EP4135919A1 - Use of a solvent for producing sizes, a process for producing a size, a size and use thereof - Google Patents

Use of a solvent for producing sizes, a process for producing a size, a size and use thereof

Info

Publication number
EP4135919A1
EP4135919A1 EP21719560.1A EP21719560A EP4135919A1 EP 4135919 A1 EP4135919 A1 EP 4135919A1 EP 21719560 A EP21719560 A EP 21719560A EP 4135919 A1 EP4135919 A1 EP 4135919A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
mass
range
silicate
size
solvent
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
EP21719560.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Theodorus Johannes KOOIJERS
Hartmut POLZIN
Tom KOOIJERS
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.)
Peak Deutschland GmbH
Original Assignee
Peak Deutschland 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 Peak Deutschland GmbH filed Critical Peak Deutschland GmbH
Publication of EP4135919A1 publication Critical patent/EP4135919A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C3/00—Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns

Definitions

  • the invention relates to the use of a solvent consisting of an aqueous, colloidal suspension for the production of sizes, a method for producing a size, a size and the use thereof.
  • surface coatings are often applied to cores or molds in liquid to paste form (suspension), less often in powder form, in order to achieve an improved surface quality of the cast parts, in particular to increase the thermal resistance of the surface of the molding material and to reduce the surface roughness , a reduction in wettability and responsiveness to avoid metal infiltration and sintering reactions, triggering an inoculation effect to influence the crystallization process or influencing the heat extraction rate to influence the solidification process.
  • Sizes are suspensions whose solid component ensures the separating or smoothing effect of the mold coating.
  • Highly dispersed, refractory materials such as oxides of aluminum, silicon, magnesium and chromium as well as silicates of aluminum, zirconium and magnesium are used. This also includes graphite or coke powder as additives to reduce the reactivity.
  • Metallurgically effective components such as tellurium, bismuth, chromium or silicon can be included as additional components.
  • Essential requirements for the base materials are a high sintering temperature, a low tendency to react with the cast material and little or no formation of harmful substances.
  • Carrier liquids can be water or alcohol (e.g. iso-propanol), whereby the solvent water is more promising due to its better workplace and environmental compatibility.
  • DE 10 2009 032 668 A1 describes a size for producing mold coatings on lost molds or cores for iron or steel casting, containing a weight-related proportion in the range from 0.001% to 1% of inorganic hollow bodies, preferably Hollow spheres consisting at least partially of crystalline material, preferably silicates, oxides, carbides, nitrides or mixtures thereof.
  • DE 102017 107655 A1 discloses the use of a sizing composition comprising at least one refractory material and an aqueous phase with a pH value of at most 5 for producing a coating on a water-glass-bonded mold or a core for use in foundries.
  • the water-glass-bound form or the water-glass-bound core preferably contains particulate, amorphous silicon dioxide.
  • the aqueous phase also preferably comprises at least one acid.
  • DE 10 2017 107 657 A1 describes a sizing composition comprising water and organic ester compounds, particulate silicon dioxide and at least one refractory material for producing a coating on a mold or a core, preferably a water-glass-bound form or a water-glass-bound core, for use in the foundry , especially for use in iron or steel casting.
  • WO 2009/007 093 A2 discloses a sizing system for protecting casting tools comprising ceramic materials and at least one binder selected from the group consisting of binders based on water glass and refractory binders in combination with fluoride-containing constituents.
  • the object of the present invention is therefore to provide a size or a solvent for use in a size which is environmentally friendly and does not attack binders in foundry molds and / or cores.
  • the object is achieved by the use according to the invention of a solvent consisting of an aqueous, colloidal suspension containing silica sol with a content in the range from 3% by mass to 70% by mass for the production of sizes for foundry cores and / or molds, silica sol being polysilicic acid with a silicon dioxide content in the range of 30% by mass to 60% by mass.
  • a solvent consisting of an aqueous, colloidal suspension containing silica sol with a content in the range from 3% by mass to 70% by mass for the production of sizes for foundry cores and / or molds
  • silica sol being polysilicic acid with a silicon dioxide content in the range of 30% by mass to 60% by mass.
  • the use of the solvent according to the invention comprising silica sol in sizes advantageously results in a reduction in the water content, which means that no drying (water-based size) or burning off (alcohol-based size) is necessary after the size has been applied to foundry molds and / or cores.
  • the solvent according to the invention comprising silica sol for sizes, is also advantageously environmentally friendly, in particular in comparison to the use of organic solvents.
  • the solvent according to the invention, comprising silica sol also advantageously does not attack binders in foundry molds and / or cores; it preferably protects inorganic binders in foundry molds and / or cores, since the silica sol can react with the chemically similar SiCk-based binders and increases the strength.
  • solvent is understood to mean an inorganic or organic liquid that can physically dissolve other solid or liquid substances.
  • the prerequisite for suitability as a solvent is that neither the solvent nor the dissolved substance change chemically during the dissolving process.
  • colloidal is understood to mean the presence, in particular the homogeneous distribution, of particles in a solid, liquid or gaseous dispersion medium, preferably liquid dispersion medium (colloidal suspension), the particles having dimensions in the range from 1 nm to 1 ⁇ m.
  • silica sol is understood to mean an aqueous, colloidal suspension of polysilicic acid molecules.
  • Silica sol has a sodium and potassium oxide content of at most 1% by mass, preferably a sodium oxide content of at most 1% by mass.
  • silica sol comprises particles in the range from 5 nm to 75 nm.
  • Silica sol is advantageously long-term stable, in particular over several years.
  • the low sodium oxide content advantageously improves drying, particularly in the investment casting process.
  • the silica sol comprises polysilicic acid with a silicon dioxide content in the range from 30% by mass to 60% by mass, preferably in the range from 30% by mass to 40% by mass.
  • polysilicic acid is understood to mean polycondensed oxygen acids of silicon which have polar (Si-OH) groups on the surface.
  • the silica sol comprises alkali oxide, preferably sodium oxide.
  • the silica sol is advantageously stabilized by a small amount of alkali oxide.
  • the ratio of silica sol to alkali oxide is 100: 1.
  • the solvent contains water.
  • a solvent containing silica sol is used with a content in the range from 3% by mass to 70% by mass, preferably in the range from 5% by mass to 70% by mass, particularly preferably in the range from 30% by mass to 70% by mass -%, based on the total mass of the solvent.
  • the constituents of the solvent add up to 100% by mass.
  • a solvent consisting of silica sol is used to produce coatings for foundry cores and / or molds.
  • a solvent consisting of an aqueous, colloidal suspension which also contains metal oxide and / or metal silicate nanoparticles.
  • Nanoparticles is understood to mean particles in any shape, which have dimensions in the range from 1 to 150 nm. Nanoparticles in the size advantageously contribute to a reduced surface roughness or a refinement of the foundry cores and / or molds.
  • the nanoparticles are round.
  • the aqueous, colloidal suspension has metal oxide and / or metal silicate nanoparticles with a content in the range from 10% by mass to 35% by mass based on the total mass of the solvent.
  • the aqueous, colloidal suspension preferably has metal oxide and / or metal silicate nanoparticles with a content in the range from 15% by mass to 31% by mass, based on the total mass of the solvent.
  • the metal oxide and / or metal silicate nanoparticles have dimensions in the range from 4 nm to 150 nm.
  • the metal oxide and / or metal silicate nanoparticles consist of silicon dioxide, aluminum silicate, calcium silicate, iron oxide, potassium aluminum silicate, potassium magnesium silicate, iron aluminum silicate, iron germanates, titanates or mixtures thereof.
  • a solvent consisting of an aqueous, colloidal suspension which also contains aluminum phosphate.
  • the solids content of the solvent is in the range from 10% by mass to 70% by mass, preferably 15% by mass to 65% by mass, based on the mass of water and solids.
  • the invention also relates to a method for producing a size
  • silica sol Providing a solvent consisting of an aqueous, colloidal suspension containing silica sol with a content in the range from 3% by mass to 70% by mass, silica sol comprising polysilicic acid with a silicon dioxide content in the range from 30% by mass to 60% by mass, and
  • refractory component preferably selected from aluminum oxide, zirconium silicate, silicon dioxide, mullite, olivine and magnesite.
  • the solvent is provided by contacting a silica sol with metal oxide and / or metal silicate nanoparticles in a mass ratio in the range from 1.2: 1 to 35: 1.
  • the solvent is mixed with at least one refractory component in a mass ratio in the range from 1: 1 to 2: 1.
  • Another aspect of the invention relates to a size comprising i. a solvent consisting of an aqueous, colloidal suspension containing silica sol with a content in the range from 3% by mass to 70% by mass, silica sol comprising polysilicic acid with a silicon dioxide content in the range from 30% by mass to 60% by mass, and ii. at least one refractory component, preferably selected from aluminum oxide, zirconium silicate, silicon dioxide, mullite, olivine and magnesite.
  • the size comprises solvents with a content in the range from 50% by mass to 99% by mass, preferably in the range from 50% by mass to 70% by mass; and / or the refractory component with a content in the range from 1% by mass to 50% by mass, preferably in the range from 30% by mass to 50% by mass; based on the total mass of the size.
  • the constituents of the size add up to 100% by mass.
  • the size further comprises metal oxide and / or metal silicate nanoparticles.
  • the aqueous, colloidal suspension comprises metal oxide and / or metal silicate nanoparticles with a content in the range from 10% by mass to 35% by mass; preferably in the range from 15% by mass to 31% by mass; based on the total mass of the aqueous, colloidal suspension.
  • the metal oxide and / or metal silicate nanoparticles have dimensions in the range from 4 nm to 150 nm.
  • the metal oxide and / or metal silicate nanoparticles are selected from silicon dioxide, aluminum silicate, calcium silicate, iron oxide, potassium aluminum silicate, potassium magnesium silicate, iron aluminum silicate, iron germanates, titanates and mixtures thereof.
  • the aqueous, colloidal suspension further comprises aluminum phosphate.
  • the at least one refractory component has an average grain size in the range from 0.05 mm to 0.15 mm.
  • mean grain size is understood to mean the size or diameter of individual particles, also called grains, of the refractory molded material.
  • the solids content of the size is in the range from 50% by mass to 90% by mass, preferably 65% by mass to 80% by mass, based on the mass of water and solids.
  • the size has a viscosity at 20 ° C. in the range from 1 to 20 Pa s, preferably in the range from 1 Pa s to 12 Pa s, and / or a surface tension at 20 ° C. in the range from 1 mN / m to 70 mN / m, preferably in the range from 10 mN / m to 35 mN / m.
  • the size advantageously has a viscosity which necessitates good flow properties and complete wetting when used for surface coating of cured molds, molded parts or cores.
  • viscosity is understood to mean the dynamic viscosity.
  • the viscosity is determined using commercially available measuring devices such as falling body or rotation viscometers.
  • the surface tension is determined, for example, by means of a measuring method using the capillary effect or the contact angle measurement.
  • the size comprises at least one further component, the component being selected from a defoamer, a suspension agent, a wetting agent, a pigment and / or a dye.
  • the processing properties of the size can be adjusted by means of the at least one further component selected from a defoamer, a suspension agent, a wetting agent, a pigment and / or a dye.
  • defoamer is understood to mean a substance which is surface-active and reduces foam formation.
  • defoamers are silicone or mineral oils.
  • suspension means is understood to mean a settling delay means.
  • wetting agent is understood to mean a substance which increases the wetting of foundry cores and / or molds.
  • wetting agents are dioctyl sulfosuccinates, alkynediols, or ethoxylated alkynediols.
  • the size according to the invention usually contains dyes with a content in the range from 0 to 5% by mass, defoamers with a content in the range from 0 to 1% by mass, suspending agents with a content in the range from 0 to 1% by mass and / or Contain wetting agents with a content in the range from 0 to 1% by mass, based on the total mass of the size.
  • Another aspect of the invention relates to the use of the solvent according to the invention and / or the size according to the invention for surface coating of cured organically or inorganically bound molds, moldings or cores, preferably of inorganically bound molds, moldings or cores.
  • it is used for surface coating of foundry cores and / or molds, preferably for metal casting, particularly preferably for iron, steel, copper or aluminum casting.
  • the inventive solvent comprising silica sol advantageously has a similar composition to inorganic binders for foundry molds and / or cores, whereby the surface of the coated foundry molds and / or cores has a reduced surface roughness or refinement and increased strength.
  • the solvent contains 37.5% by mass of silica sol, 10% by mass of ALCh nanoparticles, 20% by mass of magnesium silicate nanoparticles, 1% by mass of FeO nanoparticles, 0.01% by mass of defoamer and 31, 49 Mass% water.
  • the solvent contains 50% by mass of silica sol, 20% by mass of aluminum phosphate with an average grain size of about 0.1 mm, 17% by mass of iron-magnesium-silicate nanoparticles and 13% by mass of water.
  • the size contains 60% by mass of the solvent according to the first embodiment and 40% by mass of chamotte with an average grain size in the range from 0.05 mm to 0.15 mm.
  • the size contains 65% by mass of the solvent according to the second embodiment and 35% by mass of zirconium silicate with an average grain size in the range from 0.05 mm to 0.15 mm.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Abstract

The invention relates to the use of a solvent consisting of an aqueous, colloidal suspension for producing sizes, to a process for producing a size, to a size and to the use thereof.

Description

Verwendung eines Lösemittels zur Herstellung von Schlichten, ein Verfahren zur Herstellung einer Schlichte, eine Schlichte und deren Verwendung Use of a solvent for the production of sizes, a method for the production of a size, a size and the use thereof
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines Lösemittels bestehend aus einer wässrigen, kolloidalen Suspension zur Herstellung von Schlichten, ein Verfahren zur Herstellung einer Schlichte, eine Schlichte und deren Verwendung. The invention relates to the use of a solvent consisting of an aqueous, colloidal suspension for the production of sizes, a method for producing a size, a size and the use thereof.
In der Gießerei werden häufig Oberflächenüberzüge, sogenannte Schichten, auf Kerne oder Formen in flüssiger bis pastöser Form (Suspension), seltener in Pulverform aufgebracht, um eine verbesserte Oberflächenqualität der Gussteile, insbesondere die Erhöhung der thermischen Beständigkeit der Formstoffoberfläche und die Verringerung der Oberflächenrauheit zu erreichen, eine Verringerung der Benetzbarkeit und Reaktionsfähigkeit zur Vermeidung von Metallinfiltrationen und Sinterreaktionen, Auslösen einer Impfwirkung zur Beeinflussung des Kristallisationsablaufes oder eine Einflussnahme auf die Wärmeentzugsgeschwindigkeit zur Beeinflussung des Erstarrungsablaufes. In the foundry, surface coatings, so-called layers, are often applied to cores or molds in liquid to paste form (suspension), less often in powder form, in order to achieve an improved surface quality of the cast parts, in particular to increase the thermal resistance of the surface of the molding material and to reduce the surface roughness , a reduction in wettability and responsiveness to avoid metal infiltration and sintering reactions, triggering an inoculation effect to influence the crystallization process or influencing the heat extraction rate to influence the solidification process.
Schlichten sind Suspensionen, deren Feststoffkomponente die trennende bzw. glättende Wirkung des Formüberzugs gewährleistet. Verwendung finden hochdisperse, feuerfeste Stoffe, wie Oxide des Aluminiums, Siliziums, Magnesiums und Chroms sowie Silikate des Aluminiums, Zirkoniums und Magnesiums. Dazu gehören auch Graphit bzw. Koksmehl als Zusätze zur Verminderung der Reaktionsfähigkeit. Metallurgisch wirksame Bestandteile, wie Tellur, Bismut, Chrom oder Silizium, können als zusätzliche Komponenten enthalten sein. Wesentliche Anforderungen an die Grundstoffe sind eine hohe Sintertemperatur, geringe Reaktionsneigung gegenüber dem Gießgut und keine oder nur geringe Schadstoffbildung. Trägerflüssigkeiten können Wasser oder Alkohol (z.B. Iso-Propanol) sein, wobei das Lösemittel Wasser aufgrund seiner besseren Arbeitsplatz- und Umweltverträglichkeit das zukunftsträchtigere ist. Sie bilden mit dem Grundstoff eine Suspension, deren Konsistenz durch das Verhältnis Feststoffanteil zu Trägerflüssigkeit (Dispersionsmittel) bestimmt wird (Suspensionsgrad). Der Suspensionsgrad nimmt unmittelbar Einfluss auf die Verarbeitbarkeit bzw. auf die mit der angewendeten Auftragstechnologie erzielten Schichtstärke. Die Einstellung einer optimalen Konsistenz, charakterisiert durch die Viskosität oder Dichte der Suspension, ist notwendig, um eine ausreichende Schutzwirkung zu erzielen bzw. Rissgefahr und Ablöseerscheinungen zu vermeiden. Sizes are suspensions whose solid component ensures the separating or smoothing effect of the mold coating. Highly dispersed, refractory materials such as oxides of aluminum, silicon, magnesium and chromium as well as silicates of aluminum, zirconium and magnesium are used. This also includes graphite or coke powder as additives to reduce the reactivity. Metallurgically effective components such as tellurium, bismuth, chromium or silicon can be included as additional components. Essential requirements for the base materials are a high sintering temperature, a low tendency to react with the cast material and little or no formation of harmful substances. Carrier liquids can be water or alcohol (e.g. iso-propanol), whereby the solvent water is more promising due to its better workplace and environmental compatibility. They form a suspension with the base material, the consistency of which is determined by the ratio of solid content to carrier liquid (dispersion medium) (degree of suspension). The degree of suspension has a direct influence on the workability or on the layer thickness achieved with the applied application technology. The setting of an optimal consistency, characterized by the viscosity or density of the suspension, is necessary in order to achieve an adequate protective effect or to avoid the risk of cracks and peeling phenomena.
DE 10 2009 032 668 A1 beschreibt eine Schlichte zur Herstellung von Formüberzügen auf verlorenen Formen oder Kernen für den Eisen- oder Stahlguss, enthaltend einen gewichtsbezogenen Anteil im Bereich von 0,001 % bis 1 % anorganischer Hohlkörper, bevorzugt Hohlkugeln, bestehend zumindest teilweise aus kristallinen Material, bevorzugt Silikate, Oxide, Carbide, Nitride oder Mischungen daraus. DE 10 2009 032 668 A1 describes a size for producing mold coatings on lost molds or cores for iron or steel casting, containing a weight-related proportion in the range from 0.001% to 1% of inorganic hollow bodies, preferably Hollow spheres consisting at least partially of crystalline material, preferably silicates, oxides, carbides, nitrides or mixtures thereof.
DE 102017 107655 A1 offenbart die Verwendung einer Schlichtezusammensetzung umfassend mindestens einen Feuerfeststoff und eine wässrige Phase mit einem pH-Wert von höchstens 5 zur Herstellung eines Überzugs auf einer wasserglasgebundenen Form oder einem Kern, zur Verwendung in der Gießerei. Bevorzugt enthält die wasserglasgebundene Form oder der wasserglasgebundene Kern partikuläres, amorphes Siliziumdioxid. Weiterhin bevorzugt umfasst die wässrige Phase mindestens eine Säure. DE 102017 107655 A1 discloses the use of a sizing composition comprising at least one refractory material and an aqueous phase with a pH value of at most 5 for producing a coating on a water-glass-bonded mold or a core for use in foundries. The water-glass-bound form or the water-glass-bound core preferably contains particulate, amorphous silicon dioxide. The aqueous phase also preferably comprises at least one acid.
Weiterhin beschreibt DE 10 2017 107 657 A1 eine Schlichtezusammensetzung umfassend Wasser und organische Esterverbindungen, partikuläres Siliziumdioxid und mindestens einen Feuerfeststoff, zur Herstellung eines Überzugs auf einer Form bzw. einem Kern, bevorzugt einer wasserglasgebundenen Form bzw. einem wasserglasgebundenen Kern, zur Verwendung in der Gießerei, insbesondere zur Verwendung beim Eisen- oder Stahlguss. Furthermore, DE 10 2017 107 657 A1 describes a sizing composition comprising water and organic ester compounds, particulate silicon dioxide and at least one refractory material for producing a coating on a mold or a core, preferably a water-glass-bound form or a water-glass-bound core, for use in the foundry , especially for use in iron or steel casting.
WO 2009/007 093 A2 offenbart ein Schlichtesystem zum Schutz von Gießwerkzeugen umfassend keramische Materialien und mindestens ein Bindemittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Bindemitteln auf Basis von Wasserglas und Feuerfestbindern in Kombination mit fluoridhaltigen Bestandteilen. WO 2009/007 093 A2 discloses a sizing system for protecting casting tools comprising ceramic materials and at least one binder selected from the group consisting of binders based on water glass and refractory binders in combination with fluoride-containing constituents.
Bei der Anwendung von wasserbasierten Schlichten auf anorganisch gebundenen Formen und/oder Kernen ist es derzeit nicht möglich dies ohne Zusatzmaßnahmen wie z.B. ein externes Trocknungsaggregat zu realisieren. Das Wasser in der Schlichte greift den anorganischen Binder an, wobei erhebliche Festigkeitsverluste auftreten können, mit der Folge, dass die gefertigten Kerne und Formen nicht mehr für den Guss geeignet sind. When using water-based coatings on inorganically bound molds and / or cores, it is currently not possible to implement this without additional measures such as an external drying unit. The water in the size attacks the inorganic binder, which can result in considerable loss of strength, with the result that the manufactured cores and molds are no longer suitable for casting.
Daher besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Schlichte bzw. ein Lösemittel zur Verwendung in einer Schlichte bereitzustellen, welches umweltfreundlich ist und Binder in Gießereiformen und/oder -kernen nicht angreift. The object of the present invention is therefore to provide a size or a solvent for use in a size which is environmentally friendly and does not attack binders in foundry molds and / or cores.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Lösemittels bestehend aus einer wässrigen, kolloidalen Suspension enthaltend Kieselsol mit einem Gehalt im Bereich von 3 Masse-% bis 70 Masse-% zur Herstellung von Schlichten für Gießereikerne und/oder -formen, wobei Kieselsol Polykieselsäure mit einem Siliziumdioxidgehalt im Bereich von 30 Masse-% bis 60 Masse-% umfasst. Vorteilhaft wird durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Lösemittels umfassend Kieselsol in Schlichten eine Verringerung des Wassergehalts erreicht, wodurch kein Trocknen (Wasser basierte Schlichte) oder Abbrennen (Alkohol-basierte Schlichte) nach der Auftragung der Schlichte auf Gießereiformen und/oder -kerne nötig ist. Weiterhin vorteilhaft ist das erfindungsgemäße Lösemittel umfassend Kieselsol für Schlichten umweltfreundlich, insbesondere im Vergleich zur Verwendung organischer Lösemittel. Weiter vorteilhaft greift das erfindungsgemäße Lösemittel umfassend Kieselsol Binder in Gießereiformen unc^oder -kernen nicht an, bevorzugt schützt es anorganische Binder in Gießereiformen und/oder -kernen, da das Kieselsol mit den chemisch ähnlichen SiCk-basierten Bindemitteln reagieren kann und die Festigkeit erhöht. According to the invention, the object is achieved by the use according to the invention of a solvent consisting of an aqueous, colloidal suspension containing silica sol with a content in the range from 3% by mass to 70% by mass for the production of sizes for foundry cores and / or molds, silica sol being polysilicic acid with a silicon dioxide content in the range of 30% by mass to 60% by mass. The use of the solvent according to the invention comprising silica sol in sizes advantageously results in a reduction in the water content, which means that no drying (water-based size) or burning off (alcohol-based size) is necessary after the size has been applied to foundry molds and / or cores. The solvent according to the invention, comprising silica sol for sizes, is also advantageously environmentally friendly, in particular in comparison to the use of organic solvents. The solvent according to the invention, comprising silica sol, also advantageously does not attack binders in foundry molds and / or cores; it preferably protects inorganic binders in foundry molds and / or cores, since the silica sol can react with the chemically similar SiCk-based binders and increases the strength.
Unter dem Begriff „Lösemittel” wird eine anorganische oder organische Flüssigkeit verstanden, die andere feste oder flüssige Stoffe auf physikalischem Wege zur Lösung bringen können, Voraussetzung für die Eignung als Lösemittel ist, dass sich beim Lösevorgang wederder lösende noch der gelöste Stoff chemisch verändern. The term “solvent” is understood to mean an inorganic or organic liquid that can physically dissolve other solid or liquid substances. The prerequisite for suitability as a solvent is that neither the solvent nor the dissolved substance change chemically during the dissolving process.
Unter dem Begriff „kolloidal“ wird das Vorhandensein, insbesondere die homogene Verteilung, von Partikeln in einem festen, flüssigen oder gasförmigen Dispersionsmedium, bevorzugt flüssigen Dispersionsmedium (kolloidale Suspension), verstanden, wobei die Partikel Abmessungen im Bereich von 1 nm bis 1 pm aufweisen. The term “colloidal” is understood to mean the presence, in particular the homogeneous distribution, of particles in a solid, liquid or gaseous dispersion medium, preferably liquid dispersion medium (colloidal suspension), the particles having dimensions in the range from 1 nm to 1 μm.
Unter dem Begriff „Kieselsol“ wird eine wässrige, kolloidale Suspension von Polykieselsäure- Molekülen verstanden. Kieselsol weist einen Natrium- und Kaliumoxidgehalt von maximal 1 Masse-% auf, bevorzugt einen Natriumoxidgehalt von maximal 1 Masse-% auf. In Ausführungsformen umfasst Kieselsol Partikel im Bereich von 5 nm bis 75 nm. Vorteilhaft ist Kieselsol langzeitstabil, insbesondere über mehrere Jahre. Mit dem geringen Natriumoxidgehalt wird vorteilhaft eine Verbesserung der Trocknung, insbesondere im Feingießverfahren erreicht. The term “silica sol” is understood to mean an aqueous, colloidal suspension of polysilicic acid molecules. Silica sol has a sodium and potassium oxide content of at most 1% by mass, preferably a sodium oxide content of at most 1% by mass. In embodiments, silica sol comprises particles in the range from 5 nm to 75 nm. Silica sol is advantageously long-term stable, in particular over several years. The low sodium oxide content advantageously improves drying, particularly in the investment casting process.
In Ausführungsformen umfasst das Kieselsol Polykieselsäure mit einem Siliziumdioxidgehalt im Bereich von 30 Masse-% bis 60 Masse-%, bevorzugt im Bereich von 30 Masse-% bis 40 Masse-%. Unter dem Begriff „Polykieselsäure“ werden polykondensierte Sauerstoffsäuren des Siliziums verstanden, welche an der Oberfläche polare (Si-OH)-Gruppen aufweisen. In Ausführungsformen umfasst das Kieselsol Alkalioxid, bevorzugt Natriumoxid. Vorteilhaft erfolgt eine Stabilisierung des Kieselsols durch geringe Mengevon Alkalioxid. In weiteren Ausführungsformen ist das Verhältnis Kieselsol zu Alkalioxid 100:1. In embodiments, the silica sol comprises polysilicic acid with a silicon dioxide content in the range from 30% by mass to 60% by mass, preferably in the range from 30% by mass to 40% by mass. The term “polysilicic acid” is understood to mean polycondensed oxygen acids of silicon which have polar (Si-OH) groups on the surface. In embodiments, the silica sol comprises alkali oxide, preferably sodium oxide. The silica sol is advantageously stabilized by a small amount of alkali oxide. In further embodiments, the ratio of silica sol to alkali oxide is 100: 1.
Erfindungsgemäß enthält das Lösemittel Wasser. According to the invention, the solvent contains water.
Erfindungsgemäß erfolgt die Verwendung eines Lösemittels enthaltend Kieselsol mit einem Gehalt im Bereich von 3 Masse-% bis 70 Masse-%, bevorzugt im Bereich von 5 Masse-% bis 70 Masse-%, besonders bevorzugt im Bereich von 30 Masse-% bis 70 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Lösemittels. According to the invention, a solvent containing silica sol is used with a content in the range from 3% by mass to 70% by mass, preferably in the range from 5% by mass to 70% by mass, particularly preferably in the range from 30% by mass to 70% by mass -%, based on the total mass of the solvent.
Erfindungsgemäß ergänzen sich die Bestandteile des Lösemittels zu 100 Masse-%. According to the invention, the constituents of the solvent add up to 100% by mass.
In Ausführungsformen erfolgt die Verwendung eines Lösemittels bestehend aus Kieselsol zur Herstellung von Schlichten für Gießereikerne und/oder -formen. In embodiments, a solvent consisting of silica sol is used to produce coatings for foundry cores and / or molds.
In weiteren Ausführungsformen erfolgt die Verwendung eines Lösemittels bestehend aus einer wässrigen, kolloidalen Suspension enthaltend weiterhin Metalloxid- und/oder Metallsilikatnanopartikel. In further embodiments, a solvent is used consisting of an aqueous, colloidal suspension which also contains metal oxide and / or metal silicate nanoparticles.
Unter dem Begriff „Nanopartikel“ werden Partikel in einer beliebigen Form verstanden, welche Abmessungen im Bereich von 1 bis 150 nm aufweisen. Vorteilhaft tragen Nanopartikel in der Schlichte zu einer verringerten Oberflächenrauheit bzw. einer Verfeinerung der Gießereikerne und/oder -formen bei. The term “nanoparticles” is understood to mean particles in any shape, which have dimensions in the range from 1 to 150 nm. Nanoparticles in the size advantageously contribute to a reduced surface roughness or a refinement of the foundry cores and / or molds.
In Ausführungsformen sind die Nanopartikel rund. In embodiments, the nanoparticles are round.
In weiteren Ausführungsformen weist die wässrige, kolloidale Suspension Metalloxid- und/oder Metallsilikatnanopartikel mit einem Gehalt im Bereich von 10 Masse-% bis 35 Masse-% bezogen auf die Gesamtmasse des Lösemittels auf. Bevorzugt weist die wässrige, kolloidale Suspension Metalloxid- und/oder Metallsilikatnanopartikel mit einem Gehalt im Bereich von 15 Masse-% bis 31 Masse-% bezogen auf die Gesamtmasse des Lösemittels auf. In further embodiments, the aqueous, colloidal suspension has metal oxide and / or metal silicate nanoparticles with a content in the range from 10% by mass to 35% by mass based on the total mass of the solvent. The aqueous, colloidal suspension preferably has metal oxide and / or metal silicate nanoparticles with a content in the range from 15% by mass to 31% by mass, based on the total mass of the solvent.
In Ausführungsformen weisen die Metalloxid- und/oder Metallsilikatnanopartikel Abmessungen im Bereich von 4 nm bis 150 nm auf. In weiteren Ausführungsformen bestehen die Metalloxid- und/oder Metallsilikatnanopartikel aus Siliziumdioxid, Aluminiumsilikat, Calciumsilikat, Eisenoxid, Kaliumaluminiumsilikat, Kaliummagnesiumsilikat, Eisenaluminiumsilikat, Eisengermanaten, Titanaten oder deren Mischungen. In embodiments, the metal oxide and / or metal silicate nanoparticles have dimensions in the range from 4 nm to 150 nm. In further embodiments, the metal oxide and / or metal silicate nanoparticles consist of silicon dioxide, aluminum silicate, calcium silicate, iron oxide, potassium aluminum silicate, potassium magnesium silicate, iron aluminum silicate, iron germanates, titanates or mixtures thereof.
In Ausführungsformen erfolgt die Verwendung eines Lösemittels bestehend aus einer wässrigen, kolloidalen Suspension enthaltend weiterhin Aluminiumphosphat. In embodiments, a solvent is used consisting of an aqueous, colloidal suspension which also contains aluminum phosphate.
In Ausführungsformen ist der Feststoffgehalt des Lösemittels im Bereich von 10 Masse-% bis 70 Masse-%, bevorzugt 15 Masse-% bis 65 Masse-%, bezogen auf die Masse von Wasser und Feststoffen. In embodiments, the solids content of the solvent is in the range from 10% by mass to 70% by mass, preferably 15% by mass to 65% by mass, based on the mass of water and solids.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer Schlichte umfassendThe invention also relates to a method for producing a size
Bereitstellung eines Lösemittels bestehend aus einer wässrigen, kolloidalen Suspension enthaltend Kieselsol mit einem Gehalt im Bereich von 3 Masse-% bis 70 Masse-%, wobei Kieselsol Polykieselsäure mit einem Siliziumdioxidgehalt im Bereich von 30 Masse-% bis 60 Masse-% umfasst, und Providing a solvent consisting of an aqueous, colloidal suspension containing silica sol with a content in the range from 3% by mass to 70% by mass, silica sol comprising polysilicic acid with a silicon dioxide content in the range from 30% by mass to 60% by mass, and
Mischen des Lösemittels mit mindestens einem feuerfesten Bestandteil, bevorzugt ausgewählt aus Aluminiumoxid, Zirkonsilikat, Siliziumdioxid, Mullit, Olivin und Magnesit. Mixing the solvent with at least one refractory component, preferably selected from aluminum oxide, zirconium silicate, silicon dioxide, mullite, olivine and magnesite.
In Ausführungsformen erfolgt die Bereitstellung des Lösemittels durch Kontaktieren eines Kieselsols mit Metalloxid- und/oder Metallsilikatnanopartikeln in einem Massenverhältnis im Bereich von 1,2:1 bis 35:1. In embodiments, the solvent is provided by contacting a silica sol with metal oxide and / or metal silicate nanoparticles in a mass ratio in the range from 1.2: 1 to 35: 1.
In Ausführungsformen erfolgt das Mischen des Lösemittels mit mindestens einem feuerfesten Bestandteil in einem Massenverhältnis im Bereich von 1:1 bis 2:1. In embodiments, the solvent is mixed with at least one refractory component in a mass ratio in the range from 1: 1 to 2: 1.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Schlichte umfassend i. ein Lösemittel bestehend aus einer wässrigen, kolloidalen Suspension enthaltend Kieselsol mit einem Gehalt im Bereich von 3 Masse-% bis 70 Masse-%, wobei Kieselsol Polykieselsäure mit einem Siliziumdioxidgehalt im Bereich von 30 Masse-% bis 60 Masse-% umfasst, und ii. mindestens einen feuerfesten Bestandteil, bevorzugt ausgewählt aus Aluminiumoxid, Zirkonsilikat, Siliziumdioxid, Mullit, Olivin und Magnesit. In Ausführungsformen umfasst die Schlichte Lösemittel mit einem Gehalt im Bereich von 50 Masse-% bis 99 Masse-%, bevorzugt im Bereich von 50 Masse-% bis 70 Masse-%; und/oder den feuerfesten Bestandteil mit einem Gehalt im Bereich von 1 Masse-% bis 50 Masse-%, bevorzugt im Bereich von 30 Masse-% bis 50 Masse-%; bezogen auf die Gesamtmasse der Schlichte. Another aspect of the invention relates to a size comprising i. a solvent consisting of an aqueous, colloidal suspension containing silica sol with a content in the range from 3% by mass to 70% by mass, silica sol comprising polysilicic acid with a silicon dioxide content in the range from 30% by mass to 60% by mass, and ii. at least one refractory component, preferably selected from aluminum oxide, zirconium silicate, silicon dioxide, mullite, olivine and magnesite. In embodiments, the size comprises solvents with a content in the range from 50% by mass to 99% by mass, preferably in the range from 50% by mass to 70% by mass; and / or the refractory component with a content in the range from 1% by mass to 50% by mass, preferably in the range from 30% by mass to 50% by mass; based on the total mass of the size.
Erfindungsgemäß ergänzen sich die Bestandteile der Schlichte zu 100 Masse-%. According to the invention, the constituents of the size add up to 100% by mass.
In Ausführungsformen umfasst die Schlichte weiterhin Metalloxid- und/oder Metallsilikatnanopartikel. In embodiments, the size further comprises metal oxide and / or metal silicate nanoparticles.
In Ausführungsformen der Schlichte umfasst die wässrige, kolloidale Suspension Metalloxid- und/oder Metallsilikatnanopartikel mit einem Gehalt im Bereich von 10 Masse-% bis 35 Masse-%; bevorzugt im Bereich von 15 Masse-% bis 31 Masse-%; bezogen auf die Gesamtmasse der wässrigen, kolloidalen Suspension. In embodiments of the size, the aqueous, colloidal suspension comprises metal oxide and / or metal silicate nanoparticles with a content in the range from 10% by mass to 35% by mass; preferably in the range from 15% by mass to 31% by mass; based on the total mass of the aqueous, colloidal suspension.
In Ausführungsformen der Schlichte weisen die Metalloxid- und/oder Metallsilikatnanopartikel Abmessungen im Bereich von 4 nm bis 150 nm auf. In embodiments of the size, the metal oxide and / or metal silicate nanoparticles have dimensions in the range from 4 nm to 150 nm.
In Ausführungsformen der Schlichte sind die Metalloxid- und/oder Metallsilikatnanopartikel aus Siliziumdioxid, Aluminiumsilikat, Calciumsilikat, Eisenoxid, Kaliumaluminiumsilikat, Kaliummagnesiumsilikat, Eisenaluminiumsilikat, Eisengermanaten, Titanaten und deren Mischungen ausgewählt. In embodiments of the size, the metal oxide and / or metal silicate nanoparticles are selected from silicon dioxide, aluminum silicate, calcium silicate, iron oxide, potassium aluminum silicate, potassium magnesium silicate, iron aluminum silicate, iron germanates, titanates and mixtures thereof.
In Ausführungsformen der Schlichte umfasst die wässrige, kolloidale Suspension weiterhin Aluminiumphosphat. In embodiments of the size, the aqueous, colloidal suspension further comprises aluminum phosphate.
In Ausführungsformen der Schlichte weist der mindestens eine feuerfeste Bestandteil eine mittlere Korngröße im Bereich von 0,05 mm bis 0,15 mm auf. Unter dem Begriff „mittlere Korngröße“ wird die Größe bzw. der Durchmesser einzelner Partikel, auch Körner genannt, des feuerfesten Formg rund Stoffs verstanden. In embodiments of the size, the at least one refractory component has an average grain size in the range from 0.05 mm to 0.15 mm. The term “mean grain size” is understood to mean the size or diameter of individual particles, also called grains, of the refractory molded material.
In Ausführungsformen der Schlichte ist der Feststoffgehalt der Schlichte im Bereich von 50 Masse-% bis 90 Masse-%, bevorzugt 65 Masse-% bis 80 Masse-%, bezogen auf die Masse von Wasser und Feststoffen. In Ausführungsformen weist die Schlichte eine Viskosität bei 20 °C im Bereich von 1 bis 20 Pa s, bevorzugt im Bereich von 1 Pa s bis 12 Pa s, und/oder eine Oberflächenspannung bei 20 °C im Bereich von 1 mN/m bis 70 mN/m, bevorzugt im Bereich von 10 mN/m bis 35 mN/m, auf. In embodiments of the size, the solids content of the size is in the range from 50% by mass to 90% by mass, preferably 65% by mass to 80% by mass, based on the mass of water and solids. In embodiments, the size has a viscosity at 20 ° C. in the range from 1 to 20 Pa s, preferably in the range from 1 Pa s to 12 Pa s, and / or a surface tension at 20 ° C. in the range from 1 mN / m to 70 mN / m, preferably in the range from 10 mN / m to 35 mN / m.
Vorteilhaft weist die Schlichte eine Viskosität auf, welche gute Fließeigenschaften und eine vollständige Benetzung bei der Verwendung zur Oberflächenbeschichtung von ausgehärteten Formen, Formteilen oder Kernen bedingt. The size advantageously has a viscosity which necessitates good flow properties and complete wetting when used for surface coating of cured molds, molded parts or cores.
Unter dem Begriff „Viskosität“ wird die dynamische Viskosität verstanden. Die Bestimmung der Viskosität erfolgt mittels handelsüblicher Messgeräte wie beispielsweise Fallkörper- oder Rotationsviskosimetern. The term “viscosity” is understood to mean the dynamic viscosity. The viscosity is determined using commercially available measuring devices such as falling body or rotation viscometers.
Die Bestimmung der Oberflächenspannung erfolgt beispielsweise mittels Messverfahren unter Nutzung des Kapillareffektes oder der Kontaktwinkelmessung. The surface tension is determined, for example, by means of a measuring method using the capillary effect or the contact angle measurement.
In Ausführungsformen umfasst die Schlichte mindestens einen weiteren Bestandteil, wobei der Bestandteil ausgewählt ist aus einem Entschäumer, einem Schwebemittel einem Netzmittel, einem Pigment und/oder einem Farbstoff. In embodiments, the size comprises at least one further component, the component being selected from a defoamer, a suspension agent, a wetting agent, a pigment and / or a dye.
Dem Fachmann ist bekannt, dass mittels des mindestens eines weiteren Bestandteils, ausgewählt aus einem Entschäumer, einem Schwebemittel, einem Netzmittel, einem Pigment und/oder einem Farbstoff die Verarbeitungseigenschaften der Schlichte, wie bspw. Viskosität und Fließverhalten eingestellt werden. The person skilled in the art knows that the processing properties of the size, such as viscosity and flow behavior, can be adjusted by means of the at least one further component selected from a defoamer, a suspension agent, a wetting agent, a pigment and / or a dye.
Unter dem Begriff „Entschäumer“ wird ein Stoff verstanden, welcher grenzflächenaktiv ist und eine Schaumbildung verringert. In Ausführungsformen sind Entschäumer Silikon- oder Mineralöle. The term “defoamer” is understood to mean a substance which is surface-active and reduces foam formation. In embodiments, defoamers are silicone or mineral oils.
Unter dem Begriff „Schwebemittel“ wird ein Absetzverzögerungsmittel verstanden. The term “suspension means” is understood to mean a settling delay means.
Unter dem Begriff „Netzmittel“ wird ein Stoff verstanden, welcher die Benetzung von Gießereikernen und/oder -formen erhöht. In Ausführungsformen sind Netzmittel Dioctylsulfosuccinate, Alkindiole oder ethoxylierte Alkindiole. Üblicherweise sind in der erfindungsgemäßen Schlichte Farbstoffe mit einem Gehalt im Bereich von 0 bis 5 Masse-%, Entschäumer mit einem Gehalt im Bereich von 0 bis 1 Masse-%, Schwebemittel mit einem Gehalt im Bereich von 0 bis 1 Masse-% und/oder Netzmittel mit einem Gehalt im Bereich von 0 bis 1 Masse-%, bezogen auf die Gesamtmasse der Schlichte enthalten. The term “wetting agent” is understood to mean a substance which increases the wetting of foundry cores and / or molds. In embodiments, wetting agents are dioctyl sulfosuccinates, alkynediols, or ethoxylated alkynediols. The size according to the invention usually contains dyes with a content in the range from 0 to 5% by mass, defoamers with a content in the range from 0 to 1% by mass, suspending agents with a content in the range from 0 to 1% by mass and / or Contain wetting agents with a content in the range from 0 to 1% by mass, based on the total mass of the size.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft die Verwendung des erfindungsgemäßen Lösemittels und/oder der erfindungsgemäßen Schlichte zur Oberflächenbeschichtung von ausgehärteten organisch oder anorganisch gebundenen Formen, Formteilen oder Kernen, bevorzugt von anorganisch gebundenen Formen, Formteilen oder Kernen. Another aspect of the invention relates to the use of the solvent according to the invention and / or the size according to the invention for surface coating of cured organically or inorganically bound molds, moldings or cores, preferably of inorganically bound molds, moldings or cores.
Zweckmäßig erfolgt die Auftragung bei der Verwendung zur Oberflächenbeschichtung durch Tauchen, Fluten, Sprühen oder Streichen auf die ausgehärteten organisch oder anorganisch gebundenen Formen, Formteile oder Kerne. Dem Fachmann ist bekannt, dass je nach Verfahren zur Herstellung der Oberflächenbeschichtung die Schlichte geeignete Verarbeitungseigenschaften, insbesondere hinsichtlich Viskosität, aufweisen muss. When used for surface coating, it is expediently applied by dipping, flooding, spraying or brushing onto the cured organically or inorganically bound molds, moldings or cores. The person skilled in the art is aware that, depending on the method for producing the surface coating, the size must have suitable processing properties, in particular with regard to viscosity.
In Ausführungsformen erfolgt die Verwendung zur Oberflächenbeschichtung von Gießereikernen und/oder -formen, bevorzugt für den Metallguss, besonders bevorzugt für den Eisen-, Stahl-, Kupfer- oder Aluminiumguss. In embodiments, it is used for surface coating of foundry cores and / or molds, preferably for metal casting, particularly preferably for iron, steel, copper or aluminum casting.
Vorteilhaft weist das erfindungsgemäße Lösemittel umfassend Kieselsol eine ähnliche Zusammensetzung wie anorganische Binder für Gießereiformen unc^oder -kerne auf, wodurch die Oberfläche der beschichteten Gießereiformen und/oder -kerne eine verringerte Oberflächenrauheit bzw. eine Verfeinerung sowie eine erhöhte Festigkeit aufweist. The inventive solvent comprising silica sol advantageously has a similar composition to inorganic binders for foundry molds and / or cores, whereby the surface of the coated foundry molds and / or cores has a reduced surface roughness or refinement and increased strength.
Für die Realisierung der Erfindung ist es auch zweckmäßig, die vorbeschriebenen Ausführungsformen und Merkmale der Ansprüche zu kombinieren. To implement the invention, it is also expedient to combine the embodiments and features of the claims described above.
Nachfolgend soll die Erfindung anhand einiger Ausführungsbeispiele und zugehöriger Figuren eingehender erläutert werden. Die Ausführungsbeispiele sollen dabei die Erfindung beschreiben ohne diese zu beschränken. The invention is to be explained in more detail below with the aid of some exemplary embodiments and associated figures. The exemplary embodiments are intended to describe the invention without restricting it.
Fig. 1 zeigt ein Schema der Verwendung einer Schlichte zur Oberflächenbeschichtung von Gießereikernen und/oder -formen, insbesondere die Körner des Formgrundstoffes sowie die Schlichteschichtdicke im Bereich von 0,1 bis 2,0 mm. Lösemittel 1 shows a diagram of the use of a size for the surface coating of foundry cores and / or molds, in particular the grains of the basic mold material and the size layer thickness in the range from 0.1 to 2.0 mm. Solvent
In einem ersten Ausführungsbeispiel enthält das Lösemittel 37,5 Masse-% Kieselsol, 10 Masse-% ALCh-Nanopartikel, 20 Masse-% Magnesiumsilikat-Nanopartikel, 1 Masse-% FeO- Nanopartikel, 0,01 Masse-% Entschäumer und 31 ,49 Masse-% Wasser. In a first exemplary embodiment, the solvent contains 37.5% by mass of silica sol, 10% by mass of ALCh nanoparticles, 20% by mass of magnesium silicate nanoparticles, 1% by mass of FeO nanoparticles, 0.01% by mass of defoamer and 31, 49 Mass% water.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel enthält das Lösemittel 50 Masse-% Kieselsol, 20 Masse-% Aluminiumphosphat mit einer mittleren Korngröße von etwa 0,1 mm, 17 Masse-% Eisen- Magnesium-Silikat-Nanopartikel und 13 Masse-% Wasser. In a second exemplary embodiment, the solvent contains 50% by mass of silica sol, 20% by mass of aluminum phosphate with an average grain size of about 0.1 mm, 17% by mass of iron-magnesium-silicate nanoparticles and 13% by mass of water.
Schlichte plain
In einem ersten Ausführungsbeispiel enthält die Schlichte 60 Masse-% des Lösemittels nach dem ersten Ausführungsbeispiel und 40 Masse-% Schamotte mit einer mittleren Korngröße im Bereich von 0,05 mm bis 0,15 mm. In a first embodiment, the size contains 60% by mass of the solvent according to the first embodiment and 40% by mass of chamotte with an average grain size in the range from 0.05 mm to 0.15 mm.
In einem zweiten Ausführungsbeispiel enthält die Schlichte 65 Masse-% des Lösemittels nach dem zweiten Ausführungsbeispiel und 35 Masse-% Zirkonsilikat mit einer mittleren Korngröße im Bereich von 0,05 mm bis 0,15 mm. In a second embodiment, the size contains 65% by mass of the solvent according to the second embodiment and 35% by mass of zirconium silicate with an average grain size in the range from 0.05 mm to 0.15 mm.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verwendung eines Lösemittels bestehend aus einer wässrigen, kolloidalen Suspension enthaltend Kieselsol mit einem Gehalt im Bereich von 3 Masse-% bis 70 Masse-% zur Herstellung von Schlichten für Gießereikerne und/oder -formen, wobei Kieselsol Polykieselsäure mit einem Siliziumdioxidgehalt im Bereich von 30 Masse-% bis 60 Masse- % umfasst. 1. Use of a solvent consisting of an aqueous, colloidal suspension containing silica sol with a content in the range from 3% by mass to 70% by mass for the production of sizes for foundry cores and / or molds, silica sol being polysilicic acid with a silicon dioxide content in the range of 30% by mass to 60% by mass.
2. Verwendung eines Lösemittels nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wässrige, kolloidale Suspension weiterhin Metalloxid- und/oder Metallsilikatnanopartikel enthält, wobei die Metalloxid- und/oder Metallsilikatnanopartikel Abmessungen im Bereich von 4 nm bis 150 nm aufweisen. 2. Use of a solvent according to claim 1, characterized in that the aqueous, colloidal suspension further contains metal oxide and / or metal silicate nanoparticles, the metal oxide and / or metal silicate nanoparticles having dimensions in the range from 4 nm to 150 nm.
3. Verwendung eines Lösemittels nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die3. Use of a solvent according to claim 2, characterized in that the
Metalloxid- und/oder Metallsilikatnanopartikel ausgewählt sind aus Siliziumdioxid, Aluminiumsilikat, Calciumsilikat, Eisenoxid, Kaliumaluminiumsilikat,Metal oxide and / or metal silicate nanoparticles are selected from silicon dioxide, aluminum silicate, calcium silicate, iron oxide, potassium aluminum silicate,
Kaliummagnesiumsilikat, Eisenaluminiumsilikat, Eisengermanaten, Titanaten und deren Mischungen. Potassium magnesium silicate, iron aluminum silicate, iron germanates, titanates and their mixtures.
4. Verwendung eines Lösemittels nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffgehalt des Lösemittels im Bereich von 10 Masse-% bis 70 Masse-% bezogen auf die Masse von Wasser und Feststoffen ist. 4. Use of a solvent according to one of claims 1 to 3, characterized in that the solids content of the solvent is in the range from 10% by mass to 70% by mass based on the mass of water and solids.
5. Verfahren zur Herstellung einer Schlichte umfassend 5. A method for producing a size comprising
Bereitstellen eines Lösemittels bestehend aus einer wässrigen, kolloidalen Suspension enthaltend Kieselsol mit einem Gehalt im Bereich von 3 Masse-% bis 70 Masse-%, wobei Kieselsol Polykieselsäure mit einem Siliziumdioxidgehalt im Bereich von 30 Masse-% bis 60 Masse-% umfasst, und Providing a solvent consisting of an aqueous, colloidal suspension containing silica sol with a content in the range from 3% by mass to 70% by mass, silica sol comprising polysilicic acid with a silicon dioxide content in the range from 30% by mass to 60% by mass, and
Mischen des Lösemittels mit mindestens einem feuerfesten Bestandteil, bevorzugt ausgewählt aus Aluminiumoxid, Zirkonsilikat, Siliziumdioxid, Mullit, Olivin und Magnesit. Mixing the solvent with at least one refractory component, preferably selected from aluminum oxide, zirconium silicate, silicon dioxide, mullite, olivine and magnesite.
6. Schlichte umfassend i. ein Lösemittel bestehend aus einer wässrigen, kolloidalen Suspension enthaltend Kieselsol mit einem Gehalt im Bereich von 3 Masse-% bis 70 Masse-%, wobei Kieselsol Polykieselsäure mit einem Siliziumdioxidgehalt im Bereich von 30 Masse-% bis 60 Masse-% umfasst und ii. mindestens einen feuerfesten Bestandteil, bevorzugt ausgewählt aus Aluminiumoxid, Zirkonsilikat, Siliziumdioxid, Mullit, Olivin und Magnesit. 6. Sizing comprising i. a solvent consisting of an aqueous, colloidal suspension containing silica sol with a content in the range from 3% by mass to 70% by mass, wherein Silica sol comprises polysilicic acid with a silicon dioxide content in the range from 30% by mass to 60% by mass and ii. at least one refractory component, preferably selected from aluminum oxide, zirconium silicate, silicon dioxide, mullite, olivine and magnesite.
7. Schlichte nach Anspruch 6, umfassend weiterhin Metalloxid- und/oder Metallsilikatnanopartikel, wobei die Metalloxid- und/oder Metallsilikatnanopartikel Abmessungen im Bereich von 4 nm bis 150 nm aufweisen. 7. Sizing according to claim 6, further comprising metal oxide and / or metal silicate nanoparticles, the metal oxide and / or metal silicate nanoparticles having dimensions in the range from 4 nm to 150 nm.
8. Schlichte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Metalloxid- und/oder Metallsilikatnanopartikel ausgewählt sind aus Siliziumdioxid, Aluminiumsilikat, Calciumsilikat, Eisenoxid, Kaliumaluminiumsilikat, Kaliummagnesiumsilikat, Eisenaluminiumsilikat, Eisengermanaten, Titanaten und deren Mischungen. 8. Size according to claim 7, characterized in that the metal oxide and / or metal silicate nanoparticles are selected from silicon dioxide, aluminum silicate, calcium silicate, iron oxide, potassium aluminum silicate, potassium magnesium silicate, iron aluminum silicate, iron germanates, titanates and mixtures thereof.
9. Schlichte nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Feststoffgehalt der Schlichte im Bereich von 50 Masse-% bis 90 Masse-% bezogen auf die Masse von Wasser und Feststoffen ist. 9. Size according to one of claims 6 to 8, characterized in that the solids content of the size is in the range from 50% by mass to 90% by mass based on the mass of water and solids.
10. Schlichte nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlichte mindestens einen weiteren Bestandteil umfasst, wobei der Bestandteil ausgewählt ist aus einem Entschäumer, einem Schwebemittel, einem Netzmittel, einem Pigment und/oder einem Farbstoff. 10. Size according to one of claims 6 to 9, characterized in that the size comprises at least one further component, the component being selected from a defoamer, a suspension agent, a wetting agent, a pigment and / or a dye.
11. Verwendung eines Lösemittels nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und/oder einer Schlichte nach einem der Ansprüche 6 bis 10 zur Oberflächenbeschichtung von ausgehärteten organisch oder anorganisch gebundenen Formen, Formteilen oder Kernen. 11. Use of a solvent according to one of claims 1 to 4 and / or a size according to one of claims 6 to 10 for the surface coating of cured organically or inorganically bound molds, moldings or cores.
12. Verwendung nach Anspruch 11 zur Oberflächenbeschichtung von Gießereikernen und/oder -formen, bevorzugt für den Metallguss, besonders bevorzugt für den Eisen-, Stahl-, Kupfer- oder Aluminiumguss. 12. Use according to claim 11 for the surface coating of foundry cores and / or molds, preferably for metal casting, particularly preferably for iron, steel, copper or aluminum casting.
EP21719560.1A 2020-04-15 2021-04-13 Use of a solvent for producing sizes, a process for producing a size, a size and use thereof Pending EP4135919A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020110290.9A DE102020110290A1 (en) 2020-04-15 2020-04-15 Use of a solvent for the production of sizes, a method for the production of a size, a size and the use thereof
PCT/EP2021/059509 WO2021209424A1 (en) 2020-04-15 2021-04-13 Use of a solvent for producing sizes, a process for producing a size, a size and use thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP4135919A1 true EP4135919A1 (en) 2023-02-22

Family

ID=75562722

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP21719560.1A Pending EP4135919A1 (en) 2020-04-15 2021-04-13 Use of a solvent for producing sizes, a process for producing a size, a size and use thereof

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP4135919A1 (en)
DE (1) DE102020110290A1 (en)
WO (1) WO2021209424A1 (en)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1644687C3 (en) * 1966-02-18 1975-05-22 Alchem Ltd., Burlington, Ontario (Kanada) Coating agent with finely divided macroscopic, heat-resistant solid particles
US3852085A (en) * 1974-01-09 1974-12-03 Du Pont Stable refractory slurry composition
JP4309712B2 (en) * 2003-07-30 2009-08-05 株式会社木村鋳造所 Full mold casting method
WO2009007093A2 (en) 2007-07-11 2009-01-15 Ks Aluminium-Technologie Gmbh Coating system for the protection of casting moulds
DE102009032668A1 (en) 2009-07-09 2011-01-13 Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH Sizing for the production of mold coatings
DE102017107655A1 (en) 2017-01-04 2018-07-05 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Use of an acid-containing sizing composition in the foundry industry
DE102017107657A1 (en) 2017-01-04 2018-07-05 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung A sizing composition comprising organic ester compounds and particulate amorphous silica for use in the foundry industry
CN110802197A (en) * 2019-10-22 2020-02-18 东风精密铸造安徽有限公司 Surface coating for investment casting shell

Also Published As

Publication number Publication date
DE102020110290A8 (en) 2021-12-30
WO2021209424A1 (en) 2021-10-21
DE102020110290A1 (en) 2021-10-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1934001B8 (en) Borosilicate glass-containing molding material mixtures
EP0649356B1 (en) Black wash for producing mould coatings
EP2760607B1 (en) Coating compositions for inorganic casting moulds and cores and use thereof and method for sizing
DE69019466T2 (en) Process for casting a reactive metal onto a surface made of a slurry containing yttrium oxide.
DE69917172T2 (en) Exothermic body for foundry purposes
EP2763807B1 (en) Coating compositions for inorganic casting molds and cores, containing salts, and use thereof
DE102007020586A1 (en) Coating materials for casting molds and cores to avoid reaction gas defects
EP3801949B1 (en) Coating composition, process for coating a casting mold and use of the coating composition for coating a casting mold
EP2763806B1 (en) Coating compositions for inorganic casting molds and cores, comprising formic acid esters, and use thereof
DE102005024207A1 (en) Process for drying water-based coatings
EP2133165B1 (en) Method for casting copper and alloys containing copper
EP1597046B1 (en) Coating materials for cores
EP4135919A1 (en) Use of a solvent for producing sizes, a process for producing a size, a size and use thereof
EP3823774B1 (en) Sizing composition for casting moulds for metal casting, use thereof, and casting moulds provided with the sizing composition
DE202023103207U1 (en) Sizing and its use
EP1611211B1 (en) Rheologic additive
DE10011977C1 (en) Sizing agent for coating sand castings for the production of castings from magnesium and magnesium alloys
DE102005011019B4 (en) Production and use of a destructible mold core for the metallic casting
Pattnaik et al. Enhancement of ceramic slurry rheology in investment casting process
WO2008055707A1 (en) Open-cell ceramic foam, method for the production thereof, and use thereof
WO2024132628A1 (en) Refractory material, method for producing same, and use thereof
AT319494B (en) Breaker core for sand mold casting, especially for iron and steel casting, and process for its manufacture
DE1608394C (en) Process and dipping compound for the production of casting molds using the wax melt process
DE102021121622A1 (en) Ceramic slip for investment casting based on a capillary suspension
DE2519309A1 (en) METHOD FOR MAKING MOLDS

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: UNKNOWN

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20221107

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)