DK172825B1 - Fremgangsmåde til fremstilling af partikler belagt med et lag af vandglas og af emner omfattende sådanne belagte partikler. - Google Patents

Description

i DK 172825 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til fremstilling af partikler belagt med et lag af vandglas og en fremgangsmåde til fremstilling af emner omfattende sådanne belagte 5 partikler. Opfindelsen angår endvidere sådanne partikler og emner, der kan opnås ved fremgangsmåderne .

Ved støbning af metal- og plastgenstande anvendes der forme og kerner af forskellige ma-10 terialer. Den foreliggende opfindelse tager sit udgangspunkt i sådanne tilfælde, hvor hovedbe-standdelen af materialet i formene eller kernerne udgøres af faste partikler såsom sand.

Til at sammenbinde de faste partikler er 15 der blevet anvendt forskellige typer bindemidler. Sådanne bindemidler kan enten være af en organisk eller uorganisk natur. Organiske bindemidler er sædvanligvis phenolbaserede og foretrækkes i vid udstrækning af jern- og metalstø-20 berierne. Phenolbaserede bindemidler er imidlertid miljømæssigt uheldige, da der ved opvarmning af phenolbaserede bindemidler under støbningen sker pyrolyse, hvorved der blandt andet afgives CO og polyaromatiske hydrocarboner 25 (PAH). Endvidere fremkommer der efter støbningen sand, der er forurenet med toxiske organiske forbindelser. Alene fra den europæiske jern- og metalstøberiindustri fremkommer der hvert år 7.000.000 tons forurenet sand.

30 Der er følgelig blevet foretaget omfattende forskning for at tilvejebringe uorganiske binde-midler. Anvendelsen af vandglas som bindemiddel er blevet foreslået, men hidtil har anvendelsen af vandglas som bindemiddel ikke fundet udbredt 35 anvendelse inden for jern- og metalstøbeindu- w w DK 172825 B1 2 strien.

Vandglas som bindemiddel blev første gang anvendt til at sammenbinde sand i støberier omkring 1920. Ved denne fremgangsmåde blandes 5 sand og en vandig opløsning af vandglas, hvorefter denne blanding fyldes i en form og hærdes ved afdampning af vandet. Denne fremgangsmåde blev væsentligt forbedret omkring 1950 med udviklingen af C02-processen. Herved ledes C02-10 gas gennem den våde blanding af sand og vandglas, med henblik på at hærde bindemidlet.

Kerner eller forme opnået ved C02-processen er relativ porøse og styrken er svag.

i slutningen af 1960'erne blev der udviklet 15 selvhærdende bindemiddelsystemer. Hærdningen sker ved tilsætning af en organisk ester, til den våde blanding af sand og vandglas inden fyldning i en form.

I slutningen af 1970'erne blev der udviklet 20 en tørringshærdningsproces, hvor energi fra varm luft, varm form eller mikrobølger bevirker hærdning af vandglasbindemidlet.

I starten af 1990'erne blev der af nærværende opfinder udviklet en hærdningsfremgangs-25 måde, hvor der blev gjort brug af indblæsning af varm luft i en ventileret form under anvendelse af en tretrins-temperaturcyclus. Se miljøprojekt nr. 189, Miljøstyrelsen.

Alle de ovenfor nævnte fremgangsmåder, 30 hvori der anvendes vandglas som bindemiddel besidder imidlertid den ulempe, at strømnings-egenskaberne af blandingen af sand, vandglas og vand er forholdsvis dårlige under fyldningen af formen. Dette bevirker, at blandingen vil have 35 en tendens til ikke at strømme ud i alle hul- } « i DK 172825 B1 3 rummene af formen. De kendte processer, hvori der anvendes vandglas, er således begrænset til anvendelse i forbindelse med forme, som ikke udviser en detaljeret overflade.

5 Finsk fremlæggelsesskrift nr. 89.565 angår en fremgangsmåde til belægning af form- eller kernesand med et bindemiddel. Fremgangsmåden omfatter, at et krystallinsk alkalisilicatsalt, såsom Na2 Si03 5 H20 eller Na2Si03 · 9 H20, 10 varmes op over dets smeltepunkt, hvorefter smelten tilsættes sand under omrøring. Ved afkøling af blandingen vil alkalisilicatsaltet med krystalvand omkrystalliseres på overfladen af sandkornene. Denne kendte fremgangsmåde har 15 den ulempe, at der forbruges relativt meget energi til opvarmning af alkalisilicatsalt med krystalvand, omrøring af blandingen samt afkøling heraf. Endvidere er denne kendte fremgangsmåde teknisk kompliceret, da der indgår 20 mange enkeltoperationer, hvilket ud fra et industrielt synspunkt gør den mindre tiltalende.

Det er følgelig et formål med den foreliggende opfindelse, at tilvejebringe en fremgangsmåde til fremstilling af et letstrømmende 25 produkt på en teknisk enkel og energiøkonomisk måde, hvilket produkt kan anvendes til fyldning af forme med en detaljeret overflade. Det er endvidere formålet at tilvejebringe en fremgangsmåde til fremstilling af et emne omfattende 30 et sådant letstrømmende produkt, hvilket emne kan tilvejebringes med en detaljerig ydre udformning.

Følgelig angår den foreliggende opfindelse en fremgangsmåde til fremstilling af partikler 35 belagt med et lag af vandglas, hvilken frem- DK 172825 B1 4 gangsmåde er ejendommelig ved, at man (a) tilvejebringer en blanding indeholdende partikler der skal belægges, vand og 0,1 -5 vægt% vandglas, beregnet på basis af 5 vægten af partiklerne, hvori vandglasset foreligger i opløst form, og (b) omrører blandingen mekanisk, eventuelt under tilførsel af varme fra en ekstern varmekilde og tillader vandet at fordampe 10 herfra, indtil mindst så meget af vandet er fordampet fra blandingen, at den ikke længere er klæbende.

Opfindelsen angår endvidere partikler omgivet med en i det væsentlige ubrudt belægning 15 af vandglas, som er opnåelige ved denne fremgangsmåde .

Ved betegnelsen "vandglas" skal der i nærværende beskrivelse med krav forstås natriumeller kaliumsilicater. Natrium- eller kaliumkom-20 ponenten (M2<0, M Na eller K) kan forekomme i varierende mængder i forhold til silicatkompo-nenten (Si02). Forholdet Si02/M20 betegnes vægtmodulet. Et vandglas med lavt vægtmodul er let opløselig i vand og stærk basisk på grund af 2 5 et højt indhold af den basiske komponent M20.

Tilsvarende besidder et vandglas med højt vægt-modul, en mindre basisk karakter og en mindre vandopløselighed. Ved nærværende opfindelse foretrækkes det at anvende vandglas med et 30 vægtmodul mellem 0,5 og 4, især mellem 1,8 og 3,5. Endvidere foretrækkes det at M * Na.

For vandglas med et vægtmodul på indtil ca.

3,0 er det muligt at opløse dette umiddelbart ved kontakt med vand ved stuetemperatur inden 35 for en overskuelig tidsperiode, f.eks. inden for '1 DK 172825 B1 5 10 min. For vandglas med vægtmodul over ca. 3,0, f.eks. modul 3,0 til 3,5, er det hensigtsmæssigt at foropløse det faste vandglas med vand med en temperatur på indtil 100°C, eller at opvarme 5 partiklerne til en temperatur på indtil 100°C, fortrinsvis 80 - 90 °C, inden tilsætning af vand og vandglas for at sikre en i det væsentlige fuldstændig opløsning af vandglasset.

Partiklerne, der skal belægges med et lag 10 af vandglas kan være ethvert materiale som vandglas kan binde sig til.

Eksempler på sådanne materialer er metalliske materialer og keramiske materialer. Eksempler på anvendelige metalliske materialer om-15 fatter aluminium, kobber, jern, wolfram, chrom, vanadium og mangan. Eksempler på keramiske materialer er Si02 (kvartssand), Ti02, Zr02, A1203, CaO og MgO.

Størrelsen og størrelsesfordeling af par-20 tikleme er ikke væsentlig for fremstillingen af de belagte partikler ifølge opfindelsen. Til brug i form- og kernekasser foretrækkes det i almindelighed at anvende partikler med en størrelse på fra 0,05 mm til 2,0 mm, især fra 0,10 25 til 0,60 mm. De valgte partikler kan have en bred eller en smal partikelstørrelses fordeling eller partikelmassen kan udgøres af såkaldte dobbeltsigtede partikler (dobbeltsigtet sand), hvori der optræder to toppunkter på kornkurven.

3 0 Mængden af vand i blandingen i trin (a) afhænger af flere faktorer, såsom den specifikke overflade, porøsiteten og den elektrostatiske natur af partiklerne, men er fortrinsvis mindst 0,1 vægt%, beregnet på vægten af partikler, der 35 skal belægges. Der vælges typisk en mængde på 1 DK 172825 B1 6 - 3 vægt% for at sikre en tilstrækkelig fugtning af partiklerne. Mængden af vand overstiger fortrinsvis ikke 5 vægt%, da en tilsætning af vand ud over denne mængde ikke bidrager yderii-5 gere til fugtningen af overfladen af partiklerne, der skal belægges.

Mængden af vandglas i blandingen omfattende partikler, der skal belægges, vand og vandglas afhænger af faktorer såsom den ønskede tykkelse 10 af belægningen og den specifikke overflade af partiklerne, der skal belægges. Der kan ifølge opfindelsen anvendes 0,1 - 5 vægt% vandglas, beregnet på basis af vægten af partiklerne. Det foretrækkes i almindelighed at anvende 1-3 15 vægt%.

Blandingen i trin (a) tilvejebringes fortrinsvis ved at man: (al) sammenblander vand og partikler, der skal belægges, 20 (a2) omrører denne blanding således, at vandet fordeles jævnt i partikelmassen (a3) tilsætter 0,1-5 vægt% vandglas til denne blanding, og (a4) fortsætter omrøringen til vandglasset er 25 jævnt fordelt og opløst.

I trin (a 2) sættes vandglasset fortrinsvis til blandingen i fast form, idet det foretrækkes at anvende partikelformig fast vandglas fremstillet ved forstøvningstørring.

3 0 Det har vist sig hensigtsmæssigt at fore tage en omrøring under hele forløbet af fremstillingen af partiklerne belagt med et lag af vandglas. Denne omrøring foregår mekanisk, fortrinsvis under anvendelse af roterende vin-35 ger. Omrøringshastigheden er afpasset således, '1 r DK 172825 B1 7 at det sikres, at der ikke dannes hærdede klumper af partikler, der efterfølgende må knuses.

Da klæbetendensen af blandingen, under fordampningen af vandet herfra, stiger kraftigt, 5 har det vist sig hensigtsmæssigt at anvende en beholder af plast til blandingen, hvortil vandglasset har ringe tendens til at klæbe. Omrøringen foretages fortrinsvis med en sådan intensitet at blandingen varmes op således at vandet 10 fordamper. Om ønsket kan der, for at forøge fordampningshastigheden, tilføres varme fra en ydre kilde og/eller foretages fordampning under vacuum. Om ønsket kan de anvendte partikler være forvarmede inden blandingen med vand og vand-15 glas. Dette er særlig fordelagtigt, hvis det anvendte vandglas er tungt opløselig, dvs. besidder et vægmodul fra 3,0 til 4,0, hvor det foretrækkes at opvarme partiklerne til en temperatur på indtil 100°C, fortrinsvis 80 - 90°C, 20 inden partiklerne blandes med vand og vandglas.

Det må påses under blandingen, at der ikke foreligger klumper af enten sand eller vandglas inden væsentlig afdampning af vandet tillades.

Under afdampningen af vandet fra blandingen 25 stiger viskositeten heraf og blandingen bliver efter en tid klæbrig, hvorved partiklerne får en tendens til dels at klæbe til hinanden, dels at klæbe til det anvendte apparatur. Omrøringen må tilpasses denne klæbetendens, således at der 30 forhindres en for kraftig indbyrdes binding af partiklerne til hinanden. Når vandindholdet i laget af vandglas er faldet til under det laveste niveau, hvor binding er mulig mellem partiklerne, falder viskositeten igen. Omrøringen 35 fortsættes sædvanligvis til al vandet er for- DK 172825 B1 8 dampet, og de tørre partikler belagt med et lag af vandglas foreligger, men de fugtige og ikke klæbende belagte partikler kan udtages på et tidligere tidspunkt med henblik på umiddelbar 5 efterfølgende videre forarbejdning. Det har uventet vist sig at sådanne med vandglas belagte partikler udviser fremragende strømningsegenskaber, både i tør form og i let fugtig, men ikke klæbende, form.

10 Det antages, at disse strømningsegenskaber opnås, både som følge af, at belægningen af vandglas er glat og hård, og som følge af at de belagte partikler under tørringen udøver en påvirkning på hverandre således, at de fremkomne 15 belagte partikler har en mere afrundet form i forhold til de ubelagte partikler.

Partiklerne opnåelige ved fremgangsmåden anført ovenfor, kan ifølge opfindelsen videre-forarbejdes til et emne ved en fremgangsmåde, 20 der er ejendommelig ved at man: (c) tilvejebringer partiklerne belagt med vandglas i en form, (d) drager omsorg for at vand til aktivering af vandglas er til stede i 25 partikelmassen, og (e) hærder de med vandglas belagte partikler i formen til et emne ved tilførsel af energi fra en kilde herfor.

Ved betegnelsen "form" skal der i nærværen-30 de beskrivelse med krav blandt andet forstås formkasser og kernekasser til fremstilling af henholdsvis forme til brug ved jern- og metal-støbning eller sprøjtestøbning af plast og kerner til brug ved jern- og metalstøbning.

35 Endvidere skal der forstås modeller, hvoraf der i DK 172825 B1 9 ønskes afstøbninger, således at der opnås et emne med en ydre negativ overflade, der modsvarer overfladen af den positive model.

Partiklerne belagt med vandglas kan til-5 vejebringes i formen på en vilkårlig valgt måde.

Ved en første foretrukken udførelsesform fyldes partiklerne løst i en form, hvorefter formen vibreres let for at opnå en fyldning af alle hulrum af formen, og for at opnå en tæt og 10 homogen pakning. Ved en sådan vibrering, vil de mindre partikler søge ud mod overfladen af partikelmassen og herved øge tætheden af emnets overflade. Efter vibrering af de løst ifyldte partikler kan der eventuelt efter-vibreres under 15 påvirkning af partiklerne med et egnet tryk med for eksempel et lod for at fremme en tættere pakning af partiklerne.

Ved en anden foretrukken udførelsesform tilvejebringes partiklerne belagt med vandglas i 20 formen ved at partiklerne, båret af en luftstrøm, blæses ind i formen. Bæreluftstrømmen undslipper gennem ventiler i formen, og partiklerne vil blive pakket i formen under indflydelse af trykket af luftstrømmen.

25 Ved endnu en foretrukken udførelsesform kan partiklerne belagt med vandglas tilvejebringes i formen ved at partiklerne ekstruderes ind i formen ved en proces betegnet "impact moulding".

Ved denne proces stødes partiklerne ind i formen 30 under påvirkning af et stort tryk, der f.eks. kan udøves af pludselig frigivet trykluft.

Ved tilstedeværelse af vand i partikelmassen og ved tilførsel af energi fra en kilde herfor, vil vandglasset aktiveres således, at 35 der dannes et sammenhængende emne. Der må derfor DK 172825 B1 10 drages omsorg for, at der er vand til aktivering af vandglasset til stede i partikelmassen. Dette vand kan f.eks. være til stede som krystalvand, tilføres som vanddamp eller de anvendte partik-5 ler kan være opfugtet med en mindre mængde vand inden fyldningen af formen, f.eks. fra 0,1 til 0,7 vægt% vand, fortrinsvis ca. 0,3 vægt%. Energikilden for hærdningen kan for eksempel være en kilde for mikrobølger eller højfrekvente bølger, 10 varm luft, konvektionsvarme eller damp.

Ved en første foretrukken udførelsesform, ledes damp gennem partiklerne belagt med vandglas tilvejebragt i en form for at aktivere vandglaslaget. Herefter tilføres trykluft ved en 15 temperatur på 160 - 200°C for at bevirke en yderligere opvarmning af de belagte partikler og en begyndende fordampning af vandet. Herefter sænkes temperaturen til 80 - 160 °C for at fjerne vandet fra det fremstillede emne. Eventuelt kan 20 der slutteligt anvendes en tryklufttemperatur på 0 - 80eC for at bevirke afkøling af emnet og formen. Under befugtningen af de med vandglas belagte partikler i formen med damp, må det påses, at der opfugtes i det væsentlige homogent 25 i alle områder af formen uden af vandglasset skylles af partiklerne.

Ved en variant af denne udførelsesform anvendes der partikler belagt med vandglas, som er fugtet med indtil 0,7 vægt% vand i stedet for 30 damp til opfugtning af de belagte partikler.

Trykket af trykluften og varigheden af de for-; skellige temperaturperioder varierer i afhængig hed af mængden af vand anvendt til opfugtning, størrelsen af emnet, mængden af anvendt vandglas 35 med videre, og sådanne perioder kan bestemmes af m DK 172825 B1 11 fagmanden på området ved rutineforsøg. En typisk fordeling af længden af de forskellige temperaturer ved fremstilling af et emne på 10 kg, hvor partiklerne er kvartssand med en middelkornstør-5 relse på 0,30 mm belagt med en vandglasmængde på 0,8 vægt% (modul 2,0) og opfugtet med en vandmængde på 1 vægt% er følgende for et lufttryk på 700 kPa: 10 sekunder trykluft ved en temperatur på 160 - 200°C, 30 sekunder ved en temperatur på 10 80 - 160°C, og 20 sekunder ved stuetemperatur.

Ved ændringen af temperaturen har det vist sig fordelagtigt at opretholde samme tryk for at undgå brud af emnet.

Ved en anden foretrukken udførelsesform 15 hærdes partiklerne belagt med vandglas ved hjælp af mikrobølger eller højfrekvente bølger. Det nødvendige vand til aktivering af vandglasset kan være til stede som krystalvand i vandglaslaget, kan tilføres ved at anvende fugtige partik-20 ler med et vandindhold på 0,1 til 0,7% eller kan tilvejebringes ved tilførsel af vanddamp. Med hensyn til sidstnævnte mulighed har det vist sig muligt at opnå hærdning af et emne ved at anbringe en form indeholdende partikler belagt med 25 vandglas i en mikrobølgeovn, hvor indfyldnings-åbningen af formen vender mod et vædet trækpapir.

En tredje foretrukken udførelsesform er at anvende forme som tilføres varme ved konvektion, 30 f.eks. ved anbringelse af formene i en ovn, ved anbringelse af formene på en varmeplade eller ved anvendelse af en form med varmekappe.

Uanset hvilken af de nævnte tre udførelsesformer, der anvendes til hærdning af et emne 35 opnås der et emne omfattende et større antal DK 172825 B1 12 partikler som er knyttet sammen ved hjælp af laget af vandglas. Det har overraskende vist sig, at det er muligt at fremstille emner, som ikke svinder væsentlig under hærdningen, således 5 at der opnås et i det væsentlige fuldstændigt nøjagtigt aftryk af formen. Denne egenskab er særlig fordelagtig, når der skal foretages aftryk af en model med henblik på at fremstille et emne, der kan anvendes som form for frem-10 stillingen af i det væsentlige identiske kopier af modeller.

Det er endvidere muligt at fremstille et emne, der er et aftryk af en model, hvor aftrykkets størrelse enten er større eller mindre 15 end modellens overflade ved at regulere temperaturen af modellen. Denne egenskab kan med fordel udnyttes, hvis modellen, der skal kopieres er en sliddel, hvor det ønskes at opnå en over størrelseskopi .

20 Hvis emnet påtænkes anvendt i forbindelse med jern- og metalstøbning, er de anvendte partikler fortrinsvis kvartssand. Hvis det fremstillede emne er en kerne og denne kerne skal fjernes efter metalstøbeprocessen, så 25 anvendes der hensigtsmæssigt vandglas med et lavt modul, dvs. indtil modul 3,0, da kernen så er let at skylle ud med vand efter støbningen.

Hvis det fremstillede emne påtænkes anvendt som formværktøj, anvendes der hensigtsmæssigt 30 partikler af metal. Ønskes der en ringere opløselighed af formværktøjet i vand anvendes der hensigtsmæssigt en tungt opløselig vandglas, dvs. et vandglas med et modul på 3,0 - 3,5.

Formværktøjet kan eksempelvis anvendes til 35 plastsprøjtestøbning, eventuelt efter en over- i i i i DK 172825 B1 13 fladebehandling heraf.

Det har vist sig, at et emne fremstillet af metalpartikler belagt med vandglas, ikke kan lede strøm, hvilket er en indikation af belæg-5 ningens fuldstændighed omkring partiklerne.

Eksempel 1

Fremstilling af kvartssand belagt med vandalas med lavt vægtmodul.

10 3,0 kg kvartssand med en middelkornstørrel se på 0,26 mm blev afvej et og anbragt i en cylindrisk plastbeholder med en diameter på 200 mm og en højde på 190 mm. Plastbeholderen blev forsynet med en omrører omfattende en central 15 akse hvorfra der udstrækker sig fire vinger.

Længden af vingerne er 95 mm. Omrøreren blev startet og indstillet til en omdrejningshastighed på 450 omdrejninger per minut.

Under omrøring blev der sat 60 ml vand 20 langsomt til kvartssandet og der blev blandet i ca. 1 min for at fordele vandet i kvartssandet.

Herefter blev der til blandingen af kvartssand og vand sat 60 g fast vandglas med et vægtmodul på 2,0. Der blev iagttaget en praktisk taget 25 øjeblikkelig opløsning af vandglasset.

Omrøringen blev fortsat i ca. 60 minutter, som kan inddeles i tre perioder.

Periode 1: 0 - 30 minutter efter tilsætning af vandglas opvarmes blandingen af den mekaniske 30 energi som tilføres fra omrøreren og vand tillades frit at dampe af;

Periode 2: 30 - 45 minutter efter tilsætning af vandglas er fordampningen af vandet så fremskreden at vandglasset begynder at blive 35 klæbrigt og der iagttages en tendens til dannel- DK 172825 B1 14 se af løstsammenhængende agglomerater. Mod slutningen af intervallet aftager klæbrigheden igen for blandingen da mængden af vandet i blandingen falder til under laveste bindeniveau 5 og agglomerateme slås i stykker af omrøringen.

Vandindholdet af blandingen er ca. 0,7 vægt% ved afslutningen af denne periode;

Periode 3: 45 - 60 minutter efter tilsætning af vandglas sker der en fordampning af den 10 tilbageværende frie mængde vand, hvorefter der indvindes kvartssand belagt med vandglas. Temperaturen af det opnåede produkt er ca. 60°C.

Det opnåede produkt iagttages i mikroskop at have en jævn og glat belægning af vandglas, 15 hvilket antages at være årsagen til den iagttagne letstrømmende egenskab.

Hvis det ikke er nødvendig med en høj lagerstabilitet kan produktet tages efter afslutningen af periode 2 og anvendes direkte i 20 den yderligere forarbejdning.

Eksempel 2.

Fremstilling af iernpulver belagt med vandglas med lavt vægtmodul.

25 Der blev gået frem som anført i eksempel 1, idet der blev anvendt 6,0 kg jernpulver med en middel kornstørrelse på 0,10 mm i stedet for Kvartssand, og idet der blev anvendt 180 ml vand og 180 g fast vandglas med et vægtmodul på 2,0.

30 Der blev opnået et letstrømmende produkt af jernpartikler belagt med vandglas.

'1 DK 172825 B1 15

Eksempel 3

Fremgangsmåde til 1 industriel_skala_at fremstille kvartssand belagt med vandglas med lavt væqtmodul.

5 En vandretliggende stationær tromle med en længde på 1500 mm og en diameter på 900 mm, forsynet med en roterbar aksel påsat 4 sæt blande-vinger, blev startet og indstillet til en omdrejningshastighed på 130 omdrejninger per 10 minut. Herefter blev der tilført 200 kg kvartssand med en middelkornstørrelse på 0,2 6 mm og efterfølgende 4,01 vand under fortsat omrøring.

Efter ca. ét minut blev der tilsat 4 kg vandglas med et vægmodul på 2,0 og omrøringen blev fort-15 sat i 75 minutter medens vand blev tilladt frit at dampe af, til opnåelse af kvartssand belagt med vandglas af samme type som opnået ifølge eksempel 1.

20 Eksempel 4.

Fremgangsmåde til fremstilling af kvarts-sand belagt med vandglas med højt vaeat-modul.

3,0 kg Kvartssand med en middelkornstørrel-25 se på 0,26 mm blev opvarmet til en temperatur på ca. 90eC og anbragt i beholderen beskrevet i eksempel 1 og forsynet med den ligeledes deri beskrevne omrører, hvorefter omrøreren startes og indstilles til en omdrejningshastighed på 450 30 omdrejninger per minut. 90 ml Vand sættes til sandet og der omrøres i 15 - 30 sekunder, hvorefter 60 g vandglas med et vægtmodul på 3,0 sættes til. Vandglasset opløses praktisk taget øjeblikkeligt.

DK 172825 B1 16

Omrøringen fortsættes i ca. 45 minutter alt imens vandet tillades frit at dampe af. De samme perioder som beskrevet i eksempel 1 gennemløbes, med den forskel at periode 1 sædvan-5 ligvis er 0 - 15 minutter, og at der indtræder en større klæbetendens i periode 2.

Det opnåede kvartssand belagt med vandglas med højt vægtmodul besidder gode strømnings-egenskaber.

10

Eksempel 5.

Fremstilling af emne omfattende kvartssand belagt med vandglas.

Kvartssand belagt med vandglas, fremstillet 15 ifølge eksempel 1, blev løst fyldt i en form med et volumen på ca 4 liter (svarende til en sandvægt på ca. 2200 g), hvorefter formen med det belagte sand blev vibreret med fri overflade i 3 minutter ved 2900 vibrationer per minut. Dimen-20 sionen af overfladen var 250 mm x 280 mm. Overfladen af det belagte sand blev planeret med rakel og et lod af aluminium dækkende hele overfladen og med en vægt på 5,0kg blev anbragt derpå. Herefter blev der vibreret i yderligere 2 25 minutter, hvorefter loddet blev taget af. En vandsugende fiberdug blev lagt over overfladen af sandet og fiberdugen blev vædet med 40 g vand. Loddet blev anbragt på filterdugen og en varmeplade blev anbragt på loddet. Det blev 30 sikret, at det fordampede vand ikke undveg i væsentlig grad, men i det væsentlige blev fordelt i sandet.

Loddet blev i løbet af 1 time opvarmet til 175°C, hvorved vandet i filterdugen fordampede 35 og opfugtede og aktiverede vandglaslaget. Tem- i DK 172825 B1 17 peraturen af formen ved afslutningen af opvarmningen er ca. 90°C. Herefter fjernes varmeplade, lod og filterdug.

Formen blev herefter opvarmet til 150“C i 5 løbet af M time og denne temperatur blev opretholdt i yderligere en time. Herefter tillades formen indeholdende det fremstillede emne frivilligt at afkøle til stuetemperatur.

10 Eksempel 6

Fremstilling af emne omfattende iernpulver belagt med vandglas.

Jernpulver belagt med vandglas, fremstillet ifølge eksempel 2, blev oparbejdet til et emne 15 ved anvendelse af samme metode som anført i eksempel 5. Det opnåede emne var ikke elektrisk ledende, hvilket indikerer fuldstændigheden af vandglasbelægningen omkring jernpulveret.

Claims (20)

1. Fremgangsmåde til fremstilling af partikler belagt med et lag af vandglas, kendetegnet ved, at man 5 (a) tilvejebringer en blanding indeholdende partikler der skal belægges, vand og 0,1 -5 vægt% vandglas, beregnet på basis af vægten af partiklerne, hvori vandglasset foreligger i opløst form, og 10 (b) omrører blandingen mekanisk, eventuelt under tilførsel af varme fra en ekstern varmekilde og tillader vandet at fordampe herfra, indtil mindst så meget af vandet er fordampet fra blandingen, at den ikke 15 længere er klæbende.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kende -tegnet ved, at energien til fordampningen af vandet hovedsageligt stammer fra den mekaniske omrøring.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at mængden af vand i trin (a) andrager 0,1 til 5 vægt%, især 1 til 3 vægt%, beregnet på basis af vægten af partiklerne .

4. Fremgangsmåde ifølge krav 1 - 3, k e n - -= detegnet ved, at blandingen i trin (a) tilvejebringes ved at man: {al) sammenblander partikler der skal belægges og vand, 30 (a2) omrører denne blanding således at vandet fordeles jævnt i partikelmassen, (a3) tilsætter vandglas til denne blanding, og (a4) fortsætter omrøringen til vandglasset er jævnt fordelt og opløst. i DK 172825 B1

5. Fremgangsmåde ifølge krav 4, k ende-tegnet ved, at partiklerne i trin (al) forefindes ved en temperatur på indtil 100°C, fortrinsvis 80 til 90°C.

6. Fremgangsmåde ifølge krav 1-5, ken detegnet ved, at partiklerne der belægges omfatter metal, såsom aluminium, kobber, jern, wolfram, chrom, vanadium og mangan; eller keramiske materialer, såsom kvartssand.

7. Fremgangsmåde ifølge krav 1 - 6, k e n - detegnet ved, at omrøringen og fordampningen i trin (b) fortsættes indtil i det væsentlige al frit vand er fordampet.

8. Fremgangsmåde til fremstilling af et 15 emne omfattende partikler belagt med et vandglaslag, hvilke partikler er opnåelige ved fremgangsmåden ifølge krav 1, kendetegnet ved, at man (c) tilvejebringer partiklerne belagt med 20 vandglas i en form, (d) drager omsorg for at vand til aktivering af vandglas er tilstede i partikelmassen, og (e) hærder de med vandglas belagte partikler i formen til et emne ved tilførsel af energi 25 fra en kilde herfor.

9. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kende -te g net ved, at partiklerne i trin (c) tilvejebringes i formen ved at man fylder partiklerne i en fortn og vibrerer formen med par- 30 tiklerne.

10. Fremgangsmåde ifølge krav 9, kendetegnet ved, at de belagte partikler i formen først vibreres løst og efterfølgende vibreres under indflydelse af et egnet tryk. DK 172825 B1

11. Fremgangsmåde ifølge krav 8, kendetegnet ved, at partiklerne i trin (c) tilvejebringes i formen ved at man blæser partiklerne båret af en luftstrøm ind i formen.

12. Fremgangsmåde ifølge krav 8, ken detegnet ved, at partiklerne stødes ind i en form under påvirkning af et stort tryk.

13. Fremgangsmåde ifølge krav 8 - 12, kendetegnet ved, at partiklerne ved 10 indfyldningen i formen har en vandindhold på 0,1 til 0,7 vægt%, fortrinsvis ca. 0,3 vægt%, beregnet på basis af vægten af partiklerne.

14. Fremgangsmåde ifølge krav 8 - 13, kendetegnet ved, at partiklerne i 15 trin (d) opfugtes med vanddamp.

15. Fremgangsmåde ifølge krav 8 - 14, k e -ndetegnet ved, at energikilden er en kilde for mikrobølger, højfrekvente bølger, eller varme.

16. Fremgangsmåde ifølge krav 8 - 15, k e - ndetegnet ved, at emnet hærdes ved at der indblæses luft ved en temperatur på 160-200°C i formen.

17. Partikler omgivet med en i det væsent - 25 lige ubrudt belægning af vandglas som er opnåelige ved fremgangsmåden ifølge krav 1-7.

18. Anvendelse af partiklerne ifølge krav 17 til fremstilling af en kerne eller en form til jern- og metalstøbning eller plastsprøj- 30 testøbning.

19. Emne opnåeligt ved fremgangsmåden j ifølge krav 8-16. 5 . -m m DK 172825 B1

20. Anvendelse af emnet ifølge krav 19, som en kerne eller en form til jern- og metalstøbning eller plastsprøjtestøbning.