EP2836318A2 - Salt-based cores, method for the production thereof and use thereof - Google Patents

Salt-based cores, method for the production thereof and use thereof

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Publication number
EP2836318A2
EP2836318A2 EP13728105.1A EP13728105A EP2836318A2 EP 2836318 A2 EP2836318 A2 EP 2836318A2 EP 13728105 A EP13728105 A EP 13728105A EP 2836318 A2 EP2836318 A2 EP 2836318A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
salt
binder
cores
binder system
water
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP13728105.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thorsten Hartig
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.)
Emil Mueller GmbH
Original Assignee
Emil Mueller GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Emil Mueller GmbH filed Critical Emil Mueller GmbH
Publication of EP2836318A2 publication Critical patent/EP2836318A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores
    • B22C9/105—Salt cores
    • 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
    • B22C1/02—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by additives for special purposes, e.g. indicators, breakdown additives
    • 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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • 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
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    • 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

Definitions

  • Salt-based cores process for their preparation and their
  • the invention relates to salt-based cores, to processes for the preparation of salt-based cores, and to the use of such cores as cavity locators in the production of metallic castings, preferably in die casting technology, which is completely and easily solidified by solvents without fusing Remove residues from the workpieces.
  • Cores which are used in the casting of metal workpieces into the molds in order to keep the cavities provided in the workpieces free when filling the molds with the melt place great demands.
  • the cores must be easy to produce, dimensionally stable and contour-accurate, and the materials used for their production and the solvent dissolving them should not affect the casting quality, the environment or cause any health hazards.
  • the surface of the cores must be particularly smooth and contoured and the cores must dissolve completely in a suitable solvent and can be easily removed without leaving solid residue from the cavities of the workpieces , Residues of cores containing non-dissolvable components such as quartz sand can cause damage to surfaces to be refined or cause the failure of an aggregate, for example, when core residues lead to blockage of an injector in the common rail system of a diesel engine.
  • Object of the present invention is to produce cores based on salt with low porosity, good surface quality and the highest possible strength, which can be easily and completely removed from the workpieces after casting of the workpieces.
  • Another object of the present invention is to produce such cores in a simple and inexpensive forming process, preferably by the so-called dry pressing process.
  • Another object of the present invention is to improve this T rocke npre ssclar and provide cores that are significantly improved in strength and yet can easily be dissolved out of the casting after casting, and leave a good, smooth surface finish in the casting.
  • the cores according to the invention consist of a salt, to which a special binder system and, optionally, auxiliaries such as fillers, additives, wetting agents and catalysts can be admixed. These cores are preferably intended for workpieces made by non-ferrous metal die casting cast, such as aluminum, brass or copper.
  • the cores according to the invention are composed of substances which can be removed without residue from the cavities of the workpieces with water, as a preferred solvent for reasons of environmental protection.
  • the quality of the castings is improved by casting defects such as voids, gas pores or the like can be avoided by resulting core gases.
  • the substances can be recovered by suitable processes from the liquid phase, for example the salt by spray drying or evaporation.
  • All compositions of the core materials can be processed in conventional mechanical or hydraulic presses by compacting.
  • the complexity of the geometry of the cores determines the manufacturing parameters as well as the design and constructive design of the tool for making the cores and the press.
  • Suitable core materials for the cores according to the invention are the salts of alkali metal and alkaline earth metal elements, in particular sodium chloride, potassium chloride and magnesium chloride, the sulfates and nitrates of the alkali metal and alkaline earth metal elements, in particular potassium sulfate, magnesium sulfate and ammonium salts, in particular ammonium sulfate.
  • the water-soluble representatives of these core materials are preferred. These substances can be used individually or as a mixture, as far as they do not react with each other and so on have negative effects on the desired properties, because the core material should not undergo a material conversion during the core production, which negatively influences its residue-free removal.
  • all easily soluble salts are suitable whose decomposition or melting point is above the temperature of the liquid molten metal.
  • the core materials can be easily and simply divided into the desired grain sizes or grain classes.
  • the selected particle size distribution and the degree of compaction selected influence in particular the surface properties of the cores. The smaller the grain size, the smoother the surface.
  • the highest possible degree of compaction is desired, which can be achieved by mixing different salts and optionally the additional substances with different distribution curves, for example by a bi- or trimodal grain distribution in the mixture.
  • grain sizes in the range of 0.01 mm to 2 mm are preferred, depending on the core material, desired surface quality and contour accuracy of the workpiece to be cast.
  • grain size fractions of 0.01 mm to 0.29 mm, 0.3 mm to 1, 3 mm and / or 1, 31 mm to 2.0 mm are mixed in different proportions.
  • Fillers which can also be removed completely by water as a solvent and residue-free, may optionally replace part of the salt so far as this does not adversely affect the density and strength. According to the invention, it has been found that up to 30% by weight of the salt can be replaced by corresponding fillers.
  • the grain size of the filler is suitably adjusted to the grain size or the particle size distribution of the salt.
  • at least one suitable binder system is added to the salt before compacting.
  • the solution according to the invention of the object underlying the invention provides for the use of a special binder system consisting of a binder / binder and a drying agent adapted thereto.
  • binder / binder in principle, all binder / binder can be used, which can be removed without residue after the curing process with water as the solvent and the well and optionally wet the additives, the mixture of these substances must be malleable by means of compression to lost cores.
  • binders / binders, inorganic phosphates, inorganic borates, silicate compounds or mixtures of these binders are suitable if they can be removed without residue with water as solvent.
  • inorganic phosphate for example, alkali metal or ammonium phosphate, monoaluminum phosphate, boron phosphate, trisodium phosphate, tetrapotassium pyrophosphate or sodium polyphosphate can be used.
  • Binder / binders of water-soluble silicates such as water-soluble waterglass with a waterglass modulus of 1 to 5, may preferably be used, and waterglasses with different waterglass modulus may also be present as a mixture.
  • the amount added depends on the water glass module used and, depending on the wetting behavior, is between 0.5% by weight and 15% by weight, preferably between 5% by weight and 8% by weight.
  • For the further processing of the core material to the usable core it is of fundamental importance in which form the core material is present.
  • core materials are agglomerated or deagglomerated and whether they are present in free-flowing form.
  • free-flowing core material mixtures are capable of automatically and completely filling the so-called filling shoes used in the dry pressing process, the preferred shaping process according to the invention.
  • free-flowing mixtures of the salt, the binder system used and the other admixtures are therefore suitable as a core material for use in the dry pressing process.
  • this is surprisingly achieved by adding suitable drying agents in a suitable amount, depending on the chosen binders / binders.
  • suitable drying agents in a suitable amount, depending on the chosen binders / binders.
  • the combination of binders / binders and the drying agent forms the special binder system provided according to the invention.
  • this binder system With this binder system, the object underlying the invention is surprisingly to be solved.
  • Suitable drying agents according to the invention are all hydrophilic substances which are capable of reversibly binding water, ie which are capable of releasing the absorbed water by suitable treatment.
  • suitable treatment for example, highly disperse silicas such as Aerosil, silica gel, zeolites, anhydrous sodium sulfate and / or magnesium sulfate in question.
  • These drying agents close due to their chemical and structural properties of water molecules, and then change their spatial molecular structure through intermolecular forces. Water molecules can no longer escape from the structure and remain bound during the processing of the core materials. By heat, the bound water can be released again.
  • the addition amount of the drying agent according to the invention is always dependent on the type used and the amount of binder / binder and can be easily determined by simple experiments. A slight overdose of the drying agent is tolerable.
  • a drying agent which can be used according to the invention not only to ensure the flowability of the core material, but to allow an improvement in the flowability of the core material compared to core materials containing 1 to 5 wt .-% of water glass binder / binder based on the amount of salt used but no desiccant.
  • binder / binder By using the special binder system according to the invention from the combination of binder / binder and drying agent, it is also possible for the first time to use binder / binder in liquid form in the preparation of the core materials.
  • the use of liquid binder / binder significantly improves the wetting of the core material constituents with the binder / binder.
  • the core material constituents, in particular the salt grains are coated by the binder / binder.
  • the result is a much improved finished salt core in its strength.
  • a liquid binder according to the invention for example, an aqueous, 60% Tetrakaiiumpyrophosphat solution can be used.
  • Relative to the used Amount of salt is added in this variant 1 to 5 wt .-%, preferably 2 to 4 wt .-%, particularly preferably 2.5 wt .-% aqueous, 60% tetrapotassium pyrophosphate solution.
  • the desiccant provided according to the invention is added in sufficient quantity to the core material coated in this way with the binder. A slight overdose of the drying agent is also tolerable in this case.
  • aqueous, 60% strength tetrapotassium pyrophosphate solution is additionally added tetrapotassium pyrophosphate in solid form in the same or even greater amount.
  • the properties of the mixture of salt according to the invention, optionally excipients such as additives, fillers, wetting agents and / or catalysts and the special binder system according to the invention can be influenced by the targeted addition of additives. It is also a prerequisite here that these additives or the reaction products of these additives with water as the solvent are completely removable from the cavity of a workpiece completely and without residues, and that during casting no gasses adversely affecting the casting process are released, which can lead to casting defects.
  • these additives may be selected from: wetting agents, for example surfactants, additives which influence the consistency of the mixture, lubricants, deagglomerating additives, gelling agents, additives which alter the thermophysical properties of the core, for example the thermal conductivity, additives which adhere of the metal at the cores, additives that lead to better homogenization and miscibility, additives that increase the shelf life, additives that prevent premature curing, additives that prevent the formation of smoke and condensation Prevent pouring and additives that accelerate curing.
  • wetting agents for example surfactants, additives which influence the consistency of the mixture, lubricants, deagglomerating additives, gelling agents, additives which alter the thermophysical properties of the core, for example the thermal conductivity, additives which adhere of the metal at the cores, additives that lead to better homogenization and miscibility, additives that increase the shelf life, additives that prevent premature curing, additives that prevent the formation of smoke and condensation Prevent pouring and additives that accelerate curing.
  • These additives
  • the gas influencing the core material preferably C0 2 or air
  • the pressure can be up to 5 bar.
  • thermal post-treatment of the cores at temperatures up to 600 ° C, preferably at temperatures between 500 ° C and 600 ° C, more preferably at temperatures of 580 ° C.
  • the core material is composed of the salt and the binder system and, if necessary, the additives such as fillers, additives and catalysts, wherein the fillers and the binder system are inorganic.
  • Purpose of the cores and determines the surface quality and the density and strength of the cores.
  • the processing of the core materials is carried out separately from the manufacturing process, whereby appropriate protective measures must be provided to prevent agglomeration and premature curing, if necessary.
  • protective measures For example, depending on the composition of the core material, treatment, transport and storage can also take place under protective gas or vacuum.
  • composition and properties of a core have a significant impact on the quality of the casting.
  • the salt cores according to the invention on the basis of sodium chloride typically have a density of 1, 5 g / cm 3 to 1, 9 g / cm 3, preferably from 1, 2 g / cm 3 to 1, 8 g / cm 3 determined according to the buoyancy method. This corresponds to a porosity of 10% to 35%, preferably from 5% to 25%.
  • the flexural strength, measured according to VDG leaflet P73, is between 400 N / cm 2 and 1500 N / cm 2 . With reference to an embodiment, therefore, the most important properties are listed below. The properties given refer to cores that are not coated with a size.
  • the core uses a core of NaCl with the following additional substances such as waterglass binder, Aerosil as drying agent and other additives such as release agents, setting retardants, wetting agents, etc.
  • the core was molded at a pressure of 50 to 120 bar on a hydraulic press. It was subjected to a thermal after-treatment of 60 min duration at 580 ° C for curing.
  • the present core is particularly suitable for use in aluminum chill casting. In order to withstand the temperatures and forces that occur during casting, the core must be dimensionally stable. On a sample measuring 180 mm in length, 22 mm in width and 22 mm in height, the determined mechanical properties of the core.
  • the flexural strength, measured according to VDG leaflet P73 (February 1996) is 400 and 1500 N / cm 2
  • the porosity also plays a decisive role.
  • the pore content is 30% in this embodiment.
  • the core After the casting is completely solidified, the core must be removed. It is important that the core completely and easily dissolves immediately and without solid residues. (Note: in the context of the present invention, the term “water-soluble”, “dissolve” or “dissolve” does not necessarily mean the chemical term of dissolution.) It is crucial that the constituents of the cores according to the invention are readily dissolved by water as the solvent The dissolution rate of the core naturally depends on the core materials and their pretreatment, as well as the size of the core, which may be different for a pure salt than for a composition with binders and fillers have shown that a core measuring 22 mm x 22 mm x 180 mm can be completely washed out of the casting with hot water within 1 minute to 2 minutes.
  • Kemtechnik mixture whose core materials are selected from at least one salt, at least one binder system of binder / binder and
  • Desiccants and optionally excipients such as additives, fillers, Wetting agents and catalysts, wherein the salt, the binder system and the optional adjuvants are inorganic, these core materials are soluble with water as a solvent and the core material mixture is formed into cores and compressed in the dry pressing process.
  • salts are used whose decomposition or melting point is above the temperature of the liquid metal surrounding the cores; in which as salts chlorides of alkali and alkaline earth elements, in particular sodium chloride, potassium chloride and / or magnesium chloride, sulfates and nitrates of alkali and alkaline earth elements, in particular potassium sulfate and / or magnesium sulfate, ammonium salts, in particular ammonium sulfate or mixtures of these salts are used;
  • the salt used is in a particle size distribution of 0.01 to 0.29 mm, 0.3 to 1, 3 mm and / or 1, 31 to 2.0 mm; > in which in the binder system as binders / binders with water residue-free removable, inorganic phosphates, inorganic borates, silicate compounds or mixtures of these binders / binders are used; > In which in the binder system as binders / binders with water residue-free removable alkali or ammonium phosphate, monoaluminum phosphate, boron phosphate, trisodium phosphate, tetrapotassium pyrophosphate or sodium polyphosphate or mixtures of these binders / binders are used; > in which in the binder system as binder / binder water-soluble silicate compounds, preferably water glasses are used;
  • the binder is a water glass with a water glass module of 1 to 5 and / or a mixture of water glasses with different water glass modules; in which the proportion of binder / binders between 0.5 wt .-%, and 15 wt .-% based on the salt used;
  • binder tetrapotassium pyrophosphate in which binder binder tetrapotassium pyrophosphate in liquid form is used in the binder system; in which binder binder tetrapotassium pyrophosphate in aqueous, 60% solution is used in the binder system; in which in the binder system, the binder tetrapotassium pyrophosphate in aqueous, 60% solution and in amounts of 1 to 5 wt .-%, preferably in amounts of 2 to 4 wt
  • the binder tetrapotassium pyrophosphate in aqueous, 60% solution and in amounts of 1 to 5 wt .-%, preferably in amounts of 2 to 4 wt .-%, particularly preferably in amounts of 2.5 parts by weight.
  • % based on the amount of salt used, and in addition tetrapotassium pyrophosphate in solid form in the same or greater amount is used; in which in the binder system, the binder in a proportion of 1 to 15 wt .-%, based on the amount of salt used, and the desiccant 0.3 to 4.5 wt .-%, based on the amount of salt used, is included; in which in the binder system as a drying agent hydrophilic substances are used, which are able to reversibly bind water; > in which in the binder system as a drying agent highly disperse silicas such as Aerosil, silica gel, zeolites, anhydrous sodium sulfate and / or magnesium sulfate are used;
  • catalyst a catalyst is added; > in which the catalyst is particularly fine-grained salt, preferably powdered salt with a particle size below 100 nm;
  • the salt is sodium chloride, preferably in bi- or trimodal grain size distribution particularly preferably in a particle size distribution of 0.01 to 0.29 mm, 0.3 to 1, 3 mm and / or 1, 31 to 2.0 mm is present, the binder system from the combination of
  • the catalyst is particularly fine-grained salt, preferably powdered salt having a particle size below 100 nm, that optionally further auxiliaries such as additives, fillers, wetting agents and / or other catalysts are included and that the mixture of core materials flowable is;
  • the cores are heat-treated after shaping; in which the cores are heat-treated after shaping at a temperature of up to 600 ° C, preferably at temperatures of 500 to 600 ° C, preferably at a temperature of 580 ° C;
  • the shaped cores have a density of 1, 5 g / cm 3 to 2.1 g / cm 3 , preferably from 1.2 g / cm 3 to 1.8 g / cm 3 ; > wherein the shaped cores have a porosity of 10% to 40%, preferably 5% to 25%;
  • the teaching according to the invention furthermore relates to:
  • a core material mixture whose core materials are selected from at least one salt, at least one binder system of a combination of binder / binder and desiccant and optionally excipients such as additives, fillers, wetting agents and or catalysts homogenously mixed, formed into a core, compacted by dry pressing and optionally heat treated.
  • chlorides of alkali and alkaline earth elements in particular sodium chloride, potassium chloride and / or magnesium chloride, sulfates and nitrates of alkali and alkaline earth elements, in particular potassium sulfate and / or magnesium sulfate, and ammonium salts, in particular
  • Ammonium sulfate or mixtures of these salts are selected;
  • binder / binder in the binder system with water-free removable inorganic phosphates, inorganic borates, Silicate compounds or mixtures of these binders / binders are used; as binder / binder in the binder system with water residue-free removable alkali or ammonium phosphate, monoaluminum phosphate, boron phosphate, trisodium phosphate, tetrapotassium pyrophosphate or
  • binders / binders in the binder system water-soluble silicate compounds, preferably water glasses are used; > the binder in the binder system is a water glass with a water glass module of 1 to 5 and / or a mixture of water glasses with different water glass modules;
  • binder / binders between 0.5 wt .-%, and 15 wt .-% based on the salt used; > The proportion of binder / binder depending on the wetting behavior and water glass module between 0.5 wt .-% and 15 wt .-% based on the salt used; as binder / binder water glass in a proportion of 0.5 wt .-% to 15 wt .-% based on the salt used, depending on the particle size distribution and matched to the water glass module, is included; as drying agents in the binder system hydrophilic substances are used, which are able to reversibly bind water; > are used as drying agents in the binder system finely divided silicas such as Aerosil, silica gel, zeolites, anhydrous sodium sulfate and / or magnesium sulfate;
  • a catalyst is added as auxiliary;
  • the catalyst is a particularly fine-grained salt, preferably a powdery salt with a particle size below 100 nm;
  • the salt is sodium chloride, which is preferably present in bi- or trimodal grain size distribution particularly preferably in a particle size distribution of 0.01 to 0.29 mm, 0.3 to 1.3 mm and / or 1.1.3 to 2.0 mm
  • the binder system consists of the combination of the binder water glass and the drying agent Aerosil
  • the catalyst is particularly fine-grained salt, preferably powdered salt with a particle size below 100 nm, that optionally further auxiliaries such as additives, fillers, wetting agents and / or other catalysts are included and that the mixture of core materials is free-flowing;
  • the core materials are homogeneously mixed, formed into a core and compacted in a dry pressing process
  • the core materials depending on the material, desired surface quality and contour accuracy of the workpiece to be cast from metal, be used with grain sizes in the range of 0.01 mm to 2 mm, molded into the core and compacted by dry pressing;
  • the cores are heat treated after shaping; the cores after shaping at a temperature of up to 600 ° C, preferably at temperatures of 500 to 600 ° C, preferably at a temperature 580 ° C are heat treated.
  • the cores according to the invention can be used, for example, as cavity locators in the production of metallic castings, preferably in gravity casting technology.

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Abstract

Cores that are inserted into the mould during the die casting of workpieces from metal in order to keep the cavities provided in the workpieces free during the filling of the moulds with the melt have to meet demanding requirements with regard to their dimensional stability and suitability for removal from the cavities. Therefore, salt-based cores which can be produced by moulding and compressing a core material mixture are provided according to the invention, the core materials thereof being selected from at least one salt, at least one binder system comprising a combination of binder/binding agent and possibly auxiliary substances such as additives, fillers, wetting agents and catalysts, wherein the salt, the binder system and the possibly used auxiliary substances of the core material mixture are inorganic and these core materials are soluble with water as the solvent.

Description

Kerne auf der Basis von Salz, Verfahren zu ihrer Herstellung und deren  Salt-based cores, process for their preparation and their
Verwendung  use
Die Erfindung betrifft Kerne auf der Basis von Salz, Verfahren zur Herstellung von Kernen auf der Basis von Salz, sowie die Verwendung solcher Kerne als Hohlraumplatzhalter bei der Herstellung von metallischen Gussteilen, vorzugsweise in der Kokillengusstechnologie, die sich durch Lösungsmittel vollständig und problemlos ohne Verbleib fester Rückstände aus den Werkstücken entfernen lassen. The invention relates to salt-based cores, to processes for the preparation of salt-based cores, and to the use of such cores as cavity locators in the production of metallic castings, preferably in die casting technology, which is completely and easily solidified by solvents without fusing Remove residues from the workpieces.
An Kerne, die beim Gießen von Werkstücken aus Metall in die Formen eingesetzt werden, um die in den Werkstücken vorgesehenen Hohlräume beim Füllen der Formen mit der Schmelze freizuhalten, werden hohe Anforderungen gestellt. Die Kerne müssen sich leicht herstellen lassen, formstabil und konturgenau sein und die für ihre Herstellung verwendeten Werkstoffe sowie die sie auflösenden Lösungsmittel sollen weder die Gussqualität, noch die Umwelt belasten und keine gesundheitlichen Gefährdungen verursachen. Cores which are used in the casting of metal workpieces into the molds in order to keep the cavities provided in the workpieces free when filling the molds with the melt place great demands. The cores must be easy to produce, dimensionally stable and contour-accurate, and the materials used for their production and the solvent dissolving them should not affect the casting quality, the environment or cause any health hazards.
Werden an die Oberfläche und die Konturgenauigkeit der Hohlräume der Werkstücke besondere Anforderungen gestellt, muss die Oberfläche der Kerne besonders glatt und konturgenau sein und die Kerne müssen sich völlig in einem geeigneten Lösungsmittel auflösen und sich ohne Verbleib fester Rückstände aus den Hohlräumen der Werkstücke leicht entfernen lassen. Rückstände von Kernen, die nicht lösbare Komponenten enthalten wie beispielsweise Quarzsand, können zu einem Schaden an zu veredelnden Oberflächen führen oder den Ausfall eines Aggregats bewirken, beispielsweise wenn Kernrückstände zur Verstopfung einer Einspritzdüse im Commonrailsystem eines Dieselaggregates führen. Kerne auf der Basis von Salz, die sowohl den extremen thermischen, als auch den mechanischen Beanspruchungen, die beim Umguss mit schmelzflüssigen Metallen auftreten, standhalten, Kerne die einerseits eine hohe Festigkeit aufweisen und sich andererseits nach dem Abguss leicht aus dem Gussteil herauslösen lassen, sowie eine möglichst gute, glatte Oberflächenbeschaffenheit im Gussteil hinterlassen, können mittlerweile mit Hilfe des so genannten Trockenpressverfahrens, ohne anschließenden Sinter- oder Rekristallisationsprozess, hergestellt werden. If special demands are placed on the surface and the contour accuracy of the cavities of the workpieces, the surface of the cores must be particularly smooth and contoured and the cores must dissolve completely in a suitable solvent and can be easily removed without leaving solid residue from the cavities of the workpieces , Residues of cores containing non-dissolvable components such as quartz sand can cause damage to surfaces to be refined or cause the failure of an aggregate, for example, when core residues lead to blockage of an injector in the common rail system of a diesel engine. Cores based on salt, both the extreme thermal and the mechanical stresses that occur when molten metals occur cores on the one hand have a high strength and on the other hand can easily be dissolved out of the casting after casting, and leave a good, smooth surface finish in the casting, can now by means of the so-called dry pressing process, without subsequent sintering or recrystallization process , getting produced.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Kerne auf der Basis von Salz mit geringer Porosität, guter Oberflächengüte und möglichst hoher Festigkeit herzustellen, die sich nach dem Abguss der Werkstücke leicht und vollständig aus den Werkstücken entfernen lassen. Object of the present invention is to produce cores based on salt with low porosity, good surface quality and the highest possible strength, which can be easily and completely removed from the workpieces after casting of the workpieces.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, solche Kerne in einem möglichst einfachen und kostengünstigen Formgebungsverfahren, vorzugsweise durch das so genannte Trockenpressverfahren, herzustellen. Another object of the present invention is to produce such cores in a simple and inexpensive forming process, preferably by the so-called dry pressing process.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, dieses T rocke npre ssverfahren zu verbessern und Kerne bereitzustellen, die in ihrer Festigkeit deutlich verbessert sind und sich dennoch nach dem Abguss leicht aus dem Gussteil herauslösen lassen, sowie eine gute, glatte Oberflächenbeschaffenheit im Gussteil hinterlassen. Another object of the present invention is to improve this T rocke npre ssverfahren and provide cores that are significantly improved in strength and yet can easily be dissolved out of the casting after casting, and leave a good, smooth surface finish in the casting.
Erfindungsgemäß gelöst wurde diese Aufgabe gemäß Hauptanspruch sowie gemäß dem Verfahren nach Anspruch 31 Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen charakterisiert. According to the invention, this object has been achieved according to the main claim and according to the method of claim 31. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
Die erfindungsgemäßen Kerne bestehen aus einem Salz, dem ein spezielles Bindersystem und wahlweise Hilfsstoffe wie Füllstoffe, Additive, Benetzungsmittel und Katalysatoren beigemischt werden können. Diese Kerne sind vorzugsweise für Werkstücke vorgesehen, die im Kokillengussverfahren aus Nichteisenmetallen gegossen werden, beispielsweise Aluminium, Messing oder Kupfer. Die erfindungsgemäßen Kerne sind aus Stoffen zusammengesetzt, die sich mit Wasser, als aus Gründen des Umweltschutzes bevorzugtes Lösungsmittel, rückstandsfrei aus den Hohlräumen der Werkstücke entfernen lassen. Die erfindungsgemäßen Kerne haben den Vorteil, dass sie aus Stoffen (= Kern Werkstoffen) zusammengesetzt sind, die bei sachgerechter Handhabung keinerlei gasabspaltende Reaktionen zeigen, welche die Umwelt belasten, weder bei ihrer Herstellung, noch beim Gießprozess. Dadurch, dass beim Gießen auch keine Crackingprodukte eines organischen Binders entstehen, wird die Qualität der Gussteile verbessert, indem Gießfehler wie Lunker, Gasporen o. ä. durch entstehende Kerngase vermieden werden können. Bei der Entfernung der Kerne aus den Werkstücken entstehen keine Rückstände, die einer besonderen Entsorgung bedürfen. Je nach Zusammensetzung lassen sich die Stoffe durch geeignete Verfahren aus der flüssigen Phase zurückgewinnen, beispielsweise das Salz durch Sprühtrocknen oder Eindampfen. The cores according to the invention consist of a salt, to which a special binder system and, optionally, auxiliaries such as fillers, additives, wetting agents and catalysts can be admixed. These cores are preferably intended for workpieces made by non-ferrous metal die casting cast, such as aluminum, brass or copper. The cores according to the invention are composed of substances which can be removed without residue from the cavities of the workpieces with water, as a preferred solvent for reasons of environmental protection. The cores according to the invention have the advantage that they are composed of materials (= core materials) which, when properly handled, do not show any gas-releasing reactions which pollute the environment, neither during their production nor during the casting process. The fact that no cracking products of an organic binder are formed during casting, the quality of the castings is improved by casting defects such as voids, gas pores or the like can be avoided by resulting core gases. When removing the cores from the workpieces, there are no residues that require special disposal. Depending on the composition, the substances can be recovered by suitable processes from the liquid phase, for example the salt by spray drying or evaporation.
Alle Zusammensetzungen der Kern Werkstoffe lassen sich in herkömmlichen mechanischen oder hydraulischen Pressen durch Verdichten verarbeiten. Die Komplexität der Geometrie der Kerne bestimmt die Fertigungsparameter sowie die Gestaltung und konstruktive Auslegung des Werkzeugs zur Herstellung der Kerne und der Presse. All compositions of the core materials can be processed in conventional mechanical or hydraulic presses by compacting. The complexity of the geometry of the cores determines the manufacturing parameters as well as the design and constructive design of the tool for making the cores and the press.
Als Kernwerkstoffe für die erfindungsgemäßen Kerne eignen sich die Salze der Alkali- und Erdalkalielemente wie insbesondere Natriumchlorid, Kaliumchlorid und Magnesiumchlorid, die Sulfate und Nitrate der Alkali- und Erdalkalielemente wie insbesondere Kaliumsulfat, Magnesiumsulfat, sowie Ammoniumsalze wie insbesondere Ammoniumsulfat. Die wasserlöslichen Vertreter dieser Kernwerkstoffe sind bevorzugt. Diese Stoffe können einzeln oder auch als Mischung eingesetzt werden, so weit sie nicht miteinander reagieren und so die gewünschten Eigenschaften negativ beeinflussen, denn der Kernwerkstoff soll bei der Kernherstellung keine Stoffumwandlung erfahren, die seine rückstandsfreie Entfernung negativ beeinflusst. Generell sind alle leicht löslichen Salze geeignet, deren Zersetzungs- oder Schmelzpunkt oberhalb der Temperatur der flüssigen Metallschmelze liegt. Die Kernwerkstoffe lassen sich, vergleichbar mit Sand, leicht und einfach in die gewünschten Korngrößen beziehungsweise Kornklassen aufteilen. Durch die gewählte Korngrößenverteilung und den gewählten Verdichtungsgrad wird insbesondere die Oberflächenbeschaffenheit der Kerne beeinflusst. Je geringer die Korngröße, desto glatter die Oberfläche. Generell wird ein möglichst hoher Verdichtungsgrad angestrebt, was durch Mischung verschiedener Salze und gegebenenfalls der zusätzlichen Stoffe mit unterschiedlichen Verteilungskurven erreicht werden kann, beispielsweise durch eine bi- oder trimodale Kornverteilung in der Mischung. Suitable core materials for the cores according to the invention are the salts of alkali metal and alkaline earth metal elements, in particular sodium chloride, potassium chloride and magnesium chloride, the sulfates and nitrates of the alkali metal and alkaline earth metal elements, in particular potassium sulfate, magnesium sulfate and ammonium salts, in particular ammonium sulfate. The water-soluble representatives of these core materials are preferred. These substances can be used individually or as a mixture, as far as they do not react with each other and so on have negative effects on the desired properties, because the core material should not undergo a material conversion during the core production, which negatively influences its residue-free removal. In general, all easily soluble salts are suitable whose decomposition or melting point is above the temperature of the liquid molten metal. Similar to sand, the core materials can be easily and simply divided into the desired grain sizes or grain classes. The selected particle size distribution and the degree of compaction selected influence in particular the surface properties of the cores. The smaller the grain size, the smoother the surface. In general, the highest possible degree of compaction is desired, which can be achieved by mixing different salts and optionally the additional substances with different distribution curves, for example by a bi- or trimodal grain distribution in the mixture.
Erfindungsgemäß werden Korngrößen im Bereich von 0,01 mm bis zu 2 mm bevorzugt, je nach Kern Werkstoff, gewünschter Oberflächengüte und Konturgenauigkeit des zu gießenden Werkstücks. Je nach gewünschtem Verdichtungsgrad werden Korngrößenfraktionen von 0,01 mm bis 0,29 mm, 0,3 mm bis 1 ,3 mm und / oder 1 ,31 mm bis 2,0 mm in unterschiedlichen Anteilen vermischt. According to the invention, grain sizes in the range of 0.01 mm to 2 mm are preferred, depending on the core material, desired surface quality and contour accuracy of the workpiece to be cast. Depending on the desired degree of compaction, grain size fractions of 0.01 mm to 0.29 mm, 0.3 mm to 1, 3 mm and / or 1, 31 mm to 2.0 mm are mixed in different proportions.
Füllstoffe, die sich ebenfalls durch Wasser als Lösungsmittel vollständig und rückstandsfrei entfernen lassen, können gegebenenfalls einen Teil des Salzes so weit ersetzen, wie dadurch die Dichte und Festigkeit nicht negativ beeinflusst werden. Erfindungsgemäß hat sich gezeigt, dass bis zu 30 Gew.-% des Salzes durch entsprechende Füllstoffe ersetzt werden können. Die Korngröße des Füllstoffs wird zweckmäßigerweise auf die Korngröße bzw. die Korngrößenverteilung des Salzes abgestimmt. Um die erforderliche Stabilität der Kerne nach dem Formgebungsverfahren zu gewährleisten, wird vor dem Verdichten dem Salz mindestens ein geeignetes Bindersystem zugegeben. Fillers, which can also be removed completely by water as a solvent and residue-free, may optionally replace part of the salt so far as this does not adversely affect the density and strength. According to the invention, it has been found that up to 30% by weight of the salt can be replaced by corresponding fillers. The grain size of the filler is suitably adjusted to the grain size or the particle size distribution of the salt. In order to ensure the required stability of the cores after the shaping process, at least one suitable binder system is added to the salt before compacting.
Die erfindungsgemäße Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe sieht vor, ein spezielles Bindersystem einzusetzen, das aus einem Binder / Bindemittel und einem darauf abgestimmten Trocknungsmittel besteht. The solution according to the invention of the object underlying the invention provides for the use of a special binder system consisting of a binder / binder and a drying agent adapted thereto.
In diesem erfindungsgemäßen Bindersystem sind grundsätzlich alle Binder / Bindemittel verwendbar, die nach dem Aushärtevorgang mit Wasser als Lösungsmittel rückstandsfrei entfernt werden können und die das Salz und gegebenenfalls die Zusatzstoffe gut benetzen, wobei die Mischung dieser Stoffe mittels Verdichten zu verlorenen Kernen formbar sein muss. Generell sind als Binder / Bindemittel, anorganische Phosphate, anorganische Borate, Silikatverbindungen oder Mischungen dieser Bindemittel geeignet, wenn sie mit Wasser als Lösungsmittel rückstandsfrei entfernt werden können. Als anorganisches Phosphat kann beispielsweise Alkali- oder Ammoniumphosphat, Monoaluminiumphosphat, Borphosphat, Trinatriumphosphat, Tetrakaliumpyro- phosphat oder Natriumpolyphosphat eingesetzt werden. In this binder system according to the invention, in principle, all binder / binder can be used, which can be removed without residue after the curing process with water as the solvent and the well and optionally wet the additives, the mixture of these substances must be malleable by means of compression to lost cores. In general, binders / binders, inorganic phosphates, inorganic borates, silicate compounds or mixtures of these binders are suitable if they can be removed without residue with water as solvent. As inorganic phosphate, for example, alkali metal or ammonium phosphate, monoaluminum phosphate, boron phosphate, trisodium phosphate, tetrapotassium pyrophosphate or sodium polyphosphate can be used.
Bevorzugt verwendbar sind Binder / Bindemittel aus wasserlöslichen Silikaten wie wasserlösliches Wasserglas mit einem Wasserglasmodul von 1 bis 5, wobei Wassergläser mit unterschiedlichem Wasserglasmodul auch als Mischung vorliegen können. Die Zugabemenge ist abhängig vom eingesetzten Wasserglasmodul und liegt, abhängig vom Benetzungsverhalten, zwischen 0,5 Gew.-% und 15 Gew.-% vorzugsweise zwischen 5 Gew.-% und 8 Gew.-%. Um die für das anschließende Gießverfahren notwendigen Eigenschaften wie Festigkeit und Formstabilität zu erreichen, können auch spezielle Mischungen von Bindern eingesetzt werden. Für die weitere Verarbeitung des Kern Werkstoffs zum verwendbaren Kern ist es von grundsätzlicher Bedeutung, in welcher Form der Kernwerkstoff vorliegt. Werden, wie bei der vorliegenden Erfindung, feste Kern Werkstoffe benötigt, so kommt es in entscheidendem Maße darauf an, ob die Kernwerkstoffe agglomeriert oder desagglomeriert und ob sie in rieselfähiger Form vorliegen. Nur rieselfähige Kernwerkstoff-Mischungen sind in der Lage, die im Trockenpressverfahren, dem erfindungsgemäß bevorzugten Formgebungsverfahren, verwendeten, so genannte Füllschuhe selbsttätig und vollständig aufzufüllen. Nur rieselfähige Mischungen aus dem Salz, dem eingesetzten Bindersystem und den sonstigen Beimischungen sind daher als Kernwerkstoff zur Verwendung im Trockenpressverfahren einsetzbar. Binder / binders of water-soluble silicates, such as water-soluble waterglass with a waterglass modulus of 1 to 5, may preferably be used, and waterglasses with different waterglass modulus may also be present as a mixture. The amount added depends on the water glass module used and, depending on the wetting behavior, is between 0.5% by weight and 15% by weight, preferably between 5% by weight and 8% by weight. In order to achieve the properties necessary for the subsequent casting process, such as strength and dimensional stability, it is also possible to use special mixtures of binders. For the further processing of the core material to the usable core, it is of fundamental importance in which form the core material is present. If, as in the present invention, solid core materials are required, then it depends crucially on whether the core materials are agglomerated or deagglomerated and whether they are present in free-flowing form. Only free-flowing core material mixtures are capable of automatically and completely filling the so-called filling shoes used in the dry pressing process, the preferred shaping process according to the invention. Only free-flowing mixtures of the salt, the binder system used and the other admixtures are therefore suitable as a core material for use in the dry pressing process.
Um aber die einsetzbaren Kern Werkstoffe für das Trockenpressverfahren in erfindungsgemäßer Weise entscheidend zu verbessern, kommt es darauf an, die Rieselfähigkeit der Kern Werkstoffe, insbesondere bei Verwendung der oben genannten Binder / Bindemittel, weiter zu verbessern. However, in order to decisively improve the usable core materials for the dry pressing process in accordance with the invention, it is important to further improve the flowability of the core materials, in particular when using the abovementioned binders / binders.
Dies wird erfindungsgemäß überraschenderweise dadurch gelöst, dass, in Abhängigkeit von den gewählten Bindern / Bindemitteln, geeignete Trocknungsmittel in geeigneter Menge zugesetzt werden. Die Kombination aus Bindern / Bindemitteln und dem Trocknungsmittel bildet das erfindungsgemäß vorgesehene, spezielle Bindersystem. Mit diesem Bindersystem ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe überraschenderweise zu lösen. According to the invention, this is surprisingly achieved by adding suitable drying agents in a suitable amount, depending on the chosen binders / binders. The combination of binders / binders and the drying agent forms the special binder system provided according to the invention. With this binder system, the object underlying the invention is surprisingly to be solved.
Als erfindungsgemäß einsetzbare Trocknungsmittel sind alle hydrophilen Stoffe geeignet, die in der Lage sind, Wasser reversibel zu binden, d.h., die in der Lage sind, das aufgenommene Wasser durch geeignete Behandlung auch wieder abzugeben. Als solche kommen erfindungsgemäß beispielsweise hochdisperse Kieselsäuren wie Aerosil, Silicagel, Zeolithe, wasserfreies Natriumsulfat und / oder Magnesiumsulfat in Frage. Diese Trocknungsmittel schließen aufgrund ihrer chemischen und strukturellen Beschaffenheit Wassermoleküle ein und ändern im Anschluss daran durch intermolekulare Kräfte ihre räumliche Molekülstruktur. Wassermoleküle können so nicht mehr aus der Struktur entweichen und bleiben bei der Aufbereitung der Kern Werkstoffe gebunden. Durch Wärmeeinwirkung kann das gebundene Wasser wieder freigesetzt werden. Suitable drying agents according to the invention are all hydrophilic substances which are capable of reversibly binding water, ie which are capable of releasing the absorbed water by suitable treatment. As such according to the invention, for example, highly disperse silicas such as Aerosil, silica gel, zeolites, anhydrous sodium sulfate and / or magnesium sulfate in question. These drying agents close due to their chemical and structural properties of water molecules, and then change their spatial molecular structure through intermolecular forces. Water molecules can no longer escape from the structure and remain bound during the processing of the core materials. By heat, the bound water can be released again.
Die Zugabemenge der Trocknungsmittel ist erfindungsgemäß immer abhängig von der eingesetzten Art und der Menge an Binder / Bindemittel und kann durch einfache Versuche leicht ermittelt werden. Eine geringe Überdosierung des Trocknungsmittels ist tolerierbar. Beim Einsatz von beispielsweise 1 bis 5 Gew.-% Wasserglas als Binder / Bindemittel bezogen auf die eingesetzte Menge an Salz reichen 0,3 bis 1 ,5 Gew.- % Aerosil bezogen auf die eingesetzte Menge an Salz als erfindungsgemäß einsetzbares Trocknungsmittel aus, um die Rieselfähigkeit des Kern Werkstoffs nicht nur sicherzustellen, sondern, im Vergleich zu Kernwerkstoffen, die 1 bis 5 Gew.-% Wasserglas als Binder / Bindemittel bezogen auf die eingesetzte Menge an Salz aber kein Trocknungsmittel enthalten, eine Verbesserung der Rieselfähigkeit des Kern Werkstoffs ermöglichen. The addition amount of the drying agent according to the invention is always dependent on the type used and the amount of binder / binder and can be easily determined by simple experiments. A slight overdose of the drying agent is tolerable. When using, for example, from 1 to 5% by weight of water glass as binder / binder based on the amount of salt used, 0.3 to 1.5% by weight of Aerosil, based on the amount of salt used, suffice as a drying agent which can be used according to the invention not only to ensure the flowability of the core material, but to allow an improvement in the flowability of the core material compared to core materials containing 1 to 5 wt .-% of water glass binder / binder based on the amount of salt used but no desiccant.
Durch den Einsatz des speziellen, erfindungsgemäßen Bindersystems aus der Kombination von Binder / Bindemittel und Trocknungsmittel ist es erstmals auch möglich, bei der Aufbereitung der Kern Werkstoffe auch Binder / Bindemittel in flüssiger Form einzusetzen. Durch den Einsatz flüssiger Binder / Bindemittel wird die Benetzung der Kernwerkstoffbestandteile mit dem Binder / Bindemittel deutlich verbessert. Dadurch werden die Kernwerkstoffbestandteile, insbesondere die Salzkörner von dem Binder / Bindemittel umhüllt, gecoatet. Das Ergebnis ist ein in seiner Festigkeit deutlich verbesserter fertiger Salzkern. Als flüssiges Bindemittel kann erfindungsgemäß beispielsweise eine wässrige, 60 %ige Tetrakaiiumpyrophosphat-Lösung eingesetzt werden. Bezogen auf die eingesetzte Menge an Salz wird bei dieser Variante 1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 2 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt 2,5 Gew.-% wässrige, 60 %ige Tetrakaliumpyrophosphat-Lösung zugesetzt. Um dennoch die gewünschte Rieselfähigkeit des Kernwerkstoffs zu gewährleisten, wird dem auf diese Weise mit dem Bindemittel gecoateten Kernwerkstoff das erfindungsgemäß vorgesehene Trocknungsmittel in ausreichender Menge zugegeben. Eine geringe Überdosierung des Trocknungsmittels ist auch in diesem Fall tolerierbar. By using the special binder system according to the invention from the combination of binder / binder and drying agent, it is also possible for the first time to use binder / binder in liquid form in the preparation of the core materials. The use of liquid binder / binder significantly improves the wetting of the core material constituents with the binder / binder. As a result, the core material constituents, in particular the salt grains, are coated by the binder / binder. The result is a much improved finished salt core in its strength. As a liquid binder according to the invention, for example, an aqueous, 60% Tetrakaiiumpyrophosphat solution can be used. Relative to the used Amount of salt is added in this variant 1 to 5 wt .-%, preferably 2 to 4 wt .-%, particularly preferably 2.5 wt .-% aqueous, 60% tetrapotassium pyrophosphate solution. In order nevertheless to ensure the desired flowability of the core material, the desiccant provided according to the invention is added in sufficient quantity to the core material coated in this way with the binder. A slight overdose of the drying agent is also tolerable in this case.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der wässrigen, 60 %igen Tetrakaliumpyrophosphat-Lösung zusätzlich Tetrakaliumpyrophosphat in fester Form in gleicher oder auch größerer Menge zugesetzt wird. It is particularly advantageous if the aqueous, 60% strength tetrapotassium pyrophosphate solution is additionally added tetrapotassium pyrophosphate in solid form in the same or even greater amount.
Die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Mischung aus Salz, gegebenenfalls Hilfsstoffen wie Additive, Füllstoffe, Benetzungsmittel und / oder Katalysatoren und dem speziellen, erfindungsgemäßen Bindersystem kann durch die gezielte Zugabe von Additiven beeinflusst werden. Voraussetzung ist auch hier, dass diese Additive oder die Reaktionsprodukte dieser Additive mit Wasser als Lösungsmittel vollständig und rückstandsfrei aus dem Hohlraum eines Werkstücks leicht entfernbar sind und beim Gießen keine den Gießvorgang negativ beeinträchtigenden Gase freigesetzt werden, welche zu Gießfehlern führen können. Je nach Zusammensetzung der Kern Werkstoffe können diese Additive ausgewählt werden aus: Benetzungsmitteln, beispielsweise Tensiden, die Konsistenz der Mischung beeinflussende Zusätze, Gleitmittel, Deagglomerisierungszusätze, Gelierungsmittel, Zusätze, die die thermophysikalischen Eigenschaften des Kerns verändern, beispielsweise die Wärmeleitfähigkeit, Zusätze, die ein Ankleben des Metalls an den Kernen verhindern, Zusätze, die zu einer besseren Homogenisierung und Mischbarkeit führen, Zusätze, die die Lagerfähigkeit erhöhen, Zusätze, die eine vorzeitige Aushärtung verhindern, Zusätze, die eine Rauch- und Kondensatbildung beim Gießen verhindern sowie Zusätze, die zur Beschleunigung der Aushärtung führen. Diese Additive sind dem Fachmann von der Herstellung herkömmlicher Kerne bekannt. Ihre Zugabemenge richtet sich nach der Art und Zusammensetzung des Kernwerkstoffs. Zur weiteren Verbesserung der nach dem Trockenpressen erforderlichen Festigkeit kann es, je nach Zusammensetzung des Kernwerkstoffs, erforderlich sein, auf den Kernwerkstoff abgestimmte Katalysatoren einzusetzen, die die Aushärtung des Kernwerkstoffs einleiten und beschleunigen. The properties of the mixture of salt according to the invention, optionally excipients such as additives, fillers, wetting agents and / or catalysts and the special binder system according to the invention can be influenced by the targeted addition of additives. It is also a prerequisite here that these additives or the reaction products of these additives with water as the solvent are completely removable from the cavity of a workpiece completely and without residues, and that during casting no gasses adversely affecting the casting process are released, which can lead to casting defects. Depending on the composition of the core materials, these additives may be selected from: wetting agents, for example surfactants, additives which influence the consistency of the mixture, lubricants, deagglomerating additives, gelling agents, additives which alter the thermophysical properties of the core, for example the thermal conductivity, additives which adhere of the metal at the cores, additives that lead to better homogenization and miscibility, additives that increase the shelf life, additives that prevent premature curing, additives that prevent the formation of smoke and condensation Prevent pouring and additives that accelerate curing. These additives are known to those skilled in the art of making conventional cores. Their added quantity depends on the type and composition of the core material. To further improve the strength required after dry pressing, it may be necessary, depending on the composition of the core material, to use catalysts tailored to the core material which initiate and accelerate the hardening of the core material.
Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die Zugabe von besonders feinkörnigem Salz, vorzugsweise die Zugabe von puderförmigem Salz mit einer Teilchengröße unter 100 nm, als Katalysator für die Aushärtung wirkt. Surprisingly, it has been shown that the addition of particularly fine-grained salt, preferably the addition of powdered salt with a particle size below 100 nm, acts as a catalyst for the curing.
Werden erfindungsgemäß gasförmige Katalysatoren eingesetzt, kann das den Kernwerkstoff beeinflussende Gas, vorzugsweise C02 oder Luft, insbesondere zur Aushärtung und Trocknung der Kerne nach dem Trockenpressen in die noch geschlossene Form eingeblasen werden. Der Druck kann bis zu 5 bar betragen. If gaseous catalysts are used according to the invention, the gas influencing the core material, preferably C0 2 or air, can be blown into the still closed form, in particular for hardening and drying the cores after the dry pressing. The pressure can be up to 5 bar.
Möglich ist auch eine thermische Nachbehandlung der Kerne bei Temperaturen bis zu 600°C, vorzugsweise bei Temperaturen zwischen 500 °C und 600 °C, besonders bevorzugt bei Temperaturen von 580 °C. It is also possible thermal post-treatment of the cores at temperatures up to 600 ° C, preferably at temperatures between 500 ° C and 600 ° C, more preferably at temperatures of 580 ° C.
Der Kernwerkstoff wird aus dem Salz und dem Bindersystem sowie, sofern erforderlich, den Zusatzstoffen wie Füllstoffe, Additive und Katalysatoren zusammengesetzt, wobei die Füllstoffe und das Bindersystem anorganisch sind.The core material is composed of the salt and the binder system and, if necessary, the additives such as fillers, additives and catalysts, wherein the fillers and the binder system are inorganic.
Alle Stoffe können mit bekannten Mischaggregaten homogen gemischt werden.All substances can be homogeneously mixed with known mixing units.
Die Zugabemenge von Bindersystem und Zusatzstoffen ist in Abhängigkeit desThe added amount of binder system and additives is dependent on the
Verwendungszwecks der Kerne zu wählen und bestimmt die Oberflächengüte sowie die Dichte und Festigkeit der Kerne. Die Aufbereitung der Kernwerkstoffe erfolgt getrennt vom Fertigungsprozess, wobei gegebenenfalls geeignete Schutzmaßnahmen zur Verhinderung von Agglomeration und vorzeitiger Aushärtung vorgesehen werden müssen. Beispielsweise können, je nach Zusammensetzung des Kern Werkstoffs, Aufbereitung, Transport und Lagerung auch unter Schutzgas oder Vakuum erfolgen. Purpose of the cores and determines the surface quality and the density and strength of the cores. The processing of the core materials is carried out separately from the manufacturing process, whereby appropriate protective measures must be provided to prevent agglomeration and premature curing, if necessary. For example, depending on the composition of the core material, treatment, transport and storage can also take place under protective gas or vacuum.
Die Zusammensetzung und die Eigenschaften eines Kerns haben wesentlichen Einfluss auf die Qualität des Gussteils. The composition and properties of a core have a significant impact on the quality of the casting.
Die erfindungsgemäß hergestellten Salzkerne auf der Basis von Natriumchlorid haben üblicherweise eine Dichte von 1 ,5 g/cm3 bis 1 ,9 g/cm3, vorzugsweise von 1 ,2 g/cm3 bis 1 ,8 g/cm3, bestimmt nach dem Auftriebsverfahren. Das entspricht einer Porosität von 10 % bis 35 %, vorzugsweise von 5 % bis 25 %. Die Biegefestigkeit, gemessen nach VDG-Merkblatt P73, liegt zwischen 400 N/cm2 und 1500 N/cm2. An Hand eines Ausführungsbeispiels werden deshalb die wichtigsten Eigenschaften nachfolgend aufgeführt. Die angegebenen Eigenschaften beziehen sich auf Kerne, die nicht mit einer Schlichte überzogen sind. The salt cores according to the invention on the basis of sodium chloride typically have a density of 1, 5 g / cm 3 to 1, 9 g / cm 3, preferably from 1, 2 g / cm 3 to 1, 8 g / cm 3 determined according to the buoyancy method. This corresponds to a porosity of 10% to 35%, preferably from 5% to 25%. The flexural strength, measured according to VDG leaflet P73, is between 400 N / cm 2 and 1500 N / cm 2 . With reference to an embodiment, therefore, the most important properties are listed below. The properties given refer to cores that are not coated with a size.
Zum Einsatz kommt ein Kern aus NaCI mit folgenden zusätzlichen Stoffen wie Wasserglas-Binder, Aerosil als Trocknungsmittel und weiteren Zusätzen wie Trennmittel, Abbinderverzögerer, Benetzungsmittel u. a. Der Kern wurde mit einem Druck von 50 bis 120 bar auf einer hydraulischen Presse geformt. Er wurde einer thermischen Nachbehandlung von 60 min Dauer bei 580 °C zur Aushärtung unterzogen. Der vorliegende Kern ist besonders geeignet für den Einsatz im Aluminiumkokillenguss. Um den beim Gießen auftretenden Temperaturen und Kräften widerstehen zu können, muss der Kern formstabil sein. An einer Probe mit den Abmessungen von 180 mm Länge, 22 mm Breite und 22 mm Höhe wurden die mechanischen Eigenschaften des Kerns bestimmt. Die Biegefestigkeit, gemessen nach VDG-Merkblatt P73 (Februar 1996) beträgt 400 und 1500 N/cm2 It uses a core of NaCl with the following additional substances such as waterglass binder, Aerosil as drying agent and other additives such as release agents, setting retardants, wetting agents, etc. The core was molded at a pressure of 50 to 120 bar on a hydraulic press. It was subjected to a thermal after-treatment of 60 min duration at 580 ° C for curing. The present core is particularly suitable for use in aluminum chill casting. In order to withstand the temperatures and forces that occur during casting, the core must be dimensionally stable. On a sample measuring 180 mm in length, 22 mm in width and 22 mm in height, the determined mechanical properties of the core. The flexural strength, measured according to VDG leaflet P73 (February 1996) is 400 and 1500 N / cm 2
Beim Einströmen des Metalls darf die Oberfläche des Kerns nicht ausgespült oder beschädigt werden. Aus diesem Grund muss der Kern eine entsprechende Oberflächenfestigkeit aufweisen. Auch die Porosität spielt eine entscheidende Rolle. Der Porenanteil beträgt bei diesem Ausführungsbeispiel 30 %. When the metal flows in, the surface of the core must not be rinsed or damaged. For this reason, the core must have a corresponding surface strength. The porosity also plays a decisive role. The pore content is 30% in this embodiment.
Nachdem das Gussteil vollständig erstarrt ist, muss der Kern entfernt werden. Dabei ist es wichtig, dass sich der Kern sofort und ohne feste Rückstände komplett und leicht auflöst. (Anmerkung: wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung von „wasserlöslich", „lösen" oder „auflösen" gesprochen, so ist damit nicht notwendigerweise der chemische Begriff des Lösens gemeint. Entscheidend ist, dass sich die Bestandteile der erfindungsgemäßen Kerne durch Wasser als Lösungsmittel leicht, vollständig und rückstandsfrei aus dem Hohlraum eines Werkstücks entfernen lassen.) Die Auflösegeschwindigkeit des Kerns ist naturgemäß von den Kern Werkstoffen und seiner Vorbehandlung sowie der Kerngröße abhängig. Bei reinem Salz kann sie von der bei einer Zusammensetzung mit Binder und Füllstoffen abweichen Versuche mit einem Versuchsteil haben gezeigt, dass sich ein Kern mit den Abmessungen 22 mm x 22mm x 180 mm innerhalb von 1 min bis 2 min mit heißem Wasser komplett aus dem Gussteil auswaschen lässt. After the casting is completely solidified, the core must be removed. It is important that the core completely and easily dissolves immediately and without solid residues. (Note: in the context of the present invention, the term "water-soluble", "dissolve" or "dissolve" does not necessarily mean the chemical term of dissolution.) It is crucial that the constituents of the cores according to the invention are readily dissolved by water as the solvent The dissolution rate of the core naturally depends on the core materials and their pretreatment, as well as the size of the core, which may be different for a pure salt than for a composition with binders and fillers have shown that a core measuring 22 mm x 22 mm x 180 mm can be completely washed out of the casting with hot water within 1 minute to 2 minutes.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, dass die erfindungsgemäße Lehre Kerne auf der Basis von Salz betrifft: From the above it follows that the teaching according to the invention relates to cores based on salt:
> die durch Formen und Verdichten einer Kemwerkstoff-Mischung herstellbar sind, deren Kern Werkstoffe ausgewählt sind aus mindestens einem Salz, mindestens einem Bindersystem aus Binder / Bindemittel und> which can be produced by molding and compacting a Kemwerkstoff mixture whose core materials are selected from at least one salt, at least one binder system of binder / binder and
Trocknungsmittel und gegebenenfalls Hilfsstoffen wie Additiven, Füllstoffen, Benetzungsmittel und Katalysatoren, wobei das Salz, das Bindersystem und die gegebenenfalls eingesetzten Hilfsstoffe anorganisch sind, diese Kernwerkstoffe mit Wasser als Lösungsmittel lösbar sind und die Kernwerkstoff-Mischung zu Kernen geformt und im Trockenpressverfahren verdichtet ist. Desiccants and optionally excipients such as additives, fillers, Wetting agents and catalysts, wherein the salt, the binder system and the optional adjuvants are inorganic, these core materials are soluble with water as a solvent and the core material mixture is formed into cores and compressed in the dry pressing process.
Bevorzugt sind Kerne aus Kernwerkstoff-Mischungen, Preference is given to cores made of core material mixtures,
> bei denen Salze eingesetzt werden, deren Zersetzungs- oder Schmelzpunkt oberhalb der Temperatur des flüssigen Metalls liegt, mit dem die Kerne umgössen werden; bei denen als Salze Chloride der Alkali- und Erdalkalielemente, insbesondere Natriumchlorid, Kaliumchlorid und / oder Magnesiumchlorid, Sulfate und Nitrate der Alkali- und Erdalkalielemente, insbesondere Kaliumsulfat und / oder Magnesiumsulfat, Ammoniumsalze, insbesondere Ammoniumsulfat oder Mischungen dieser Salze eingesetzt werden; > in which salts are used whose decomposition or melting point is above the temperature of the liquid metal surrounding the cores; in which as salts chlorides of alkali and alkaline earth elements, in particular sodium chloride, potassium chloride and / or magnesium chloride, sulfates and nitrates of alkali and alkaline earth elements, in particular potassium sulfate and / or magnesium sulfate, ammonium salts, in particular ammonium sulfate or mixtures of these salts are used;
> bei denen das Salz Natriumchlorid ist; > where the salt is sodium chloride;
> bei denen die Korngrößen des eingesetzten Salzes im Bereich von 0,01 mm bis 2 mm liegen; > in which the grain sizes of the salt used are in the range of 0.01 mm to 2 mm;
> bei denen das eingesetzte Salz in bi- oder trimodaler Korngrößenverteilung vorliegt; > in which the salt used is in bi- or trimodal grain size distribution;
> bei denen das eingesetzte Salz in einer Korngrößenverteilung von 0,01 bis 0,29 mm, 0,3 bis 1 ,3 mm und / oder 1 ,31 bis 2,0 mm vorliegt; > bei denen in dem Bindersystem als Binder / Bindemittel mit Wasser rückstandsfrei entfernbare, anorganische Phosphate, anorganische Borate, Silikatverbindungen oder Mischungen dieser Binder / Bindemittel eingesetzt werden; > bei denen in dem Bindersystem als Binder / Bindemittel mit Wasser rückstandsfrei entfernbares Alkali- oder Ammoniumphosphat, Monoaluminiumphosphat, Borphosphat, Trinatriumphosphat, Tetrakalium- pyrophosphat oder Natriumpolyphosphat oder Mischungen dieser Binder / Bindemittel eingesetzt werden; > bei denen in dem Bindersystem als Binder / Bindemittel wasserlösliche Silikatverbindungen, vorzugsweise Wassergläser eingesetzt werden; > in which the salt used is in a particle size distribution of 0.01 to 0.29 mm, 0.3 to 1, 3 mm and / or 1, 31 to 2.0 mm; > in which in the binder system as binders / binders with water residue-free removable, inorganic phosphates, inorganic borates, silicate compounds or mixtures of these binders / binders are used; > In which in the binder system as binders / binders with water residue-free removable alkali or ammonium phosphate, monoaluminum phosphate, boron phosphate, trisodium phosphate, tetrapotassium pyrophosphate or sodium polyphosphate or mixtures of these binders / binders are used; > in which in the binder system as binder / binder water-soluble silicate compounds, preferably water glasses are used;
> bei denen in dem Bindersystem das Bindemittel ein Wasserglas mit einem Wasserglasmodul von 1 bis 5 und / oder eine Mischung von Wassergläsern mit verschiedenen Wasserglasmodulen ist; bei denen der Anteil an Binder / Bindemitteln zwischen 0,5 Gew.-%, und 15 Gew.-% bezogen auf das eingesetzte Salz liegt; > in which in the binder system the binder is a water glass with a water glass module of 1 to 5 and / or a mixture of water glasses with different water glass modules; in which the proportion of binder / binders between 0.5 wt .-%, and 15 wt .-% based on the salt used;
> bei denen der Anteil des Binders / Bindemittels in Abhängigkeit vom Benetzungsverhalten und Wasserglasmodul zwischen 0,5 Gew.-% und 15 Gew.-% bezogen auf das eingesetzte Salz liegt; > bei denen als Binder / Bindemittel Wasserglas mit einem Anteil von 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-% bezogen auf das eingesetzte Salz, in Abhängigkeit von der Korngrößenverteilung und abgestimmt auf den Wasserglasmodul, enthalten ist; bei denen in dem Bindersystem das Bindemittel Tetrakaliumpyrophosphat ist; bei denen in dem Bindersystem das Bindemittel Tetrakaliumpyrophosphat in flüssiger Form eingesetzt wird; bei denen in dem Bindersystem das Bindemittel Tetrakaliumpyrophosphat in wässriger, 60 %iger Lösung eingesetzt wird; bei denen in dem Bindersystem das Bindemittel Tetrakaliumpyrophosphat in wässriger, 60 %iger Lösung und in Mengen von 1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 2 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt in Mengen von 2,5 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte Menge an Salz, eingesetzt wird; bei denen in dem Bindersystem das Bindemittel Tetrakaliumpyrophosphat in wässriger, 60 %iger Lösung und in Mengen von 1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 2 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt in Mengen von 2,5 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte Menge an Salz, und zusätzlich Tetrakaliumpyrophosphat in fester Form in gleicher oder auch größerer Menge eingesetzt wird; bei denen in dem Bindersystem das Bindemittel mit einem Anteil von 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte Menge an Salz, und das Trocknungsmittel 0,3 bis 4,5 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte Menge an Salz, enthalten ist; bei denen in dem Bindersystem als Trocknungsmittel hydrophile Stoffe eingesetzt werden, die in der Lage sind, Wasser reversibel zu binden; > bei denen in dem Bindersystem als Trocknungsmittel hochdisperse Kieselsäuren wie Aerosil, Silicagel, Zeolithe, wasserfreies Natriumsulfat und / oder Magnesiumsulfat eingesetzt werden; > in which the proportion of binder / binder depending on the wetting behavior and water glass module between 0.5 wt .-% and 15 wt .-% based on the salt used; > in which as a binder / binder water glass in a proportion of 0.5 wt .-% to 15 wt .-% based on the salt used, depending on the particle size distribution and matched to the water glass module, is included; wherein in the binder system the binder is tetrapotassium pyrophosphate; in which binder binder tetrapotassium pyrophosphate in liquid form is used in the binder system; in which binder binder tetrapotassium pyrophosphate in aqueous, 60% solution is used in the binder system; in which in the binder system, the binder tetrapotassium pyrophosphate in aqueous, 60% solution and in amounts of 1 to 5 wt .-%, preferably in amounts of 2 to 4 wt .-%, particularly preferably in amounts of 2.5 parts by weight. %, based on the amount of salt used, is used; in which in the binder system, the binder tetrapotassium pyrophosphate in aqueous, 60% solution and in amounts of 1 to 5 wt .-%, preferably in amounts of 2 to 4 wt .-%, particularly preferably in amounts of 2.5 parts by weight. %, based on the amount of salt used, and in addition tetrapotassium pyrophosphate in solid form in the same or greater amount is used; in which in the binder system, the binder in a proportion of 1 to 15 wt .-%, based on the amount of salt used, and the desiccant 0.3 to 4.5 wt .-%, based on the amount of salt used, is included; in which in the binder system as a drying agent hydrophilic substances are used, which are able to reversibly bind water; > in which in the binder system as a drying agent highly disperse silicas such as Aerosil, silica gel, zeolites, anhydrous sodium sulfate and / or magnesium sulfate are used;
> bei denen als Hilfsstoff ein Katalysator zugegeben wird; > bei denen der Katalysator besonders feinkörniges Salz, vorzugsweise puderförmiges Salz mit einer Teilchengröße unter 100 nm ist; > where as catalyst a catalyst is added; > in which the catalyst is particularly fine-grained salt, preferably powdered salt with a particle size below 100 nm;
> bei denen das Salz Natriumchlorid ist, das vorzugsweise in bi- oder trimodaler Korngrößenverteilung besonders bevorzugt in einer Korngrößenverteilung von 0,01 bis 0,29 mm, 0,3 bis 1 ,3 mm und / oder 1 ,31 bis 2,0 mm vorliegt, das Bindersystem aus der Kombination des> in which the salt is sodium chloride, preferably in bi- or trimodal grain size distribution particularly preferably in a particle size distribution of 0.01 to 0.29 mm, 0.3 to 1, 3 mm and / or 1, 31 to 2.0 mm is present, the binder system from the combination of
Bindemittels Wasserglas und des Trocknungsmittels Aerosil besteht, der Katalysator besonders feinkörniges Salz, vorzugsweise puderförmiges Salz mit einer Teilchengröße unter 100 nm ist, dass gegebenenfalls weitere Hilfsstoffe wie Additive, Füllstoffe, Benetzungsmittel und /oder weitere Katalysatoren enthalten sind und dass die Mischung der Kern Werkstoffe rieselfähig ist; Binders of water glass and the drying agent Aerosil, the catalyst is particularly fine-grained salt, preferably powdered salt having a particle size below 100 nm, that optionally further auxiliaries such as additives, fillers, wetting agents and / or other catalysts are included and that the mixture of core materials flowable is;
> bei denen die Kerne nach der Formgebung wärmebehandelt werden; bei denen die Kerne nach der Formgebung bei einer Temperatur von bis zu 600 °C, vorzugsweise bei Temperaturen von 500 bis 600 °C, bevorzugt bei einer Temperatur 580 °C wärmebehandelt werden; > in which the cores are heat-treated after shaping; in which the cores are heat-treated after shaping at a temperature of up to 600 ° C, preferably at temperatures of 500 to 600 ° C, preferably at a temperature of 580 ° C;
> bei denen die geformten Kerne eine Dichte von 1 ,5 g/cm3 bis 2,1 g/cm3, vorzugsweise von 1 ,2 g/cm3 bis 1 ,8 g/cm3 aufweisen; > bei denen die geformten Kerne eine Porosität von 10 % bis 40 %, vorzugsweise von 5 % bis 25 % aufweisen; > wherein the shaped cores have a density of 1, 5 g / cm 3 to 2.1 g / cm 3 , preferably from 1.2 g / cm 3 to 1.8 g / cm 3 ; > wherein the shaped cores have a porosity of 10% to 40%, preferably 5% to 25%;
> bei denen die geformten Kerne eine Biegefestigkeit zwischen 400 N/cm2 und 1500 N/cm2 aufweisen. Die erfindungsgemäße Lehre betrifft weiterhin: > in which the molded cores have a bending strength between 400 N / cm 2 and 1500 N / cm 2 . The teaching according to the invention furthermore relates to:
> Verfahren zur Herstellung von Kernen auf der Basis von Salz, wobei eine Kernwerkstoff-Mischung, deren Kernwerkstoffe ausgewählt sind aus mindestens einem Salz, mindestens einem Bindersystem aus einer Kombination von Binder / Bindemittel und Trocknungsmittel und gegebenenfalls aus Hilfsstoffen wie Additiven, Füllstoffen, Benetzungsmittel und oder Katalysatoren homogen gemischt, zum Kern geformt, im Trockenpressverfahren verdichtet und gegebenenfalls wärmebehandelt wird. > Process for the preparation of cores based on salt, wherein a core material mixture whose core materials are selected from at least one salt, at least one binder system of a combination of binder / binder and desiccant and optionally excipients such as additives, fillers, wetting agents and or catalysts homogenously mixed, formed into a core, compacted by dry pressing and optionally heat treated.
Bevorzugt sind Verfahren, bei denen > Salz mit Korngrößen unterschiedlicher Verteilungskurven, vorzugsweise in einer bi- oder trimodalen Kornverteilung eingesetzt und vermischt wird; Preference is given to processes in which> salt is used and mixed with particle sizes of different distribution curves, preferably in a bi- or trimodal grain distribution;
> als Salze Chloride der Alkali- und Erdalkalielemente, insbesondere Natriumchlorid, Kaliumchlorid und / oder Magnesiumchlorid, Sulfate und Nitrate der Alkali- und Erdalkalielemente, insbesondere Kaliumsulfat und / oder Magnesiumsulfat, sowie Ammoniumsalze, insbesondereas salts, chlorides of alkali and alkaline earth elements, in particular sodium chloride, potassium chloride and / or magnesium chloride, sulfates and nitrates of alkali and alkaline earth elements, in particular potassium sulfate and / or magnesium sulfate, and ammonium salts, in particular
Ammoniumsulfat oder Mischungen dieser Salze gewählt werden; Ammonium sulfate or mixtures of these salts are selected;
> als Binder / Bindemittel in dem Bindersystem mit Wasser rückstandsfrei entfernbare, anorganische Phosphate, anorganische Borate, Silikatverbindungen oder Mischungen dieser Binder / Bindemittel eingesetzt werden; als Binder / Bindemittel in dem Bindersystem mit Wasser rückstandsfrei entfernbares Alkali- oder Ammoniumphosphat, Monoaluminiumphosphat, Borphosphat, Trinatriumphosphat, Tetrakaliumpyrophosphat oder> as binders / binders in the binder system with water-free removable inorganic phosphates, inorganic borates, Silicate compounds or mixtures of these binders / binders are used; as binder / binder in the binder system with water residue-free removable alkali or ammonium phosphate, monoaluminum phosphate, boron phosphate, trisodium phosphate, tetrapotassium pyrophosphate or
Natriumpolyphosphat oder Mischungen dieser Binder / Bindemittel eingesetzt werden; Sodium polyphosphate or mixtures of these binders / binders are used;
> als Binder / Bindemittel in dem Bindersystem wasserlösliche Silikatverbindungen, vorzugsweise Wassergläser eingesetzt werden; > das Bindemittel in dem Bindersystem ein Wasserglas mit einem Wasserglasmodul von 1 bis 5 und / oder eine Mischung von Wassergläsern mit verschiedenen Wasserglasmodulen ist; > As binders / binders in the binder system water-soluble silicate compounds, preferably water glasses are used; > the binder in the binder system is a water glass with a water glass module of 1 to 5 and / or a mixture of water glasses with different water glass modules;
> der Anteil an Binder / Bindemitteln zwischen 0,5 Gew.-%, und 15 Gew.-% bezogen auf das eingesetzte Salz liegt; > der Anteil des Binders / Bindemittels in Abhängigkeit vom Benetzungsverhalten und Wasserglasmodul zwischen 0,5 Gew.-% und 15 Gew.-% bezogen auf das eingesetzte Salz liegt; als Binder / Bindemittel Wasserglas mit einem Anteil von 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-% bezogen auf das eingesetzte Salz, in Abhängigkeit von der Korngrößenverteilung und abgestimmt auf den Wasserglasmodul, enthalten ist; als Trocknungsmittel in dem Bindersystem hydrophile Stoffe eingesetzt werden, die in der Lage sind, Wasser reversibel zu binden; > als Trocknungsmittel in dem Bindersystem hochdisperse Kieselsäuren wie Aerosil, Silicagel, Zeolithe, wasserfreies Natriumsulfat und / oder Magnesiumsulfat eingesetzt werden; > The proportion of binder / binders between 0.5 wt .-%, and 15 wt .-% based on the salt used; > The proportion of binder / binder depending on the wetting behavior and water glass module between 0.5 wt .-% and 15 wt .-% based on the salt used; as binder / binder water glass in a proportion of 0.5 wt .-% to 15 wt .-% based on the salt used, depending on the particle size distribution and matched to the water glass module, is included; as drying agents in the binder system hydrophilic substances are used, which are able to reversibly bind water; > are used as drying agents in the binder system finely divided silicas such as Aerosil, silica gel, zeolites, anhydrous sodium sulfate and / or magnesium sulfate;
> als Hilfsstoff ein Katalysator zugegeben wird; > A catalyst is added as auxiliary;
> der Katalysator besonders feinkörniges Salz, vorzugsweise puderförmiges Salz mit einer Teilchengröße unter 100 nm ist; the catalyst is a particularly fine-grained salt, preferably a powdery salt with a particle size below 100 nm;
> das Salz Natriumchlorid ist, das vorzugsweise in bi- oder trimodaler Korngrößenverteilung besonders bevorzugt in einer Korngrößenverteilung von 0,01 bis 0,29 mm, 0,3 bis 1 ,3 mm und / oder 1 ,31 bis 2,0 mm vorliegt, das Bindersystem aus der Kombination des Bindemittels Wasserglas und des Trocknungsmittels Aerosil besteht, der Katalysator besonders feinkörniges Salz, vorzugsweise puderförmiges Salz mit einer Teilchengröße unter 100 nm ist, dass gegebenenfalls weitere Hilfsstoffe wie Additive, Füllstoffe, Benetzungsmittel und /oder weitere Katalysatoren enthalten sind und dass die Mischung der Kernwerkstoffe rieselfähig ist; the salt is sodium chloride, which is preferably present in bi- or trimodal grain size distribution particularly preferably in a particle size distribution of 0.01 to 0.29 mm, 0.3 to 1.3 mm and / or 1.1.3 to 2.0 mm, the binder system consists of the combination of the binder water glass and the drying agent Aerosil, the catalyst is particularly fine-grained salt, preferably powdered salt with a particle size below 100 nm, that optionally further auxiliaries such as additives, fillers, wetting agents and / or other catalysts are included and that the mixture of core materials is free-flowing;
> die Kern Werkstoffe homogen gemischt, zum Kern geformt und im Trockenpressverfahren verdichtet werden; > the core materials are homogeneously mixed, formed into a core and compacted in a dry pressing process;
> die Kernwerkstoffe, je nach Werkstoff, gewünschter Oberflächengüte und Konturgenauigkeit des aus Metall zu gießenden Werkstücks, mit Korngrößen im Bereich von 0,01 mm bis 2 mm verwendet werden, zum Kern geformt und im Trockenpressverfahren verdichtet werden; > the core materials, depending on the material, desired surface quality and contour accuracy of the workpiece to be cast from metal, be used with grain sizes in the range of 0.01 mm to 2 mm, molded into the core and compacted by dry pressing;
> die Kerne nach der Formgebung wärmebehandelt werden; die Kerne nach der Formgebung bei einer Temperatur von bis zu 600 °C, vorzugsweise bei Temperaturen von 500 bis 600 °C, bevorzugt bei einer Temperatur 580 °C wärmebehandelt werden. > the cores are heat treated after shaping; the cores after shaping at a temperature of up to 600 ° C, preferably at temperatures of 500 to 600 ° C, preferably at a temperature 580 ° C are heat treated.
Verwendung finden können die erfindungsgemäßen Kerne beispielsweise als Hohlraumplatzhalter bei der Herstellung von metallischen Gussteilen, vorzugsweise in der Kokillengusstechnologie. The cores according to the invention can be used, for example, as cavity locators in the production of metallic castings, preferably in gravity casting technology.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Kerne auf der Basis von Salz, die durch Formen und Verdichten einer Kernwerkstoff-Mischung herstellbar sind, deren Kern Werkstoffe ausgewählt sind aus mindestens einem Salz, mindestens einem Bindersystem aus Binder / Bindemittel und Trocknungsmittel und gegebenenfalls Hilfsstoffen wie Additiven, Füllstoffen, Benetzungsmittel und Katalysatoren, wobei das Salz, das Bindersystem und die gegebenenfalls eingesetzten Hilfsstoffe anorganisch sind, diese Kernwerkstoffe mit Wasser als Lösungsmittel lösbar sind und die Kemwerkstoff-Mischung zu Kernen geformt und im Trockenpressverfahren verdichtet ist. 1 . Cores based on salt, which can be produced by molding and compacting a core material mixture whose core materials are selected from at least one salt, at least one binding system of binder / binder and desiccant and optionally auxiliaries such as additives, fillers, wetting agents and catalysts, wherein the salt, the binder system and any auxiliary agents used are inorganic, these core materials are soluble with water as a solvent and the Kemwerkstoff mixture is formed into cores and compacted in the dry pressing process.
2. Kerne auf der Basis von Salz gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Salze eingesetzt werden, deren Zersetzungs- oder Schmelzpunkt oberhalb der Temperatur des flüssigen Metalls liegt, mit dem die Kerne umgössen werden. 2. Cores based on salt according to claim 1, characterized in that salts are used whose decomposition or melting point is above the temperature of the liquid metal, with which the cores are surrounded.
3. Kerne auf der Basis von Salz gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Salze Chloride der Alkali- und Erdalkalielemente, insbesondere Natriumchlorid, Kaliumchlorid und / oder Magnesiumchlorid, Sulfate und Nitrate der Alkali- und Erdalkalielemente, insbesondere Kaliumsulfat und / oder Magnesiumsulfat, Ammoniumsalze, insbesondere Ammoniumsulfat oder Mischungen dieser Salze eingesetzt werden. 3. cores based on salt according to claim 1 or 2, characterized in that as salts of chlorides of alkali and alkaline earth elements, especially sodium chloride, potassium chloride and / or magnesium chloride, sulfates and nitrates of alkali and alkaline earth elements, especially potassium sulfate and / or Magnesium sulfate, ammonium salts, in particular ammonium sulfate or mixtures of these salts are used.
4. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz Natriumchlorid ist. 4. Cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that the salt is sodium chloride.
5. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Korngrößen des eingesetzten Salzes im Bereich von 0,01 mm bis 2 mm liegen. 5. Cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that the grain sizes of the salt used are in the range of 0.01 mm to 2 mm.
6. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eingesetzte Salz in bi- oder trimodaler Korngrößenverteilung vorliegt. 6. cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that the salt used is present in bi- or trimodal grain size distribution.
7. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eingesetzte Salz in einer Korngrößenverteilung von 0,01 bis 0,29 mm, 0,3 bis 1 ,3 mm und / oder 1 ,31 bis 2,0 mm vorliegt. 7. Cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that the salt used in a particle size distribution of 0.01 to 0.29 mm, 0.3 to 1, 3 mm and / or 1, 31 to 2.0 mm is present.
8. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bindersystem als Binder / Bindemittel mit Wasser rückstandsfrei entfernbare, anorganische Phosphate, anorganische Borate, Silikatverbindungen oder Mischungen dieser Binder / Bindemittel eingesetzt werden. 8. cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the binder system as a binder / binder with water residue-removable, inorganic phosphates, inorganic borates, silicate compounds or mixtures of these binders / binders are used.
9. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bindersystem als Binder / Bindemittel mit Wasser rückstandsfrei entfernbares Alkali- oder Ammoniumphosphat, Monoaluminiumphosphat, Borphosphat, Trinatriumphosphat, Tetrakaliumpyrophosphat oder Natriumpolyphosphat oder Mischungen dieser Binder / Bindemittel eingesetzt werden. 9. Cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the binder system as binders / binders with water residue-free removable alkali or ammonium phosphate, monoaluminum phosphate, boron phosphate, trisodium phosphate, tetrapotassium pyrophosphate or sodium polyphosphate or mixtures of these binder / Binders are used.
10. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bindersystem als Binder / Bindemittel wasserlösliche Silikatverbindungen, vorzugsweise Wassergläser eingesetzt werden. 10. Cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that water-soluble silicate compounds, preferably water glasses are used in the binder system as a binder / binder.
1 1. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bindersystem das Bindemittel ein Wasserglas mit einem Wasserglasmodul von 1 bis 5 und / oder eine Mischung von Wassergläsern mit verschiedenen Wasserglasmodulen ist. 1 1. A salt-based core according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the binder system, the binder is a water glass with a water glass module of 1 to 5 and / or a mixture of water glasses with different water glass modules.
12. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Binder / Bindemitteln zwischen 0,5 Gew.-%, und 15 Gew.-% bezogen auf das eingesetzte Salz liegt. 12. Cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that the proportion of binder / binders between 0.5 wt .-%, and 15 wt .-% based on the salt used.
13. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Binders / Bindemittels in Abhängigkeit vom Benetzungsverhalten und Wasserglasmodul zwischen 0,5 Gew.-% und 15 Gew.-% bezogen auf das eingesetzte Salz liegt. 13. Cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that the proportion of binder / binder, depending on the wetting behavior and water glass module between 0.5 wt .-% and 15 wt .-% based on the used Salt lies.
14. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Binder / Bindemittel Wasserglas mit einem Anteil von 0,5 Gew.-% bis 15 Gew.-% bezogen auf das eingesetzte Salz, in Abhängigkeit von der Korngrößenverteilung und abgestimmt auf den Wasserglasmodul, enthalten ist. 14 cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that as a binder / binder water glass in a proportion of 0.5 wt .-% to 15 wt .-% based on the salt used, depending from the particle size distribution and matched to the water glass module is included.
15. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bindersystem das Bindemittel Tetrakaliumpyrophosphat ist. 15. Cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the binder system, the binder is tetrapotassium pyrophosphate.
16. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bindersystem das Bindemittel Tetrakaliumpyrophosphat in flüssiger Form eingesetzt wird. 16. Cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the Bindersystem the binder tetrapotassium pyrophosphate is used in liquid form.
17. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bindersystem das Bindemittel Tetrakaliumpyrophosphat in wässriger, 60 %iger Lösung eingesetzt wird. 17. Cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the binder system, the binder tetrapotassium pyrophosphate in aqueous, 60% solution is used.
18. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bindersystem das Bindemittel Tetrakaliumpyrophosphat in wässriger, 60 %iger Lösung und in Mengen von 1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 2 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt in Mengen von 2,5 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte Menge an Salz, eingesetzt wird. 18 cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the binder system, the binder tetrapotassium pyrophosphate in aqueous, 60% solution and in amounts of 1 to 5 wt .-%, preferably in amounts of 2 to 4 wt .-%, particularly preferably in amounts of 2.5 wt .-%, based on the amount of salt used.
19. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bindersystem das Bindemittel Tetrakaliumpyrophosphat in wässriger, 60 %iger Lösung und in Mengen von 1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise in Mengen von 2 bis 4 Gew.-%, besonders bevorzugt in Mengen von 2,5 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte Menge an Salz, und zusätzlich Tetrakaliumpyrophosphat in fester Form in gleicher oder auch größerer Menge eingesetzt wird. 19. Cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the binder system, the binder tetrapotassium pyrophosphate in aqueous, 60% solution and in amounts of 1 to 5 wt .-%, preferably in amounts of 2 to 4 wt .-%, particularly preferably in amounts of 2.5 wt .-%, based on the amount of salt used, and additionally tetrapotassium pyrophosphate in solid form in the same or greater amount is used.
20. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bindersystem das Bindemittel mit einem Anteil von 1 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte Menge an Salz, und das Trocknungsmittel 0,3 bis 4,5 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte Menge an Salz, enthalten ist. 20. Cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the binder system, the binder in a proportion of 1 to 15 wt .-%, based on the amount of salt used, and the desiccant 0, 3 to 4.5 wt .-%, based on the amount of salt used.
21 . Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bindersystem als Trocknungsmittel hydrophile Stoffe eingesetzt werden, die in der Lage sind, Wasser reversibel zu binden. 21. Salt-based cores according to one or more of the preceding claims, characterized in that hydrophilic substances which are capable of reversibly binding water are used as drying agents in the binder system.
22. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bindersystem als Trocknungsmittel hochdisperse Kieselsäuren wie Aerosil, Silicagel, Zeolithe, wasserfreies Natriumsulfat und / oder Magnesiumsulfat eingesetzt werden. 22. Cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that are used in the binder system as a drying agent highly disperse silicas such as Aerosil, silica gel, zeolites, anhydrous sodium sulfate and / or magnesium sulfate.
23. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Hilfsstoff ein Katalysator zugegeben wird. 23. Cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that a catalyst is added as an auxiliary.
24. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator besonders feinkörniges Salz, vorzugsweise puderförmiges Salz mit einer24 cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that the catalyst is particularly fine-grained salt, preferably powdered salt with a
Teilchengröße unter 100 nm ist. Particle size is below 100 nm.
25. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz Natriumchlorid ist, das vorzugsweise in bi- oder trimodaler Korngrößenverteilung besonders bevorzugt in einer Korngrößenverteilung von 0,01 bis 0,29 mm, 0,3 bis 1 ,3 mm und / oder 1 ,31 bis 2,0 mm vorliegt, das Bindersystem aus der Kombination des Bindemittels Wasserglas und des Trocknungsmittels Aerosil besteht, der Katalysator besonders feinkörniges Salz, vorzugsweise puderförmiges Salz mit einer Teilchengröße unter 100 nm ist, dass gegebenenfalls weitere Hilfsstoffe wie Additive, Füllstoffe, Benetzungsmittel und /oder weitere Katalysatoren enthalten sind und dass die Mischung der Kernwerkstoffe rieselfähig ist. 25 cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that the salt is sodium chloride, preferably in bi- or trimodal grain size distribution particularly preferably in a particle size distribution of 0.01 to 0.29 mm, 0, 3 to 1, 3 mm and / or 1, 31 to 2.0 mm, the binder system consists of the combination of the binder water glass and the drying agent Aerosil, the catalyst is particularly fine-grained salt, preferably powdered salt with a particle size below 100 nm, if appropriate, further auxiliaries, such as additives, fillers, Wetting agent and / or other catalysts are included and that the mixture of the core materials is free-flowing.
26. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne nach der Formgebung wärmebehandelt werden. 26. Salt-based cores according to one or more of the preceding claims, characterized in that the cores are heat-treated after shaping.
27. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne nach der Formgebung bei einer Temperatur von bis zu 600 °C, vorzugsweise bei Temperaturen von 500 bis 600 °C, bevorzugt bei einer Temperatur 580 °C wärmebehandelt werden. 27. Cores based on salt according to one or more of the preceding claims, characterized in that the cores after shaping at a temperature of up to 600 ° C, preferably at temperatures of 500 to 600 ° C, preferably at a temperature 580th ° C are heat treated.
28. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geformten Kerne eine Dichte von 1 ,5 g/cm3 bis 2,1 g/cm3, vorzugsweise von 1 ,2 g/cm3 bis ,8 g/cm3 aufweisen. 28. Salt-based cores according to one or more of the preceding claims, characterized in that the shaped cores have a density of 1, 5 g / cm 3 to 2.1 g / cm 3 , preferably of 1, 2 g / cm 3 to 8 g / cm 3 .
29. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geformten Kerne eine Porosität von 10 % bis 40 %, vorzugsweise von 5 % bis 30 % aufweisen. 29. Salt-based cores according to one or more of the preceding claims, characterized in that the shaped cores have a porosity of 10% to 40%, preferably 5% to 30%.
30. Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die geformten Kerne eine Biegefestigkeit zwischen 400 N/cm2 und 1500 N/cm2 aufweisen. 30 salt-based cores according to one or more of the preceding claims, characterized in that the shaped cores have a flexural strength between 400 N / cm 2 and 1500 N / cm 2 .
31. Verfahren zur Herstellung von Kernen auf der Basis von Salz, wobei eine Kernwerkstoff-Mischung, deren Kern Werkstoffe ausgewählt sind aus mindestens einem Salz, mindestens einem Bindersystem aus einer Kombination von Binder / Bindemittel und Trocknungsmittel und gegebenenfalls aus Hilfsstoffen wie Additiven, Füllstoffen, Benetzungsmittel und oder Katalysatoren homogen gemischt, zum Kern geformt, im Trockenpressverfahren verdichtet und gegebenenfalls wärmebehandelt wird. 31. A process for the preparation of cores based on salt, wherein a core material mixture whose core materials are selected from at least one salt, at least one binder system of a Combination of binder / binder and drying agent and optionally from excipients such as additives, fillers, wetting agents and or catalysts homogeneously mixed, formed into a core, compressed in a dry pressing process and optionally heat treated.
32. Verfahren gemäß Anspruch 31 , dadurch gekennzeichnet, dass Salz mit Korngrößen unterschiedlicher Verteilungskurven, vorzugsweise in einer bi- oder trimodalen Kornverteilung eingesetzt und vermischt wird. 32. The method according to claim 31, characterized in that salt is used with grain sizes of different distribution curves, preferably in a bi- or trimodal grain distribution and mixed.
33. Verfahren gemäß Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, dass als Salze Chloride der Alkali- und Erdalkalielemente, insbesondere Natriumchlorid, Kaliumchlorid und / oder Magnesiumchlorid, Sulfate und Nitrate der Alkali- und Erdalkalielemente, insbesondere Kaliumsulfat und / oder Magnesiumsulfat, sowie Ammoniumsalze, insbesondere Ammoniumsulfat oder Mischungen dieser Salze gewählt werden. 33. The method according to claim 31 or 32, characterized in that as salts of chlorides of alkali and alkaline earth elements, especially sodium chloride, potassium chloride and / or magnesium chloride, sulfates and nitrates of alkali and alkaline earth elements, especially potassium sulfate and / or magnesium sulfate, and ammonium salts, in particular ammonium sulfate or mixtures of these salts can be selected.
34. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Binder / Bindemittel in dem Bindersystem mit Wasser rückstandsfrei entfernbare, anorganische Phosphate, anorganische Borate, Silikatverbindungen oder Mischungen dieser Binder / Bindemittel eingesetzt werden. 34. The method according to one or more of the preceding method claims, characterized in that used as binders / binders in the binder system with water residue-free removable, inorganic phosphates, inorganic borates, silicate compounds or mixtures of these binders / binders.
35. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Binder / Bindemittel in dem Bindersystem mit Wasser rückstandsfrei entfernbares Alkali- oder Ammoniumphosphat, Monoaluminiumphosphat, Borphosphat, Trinatriumphosphat, Tetrakaliumpyrophosphat oder Natriumpolyphosphat oder Mischungen dieser Binder / Bindemittel eingesetzt werden. 35. The method according to one or more of the preceding method claims, characterized in that used as binder / binder in the binder system with water residue-free removable alkali or ammonium phosphate, monoaluminum phosphate, boron phosphate, trisodium phosphate, tetrapotassium pyrophosphate or sodium polyphosphate or mixtures of these binders / binders.
36. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Binder / Bindemittel in dem Bindersystem wasserlösliche Silikatverbindungen, vorzugsweise Wassergläser eingesetzt werden. 36. The method according to one or more of the preceding method claims, characterized in that water-soluble silicate compounds, preferably water glasses are used as binder / binder in the binder system.
37. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bindemittel in dem Bindersystem ein Wasserglas mit einem Wasserglasmodul von 1 bis 5 und / oder eine Mischung von Wassergläsern mit verschiedenen Wasserglasmodulen ist. 37. The method according to one or more of the preceding method claims, characterized in that the binder in the binder system is a water glass with a water glass module of 1 to 5 and / or a mixture of water glasses with different water glass modules.
38. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Trocknungsmittel in dem Bindersystem hydrophile Stoffe eingesetzt werden, die in der Lage sind, Wasser reversibel zu binden. 38. The method according to one or more of the preceding method claims, characterized in that are used as desiccant in the binder system hydrophilic substances which are able to reversibly bind water.
39. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Trocknungsmittel in dem speziellen Bindersystem hochdisperse Kieselsäuren wie Aerosil, Silicagel, Zeolithe, wasserfreies Natriumsulfat und / oder Magnesiumsulfat eingesetzt werden. 39. The method according to one or more of the preceding method claims, characterized in that are used as drying agents in the special binder system highly disperse silicas such as Aerosil, silica gel, zeolites, anhydrous sodium sulfate and / or magnesium sulfate.
40. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Hilfsstoff ein40. The method according to one or more of the preceding method claims, characterized in that as an adjuvant
Katalysator zugegeben wird. Catalyst is added.
41. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator besonders feinkörniges Salz, vorzugsweise puderförmiges Salz mit einer Teilchengröße unter 100 nm ist. 41. The method according to one or more of the preceding method claims, characterized in that the catalyst is particularly fine-grained salt, preferably powdered salt having a particle size below 100 nm.
42. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Salz Natriumchlorid ist, das vorzugsweise in bi- oder trimodaler Korngrößenverteilung besonders bevorzugt in einer Korngrößenverteilung von 0,01 bis 0,29 mm, 0,3 bis 1 ,3 mm und / oder 1 ,31 bis 2,0 mm vorliegt, das Bindersystem aus der Kombination des Bindemittels Wasserglas und des Trocknungsmittels Aerosil besteht, der Katalysator besonders feinkörniges Salz, vorzugsweise puderförmiges Salz mit einer Teilchengröße unter 100 nm ist, dass gegebenenfalls weitere Hilfsstoffe wie Additive, Füllstoffe, Benetzungsmittel und /oder weitere Katalysatoren enthalten sind und dass die Mischung der Kernwerkstoffe rieselfähig ist. 42. The method according to one or more of the preceding method claims, characterized in that the salt is sodium chloride, preferably in bi- or trimodal grain size distribution particularly preferably in a particle size distribution of 0.01 to 0.29 mm, 0.3 to 1, 3 mm and / or 1, 31 to 2.0 mm, the binder system consists of the combination of the binder water glass and the drying agent Aerosil, the catalyst is particularly fine-grained salt, preferably powdered salt with a particle size below 100 nm, that optionally further auxiliaries such as Additives, fillers, wetting agents and / or other catalysts are included and that the mixture of the core materials is free-flowing.
43. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kern Werkstoffe homogen gemischt, zum Kern geformt und im Trockenpressverfahren verdichtet werden. 43. The method according to one or more of the preceding method claims, characterized in that the core materials are homogeneously mixed, formed into a core and compacted in the dry pressing process.
44. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kern Werkstoffe, je nach Werkstoff, gewünschter Oberflächengüte und Konturgenauigkeit des aus Metall zu gießenden Werkstücks, mit Korngrößen im Bereich von 0,01 mm bis 2 mm verwendet werden, zum Kern geformt und im Trockenpressverfahren verdichtet werden. 44. The method according to one or more of the preceding method claims, characterized in that the core materials, depending on the material, desired surface quality and contour accuracy of the metal to be cast workpiece, are used with grain sizes in the range of 0.01 mm to 2 mm, for Core shaped and compacted in the dry pressing process.
45. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne nach der Formgebung wärmebehandelt werden. 45. The method according to one or more of the preceding method claims, characterized in that the cores are heat-treated after shaping.
46. Verfahren gemäß einem oder mehreren der vorhergehenden Verfahrensansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne nach der Formgebung bei einer Temperatur von bis zu 600 °C, vorzugsweise bei Temperaturen von 500 bis 600 °C, bevorzugt bei einer Temperatur 580 °C wärmebehandelt werden. 46. The method according to one or more of the preceding method claims, characterized in that the cores after the Shaping at a temperature of up to 600 ° C, preferably at temperatures of 500 to 600 ° C, preferably at a temperature of 580 ° C are heat treated.
47. Verwendung der Kerne auf der Basis von Salz gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20 als Hohlraumplatzhalter bei der Herstellung von metallischen Gussteilen, vorzugsweise in der Kokillengusstechnologie. 47. Use of the salt-based cores according to one or more of claims 1 to 20 as a cavity placeholder in the production of metallic castings, preferably in die casting technology.
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