhaltenen Zusammensetzungen beispielsweise unter Verwendung einer Feststampfapparatur (bekannt unter der Bezeichnung "damoir" GF-Typ SPRA, der von der Societe Stokvis in den Handel gebracht wird) derart her, dass sie bei 163 g Zusammensetzung nach drei Feststampf stossen eine Höhe von 50,8 mm bei einem Durchmesser von 50 mm besitzen·

Beispiel 2

Man stellt neun Satze von je 5 Proben aus den Produkten A, bis J her. Man lasst die 54 Proben von einem derart geregelten Kohlendiöxydstrom durchströmen, dass während der Zeit des Hindurchleitens die pro Minute gelieferte CX^-Menge 5,5 l/Min. bei einem Druck von 350 g/cm^ bei 25⁰C geregelter Temperatur beträgt.

Die Dauer des Einblasens von COp beträgt für die 6 Satze der 9 Proben 5, 10, 20, 30, 60 bzw. 120 Sek..

Unmittelbar nach der CO^—Behandlung werden die Proben einem Schertest unterworfen. Hierzu wird eine Kompressions/Scherapparatur, beispielsweise die von der Societe Stokvis in den Handel gebrachte Apparatur für Festigkeitsversuche vom GF-Typ SPDR benutzt (sämtliche im Zusammenhang mit der Herstellung der Proben und den Versuchen zur Messung der Scherfestigkeit stehenden Angaben entsprechen den Spezifikationen der Publikation "Recueil des methodes de contr6le courant de materiaux de fonderie", herausgegeben von dem "Centre Technique des Industries de la Fonderie", rue Raphael, Paris 16e) .

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Als Anhaltspunkt wird mitgeteilt, dass in der Praxis die Scherfestigkeit von Giessereiformen und -kernen häufig in der Grössenordnung von 1000 bis 20 000 g-Kraft/cm² liegt.

In Tabelle I sind die Werte für die Festigkeit, ausgedruckt in g-Kraft/cm² angegeben.

Tabelle I

Proben aus Produkt A	Scherfestigkeit (g-Kraft/cm2) nach Einleiten von COp während	10 Sek.	20 Sek.	30 Sek.	60 Sek.	120 Sek.
Produkt B	5 Sek.	1570	3220	4370	6265	7220
Produkt C	410	2180	3820	4750	6580	7650
Produkt D	870	2430	4130	5480	6600	8680
Produkt E	1070	2350	4100	4980	6620	6930
Produkt G	1110	2035	4100	5135	6600	7635
Produkt H	705	2330	2150	1830	1520	1580
Produkt I	1930	1230	2730	3780	5360	6120
Produkt J	250	2600	3750	3910	4680	4460
1520	400	1610	2730	4870	6130
120

Eine Überprüfung der in dieser Tabelle angegebenen Zahlen zeigt, dass die Scherfestigkeit nach einem kurzen Hindurchleiten von Kohlendioxyd (5 Sek.) sich umgekehrt proportional zum D.E. ändert·

Bei einer längeren Einleitungsdauer nä*hern sich die registrierten Scherfestigkeitswerte aneinander an, mit Ausnahme des Produktes G.

Bei den Produkten, die von Glucosesirupen mit einem geringen D.E. herrühren, wie Glykol, wird mit sehr kurzen Einleitungszeiten gearbeitet werden können.

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Beispiel 3

Man stellt zwei weitere Sätze von je 8 Proben aus den Produkten A, B, C, D, E, H,l,junter den in-Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen her. Man unterwirft die 8 Proben vom ersten Satz einer Hindurchleitungsdauer von Kohlendioxyd von 5 Sek. unter den gleichen Bedingungen hinsichtlich Liefermenge, Druck und Temperatur wie in Beispiel 2. Die 8 Proben des zweiten Satzes werden während 10 Sek. unter den gleichen Bedingungen behandelt.

Die i6 Proben werden darauf während 2 Stdn. bei 110⁰C in einen Ofen gegeben und dann bei 20°C _+ 1 und 65 % _+ 2 relativer Feuchtigkeit während 30 Min., bevor sie dem Schertest auf der vorstehend erläuterten GF-Apparatur unterworfen werden, konditioniert.

Die erhaltenen Ergebnisse sind, in g-Kraft/cm^ ausgedrückt, in der Tabelle II angegeben.

Tabelle II

Proben aus	Scherfestigkeit (g—Kraft/cm^) nach Einleitung von CO2 während	10 Sek.
Produkt A	"5 Sek.	13 600
Produkt B	11 700	15 850
Produkt C	16 150	15 450
Produkt D	17 500	15 850
Produkt E	17 150	>■ '17 500
Produkt H	17 500	17 500
Produkt I	17 000	13 640
Produkt J	12 800	13 925
16 800

Bei einem Vergleich der Zahlen dieser Tabelle mit denjenigen der Tabelle I stellt man fest, dass die Ofenbehandlung beträchtlich die Scherfestigkeit vergrossert.

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Man kann überdies aus den Zahlen der Tabelle II entnehmen, dass die Scherfestigkeit bei kurzen Einleitungszeiten bei den hydrierten Glucosesirupen mit hohem Molekulargewicht höher ist; bei Sorbit (Produkt A^dessen Molekulargewicht niedrig ist, liegen die Zahlen beträchtlich niedriger. Der Unterschied ist bei langen Einleitungszeiten weniger ausgeprägt.

Die Überlegenheit von Glycerin geht ebenfalls aus der Tabelle hervor, insbesondere gegenüber Glykol und dies bei allen Einleitung szeiten.

Beispiel 4

Man stellt sechs Sätze von je 20 Proben her, wobei die Proben eines jeden Satzes von 20 Proben als Basis eines der Produkte A,B, C, D, E ,F,G,H,I,J enthalten. Diese Proben werden gemäss den in Beispiel 1 beschriebenen Bedingungen hergestellt. In jedem Satz wird die Hälfte der Proben einer Durchleitungsdauer von Kohlendioxyd von 5 und die IO anderen einer Durchleitungsdauer von Kohlendioxyd von 10 Sek. unterworfen, wobei die Bedingungen hinsichtlich Geschwindigkeit, Druck und Temperatur dieser Behandlung die gleichen sind wie in Beispiel 2.

Man belässt darauf diese Proben in konditionierter Atmosphäre /relative Feuchtigkeit (HR): 60 _+ 2 und Temperatur: 20⁰C _+ 1/ wahrend zunehmender Zeitdauer. So werden die beiden ersten Serien von 10 Proben auf Basis der Produkte A, B, C, D,E ^,G fH,I,J , die der Einwirkung von Kohlendioxyd während 5 bzw. 10 Sek» ausgesetzt worden waren, in der vorstehend genannten Atmosphäre während 1 Std. und die folgenden während 2, 6, 24, 72 bzw. Stdn. aufbewahrt.

Nachdem man die Proben unter den genannten Bedingungen belassen hat, unterwirft man sie sämtlich unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen einem Schertest.

Die erhaltenen Ergebnisse in Bezug auf den Wert der Scherfestigkeit, ausgedrückt in g-Kraft/cm sind in den Tabellen III und IV wiedergegeben.

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Tabelle III

Dauer der Behandlung mit Kohlendioxyd: 5 Sek.

Proben aus	Scherfestigkeit (g-Kraft/cm^) nach den Lagerungen von verschiedener Dauer (in Stdn.)	2	6	24	72	120
Produkt F	1	3860	5980	7770	9500	10600
Produkt A	3650	3330	5130	8000	9120	1O600
Produkt B	2570	3750 -	4370	6820	7525	8900
Produkt C	3270	3580	4170	7100	8680	9850
Produkt D	2970	5270	6900	10300	15700	11040
Produkt E	4080	3880	5050	7830	114 2O	13500
Produkt G	3100	2470	3250	3500	327O	2880
Produkt H	3350	2120	3510	593O	621O	11300
Produkt I	1630	5000	5150	6800	775O	7300
Produkt J	3450	1880	2870	8630	1145O	12800
1180

Tabelle IV Dauer der Behandlung mit Kohlendioxyd: 10 Sek.

Proben aus	Scherfestigkeit (g-Kraft/cm^) nach Lagerungen von verschiedener Dauer (in Stdn.)	2	6	24	72	120
Produkt F	1	6410	6450	847O	825O	587O
Produkt A	5520 -	4700	5700	7530	88OO	8500
Produkt B	425O	5150	5300	8120	813O	6030
Produkt C	4900	4630	4870	7250	7030	6O5O
Produkt D	4130	5800	7250	9720	137OO	10870
Produkt E	5050	5570	5880	7470	10 2OO	8020
Produkt G	4530	2100	2670	3O8O	3O2O	2750
Produkt H	2800	3750	4530	5780	5960	1O35O
Produkt I	3170	5080	6100	6410	8O1O	8370
Produkt J	542O	2870	3950	8430	99 3O	12400
228O

Aus der Gesamtheit der in den vorstehenden Tabellen III und IV angegebenen Werten geht hervor, dass die Entwicklung der mechanischen Eigenschaften der Proben im Laufe der Lagerung in Abhängigkeit der Dauer der anfänglichen Gaszufuhr im Falle der Saccharose (Produkt F) weniger günstig ist als im Falle der Proben mit hydriertem Glucosesirup (Produkte A, B, C, D und E)₁ oder mit Glycerin, Glykol oder Xylit .

In der Tat nehmen ab 24 Stdn· die Eigenschaften der Proben mit Saccharose ab, wenn die Behandlung mit Kohlendioxyd 10 Sek. betrug, wohingegen diejenigen der Proben aus den Produkten A, B, C, E, I und insbesonders D, H, J sich erhöhen·

Man stellt fest, dass dieser mit den hydrierten Glucosesirupen, sowie mit Glykol, Glycerin und Xylit verbundene Vorteil sich nicht bei einer Behandlungsdauer mit Kohlendioxyd von 5 Sek., d.h, bei einer sehr kurzen Behandlungsdauer zeigt. Nun sind aber in der Giesserei gerade die kurzen Zeitdauern diejenigen, die schwierig einzuhalten sind; weiterhin neigt man in der Industrie meistens dazu, das Kohlendioxyd wShrend einer kaum kontrollierten Und relativ langen Zeitdauer durchzuleiten, wodurch dann im Fall von Formen und Kernen mit Saccharose die Nachteile einer Verminderung der Eigenschaften hervorgerufen werden.

Beispiel 5

Man stellt unter Anwendung der vorstehend beschriebenen Bedingungen drei SStze von je 2 Proben her, die in jedem Satz jeweils als Basis das Produkt C und das Produkt F enthalten.

Diese Proben werden während 15 Tagen einer feuchten Atmosphäre (relative Feuchtigkeit von 44,66 bzw. 80 % für die drei Satze bei einer Temperatur von 20⁰C) ausgesetzt.

Die Proben, deren Gewicht 163 g beträgt, werden der vorstehend beschriebenen Scherprufung unterworfen.

Die erhaltenen Ergebnisse sind der Tabelle V zu entnehmen.

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ίο

Tabelle V

Proben aus	Scherfestigkeit g-Kraft/cm2) nach 15 Tagen bei 200C und bei einem relativen Feuchtigkeitsgehalt von	66 %	80 %
Produkt C	44 %	8750	5250
Produkt F	16650	7900	3850
17500

Aus den in der Tabelle V angegebenen Werten geht hervor, dass die Leistungsfähigkeit bzw. Beanspruchbarkeit des Produkts C im Vergleich zum Produkt F bei erhöhten relativen Feuchtigkeiten (66 und 80 %) merklich verbessert ist. Gerade diesen erhöhten Feuchtigkeitsgehalten jedoch begegnet man häufig in den' Werkstätten während der Nachtpause und vor allem wahrend des Wochenendes, währenddessen die öfen, die eine Erniedrigung des Feuchtigkeitsgehalts bewirken, nicht in Betrieb sind·

Beispiel 6

Man stellt unter den gleichen Bedingungen wie vorstehend beschrieben 8 Satze von je 8 Proben her, in denen man fur die 8 Proben eines jeden Satzes die Produkte A, B, C, D, E, H, I, J verwendet. Nach dem Hindurchleiten von Kohlendioxyd wahrend 5 Sek. belässt man diese wahrend 2 Stdn. in einem konditionierten Raum mit einer relativen Feuchtigkeit von 65 % bei 20⁰C. Die 8 Satze von je 8 Proben werden darauf Temperaturen von 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 bzw. 1OOO°C unterworfen, erneut wahrend 2 Stdn. unter den vorstehenden Bedingungen konditioniert und der vorstehend beschriebenen Scheruntersuchung unterzogen.

In Tabelle VI sind die erhaltenen Werte für die Scherprufung angegeben. Die Gesamtheit der Untersuchungen zeigt die Eignung der Formen und Kerne zur Entfernung.

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$4

Tabelle VI

Proben aus	Scherfestigkeit (g-Kraft/cm^) nach dem Brennen bzw. der Wärmebäiandlung bei den folgenden Temperaturen	4000C	5000C	6000C	7000C	800°C	900°C	10000C
Produkt A	300 0C	15000	8750	5625	3900	2625	2500	1900
Produkt B	17000	12100	7250	6000	2900	2200	2000	1925
Produkt C	17000	15500	7950	7250	3850	2250	2050	2125
Produkt D	16750	17000	9000	5875	4250	2950	3150	3475
Produkt E	17500	11000	6900	4300	3400	2000	2350	3475
Produkt H	17000	8500	6070	4775	3825	2800	2950	3000
Produkt I	10550	7125	6400	5125	3675	2675	2925	2850
Produkt J	11100	10500	10400	9480	5580	3320	2970	3500
17000

Die in dieser Tabelle angegebenen Werte zeigen, dass das Losen der Giessereirohlinge dank der Verwendung der erfindungsgemässen Mittel sich unter guten Bedingungen durchfuhren lasst.

Beispiel 7

Man stellt unter den Bedingungen analog denjenigen von Beispiel 1 6 Proben her, wobei man ein Natriumsilicat vom Modul 2 verwendet (verschieden vom Modul der in den Beispielen 1 bis 6 verwendeten Silicate), wovon man 100 g (Trockensubstanzgehalt: ca, 58 %) mit 15 g des fur die Herstellung des Produktes D verwendeten Sirups mischt (man erhSlt so ein im folgenden mit D¹ bezeichnetes Produkt)· Die unter den vorstehenden Bedingungen gemessene Viskosität beträgt 6050 cP.

Diese 6 Proben werden in der in Beispiel 2 beschriebenen Weise Behandlungen mit Kohlendioxyd von zunehmender Dauer (5, 10, 20, 30, 60 bzw. 120 Sek.) und anschliessend dem gleichen Schertest unterzogen.

In Tabelle VII sind die Werte für die Scherfestigkeit in g-Kraft/cm^ angegeben.

- Vf- Tabelle VII

Proben aus	2 Scherfestigkeit(g-Kraft/cm ) nach der Behandlung mit CO2	10 Sek.	20 Sek.	30 Sek.	60 Sek.	120 Sek.
Produkt D1	5 Sek.	150	660	1650	3400	5430
0

Bei einem Vergleich dieser Werte mit denjenigen der Tabelle I, die die Proben auf der Basis des Produktes D betreffen, stellt man fest, dass die Herabsetzung des Moduls von einer Herabsetzung der Scherfestigkeit begleitet ist. Die mit einem Silicat mit schwächerem Modul hergestellten ,Proben sind nichtsdestoweniger infolge ihrer guten Eignung für die Lagerung, die aus dem folgenden Beispiel hervorgeht, interessant.

Beispiel 8

Man behandelt 2 Serien von je 4 Proben ähnlich denjenigen von Beispiel 7 wShrend 5 Sek. im Fall der errsben Serie und wätoaid 10 Sek. im Fall der zweiten Serie mit Kohlendioxyd. Die 4 Proben jeder Serie werden wahrend 1, 2, 6 bzw. 24 Stdn. in konditionierter Atmosphäre mit einer relativen Feuchtigkeit von 65 % bei 20⁰C belassen. Darauf bestimmt man die Scherfestigkeit unter den vorstehend angegebenen Bedingungen.

Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabelle VIII angegeben.

Tabelle VIII

Proben aus Produkt D^f

Dauer der Be handlung mit co2	Scherfestigkeit (g-Kraft/cra^) nach der Lagerung in konditionierter Atmosphäre wahren^	2 Std.	6 Stdn.	24 Stdn.
5 Sek.	1 Std.	1780	3170	14170
10 Sek.	1270	2870	4880	14670
200

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Ein Vergleich der in Tabelle VIII angegebenen Werte mit denjenigen von Tabelle VII zeigt, dass am Ende einer Lagerung von 24 Stdn. die Scherfestigkeiten ausgezeichnet sind, wodurch die Eignung für die Lagerung der Formen und Kerne auf der Basis der erfindungsgemässen Produkte unabhängig von der Dauer der Kohlendioxydbehandlung bestätigt wird.

Diese Feststellung wird bei einem Vergleich dieser Werte mit denjenigen, die für die Proben auf der Basis des Produktes D angegeben sind, bei denen jedoch ein Silicat mit einem Modul von 2,4 verwendet wurde, bestätigt.

Beispiel 9

Man unterzieht 2 Proben des in Beispiel 7 hergestellten Typs nach einer COp-Behandlung von 5 bzw. 10 Sek. der in Beispiel 3 beschriebenen Ofenbehandlung.

Die unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen für die so behandelten Proben gemessenen Scherfestigkeiten zeigen in beiden Fällen einen Wert von mehr als 17500 g-Kraft/cm^.

Diese Ergebnisse bestätigen diejenigen, die vor der Ofenbehandlung gemessen wurden und gestatten die Verwendung der Produkte auf der Basis eines Silicats mit niedrigem Modul für die Herstellung von Formen und Kernen, die vor der Verwen-. dung während längerer Zeiträume gelagert werden, vorzusehen.

Das erfindungsgeraSsse Mittel zur Erleichterung des Losens von Giesserrohlingen ist wirksamer als diejenigen, die bisher vorlagen, und ermöglicht:

- die Erzielung von Formen und Kernen mit verbesserten Aufbewahrungseigenschaf ten, wobei bereits die Bindemittel mit denen diese Formen und Kerne hergestellt werden, diese verbesserten Aufbewahrungseigenschaften aufweisen

- die Erzielung von Giessereistücken mit einem ausgezeichneten Oberflächenzustand, der die Massnahmen späterer Behandlungen insbesondere auf dem Gebiet der Putzarbeit erleichtert.

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Es versteht sich, dass die Erfindung sich keinesfalls auf die Ausführungsformen beschränkt, die im einzelnen in Betracht gezogen wurden. Sie umfasst im Gegensatz hierzu sämtliche Varianten.

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Claims (12)

1.) Mittel zur Erleichterung des Losens von Giessereirohlingen ., durch ,Entfernen der Giessereiformen und -kerne, die aus Silicate enthaltendem Sand bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass es zumindest teilweise aus zumindest einem nicht reduzierenden Polyol, d.h. einer organischen Verbindung mit Ausnahme eines Zuckers, die in ihrem Molekül zumindest zwei alkoholische Hydroxylgruppen enthält, besteht.

2.) Mittel zur Erleichterung des Lösens von Giessereirohlingen durch Entfernen der Giessereiformen und -kerne, die aus Silicate enthaltendem Sand bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass es zumindest teilweise aus zumindest einem der Verbindungen und Produkte der folgenden Gruppen besteht :

Glykole^ insbesondere Äthylen- und Propylenglykol und Polyglykole, insbesondere Polyäthylen- und Polypropylenglykole, Glycerin^

Alkohole mit 5 C-Atomen, insbesondere Pentaerythrit und Xylit, Alkohole mit 6 C-Atomen, insbesondere Sorbit, Mannit, Trimethylolpropan,

polyvinylische Alkohole,

hydrierte Glucosesirupe

sowie die Äther und Ester der vorstehenden Verbindungen und Produkte.

3.) Bindemittel fur Giessereiformen und -kerne, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Gemisch auf der Basis von Silicaten "nd zumindest einem der Mittel zur Erleichterung des Losens von Giessereirohlingen durch Entfernen der Giessereiformen und —kerne, die aus Silicate enthaltendem Sand bestehen, gemass einem der Ansprüche 1 und 2 besteht.

4.) Giessereiformen und -kerne und Massen, aus denen diese bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Basis Sand, Silicate und zumindest eines der Mittel zur Erleichterung des LSsens von Giessereirohlingen durch Entfernen der Giessereiformen und —kerne, die aus Silicate enthaltendem Sand bestehen, gemass einem der Ansprüche 1 und 2 enthalten.

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ORIGINAL INSPECTED

5.) Verfahren zur Erleichterung des Lösens von Giessereirohlingen durch Entfernen der Giessereiformen und —kerne, die aus Silicate enthaltendem Sand bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass man eine wirksame Menge von zumindest einem der Mittel zur Erleichterung des Lösens gema'ss einem der Ansprüche 1 und 2 den weiteren Bestandteilen der Formen und Kerne beimischt.

6.) Verwendung von nicht reduzierenden Polyolen, d.h. organischen Verbindungen mit Ausnahme von Zuckern, die in ihrem Molekül zumindest zwei alkoholische Hydroxylgruppen enthalten, als Mittel zur Erleichterung des Lösens von Giessereirohlingen durch Entfernen der Giessereiformen und -kerne, die aus Silicate enthaltendem Sand bestehen.

7.) Verwendung als Mittel zur Erleichterung des Lösens von Giessereirohlingen durch Entfernen der Giessereiformen und -kerne, die aus Silicate enthaltendem Sand bestehen, der Verbindungen und Produkte der folgenden Gruppen : Glykole, insbesondere Äthylen - und Propylenylglykol und PoIyglykole, insbesondere Polyäthylen- und Polypropylenglykole, ■ Glycerin,

Alkohole mit 5 C-Atomen, insbesondere Pentaerythrit und Xylit, Alkohole mit 6 C-Atomen, insbesondere Sorbit, Mannit und Trimethylolpropan,
polyvinylisehe Polyalkohole,
hydrierte Glucosesirupe
sowie Äther und Ester der genannten Verbindungen und Produkte.

8.) Verwendung der Verbindungen und Produkte gemSss einem der Ansprüche 6 und 7 für die Bildung von Bindemitteln auf der Basis von Silicaten für Giessereiformen und —kerne und für die Bildung von für die Herstellung dieser Formen und Kerne verwendeten Massen.

9·) Bindemittel gemSss Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es zumindest 3 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 100 Gew.-% eines Mittels zur Erleichterung des Lösens von Giessereirohlingen bezogen auf die Masse der Silicatlösung enthält.

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ΙΟ.) Giessereiformen und —kerne und diese bildende Massen gemäss Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie 1 bis

10 Gew.-% vorzugsweise 1,5 bis 6 Gew.—% eines Bindemittels gemä'ss einem der Ansprüche 3 und 9 in Bezug auf die Masse des Sandes enthalten.

11.) Verwendung hydrierter Glucosesirupe als Mittel zur Erleichterung des Losens von Giesserexrohlingen durch Entfernen der Giessereiformen und -kerne, die aus Silicate enthaltendem Sand bestehen^ fur die Herstellung von die Formen und Kerne bildenden Massen und für die Bildung von Bindemitteln, die in. deren Zusammensetzung enthalten sind.

12.) Verwendung von hydrierten Glucosesirupen, erhalten aus von der Stärkehydrolyse stammenden Glucosesirupen, mit einem D.E. von 5 bis 100, vorzugsweise von 25 bis 60, als Mittel zur Erleichterung für die Bildung von die Formen und Kerne bildenden Massen und für die Bildung von Bindemitteln, die in deren Zusammensetzung enthalten sind·

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