DE742525C - Bindemittel zum Herstellen von Giessereiformen und Kernen - Google Patents

Description

• Bindemittel zum Herstellen von Gießereiformen und Kernen Wie bekannt, werden als Form- und Kernsande für Gießereizwecke Gemische aus Ltnbildsamen Stoffen, bildsamen Tonen und Wasser verwendet. So werden für diese Zwecke z. B. Quarz, Sinterinagncsia, Kortind, gebrauchte Gießereisande (sog. Altsand) u. dgl. unbildsatne Stoffe finit Wasser und mehr oder weniger quellfäbigeit Tonen eingebunden. Besonders wichtig. ist bei derartigen Form- und Kerlsanelen, daß sie eine möglichst hohe Grün- und Trockenfestigkeit bei gleichzeitiger hoher Gasdurchlässigkeit und .geringem \\@ asserzusatz unterhalb der Klebgrenze unter Vern-eilduig möglichst geringer Anteilnicngcli an tonigeln Bindemittel aufweisen. Die.3c Forderungeit erfüllen im wesentlichen nur die lioc:hquellfäbigeil Dentonite und solchen ähnlichen Erden, also liocli(Iticllfahige sog. Bcntotlittotle.
• I.s ist ferner bekannt, für die Verstellung von Kernen für Stahl- tind I:isetigußrolire eine blasse Eins Schamotte und' kerainischrin Ton bzw. Kaollillttnll zu verwenden. Bezüglich des letzteren ist dabei auch schon \ urgeschlagen worden, ihn nicht in gemahlenem, tro'kkenem oder in Wasser aufgelöstem Zustande der Schamotte .beizugeben, sondern ihn zun iiclist durch die bekannten alkalischen und anderen l;lektr oljrtzlisätze 1n gießbaren Zustand überzuführen und erst in dieser Form mit dec Schamotte zusammenzubringen, um so eint gleichmäßigere Durchmischung ztt ermöglichen.
• Iss ist weiterhin bekannt, zum Herstellen von Formen und Kernen für Gießer cizwecke hassen zu verwenden, welche weder einen Zusatz an *Bentonitton noch einen Zusatz an keramischen "Ionen enthalten, sondern welche aus ()uarzsand, Leinöl, \latigan,tilierox#%-d, Glaubersalz, Firnis sowie Sikkativ bestehen und denen zur Verseiftnig der Ü1-, - Firnis-und Sikkativstolfe Kaliunicarbonat beigegeben ist, oder welche aus Quarzsand, hydraulischem Kalk und \\'asscrt-las sowie Zusätzen von geliischtein Kalle, \\@ismuti@cil.@, Glaubersalz, Kali ulid \@'assc:- bestehen.
• Ferner ist es auch bekannt, Einbettungsmas#en aus Izerauiisclien,.beim ].>rennen erhärtenden Stoffen. wie Toll, Kaolin. Lehm. 1-lausit u. dgl., ferner Verbindungen, welche mit Phosphorsäureionen unter Bildung eines bei gewöhnlicher Temperatur erhärtenden I'ho:phates reagieren, wie Otvcie, Hydroty-cle, Phosphate. Carhonate. Acetate. Formiate u. dgl. der l:rdallcalien, des Aluminiums, Eisens, Kupfers, Zinks und Kadmiums, sowie praktisch all:alifreien Stoffen, welche -in Gegenwart eines Lösungsmittels Phosphor= #aureionen ergeben, wie Phosphorsäure, lösliehe Salze derselben u. dz'., herzustellen.
• Alle diese bekannten Vorschläge sehen also entweder überhaupt keine Alkalizusätze vor oder empfehlen sogar ausdrücklich die Alkalifreiheit der Mischungsbestandteile oder verwenden Mkaliverbindungen nur als Elektrolytzusätze von öligen u. dgl. Bestandteilen nichttonhaltiger 'lassen. -.\nderseits ist aber auch bekannt, daß man die Quellfähigkeit von Bentonittonen durch einen Zusatz wasserlöslicher Verbindungender Alkalien. wie z. B. Hydroxyde, Carbonate, Chloride. Sulfate, Phosphate und ähnlichen, wesentlich steigern kann. Auf diese Weise hat man Bentonittone mit einer dem Ausgangston gegenüber z. B. um das sechs- bis achtmal größeren Quellfähigkeit herstellen können, so daß bereits ein Zusatz weniger Prozente solchen Tones zu unplastischenMasseil eine innige Einbindung ermöglichte, wie z. B. bei Formsandmassen im Gießereiwesen.
• Gemäß,der Erfindung wurde nun die überraschende Feststellung gemacht, daß durch einen solchen Zusatz wasserlöslicher Verbindungen der Alkalien, wie z. B. Hydroxyde, Carbonate, Chloride, Sulfate, Phosphate und ähnlichen, zum Bentonitton zunächst zwar sowohl dessen Quellfähigkeit als auch die Scherfestigkeit des Gießeneisandes erhöht wird, da,ß darüber hinaus nach Erreichung der höchsten Ouellfähigkeit aber bei weiterer Steigerung der Zusätze all solchen wasserlöslichen Verbindungen der Alkalien nur noch die Scherfestigkeit gesteigert wird, die Quellfähigkeit dagegen abnimmt. Unter Ausnutzung dessen kann malt daher gemäß der Erfindung ein aus mit Wasser angemachten Bentonittonen bestellendes Bindemittel zum Herstellen voll Gicbereiformcn und Kernen, das besonders grolle Festigkeit erzielen läßt und damit den eingangs erwähnten, an Form- und Kernsande zu stellenden Anforderungen in besonders vorteilhafter Weise gerecht wird, da-durch schalen, daßman dem Bentonitton über die zur 1?rrcichung der höchsten Quellf@iliigkeit etwa zugefügten Mengen hinaus einige Hundertteile einer oder mehrerer wasserlöslicher Verbindungen der Alkalien, wie z. B. I-ydroxyde, Carbonate, Chloride, Stil-Mine solche Steigerung der Festigkeit tritt bei allen so behandelten Bentonittonen, also sowohl ausländischen als auch inländischen Lentonittonen auf_. welche man bisher allenfalls nur in ihrer Quellfähigkeit zu steigern versucht hat und welche gemäß der Erfindung nunmehr auch noch darüber hinaus. und zwar leinsichtlich der damit erzielbaren hesti;keiten, verbessert werden können.
• Der Zusatz, der wasserlöslichen Verbindungen der Alkalieil kann z. B. in der Weise erfolgen, daß sie entweder nach der Troclcnullg der Dentonittone bei deren 'Iahten in fester Form zugegeben oder erst im Gießereibetrieb während der Vermischung des Bentonittones finit dem Sand, Korund, SinterinagneSia,Altsand oder sonstigen unbildsamen Stot'feti zugefügt oder z. B. in Wasser gelöst zugesetzt werden, sei es gemeinsam mit oder nach Zugabe der zur Erreichung der höchsten Quellfähigkcit etwa zugefügten «Mengen hinaus.
• Die Zusatzmengen der wasserlösliclicii \'crbindungen der Alkalien können in verhältnismäßig -,veiten Grenzen' schwanken und richten sich insbesondere nach der Art und etwaigen Kombination der verwendeten Alkaliverbindungen und sonstigen Bestandteile. insbesondere der jeweils verwendeten Brntonittone sowie der jeweils angestrebtem Festigkeitssteigerung, wofür die betreffenden Optimalwerte durch '':leine Vorversuche jeweils leicht ermittelt werden können.
• Welche überraschenden Vorteile hinsieht-'ich der Festigkeitssteigerung gemäß der vorliegenden Erfindung möglich sind, zeigen die in den beiliegenden Abb. i bis 3 gegebenen Kurvenbilder. Im einzelnen veranschaulicht dabei Abb. i die Abhängigkeit der Scherfestigi:eit trockenvonGießereisandmischungen mit 60;o Bentonit und 60;o Wasser sowie der Quellfähigkeit eines natürlichen Ca-Bentonites vom Zusatz wasserlöslicher Verbindungen der Alkalien und Abb. z die entsprechende Abhängigkeit der Scherfestigkeit trocken voll Gießereisandmischungen mit ebenfalls Gote Bentonit und 6% Wasser, jedoch einem allderen als \Taturerzeugnis jeweils etwas verschieden anfallenden Ausgangsbentanit, sowie der Qucllfälligkeit dieses natürlichen Ca-Bentonites vom Zusatz wasserlöslicher Verbindungen der Alkalien, während Abb.3 die Abhängigkeit der Scherfestigkeit trocken voll Gießereisandinischungen mit ebenfalls 64i5 rentonit und 60;'o Wasser sowie der Quellfäliigkeit eines natürlichen norc1ameril:ai@-schen Na-Bentonites vom Zusatz wasserlöslicher Verbindungen der Alkalien veranschaulicht. In allen gegebenen Kurvenbildern bedeutet <Maliei a die Menge des Zusatzes wasserwichtsprozenten. auf t oo g Bcntonit berechnet, b die Duellfähigkeit (Enslinwert) in Gramm auf-enommenen U'assers ie ioo - bei i io° .getrockneten Bentonits und c dieScherfestigkeit in g,lcm= der -, Stunden hei r50= getrock-»eten Mischungen.
• Wie aus den _1bb. i und 2 licrvorgeht, steigt zunächst finit wachsendem Alkalisalzzusatz sowohl. die Scherfestigkeit trocken als auch die Quellfähigkeit des natürlichen Ca-Bentnnits, bis je nach dessen.jeweiliger Herkunft und Beschaffenheit ein Maximum der (')uellf'ihigkeit (in den dargestellten Fällen bei etwa 60'o bzw. bei etwa ,10/1o. Alkalisalzzusatz) erreicht ist. Bei weiterem Alkalisalzzusatz zeigt dann nur noch die Scherfestigkeit trokken eine steigende \ eigung, während -die t,)uellfähigkeit absinkt.
• Sinngemäß das gleiche geht aus Abb.3 für natürlichen nordamerikanischen \a-Bentonit hervor, indem bei Zusatz von z. B. Natriumsulfat oder \atriumchlorid dessenQuellfäliigkeit sofort absinkt, die Scherfestigkqit trocken dagegen eine steigende Neigtuig zeigt und auch bei eiüern Zusatz von \Tatriumcarbonat eine solche, und zwar ein ausgesprochenem Maße, auftritt, während die Duellfähigkeit zunächst allerdings auch noch eine geringe Steigerung erfährt, um dann auch in diesem Falle nicht mehr zuzunehmen. Es lassen sich also in allen Fällen durch den Zusatz einiger Hundertteile einer oder mehrerer wasserlöslicher Verbindungen der A llcalicn zum Bcntonitton über die zur Erzielung clcr-liöclisten Quellfäliigkcit etwa zulrfiigteli N-lengen hinaus beachtliche Steigerungen cler Scherfestigkeit trocken und damit für die Herstellung von Gießer eiformen und hei-ncti die vorerwälinten, hiermit verbundenen Vorteile erzielen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCII: Bindemittel zum Herstellen von Gie-Lereiformen und Kernen, das aus mit Wasser angemachten Bentonittonen besteht,. gekennzeichnet durch den Zusatz eieiiger Hundertteile einer oder mehrerer wasserlöslicher Verbindungen der Alkalien, wie z. B. H#,#droxy#de, Carbonate, Chloride, Sulfate, Phosphate und ähnlichen, zum Bentonitton über die zur Erreichung der höchsten Quellfähigkeit etwa zugefügten Mengen hinaus. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren 'keine Druckschriften in Betracht gezogen worden.