EP0280733B1 - Selbsthärtender formstoff für formen und kerne - Google Patents

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EP0280733B1
EP0280733B1 EP19860906037 EP86906037A EP0280733B1 EP 0280733 B1 EP0280733 B1 EP 0280733B1 EP 19860906037 EP19860906037 EP 19860906037 EP 86906037 A EP86906037 A EP 86906037A EP 0280733 B1 EP0280733 B1 EP 0280733B1
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EP
European Patent Office
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mass
self
core
active
treated
Prior art date
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EP19860906037
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French (fr)
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EP0280733A4 (de
EP0280733A1 (de
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July Moiseevich Junovich
Sergei Semenovich Zhukovsky
Vyacheslav Sergeevich Kolesnikov
Olga Evgenievna Nevskaya
Igor Petrovich Renzhin
Semen Iosifovich Rivkin
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NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIEDINENIE PO TEKHNOLOGII MASHINOSTROENIA "TSNIITMASH"
Original Assignee
NAUCHNO-PROIZVODSTVENNOE OBIEDINENIE PO TEKHNOLOGII MASHINOSTROENIA "TSNIITMASH"
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Publication date
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Publication of EP0280733A1 publication Critical patent/EP0280733A1/de
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Publication of EP0280733B1 publication Critical patent/EP0280733B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/18—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents

Definitions

  • the invention relates to the casting technique and in particular to a self-curing mold and core compound.
  • a self-hardening casting mold and core composition which contains a refractory filler, water glass solution, ferrochrome slag and a surface-active agent which serves to convert the composition into a liquid state, which considerably reduces the work involved in the production of the core and mold from the present composition (AM Lyass, PA Borsuk “Liquid self-curing molding compounds” / “Zhidkie samotverdejuschie smesi” /, published in 1979, publisher “Maschinostroenie", Moscow, p. 9).
  • This casting mold and core mass is characterized by a high moisture content and porosity and in this connection by an inferior surface quality of the castings produced therefrom and an unsatisfactory tendency to disintegrate.
  • a self-hardening casting mold and core mass which contains a refractory filler, 2 to 10 mass% orthophosphoric acid, 2 to 20 mass% MgO-based powder and 0.5 to 6 mass% water (WO 81/00224 (R )).
  • This casting mold and core mass contains compounds of magnesia, spinel type, magnesium chrome iron ore or chromium magnesite as a material based on burnt magnesia.
  • the content of active ingredient, ie magnesia is not high for these substances and is 55 to 60%.
  • the amount of binder (orthophosphoric acid + sintered magnesium-based substance) is therefore quite high and is 4 to 30% by mass.
  • the shelf life (pot life) of the casting mold and core mass is short (9 to 18 min), which makes it difficult to carry out technology-related operations such as assembly of skeletons, reinforcement, etc. in the mold and core production.
  • the compressive strength of the known mold and core mass is: 0.5 hour-9.5 kp / cm 2 , after 24 hours-27 kp / cm 2 .
  • the mold and core mass are characterized by an unsatisfactory tendency to disintegrate and an insufficiently high surface quality of the castings.
  • composition according to the invention contains a refractory material based on magnesium with an MgO content of 80 to 95%.
  • MgO-based substances form a component of the mass, while in the proposed as well as in the known mass, any substance known in casting technology, e.g. Sand that can be used as a filler.
  • the invention has for its object to provide a self-hardening casting mold and core mass by quantity-based selection of a more active material based on MgO, which is high-strength and has good disintegrability.
  • a self-curing casting mold and core composition containing a refractory filler, orthophosphoric acid, a material based on MgO, water and a surface-active agent which, according to the invention, contain 80-95% MgO treated with a surface-active material contains magnesia stone as an MgO-based substance, and the mass has the following mixing ratio (mass%):
  • Such a quantitative selection of the mixture constituents and the presence of magnesia stone in the self-hardening casting mold and core composition significantly increase the strength properties of the cores and casting molds to be produced therefrom and improve their quality.
  • the self-curing mold and core mass has a longer pot life, which can be regulated by the amount of the surface-active substance used for the treatment of the magnesia stone. This enables the self-curing mold and core compound to be used under various foundry operating conditions associated with the casting cycle. Due to the good cerium f allsites the cores and molds with their castings separating the cost is lowered considerably in plaster work, and improves the surface quality of the castings.
  • a self-hardening casting mold and core mass which contains a metallurgical magnesite, which has been treated with a surface-active non-ionic substance, as magnesia stone and has the following composition (mass%):
  • a self-hardening casting mold and core mass which contains a magnesite which has been treated with a surface-active, cation-active substance as a magnesia stone and has the following composition (mass %) Has:
  • a self-hardening casting mold and core mass which contains a metallurgical magnesite that has been treated with a surface-active anionic substance as magnesia stone and has the following composition (mass%):
  • the self-curing mold and core composition according to the invention is produced as follows.
  • a refractory filler for example quartz sand or any other filler that is used in casting technology, is treated with 1 to 10% by mass of magnesia stone in powder form which has been treated with 0.05 to 2% by mass of surfactant over the course of 1 to 2 minutes mixed. Then 1 to 6% by mass of orthophosphoric acid and 0.25 to 3% by mass of water are added and the mixing continues over the course of 1 to 2 minutes.
  • the mixture obtained has the following composition (% by mass).
  • Metallurgical and smelting magnesite can be used as the powdered magnesia stone.
  • magnesia content of magnesia stones is 80 to 95%, while that of magnesite spinels is only 55 to 60% MgO.
  • the structure of magnesia is dominated by periclase-crystalline magnesium oxide with a non-porous, low-defect structure.
  • the reactivity of magnesia stones is therefore much higher than that of magnesia spinel stones.
  • the amount of refractory materials based on magnesia in the composition of the self-hardening casting mold and core mass can be reduced from 2 to 20 mass% to 1 to 10 mass%.
  • a magnesia stone content in the self-hardening casting mold and core mass of less than 1 mass% does not guarantee the required strength values, and a content of more than 10 mass% influences their solidification rate, shortened than their durability (pot life), which leads to the occurrence of the core and Form crumbling leads.
  • the self-hardening casting mold and core mass, which contains magnesia stone in its composition is good after 24 hours due to its high compressive strength (4.5 MPa) Decayability marked.
  • the disintegrability is 0.03 to 0.06 MPa of the same compressive strength at high temperatures (up to 1200 ° C).
  • a high activity of the magnesia stone results in high solidification rates and a short pot life of the casting mold and core composition according to the invention.
  • the magnesia stone In order to obtain a self-hardening casting mold and core mass with adjustable durability, the magnesia stone must be pretreated with a surface-active substance (OAS).
  • OAS surface-active substance
  • Various surface-active substances can be used: anionic (Petrov contact, DS-RAS), non-ionic synthetic fatty acids, wetting agents OP-7, oleic acid), or cationic (Alkamon N).
  • the wetting agent OP-7 is a mixture of mono- and dialkylphenol polyethylene glycol ethers.
  • Alkamon N represents quaternary ammonium salts of diethylaminomethyl derivatives of diethylene glycol ethers of saturated and unsaturated higher fatty alcohols with methylbenzenesulfonate.
  • the Petrov contact is a mixture of sulfonic acids obtained from the sulfonation of petroleum or gas oil distillate.
  • DS-RAS is a sodium salt mixture of alkylarylsulfonic acids.
  • the treatment of the mganesia stone with a surfactant takes place during its milling in standard equipment such as ball, vibrating, jet mills and in mills of a different type. After milling, each particle of the magnesia stone is coated with a thin skin of surfactant. This skin prevents a quick reaction of powder and orthophosphoric acid during the preparation of the self-hardening mold and core mass, which helps to extend their pot life.
  • the specific surface area of the material obtained determined by the Coseni-Karman method, must be within 50.0 to 700.0 m 2 / kg, preferably within 250.0 to 500.0 m 2 / kg.
  • the required amount of surfactant is 0.05 to 2 mass% of the magnesiastesin in powder form.
  • the use of the OAS in an amount less than 0.05 mass% has no desired effect, ie it does not affect the pot life of the mold and core mass, and the use of the OAS in an amount of more than 2 mass% results no further extension of the pot life.
  • orthophosphoric acid in an amount of less than 1% by mass does not allow a self-curing mold and core compound to be prepared with the required strength, and the use of orthophosphoric acid in an amount of more than 6% by mass has no appreciable influence on their technological properties (Solidification rate, strength, tendency to decay).
  • the orthophosphoric acid can be used both in concentrated form and as an aqueous solution. In the latter case, the total amount of the solution must be increased so that the acidity, converted to the undiluted acid, is within 1 to 6% by mass. It is advantageous to use the acid in a 40 to 80% concentration, with water being added in an amount of 0.25 to 3.0% by mass of the concentrated acid.
  • This self-hardening casting mold and core mass is expediently used for the production of medium-weight steel and gray castings of general purpose.
  • a self-hardening casting mold and core composition with the following composition (% by mass) is proposed for core and mold production for highly stressed large steel castings with a wall thickness of approximately 100 mm:
  • the use of the self-curing composition according to the invention for the production of molds and cores makes it possible to reduce the amount of work involved in its production by 10 to 15%, to reduce the effort required for knocking out and cleaning by 40 to 50% and to improve work hygiene.
  • 97.75% by mass of quartz sand are mixed with 1% by mass of melted magnesite in powder form a surface-active, anion-active substance, DS-RAS, in an amount of 1% of the powder mass, has been pretreated.
  • the mixture is mixed for 1 to 2 minutes.
  • 1 mass% orthophosphoric acid with 1.60 g / cm 3 density and 0.25 mass% water are added.
  • the mixture is mixed again for 1 to 2 minutes.
  • Test specimens are produced from the mixture obtained, which represent cylinders with a diameter of 50 mm and a height of 50 mm. The strength of the test specimens is then determined under normal conditions and high temperatures.
  • This self-curing mold and core compound has the following properties:
  • the self-curing mold and core mass has the following properties:
  • the process of preparing the self-curing mold and core mass is similar to that described in Example 1. 81% by mass of quartz sand are mixed with 10% by mass of melted magnesite, which has been treated with a surface-active, cation-active substance, Alkamon N, in an amount of 1% of the powder mass, 6% by mass of orthophosphoric acid of 1.60 g / cm 3 density and 3% by mass % Water mixed.
  • This self-curing mold and core compound has the following properties:
  • the preparation of the self-hardening casting mold and core mass is carried out analogously to Example 1.
  • 90.5 mass% quartz sand is treated with 5 mass% melting magnesite, which has been treated with the Petrov contact taken in an amount of 0.05% of powder mass, 3 mass% orthophosphoric acid of 1.58 g / cm 3 density and 1.5 mass% water mixed.
  • This self-curing mold and core compound has the following properties:
  • the mold and core mass are prepared in a similar way to that described in the example. 81.0 mass% quartz sand are mixed with 10 mass% metallurgical magnesite, which has been treated with the DS-RAS taken in an amount of 2.0% of the powder mass, 6 mass% orthophosphoric acid of 1.58 g / cm 3 density and 3 , Mass% water mixed.
  • This self-curing mold and core compound has the following properties:
  • the mold and core mass are prepared in a manner similar to that described in Example 1. 90.5% by mass of quartz sand are treated with 1% by mass of metallurgical magnesite which has been treated with oleic acid, taken in an amount of 1% of the powder mass, 1% by mass of orthophosphoric acid of 1.60 g / cm 3 density and 0.25% by mass % Water mixed.
  • This self-curing mold and core compound has the following properties:
  • Example 2 By comparison, two self-curing mold and core materials were used, as in Example 1 described, processed. One had the composition described in Example 2.
  • the second molding composition had the following composition (mass%):
  • the present self-curing compound is used in the core and mold production in application to steel, pig iron and non-ferrous metal casting.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf die Gießtechnik und insbesondere auf eine selbsthärtende Gießform-und Kernmasse.
  • Es ist eine selbsthärtende Gießform- und Kernmasse bekannt die einen feuerfesten Füllstoff, Wasserglaslösung Ferrochromschlacke und ein oberflächenaktives Mittel enthält, das zum Überführen der Masse in flüssigen Zustand dient, wodurch der Arbeitsaufwand bei der Kern- und Formherstellung aus der vorliegenden Masse beachtlich verringert wird (A.M. Lyass, P.A. Borsuk "Flüssige selbsthärtende Formmassen"/"Zhidkie samotverdejuschie smesi"/, veröffentlicht im Jahre 1979, Verlag "Maschinostroenie", Moskau, S. 9).
  • Diese Gießform- und Kernmasse ist durch einen hohen Feuchtigkeitsgehalt und Porosität und in diesem Zusammenhang durch eine minderwertige Oberflächengüte der daraus erzeugten Gußstücke sowie eine unbefriedigende Zerfallsneigung gekennzeichnet.
  • Es ist auch eine selbsthärtende Gießform- und Kernmasse bekannt, die einen feuerfesten Füllstoff, 2 bis 10 Masse% Orthophosphorsäure, 2 bis 20 Masse% Pulverstoff auf MgO-Basis und 0,5 bis 6 Masse% Wasser enthält (WO 81/00224 (R)).
  • Diese Gießform- und Kernmasse enthält Verbindungen vom Magnesia-, Spinelltyp,-Magnesiachromeisenerz oder Chrom-Magnesit als Stoff auf der Basis von gebrannter Magnesia. Der Gehalt an aktivem Bestandteil, d.h. an Magnesia, ist bei diesen Stoffen nicht hoch und beträgt 55 bis 60%. Die Menge am Bindemittel (Orthophosphorsäure+Stoff auf Sintermagnesiabasis) ist daher ziemlich hoch und beträgt 4 bis 30 Masse%. Die Haltbarkeit (Topfzeit) der Gießform- und Kernmasse ist kurz (9 bis 18 min), wodurch die Ausführung von Technologiebedingten Arbeitsgängen wie Montage von Gerippen, Bewehrung usw. bei der Form- und Kernherstellung erschwert wird. Die Druckfestigkeit der bekannten Gießform- und Kernmasse beträgt: 0,5 Stunde-9,5 kp/cm2, nach 24 Stunden-27 kp/cm2.
  • Die Gießform- und Kernmasse zeichnet sich durch eine unbefriedigende Zerfallsneigung und eine unzureichend hohe Oberflächengüte der Gußstücke aus.
  • In "Chemical Abstracts", Bd. 103, Nr. 20, November 1985, wird eine ein Bindemittel darstellende Verbindung aus Chrommagnesit und Orthophosphorsäure mit einem MgO-Gehalt im Chrommagnesit von etwa 65% beschrieben.
  • Die erfindungsgemäße Masse enthält einen feuerfesten Stoff auf Magnesiumbasis mit einem MgO-Gehalt von 80 bis 95%.
  • Beide Stoffe auf MgO-Basis bilden eine Komponente der Masse, während sowohl in der erfindungsgemäß vorgeschlagenen, als auch in der bekannten Masse jeder in der Gießtechnik bekannte Stoff, z.B. Sand, als Füllstoff verwendet werden kann.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch mengenmäßige Auswahl eines aktiveren Stoffes auf MgO-Basis eine selbsthärtende Gießform- und Kernmasse zu schaffen, die hochfest ist und eine gute Zerfallsfähigkeit hat.
  • Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß eine selbsthärtende Gießform- und Kernmasse angeboten wird, enthaltend einen feuerfesten Füllstoff, Orthophosphorsäure, einen Stoff auf MgO-Basis, Wasser und ein oberflächenaktives Mittel, die erfindungsgemäß einen mit einem oberflächenaktiven Stoff behandelten 80-95% MgO enthaltenden Magnesiastein als Stoff auf MgO-Basis enthält, und die Masse folgendes Mischungsverhältnis (Masse-%) aufweist:
    Figure imgb0001
  • Durch solch eine mengenmäßige Auswahl der Mischungsbestandteile sowie durch Vorhandensein von Magnesiastein in der selbsthärtenden Gießform- und Kernmasse werden die Festigkeitseigenschaften der daraus herzustellenden Kerne und Gießformen bedeutend erhöht und deren Güte verbessert. Die selbsthärtende Gießform- und Kernmasse hat eine höhere Topfzeit, die durch die Menge des für die Behandlung des Magnesiasteines verwendeten oberflächenaktiven Stoffes regelbar ist. Das bietet die Möglichkeit, die selbsthärtende Gießform- und Kernmasse unter verschiedenen, mit dem Gußstückherstellungszyklus verbundenen Gießereibetriebsbedingungen anzuwenden. Durch die gute Zerfallsfähigkeit der Kerne und Formen bei deren Trennen von Gußstücken wird der Aufwand an Putzarbeit beträchtlich gesenkt und die Oberflächengüte der Gußstücke verbessert.
  • Bei der Kern- und Formherstellung für mittelschwere Stahl- und Graugußstücke der Allgemeinbestimmung ist es zweckmäßig, eine selbsthärtende Gießform- und Kernmasse zu verwenden, die einen Schmelzmagnesit, der mit einem oberflächenaktiven, anionaktiven Stoff behandelt worden ist als Magnesiastein enthält und folgende Zusammensetzung (Masse%) hat:
    Figure imgb0002
  • Es ist ratsam, zu denselben Zwecken eine selbsthärtende Gießform- und Kernmasse zu verwenden, die einen hüttenmännischen Magnesit, der mit einem oberflächenaktiven nichtionogenen Stoff behandelt worden ist, als Magnesiastein enthält und folgende Zusammensetzung (Masse%) hat:
    Figure imgb0003
  • Vorzugsweise wird bei der Kern- und Formherstellung für hochbeanspruchte Großgußstücken aus Stahl mit einer Wanddicke von etwa 100 mm eine selbsthärtende Gießform- und Kernmasse verwendet, die einen Schmelzmagnesit der mit einem oberflächenaktiven, kationaktiven Stoff behandelt worden ist, als Magnesiastein enthält und folgende Zusammensetzung (Masse%) hat:
    Figure imgb0004
  • Es ist empfehlenswert, zu denselben Zwecken eine selbsthärtende Gießform- und Kernmasse zu verwenden, die einen hüttenmännischen Magnesit, der mit einem oberflächenaktiven anionaktiven Stoff behandelt worden ist als Magnesiastein enthält und folgende Zusammensetzung (Masse%) hat:
    Figure imgb0005
  • Die erfindungsgemäße selbsthärtende Gießform- und Kernmasse wird wie folgt hergestellt.
  • Ein feuerfester Füllstoff, z.B. Quarzsand oder ein beliebiger anderer Füllstoff, der in der Gießtechnik Verwendung findet, wird mit 1 bis 10 Masse% Magnesiastein in Pulverform der mit 0,05 bis 2 Masse% oberflächenaktiven Stoff behandelt worden ist im Laufe von 1 bis 2 min gemischt. Dann werden 1 bis 6 Masse% Orthophosphorsäure und 0,25 bis 3 Masse% Wasser zugesetzt, und die Durchmischung geht im Laufe von 1 bis 2 min weiter. Die erhaltene Mischung hat folgende Zusammensetzung (Masse%).
    Figure imgb0006
  • Als pulverförmiger Magnesiastein kann hüttenmännischer und Schmelzmagnesit verwendet werden.
  • Der hüttenmännische Magnesit wird durch Glühen von natürlichem Bitterspat auf eine Temperatur t°C=1700° und der Schmelzmagnesit- auf eine Temperatur t°C=3000° gewonnen.
  • Bei Magnesiasteinen beträgt der Magnesiagehalt 80 bis 95%, während bei Magnesitspinellsteinen nur 55 bis 60% MgO enthalten sind. In der Struktur von Magnesiastoffen dominiert periklas-kristallinisches Magesiumoxid mit einem porenfreien fehlerarmen Gefüge. Die Reaktionsfähigkeit der Magnesiasteine ist daher im Vergleich zu den Magnesia-Spinellsteinen viel höher. Dadurch kann die Menge an Feuerfeststoffen auf Magnesiabasis in der Zusammensetzung der selbsthärtenden Gießform- und Kernmasse von 2 bis 20 Masse% auf 1 bis 10 Masse% herabgesetzt werden. Ein Gehalt am Magnesiastein in der selbsthärtenden Gießform- und Kernmasse von weniger als 1 Masse% gewährleistet keine erforderlichen Festigkeitswerte, und ein Gehalt von mehr als 10 Masse% beeinflußt ihre Erstarrungsgeschwindigkeit, verkürzt als ihre Haltbarkeit (Topfzeit), was zum Auftreten der Kern- und Formabbröckelung führt. Die selbsthärtende Gießform- und Kernmasse, die in ihrer Zusammensetzung Magnesiastein enthält, ist durch hohe Druckfestigkeit (4,5 MPa) nach 24 Stunden und eine gute Zerfallsfähigkeit gekennzeichnet. Die Zerfallsfähigkeit beträgt eine 0,03 bis 0,06 MPa gleiche Druckfestigkeit bei hohen Temperaturen (bis 1200°C).
  • Eine hohe Aktivität des Magnesiasteines hat jedoch hohe Erstarrungsgeschwindigkeiten und eine kurzfristige Topfzeit der erfindungsgemäßen Gießform- und Kernmasse zur Folge. Um eine selbsthärtende Gießform- und Kernmasse mit regelbarer Haltbarkeit zu erhalten, muß der Magnesiastein mit einem oberflächenaktiven Stoff (OAS) vorbehandelt werden.
  • Es können verschiedene oberflächenaktive Stoffe verwendet werden: anionaktive (Petrov-Kontakt, DS-RAS), nichtionogene synthetische Fettsäuren, Benetzungsmittel OP-7, Oleinsäure), oder kationaktive (Alkamon N).
  • Das Benetzungsmittel OP-7 stellt ein Gemisch aus Mono- und Dialkylphenolpolyäthylenglykoläthern dar.
  • Alkamon N stellt quartäre Ammoniumsalze von Diäthylaminomethylderivaten der Diäthylenglykoläther gesättigter und ungesättigter höherer Fettalkohole mit Methylbenzolsulfonat dar.
  • Der Petrov-Kontakt ist ein Gemisch aus Sulfosäuren, die beim Sulfieren von Petroleum- oder Gasöldestillat gewonnen werden. DS-RAS ist ein Natriumsalzgemisch aus Alkylarylsulfonsäuren.
  • Die Behandlung des Mganesiasteines mit einem oberflächenaktiven Stoff erfolgt während seines Mahlens in einer Standardausrüstung wie Kugel-, Schwing-, Strahlmühlen und in Mühlen änderer Art. Nach dem Mahlen ist jedes Teilchen des Magnesiasteines mit einer dünnen Haut oberflächenaktiven Stoffes überzogen. Diese Haut verhindert eine schnelle Reaktion von Pulver und Orthophosphorsäure während der Aufbereitung der selbsthärtenden Gießform- und Kernmasse, was dazu beiträgt, daß ihre Topfzeit verlängert wird.
  • Die nach der Coseni-Karmanschen Methode ermittelte spezifische Oberfläche des erhaltenen Werkstoffes muß innerhalb 50,0 bis 700,0 m2/kg, vorzugsweise innerhalb 250,0 bis 500,0 m2/kg liegen.
  • Die erforderliche Menge an oberflächenaktivem Stoff beträgt 0,05 bis 2 Masse% des Magnesiastesin in Pulverform. Die Verwendung des OAS in einer Menge von weniger als 0,05 Masse% bringt keine erwünschte Wirkung mit sich, d.h., sie beeinflußt die Topfzeit der Gießform- und Kernmasse nicht, und die Verwendung des OAS in einer Menge von mehr als 2 Masse% führt zu keiner weiteren Verlängerung der Topfzeit.
  • Die Verwendung von Orthophosphorsäure in einer Menge von weniger als 1 Masse% gestattet es nicht, eine selbsthärtende Gießform- und Kernmasse mit erforderlicher Festigkeit aufzubereiten, und die Verwendung von Orthophosphorsäure in einer Menge von mehr als 6 Masse% übt keinen merklichen Einfluß auf deren technologische Eigenschaften (Erstarrungsgeschwindigkeit, Festigkeit, Zerfallsneigung) aus.
  • Die Orthophosphorsäure kann sowohl in konzentrierter Form, als auch als wäßrige Lösung verwendet werden. Im letzteren Fall muß die Gesamtmenge der Lösung so vergrößert werden, daß der Säuregehalt umgerechnet auf die unverdünnte Säure innerhalb 1 bis 6 Masse% liegt. Es ist vorteilhaft, die Säure 40 bis 80%iger Konzentration zu verwenden, wobei Wasser in einer Menge von 0,25 bis 3,0 Masse% der konzentrierten Säure zugesetzt wird.
  • Es wird eine selbsthärtende Gießform- und Kernmasse mit folgender Zusammensetzung (Masse%) vorgeschlagen:
    Figure imgb0007
  • Diese selbsthärtende Gießform- und Kernmasse wird Zweckmäßigerweise für die Herstellung von mittelschweren Stahl- und Graugußstücken allgemeiner Bestimmung verwendet.
  • Zur Kern- und Formherstellung für hochbeanspruchte Großgußstücke aus Stahl mit einer Wanddicke von etwa 100 mm wird eine selbsthärtende Gießform- und Kernmasse mit folgender Zusammensetzung (Masse%) vorgeschlagen:
    Figure imgb0008
  • Die Verwendung der erfindungsgemäßen selbsthärtenden Masse für die Form- und Kernherstellung gestattet es, den Arbeitsaufwand bei ihrer Herstellung um 10 bis 15% herabzusetzen, den Aufwand an Ausschlag- und Putzarbeit um 40 bis 50% zu senken und die Arbeitshygiene zu verbessern.
    • Beispiel 1
  • 97,75 Masse% Quarzsand werden mit 1 Masse% Schmelzmagnesit in Pulverform gemischt, der mit einem oberflächenaktiven, anionaktiven Stoff, DS-RAS, in einer Menge von 1 % der Pulvermasse, vorbehandelt worden ist. Die Mischung wird 1 bis 2 min lang gemischt. Dann werden 1 Masse% Orthophosphorsäure mit 1,60 g/cm3 Dichte und 0,25 Masse% Wasser zugesetzt. Die Mischung wird von neuem 1 bis 2 min lang gemischt. Aus der erhaltenen Mischung werden Probekörper hergestellt, die Zylinder mit 50 mm Durchmesser und 50 mm Höhe darstellen. Dann wird die Festigkeit der Probekörper unter Normalbedingungen und Hochtemperaturen ermittelt.
  • Diese selbsthärtende Gießform- und Kernmasse hat folgende Eigenschaften:
    Figure imgb0009
    • Beispiel 2
  • 90,5 Masse% Quarzsand werden mit 5 Masse% Schmelzmagnesit in Pulverform gemischt, der mit einem oberflächenaktiven, nichtionogenen Stoff-synthetische Fettsäure C17-C20 - genommen in einer Menge von 1 % von Pulvermasse behandelt worden ist gemischt. Die Mischung wird im 1 bis 2 min gemischt. Dann werden 3 Masse% Orthophosphorsäure von 1,58 glcm3 Dichte und 1,5 Masse% Wasser zugesetzt. Die aus der so erhaltenen selbsthärtenden Gießform- und Kernmasse hergestellten Probekörper werden wie im Beispiel 1 beschrieben geprüft.
  • Die selbsthärtende Gießform- und Kernmasse hat folgende Eigenschaften:
    Figure imgb0010
    • Beispiel 3
  • Der Vorgang der Aufbereitung der selbsthärtenden Gießform- und Kernmasse ist dem im Beispiel 1 beschriebenen ähnlich. 81 Masse% Quarzsand werden mit 10 Masse% Schmelzmagnesit, der mit einem oberflächenaktiven, kationaktiven Stoff, Alkamon N, in einer Menge von 1 % der Pulvermasse behandelt worden ist, 6 Masse% Orthophosphorsäure von 1,60 g/cm3 Dichte und 3 Masse% Wasser gemischt.
  • Diese selbsthärtende Gießform- und Kernmasse hat folgende Eigenschaften:
    Figure imgb0011
    • Beispiel 4
  • Die Aufbereitung der setbsthärtenden Gießform- und Kernmasse erfolgt in Analogie zu dem Beispiel 1. 90,5 Masse% Quarzsand werden mit 5 Masse% Schmelzmagnesit, der mit dem in einer Menge von 0,05% von Pulvermasse genommenen Petrov-Kontakt behandelt worden ist, 3 Masse% Orthophosphorsäure von 1,58 g/cm3 Dichte und 1,5 Masse% Wasser gemischt.
  • Diese selbsthärtende Gießform- und Kernmasse hat folgende Eigenschaften:
    Figure imgb0012
    Figure imgb0013
    • Beispiel 5
  • Die Gießform- und Kernmasse wird ähnlich wie im Beispiel beschrieben aufbereitet. 81,0 Masse% Quarzsand werden mit 10 Masse% hüttenmännischen Magnesit, der mit dem in einer Menge von 2,0% der Pulvermasse genommenen DS-RAS behandelt worden ist, 6 Masse% Orthophosphorsäure von 1,58 g/cm3 Dichte und 3,0 Masse% Wasser gemischt.
  • Diese selbsthärtende Gießform- und Kernmasse hat folgende Eigenschaften:
    Figure imgb0014
    Figure imgb0015
    • Beispiel 6
  • Die Gießform- und Kernmasse wird ähnlich wie im Beispiel 1 beschrieben aufbereitet. 90,5 Masse% Quarzsand werden mit 1 Masse% hüttenmännischen Magnesit, der mit Oleinsäure, genommen in einer Menge von 1% der Pulvermasse, behandelt worden ist, 1 Masse% Orthophosphorsäure von 1,60 g/cm3 Dichte und 0,25 Masse% Wasser gemischt.
  • Diese selbsthärtende Gießform- und Kernmasse hat folgende Eigenschaften:
    Figure imgb0016
    Figure imgb0017
  • Beispiel 7
  • Vergleichsweise wurden zwei selbsthärtende Gießform- und Kernmassen, wie im Beispiel 1 beschrieben, aufbereitet. Die eine hatte die im Beispiel 2 beschriebene Zusammensetzung.
  • Die zweite Formmasse, gemäß WO 81/00224 hatte folgende Zusammensetzung (Masse%):
  • Figure imgb0018
    In der nachstehenden Tabelle sind die Eigenschaften der erwähnten selbsthärtenden Gießform- und Kernmassen angegeben.
    Figure imgb0019
  • Die vorliegende selbsthärtende Masse wird bei der Kern- und Formherstellung in Anwendung auf Stahl-, Roheisen- und Nichteisentmetallguß angewendet.

Claims (11)

1. Selbsthärtende Gießform- und Kernmasse, enthaltend einen feuerfesten Füllstoff, Orthophosphorsäure, einen Stoff auf MgO-Basis, Wasser und ein oberflächenaktives Mittel, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen mit einem oberflächenaktiven Stoff behandelten, 80 bis 95% MgO enthaltenden Magnesiastein als Stoff auf MgO-Basis enthält und die Masse folgendes Mischungsverhältnis (Masse-%) aufweist.
Figure imgb0020
2. Selbsthärtende Gießform- und Kernmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Schmelzmagnesit, der mit einem oberflächenaktiven, anionaktiven Stoff behandelt worden ist, als Magnesiastein enthält.
3. Selbsthärtende Gießform- und Kernmasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Zusammensetzung (Masse-%) aufweist.
Figure imgb0021
4. Selbsthärtende Gießform- und Kernmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Schmelzmagnesit, der mit einem oberflächenaktiven, kationaktiven Stoff behandelt worden ist, als Magnesiastein enthält.
5. Selbsthärtende Gießform- und Kernmasse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Zusammensetzung (Masse-%) aufweist:
Figure imgb0022
6. Selbsthärtende Gießform- und Kernmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen hüttenmännischen Magnesit, der mit einem oberflächenaktiven, nichtionogenen Stoff behandelt worden ist, als Magnesiastein enthält.
7. Selbsthärtende Gießform- und Kernmasse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Zusammensetzung (Masse-%) aufweist:
Figure imgb0023
8. Selbsthärtende Gießform- und Kernmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen hüttenmännischen Magnesit, der mit einem oberflächenaktiven, antionaktiven Stoff behandelt worden ist, als Magnesiastein enthält.
9. Selbsthärtende Gießform- und Kernmasse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgende Zusammensetzung (Masse-%) aufweist:
Figure imgb0024
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