EP1417060B1 - Giessform und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

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EP1417060B1
EP1417060B1 EP03740129A EP03740129A EP1417060B1 EP 1417060 B1 EP1417060 B1 EP 1417060B1 EP 03740129 A EP03740129 A EP 03740129A EP 03740129 A EP03740129 A EP 03740129A EP 1417060 B1 EP1417060 B1 EP 1417060B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
binder component
water
particulate material
polyamine
binder
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP03740129A
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English (en)
French (fr)
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EP1417060A1 (de
Inventor
Helge HÄNSEL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Meg Binder Technologien & Co KG GmbH
Original Assignee
Meg Binder Technologien & Co KG GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Meg Binder Technologien & Co KG GmbH filed Critical Meg Binder Technologien & Co KG GmbH
Publication of EP1417060A1 publication Critical patent/EP1417060A1/de
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Publication of EP1417060B1 publication Critical patent/EP1417060B1/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
    • B22C1/185—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 containing phosphates, phosphoric acids or its derivatives
    • 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
    • B22C1/167—Mixtures of inorganic and organic binding agents

Definitions

  • the invention relates to a water-dispersible casting mold, in particular casting core, for the production of castings, the a water-insoluble, particulate material, in particular Foundry sand, a binder, which acts as a first binder component has at least one condensing phosphate.
  • the invention further relates to a process for the preparation such a mold by a water-insoluble, Particulate material, in particular molding sand, with a binder, which as a first binder component at least having a condensed phosphate, with addition mixed by water, the mixture is shaped and at least one Part of the added free water is removed.
  • Foundry cores of the aforementioned composition are known. They are usually in core boxes using core shooters manufactured for mass production.
  • the core boxes are provided with corresponding mold cavities, in which Introductory openings lead, via the so-called Shooting head a water-insoluble, provided with a binder, particulate material using compressed air is injected into the mold cavities.
  • particulate Material is generally molding sand, such as silica, zircon, chromite sands or the like, which are solidifiable by the binder.
  • the molding sand should be a have good flowability.
  • DE 195 49 469 A1 describes a casting core on the Base of solidified by means of a water-soluble binder Foundry sand, wherein as a binder phosphoric acid or condensed Phosphates, such as sodium polyphosphate and sodium hexametaphosphate, are provided.
  • a binder phosphoric acid or condensed Phosphates such as sodium polyphosphate and sodium hexametaphosphate
  • a casting core can be removed, which for Solidification of the molding sand a binder of a polyphosphate chains having water-soluble phosphate glass or from a water-soluble borate glass.
  • the foundry core is the molding sand with the binder under Adding water mixed, the mixture in the core box shot in and the excess water by heating expelled from the mold.
  • the known casting cores are water-dispersible after casting, i.e. they dissolve after immersion in water again, which eliminates the time-consuming coring.
  • Another advantage of casting cores of this type is that both in the manufacture of the casting cores and the casting of the Castings as well as the coring of the castings no polluting Release substances.
  • the binders used also have an inorganic chemistry, so that a burning of the binder during the casting reliably is avoided.
  • the invention is based on the object of a casting mold, in particular a casting core, with a first binder component increased on the basis of condensed phosphates To give bending and abrasion resistance and temperature resistance to increase, but acceptable Cycle times in the core production to receive and none or release only small quantities of environmentally harmful substances. It is also concerned with the production of such a mold directed.
  • this object is in a mold he mentioned type in that the binder as a second binder component comprises at least one polyamine.
  • both the bending and the abrasion resistance of a casting mold or a casting core of a water-insoluble, particulate material and a binder based on condensed phosphates can be significantly increased even by the addition of only small amounts of polyamines, without the water dispersibility affect the cast casting core.
  • bending strengths of more than 150 N / cm 2 can be achieved, reliably avoiding a failure of the casting core and resulting defective castings.
  • the abrasion resistance of the casting mold or of the casting core is improved in such a way that impairments of the casting by sand particles are virtually ruled out.
  • polyamines are in this context saturated or unsaturated, open-chain or cyclic organic compounds with multiple primary, secondary and / or tertiary amino groups, especially in liquid Form, meant.
  • water-insoluble, particulate materials in particular any known form sands, e.g. Silica, zirconium, chromite sands or the like, or Other temperature-resistant materials, such as aluminum oxide, Aluminum silicate, quartz glass etc. in fine particulate Form, into consideration.
  • sands e.g. Silica, zirconium, chromite sands or the like
  • Other temperature-resistant materials such as aluminum oxide, Aluminum silicate, quartz glass etc. in fine particulate Form, into consideration.
  • other can also Be provided binder components.
  • polyamines such as ethylene, propylene, butylenediamines, etc. and their condensation products
  • the polyamine is selected from the group of polymeric polyamines.
  • the polyethyleneimines, ie branched polymers having primary, secondary and tertiary amino groups, polyvinylamines (vinylamine polymers) and / or copolymers thereof have proven to be particularly advantageous.
  • the flexural strength of a foundry core of a foundry sand and a binder based on sodium polyphosphate can be almost doubled by the addition of 0.1% by mass of polyvinylamine, based on the molding sand.
  • the polymeric polyamines can be provided in particular with a molecular weight between about 400 g / mol and about 10 7 g / mol.
  • the chemical formulas for polyvinylamine (I) and polyethyleneimine (II) are exemplified below:
  • the polyamine has a nitrogen content (N content) of between 1 and 35% by weight N / polymer unit, preferably between 10 and 33% by weight N / polymer unit, in particular between 20 and 33% by mass.
  • N / polymer unit Particularly good flexural strengths of the casting core of more than 200 N / cm 2 could be achieved in particular with polymeric polyamines having a relatively high amino group density in the range of 30% by weight N / polymer unit, eg with polyvinylamines, which have a nitrogen content of up to 33% by weight. Having polymer unit and in particular with polyvinyl amines having a high proportion of free amino groups, can be achieved.
  • the amount of polyamine provided as the second binder component is preferably between 0.001 and 1 mass%, in particular between 0.005 and 0.5 mass%, based on polyamine on the particulate material. It is aimed primarily according to the type of polyamine, the amount of In general, the higher the polyamine can be, the lower it can be the free amino group density of the polyamine is the binder properties in terms of bending and abrasion resistance to improve.
  • the first binder component based on condensed phosphates may contain or consist entirely of polyphosphates, preferably alkali metal polyphosphates, in particular sodium polyphosphate, and / or metaphosphates, preferably alkali metal metaphosphates, in particular sodium metaphosphates, for example sodium hexametaphosphate.
  • the first binder component contains or entirely consists of a water-soluble phosphate glass containing poly- and / or metaphosphate chains, wherein the phosphate glass preferably contains between 58 and 75 mass% phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ) and between 25 and 42 Mass .-% alkali metal oxide, in particular sodium oxide (Na 2 O), having.
  • the binders mentioned are known as such and ensure a quick and lump-free dissolution of the casting core when it is immersed in the finished casting in water. Another advantage of this binder is that they lead even with relatively low moisture content to an optimal mixing with the molding sand and thereby ensure a sufficient initial strength of the casting core or the mold, so that only very short drying times required and thus very short cycle times for the production possible are.
  • the amount of the first binder component based on Condensed phosphates is useful between 0.25 and 25 mass%, preferably between 0.5 and 10 mass%, based on the water-insoluble, particulate material.
  • the invention is characterized by at least one additive, preferably in the form of sulfates, carbonates and / or nitrates from the group of alkali metals and / or alkaline earth metals, such as alkali metal carbonates, in particular sodium carbonate (Na 2 CO 3 ).
  • alkali metal carbonates in particular sodium carbonate (Na 2 CO 3 ).
  • alkali metal carbonates increases the dispersibility of the casting core in water and thus facilitates the gutting of the finished casting.
  • the molding material mixture for the mold or the Casting core usually still has a moisture content between 0.01 and 35 mass%, in particular between 0.1 and 5 mass%. After drying, the moisture content is the casting mold or the casting core usually about 0.01 mass% or less.
  • the method according to the invention is characterized that a second binder component based on at least a polyamine is added.
  • a second binder component based on at least a polyamine is added.
  • a preferred embodiment provides that the second binder component in liquid form with the particulate Material brought into contact and then the first binder component is added in dry form, the Mixture of water is added.
  • the second binder component may be in the liquid phase or as particular aqueous solution are present. Unless an aggregate, such as Alkali metal carbonates, this may be in the dissolved the mixture added water and the solution of Mixture be added.
  • Another preferred embodiment provides that the first Binder component dry with the particulate material mixed and then an aqueous solution with the second Binder component is added, again, if desired, the aggregate before adding the solution in this can be solved.
  • the binder and optionally the aggregate dissolved in water and the solution with the particulate material is brought into contact.
  • the most homogeneous possible distribution of the water-soluble binder and optionally the additive can be achieved with the particulate material.
  • the mixture first dried to a predetermined residual moisture, the mixture then added water again and formed the mixture is at least a portion of the added free Water is removed again.
  • the mixture may preferably initially to a predetermined residual moisture of about 0.1 mass .-% are dried. Let that way the cycle times for the preparation of the invention Further reduce the casting mold or the casting core by the Total amount of added water can be reduced.
  • the dried to a predetermined residual moisture Formstoffmischung well storable and by the re-addition of water easily processable.
  • the casting mold or the casting core after the Shaping appropriate to a residual moisture content of about 0.01 wt .-% based on the particulate material dried.
  • Composition A A:
  • Composition B is a composition of Composition B:
  • composition A For the preparation of the casting core according to composition A was dry mixed with the molding sand of the binder.
  • the casting core according to composition B became the second Binder component in dissolved form homogeneous with the molding sand mixed and the mixture then the first binder component mixed dry. Subsequently, each about 1.4 Mass .-% water based on the foundry sand added.
  • the Molding compound mixture was injected in each case in a core box and to a residual moisture content of about 0.01 mass% dried.
  • the casting cores produced in this way were different Service life t on their flexural strength ⁇ examined.
  • the flexural strength of the casting core can be improved by the Addition of only small amounts (0.1% by mass based on the Molding sand) of polyvinylamine are practically doubled.
  • Composition B according to Example 1 (molding sand, 2% by mass of sodium polyphosphate (binder component 1), 0.1% by mass of liquid polyvinylamine (binder component 2) and 1.4% by mass of moisture, based in each case on the molding sand) was used Increasing the temperature resistance additionally added sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) as an additive. Casting cores were produced from the resultant molding material mixture in the manner described above and these were examined for their bending strength ⁇ after various service lives t.
  • the example shows that the bending strength of the casting core is not impaired by the addition of Na 2 CO 3 .
  • the addition of Na 2 CO 3 gives the casting core a significantly better temperature resistance, so that it is suitable for example for the production of aluminum castings with a casting temperature of about 800 ° C, with deformations of the casting core during the casting process safely and reliably avoided.
  • the addition of Na 2 CO 3 increases the water solubility of the foundry core, thus facilitating gutting of the finished casting.
  • the example makes it clear that the molding material mixture a good storability identifies and still several hours dried after the mixing process to form the casting core can be.
  • polyethylenimines A, B
  • polyethylenimines A, B
  • polyethyleneimines with a molecular weight of about 2000 g / mol (A) or 750,000 g / mol (B).
  • polyvinylamines (C, D, E) used with a molecular weight of about 400,000 g / mol, which is due to the proportion of free amino groups differ, which in turn corresponds to the degree of hydrolysis.
  • the polyvinylamine (C) has the highest degree of hydrolysis, the polyvinylamine (E) a lower contrast Degree of hydrolysis and the polyvinylamine (D) the lowest Degree of hydrolysis of polyvinylamines (C, D, E).
  • the production of the cores was done according to the example 1 described method. Then they were like that produced casting cores after different service lives t examined for their bending strength ⁇ .
  • the molding material mixtures were injected into a core box after different storage times t 1 of 0, 1, 2 and 3 h and dried.
  • the best values for the flexural strength of the casting core were obtained after a storage time t 1 of the molding material mixture of one hour, the mixture also being obtained immediately or at least three hours after mixing the but slightly poorer flexural strength Single component was processable, so that also here a good shelf life was found.

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Description

Die Erfindung betrifft eine wasserdispergierbare Gießform, insbesondere Gießkern, zur Herstellung von Gussstücken, die ein wasserunlösliches, partikelförmiges Material, insbesondere Formsand, einen Binder, welcher als eine erste Binderkomponente wenigstens ein kondensierendes Phosphat aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Gießform, indem ein wasserunlösliches, partikelförmiges Material, insbesondere Formsand, mit einem Binder, welcher als eine erste Binderkomponente wenigstens ein kondensiertes Phosphat aufweist, unter Zugabe von Wasser gemischt, die Mischung geformt und zumindest ein Teil des zugesetzten freien Wassers entfernt wird.
Gießkerne der vorgenannten Zusammensetzung sind bekannt. Sie werden in der Regel in Kernkästen mittels Kernschießmaschinen für die Serienfertigung hergestellt. Die Kernkästen sind mit entsprechenden Formhohlräumen versehen, in welche Einführöffnungen münden, über die aus einem sogenannten Schießkopf ein mit einem Binder versehenes wasserunlösliches, partikelförmiges Material unter Einsatz von Druckluft in die Formhohlräume eingeschossen wird. Bei dem partikelförmigen Material handelt es sich im allgemeinen um Formsande, wie Silica-, Zirkon-, Chromitsande oder dergleichen, welche durch den Binder verfestigbar sind. Zur Herstellung von Kernen mit komplexer Geometrie sollte der Formsand eine gute Fließfähigkeit aufweisen.
Als Binder für den Formsand wurden herkömmlich flüssige Kunstharze sowie zusätzliche Additive eingesetzt. Um die Nachteile von Kunstharzbindern - Entstehung gesundheitsschädlicher Dämpfe bei der Herstellung, teilweises Verbrennen des Binders beim Gießen, aufwendiges Entkernen, Entsorgung des Kernaltsändes - zu vermeiden, wurde schon die Verwendung von zumindest in gewissem Umfang wasserlöslichen anorganischen Bindern vorgeschlagen.
So beschreibt die DE 195 49 469 A1 einen Gießkern auf der Basis von mittels eines wasserlöslichen Binders verfestigtem Formsand, wobei als Binder Phosphorsäure oder kondensierte Phosphate, wie Natriumpolyphosphat und Natriumhexametaphosphat, vorgesehen sind.
Der WO 92/06808 Al ist ein Gießkern entnehmbar, welcher zur Verfestigung des Formsandes einen Binder aus einem Polyphosphatketten aufweisenden, wasserlöslichen Phosphatglas oder aus einem wasserlöslichen Boratglas aufweist. Zur Herstellung des Gießkerns wird der Formsand mit dem Binder unter Zugabe von Wasser gemischt, die Mischung in den Kernkasten eingeschossen und das überschüssige Wasser durch Erhitzen aus der Gießform ausgetrieben.
Die bekannten Gießkerne sind nach dem Abgießen wasserdispergierbar, d.h. sie lösen sich nach Eintauchen in Wasser wieder auf, wodurch das aufwändige Entkernen entfällt. Vorteilhaft bei Gießkernen dieser Art ist weiterhin, dass sowohl beim Herstellen der Gießkerne und beim Abgießen der Gussstücke als auch beim Entkernen der Gussstücke keine umweltschädlichen Stoffe freiwerden. Die eingesetzten Binder weisen ferner einen anorganischen Chemismus auf, so dass ein Verbrennen des Binders beim Gießvorgang zuverlässig vermieden wird.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass Binder der vorgenannten Art dem Gießkern eine für viele Anwendungen nur unzureichende Biegefestigkeit verleihen. Folglich kann sich der Gießkern bei der Entnahme oder bei der Lagerung nach dem Formen, beim Einsetzen in die Gießform oder beim Gießvorgang verformen oder gar brechen, so dass die erhaltenen Gussstücke fehlerhaft sein können und als Ausschussteile anfallen. Darüber hinaus weisen Gießkerne dieser Art häufig eine ungenügende Abriebfestigkeit auf, wodurch sich beim Abgießen Sandkörner an der Oberfläche des Gießkerns ablösen und zu einer rauhen Oberfläche und/oder zu Sandverunreinigungen des Gussstücks führen. Beim Einsatz eines Binders auf der Basis von reinen kondensierten Phosphaten kommt hinzu, dass der Binder eine für Legierungen mit verhältnismäßig hohem Schmelzpunkt nur unzureichende Temperaturbeständigkeit aufweist, so dass die Herstellung von Gussstücken aus solchen Legierungen nicht möglich ist. Dem Auftreten der genannten Nachteile kann insbesondere auch durch Variation der Verfahrensparameter bei der Herstellung des Gießkerns, wie der Zusammensetzung des Gießkerns, der Trocknungstemperatur, dem Restwasseranteil etc., nicht wirkungsvoll begegnet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einer Gießform, insbesondere einem Gießkern, mit einer ersten Binderkomponente auf der Basis von kondensierten Phosphaten eine erhöhte Biege- und Abriebfestigkeit zu verleihen und die Temperaturbeständigkeit zu erhöhen, dabei aber akzeptable Taktzeiten bei der Kernherstellung zu erhalten und keine oder nur geringe Mengen umweltschädlicher Stoffe freizusetzen. Sie ist ferner auf die Herstellung einer solchen Gießform gerichtet.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Gießform er eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Binder als eine zweite Binderkomponente wenigstens ein Polyamin aufweist.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich sowohl die Biege- als auch die Abriebfestigkeit einer Gießform oder eines Gießkerns aus einem wasserunlöslichen, partikelförmigen Material und einem Binder auf der Basis von kondensierten Phosphaten bereits durch den Zusatz nur geringer Mengen an Polyaminen signifikant erhöhen lassen, ohne die Wasserdispergierbarkeit des abgegossenen Gießkerns zu beeinträchtigen. Auf diese Weise lassen sich Biegefestigkeiten von mehr als 150 N/cm2 erzielen, die ein Versagen des Gießkerns und hieraus resultierende fehlerhafte Gussstücke zuverlässig vermeiden. Zugleich wird die Abriebfestigkeit der Gießform bzw. des Gießkerns derart verbessert, dass Beeinträchtigungen des Gussstückes durch Sandpartikel praktisch ausgeschlossen sind.
Es wird vermutet, dass die polaren Aminogruppen der erfindungsgemäßen zweiten Binderkomponente auf der Basis von Polyaminen mit den polaren Phosphatgruppen der ersten Binderkomponente auf der Basis von kondensierten Phosphaten in Wechselwirkung treten und deren Bindereigenschaften dadurch verbessern. Mit "Polyaminen" sind in diesem Zusammenhang gesättigte oder ungesättigte, offenkettige oder cyclische organische Verbindungen mit mehreren primären, sekundären und/oder tertiären Aminogruppen, insbesondere in flüssiger Form, gemeint. Als wasserunlösliche, partikelförmige Materialien kommen insbesondere beliebige bekannte Formsande, z.B. Silica-, Zirkon-, Chromitsande oder dergleichen, oder auch andere temperaturbeständige Materialien, wie Aluminiumoxid, Aluminiumsilikat, Quarzglas etc. in feinpartikulärer Form, in Betracht. Selbstverständlich können auch weitere Binderkomponenten vorgesehen sein.
Während grundsätzlich auch niedermolekulare Polyamine, wie Ethylen-, Propylen-, Butylendiamine etc. sowie deren Kondensationsprodukte, als zweite Binderkomponente vorgesehen sein können, sieht eine bevorzugte Ausführung vor, dass das Polyamin aus der Gruppe der polymeren Polyamine gewählt ist. Hierunter haben sich insbesondere die Polyethylenimine, also verzweigte Polymere mit primären, sekundären und tertiären Aminogruppen, Polyvinylamine (Vinylamin-Polymere) und/oder deren Copolymere als besonders vorteilhaft erwiesen. So lässt sich beispielsweise die Biegefestigkeit eines Gießkerns aus einem Formsand und einem Binder auf der Basis von Natriumpolyphosphat durch den Zusatz von 0,1 Mass.-% Polyvinylamin bezogen auf den Formsand nahezu verdoppeln. Die polymeren Polyamine können insbesondere mit einer Molmasse zwischen etwa 400 g/mol und etwa 107 g/mol vorgesehen sein. Nachstehend sind die chemischen Formeln für Polyvinylamin (I) und Polyethylenimin (II) beispielhaft wiedergegeben:
Figure 00050001
Figure 00050002
In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, dass das Polyamin einen Stickstoffanteil (N-Anteil) zwischen 1 und 35 Mass.-% N/Polymereinheit, vorzugsweise zwischen 10 und 33 Mass.-% N/Polymereinheit, insbesondere zwischen 20 und 33 Mass.-% N/Polymereinheit, aufweist. Besonders gute Biegefestigkeiten des Gießkern von über 200 N/cm2 konnten insbesondere mit polymeren Polyaminen mit verhältnismäßig hoher Aminogruppendichte im Bereich von 30 Mass.-% N/Polymereinheit, z.B. mit Polyvinylaminen, welche einen Stickstoffanteil von bis zu 33 Mass.-% N/Polymereinheit aufweisen und insbesondere mit Polyvinylaminen mit einem hohen Anteil an freien Aminogruppen, erzielt werden.
Die Menge des als zweite Binderkomponente vorgesehenen Polyamins beträgt bevorzugt zwischen 0,001 und 1 Mass.-%, insbesondere zwischen 0,005 und 0,5 Mass.-%, Polyamin bezogen auf das partikelförmige Material. Sie richtet sich vornehmlich nach der Art des Polyamins, wobei die Menge des Polyamins im allgemeinen um so geringer sein kann, je höher die freie Aminogruppendichte des Polyamins ist, um die Bindereigenschaften hinsichtlich Biege- und Abriebfestigkeit zu verbessern.
Die erste Binderkomponente auf der Basis von kondensierten Phosphaten kann Polyphosphate, vorzugsweise Alkalimetallpolyphosphate, insbesondere Natriumpolyphosphat, und/oder Metaphosphate, vorzugsweise Alkalimetallmetaphosphate, insbesondere Natriummetaphosphate, z.B. Natriumhexametaphosphat, enthalten oder gänzlich hieraus bestehen. Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die erste Binderkomponente ein Poly- und/oder Metaphosphatketten enthaltendes, wasserlösliches Phosphatglas enthält oder gänzlich hieraus besteht, wobei das Phosphatglas bevorzugt zwischen 58 und 75 Mass.-% Phosphorpentoxid (P2O5) und zwischen 25 und 42 Mass.-% Alkalimetalloxid, insbesondere Natriumoxid (Na2O), aufweist. Die genannten Binder sind als solche bekannt und sorgen für ein schnelles und klumpenfreies Auflösen des Gießkerns, wenn dieser mit dem fertigen Gussstück in Wasser getaucht wird. Ein weiterer Vorteil dieser Binder liegt darin, dass sie schon bei verhältnismäßig geringem Feuchteanteil zu einer optimalen Vermischung mit dem Formsand führen und dabei eine hinreichende Anfangsfestigkeit des Gießkerns bzw. der Gießform gewährleisten, so dass nur sehr kurze Trocknungszeiten erforderlich und somit sehr kurze Taktzeiten zur Herstellung möglich sind.
Die Menge der ersten Binderkomponente auf der Basis von kondensierten Phosphaten beträgt zweckmäßig zwischen 0,25 und 25 Mass.-%, vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 Mass.-%, bezogen auf das wasserunlösliche, partikelförmige Material.
In Weiterbildung ist die Erfindung gekennzeichnet durch mindestens einen Zuschlagstoff, vorzugsweise in Form von Sulfaten, Carbonaten und/oder Nitraten aus der Gruppe der Alkalimetalle und/oder Erdalkalimetalle, wie Alkalimetallcarbonate, insbesondere Natriumcarbonat (Na2CO3). Überraschenderweise wurde gefunden, dass ein solcher Zuschlagstoff zu einer wesentlichen Verbesserung der Temperaturbeständigkeit der Gießform bzw. des Gießkerns auf einen Wert über 800°C beiträgt, so dass das Gießen von Legierungen mit relativ hohem Schmelzpunkt, z.B. Aluminiumlegierungen, sowie von thermoplastischen Kunststoffen aus hochschmelzenden Polymeren möglich wird, ohne dass Deformationen der Gießform bzw. des Gießkerns beim Gießvorgang auftreten. Ferner wurde festgestellt, dass ein Anteil an Alkalimetallcarbonaten die Dispergierbarkeit des Gießkerns in Wasser erhöht und die Entkernung des fertigen Gussstücks somit erleichtert. Je nach der geforderten Temperaturbeständigkeit sind zweckmäßig zwischen 20 und 90 Mass.-%, insbesondere zwischen 30 und 85 Mass.-%, Alkalimetallcarbonat bezogen auf die erste Binderkomponente auf der Basis von kondensierten Phosphaten vorgesehen.
Zusätzlich zu dem wasserunlöslichen, partikelförmigen Material, wie Formsand, dem sowohl kondensierte Phosphate als auch Polyamine enthaltenden Binder und gegebenenfalls dem Zuschlagstoff, insbesondere den Alkalimetallcarbonaten, enthält die Formstoffmischung für die Gießform bzw. den Gießkern in der Regel noch einen Feuchtigkeitsanteil zwischen 0,01 und 35 Mass.-%, insbesondere zwischen 0,1 und 5 Mass.-%. Nach der Trocknung beträgt der Feuchtigkeitsanteil der Gießform bzw. des Gießkerns in der Regel etwa 0,01 Mass.-% oder weniger.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Binderkomponente auf der Basis wenigstens eines Polyamins zugesetzt wird. Dabei werden vorzugsweise die oben beschriebenen Arten an erster und zweiter Binderkomponente und gegebenenfalls an Zuschlagstoffen in der oben beschriebenen Menge eingesetzt.
Eine bevorzugte Ausführung sieht vor, dass die zweite Binderkomponente in flüssiger Form mit dem partikelförmigen Material in Kontakt gebracht und sodann die erste Binderkomponente in trockener Form beigemischt wird, wobei der Mischung Wasser zugesetzt wird. Die zweite Binderkomponente kann dabei in der Flüssigphase oder auch als insbesondere wässrige Lösung vorliegen. Sofern ein Zuschlagstoff, wie Alkalimetallcarbonate, erwünscht ist, kann dieser in dem der Mischung zugesetzten Wasser gelöst und die Lösung der Mischung zugesetzt werden.
Eine andere bevorzugte Ausführung sieht vor, dass die erste Binderkomponente trocken mit dem partikelförmigen Material gemischt und sodann eine wässrige Lösung mit der zweiten Binderkomponente zugesetzt wird, wobei auch hier, falls erwünscht, der Zuschlagstoff vor dem Zusetzen der Lösung in dieser gelöst werden kann.
Alternativ ist es möglich, dass der Binder und gegebenenfalls der Zuschlagstoff in Wasser gelöst und die Lösung mit dem partikelförmigen Material in Kontakt gebracht wird. In jedem Fall sollte eine möglichst homogene Verteilung des wasserlöslichen Binders und gegebenenfalls des Zuschlagstoffs mit dem partikelförmigen Material erzielt werden.
Zweckmäßig werden bis zu 35 Mass.-% Wasser bezogen auf das partikelförmige Material zugesetzt und wird die Gießform bzw. der Gießkern nach der Formgebung z.B. bis auf eine Restfeuchte von etwa 0,01 Mass.-% bezogen auf das partikelförmige Material getrocknet. Die eingesetzte Wassermenge wird vorzugsweise möglichst gering gehalten, um für kurze Taktzeiten bei der Herstellung zu sorgen, die wiederum maßgeblich von der Trocknungszeit abhängen. Andererseits lässt sich die Biegefestigkeit der Gießform bzw. des Gießkerns durch den Wasseranteil in gewissen Grenzen beeinflussen und sorgt der Wasseranteil für die erforderliche Fließfähigkeit der Mischung beim Einschießen in den Formkasten. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, zwischen 0,1 und 5 Mass.-%, insbesondere zwischen etwa 0,1 und 3 Mass.-%, Wasser bezogen auf das partikelförmige Material zuzusetzen, um für kurze Taktzeiten bei einer zufriedenstellenden Fließfähigkeit der Formstoffmischung zu sorgen.
In Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mischung zunächst bis auf eine vorgegebene Restfeuchte getrocknet, der Mischung sodann wieder Wasser zugesetzt und die Mischung geformt wird, wobei zumindest ein Teil des zugesetzten freien Wassers wieder entfernt wird. Die Mischung kann dabei vorzugsweise zunächst bis auf eine vorgegebene Restfeuchte von etwa 0,1 Mass.-% getrocknet werden. Auf diese Weise lassen sich die Taktzeiten zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gießform bzw. des Gießkerns weiter verringern, indem der Gesamtanteil des zugesetzten Wassers reduziert werden kann.
Ferner ist die bis auf eine vorgegebene Restfeuchte getrocknete Formstoffmischung gut lagerfähig und durch das erneute Zusetzen von Wasser leicht verarbeitbar. Auch in diesem Fall wird die Gießform bzw. der Gießkern nach der Formgebung zweckmäßig bis auf eine Restfeuchte von etwa 0,01 Mass.-% bezogen auf das partikelförmige Material getrocknet.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1
ein Diagramm zur Veranschaulichung der Biegefestigkeit σ eines Gießkerns mit einem Natriumpolyphosphatbinder ohne Zusatz von Polyaminen (A) und mit Zusatz von 0,1 Mass.-% Polyvinylamin (B) zu verschiedenen Standzeiten t;
Fig. 2
ein Vergleichsdiagramm zur Veranschaulichung der Biegefestigkeit σ eines Gießkerns mit einem Binder ausschließlich aus Polyvinylamin zu verschiedenen Standzeiten t;
Fig. 3
ein Diagramm zur Veranschaulichung der Biegefestigkeit σ eines Gießkerns der Zusammensetzung (B) gemäß Fig. 1, welcher zusätzlich einen Zuschlagstoff in Form von Natriumcarbonat enthält, zu verschiedenen Standzeiten t;
Fig. 4
ein Diagramm zur Veranschaulichung der Biegefestigkeit σ eines Gießkerns der Zusammensetzung gemäß Fig. 3 nach verschiedenen Lagerzeiten t1 der Formstoffmischung und nach verschiedenen Standzeiten t2;
Fig. 5
ein Diagramm zur Veranschaulichung der Biegefestigkeit σ je eines Gießkerns mit einem Binder aus Natriumpolyphosphat und verschiedenen Polyaminen mit unterschiedlicher Aminogruppendichte (A, B, C, D, E) zu verschiedenen Standzeiten t und
Fig. 6
ein Diagramm zur Veranschaulichung der Biegefestigkeit σ je eines Gießkerns mit den Zusammensetzungen (A, B, C, D, E) gemäß Fig. 5 nach verschiedenen Lagerzeiten t1 der Formstoffmischung und nach verschiedenen Standzeiten t2.
Beispiel 1:
Es wurden jeweils Gießkerne mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt.
Zusammensetzung A:
  • Formsand,
  • 2 Mass.-% Natriumpolyphosphat bezogen auf den Formsand (Binder),
  • 1,4 Mass.-% Feuchtigkeit bezogen auf den Formsand;
Zusammensetzung B:
  • Formsand,
  • 2 Mass.-% Natriumpolyphosphat (Binderkomponente 1) bezogen auf den Formsand
  • 0,1 Mass.-% flüssiges Polyvinylamin (Binderkomponente 2) bezogen auf den Formsand,
  • 1,4 Mass.-% Feuchtigkeit bezogen auf den Formsand.
Zur Herstellung des Gießkerns gemäß Zusammensetzung A wurde dem Formsand der Binder trocken beigemischt. Zur Herstellung des Gießkerns gemäß Zusammensetzung B wurde die zweite Binderkomponente in gelöster Form homogen mit dem Formsand vermischt und der Mischung sodann die erste Binderkomponente trocken beigemischt. Anschließend wurden jeweils ca. 1,4 Mass.-% Wasser bezogen auf den Formsand zugesetzt. Die Formstoffmischung wurde jeweils in einen Kernkasten eingeschossen und bis auf eine Restfeuchte von etwa 0,01 Mass.-% getrocknet. Die derart erzeugten Gießkerne wurden nach unterschiedlichen Standzeiten t auf ihre Biegefestigkeit σ untersucht.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, betrug die Biegefestigkeit σ der Zusammensetzung A ausschließlich mit einem herkömmlichen Natriumpolyphosphatbinder unmittelbar nach der Trocknung (t = 0) etwa 80 N/cm2. Nach etwa zwei Stunden (t = 120 min) stellte sich eine im wesentlichen konstante Biegefestigkeit σ von etwa 100 N/cm2 ein. Demgegenüber betrug die Biegefestigkeit der Zusammensetzung B, welche zusätzlich zu der ersten Binderkomponente in Form von Natriumpolyphosphat geringe Mengen einer zweiten Binderkomponente in Form von Polyvinylamin enthielt, unmittelbar nach der Trocknung (t = 0) bereits mehr als 150 N/cm2, wobei sich nach etwa vier Stunden (t = 240 min) eine im wesentlichen konstante Biegefestigkeit von mehr als 200 N/cm2 eingestellt hat.
Folglich kann die Biegefestigkeit des Gießkerns durch den Zusatz nur geringer Mengen (0,1 Mass.-% bezogen auf den Formsand) an Polyvinylamin praktisch verdoppelt werden.
Beispiel 2:
Als Vergleichsversuch wurden auf die vorbeschriebene Weise Gießkerne hergestellt, wobei als Binder ausschließlich Polyvinylamin eingesetzt wurde. Die erhaltenen Gießkerne wurden sodann nach unterschiedlichen Standzeiten t auf ihre Biegefestigkeit σ untersucht.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ergab sich unmittelbar nach der Trocknung (t = 0) eine hohe Biegefestigkeit von mehr als 250 N/cm2, welche nach etwa zwei Stunden (t = 120 min) auf einen Wert im Bereich von 100 N/cm2 abgefallen ist. Ferner wurde festgestellt, dass, die Kerne mit zunehmender Lagerzeit der Formstoffmischung vor Einschießen in den Kernkasten und Trocknen ein elastisches Verhalten aufweisen, was zu Deformationen der Kerne beim Gießvorgang führen kann. Folglich erweist sich reines Polyvinylamin als Binder für den Formsand als wenig geeignet.
Beispiel 3:
Der Zusammensetzung B gemäß Beispiel 1 (Formsand, 2 Mass.-% Natriumpolyphosphat (Binderkomponente 1), 0,1 Mass.-% flüssiges Polyvinylamin (Binderkomponente 2) und 1,4 Mass.-% Feuchtigkeit jeweils bezogen auf den Formsand) wurde zur Erhöhung der Temperaturbeständigkeit zusätzlich Natriumcarbonat (Na2CO3) als Zuschlagstoff zugesetzt. Aus der erhaltenen Formstoffmischung wurden auf die vorbeschriebene Weise Gießkerne hergestellt und diese nach verschiedenen Standzeiten t auf ihre Biegefestigkeit σ untersucht.
Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, ergab sich unmittelbar nach der Trocknung (t = 0) eine Biegefestigkeit von mehr als 200 N/cm2, die kurzzeitig (t = 10 min) etwas absank und sich nach etwa zwei Stunden (t = 120 min) auf einen im wesentlichen konstanten Wert oberhalb 200 N/cm2 einstellte, welcher der Biegefestigkeit eines Gießkerns ohne den Zusatz von Na2CO3, aber mit ansonsten entsprechender Zusammensetzung (vgl. Zusammensetzung B der Fig. 1), entspricht.
Das Beispiel zeigt, dass die Biegefestigkeit des Gießkerns durch den Zusatz von Na2CO3 nicht beeinträchtigt wird. Der Zusatz von Na2CO3 verleiht dem Gießkern jedoch eine erheblich bessere Temperaturbeständigkeit, so dass dieser beispielsweise zur Herstellung von Aluminiumgussteilen mit einer Gießtemperatur von über 800°C geeignet ist, wobei Verformungen des Gießkerns während des Gießvorgangs sicher und zuverlässig vermieden werden. Überdies erhöht der Zusatz von Na2CO3 die Wasserlöslichkeit des Gießkerns, so dass die Entkernung des fertigen Gussteils erleichtert wird.
Beispiel 4:
Zur Untersuchung der Lagerfähigkeit der Formstoffmischung für einen Gießkern gemäA Beispiel 3 wurden Formsand, 2 Mass.-% Natriumpolyphosphat (Binderkomponente 1) und 0,1 Mass.-% flüssiges Polyvinylamin (Binderkomponente 2), jeweils bezogen auf den Formsand, sowie Natriumcarbonat (Na2CO3) mit ca. 1,4 Mass.-% Wasser bezogen auf den Formsand homogen gemischt. Die derart gebildete Formstoffmischung wurde nach verschiedenen Lagerzeiten t1 von 0, 1, 2 und 3 h in einen Kernkasten eingeschossen und bis auf eine Restfeuchte von etwa 0,01 Mass.-% bezogen auf den Formsand getrocknet. Es wurde die Biegefestigkeit σ nach verschiedenen Standzeiten t2, nämlich einerseits unmittelbar nach dem Trocknen (t2 = 0), andererseits nach einem Tag (t2 = 24 h) bestimmt.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ergaben sich für Lagerzeiten t1 der Formstoffmischung zwischen einer Stunde und drei Stunden nur geringfügig schlechtere Biegefestigkeiten im Bereich knapp unterhalb 200 N/cm2 als bei sofortigem Einschießen (t1 = 0) der Mischung in den Kernkasten, was eine Biegefestigkeit von etwa 220 N/cm2 ergab. Die Biegefestigkeit des Gießkerns unmittelbar nach dem Trocknen (t2 = 0) entsprach in allen Fällen etwa der Biegefestigkeit nach einer Standzeit von einem Tag (t2 = 24 h), was mit dem in Fig. 3 gezeigten Verlauf der Biegefestigkeit korrespondiert.
Das Beispiel macht deutlich, dass die Formstoffmischung eine gute Lagerfähigkeit ausweist und noch mehrere Stunden nach dem Mischvorgang unter Bildung des Gießkerns getrocknet werden kann.
Beispiel 5:
Es wurden jeweils Gießkerne mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt:
  • Formsand,
  • 2 Mass.-% Natriumpolyphosphat bezogen auf den Formsand,
  • 0,1 Mass.-% eines Polyamins bezogen auf den Formsand,
  • 1,4 Mass.-% Feuchtigkeit.
Als Polyamine wurden einerseits verschiedene Polyethylenimine (A, B) eingesetzt, nämlich mit Wasser modifizierte Polyethylenimine mit einer Molmasse von etwa 2000 g/mol (A) bzw. 750.000 g/mol (B). Andererseits wurden Polyvinylamine (C, D, E) mit einer Molmasse von etwa 400.000 g/mol eingesetzt, welche sich durch den Anteil an freien Aminogruppen unterscheiden, der wiederum mit dem Hydrolysegrad korrespondiert. Das Polyvinylamin (C) weist den höchsten Hydrolysegrad, das Polyvinylamin (E) einen demgegenüber geringeren Hydrolysegrad und das Polyvinylamin (D) den niedrigsten Hydrolysegrad der Polyvinylamine (C, D, E) auf.
Die Herstellung der Gießkerne geschah nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren. Anschließend wurden die derart erzeugten Gießkerne nach unterschiedlichen Standzeiten t auf ihre Biegefestigkeit σ untersucht.
Fig. 5 zeigt, dass die besten Biegefestigkeiten mit dem Polyvinylamin (C) mit hohem Anteil an freien Aminogruppen erzielt werden konnten. Es wird vermutet, dass die freien Aminogruppen des Polyvinylamin mit den Phosphatgruppen des Natriumpolyphosphates in Wechselwirkung treten und dessen Bindereigenschaften verbessern. Aus Fig. 5 wird ferner deutlich, dass nach einer Standzeit von etwa zwei Stunden (t = 120 min) eine im wesentlichen konstante Biegefestigkeit erreicht werden konnte, die im Falle des Polyvinylamins (C) wenigstens 200 N/cm2 betrug.
Beispiel 6:
Zur Untersuchung der Lagerfähigkeit der Zusammensetzungen (A, B, C, D, E) für einen Gießkern gemäß Beispiel 5 wurden die Formstoffmischungen nach verschiedenen Lagerzeiten t1 von 0, 1, 2 und 3 h in einen Kernkasten eingeschossen und getrocknet. Es wurde die Biegefestigkeit σ nach verschiedenen Standzeiten t2, nämlich einerseits unmittelbar nach dem Trocknen (t2 = 0), andererseits nach einem Tag (t2 = 24 h) ermittelt.
Wie der Fig. 6 zu entnehmen ist, ergaben sich für die Biegefestigkeit des Gießkerns die besten Werte nach einer Lagerzeit t1 der Formstoffmischung von einer Stunde, wobei die Mischung unter Erhalt einer demgegenüber nur geringfügigen schlechteren Biegefestigkeit auch sofort oder mindestens drei Stunden nach Mischen der Einzelkomponente verarbeitbar war, so dass auch hier eine gute Lagerfähigkeit festgestellt werden konnte. Als am geeignetsten hat sich in allen Fällen das Polyvinylamin (C) mit einem hohen Anteil an freien Aminogruppen erwiesen. Nach einer Standzeit des Gießkerns von einem Tag (t2 = 24 h) stellte sich jeweils eine gegenüber der Biegefestigkeit unmittelbar nach Trocknen der Mischung (t2 = 0) verbessere Biegefestigkeit ein, was mit dem in Fig. 5 dargestellten Verlauf der Biegefestigkeit korrespondiert.
Die Beispiele machen deutlich, dass durch den Zusatz von geringen Mengen an Polyaminen als zusätzliche Binderkomponente zu einem herkömmlichen Binder auf der Basis von Natriumpolyphosphat die Biegefestigkeit des Gießkerns signifikant erhöht werden kann, wobei die Biegefestigkeit auch durch den Zusatz eines Zuschlagsstoffs in Form von Natriumcarbonat zur Verbesserung der Temperaturbeständigkeit des Gießkerns nicht beeinträchtigt wird. Die Mischung weist eine gute Lagerfähigkeit und Wasserlöslichkeit und folglich eine einwandfreie Verarbeitbarkeit auf.

Claims (36)

  1. Wasserdispergierbare Gießform, insbesondere Gießkern, zur Herstellung von Gussstücken, enthaltend
    ein wasserunlösliches, partikelförmiges Material, insbesondere Formsand;
    einen Binder, welcher als eine erste Binderkomponente wenigstens ein kondensiertes Phosphat aufweist,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Binder als eine zweite Binderkomponente wenigstens ein Polyamin aufweist.
  2. Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamin aus der Gruppe der polymeren Polyamine gewählt ist.
  3. Gießform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamin aus der Gruppe der Polyethylenimine, Polyvinylamine und/oder deren Copolymere gewählt ist.
  4. Gießform nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamin einen Stickstoffanteil zwischen 1 und 35 Mass.-% N/Polymereinheit aufweist.
  5. Gießform nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamin einen Stickstoffanteil zwischen 10 und 33 Mass.-% N/Polymereinheit aufweist.
  6. Gießform nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamin einen Stickstoffanteil zwischen 20 und 33 Mass.-% N/Polymereinheit aufweist.
  7. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 0,001 und 1 Mass.-% Polyamin bezogen auf das partikelförmige Material vorgesehen sind.
  8. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 0,005 und 0,5 Mass.-% Polyamin bezogen auf das partikelförmige Material vorgesehen sind.
  9. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Binderkomponente ein Polyphosphat enthält oder gänzlich hieraus besteht.
  10. Gießform nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyphosphat ein Alkalimetallpolyphosphat, insbesondere Natriumpolyphosphat, ist.
  11. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Binderkomponente ein Metaphosphat enthält oder gänzlich hieraus besteht.
  12. Gießform nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Metaphosphat ein Alkalimetallmetaphosphat, insbesondere Natriummetaphosphat, ist.
  13. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Binderkomponente ein Poly- und/oder Metaphosphatketten enthaltendes, wasserlösliches Phosphatglas enthält oder gänzlich hieraus besteht.
  14. Gießform nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Phosphatglas zwischen 58 und 75 Mass.-% Phosphorpentoxid (P2O5) und zwischen 25 und 42 Mass.-% Alkalimetalloxid, insbesondere Natriumoxid (Na2O), aufweist.
  15. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 0,25 und 25 Mass.-% der ersten Binderkomponente bezogen auf das partikelförmige Material vorgesehen sind.
  16. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 0,5 und 10 Mass.-% der ersten Binderkomponente bezogen auf das partikelförmige Material vorgesehen sind.
  17. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch mindestens einen Zuschlagstoff, vorzugsweise in Form von Sulfaten, Carbonaten und/oder Nitraten aus der Gruppe der Alkalimetalle und/oder Erdalkalimetalle, wie Alkalimetallcarbonate, insbesondere Natriumcarbonat (Na2CO3).
  18. Gießform nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 20 und 90 Mass.-% Alkalimetallcarbonat bezogen auf die erste Binderkomponente vorgesehen sind.
  19. Gießform nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 30 und 85 Mass.-% Alkalimetallcarbonat bezogen auf die erste Binderkomponente vorgesehen sind.
  20. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch einen Feuchtigkeitsanteil der Formstoffmischung zwischen 0,01 und 35 Mass.-% bezogen auf das partikelförmige Material.
  21. Gießform nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtigkeitsanteil der Formstoffmischung zwischen 0,1 und 5 Mass.-% bezogen auf das partikelförmige Material beträgt.
  22. Verfahren zur Herstellung einer wasserdispergierbaren Gießform, insbesondere Gießkern, zur Herstellung von Gussstücken, indem ein wasserunlösliches, partikelförmiges Material, insbesondere Formsand, mit einem Binder, welcher als eine erste Binderkomponente wenigstens ein kondensiertes Phosphat aufweist, unter Zugabe von Wasser gemischt, die Mischung geformt und zumindest ein Teil des zugesetzten freien Wassers entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Bindetkomponente auf der Basis wenigstens eines Polyamins zugesetzt wird.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polyamin nach einem der Ansprüche 2 bis 6 eingesetzt wird.
  24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamin in einer Menge zwischen 0,001 und 1 Mass.-%, insbesondere zwischen 0,005 und 0,5 Mass.-%, bezogen auf das partikelförmige Material eingesetzt wird.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Binderkomponente nach einem der Ansprüche 9 bis 14 eingesetzt wird.
  26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Binderkomponente in einer Menge zwischen 0,25 und 25 Mass.-%, insbesondere zwischen 0,5 und 10 Mass.-%, bezogen auf das partikelförmige Material eingesetzt wird.
  27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zuschlagstoff vorzugsweise Form von Sulfaten, Carbonaten und/oder Nitraten aus der Gruppe der Alkalimetalle und/oder Erdalkalimetalle, wie Alkalimetallcarbonate, insbesondere Natriumcarbonat (Na2CO3), eingesetzt wird.
  28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkalimetallcarbonat in einer Menge zwischen 20 und 90 Mass.-%, insbesondere zwischen 30 und 85 Mass.-%, bezogen auf die erste Binderkomponente eingesetzt wird.
  29. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Binderkomponente in flüssiger Form mit dem partikelförmigen Material in Kontakt gebracht und sodann die erste Binderkomponente in trockener Form beigemischt wird, wobei der Mischung Wasser zugesetzt wird.
  30. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagstoff in Wasser gelöst und die Lösung der Mischung zugesetzt wird.
  31. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Binderkomponente trocken mit dem partikelförmigen Material gemischt und sodann eine wässrige Lösung mit der zweiten Binderkomponente zugesetzt wird.
  32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuschlagstoff vor dem Zusetzen der Lösung in dieser gelöst wird.
  33. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass alle Binderkomponenten und gegebenenfalls ein Zuschlagstoff in Wasser gelöst werden und die Lösung mit dem partikelförmigen Material in Kontakt gebracht wird.
  34. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu 35 Mass.-% Wasser bezogen auf das partikelförmige Material zugesetzt werden.
  35. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung zunächst bis auf eine vorgegebene Restfeuchte getrocknet, der Mischung sodann wieder Wasser zugesetzt und die Mischung geformt wird, wobei zumindest ein Teil des zugesetzten freien Wassers wieder entfernt wird.
  36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung zunächst bis auf eine vorgegebene Restfeuchte von etwa 0,1 Mass.-% getrocknet wird.
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