ES2609985T3 - Mezclas de material moldeable que contienen sulfato de bario así como procedimiento para la fabricación de moldes de fundición / núcleos, procedimiento para la fundición de aluminio y molde o núcleo que por consiguiente pueden fabricarse - Google Patents

Mezclas de material moldeable que contienen sulfato de bario así como procedimiento para la fabricación de moldes de fundición / núcleos, procedimiento para la fundición de aluminio y molde o núcleo que por consiguiente pueden fabricarse Download PDF

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Abstract

Mezcla de material moldeable para la fabricación de moldes de fundición para el procesamiento de metal, que comprende al menos: * un material base moldeable refractario; * un aglutinante a base de vidrio soluble; * sulfato de bario; y * óxidos metálicos en forma de partículas seleccionados del grupo de SiO2 amorfo, óxidos de aluminio y aluminosilicatos y sus mezclas.

Description

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DESCRIPCION
Mezclas de material moldeable que contienen sulfato de bario as^ como procedimiento para la fabricacion de moldes de fundicion / nucleos, procedimiento para la fundicion de aluminio y molde o nucleo que por consiguiente pueden fabricarse
La invention se refiere a mezclas de material moldeable que contienen sulfato de bario en combination con materiales base moldeables refractarios, a un sistema de aglutinante a base de vidrio soluble para la fabricacion de moldes de fundicion y nucleos para la industria de fundicion con el objetivo de obtener piezas de fundicion, en particular de aluminio, que presenten una superficie de fundicion mejorada. La mejora se hace notable en particular mediante menos adhesiones de arena, penetraciones de arena y penetraciones/rugosidades.
Estado de la tecnica
Los moldes de fundicion estan compuestos esencialmente de nucleos y moldes, que representan los moldes negativos de la pieza de fundicion que va a fabricarse. Estos nucleos y moldes estan compuestos a este respecto de un material refractario, por ejemplo arena de cuarzo, y un aglutinante adecuado, que confiere al molde de fundicion tras la extraction del util de moldeo una resistencia mecanica suficiente. Para la fabricacion de moldes de fundicion se usa por tanto un material base moldeable refractario, que esta envuelto con un aglutinante adecuado. El material base moldeable refractario se encuentra preferentemente en una forma que puede fluir, de modo que este se introduzca en un molde hueco adecuado y alli pueda compactarse. Mediante el aglutinante se genera una cohesion solida entre las particulas del material base moldeable, de modo que el molde de fundicion obtenga la estabilidad mecanica necesaria.
Los moldes de fundicion deben cumplir diversos requerimientos. Durante el propio proceso de fundicion deben presentar estos en primer lugar una suficiente resistencia y estabilidad frente a la temperatura, para poder alojar el metal liquido en el molde hueco formado por uno o varios moldes (parciales) de fundicion. Tras el inicio del proceso de solidification se garantiza la estabilidad mecanica de la pieza de fundicion mediante una capa de metal solidificada, que se forma a lo largo de las paredes del molde de fundicion. El material del molde de fundicion debe descomponerse ahora bajo la influencia del calor desprendido por el metal de manera que este pierda su resistencia mecanica, o sea la cohesion entre las particulas individuales del material refractario se anula. En el caso ideal, el molde de fundicion se descompone de nuevo para dar una arena fina que puede separarse facilmente de la pieza de fundicion.
En tiempos mas recientes se requiere ademas cada vez con mas frecuencia que durante la fabricacion de los moldes de fundicion asi como durante la fabricacion de la colada y del enfriamiento se produzcan las menos emisiones posibles en forma de CO2 o hidrocarburos para proteger el medioambiente y limitar la molestia de olor del entorno por hidrocarburos (principalmente aromaticos). Para cumplir estos requerimientos mas recientes, se han desarrollado o han evolucionado en los anos pasados sistemas de aglutinante inorganicos, cuyo uso conduce a que puedan evitarse emisiones de CO2 e hidrocarburos en la fabricacion de moldes metalicos o al menos puedan minimizarse claramente. Sin embargo, el uso de sistemas de aglutinante inorganicos esta unido con frecuencia a otros inconvenientes que se describen en particular en las siguientes realizaciones.
Los aglutinantes inorganicos tienen en comparacion con los aglutinantes organicos el inconveniente de que los moldes de fundicion fabricados a partir de esto presentan resistencias relativamente bajas. Esto aparece de manera especialmente clara inmediatamente tras la extraccion del molde de fundicion del util de moldeo. Sin embargo, buenas resistencias en este momento son especialmente importantes para la production de piezas moldeadas complicadas y/o de pared delgada y su manipulation segura. Tambien la estabilidad frente a la humedad del aire se reduce claramente en comparacion con los aglutinantes organicos. El documento EP 1 802 409 B1 divulga que pueden realizarse resistencias inmediatas mas altas y estabilidad frente a la humedad del aire mas alta mediante el uso de un material base moldeable refractario, de un aglutinante a base de vidrio soluble asi como adiciones de dioxido de silicio amorfo sintetico. Mediante esta adicion puede garantizarse una manipulacion segura tambien de moldes de fundicion mas complicados.
El sistema de aglutinante inorganico descrito en el documento EP 1802409 B1 puede conducir en comparacion con aglutinantes organicos a fuertes adhesiones de arena en la pieza de fundicion, lo que esta unido a un gasto de limpieza considerable y por consiguiente a costes multiples para los talleres de fundicion. El documento WO 2008/046651 divulga en este contexto que pueden minimizarse claramente estas adhesiones de arena en la pieza de fundicion cuando se anade un hidrato de carbono a la mezcla de material moldeable, que esta constituida por un material base moldeable refractario, un aglutinante a base de vidrio soluble asi como una aditivo de un oxido metalico en forma de particulas que se selecciona del grupo de dioxido de silicio, oxido de aluminio, oxido de titanio y oxido de cinc.
Mediante la adicion de un hidrato de carbono puede mejorarse por tanto la calidad de la superficie de la pieza de fundicion. La adicion de hidratos de carbono a la mezcla de material moldeable conduce durante la colada de metal sin embargo de nuevo a emisiones de CO2 e hidrocarburos (aunque en forma claramente reducida en comparacion
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con sistemas de aglutinante puramente organicos).
Se sabe en la industria de fundicion en general que el uso de determinados materiales refractarios como revestimiento de moldes de fundicion puede mejorar considerablemente la calidad de la superficie de la respectiva pieza de fundicion. Estos materiales refractarios pueden aplicarse, por ejemplo, en forma de suspensiones acuosas o alcoholicas, los denominados acabados, con ayuda de distintos procedimientos sobre el molde de fundicion. A continuacion se realiza un proceso de secado para separar el medio liquido. Como alternativa pueden aplicarse estos materiales refractarios tambien en forma seca. Los materiales refractarios usados se caracterizan por una baja interaction asi como por una buena no-humectacion con la masa fundida de metal. Ademas, estos materiales se encuentran muy finamente divididos para minimizar e impedir la estructura de monte y valle de la superficie del material base moldeable (por ejemplo arena de cuarzo) de modo que la masa fundida de metal penetre en estos valles de manera propiciada por buenas propiedades de humectacion del material base moldeable (por ejemplo SiO2), lo que conduciria a su vez a una mala calidad de la superficie de la respectiva pieza de fundicion.
Con frecuencia se usan materiales que presentan una estructura de capas, tal como por ejemplo talco, nitruro de boro hexagonal (vease “Einsatz von Bornitrid-Schlichten im praktischen Betrieb der Druck- und Kokillengiefterei”, Giesserei 80 n.° 8, 1993, pagina 256-259) o grafito. Se parte entonces de que los acabados se alinean de manera paralela a la superficie del molde de fundicion y puede realizarse asi una superficie lisa. Otros materiales inorganicos finamente divididos pueden usarse igualmente como material de revestimiento, siempre que estos no interaccionen o reaccionen con la masa fundida y/o presenten preferentemente una buena no-humectacion con la masa fundida de metal (en particular masa fundida de aluminio).
Tales materiales son por ejemplo corindon (AhO3) o silicato de zirconio (ZrSiO4). El uso de revestimientos esta unido sin embargo tambien a considerables inconvenientes. El esfuerzo de trabajo y el gasto de material es para los talleres de fundicion claramente mas alto, lo que conduce naturalmente a costes mas altos.
Tambien ha de mencionarse que el uso de acabados acuosos puede alterar la estabilidad de los moldes de fundicion unidos con sistemas de aglutinante inorganicos. Por estos motivos se esfuerza en general en minimizar el uso de los denominados acabados.
La action poco humectante de BaSO4 en comparacion con masas fundidas de metal no ferroso (masas fundidas de metal NE), en particular masa fundidas de aluminio y/o aleaciones de aluminio, se conoce en principio en la bibliografia (vease el documento US 6008152, “The effects of fumed silica and barite on the aluminum resistance of alumina castables” (Journal of the Minerals, Metals and Materials Society (JOM), volumen 55, numero 11, ano 2003, pagina 66-69) y “Feuerfeste Zustellung fur Aluminium” (Giesserei-Erfahrungsaustausch 9+10, ano 2011, pagina 3335)). Otro aditivo poco humectante es CaF2. Sin embargo se usan los aditivos poco humectantes en estos casos como aditivo para la fabrication de canales y tubos asi como de revestimientos de hornos de fundicion de aluminio para aumentar la estabilidad frente a la corrosion del correspondiente material refractario. Mediante el uso de sulfato de bario como aditivos poco humectantes para el material refractario, que puede contener silice y/o polvo de silice, se mejora por tanto la estabilidad quimica del material refractario frente a las masas fundidas de aluminio para permitir asi una aplicabilidad que a ser posible perdure mucho tiempo de los moldes fabricados con esto. Las referencias anteriores tienen en comun respectivamente que no se usa vidrio soluble.
Los canales y tubos o revestimientos de hornos de fundicion de aluminio se caracterizan por una aplicabilidad que perdura mucho tiempo, mientras que los nucleos o moldes de fundicion tras un solo uso deben descomponerse a ser posible sin residuos. Ademas, los moldes de fundicion usados habitualmente presentan una porosidad mucho mas alta que los materiales refractarios sinterizados, que se usan como canales y tubos en hornos de fundicion de aluminio para el transporte de masas fundidas de aluminio. Por consiguiente se obtiene como resultado para moldes de fundicion un perfil de requerimientos muy distinto que para revestimientos de hornos de fundicion de aluminio.
Problemas del estado de la tecnica y objetivo
Los sistemas de aglutinante inorganicos conocidos hasta ahora para fines de fundicion presentan aun espacio para mejoras. Sobre todo es deseable desarrollar un sistema de aglutinante completamente inorganico, que (a) no pueda producir emisiones de CO2 y productos de pirolisis organicos durante la colada de metal, (b) consiga un correspondiente nivel de resistencia que sea necesario en el proceso de fabricacion automatizado (en particular resistencias en caliente y resistencias tras almacenamiento), y (c) permita una superficie de fundicion de la pieza de fundicion, que presente claramente menos adhesiones de arena, menos penetraciones de arena, menos penetraciones asi como decoloraciones y minimizar asi el gasto de limpieza para las piezas de fundicion, sin usar revestimientos o acabado. El mecanizado posterior de piezas de fundicion requiere un alto gasto de tiempo, mano de obra y material, y representa por tanto un factor de costes esencial en la fabricacion. Ya directamente tras la extraction del molde de fundicion debia presentar por tanto la pieza de fundicion ya una alta calidad de superficie.
Por tanto, la invention se basaba en el objetivo de facilitar una mezcla de material moldeable para la fabricacion de moldes de fundicion para el procesamiento de metal, que comprendiera al menos un material base moldeable refractario asi como un sistema de aglutinante a base de vidrio soluble, que permitiera la fabricacion de moldes de
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fundicion con geometria compleja y que pudieran comprender por ejemplo tambien secciones de pared delgada, debiendo presentar tras la fundicion del metal la pieza de fundicion obtenida ya una alta calidad de superficie, tal como se hace notable esta por ejemplo mediante bajas adhesiones de arena, bajas penetraciones de arena, bajas penetraciones asi como decoloraciones.
Este objetivo se soluciona con una mezcla de material moldeable con las caracteristicas de las reivindicaciones independientes. Son objeto de las reivindicaciones dependientes o se describen a continuacion perfeccionamientos ventajosos de la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion.
Sumario de la invencion
Sorprendentemente se encontro que mediante la adicion de sulfato de bario a la mezcla de material moldeable pueden fabricarse moldes de fundicion a base de aglutinantes inorganicos, que presentan una alta resistencia tanto directamente tras la fabricacion como tambien en caso de almacenamiento durante mas tiempo. Ademas se obtiene tras la fundicion del metal, una pieza de fundicion con calidad de superficie muy alta, de modo que tras la separacion del molde de fundicion solo sea necesario un pequeno mecanizado posterior de la superficie de la pieza de fundicion o incluso ninguno. Esta ventaja esta unida a claros costes mas bajos para la fabricacion de la pieza de fundicion.
Segun una forma de realizacion de la invencion, la mezcla de material moldeable no contiene esencialmente aditivos organicos, es decir contiene hasta como maximo el 0,2 % en peso, o incluso no contiene aditivos organicos, de modo que dado el caso se observa un desarrollo de humo muy bajo o ninguno, de modo que la carga en el sitio de trabajo para los trabajadores alli ocupados asi como la gente que vive en el entorno por emisiones nocivas para la salud se impiden. Tambien representa el uso de la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion una contribucion a la reduccion de emisiones perjudiciales para el clima (mediante CO2 y otros productos organicos de la pirolisis).
La mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion para la fabricacion de moldes de fundicion para el procesamiento de metal comprende al menos:
• un material base moldeable refractario; asi como
• un aglutinante a base de vidrio soluble y
• sulfato de bario y
• oxido metalico en forma de particulas seleccionados del grupo de SO2 amorfo, oxidos de aluminio y aluminosilicatos y sus mezclas.
Descripcion detallada de la invencion
Como material base moldeable refractario pueden usarse materiales habituales para la fabricacion de moldes de fundicion. Son adecuados por ejemplo arena de cuarzo, de zirconio o arena de mena de cromo, olivina, vermiculita, bauxita y chamota, en particular mas del 50 % en peso de arena de cuarzo con respecto al material base moldeable refractario. A este respecto no es necesario usar exclusivamente arenas nuevas. En el sentido de un cuidado de los recursos y para evitar costes de basurero es ventajoso incluso usar una proporcion lo mas alta posible de arena vieja regenerada.
El material base moldeable refractario constituye preferentemente mas del 80 % en peso, en particular mas del 90 % en peso de la mezcla de material moldeable.
Una arena adecuada se describe por ejemplo en el documento WO 2008/101668 (= US 2010/173767 A1). Igualmente son adecuados materiales regenerados que se obtienen mediante lavado y posterior secado. Pueden usarse, pero se prefieren menos los materiales regenerados obtenidos mediante un tratamiento mecanico. Por regla general pueden sustituir los materiales regenerados al menos aproximadamente el 70 % en peso de la arena nueva, preferentemente al menos aproximadamente el 80 % en peso y de manera especialmente preferente al menos aproximadamente el 90 % en peso.
Ademas pueden usarse como materiales base moldeables refractarios tambien materiales moldeables sinteticos, tales como por ejemplo perlas de vidrio, granulado de vidrio, los materiales base moldeables ceramicos en forma de esfera conocidos con la denominacion “Cerabeads” o “Carboaccucast” o microesferas de silicato de aluminio (las denominadas microesferas). Tales microesferas de silicato de aluminio se sacan al mercado por ejemplo por Omega Minerals Germany GmbH, Norderstedt, en distintas calidades con distintos contenidos en oxido de aluminio con la denominacion “Omega-Spheres”. Los correspondientes productos pueden obtenerse por PQ Corporation (EE.UU.) con la denominacion “Extendospheres”.
El diametro promedio de los materiales base moldeables refractarios se encuentra por regla general entre 100 ^m y 600 ^m, preferentemente entre 120 ^m y 550 ^m y de manera especialmente preferente entre 150 ^m y 500 ^m. El tamano de particula puede determinarse por ejemplo mediante cribado segun la norma DIN ISO 3310. Se prefieren especialmente formas de particula con maxima extension longitudinal con respecto a minima extension longitudinal
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(de manera ortogonal una con respecto a otra y en cada caso para todas las direcciones espaciales) de 1:1 a 1:5 o de 1:1 a 1:3, es decir aquellas que por ejemplo no sean en forma de fibra.
En ensayos de fundicion, en particular con aluminio, se encontro que los materiales base moldeables sinteticos, sobre todo perlas de vidrio, granulado de vidrio o microesferas, pueden contribuir a la generacion de superficies de fundicion mas lisas. A este respecto no es necesario formar todo el material base moldeable del material base moldeable sintetico.
La proporcion preferente de los materiales base moldeables sinteticos se encuentra en al menos aproximadamente el 3 % en peso, de manera especialmente preferente al menos el 5 % en peso, en particular preferentemente al menos el 10 % en peso, preferentemente en al menos aproximadamente el 15 % en peso, de manera especialmente preferente en al menos aproximadamente el 20 % en peso, con respecto a la cantidad total del material base moldeable refractario. El material base moldeable refractario presenta preferentemente un estado que puede fluir, en particular para poder procesar la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion en moldeadoras neumaticas de machos habituales.
Los vidrios solubles contienen silicatos alcalinos disueltos y pueden prepararse mediante disolucion de silicatos de litio, sodio y potasio vitreos en agua. El vidrio soluble presenta preferentemente un modulo molar SiO2/M2O en el intervalo de 1,6 a 4,0, en particular de 2,0 hasta menos de 3,5, en el que M representa litio, sodio o potasio.
Los aglutinantes pueden basarse tambien en vidrios solubles que contienen mas de uno de los iones alcalinos mencionados, tal como por ejemplo los vidrios solubles modificados con litio conocidos por el documento DE 2652421 A1 (= GB1532847 a). La cantidad de M2O resulta de la suma de todos los iones alcalinos en el vidrio soluble. Ademas pueden contener los vidrios solubles tambien iones polivalentes, tales como por ejemplo los vidrios solubles modificados con Al descritos en el documento EP 2305603 A1 (= WO 2011/042132 a1).
Los vidrios solubles presentan preferentemente una proporcion de solidos en el intervalo del 25 % al 65 % en peso, preferentemente del 30 % al 60 % en peso. La proporcion de solidos es la proporcion de los compuestos de Si y M en el vidrio soluble, calculada como SO2 y M2O. Dependiendo de la aplicacion y del nivel de resistencia deseado se usa entre el 0,5 % en peso y el 5 % en peso del aglutinante a base de vidrio soluble, preferentemente entre el 0,75 % en peso y el 4 % en peso, de manera especialmente preferente entre el 1 % en peso y el 3,5 % en peso, en cada caso con respecto al material base moldeable. Las indicaciones se refieren a la cantidad total del aglutinante de vidrio soluble, incluyendo el disolvente o diluyente (en particular acuoso) y la (eventual) proporcion de solidos (=100 %).
La mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion contiene sulfato de bario. El sulfato de bario puede ser sulfato de bario preparado de manera sintetica como tambien natural, es decir puede anadirse en forma de minerales que contienen sulfato de bario, tal como barita. El sulfato de bario preparado de manera sintetica (tambien denominado Blanc Fixe) se prepara por ejemplo con ayuda de una reaccion de precipitacion. Para este fin se disuelven en agua compuestos de bario (sales de bario) en la mayoria de los casos facilmente solubles. A continuacion mediante adicion de sales de sulfato facilmente solubles (tales como por ejemplo sulfato de sodio) o tambien acido sulfurico se hace precipitar el sulfato de bario dificilmente soluble. El sulfato de bario precipitado se separa por filtracion, se seca y eventualmente se muele.
El sulfato de bario natural se obtiene como mineral bruto y a continuacion se procesa mediante distintos procedimientos (por ejemplo clasificacion de densidad, molienda etc.). Preferentemente tiene el sulfato de bario una pureza de mas del 85 % en peso, de manera especialmente preferente de mas del 90 % en peso. El sulfato de bario obtenido naturalmente puede contener por ejemplo impurezas de dioxido de silicio y fluoruro de calcio. Otros ensayos han mostrado que impurezas con fluoruros metalicos, en particular fluoruro de calcio, pueden conducir a decoloraciones de la superficie de fundicion y a porosidades. El contenido en impurezas que contienen fluoruro, en particular fluoruro de calcio (CaF2) asi como tambien otros fluoruros metalicos, debia ser segun esto lo mas pequeno posible para no alterar la calidad de fundicion y la superficie de fundicion. Ventajosamente, el contenido total en fluoruros de metal (incluyendo CaF2) es inferior al 6 % en peso, preferentemente inferior al 3 % en peso, de manera especialmente preferente inferior al 1 % en peso, en cada caso con respecto a toda la cantidad del sulfato de bario usado, obtenido naturalmente. De manera muy especialmente preferente, el sulfato de bario de acuerdo con la invencion no contiene impurezas de fluoruros metalicos (incluyendo fluoruro de calcio).
Preferentemente, la composicion de material moldeable reivindicada esta libre de fluoruro metalico, significando esto que la mezcla de material moldeable contenga menos del 0,1 % en peso, preferentemente menos del 0,05 % en peso, en particular preferentemente menos del 0,01 % en peso de fluoruro metalico.
El tamano de particula promedio del sulfato de bario que va a usarse de acuerdo con la invencion se encuentra preferentemente entre 0,1 ^m y 90 ^m. La distribucion de tamano de particula puede determinarse por ejemplo con ayuda de dispersion de luz dinamica (por ejemplo Horiba LA 950). Preferentemente, el residuo de tamizado en un tamiz con el ancho de malla de 45 ^m asciende a menos del 20 % en peso, de manera especialmente preferente a menos del 10 % en peso, en particular preferentemente a menos del 5 % en peso.
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El sulfato de bario se anade preferentemente en una cantidad del 0,02 % al 5,0 % en peso, de manera especialmente preferente del 0,05 % al 3,0 % en peso, en particular preferentemente del 0,1 % al 2,0 % en peso o del 0,3 % al 0,99 % en peso, en cada caso con respecto a la mezcla de material moldeable total. Sorprendentemente (tambien en cuanto a la alta densidad del sulfato de bario y el bajo volumen asociado a ello por masa) incluso bajas adiciones de cantidad (o sea bajos volumenes) a la mezcla de material moldeable provocan un claro aumento de la calidad de la superficie de la respectiva pieza de fundicion. La influencia positiva de BaSO4 sobre la calidad de la superficie de fundicion es sorprendente para el experto; dado que el BaSO4 es eficaz tambien en gran dilucion mediante el material refractario, lo que no se aplica para otros materiales conocidos que no se humedecen por las masas fundidas de metal NE. Como ejemplo se menciona grafito: debido a su baja humectabilidad mediante aluminio fundido es adecuado este material de manera excelente para la fabricacion de tubos de desgasificacion para masas fundidas de metal NE (descripcion del producto de SGLCarbon GmbH, Drachenburgstr. 1, 53170 Bonn/Alemania).
Tambien como materia prima para revestimientos de acabado de nucleos y moldes produce grafito ya superficies de fundicion mas lisas en espesor de capa muy delgado. Sin embargo como aditivo de arena no es eficaz a diferencia de BaSO4. No es conveniente anadir cantidades mas grandes, probablemente eficaces de grafito, dado que por lo demas las resistencias de las formas y nucleos disminuyen mucho de modo que estos ya no pueden usarse para el fundicion.
Tambien otros materiales conocidos por su baja humectabilidad mediante aluminio fundido, tales como AbO3, ZrSiO4 o talco, no muestran como aditivo ninguna accion positiva sobre la superficie de fundicion. Un aditivo conocido adicionalmente con baja humectabilidad es nitruro de boro hexagonal. Se observo que la adicion de nitruro de boro hexagonal si bien conduce a superficies mejoradas, sin embargo conduce tambien a resistencias claramente reducidas (por tanto no se prefiere el uso de nitruro de boro). El CaF2 es otro aditivo con baja humectabilidad con masas fundidas de metal nE, en particular masas fundidas de aluminio. Con el uso de fluoruros como aditivo para la mezcla de material moldeable, en particular CaF2, si bien se muestran superficies de la correspondiente pieza de fundicion lisas, proporcionalmente libres de adhesiones de arena, sin embargo resultan mediante este uso, en particular en caso del fluoruro de calcio, decoloraciones de la superficie de fundicion, en particular cuando la pieza de fundicion esta compuesta de aluminio y/o aleaciones de aluminio. Estas decoloraciones son sin embargo indeseadas y pueden suponer una reaccion del metal con el material que contiene fluoruro (por tanto tampoco se prefiere el uso de CaF2).
En resumen pudo observarse en consecuencia que solo la adicion de sulfato de bario a la mezcla de material moldeable produce tanto una mejora esencial de la calidad de la superficie de la pieza de fundicion (por ejemplo en cuanto a adhesiones de arena, penetraciones de arena, penetraciones mas bajas y tambien decoloraciones) como tambien garantiza el nivel de resistencia necesario para la fabricacion en serie automatizada, en particular una resistencia en caliente adecuada. Estos efectos fueron muy sorprendentes para el experto. El mecanismo de accion completo del sulfato de bario no esta aclarado.
De acuerdo con otra forma de realizacion pueden anadirse a la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invention tambien otras sustancias que caracterizan por una baja humectacion con aluminio fundido, tal como por ejemplo nitruro de boro.
Una mezcla de este tipo de sustancias poco humectantes, que contiene entre otros, sulfato de bario como agente poco humectante, puede conducir igualmente a una superficie de fundicion lisa, libre de adhesiones de arena. Con respecto a la cantidad total de sustancias no/poco humectantes debia ser la proportion del sulfato de bario superior al 5 % en peso, preferentemente superior al 10 % en peso, en particular preferentemente superior al 20 % en peso o superior al 60 % en peso. El limite superior representa sulfato de bario puro (la proporcion del sulfato de bario en agentes no humectantes es en este caso el 100 % en peso). La mezcla de sustancias no/poco humectantes se anade preferentemente en una cantidad del 0,02 % al 5,0 % en peso, de manera especialmente preferente del 0,05 % al 3,0 % en peso, en particular preferentemente del 0,1 % al 2,0 % en peso o del 0,3 % al 0,99 % en peso, en cada caso con respecto a la mezcla de material moldeable.
A la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion se anade una proporcion de un oxido metalico en forma de particulas para elevar el nivel de resistencia de los moldes de fundicion fabricados con tales mezclas de material moldeable. Un aumento de las resistencias de los moldes de fundicion, en particular el aumento de las resistencias en caliente, puede ser ventajoso en el proceso de acabado automatizado. El oxido metalico en forma de particulas se selecciona del grupo de dioxido de silicio amorfo, oxidos de aluminio, aluminosilicatos y sus mezclas. El tamano de particula de estos oxidos metalicos asciende preferentemente a menos de 300 ^m, preferentemente a menos de 200 ^m, en particular preferentemente a menos de 100 ^m y presenta por ejemplo un tamano de particula primaria promedio entre 0,05 ^m y 10 ^m.
El tamano de particula puede determinarse mediante analisis de cribado. De manera especialmente preferente asciende el residuo de tamizado en un tamiz con un ancho de malla de 63 ^m a menos del 10 % en peso, preferentemente a menos del 8 % en peso. De manera especialmente preferente se usa como oxido metalico en forma de particulas dioxido de silicio, prefiriendose especialmente en este caso dioxido de silicio amorfo preparado
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de manera sintetica.
El SiO2 amorfo usado segun la presente invencion tiene un contenido en agua inferior al 15 % en peso, en particular inferior al 5 % en peso y de manera especialmente preferente inferior al 1 % en peso. En particular se usa el SiO2 amorfo como polvo.
Como SiO2 amorfo pueden usarse tanto acidos silicicos preparados sinteticamente como tambien acidos silicicos que se producen naturalmente. Estos ultimos, conocidos por ejemplo por el documento DE 102007045649, no se prefieren sin embargo, dado que contienen por regla general proporciones cristalinas no insignificantes y por tanto se han clasificado como carcinogenicos.
Por sintetico se entiende SiO2 amorfo que no se produce naturalmente, es decir cuya preparacion comprende una reaccion quimica, por ejemplo la preparacion de soles de silice mediante procesos de intercambio ionico a partir de soluciones de silicato alcalino, la precipitacion de soluciones de silicato alcalino, la hidrolisis a la llama de tetracloruro de silicio o la reduccion de arena de cuarzo con coque en un horno de arco electrico en la preparacion de ferrosilicio y silicio. El SiO2 amorfo preparado segun los dos procedimientos mencionados en ultimo lugar se designa tambien como SiO2 pirogenico.
En ocasiones se entiende por SiO2 amorfo sintetico solo acido silicico de precipitacion (n.° CAS 112926-00-8) y SiO2 preparado mediante hidrolisis a la llama (pyrogenic silica, fumed Silica, n.° CAS 112945-52-5), mientras que el producto producido en la preparacion de ferrosilicio o silicio se designa unicamente como SiO2 amorfo (silica fume, microsilica, n.° CAS 69012-64-12). Para los fines de la presente invencion se entiende tambien el producto producido en la preparacion de ferrosilicio o silicio como SiO2 amorfo sintetico.
Preferentemente se usan acidos silicicos de precipitacion y SiO2 pirogenico, es decir preparado mediante hidrolisis a la llama o en un arco electrico. El tamano de particula primaria promedio del dioxido de silicio amorfo sintetico puede ascender a entre 0,05 ^m y 10 ^m, en particular a entre 0,1 ^m y 5 ^m, de manera especialmente preferente entre 0,1 ^m y 2 ^m. El tamano de particula primaria puede determinarse por ejemplo con ayuda de dispersion de luz dinamica (por ejemplo Horiba LA 950) y puede comprobarse mediante registros de microscopio electronico de barrido (registros REM con por ejemplo Nova NanoSEM 230 de la empresa FEI). Ademas, con ayuda de los registros REM pudieron hacerse visibles detalles de la forma de particula primaria hasta en el orden de magnitud de 0,01 ^m. Las muestras de SO2 se dispersaron para las mediciones REM en agua destilada y a continuacion se aplicaron sobre un soporte de aluminio pegado con banda de cobre, antes de que se hubiera evaporado el agua.
Ademas se determino la superficie especifica del dioxido de silicio amorfo sintetico con ayuda de mediciones de adsorcion de gas (procedimiento BET) segun la norma DIN 66131. La superficie especifica del SO2 amorfo sintetico se encuentra entre 1 y 200 m2/g, en particular entre 1 y 50 m2/g, de manera especialmente preferente entre 1 y 30 m2/g. Eventualmente pueden mezclarse tambien los productos, por ejemplo para obtener de manera dirigida mezclas con determinadas distribuciones de tamano de particula.
Mediante aglomeracion, los mencionados tipos de SO2 amorfos forman agregados ligeramente mas grandes. Para una distribucion uniforme del SiO2 amorfo en la mezcla de material moldeable es ventajoso eventualmente cuando los agregados se parten durante el mezclado parcialmente de nuevo en unidades mas pequenas o no superan desde el principio un determinado tamano. Preferentemente asciende el residuo (para describir la dimension de la aglomeracion) en un paso por un tamiz con 45 ^m de ancho de malla (325 mesh) a no mas de aproximadamente el 10 % en peso, de manera especialmente preferente a no mas de aproximadamente el 5% en peso y de manera muy especialmente preferente a no mas de aproximadamente el 2 % en peso.
Dependiendo del tipo de production y del productor puede variar mucho la pureza del SO2 amorfo. Han resultado adecuados tipos con un contenido de al menos el 85 % en peso de SiO2, preferentemente de al menos el 90 % en peso y de manera especialmente preferente de al menos el 95 % en peso. Dependiendo de la aplicacion y del nivel de resistencia deseado se usan entre el 0,1 % en peso y el 2 % en peso del SO2 amorfo en forma de particula, preferentemente entre el 0,1 % en peso y el 1,8 % en peso, de manera especialmente preferente entre el 0,1 % en peso y el 1,5 % en peso, en cada caso con respecto al material base moldeable.
La proportion de aglutinante de vidrio soluble con respecto a oxido metalico en forma de particulas y en particular SiO2 amorfo puede variar dentro de limites mas amplios. Esto ofrece la ventaja de mejorar mucho las resistencias iniciales de los nucleos, es decir la resistencia inmediatamente tras la extraction del util de moldeo, sin influir esencialmente en las resistencias finales. Esto es de gran interes sobre todo en la colada de metales ligeros. Por un lado se desean altas resistencias iniciales para poder transportar sin problemas los nucleos tras su fabrication o para poder ensamblarlos en paquetes de nucleos completos, por otro lado debian ser las resistencias finales no demasiado altas para evitar dificultades durante la descomposicion del nucleo tras la colada, es decir el material base moldeable debia poder separarse tras la colada sin problemas de las cavidades del molde de fundicion.
Con respecto al peso del aglutinante (incluyendo diluyentes o disolventes) esta contenido el SiO2 amorfo preferentemente en una proporcion del 2 % al 60 % en peso, de manera especialmente preferente del 3 % al 55 %
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en peso y en particular preferentemente entre el 4 % al 50 % en peso, o de manera especialmente preferente con respecto a la relacion de proporcion de solidos del vidrio soluble con respecto a SO2 amorfo de l0 : 1 a 1 : 1,2 (partes en peso).
La adicion del SO2 amorfo puede realizarse de acuerdo con el documento EP 1802409 B1 tanto antes como tambien tras la adicion de aglutinante directamente al material refractario, sin embargo puede prepararse tambien, tal como se describe en el documento EP 1884300 A1 (= US 2008/029240 A1), en primer lugar una mezcla previa del SiO2 con al menos una parte del aglutinante o solucion de hidroxido de sodio y esta puede anadirse mediante mezclado entonces al material refractario. El aglutinante o la proporcion de aglutinante eventualmente aun existente, no usado para la mezcla previa puede anadirse al material refractario antes o tras la adicion de la mezcla previa o junto con esta. Preferentemente se ha anadido el SiO2 amorfo al material refractario antes de la adicion de aglutinante. El dioxido de silicio amorfo sintetico esta contenido, con respecto al peso total del aglutinante, preferentemente en una proporcion del 1 % al 80 % en peso, preferentemente entre el 2 % y el 60 % en peso, en particular preferentemente entre el 3 % y el 50 % en peso.
En otra forma de realizacion puede comprender la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion un compuesto que contiene fosforo. Esta adicion se prefiere en secciones de pared muy delgada de un molde de fundicion. A este respecto se trata preferentemente de compuestos de fosforo inorganicos, en los que el fosforo se encuentra preferentemente en el estado de oxidacion +5. Mediante la adicion de compuestos que contienen fosforo puede aumentarse mas la estabilidad del molde de fundicion. Esto es importante en particular cuando durante la colada del metal el metal liquido choca contra una superficie inclinada y alli debido a la alta presion metaloestatica ejerce una accion de erosion alta o puede conducir a deformaciones en particular de secciones de pared delgada del molde de fundicion.
El compuesto que contiene fosforo se encuentra preferentemente en forma de un fosfato u oxido de fosforo. El fosfato puede encontrarse a este respecto como fosfato de metal alcalino o como fosfato de metal alcalinoterreo, prefiriendose especialmente los fosfatos de metal alcalino y en este caso en particular las sales de sodio.
En principio pueden usarse tambien fosfatos de amonio o fosfatos de otros iones metalicos. Sin embargo, los fosfatos de metal alcalino o alcalinoterreo mencionados como preferentes son facilmente accesibles y estan disponibles de manera economica en cantidades en si discrecionales. No se prefieren fosfatos de iones metalicos polivalentes, en particular iones metalicos trivalentes. Se observo que con el uso de fosfatos de este tipo de iones metalicos polivalentes, en particular iones metalicos trivalentes, se acorta el tiempo de procesamiento de la mezcla de material moldeable. Si el compuesto que contiene fosforo se anade a la mezcla de material moldeable en forma de un oxido de fosforo, se encuentra el oxido de fosforo preferentemente en forma de pentoxido de fosforo. Sin embargo pueden usarse tambien trioxido de fosforo y tetroxido de fosforo.
Como fosfatos pueden usarse tanto ortofosfatos como tambien polifosfatos, pirofosfatos o metafosfatos. Los fosfatos pueden prepararse por ejemplo mediante neutralizacion de los correspondientes acidos con una correspondiente base, por ejemplo una base de metal alcalino, tal como NaOH, o eventualmente tambien una base de metal alcalinoterreo, no debiendo estar saturadas necesariamente todas las cargas negativas del fosfato mediante iones metalicos. Pueden usarse tanto los fosfatos metalicos como tambien los hidrogenofosfatos metalicos asi como los dihidrogenofosfatos metalicos, tales como por ejemplo Na3PO4, Na2HPO4 y NaH2PO4. Tambien pueden usarse los fosfatos libres de agua como tambien hidratos de los fosfatos. Los fosfatos pueden estar introducidos tanto en forma cristalina como tambien en forma amorfa en la mezcla de material moldeable.
Por polifosfatos se entiende en particular fosfatos lineales, que comprenden mas de un atomo de fosforo, estando unidos entre si los atomos de fosforo en cada caso a traves de puentes de oxigeno. Los polifosfatos se obtienen mediante condensacion de iones ortofosfato con escision de agua, de modo que se obtiene una cadena lineal de tetraedros de PO4, que estan unidos en cada caso en triangulos. Los polifosfatos presentan la formula general (O(PO3)n)(n+2)-, correspondiendo n a la longitud de cadena. Un polifosfato puede comprender hasta varios cientos de tetraedros de PO4. Preferentemente se usan sin embargo polifosfatos con longitudes de cadena mas cortas. Preferentemente presenta n valores de 2 a 100, en particular preferentemente de 5 a 50. Pueden usarse tambien polifosfatos mas altamente condensados, es decir polifosfatos en los que los tetraedros de PO4 estan unidos entre si en mas de dos triangulos y por tanto muestran una polimerizacion en dos o tres dimensiones.
Por metafosfatos se entiende estructuras ciclicas que estan constituidas por tetraedros de PO4, que estan unidos entre si en cada caso en triangulos. Los metafosfatos presentan la formula general ((PO3)n)n-, en la que n asciende a al menos 3. Preferentemente presenta n valores de 3 a 10.
Pueden usarse tanto fosfatos individuales como tambien mezclas de diversos fosfatos y/u oxidos de fosforo.
La proporcion preferente del compuesto que contiene fosforo, con respecto al material base moldeable refractario, asciende a entre el 0,05 % y el 1,0 % en peso. Con una proporcion inferior al 0,05 % en peso no puede detectarse ninguna influencia clara sobre la estabilidad dimensional del molde de fundicion. Si la proporcion del fosfato sobrepasa el 1,0 % en peso, disminuye mucho la resistencia en caliente del molde de fundicion. Preferentemente se
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selecciona la proporcion del compuesto que contiene fosforo entre el 0,1 % y el 0,5 % en peso. El compuesto que contiene fosforo, inorganico contiene preferentemente entre el 40 % y el 90 % en peso, en particular preferentemente entre el 50 % y el 80 % en peso de fosforo, calculado como P2O5. El compuesto que contiene fosforo puede anadirse en si en forma solida o disuelta a la mezcla de material moldeable. Preferentemente se anade el compuesto que contiene fosforo a la mezcla de material moldeable como solido. Si se anade el compuesto que contiene fosforo en forma disuelta, se prefiere agua como disolvente.
Como ventaja adicional de una adicion de compuestos que contienen fosforo a mezclas de material moldeable para la fabricacion de moldes de fundicion se encontro que los moldes tras la fundicion del metal muestran una muy buena disgregacion. Esto vale para metales que requieren temperaturas de fundicion mas bajas, tal como los metales ligeros, en particular aluminio. En la fundicion de hierro actuan temperaturas mas altas de mas de 1200 °C sobre el molde de fundicion, de modo que existe un riesgo elevado de una vitrificacion del molde de fundicion y con ello de un empeoramiento de las propiedades de disgregacion.
En otra forma de realizacion puede anadirse a la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion un compuesto organico (de acuerdo con el documento EP 1 802 409 B1 y WO 2008/046651). Una adicion baja de compuestos organicos puede ser ventajosa para aplicaciones especiales (por ejemplo para mejorar adicionalmente el comportamiento de separation del nucleo). Sin embargo no es preferente una adicion de este tipo, dado que esto esta unido a su vez a emisiones de CO2 y otros productos de pirolisis.
Los aglutinantes que contienen agua presentan en comparacion con aglutinantes a base de disolventes organicos en general una peor capacidad de flujo. Esto significa que utiles de moldeo con pasos estrechos y varias desviaciones pueden llenarse peor. Como consecuencia de esto los nucleos pueden tener secciones con compactacion insuficiente, lo que puede conducir a su vez durante la colada a defectos de fundicion. De acuerdo con una forma de realization ventajosa contiene la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invention una proporcion de un agente lubricante en forma de escamas, en particular grafito o MoS2. Sorprendentemente se ha mostrado que con una adicion de agentes lubricantes de este tipo, en particular de grafito, pueden fabricarse tambien moldes complejos con secciones de pared delgada, presentando los moldes de fundicion de manera continua una resistencia y densidad uniformemente alta, de modo que durante la fundicion no se observen esencialmente defectos de fundicion. La cantidad del agente lubricante en forma de escamas anadido, en particular grafito, asciende preferentemente a del 0,05 % al 1 % en peso, de manera especialmente preferente a del 0,05 % al 0,5 % en peso, con respecto al material base moldeable.
En lugar de los agentes lubricantes en forma de escamas pueden usarse tambien sustancias de superficie activa, en particular tensioactivos, que mejoran la capacidad de flujo de la mezcla de material moldeable. Se describen representantes adecuados de estos compuestos, por ejemplo, en el documento WO 2009/056320 (= US 2010/0326620 A1). Se mencionan en este caso en particular tensioactivos con grupos acido sulfurico o acido sulfonico. Por una sustancia de superficie activa se entiende una sustancia que puede formar sobre una superficie acuosa una capa monomolecular, o sea por ejemplo puede formar una membrana. Ademas se reduce mediante una sustancia de superficie activa la tension superficial de agua. Las sustancias de superficie activa adecuadas son por ejemplo aceites de silicona.
De manera especialmente preferente, la sustancia de superficie activa es un tensioactivo. Los tensioactivos comprenden una parte hidrofila y una parte hidrofoba, que estan compensadas en sus propiedades de modo que los tensioactivos pueden formar en una fase acuosa por ejemplo micelas o pueden acumularse en la superficie limite.
Pueden usarse en si todas las clases de tensioactivos en la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion. Son adecuados ademas de tensioactivos anionicos tambien tensioactivos no ionicos, tensioactivos cationicos asi como tensioactivos anfoteros.
Los tensioactivos no ionicos a modo de ejemplo son por ejemplo alcoholes, aminas o acidos de cadena larga etoxilados o propoxilados, tales como etoxilatos de alcohol graso, etoxilatos de alquilfenol, etoxilatos de amina grasa, etoxilatos de acido graso, los correspondientes propoxilatos o tambien tensioactivos de azucar, tales como por ejemplo poliglicosidos a base de alcohol graso. Los alcoholes grasos comprenden preferentemente de 8 a 20 atomos de carbono. Los tensioactivos cationicos adecuados son compuestos de alquilamonio y compuestos de imidazolinio.
Preferentemente se usan tensioactivos anionicos para la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion. El tensioactivo anionico comprende como grupo hidrofilo, polar preferentemente un grupo sulfato, sulfonato, fosfato o carboxilato, prefiriendose especialmente grupos sulfato y fosfato. Si se usan tensioactivos anionicos que contienen grupos sulfato, entonces se usan preferentemente los monoesteres del acido sulfurico. Si se usan grupos fosfato como grupo polar del tensioactivo anionico, entonces se prefieren especialmente los mono- y diesteres del acido ortofosforico.
Los tensioactivos usados en la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion tienen en comun que el fragmento hidrofobo no polar se forma preferentemente de grupos alquilo, arilo y/o aralquilo, que comprenden
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preferentemente mas de 6 atomos de carbono, de manera especialmente preferente de 8 a 20 atomos de carbono. El fragmento hidrofobo puede presentar tanto cadenas lineales como tambien estructuras ramificadas. Igualmente pueden usarse mezclas de distintos tensioactivos.
Los tensioactivos anionicos especialmente preferentes se seleccionan del grupo de sulfato de oleilo, sulfato de estearilo, sulfato de palmitilo, sulfato de miristilo, sulfato de laurilo, sulfato de decilo, sulfato de octilo, sulfato de 2- etilhexilo, sulfato de 2-etiloctilo, sulfato de 2-etildecilo, sulfato de palmitoleilo, sulfato de linolilo, sulfonato de laurilo, sulfonato de 2-etildecilo, sulfonato de palmitilo, sulfonato de estearilo, sulfonato de 2-etilestearilo, sulfonato de linolilo, fosfato de hexilo, fosfato de 2-etilhexilo, fosfato de caprilo, fosfato de laurilo, fosfato de miristilo, fosfato de palmitilo, fosfato de palmitoleilo, fosfato de oleilo, fosfato de estearilo, hidroxifosfato de poli-(1,2-etanodiil-)-fenol, fosfato de poli-(1,2-etanodiil-)-estearilo, asi como fosfato de poli-(1,2-etanodiil-)-oleNo.
En la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion esta contenida la sustancia de superficie activa con respecto al peso del material base moldeable refractario preferentemente en una proportion del 0,001 % al 1 % en peso, de manera especialmente preferente del 0,01 % al 0,2 % en peso. Con frecuencia se presentan sustancias de superficie activa de este tipo comercialmente como solution a del 20 % al 80 %. En este caso se prefieren en particular las soluciones acuosas de las sustancias de superficie activa.
En principio puede anadirse la sustancia de superficie activa tanto en forma disuelta, por ejemplo en el aglutinante, como componente separado o sin embargo a traves de un componente solido, que actua como material de soporte, por ejemplo en un aditivo, a la mezcla de material moldeable. De manera especialmente preferente, la sustancia de superficie activa esta disuelta en el aglutinante.
Ademas de las partes constituyentes mencionadas puede comprender la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion aun otros aditivos. Por ejemplo pueden anadirse agentes separadores internos, que facilitan el desprendimiento de los moldes de fundicion del util de moldeo. Los agentes de separation internos adecuados son por ejemplo estearato de calcio, esteres de acidos grasos, ceras, resinas naturales o resinas alquidicas especiales.
Ademas pueden proporcionarse tambien silanos a la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion, para aumentar la estabilidad de los moldes y nucleos frente a humedad del aire alta y/o frente a revestimientos del material moldeable a base de agua. De acuerdo con otra forma de realization preferente contiene la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion una proporcion al menos de un silano. Los silanos adecuados son por ejemplo aminosilanos, epoxisilanos, mercaptosilanos, hidroxisilanos y ureidosilanos. Ejemplos de silanos adecuados son aminopropiltrimetoxisilano, hidroxipropiltrimetoxisilano, 3-ureidopropiltrietoxisilano, mercaptopropiltrimetoxisilano, glicidoxipropiltrimetoxisilano, (3,4-epoxiciclohexil)trimetoxisilano y N-(aminoetil)- aminopropiltrimetoxisilano. Con respecto al aglutinante se usan normalmente del 0,1 % al 2 % en peso de silano, preferentemente del 0,1 % al 1 % en peso. Otros aditivos adecuados son siliconatos de metal alcalino, por ejemplo metilsiliconato de potasio, de los cuales pueden usarse del 0,5 % al 15 % en peso, preferentemente del 1 % al 10 % en peso y de manera especialmente preferente del 1 % al 5 % en peso con respecto al aglutinante. Si la mezcla de material moldeable contiene silanos y/o metilsiliconatos alcalinos, entonces se realiza su adicion habitualmente de manera que se incorporen estos previamente en el aglutinante. Estos pueden anadirse al material moldeable sin embargo tambien como componente separado.
La mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion representa un mezclado intensivo de al menos las partes constituyentes mencionadas. A este respecto, las particulas del material base moldeable refractario estan revestidas preferentemente con una capa del aglutinante. Mediante evaporation del agua existente en el aglutinante (aproximadamente el 40-70 % en peso, con respecto al peso del aglutinante) puede conseguirse entonces una cohesion solida entre las particulas del material base moldeable refractario.
A pesar de las altas resistencias que pueden conseguirse con el sistema de aglutinante de acuerdo con la invencion, los moldes de fundicion fabricados con la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion muestran tras la colada sorprendentemente una buena disgregacion, en particular en la fundicion de aluminio. Tal como se ha explicado ya, se ha encontrado tambien que con la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion pueden fabricarse moldes de fundicion que muestran tambien en la fundicion de hierro una muy buena disgregacion, de modo que puede evacuarse de nuevo la mezcla de material moldeable tras la fundicion sin mas tambien de secciones estrechas y con rincones del molde de fundicion. El uso de los cuerpos moldeados fabricados a partir de la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion no esta limitado por tanto a la fundicion de metales ligeros. Los moldes de fundicion son adecuados generalmente para la fundicion de metales, tales como por ejemplo metales no ferrosos o metales de hierro. De manera especialmente preferente es adecuada la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion sin embargo para la fundicion de aluminio.
La invencion se refiere ademas a un procedimiento para la fabrication de moldes de fundicion para el procesamiento de metal, usandose la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion. El procedimiento de acuerdo con la invencion comprende las etapas:
• preparar la mezcla de material moldeable descrita anteriormente;
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• moldear la mezcla de material moldeable;
• curar la mezcla de material moldeable moldeada con la retirada de agua mediante curado en caliente con calentamiento, obteniendose el molde de fundicion curado.
En la preparacion de la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invention se procede en general de modo que en primer lugar se dispone el material base moldeable refractario y despues se anade con agitation el aglutinante. A este respecto puede anadirse el vidrio soluble asi como el sulfato de bario en forma de polvo en si en cualquier orden.
Los aditivos descritos anteriormente pueden anadirse en si en cualquier forma a la mezcla de material moldeable. Estos pueden dosificarse de manera individual o tambien como mezcla. De acuerdo con una forma de realization preferente se proporciona el aglutinante como sistema de dos componentes, en el que un primer componente liquido contiene el vidrio soluble y eventualmente un tensioactivo (vease anteriormente) y un segundo componente solido comprende el sulfato de bario en forma de polvo y eventualmente el oxido metalico en forma de particulas, en particular el dioxido de silicio amorfo sintetico y eventualmente un fosfato y eventualmente un agente lubricante preferentemente en forma de escamas y eventualmente un compuesto organico.
En la preparacion de la mezcla de material moldeable se dispone el material base moldeable refractario en una mezcladora y entonces preferentemente en primer lugar se anade(n) el(los) componente(s) solidos(s) del aglutinante y se mezcla con el material base moldeable refractario. La duration del mezclado se selecciona de modo que se realice un mezclado profundo del material base moldeable refractario y el componente de aglutinante solido. La duracion del mezclado depende de la cantidad de la mezcla de material moldeable que va a prepararse asi como de la unidad de mezclado usada. Preferentemente se selecciona la duracion del mezclado entre 1 y 5 minutos. Con movimiento preferentemente posterior de la mezcla se anade entonces el componente liquido del aglutinante y entonces se mezcla adicionalmente la mezcla hasta que se haya formado sobre los granos del material base moldeable refractario una capa uniforme del aglutinante. Tambien en este caso, la duracion del mezclado depende de la cantidad de la mezcla de material moldeable que va a prepararse asi como de la unidad de mezclado usada. Preferentemente se selecciona la duracion para el proceso de mezclado entre 1 y 5 minutos. Por un componente liquido se entiende tanto una mezcla de distintos componentes liquidos como tambien la totalidad de todos los componentes liquidos individuales, pudiendose anadir estos ultimos tambien de manera individual. Igualmente se entiende por un componente solido tanto la mezcla de componentes solidos individuales o de todos los componentes solidos descritos anteriormente como tambien la totalidad de todos los componentes individuales solidos, pudiendose proporcionar estos ultimos de manera conjunta o tambien sucesivamente a la mezcla de material moldeable. De acuerdo con otra forma de realizacion puede proporcionarse tambien en primer lugar el componente liquido del aglutinante al material base moldeable refractario y solo entonces se anade el componente solido a la mezcla. De acuerdo con otra forma de realizacion se proporciona en primer lugar del 0,05 % al 0,3 % de agua, con respecto al peso del material base moldeable, al material base moldeable refractario y solo a continuation se anaden los componentes solidos y liquidos del aglutinante.
Con esta forma de realizacion puede conseguirse un sorprendente efecto positivo sobre el tiempo de procesamiento de la mezcla de material moldeable. Los investigadores suponen que la action de extraction de agua de los componentes solidos del aglutinante se reduce de esta manera y se retrasa debido a ello el proceso de curado. La mezcla de material moldeable se lleva a continuacion a la forma deseada. A este respecto se usan procedimientos habituales para la conformation. Por ejemplo puede dispararse la mezcla de material moldeable por medio de una moldeadora neumatica de machos con ayuda de aire comprimido en el util de moldeo. La mezcla de material moldeable se cura a continuacion, pudiendose recurrir a todos los procedimientos que se conocen en caso de aglutinantes a base de vidrio soluble, por ejemplo curado en caliente, gasification con CO2 o aire o una combination de ambos asi como curado mediante catalizadores liquidos o solidos.
Con el curado en caliente se extrae agua de la mezcla de material moldeable. Mediante esto se inician probablemente tambien reacciones de condensation entre grupos silanol, de modo que comienza una reticulation del vidrio soluble.
El calentamiento puede realizarse por ejemplo en el util de moldeo. Es posible curar completamente el molde de fundicion ya en el util de moldeo. Sin embargo tambien es posible curar el molde de fundicion solo en su zona de borde, de modo que este presente una resistencia suficiente para poder extraerse del util de moldeo. El molde de fundicion puede curarse entonces a continuacion completamente, extrayendose de este agua adicional. Esto puede realizarse por ejemplo en un horno. La extraccion de agua puede realizarse por ejemplo tambien evaporandose el agua con presion reducida.
El curado de los moldes de fundicion puede acelerarse mediante introduction por soplado de aire calentado en el util de moldeo. Con esta forma de realizacion del procedimiento se consigue un transporte rapido del agua contenida en el aglutinante, de manera que el molde de fundicion se solidifica en espacios de tiempo adecuados para una aplicacion industrial. La temperatura del aire introducido por soplado asciende preferentemente a de 100 °C a 180 °C, en particular preferentemente de 120 °C a 150 °C. La velocidad de flujo del aire calentado se ajusta preferentemente de modo que se realice un curado del molde de fundicion en espacios de tiempo adecuados para
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
una aplicacion industrial. Los espacios de tiempo dependen del tamano de los moldes de fundicion fabricados. Se pretende un curado en un espacio de tiempo inferior a 5 minutos, preferentemente inferior a 2 minutos. En caso de moldes de fundicion muy grandes pueden ser necesarios sin embargo tambien espacios de tiempo mas largos.
La separacion del agua de la mezcla de material moldeable puede realizarse tambien de manera que se provoque el calentamiento de la mezcla de material moldeable mediante radiacion de microondas. La radiacion de microondas se realiza sin embargo preferentemente despues de se haya extraido el molde de fundicion del util de moldeo. Para ello debe presentar el molde de fundicion sin embargo ya una resistencia suficiente. Tal como ya se ha explicado, puede provocarse esto por ejemplo debido a que al menos una cubierta exterior del molde de fundicion se cura ya en el util de moldeo.
Los procedimientos de acuerdo con la invention son adecuados en si para la fabrication de todos los moldes de fundicion habituales para la fundicion de metal, o sea por ejemplo de nucleos y moldes. De manera especialmente ventajosa pueden fabricarse a este respecto tambien moldes de fundicion que comprendan secciones de pared muy delgada.
Los moldes de fundicion fabricados a partir de la mezcla de material moldeable de acuerdo con la invencion o con el procedimiento de acuerdo con la invencion presentan una alta resistencia directamente tras la fabricacion, sin que la resistencia de los moldes de fundicion sea alta tras el curado de modo que se produzcan dificultades tras la fabricacion de la pieza de fundicion durante la separacion del molde de fundicion. Ademas presentan estos moldes de fundicion una alta estabilidad con humedad del aire elevada, es decir los moldes de fundicion pueden almacenarse sorprendentemente tambien durante mucho mas tiempo sin problemas. Como ventaja presenta el molde de fundicion una estabilidad muy alta con carga mecanica, de modo que pueden realizarse tambien secciones de pared delgada del molde de fundicion, sin que estas se deformen mediante la presion metaloestatica durante el proceso de fundicion. Otro objeto de la invencion es por tanto un molde de fundicion que se obtuvo segun el procedimiento de acuerdo con la invencion descrito anteriormente.
El molde de fundicion de acuerdo con la invencion es adecuado generalmente para la fundicion de metal, en particular fundicion de metales ligeros. Se obtienen resultados especialmente ventajosos en caso de fundicion de aluminio.
A continuation se explica en mas detalle la invencion por medio de ejemplos, sin limitarse a estos.
Ejemplos
1) Influencia de distintas mezclas de material moldeable sobre las resistencias a la flexion
Para la prueba de la mezcla de material moldeable se fabricaron las denominadas barras de prueba de Georg- Fischer. Por barras de prueba de Georg-Fischer se entiende barras de prueba en forma de paraielepipedo con las dimensiones 150 mm x 22,36 mm x 22,36 mm. Las composiciones de las mezclas de material moldeable se indican en la tabla 1. Para la fabricacion de las barras de prueba de Georg-Fischer se procedio tal como sigue:
• Los componentes expuestos en la tabla 1 se mezclaron en una mezcladora de aletas de laboratorio (empresa Vogel & Schemmann AG, Hagen, DE). Para ello se dispuso en primer lugar la arena de cuarzo y se anadio con agitation el vidrio soluble. Como vidrio soluble se uso un vidrio soluble de sodio, que presentaba proporciones de potasio. En las siguientes tablas se indica el modulo por tanto con SiO2 : M2O, en el que M indica la suma de sodio y potasio. Despues de haber agitado la mezcla durante un minuto, se anadieron eventualmente el SO2 amorfo y/o sulfato de bario con agitacion adicional. La mezcla se agito a continuacion aun durante otro minuto;
• Las mezclas de material moldeable se transfirieron a la tolva de alimentation de una moldeadora neumatica de machos hot-box H 2,5 de la empresa Roperwerk - Gieftereimaschinen GmbH, Viersen, DE, cuyo util de moldeo estaba calentado hasta 180 °C;
• Las mezclas de material moldeable se introdujeron por medio de aire comprimido (5 bar) en el util de moldeo y permanecieron durante otros 35 segundos en el util de moldeo;
• Para la aceleracion del curado de las mezclas se condujo durante los ultimos 20 segundos aire caliente (2 bar, 100 °C en la entrada en el molde) por el util de moldeo;
• El util de moldeo se abrio y se extrajeron las barras de prueba.
Para la determination de las resistencias a la flexion se colocaron las barras de prueba en un aparato de prueba de la resistencia de Georg-Fischer, equipado con un dispositivo de flexion de 3 puntos (DlSA Industrie AG, Schaffhausen, CH) y se midio la fuerza que conducia a la rotura de las barras de prueba. Las resistencias a la flexion se midieron segun el siguiente esquema:
• 10 segundos tras la extraction (resistencias en caliente)
• 1 hora tras la extraccion (resistencias en frio)
Los indices en la tabla 1 tienen en cada caso el siguiente significado:
5
10
15
20
25
30
a) vidrio soluble alcalino con un modulo en peso SiO2:M2O de aproximadamente 2.1: con respecto al vidrio soluble total. Contenido en solidos de aproximadamente el 35 %
b) microsilice blanca GHL DL971W (SiO2 amorfo, empresa RW silicium GmbH; produccion en la generacion metalurgica de silicio en el horno de arco electrico)
c) harina de barita C11 (sulfato de bario natural, empresa Sachtleben Bergbau GmbH & Co KG)
d) sulfato de bario (precipitado, empresa Sigma Aldrich)
e) Boronid SCP1 (nitruro de boro, empresa ESK Ceramics GmbH & Co. KG)
f) Boronid S6 (nitruro de boro hexagonal, empresa ESK Ceramics GmbH & Co. KG)
g) Boronid Sl2 (nitruro de boro hexagonal, empresa ESK Ceramics GmbH & Co. KG)
h) corindon (corindon, empresa Treibacher Schleifmittel)
i) talco H100 (empresa Franz Mandt GmbH & Co. kG) k) polvo de grafito brillante 85 (empresa Technografit GmbH)
l) silicato de zirconio (empresa Cofermin Rohstoffe GmbH & Co. KG)
Las resistencias a la flexion medidas estan resumidas en la tabla 2.
Los ejemplos 1.01 a 1.10 aclaran que el nivel de resistencia necesario para la fabrication en serie automatizada puede conseguirse cuando se ha anadido a la mezcla de material moldeable un dioxido de silicio amorfo sintetico. La adicion de distintas cantidades de sulfato de bario solo conduce al aumento necesario de las resistencias, en particular de las resistencias en caliente. Mediante la combination de dioxido de silicio amorfo sintetico con sulfato de bario (ejemplos 1.7 a 1.10) pueden conseguirse, por el contrario, niveles de resistencia que pueden compararse con aquellas mezclas de material moldeable a las que se anadio solo dioxido de silicio amorfo sintetico (ejemplo 1.02). Ademas se vuelve evidente que es ventajoso cuando la adicion de sulfato de bario no es demasiado alta, dado que las resistencias, en particular las resistencias en caliente, disminuyen con cantidades de adicion elevadas.
Una comparacion de los ejemplos 1.07 con 1.11 muestra que no se hace ninguna diferencia si se usa sulfato de bario natural o sintetico. Los ejemplos 1.07, 1.11 a 1.18 demuestran que pueden realizarse buenos niveles de resistencia (en particular resistencias inmediatas) con las adiciones BaSO4, corindon, talco, silicato de zirconio y grafito. Por el contrario, las adiciones de nitruro de boro (independientemente de los tamanos de particula etc., ejemplos 1.12 - 1.14) a respectivas mezclas de material moldeable muestran niveles de resistencia claramente reducidos, en particular resistencias inmediatas.
Tabla 1
Composiciones de las mezclas de material moldeable
Arena de cuarzo H32 Vidrio soluble alcalino SiO2 amorfo Sulfato de bario Otros aditivos
1.01
100 GT 2,0 GT a) - - - comparacion
1.02
100 GT 2,0 GT a) 0,5 GT b) - - comparacion
1.03
100 GT 2,0 GT a) - 0,3 GT c) - de acuerdo con la invencion
1.04
100 GT 2,0 GT a) - 0,5 GT c) - de acuerdo con la invencion
1.05
100 GT 2,0 GT a) - 1,0 GT c) - de acuerdo con la invencion
1.06
100 GT 2,0 GT a) - 2,0 GT c) - de acuerdo con la invencion
1.07
100 GT 2,0 GT a) 0,5 GT b) 0,3 GT c) - de acuerdo con la invencion
1.08
100 GT 2,0 GT a) 0,5 GT b) 0,5 GT c) - de acuerdo con la invencion
1.09
100 GT 2,0 GT a) 0,5 GT b) 1,0 GT c) - de acuerdo con la invencion
1.10
100 GT 2,0 GT a) 0,5 GT b) 2,0 GT c) - de acuerdo con la invencion
1.11
100 GT 2,0 GT a) 0,5 GT b) 0,3 GT d) - de acuerdo con la invencion
1.12
100 GT 2,0 GT a) 0,5 GT b) - 0,3 GT e) comparacion
1.13
100 GT 2,0 GT a) 0,5 GT b) - 0,3 GT f) comparacion
1,14
100 GT 2,0 GT a) 0,5 GT b) - 0,3 GT g) comparacion
1.15
100 GT 2,0 GT a) 0,5 GT b) - 0,3 GT h) comparacion
1.16
100 GT 2,0 GT a) 0,5 GT b) - 0,3 GT i) comparacion
1.17
100 GT 2,0 GT a) 0,5 GT b) - 0,3 GT k) comparacion
1.18
100 GT 2,0 GT a) 0,5 GT b) - 0,3 GT l) comparacion
Comparacion = no de acuerdo con la invention
Tabla 2
Resistencias a la flexidn
Resistencias en caliente [N/cm2l Resistencias tras 1 h [N/cm2l
1.01
90 380 comparacion, no de acuerdo con la invencion
1.02
150 470 comparacion, no de acuerdo con la invencion
1.03
95 365 de acuerdo con la invencion
1.04
100 360 de acuerdo con la invencion
1.05
100 350 de acuerdo con la invencion
1.06
100 300 de acuerdo con la invencion
1.07
160 460 de acuerdo con la invencion
1.08
140 470 de acuerdo con la invencion
1.09
140 440 de acuerdo con la invencion
1.10
125 410 de acuerdo con la invencion
1.11
145 480 de acuerdo con la invencion
1.12
95 345 comparacion, no de acuerdo con la invencion
1.13
100 315 comparacion, no de acuerdo con la invencion
1.14
100 340 comparacion, no de acuerdo con la invencion
1.15
150 470 comparacion, no de acuerdo con la invencion
1.16
135 460 comparacion, no de acuerdo con la invencion
1.17
130 410 comparacion, no de acuerdo con la invencion
1.18
155 460 comparacion, no de acuerdo con la invencion
2) Mejora de la superficie de fundicion
5 La influencia del sulfato de bario como aditivo de material moldeable sobre la superficie de fundicion se sometio a ensayo y se valoro en comparacion con mezclas de material moldeable no de acuerdo con la invencion. Para este fin se procedio tal como sigue:
• Se colocaron barras de prueba de Georg-Fischer de las mezclas de material moldeable 1.01 a 1.18 en la tabla 1 10 en un molde de fundicion de arena de manera que durante el proceso de fundicion estuvieran en contacto tres de
los cuatro lados longitudinales con el metal de fundicion.
• Se fundio con una aleacion de aluminio tipo 226 a una temperatura de fundicion de aproximadamente 735 °C.
• Tras enfriar el molde de fundicion se libero la pieza de fundicion de la arena por medio de golpes de martillo con alta frecuencia.
15 • Las piezas de fundicion se evaluaron a continuacion con respecto a las adhesiones de arena que quedan y la
rugosidad.
Las secciones de fundicion de las mezclas 1.01 y 1.02 muestran claramente mas adhesiones de arena que las de las mezclas 1.03 a 1.11. El efecto positivo del sulfato de bario sobre las superficies de fundicion se vuelve en este 20 caso muy evidente. Tambien muestra una comparacion de la superficie de fundicion para mezclas 1.07 y 1.11 que aparece el efecto deseado tanto con sulfato de bario natural como tambien con sulfato de bario sintetico. No desempena con frecuencia ningun papel si se usa sulfato de bario sintetico o natural.
Una comparacion de las secciones de fundicion de las mezclas 1.07 y 1.11 a 1.18 muestra que solo las adiciones de 25 sulfato de bario o nitruro de boro hexagonal conducen a superficies mejoradas. Con ayuda de otros aditivos (corindon, talco, grafito, silicato de zirconio) no pudo observarse o al menos apenas pudo observarse una mejora de la superficie.

Claims (17)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Mezcla de material moldeable para la fabricacion de moldes de fundicion para el procesamiento de metal, que comprende al menos:
    • un material base moldeable refractario;
    • un aglutinante a base de vidrio soluble;
    • sulfato de bario; y
    • oxidos metalicos en forma de particulas seleccionados del grupo de SiO2 amorfo, oxidos de aluminio y aluminosilicatos y sus mezclas.
  2. 2. Mezcla de material moldeable segun la reivindicacion 1, en la que el tamano de particula promedio del sulfato de bario asciende en la mezcla de material moldeable a entre 0,1 ^m y 60 ^m.
  3. 3. Mezcla de material moldeable segun la reivindicacion 1 o 2, en la que el sulfato de bario esta contenido en del 0,02 % al 5,0 % en peso, preferentemente del 0,05 % al 3,0% en peso, en particular preferentemente del 0,1 % al 2,0 % en peso o del 0,3 % al 0,89 % en peso, en la mezcla de material moldeable.
  4. 4. Mezcla de material moldeable segun al menos una de las reivindicaciones anteriores, en la que la mezcla de material moldeable contiene como maximo un 0,2 % en peso de compuestos organicos.
  5. 5. Mezcla de material moldeable segun al menos una de las reivindicaciones anteriores, en la que el vidrio soluble presenta un modulo molar SO2/M2O de 1,6 a 4,0, preferentemente de 2,0 hasta menos de 3,5, con M igual a litio, sodio y/o potasio.
  6. 6. Mezcla de material moldeable segun al menos una de las reivindicaciones anteriores, en la que la mezcla de material moldeable contiene del 0,5 % al 5 % en peso de vidrio soluble, preferentemente del 1 % al 3,5 % en peso de vidrio soluble, con respecto al material base moldeable, en la que la proporcion de solidos del vidrio soluble asciende a del 25 % al 65 % en peso, preferentemente del 30 % al 60 % en peso.
  7. 7. Mezcla de material moldeable segun al menos una de las reivindicaciones anteriores, en la que los oxidos metalicos en forma de particulas presentan un tamano de particula primaria promedio entre 0,05 mm y 10 mm, en particular entre 0,1 mm y 5 mm, de manera especialmente preferente entre 0,1 mm y 2 mm, e independientemente de esto una superficie BET de 1 a 200 m2/g, en particular de 1 a 50 m2/g y de manera especialmente preferente de 1 a 30 m2/g.
  8. 8. Mezcla de material moldeable segun la reivindicacion 7, en la que la mezcla de material moldeable contiene SO2 amorfo en cantidades del 0,1 % al 2 % en peso, preferentemente del 0,1 % al 1,5 % en peso, en cada caso con respecto al material base moldeable e independientemente de esto del 2 % al 60 % en peso, de manera especialmente preferente del 4 % al 50 % en peso con respecto al peso del aglutinante, preferentemente del 30 % al 60 % en peso.
  9. 9. Mezcla de material moldeable segun la reivindicacion 1 u 8, en la que el SiO2 amorfo usado presenta un contenido en agua inferior al 15 % en peso, en particular inferior al 5 % en peso y de manera especialmente preferente inferior al 1 % en peso e independientemente en particular se usa como polvo.
  10. 10. Mezcla de material moldeable segun al menos una de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por una o varias de las siguientes caracteristicas:
    a) la mezcla de material moldeable contiene ademas tensioactivos, preferentemente seleccionados del grupo de los tensioactivos anionicos que comprende sulfato de oleilo, sulfato de estearilo, sulfato de palmitilo, sulfato de miristilo, sulfato de laurilo, sulfato de decilo, sulfato de octilo, sulfato de 2-etilhexilo, sulfato de 2-etiloctilo, sulfato de 2-etildecilo, sulfato de palmitoleilo, sulfato de linolilo, sulfonato de laurilo, sulfonato de 2-etildecilo, sulfonato de palmitilo, sulfonato de estearilo, sulfonato de 2-etilestearilo, sulfonato de linolilo, fosfato de hexilo, fosfato de 2- etilhexilo, fosfato de caprilo, fosfato de laurilo, fosfato de miristilo, fosfato de palmitilo, fosfato de palmitoleilo, fosfato de oleilo, fosfato de estearilo, hidroxifosfato de poli-(1,2-etanodiil-)-fenol, fosfato de poli-(1,2-etanodiil-)- estearilo, asi como fosfato de poli-(1,2-etanodiil-)-oleilo,
    estando contenido en cada caso mas preferentemente el tensioactivo con respecto al peso del material base moldeable refractario en una proporcion del 0,001 % al 1 % en peso, de manera especialmente preferente del 0,01 % al 0,2 % en peso, en la mezcla de material moldeable;
    b) la mezcla de material moldeable contiene ademas grafito, preferentemente del 0,05 % al 1 % en peso, en particular del 0,05 % al 0,5 % en peso, con respecto al peso del material base moldeable refractario;
    c) la mezcla de material moldeable contiene ademas al menos un compuesto que contiene fosforo, preferentemente del 0,05 % al 1,0 % en peso, de manera especialmente preferente del 0,1 % al 0,5 % en peso, con respecto al peso del material base moldeable refractario.
    5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
  11. 11. Procedimiento para la fabricacion de moldes de fundicion o nucleos que comprende:
    • preparar la mezcla de material moldeable segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 10,
    • introducir la mezcla de material moldeable en un molde y
    • curar la mezcla de material moldeable con la retirada de agua mediante curado en caliente con calentamiento.
  12. 12. Procedimiento segun la reivindicacion 11, en el que la mezcla de material moldeable se introduce en el molde por medio de una moldeadora neumatica de machos con ayuda de aire comprimido y el molde es un util de moldeo y por el util de moldeo se hace pasar uno o varios gases.
  13. 13. Procedimiento segun la reivindicacion 11 o 12, en el que la mezcla de material moldeable se somete para el curado a una temperatura de al menos 100 °C durante por debajo de 5 min e independientemente de esto la mezcla de material moldeable se calienta en particular preferentemente mediante introduccion por soplado de aire de una temperatura de 100 °C a 180 °C en el util de moldeo.
  14. 14. Molde o nucleo que puede fabricarse segun al menos una de las reivindicaciones 11 a 13.
  15. 15. Procedimiento para la fundicion de aluminio que comprende
    • preparar la mezcla de material moldeable segun al menos una de las reivindicaciones 1 a 10,
    • introducir la mezcla de material moldeable en un molde,
    • curar la mezcla de material moldeable con la retirada de agua mediante curado en caliente con calentamiento para la fabricacion de un mol de fundicion o de un nucleo y
    • colar el aluminio o una aleacion de aluminio en el molde de fundicion o poner en contacto el aluminio liquido o una aleacion de aluminio liquida con el nucleo.
  16. 16. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 15, en el que el curado para la fabricacion de un molde de fundicion o de un nucleo es un curado en caliente, en particular mediante exposicion de la mezcla de material moldeable a una temperatura de al menos 100 °C durante por debajo de 5 min, e independientemente de esto en particular preferentemente mediante introduccion por soplado de aire de una temperatura de 100 °C a 180 °C en el util de moldeo.
  17. 17. Uso de sulfato de bario como parte constituyente de moldes de fundicion y nucleos para la fundicion de metal, en particular la fundicion de aluminio o aleaciones de aluminio, para obtener piezas de fundicion con una superficie de fundicion mejorada, curandose los moldes de fundicion y nucleos con vidrio soluble en presencia de oxidos metalicos en forma de particulas seleccionados del grupo de SiO2 amorfo, oxidos de aluminio y aluminosilicatos y sus mezclas.
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