JP2015514591A - Method for producing mold and core for metal casting, and mold and core produced based on this method - Google Patents

Method for producing mold and core for metal casting, and mold and core produced based on this method Download PDF

Info

Publication number
JP2015514591A
JP2015514591A JP2015507374A JP2015507374A JP2015514591A JP 2015514591 A JP2015514591 A JP 2015514591A JP 2015507374 A JP2015507374 A JP 2015507374A JP 2015507374 A JP2015507374 A JP 2015507374A JP 2015514591 A JP2015514591 A JP 2015514591A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mold
gas
mixture
binder
particularly preferably
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
JP2015507374A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
コッホ,ディーター
シュミット,オリヴァー
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.)
ASK Chemicals GmbH
Original Assignee
ASK Chemicals 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 ASK Chemicals GmbH filed Critical ASK Chemicals GmbH
Publication of JP2015514591A publication Critical patent/JP2015514591A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/162Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents use of a gaseous treating agent for hardening the binder
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/18Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/18Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents
    • B22C1/186Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents contaming ammonium or metal silicates, silica sols
    • B22C1/188Alkali metal silicates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/02Sand moulds or like moulds for shaped castings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C9/00Moulds or cores; Moulding processes
    • B22C9/12Treating moulds or cores, e.g. drying, hardening
    • B22C9/123Gas-hardening

Abstract

本発明は、鋳型およびコアを製造するための方法に関する。前記鋳型およびコアにおいて、少なくとも1つの耐火性材料と、好ましくは、水ガラスに基づく、CO2により硬化可能なバインダーとを含む鋳造ベース材料は、CO2によるガス充填および第2のガスによる噴流により硬化する。本発明はさらに、この方法に基づいて製造された型およびコアに関する。The present invention relates to a method for manufacturing a mold and a core. In the mold and core, a cast base material comprising at least one refractory material and preferably a binder curable by CO2 based on water glass is cured by gas filling with CO2 and jetting with a second gas. . The invention further relates to a mold and a core produced according to this method.

Description

本発明は、鋳型およびコアを製造するための方法に関する。前記方法において、少なくとも1つの耐火性材料と、COにより硬化可能な、好ましくは、水ガラスを含むか、または、水ガラスからなるバインダーとからなる、鋳型混合物は、COまたはCO含有ガスをガス充填し、COを含まないか、または、少なくとも少量のCOを含む第2のガスによりパージすることにより硬化される。さらに、本発明は、この方法に基づいて製造された型およびコアに関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a mold and a core. In said method, the mold mixture comprising at least one refractory material and a binder curable with CO 2 , preferably comprising water glass or consisting of water glass, is a CO 2 or CO 2 containing gas And is cured by purging with a second gas that does not contain CO 2 or contains at least a small amount of CO 2 . Furthermore, the invention relates to a mold and a core manufactured according to this method.

型およびコアは、一般的には、耐火性の鋳型ベース材料、例えば、石英砂、および適切なバインダーを使用して製造される。このような方法における前記耐火性の鋳型ベース材料は、前記鋳型ベース材料とバインダーとの混合物、いわゆる、鋳型混合物が、中空の型内に充填され、そこで圧縮され、硬化され得るように、好ましくは、自由流動状態において存在する。前記バインダーは、前記型およびコアが、必要とされる機械的な安定性となるように、前記鋳型ベース材料の粒子間の固体接着を生じさせる。   The mold and core are typically manufactured using a refractory mold base material, such as quartz sand, and a suitable binder. The refractory mold base material in such a method is preferably such that a mixture of the mold base material and a binder, the so-called mold mixture, can be filled into a hollow mold where it can be compressed and cured. Exists in a free-flowing state. The binder causes solid adhesion between the particles of the mold base material so that the mold and core are of the required mechanical stability.

鋳造中、型は、鋳物についての外壁を形成する。鋳物内に空洞が必要な場合に、コアが使用される。同じ材料からなる型およびコアが絶対的に必要なわけではない。例えば、鋳物の外形は、耐久性の金属型を使用して形成される。種々の方法で製造された型とコアとの組み合わせも可能である。コアに基づいて説明されるように、同様の説明が、同じ方法に基づいて製造された型(鋳型)にも当てはまり、逆もまた同様である。   During casting, the mold forms the outer wall for the casting. A core is used when a cavity is required in the casting. A mold and core made of the same material are not absolutely necessary. For example, the outer shape of the casting is formed using a durable metal mold. Combinations of molds and cores manufactured by various methods are also possible. As described on the basis of the core, the same description applies to molds (molds) manufactured according to the same method, and vice versa.

コアを製造するために、低温法または高温法により硬化可能な有機および無機両方のバインダーが使用され得る。低温法は、コア製造に使用される成形型を加熱することなく、本質的に室温で行われる方法である。この方法では、硬化は、通常、例えば、硬化される鋳型混合物をガスが通過するという事実により誘導される化学反応により行われる。高温法では、成形後、前記鋳型混合物は、例えば、前記バインダーに含まれる溶媒を除去する、および/または、例えば、架橋により前記バインダーが硬化されることによる化学反応を開始するために、加熱された成形型により、十分に高い温度に加熱される。   Both organic and inorganic binders that can be cured by low or high temperature methods can be used to produce the core. The low temperature method is a method that is essentially performed at room temperature without heating the mold used for core manufacture. In this method, curing is usually performed by a chemical reaction induced, for example, by the fact that gas passes through the mold mixture to be cured. In a high temperature process, after molding, the mold mixture is heated, for example, to remove the solvent contained in the binder and / or to initiate a chemical reaction by curing the binder, for example by crosslinking. The mold is heated to a sufficiently high temperature.

COにより水ガラス−バインダーを硬化させることは、例えば、独国特許発明第654817号明細書(特許文献1)から公知である。1950年代および1960年代において、水ガラス−CO法が、幅広く使用された。この方法の弱点の1つは、それから製造されたコアが、特に製造直後に、比較的低い強度を有することである。COによるより長いガス充填時間は、より高い最初の強度を確実に生じさせるが、同時に、1または2日の保存後の強度が低下する。比較的低い最初および最終的な強度に加えて、前記水ガラス−CO法は、低度から中程度の製造速度のみを許容する。 Curing the water glass-binder with CO 2 is known, for example, from DE 6554817 (Patent Document 1). In the 1950s and 1960s, water glass -CO 2 method was widely used. One weakness of this method is that the core produced therefrom has a relatively low strength, particularly immediately after production. Longer gas filling times with CO 2 ensure a higher initial intensity, but at the same time the intensity after 1 or 2 days of storage decreases. In addition to the relatively low initial and final strength, the water glass-CO 2 process only allows low to moderate production rates.

このため、Y.A.Owusuにより説明されたように、標準的なCO硬化を、後のいわゆる「高温空気法」と組み合わせることが提案されてきた(Y.A.Owusu,Ph.D.Dissertation「Sodium Silicate Bonding in Foundry Sands」,Pennsylvania State University,May 1,1980,p.88,102−103(非特許文献1)およびAFS Transactions,vol.89,1981,pp.47−54(非特許文献2))。前記高温空気法は、COガス充填後のオーブン硬化と規定される。このことは、Y.A.Owusuの学術論文によっても確認される。少なくとも一部の水ガラスバインダーの場合において、この方法は、純粋なCO硬化の場合においてより良好な強度を与えるが、前記コアについての製造時間が数秒から数分間長くなる欠点を有する。 For this reason, Y.C. A. As explained by Owu, it has been proposed to combine standard CO 2 curing with the later so-called “hot air method” (YA Owusu, Ph.D. Dissertation “Sodium Silicate Bonding in Foundry”. Sands ", Pennsylvania State University, May 1, 1980, p. 88, 102-103 (Non-Patent Document 1) and AFS Transactions, vol. 89, 1981, pp. 47-54 (Non-Patent Document 2)). The hot air method is defined as oven curing after CO 2 gas filling. This is because Y.C. A. Also confirmed by Owu's academic papers. In the case of at least some water glass binders, this method gives better strength in the case of pure CO 2 curing, but has the disadvantage that the production time for the core is increased from seconds to minutes.

独国特許出願公開第102011010548号明細書(特許文献2)には、水ガラスで結合された鋳型混合物を硬化するための方法が記載されている。前記方法において、空気と二酸化炭素とのフローの組み合わせが使用される。この例では、前記鋳型混合物が、まず、空気によりガス充填され、ついで、COまたは空気−二酸化炭素の混合物によりガス充填されなければならない。さらに、それは、使用されるアルカリケイ酸塩溶液が1.5:1から2.0:1の範囲において、金属酸化物に対するSiOの重量比を有するという本発明に対する大きな重要性である。 German Offenlegungsschrift 10 2011010548 (Patent Document 2) describes a method for curing a mold mixture bonded with water glass. In the method, a combination of air and carbon dioxide flows is used. In this example, the mold mixture must first be gas filled with air and then gas filled with CO 2 or an air-carbon dioxide mixture. Furthermore, it is of great importance for the present invention that the alkali silicate solution used has a weight ratio of SiO 2 to metal oxide in the range of 1.5: 1 to 2.0: 1.

この種の方法を記載している更なる特許は、国際公開第80/01254号パンフレット(特許文献3)である。これには、COまたはCO−空気混合物を同時に通過させながら、110から180℃の温度で加熱される水ガラス含有鋳型混合物を硬化させるための方法が開示されている。 A further patent describing this type of method is WO 80/01254 (Patent Document 3). This discloses a method for curing a water glass-containing mold mixture that is heated at a temperature of 110 to 180 ° C. while simultaneously passing a CO 2 or CO 2 -air mixture.

ポーランド特許第129359号明細書(特許文献4)には、水ガラスと尿素樹脂とから製造された金属鋳物用の鋳型を製造するためのバインダーが記載されている。この場合には、硬化は、鋳型混合物を、CO−空気混合物で噴流することにより行われる。この方法では、60−200℃の温度に加熱されたガスに有利である。CO−空気混合物の使用を記載している更なる刊行物は、中国特許出願公開第94111187号明細書(特許文献5)である。 Polish Patent No. 129359 (Patent Document 4) describes a binder for producing a mold for a metal casting produced from water glass and urea resin. In this case, curing the mold mixture, CO 2 - it is carried out by jet air mixture. This method is advantageous for gases heated to a temperature of 60-200 ° C. CO 2 - Additional publications describing the use of the air mixture is Chinese Patent Application Publication No. 94111187 Pat (Patent Document 5).

欧州特許第2014392号明細書(特許文献6)から、2つ以上の粒径分類で利用可能な非晶質の球状SiOの使用が公知である。しかしながら、欧州特許第2014392号明細書には、第2のガス流の使用が開示されておらず、水性懸濁液において前記SiOを導入する。この場合、水の増加した導入の結果として、本願明細書において提供される本発明の方法に基づいて製造される型の(初期)強度に対して不利である。 From EP 201414392 (Patent Document 6) it is known to use amorphous spherical SiO 2 available in more than one particle size classification. However, EP 2014392 does not disclose the use of a second gas stream and introduces said SiO 2 in an aqueous suspension. In this case, as a result of the increased introduction of water, it is disadvantageous for the (initial) strength of the mold produced according to the method of the invention provided herein.

短時間の硬化時間後でも良好な強度が、今日ますます頻繁に必要とされ、同時に高い生産性を保証する、ますます複雑で、薄壁の鋳型を確実に管理するのに必要とされる。このため、前記水ガラス−CO法が、有機バインダーに基づく方法、特にいわゆる、アッシュランド・ポリウレタン・コールドボックス法の登場により、急速にその重要性を失ったことは驚くべきことではない。 Good strength, even after short curing times, is required more and more today, and at the same time is required to reliably manage increasingly complex and thin-walled molds that guarantee high productivity. For this reason, it is not surprising that the water glass-CO 2 method has rapidly lost its importance due to the advent of organic binder-based methods, in particular the so-called Ashland polyurethane cold box method.

しかしながら、全ての有機バインダーは、それらが鋳造中に熱分解を受け、有害物質、例えば、ベンゼン、トルエンまたはキシレンを放出し得るという欠点を有する。さらに、有機バインダー系は、コア製造および保存中において、既に環境中に溶媒を放出しているか、または、不快な臭いのガスが硬化触媒として使用される。種々の測定の結果として、これら全ての排出を避けることが確かに可能になってきているが、それらは、有機バインダーの場合には避けることができない。   However, all organic binders have the disadvantage that they can undergo thermal decomposition during casting and release harmful substances such as benzene, toluene or xylene. Furthermore, organic binder systems have already released solvents into the environment during core manufacture and storage, or unpleasant odorous gases are used as curing catalysts. As a result of the various measurements, it has certainly become possible to avoid all these emissions, but they cannot be avoided in the case of organic binders.

この理由のために、何年も、完全に無機材料に基づく、または、多くても少量の有機化合物を含む、バインダーを開発する試みが高まってきている。短い時間内で高い強度を達成するために、例えば、経路は、高温の器具において硬化が行われ、必要であれば、可能な限り完全に溶媒として存在する水を除去するために、鋳型混合物に熱風を通過させることに従う。1つのこのような系は、例えば、欧州特許第1802409号明細書(特許文献7)(米国特許第7770629号明細書(特許文献8))に記載されている。しかしながら、これらの方法は、前記器具が、それらが加熱され得るように設計されなければならず、加熱により更なるエネルギーを消費するという欠点を有する。前記エネルギー消費は、前記方法についての、かなりのコスト負担を意味する。   For this reason, attempts have been increasing for years to develop binders that are entirely based on inorganic materials or that contain at most small amounts of organic compounds. In order to achieve high strength in a short time, for example, the pathway is cured in a hot instrument and, if necessary, into the mold mixture to remove the water present as completely as possible. Follow passing hot air. One such system is described, for example, in EP 1802409 (US Pat. No. 7,770,629 (US Pat. No. 7,770,629)). However, these methods have the disadvantage that the instruments must be designed such that they can be heated and consume more energy by heating. The energy consumption represents a significant cost burden for the method.

独国特許発明第654817号明細書German Patent Invention No. 654817 独国特許出願公開第102011010548号明細書German Patent Application Publication No. 10201110548 国際公開第80/01254号パンフレットInternational Publication No. 80/01254 Pamphlet ポーランド特許第129359号明細書Polish Patent No. 129359 中国特許出願公開第94111187号明細書Chinese Patent Application No. 94111187 欧州特許第2014392号明細書EP 20143922 specification 欧州特許第1802409号明細書European Patent No. 1802409 米国特許第7770629号明細書U.S. Pat. No. 7,770,629

Y.A.Owusu,Ph.D.Dissertation「Sodium Silicate Bonding in Foundry Sands」,Pennsylvania State University,May 1,1980,p.88,102−103Y. A. Owusu, Ph. D. Dissertation “Sodium Silicate Bonding in Foundry Sands”, Pennsylvania State University, May 1, 1980, p. 88,102-103 AFS Transactions,vol.89,1981,pp.47−54AFS Transactions, vol. 89, 1981, pp. 47-54

したがって、本発明者らは、無機系CO硬化性バインダーを使用して、非加熱の器具においても、型およびコアの製造を可能にするであろう方法を開発する課題を提起してきた。前記方法において、強度は、特に前記器具から取り出した直後に、COによる既に公知の硬化においてより、同じバインダーおよび同一のバインダー含量ならびに後の加熱処理をすることなく、既に実質的により高くあるべきである。 The inventors have therefore raised the challenge of developing a process that would allow the production of molds and cores in non-heated appliances using inorganic CO 2 curable binders. In said method, the strength should already be substantially higher without removing the same binder and the same binder content and subsequent heat treatment than in the already known curing with CO 2 , especially immediately after removal from the appliance. It is.

この課題は、請求項1の特徴を有する方法を使用して達成されるであろう。本発明に基づく方法の有利な更なる実施形態は、従属請求項の主題であり、または、下記に記載されるであろう。   This object will be achieved using a method having the features of claim 1. Advantageous further embodiments of the method according to the invention are the subject matter of the dependent claims or will be described below.

驚くべきことに、第1のガスによるCO硬化と第2のガス(以下において噴流ガスとも呼ばれる)による鋳型混合物の噴流との組み合わせにより、良好な強度を有するコアが達成され得ることが見出された。この方法において、前記第1のガスおよび前記第2のガスは、前記第1のガスが、前記第2のガスの前に適用されるようには設定されない。反対に、前記順序が希望通りであることができ、さらに、前記第1および/または前記第2のガスは、複数回適用されることもできる。ただし、前記第2のガスは、最後に導入されるのが好ましく、これとは独立して、前記第1のガスが最初に、前記型内に導入されるのが好ましい。 Surprisingly, it has been found that a core with good strength can be achieved by a combination of CO 2 curing with a first gas and a jet of a mold mixture with a second gas (hereinafter also referred to as a jet gas). It was done. In this method, the first gas and the second gas are not set such that the first gas is applied before the second gas. Conversely, the order can be as desired, and the first and / or the second gas can be applied multiple times. However, the second gas is preferably introduced last, and independently of this, the first gas is preferably introduced into the mold first.

前記第1のガス(以下において、COガスとも呼ばれる)について、15℃と120℃との間、好ましくは15℃と100℃の間、特に好ましくは25℃と80℃の間のガス充填中のガス温度が有利である。なお、本発明に基づく方法の更なる説明において使用する時、前記ガス温度は、成形型内の入り口までの前記ガスの温度を意味する。前記第2のガスも、好ましくは、15℃から120℃、好ましくは15℃と100℃の間、特に好ましくは25℃と80℃の間のガス温度を有するが、多くの場合、より高い温度により、噴流時間を短縮することが可能となる。硬化メカニズムに基づいて、これに上限は存在しない。実際には、前記コアまたは前記型の形状およびサイズに応じて、前記温度は、40℃と250℃との間、好ましくは50℃と200℃との間であろう。何よりもまず、財務上の考察から、非常に高い温度の使用には反対である。この目的に必要なヒーターのコストが、出力の向上により非常に上昇し、配線を効果的に絶縁するためのコストが非常に高くなるためである。例えば、前記第1のガスの温度は、前記第2のガスの温度とおおよそ同じである。ただし、好ましくは、前記第2のガスの温度は、前記第1のガスの温度より高い。 During the filling of the first gas (hereinafter also referred to as CO 2 gas) between 15 ° C. and 120 ° C., preferably between 15 ° C. and 100 ° C., particularly preferably between 25 ° C. and 80 ° C. Is advantageous. In addition, when used in the further description of the method according to the present invention, the gas temperature means the temperature of the gas to the entrance in the mold. The second gas also preferably has a gas temperature between 15 ° C. and 120 ° C., preferably between 15 ° C. and 100 ° C., particularly preferably between 25 ° C. and 80 ° C., but in many cases higher temperatures This makes it possible to shorten the jet flow time. There is no upper limit to this based on the cure mechanism. In practice, depending on the shape and size of the core or the mold, the temperature will be between 40 ° C and 250 ° C, preferably between 50 ° C and 200 ° C. First and foremost, financial considerations are against the use of very high temperatures. This is because the cost of the heater necessary for this purpose is greatly increased by improving the output, and the cost for effectively insulating the wiring becomes very high. For example, the temperature of the first gas is approximately the same as the temperature of the second gas. However, preferably, the temperature of the second gas is higher than the temperature of the first gas.

上記の測定の結果として、前記2つのガス流の温度を制御することにより、ガス充填中に見られる前記鋳型混合物の冷却を制御するのに有利である。   As a result of the above measurements, it is advantageous to control the cooling of the mold mixture seen during gas filling by controlling the temperature of the two gas streams.

利用できる加熱可能な器具の使用は、コストをより低くするために、冷却、すなわち、15から30℃の大気温度もしくは室温、または、通常の温度より低い、すなわち、200℃未満もしくは120℃未満もしくは100℃未満のいずれかに、器具を操作する可能性を開示する、本発明の方法を通して記載される方法において決して除外されない。特に加熱可能でない器具が、有利に使用され得る。このような器具は、加熱可能ではない。すなわち、それらは、それ自身が加熱装置、例えば、電気ヒーターを有しないが、制御された温度で導入される前記ガスにより加熱され得る。本発明に基づく方法は、更なる加熱処理に前記コアまたは型を続けて供する可能性も排除しない。   The use of heatable appliances available can be cooled, ie, atmospheric or room temperature of 15 to 30 ° C. or lower than normal, ie less than 200 ° C. or less than 120 ° C. It is by no means excluded in the methods described throughout the method of the present invention, which discloses the possibility of operating the instrument at any temperature below 100 ° C. Instruments that are not particularly heatable can be used advantageously. Such a device is not heatable. That is, they do not have a heating device, for example an electric heater, but can be heated by the gas introduced at a controlled temperature. The method according to the invention does not exclude the possibility of subsequently subjecting the core or mold to further heat treatment.

本発明に基づく方法は、下記工程を含む。
少なくとも1つの耐火性の鋳型ベース材料と、好ましくは水ガラスに基づくCO硬化性バインダーとからの鋳型混合物を製造する工程
前記鋳型混合物を成形する工程
COガスにより前記鋳型混合物を噴流する工程
場合により、COガスおよび前記噴流ガスにより前記鋳型混合物を噴流する工程、または、
第2のガス(噴流ガス)により前記鋳型混合物を噴流する工程
The method according to the invention comprises the following steps:
Producing a mold mixture from at least one refractory mold base material and preferably a CO 2 curable binder based on water glass, forming the mold mixture, jetting the mold mixture with CO 2 gas A step of jetting the mold mixture with CO 2 gas and the jet gas, or
A step of jetting the mold mixture with a second gas (jet gas)

前記鋳型混合物を製造するのに一般的に伴われる手法は、前記耐火性の鋳型ベース材料が最初に使用され、前記バインダーが振とう下において添加される。前記振とうは、前記鋳型ベース材料における前記バインダーの均質な分布が保証されるまで継続される。   The approach commonly involved in producing the mold mixture is that the refractory mold base material is used first and the binder is added under shaking. The shaking is continued until a homogeneous distribution of the binder in the mold base material is ensured.

ついで、前記鋳型混合物は、所望の型に入れられる。この方法では、鋳造に有用な方法が使用される。例えば、前記鋳型混合物は、圧縮空気を使用して、コア成形機内に射出される。続けて、硬化が行われる。すなわち、(特に)まず、前記COガスが前記鋳型混合物で満たされた型を通過し、続けて、前記第2のガスにより噴流される。当業者であれば、各種の設計がこの方法について可能であることを、直ちに理解することができる。 The mold mixture is then placed in the desired mold. In this method, a method useful for casting is used. For example, the mold mixture is injected into the core molding machine using compressed air. Subsequently, curing is performed. That is, (especially) first, the CO 2 gas passes through a mold filled with the mold mixture and is subsequently jetted by the second gas. One skilled in the art can readily appreciate that various designs are possible for this method.

例えば、前記COガスとして、純粋なCO(例えば、工業グレード)を使用する必要は必ずしもない(ただし、多くの場合、有利である。)。ただし、最短で可能な硬化時間を達成するために、前記COガスは、少なくとも50vol%のCO、好ましくは、少なくとも80vol%のCOを含むのが有利である。 For example, it is not necessary (although in many cases advantageous) to use pure CO 2 (eg, industrial grade) as the CO 2 gas. However, in order to achieve a cure time as possible in the shortest, the CO 2 gas is at least 50 vol% of CO 2, preferably, it is advantageous to include a CO 2 of at least 80 vol%.

一方、前記第2のガスが、完全にCOを含まない、例えば、合成空気または窒素である必要はない。コストの理由で空気が好ましい。COが前記噴流ガスに添加されてもよいが、10vol%以下、特に好ましくは5vol%以下、特に2vol%以下または1vol%以下である。 On the other hand, the second gas need not be completely CO 2 , for example, synthetic air or nitrogen. Air is preferred for cost reasons. CO 2 may be added to the jet gas, but it is 10 vol% or less, particularly preferably 5 vol% or less, particularly 2 vol% or less or 1 vol% or less.

COガスから前記第2のガスへの遷移は、一工程で行われる必要はなく、段階的または流動的な遷移が同様に可能である。さらに、両ガスまたは前記2つの内の1つであっても、前記鋳型混合物にパルスされ得る。 The transition from the CO 2 gas to the second gas does not have to be performed in one step, and a stepwise or fluid transition is possible as well. Furthermore, both gases or one of the two can be pulsed into the template mixture.

更なる変更点は、まず、前記鋳型混合物に存在する水分の一部が、噴流ガスとしての低CO含量のガスで簡易にガス充填することにより除去され、ついで、前記バインダーが、前記COガスにより硬化され、場合により、更なる乾燥のために、前記コアが、前記低COガスで再度処理されるという事実からなる。 A further modification is that a part of the water present in the mold mixture is first removed by simply gas filling with a low CO 2 content gas as a jet gas, and then the binder is converted into the CO 2. It consists of the fact that it is hardened with gas and optionally is treated again with the low CO 2 gas for further drying.

前記COの添加は、COガス用の特定のCO流量または特定のガス充填圧のいずれかを確立することにより行われ得る。前記2つの可能性のいずれかは、実務における多くの要因、例えば、前記コアの形状およびサイズ、前記成形型の気密性、ガス排出に対するガス流入の比、前記鋳型ベース材料のガス透過性、ガスラインの直径、前記バインダーの含量、所望のガス充填時間等に応じて選択される。前記特性を最適化するために、前記ガス充填のパラメータは、本開示の枠組みおよび当業者により習慣的に処理される知識内で、前記選択されたコアまたは型の形状における要求に応じて調節され得る。概ね、(各場合において、標準リットルで)0.5L/分と600L/分との間、好ましくは0.5L/分と300L/分との間、特に好ましくは0.5L/分と100L/分との間のCO流量が選択されるであろう。別の実施形態に基づいて、前記CO流量は、0.5L/分と30L/分との間、好ましくは0.5L/分と25L/分との間、特に好ましくは0.5L/分と20L/分との間で選択され得る。この実施形態は、15から40℃の、COまたはCO含有ガスについての、低いガス温度において特に有利である。 The addition of the CO 2 may be performed by establishing any particular CO 2 flow rate or a particular gas filling pressure for CO 2 gas. Either of the two possibilities is due to many factors in practice, such as the shape and size of the core, the tightness of the mold, the ratio of gas inflow to gas exhaust, the gas permeability of the mold base material, the gas It is selected according to the diameter of the line, the content of the binder, the desired gas filling time and the like. In order to optimize the properties, the gas filling parameters are adjusted according to requirements in the shape of the selected core or mold within the framework of the present disclosure and the knowledge routinely processed by those skilled in the art. obtain. Generally between 0.5 L / min and 600 L / min (in each case standard liters), preferably between 0.5 L / min and 300 L / min, particularly preferably between 0.5 L / min and 100 L / min. would CO 2 flow rate between the minute is selected. According to another embodiment, the CO 2 flow rate is between 0.5 L / min and 30 L / min, preferably between 0.5 L / min and 25 L / min, particularly preferably 0.5 L / min. And 20 L / min. This embodiment is particularly advantageous at low gas temperatures for CO 2 or CO 2 containing gases, between 15 and 40 ° C.

圧力調節の場合においては、前記COガスの圧力の圧力は、通常、0.5barと10barとの間、好ましくは0.5barと8barとの間、特に好ましくは0.5barと6barとの間で変動する。 In the case of pressure regulation, the pressure of the CO 2 gas is usually between 0.5 bar and 10 bar, preferably between 0.5 bar and 8 bar, particularly preferably between 0.5 bar and 6 bar. Fluctuates.

前記噴流ガスとしての空気の場合には、これは、純粋に実務上の理由のために、それに勝る圧力がガス充填についての上限を表すように、鋳造において通常利用可能な圧力ラインから取得され得る。空気による効果的なガス充填についての下限は、約0.5barである。より低い圧力では、前記ガス充填時間が、非常に長くなるであろう。これは、生産性の損失に関連するであろう。   In the case of air as the jet gas, this can be taken from the pressure line normally available in casting so that for purely practical reasons the pressure above it represents an upper limit for gas filling . The lower limit for effective gas filling with air is about 0.5 bar. At lower pressures, the gas filling time will be very long. This will be related to lost productivity.

特に断らない限り、全ての圧力の記載は、ゲージ圧、すなわち、大気圧より高い圧力に関する。   Unless otherwise noted, all pressure descriptions relate to gauge pressure, ie, pressure higher than atmospheric pressure.

前記第1のガス(COガス)および前記第2のガス(噴流ガス)のガス充填時間の比は、例えば、2:98から90:10の間、好ましくは2:98から20:80の間、特に好ましくは5:95から30:70の間で互いに変動可能である。ただし、可能な限り低いCO消費を維持することが、この用途での目的でもあるため、前記COガスによるガス充填時間は、好ましくは、総ガス充填時間の60%以下、特に好ましくは50%以下を達成すべきである。 The ratio of the gas filling times of the first gas (CO 2 gas) and the second gas (jet gas) is, for example, between 2:98 and 90:10, preferably 2:98 to 20:80. Between, particularly preferably between 5:95 and 30:70. However, since maintaining CO 2 consumption as low as possible is also the purpose of this application, the gas filling time with the CO 2 gas is preferably 60% or less, particularly preferably 50% of the total gas filling time. % Or less should be achieved.

ガス充填パラメータおよび前記器具のレイアウトを適切に選択することにより、より大きなコアについてのそれさえ確保可能となり、有機バインダーによるものと対応する製造時間、例えば、3分未満、好ましくは2.5分未満、特に好ましくは2分未満が可能である。場合により、このような最適化は、コンピュータシミュレーションの支援により行われることもできる。   By proper selection of gas filling parameters and the layout of the instrument, it is possible to secure even that for larger cores and corresponding production times with organic binders, eg less than 3 minutes, preferably less than 2.5 minutes. Particularly preferably, less than 2 minutes are possible. In some cases, such optimization can be performed with the aid of computer simulation.

前記鋳型材料の硬化を修飾するのも、公知の方法により、例えば、真空の適用により容易に可能である。さらに、他の公知の工程、例えば、マイクロ波により処理またはオーブンでの加熱が、実際の硬化処置に続けられてもよい。   The curing of the mold material can be easily modified by a known method, for example, by applying a vacuum. Furthermore, other known processes, such as microwave treatment or oven heating, may be followed by the actual curing procedure.

通常の材料が、鋳型ベース材料として、鋳型を製造するのに使用されてもよい。適切な材料は、例えば、石英、ジルコニウムまたはクロム鉱石の砂、橄欖石、バーミキュライト、ボーキサイトおよび耐火粘土である。このような場合において、もっぱら新たな砂を使用する必要はない。省資源の目的のため、および、廃棄物の使い捨てコストを避けるために、最も高い可能性のある分量の再生された古い砂を使用するのが有利でさえある。   Conventional materials may be used to manufacture the mold as the mold base material. Suitable materials are, for example, quartz, zirconium or chrome ore sand, meteorite, vermiculite, bauxite and refractory clay. In such cases, it is not necessary to use fresh sand exclusively. It is even advantageous to use the highest possible amount of recycled old sand for resource saving purposes and to avoid waste disposal costs.

例えば、適切な砂は、国際公開第2008/101668号パンフレット(=米国特許出願公開第2010/173767号明細書)に記載されている。洗浄し、その後乾燥させて得られた再生品も適切である。純粋に機械的な処理により取得された再生品は有用であるが、あまり好ましくない。前記再生品は、一般的に、新品の砂の、少なくとも約70wt%、好ましくは少なくとも約80wt%、特に好ましくは少なくとも約90wt%を置換え得る。   For example, suitable sands are described in WO 2008/101668 (= US 2010/173767). Recycled products obtained by washing and then drying are also suitable. Recycled products obtained by purely mechanical processing are useful but less preferred. The reclaimed product can generally replace at least about 70 wt%, preferably at least about 80 wt%, particularly preferably at least about 90 wt% of fresh sand.

合成の鋳型材料、例えば、ガラスビーズ、ガラス顆粒、「Cerabeads」もしくは「Carboaccucast」の名称において公知の球状のセラミック構築ベース材料またはケイ酸アルミニウム中空マイクロスフェア(いわゆる、マイクロスフェア)が、耐火性の鋳型ベース材料として有用でもある。このようなケイ酸アルミニウム中空マイクロスフェアは、例えば、Omega Minerals Germany GmbH、Norderstedtにより、「Omega−Spheres」の名称で、異なる酸化アルミニウム含量を有する種々の品質において上市されている。対応する製品は、PQ Corporation(USA)から、「Extendospheres」の名称で入手できる。   Synthetic mold materials, such as glass beads, glass granules, spherical ceramic construction base materials known under the name “Cerabaads” or “Carboaccucast” or aluminum silicate hollow microspheres (so-called microspheres) are refractory molds. It is also useful as a base material. Such aluminum silicate hollow microspheres are marketed in various qualities with different aluminum oxide contents under the name “Omega-Spheres”, for example by Omega Minerals Germany GmbH, Norderstedt. A corresponding product is available from PQ Corporation (USA) under the name “Extendspheres”.

前記鋳型ベース材料の平均直径は、一般的には、100μmと600μmとの間、好ましくは120μmと550μmとの間、特に好ましくは150μmと500μmとの間である。前記粒径は、例えば、DIN ISO 3310に基づくスクリーニングにより測定され得る。   The average diameter of the mold base material is generally between 100 μm and 600 μm, preferably between 120 μm and 550 μm, particularly preferably between 150 μm and 500 μm. The particle size can be measured, for example, by screening based on DIN ISO 3310.

アルミニウムによる鋳造実験において、合成の鋳型ベース材料が使用される場合、例えば、ガラスビーズ、ガラス顆粒またはマイクロスフェアの場合において、純粋な石英砂が使用される場合より、金属表面に付着する型砂がほとんど残らなかった。したがって、人工の鋳型ベース材料の使用は、ブラストによる高価な後処理が必要でない、または、少なくともかなりより少ない程度に必要とされるように、より平滑な鋳物表面の達成を可能にする。
このような例において、前記合成の鋳型ベース材料からなる前記鋳型ベース材料が全て必要なわけではない。
In casting experiments with aluminum, when a synthetic mold base material is used, for example in the case of glass beads, glass granules or microspheres, there is almost no mold sand adhering to the metal surface than when pure quartz sand is used. Did not remain. Thus, the use of an artificial mold base material allows for the achievement of a smoother casting surface so that expensive post-processing by blasting is not required, or at least to a much lesser extent.
In such an example, not all of the template base material comprising the synthetic template base material is required.

前記合成の鋳型ベース材料の好ましい比率は、前記耐火性の鋳型ベース材料の総量に基づいて、少なくとも約3wt%、特に好ましくは少なくとも5wt%、特に好ましくは少なくとも10wt%、有利に少なくとも約15wt%、特に有利に少なくとも約20wt%である。前記耐火性の鋳型ベース材料は、好ましくは、本発明に基づく鋳型混合物が従来のコア射出機において処理され得るように、自由流動状態にある。   A preferred ratio of the synthetic mold base material is at least about 3 wt%, particularly preferably at least 5 wt%, particularly preferably at least 10 wt%, advantageously at least about 15 wt%, based on the total amount of the refractory mold base material, Particularly preferred is at least about 20 wt%. Said refractory mold base material is preferably in a free-flowing state so that the mold mixture according to the invention can be processed in a conventional core injection machine.

更なる成分として、本発明に基づく鋳型混合物は、水ガラスに基づくバインダーを含む。使用され得る前記水ガラスは、通常の水ガラス、例えば、鋳型混合物におけるバインダーとして既に使用されているものを含む。   As a further component, the mold mixture according to the invention comprises a binder based on water glass. The water glass that can be used includes conventional water glass, such as those already used as binders in mold mixtures.

水ガラスは、アルカリケイ酸塩、特にリチウム、ナトリウムおよびカリウムのケイ酸塩の水溶液であり、他の分野、例えば、建築におけるバインダーとしても使用される。前記水ガラスは、例えば、石英砂およびアルカリ炭酸塩を、1350℃から1500℃で溶融することにより、大型の工業規模で製造される。この方法において、前記水ガラスは、ブロック状の固体ガラスの状態で最初に取得される。前記固体ガラスは、温度および圧力の適用下において水に溶解される。水ガラスを製造するための更なる方法は、水酸化ナトリウムによる石英砂の直接分解である。   Water glass is an aqueous solution of alkali silicates, especially lithium, sodium and potassium silicates, and is also used as a binder in other fields, such as construction. The water glass is produced on a large industrial scale by, for example, melting quartz sand and alkali carbonate at 1350 ° C. to 1500 ° C. In this method, the water glass is first obtained in the form of a block-like solid glass. The solid glass is dissolved in water under the application of temperature and pressure. A further method for producing water glass is the direct decomposition of quartz sand with sodium hydroxide.

ついで、取得されたアルカリケイ酸塩溶液は、アルカリ水酸化物および/もしくはアルカリ酸化物またはそれらの水和物を添加することにより、所望のSiO/MOのモル比に調節され得る。さらに、前記アルカリケイ酸塩溶液の組成は、種々の成分とアルカリケイ酸塩を溶解することにより調節され得る。アルカリケイ酸塩溶液に加えて、固体状の水を含むアルカリケイ酸塩、例えば、PQ CorporationからのKasolv、BritesilまたはPyramidの製品群が利用可能である。 The obtained alkali silicate solution can then be adjusted to the desired SiO 2 / M 2 O molar ratio by adding alkali hydroxides and / or alkali oxides or hydrates thereof. Furthermore, the composition of the alkali silicate solution can be adjusted by dissolving various components and alkali silicate. In addition to alkali silicate solutions, alkali silicates containing solid water, such as Kasolv, Britesil or Pyramide products from PQ Corporation are available.

前記バインダーは、2つ以上の上記アルカリイオンを含む水ガラス、例えば、独国特許出願公開第2652421号明細書(=独国特許発明第1532847号明細書)から公知の、リチウム修飾された水ガラスに基づくこともできる。さらに、前記水ガラスは、多価イオン、例えば、ホウ素またはアルミニウムも含み得る(対応する化合物は、欧州特許出願公開第2305603号明細書(=国際公開第2011/042132号パンフレット)に記載されている。)。
前記水ガラスは、好ましくは、1.6から4.0、特に2.0から3.5未満の範囲のSiO/MOのモル比を有する。Mは、リチウム、ナトリウムまたはカリウムを表す。
The binder is a water glass containing two or more of the above alkali ions, for example, a lithium-modified water glass known from DE 2652421 (= DE 1532847). It can also be based on. Furthermore, the water glass may also contain multivalent ions, such as boron or aluminum (corresponding compounds are described in EP 2305603 (= WO 2011/042132). .)
The water glass preferably has a SiO 2 / M 2 O molar ratio in the range of 1.6 to 4.0, especially 2.0 to less than 3.5. M represents lithium, sodium or potassium.

前記水ガラスは、好ましくは、30wt%以上、特に好ましくは33wt%以上、特に好ましくは36wt%以上の固形分を有する。前記好ましい水ガラスの固形分についての上限は、65wt%以下、特に好ましくは60wt%以下、特に好ましくは55wt%以下である。前記固形分は、Sartorius MA30 湿度分析器において測定される。この分析器において、約3−4gのバインダーが、アルミニウム皿(直径=10cm、高さ=0.7cm)上で、140℃の温度で、一定の重量まで加熱される。   The water glass preferably has a solid content of 30 wt% or more, particularly preferably 33 wt% or more, and particularly preferably 36 wt% or more. The upper limit for the solid content of the preferable water glass is 65 wt% or less, particularly preferably 60 wt% or less, and particularly preferably 55 wt% or less. The solids are measured in a Sartorius MA30 humidity analyzer. In this analyzer, about 3-4 g of binder is heated to a constant weight at a temperature of 140 ° C. on an aluminum pan (diameter = 10 cm, height = 0.7 cm).

さらに、前記水ガラスは、25から65wt%、好ましくは30から60wt%の範囲において、MOおよびSiOとして算出された固形分を有する。前記固形分は、前記水ガラスに含まれる、SiOおよびMOとして算出されたアルカリケイ酸塩の分量に基づいている。 Further, the water glass has a solid content calculated as M 2 O and SiO 2 in the range of 25 to 65 wt%, preferably 30 to 60 wt%. The solid content is based on the amount of alkali silicate calculated as SiO 2 and M 2 O contained in the water glass.

用途および所望の液体レベルに応じて、前記鋳型ベース材料に基づく各場合において、0.5wt%と5wt%との間、好ましくは0.75wt%と4wt%との間、特に好ましくは1wt%と3.5wt%との間の水ガラスに基づくバインダーが使用される。本願明細書における情報は、上記与えられた固形分を有する水ガラスに基づいており、希釈剤である水を含む。   Depending on the application and the desired liquid level, in each case based on the mold base material, it is between 0.5 wt% and 5 wt%, preferably between 0.75 wt% and 4 wt%, particularly preferably 1 wt%. A binder based on water glass between 3.5 wt% is used. The information herein is based on water glass having the given solid content and includes water as a diluent.

OおよびSiOとして算出されたアルカリケイ酸塩の量に基づいて、前記アルカリケイ酸塩は、希釈剤を考慮することなく、本発明に基づく無機バインダーを含む鋳型ベースに添加される。使用される前記バインダーの分量は、前記鋳型ベース材料に対して、0.2から2.5wt%、好ましくは0.3から2wt%である。MOは、上記の意味を有する。 Based on the amount of alkali silicate calculated as M 2 O and SiO 2 , the alkali silicate is added to the mold base containing the inorganic binder according to the present invention without considering the diluent. The amount of binder used is 0.2 to 2.5 wt%, preferably 0.3 to 2 wt%, based on the mold base material. M 2 O has the above meaning.

前記鋳型混合物は、好ましくは、二酸化ケイ素、二酸化アルミニウム、二酸化チタニウムおよび酸化亜鉛ならびにそれらの混合物または混合酸化物、特に二酸化ケイ素、二酸化アルミニウムおよび/またはアルモシリケートの群から選択される微粒子状の金属酸化物の分量を含む。これらの金属酸化物の粒径は、好ましくは300μm未満、好ましくは200μm未満、特に好ましくは100μm未満になり、例えば、0.05μmと10μmとの間の平均一次粒径を有する。   Said mold mixture is preferably a particulate metal oxide selected from the group of silicon dioxide, aluminum dioxide, titanium dioxide and zinc oxide and mixtures or mixed oxides thereof, in particular silicon dioxide, aluminum dioxide and / or aluminosilicate. Including the amount of goods. The particle size of these metal oxides is preferably less than 300 μm, preferably less than 200 μm, particularly preferably less than 100 μm, for example having an average primary particle size between 0.05 μm and 10 μm.

前記粒径は、スクリーン分析により測定され得る。特に好ましくは、63μmのメッシュサイズを有するスクリーン上のスクリーン残留物は、10wt%未満、好ましくは8wt%未満になる。特に好ましくは、二酸化ケイ素が、前記微粒子状の金属酸化物として使用される。この場合、合成的に製造された非晶質の二酸化ケイ素が特に好ましい。   The particle size can be measured by screen analysis. Particularly preferably, the screen residue on a screen having a mesh size of 63 μm will be less than 10 wt%, preferably less than 8 wt%. Particularly preferably, silicon dioxide is used as the particulate metal oxide. In this case, synthetically produced amorphous silicon dioxide is particularly preferred.

好ましくは、沈降シリカおよび/または焼成シリカが、前記微粒子状の二酸化ケイ素として使用される。   Preferably, precipitated silica and / or calcined silica is used as the particulate silicon dioxide.

場合により、前記鋳型混合物は、非晶質SiOを含み得る。驚くべきことに、前記鋳型混合物への非晶質SiOの添加は、欧州特許第1802409号明細書(=米国特許第7770629号明細書)に記載の熱硬化において、ポジティブな効果を有するだけでなく、COガスおよび噴流ガスによる硬化においてもポジティブな効果を有することが見出された。最初の強度の点から、前記強度の向上は、同じ量までのバインダー含量を向上させたそれより、はるかに大きく現れる。一方、最終的な強度の点から、より高いバインダー含量は、代替手段が所望の効果に基づいて利用できるように、より有利となる。 Optionally, the template mixture may comprise amorphous SiO 2. Surprisingly, the addition of amorphous SiO 2 to the mold mixture has only a positive effect in the thermosetting described in EP 1802409 (= US Pat. No. 7,770,629). It was also found to have a positive effect in curing with CO 2 gas and jet gas. In terms of initial strength, the strength enhancement appears much greater than that of increasing the binder content to the same amount. On the other hand, in terms of ultimate strength, a higher binder content becomes more advantageous so that alternative means can be utilized based on the desired effect.

本発明に基づいて使用される前記非晶質SiOは、好ましくは15wt%未満、特に5wt%未満、特に好ましくは1wt%未満の含水量を有する。特に、前記非晶質SiOは、粉末として使用される。 Said amorphous SiO 2 used according to the invention preferably has a water content of less than 15 wt%, in particular less than 5 wt%, particularly preferably less than 1 wt%. In particular, the amorphous SiO 2 is used as a powder.

合成的に製造されたシリカおよび天然由来のシリカの両方が、前記非晶質SiOとして使用され得る。ただし、例えば、独国特許出願公開第102007045649号明細書から公知のように、後者は好ましくない。それらは、一般的に、かなりの結晶質部分を含んでいるため、発ガン性として分類されるためである。 Both synthetically produced silica and naturally derived silica can be used as the amorphous SiO 2 . However, the latter is not preferred, as is known, for example, from DE 102007045649. This is because they are generally classified as carcinogenic because they contain significant crystalline portions.

合成は、非天然由来の非晶質SiOを意味する。すなわち、それを製造することは、化学反応、例えば、アルカリケイ酸塩溶液からのイオン交換処理によるシリカゾルの製造、アルカリケイ酸塩溶液からの沈殿、四塩化ケイ素の火炎加水分解法または、フェロシリコンおよびシリコンの製造中における電気炉でのコークスによる石英砂の還元を含む。前記2つの最後に名づけられた方法に基づいて製造された非晶質SiOは、焼成SiOとも呼ばれる。 By synthesis is meant non-naturally-derived amorphous SiO 2 . That is, it can be produced by chemical reaction, for example, production of silica sol by ion exchange treatment from alkali silicate solution, precipitation from alkali silicate solution, flame hydrolysis method of silicon tetrachloride or ferrosilicon And reduction of quartz sand by coke in an electric furnace during the production of silicon. Amorphous SiO 2 produced according to the two last named methods is also called calcined SiO 2 .

場合により、合成の非晶質SiOは、もっぱら、沈降シリカ(CAS No.112926−00−8)および火炎加水分解法により製造されたSiO(焼成シリカ、ヒュームド・シリカ、CAS No.112945−52−5)と規定される。一方、フェロシリコンまたはシリコン製造において製造された生成物は、非晶質SiO(シリカヒューム、マイクロシリカ、CAS No.69012−64−12)としてほとんど知られていない。本発明の目的について、フェロシリコンまたはシリコン製造において製造された生成物も、合成の非晶質SiOと規定されるであろう。 In some cases, synthetic amorphous SiO 2 is exclusively composed of precipitated silica (CAS No. 112926-00-8) and SiO 2 (fired silica, fumed silica, CAS No. 112945-) produced by flame hydrolysis. 52-5). On the other hand, the product produced in ferrosilicon or silicon production is hardly known as amorphous SiO 2 (silica fume, microsilica, CAS No. 69012-64-12). For the purposes of the present invention, the product produced in ferrosilicon or silicon manufacturing will also be defined as amorphous SiO 2 synthesis.

沈降シリカおよび焼成、すなわち、火炎加水分解されたSiOまたは電気アーク製造されたSiOが、好ましく使用される。特に好ましくは、ZrSiOの熱分解により製造された非晶質SiO(独国特許出願公開第102012020509号明細書を参照のこと。)および、酸素含有ガスによる金属Siの酸化により製造されたSiO(独国特許出願公開第102012020510号明細書を参照のこと。)が使用される。粒子が球状で、破片が存在しないように、結晶質石英から溶解および急速な冷却により製造された石英ガラス粉末(主に非晶質SiO)も好ましい(独国特許出願公開第102012020511号明細書を参照のこと。)。前記合成の非晶質二酸化ケイ素の平均一次粒径は、0.05μmと10μmとの間、特に0.1μmと5μmとの間、特に好ましくは0.1μmと2μmとの間であることができる。前記一次粒径は、Horiba LA 950における動的光散乱により測定され、firm of FEIからのNova NanoSEM 230における走査電子顕微鏡検査(SEM顕微鏡検査)により確認される。さらに、SEM画像の支援により、前記一次粒径の詳細が、0.01μmの大きさの桁まで可視化され得る。SiOサンプルは、SEM測定用の蒸留水に分散され、ついで、前記水が蒸発する前に、銅ストリップに結合されたアルミニウムホルダに適用される。 Precipitated silica and calcined, ie flame hydrolyzed SiO 2 or electric arc produced SiO 2 are preferably used. Particular preference is given to amorphous SiO 2 produced by thermal decomposition of ZrSiO 4 (see DE 102012020509) and SiO produced by oxidation of metallic Si with an oxygen-containing gas. 2 (see German Offenlegungsschrift 102012020510). Also preferred is a quartz glass powder (mainly amorphous SiO 2 ) produced from crystalline quartz by melting and rapid cooling so that the particles are spherical and free of debris (DE 102012020511). checking.). The average primary particle size of the synthetic amorphous silicon dioxide can be between 0.05 μm and 10 μm, in particular between 0.1 μm and 5 μm, particularly preferably between 0.1 μm and 2 μm. . The primary particle size is measured by dynamic light scattering in a Horiba LA 950 and is confirmed by scanning electron microscopy (SEM microscopy) in a Nova NanoSEM 230 from a farm of FEI. Furthermore, with the aid of SEM images, the details of the primary particle size can be visualized to the order of 0.01 μm. The SiO 2 sample is dispersed in distilled water for SEM measurements and then applied to an aluminum holder bonded to a copper strip before the water evaporates.

さらに、前記合成の非晶質二酸化ケイ素の比表面積は、DIN 66131に基づく気体吸着測定(BET法)の支援により測定された。前記合成の非晶質SiOの比表面積は、1と200m/gとの間、特に1と50m/gとの間、特に好ましくは1と30m/gとの間である。場合により、製品は、例えば、特定の粒径分布を有する混合物を合成的に取得するために、混合されることもできる。 Furthermore, the specific surface area of the synthetic amorphous silicon dioxide was measured with the aid of gas adsorption measurement (BET method) based on DIN 66131. The specific surface area of the synthetic amorphous SiO 2 is between 1 and 200 m 2 / g, in particular between 1 and 50 m 2 / g, particularly preferably between 1 and 30 m 2 / g. In some cases, the products can be mixed, for example, to synthetically obtain a mixture having a specific particle size distribution.

前述の非晶質SiO種は、凝集によってより大きな凝集体を容易に形成する。前記鋳型材料混合物における非晶質SiOの均質な分布のために、前記凝集体が、混合によってより小さい単位に再度壊されるか、または、初めから特定のサイズを超えないことが重要である。好ましくは、凝集の程度を説明するのに使用されるスクリーン残留物は、45μmのメッシュサイズ(325メッシュ)を有するスクリーンの通過に基づいて、約10wt%以下、特に約5wt%以下、最も特に好ましくは約2wt%以下になる。 The aforementioned amorphous SiO 2 species readily form larger aggregates by aggregation. Due to the homogeneous distribution of amorphous SiO 2 in the mold material mixture, it is important that the agglomerates are broken again into smaller units by mixing or do not exceed a certain size from the start. Preferably, the screen residue used to describe the degree of agglomeration is about 10 wt% or less, especially about 5 wt% or less, most particularly preferred, based on passage through a screen having a mesh size of 45 μm (325 mesh). Is about 2 wt% or less.

製造方法および製造メーカに応じて、前記非晶質SiOの純度は、大きく変動し得る。少なくとも85wt%、好ましくは少なくとも90wt%、特に好ましくは少なくとも95wt%のSiOを含む種類が、適切であると証明された。 Depending on the manufacturing method and the manufacturer, the purity of the amorphous SiO 2 can vary greatly. A variety comprising at least 85 wt%, preferably at least 90 wt%, particularly preferably at least 95 wt% SiO 2 has proven suitable.

用途および所望の強度レベルに応じて、前記鋳型ベース混合物に基づく各場合において、0.1wt%と2wt%との間、好ましくは0.1wt%と1.8wt%との間、特に好ましくは0.1wt%と1.5wt%との間の、前記微粒子状の非晶質SiOが使用される。 Depending on the application and the desired strength level, in each case based on the mold base mixture, it is between 0.1 wt% and 2 wt%, preferably between 0.1 wt% and 1.8 wt%, particularly preferably 0. The fine particulate amorphous SiO 2 between 1 wt% and 1.5 wt% is used.

前記非晶質SiOに対する水ガラスバインダーの比は、広い範囲内で変動し得る。このことは、前記コアの最初の強度、すなわち、前記器具から取り出した直後の強度を、前記最終的な強度に実質的に影響を及ぼすことなく、かなり改善する利点を提供する。このことは、軽金属鋳造に特に非常に有意義である。一方では、高い最初の強度は、前記コアを、それらが製造された後に問題なく輸送するのに望ましく、コアパッケージ全体を作製するのに望ましい。しかし、一方では、前記最終的な強度は、鋳造後のコアの崩壊による問題を避けるために、高すぎるべきでない。 The ratio of water glass binder to amorphous SiO 2 can vary within wide limits. This offers the advantage of significantly improving the initial strength of the core, i.e. the strength immediately after removal from the instrument, without substantially affecting the final strength. This is particularly significant for light metal casting. On the one hand, a high initial strength is desirable for transporting the cores without problems after they are manufactured, and for creating the entire core package. However, on the one hand, the final strength should not be too high to avoid problems due to core collapse after casting.

前記バインダーの重量に基づいて、前記非晶質SiOは、好ましくは、2から60wt%、好ましくは3から55wt%、特に好ましくは4と50wt%との間の分量において存在し、または、特に好ましくは、10:1から1:1.2(重量部)の前記非晶質SiOに対する水ガラスの固形分の比に基づいている。 Based on the weight of the binder, the amorphous SiO 2 is preferably present in a quantity of 2 to 60 wt%, preferably 3 to 55 wt%, particularly preferably between 4 and 50 wt%, or in particular Preferably, it is based on the solids ratio of water glass to amorphous SiO 2 of 10: 1 to 1: 1.2 (parts by weight).

欧州特許第1802409号明細書に基づいて、前記非晶質SiOの添加は、前記バインダー添加の前後の両方において、前記耐火性材料に直接行われ得るが、欧州特許出願公開第1884300号明細書(=米国特許出願公開第2008/029240号明細書)に記載のように、まず、少なくとも一部の前記バインダーを含むSiOのプレミックスを製造し、ついで、前記耐火性材料にこれを混合することも可能である。前記プレミックスについて存在するが、使用されないバインダーまたはバインダー部分は、前記プレミックスの添加の前後またはそれと共に、前記耐火性材料に添加され得る。好ましくは、前記非晶質SiOは、前記バインダーの添加前に、前記耐火性材料に直接添加される。 According to EP 1802409, the addition of amorphous SiO 2 can be performed directly on the refractory material both before and after the addition of the binder, although EP 1 844 300. First, a SiO 2 premix containing at least a portion of the binder is prepared, and then mixed with the refractory material as described in US Patent Application Publication No. 2008/029240. It is also possible. Binders or binder portions that are present but not used for the premix can be added to the refractory material before or after the addition of the premix or with it. Preferably, the amorphous SiO 2 is added directly to the refractory material before the addition of the binder.

理論に拘束されるものではないが、本発明者らは、アルカリ水ガラスは、非晶質二酸化ケイ素の表面上に配置されたシラノール基と非常に反応し得ること、および、前記水が蒸発した場合、強力な結合が前記二酸化ケイ素と前記水ガラスとの間に生じ、その時点で固体であると推定する。   Without being bound by theory, the inventors have shown that alkaline water glass can be highly reactive with silanol groups located on the surface of amorphous silicon dioxide and that the water has evaporated. In this case, a strong bond occurs between the silicon dioxide and the water glass and is assumed to be solid at that time.

更なる実施形態において、硫酸バリウムが、鋳物、特に軽金属の鋳物、例えば、アルミニウムの鋳物の表面をさらに改善するために、前記鋳物混合物に添加されてもよい。前記硫酸バリウムは、合成的に製造されてもよいし、または、天然の硫酸バリウムとして、すなわち、硫酸バリウムを含む鉱物、例えば、重晶石または重晶石の状態において添加されてもよい。適切な硫酸バリウムおよびそれにより製造された固体混合物のこの特徴および他の特徴は、独国特許出願公開第102012104934号明細書により詳細に記載されるであろう。したがって、その開示内容は、本特許の開示に参照により取り込まれる。   In a further embodiment, barium sulfate may be added to the casting mixture in order to further improve the surface of castings, in particular light metal castings, for example aluminum castings. Said barium sulphate may be produced synthetically or may be added as natural barium sulphate, ie in the form of minerals containing barium sulphate, for example barite or barite. This and other features of suitable barium sulphate and the solid mixtures produced thereby will be described in more detail in German Offenlegungsschrift DE 102 01 210 4934. Accordingly, the disclosure content thereof is incorporated into the disclosure of this patent by reference.

前記硫酸バリウムは、好ましくは、総鋳型混合物に基づく各場合において、0.02から5.0wt%、特に好ましくは0.05から3.0wt%、特に好ましくは0.1から2.0wt%または0.3から0.99wt%の分量で添加される。   Said barium sulfate is preferably 0.02 to 5.0 wt%, in particular 0.05 to 3.0 wt%, particularly preferably 0.1 to 2.0 wt% or in each case based on the total mold mixture or It is added in an amount of 0.3 to 0.99 wt%.

更なる実施形態に基づいて、他の物質も、前記鋳物混合物に添加されてもよく、溶融アルミニウムによる低度のぬれにより特徴付けられる、例えば、亜硝酸ホウ素である。   Based on further embodiments, other materials may also be added to the casting mixture and are characterized by low wetting by molten aluminum, for example boron nitrite.

ほとんど湿潤性でない物質、例えば、他のものと一緒に、ほとんど湿潤性でない物質としての硫酸バリウムのこのような混合物は、同様に、砂の付着のない平滑な鋳物表面をもたらし得る。非湿潤性/ほとんど湿潤性を示さない物質の総量に基づいて、前記硫酸バリウムの分量は、5wt%より大きく、好ましくは10wt%より大きく、特に好ましくは20wt%より大きくまたは60wt%より大きくあるべきである。   Such a mixture of barium sulphate as a material that is hardly wettable, for example, along with others, as well as other materials can likewise result in a smooth casting surface without sand adhesion. Based on the total amount of non-wetting / substantially wettable material, the barium sulfate content should be greater than 5 wt%, preferably greater than 10 wt%, particularly preferably greater than 20 wt% or greater than 60 wt%. It is.

上限は、純粋な硫酸バリウムを表す−この場合における硫酸バリウムにおける非湿潤性物質の分量は、100wt%である。非湿潤性/ほとんど湿潤性でない物質、特に硫酸バリウムの混合物は、好ましくは、前記鋳型混合物に基づく各場合において、0.02から5.0wt%、特に好ましくは0.05から3.0wt%、特に好ましくは0.1から2.0wt%または0.3から0.99wt%の分量で添加される。   The upper limit represents pure barium sulfate-in this case the amount of non-wetting substance in the barium sulfate is 100 wt%. Non-wettable / nearly wettable substances, in particular barium sulphate mixtures, are preferably 0.02 to 5.0 wt.%, Particularly preferably 0.05 to 3.0 wt.% In each case based on said mold mixture, Particularly preferably, it is added in an amount of 0.1 to 2.0 wt% or 0.3 to 0.99 wt%.

更なる実施形態では、本発明に基づく鋳型混合物の添加剤成分は、独国特許出願公開第102012113073号明細書または独国特許出願公開第102012113074号明細書に記載のように、少なくとも1つの微粒子状、または、1つの微粒子状の、アルミニウムもしくはアルミニウムおよびジルコニウムの混合金属酸化物も含み得る。このような添加剤の手段により、非常に高い表面品質を有する特に鉄またはスチール製の鋳物が、鋳型の除去が鋳造後の表面処理をほとんど必要としないか、または、同処理を必要としないように、金属鋳造後に取得され得る。   In a further embodiment, the additive component of the mold mixture according to the invention is at least one particulate form, as described in DE 10 2012 121 13073 or DE 10 20 121 13074. Or a single particulate aluminum or mixed metal oxide of aluminum and zirconium. By means of such additives, especially iron or steel castings with very high surface quality, the removal of the mold requires little or no post-cast surface treatment. In addition, it can be obtained after metal casting.

前記微粒子状の金属酸化物または微粒子状の混合金属酸化物は、室温において、無機バインダー、特にアルカリ水ガラスとほとんど反応しない傾向、または、同水ガラスと反応しない傾向を示す。   The particulate metal oxide or the particulate mixed metal oxide tends to hardly react with an inorganic binder, particularly alkaline water glass, or does not react with the water glass at room temperature.

これにおける前記微粒子状の金属酸化物は、特に、少なくとも1つの、アルファ相における酸化アルミニウムおよび/または、フィロシリケート構造を有するアルミニウム−ケイ素混合酸化物を除く、少なくとも1つのアルミニウム/ケイ素の混合酸化物を含むか、または、同酸化物からなり得る。少なくとも1つの、アルファ相における酸化アルミニウムおよび/または、フィロシリケート構造を有するアルミニウム/ケイ素混合酸化物を除く、少なくとも1つのアルミニウム/ケイ素の混合酸化物を含む微粒子状の金属酸化物は、純粋な酸化アルミニウムまたは純粋なアルモシリケートもしくはアルミノシリケートからなる微粒子状の金属酸化物だけでなく、上記金属酸化物と他の酸化物、例えば、ジルコニウム、アルミニウム/ケイ素内に包含されたジルコニウムの混合酸化物または異種物質の混合物、すなわち、複数の厚みからなるものとしても規定される。前記異種物質の混合物は、その他のものと共に、少なくとも2つの上記固形物または基材:アルミナ酸化物含有および/またはアルミニウム/ケイ素酸化物含有の固形物もしくは相からなる。   The particulate metal oxide in this case is in particular at least one aluminum / silicon mixed oxide excluding aluminum oxide in the alpha phase and / or an aluminum-silicon mixed oxide having a phyllosilicate structure. Or may be made of the same oxide. At least one particulate metal oxide comprising at least one aluminum / silicon mixed oxide, excluding aluminum oxide in the alpha phase and / or aluminum / silicon mixed oxide having a phyllosilicate structure, is purely oxidized. Not only fine metal oxides made of aluminum or pure alumosilicates or aluminosilicates, but also metal oxides and other oxides such as zirconium, mixed oxides of zirconium contained in aluminum / silicon or different types It is also defined as a mixture of substances, ie consisting of a plurality of thicknesses. Said mixture of dissimilar materials comprises, together with others, at least two of the above solids or substrates: alumina oxide-containing and / or aluminum / silicon oxide-containing solids or phases.

コランダムと二酸化ジルコニウム、ジルコニウムムライト、ジルコニウムコランダムおよびアルミニウムシリケート(フィロシリケート構造を有するものを除く)と二酸化ジルコニウムの群から選択される微粒子状の金属酸化物が好ましく、場合により、他の金属酸化物も含む。   Fine metal oxides selected from the group of corundum and zirconium dioxide, zirconium mullite, zirconium corundum and aluminum silicate (excluding those having a phyllosilicate structure) and zirconium dioxide are preferred, and in some cases other metal oxides are also included. Including.

前記バインダーについての添加剤として、層構造を有するアルミニウム/ケイ素混合酸化物、例えば、メタカオリン、カオリンおよびカオリナイトは不適切である。焼成した非晶質の酸化アルミニウムも不適切である。   As additives for the binder, aluminum / silicon mixed oxides having a layer structure, such as metakaolin, kaolin and kaolinite are unsuitable. A calcined amorphous aluminum oxide is also inappropriate.

前記微粒子状の混合金属酸化物は、少なくとも1つの微粒子状の混合酸化物または少なくとも2つの酸化物の微粒子状の混合物であるか、または、少なくとも1つの更なる微粒子状の酸化物を伴う微粒子状の混合酸化物として、少なくとも存在する。この場合、前記微粒子状の混合酸化物は、少なくとも1つの酸化アルミニウムおよび少なくとも1つの酸化ジルコニウムを含む。   Said particulate mixed metal oxide is at least one particulate mixed oxide or a particulate mixture of at least two oxides, or particulate with at least one further particulate oxide. It exists at least as a mixed oxide. In this case, the particulate mixed oxide contains at least one aluminum oxide and at least one zirconium oxide.

酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムに加えて、各場合において含まれる微粒子状の混合金属酸化物は、純粋な酸化ジルコニウムおよび二酸化ジルコニウムを含むだけでなく、混合酸化物、例えば、アルミニウムシリケートおよび酸化ジルコニウムまたは異種物質の混合物、すなわち、複数の相からなるものとしても規定される。前記異種物質の混合物は、その他のものと共に、少なくとも1つ以上の酸化アルミニウム含有および/または酸化ジルコニウム含有の固形物もしくは相からなる。
a)コランダムと二酸化ジルコニウム、b)ジルコニウムムライト、c)ジルコニウムコランダムおよびd)アルミニウムシリケートと二酸化ジルコニウムの群の1つ以上のメンバーから選択される本発明に基づく微粒子状の混合金属酸化物が好ましく、更なる金属酸化物も含んでもよい。
In addition to aluminum oxide, zirconium oxide, the particulate mixed metal oxides included in each case include not only pure zirconium oxide and zirconium dioxide, but also mixed oxides such as aluminum silicate and zirconium oxide or foreign substances A mixture of a plurality of phases. Said mixture of different substances comprises, together with others, at least one or more aluminum oxide-containing and / or zirconium oxide-containing solids or phases.
Preferred are particulate mixed metal oxides according to the invention selected from one or more members of the group of a) corundum and zirconium dioxide, b) zirconium mullite, c) zirconium corundum and d) aluminum silicate and zirconium dioxide, Additional metal oxides may also be included.

アルミニウムシリケートは、本願明細書において、アルモシリケートおよびアルミノシリケートの両方として規定される。   Aluminum silicate is defined herein as both an alumosilicate and an aluminosilicate.

前記アルミニウム/ケイ素混合酸化物および前記アルミニウムシリケートは両方とも、それらが非晶質でない(すなわち、結晶度または部分的な結晶度が存在する。)限り、好ましくは、島状のシリケートである。島状のシリケートにおいて、前記構造に存在するSiO単位(四面体)は、互いに直接結合しない(Si−O−Si結合は存在しない)が、1つ以上のAl原子に対する四面体SiO単位の代わりの結合(Si−O−Al)が存在する。前記Al原子は、この方法において、4、5および/または6個の酸素原子により配位される。
(Systematik der Minerale after Strunz[Strunz’Classification of Minerals],9th editionに基づく)これらの島状のシリケートの典型的な代表例は、例えば、ムライト(本願明細書では、融合および焼成ムライトならびにZrO含有ムライトを意味する。)およびシリマナイトならびにシリマナイト群の他のメンバー(例えば、カイアナイトまたはアンダルサイト)である。前記カイアナイトが、前記シリマナイト群から特に好ましく使用される。全てのケイ素およびアルミニウムの合計に基づく50atom%より多くのアルミニウム原子を含む非晶質のアルミニウムシリケート(シリケート構造を有するものを除く)が特に好ましい。場合により、ジルコニウム/酸化ジルコニウムまたは、ジルコニウムコランダム製造における副産物として形成される酸化アルミニウム含有粉末も含むため、微細に分割された状態での酸化ジルコニウムも含み得る。アルミニウムまたはアルミニウムおよびジルコニウムの適切な微粒子状の金属酸化物または微粒子状の混合金属酸化物のこの特徴および他の特徴は、独国特許出願公開第102012113073号明細書または独国特許出願公開第102012113074号明細書により詳細に記載されている。このため、これらも、本特許の開示に参照により取り込まれる。
Both the aluminum / silicon mixed oxide and the aluminum silicate are preferably island-like silicates as long as they are not amorphous (ie, there is crystallinity or partial crystallinity). In the island-like silicate, the SiO 4 units (tetrahedrons) present in the structure do not directly bond to each other (there is no Si—O—Si bond), but the tetrahedral SiO 4 units to one or more Al atoms There is an alternative bond (Si-O-Al). The Al atoms are coordinated by 4, 5 and / or 6 oxygen atoms in this way.
(Systematik der Minerale after Strunz [Strunz'Classification of Minerals], based on the 9 th edition) Typical representatives of these islands silicates, for example, mullite (herein, fusion and calcined mullite and ZrO 2 Containing mullite) and sillimanite and other members of the sillimanite group (eg, kyanite or andalusite). The kyanite is particularly preferably used from the sillimanite group. Particularly preferred are amorphous aluminum silicates (excluding those having a silicate structure) containing more than 50 atom% aluminum atoms based on the sum of all silicon and aluminum. Optionally, zirconium / zirconium oxide or an aluminum oxide-containing powder formed as a by-product in the production of zirconium corundum is also included, so that zirconium oxide in a finely divided state can also be included. This and other features of suitable particulate metal oxides or particulate mixed metal oxides of aluminum or aluminum and zirconium are described in DE 10 2012 121 13073 or DE 10 20 121 130 74. It is described in more detail in the description. Thus, these are also incorporated by reference into the disclosure of this patent.

強度を向上させるために前記鋳型混合物に添加される前記微粒子状の非晶質二酸化ケイ素は、前記微粒子状の混合金属酸化物の一部としてまたは別個に添加され得る。
いずれかの場合において、前記微粒子状の混合金属酸化物および前記微粒子状の非晶質二酸化ケイ素の濃度における本願明細書においてなされた記載は、他の成分を含まないと理解される各場合においてである。疑義のある場合には、前記成分は、この基礎に基づいて算出されなければならない。
The particulate amorphous silicon dioxide added to the template mixture to improve strength can be added as part of or separately from the particulate mixed metal oxide.
In any case, the statements made herein in the concentration of the particulate mixed metal oxide and the particulate amorphous silicon dioxide are in each case understood to be free of other components. is there. In case of doubt, the ingredients must be calculated on this basis.

更なる実施形態では、本発明に基づく鋳型混合物の添加剤成分は、リン含有化合物を含んでもよい。このような添加剤は、鋳型の非常に薄い壁部および特にコアの場合に好ましい。この方法において、前記コアまたは前記鋳型の薄い壁部の熱安定性が向上し得るためである。このことは、鋳造中におけるカウンターおよび傾いた表面における液体状の金属が、そこで金属静的圧力による強力な浸食作用を発揮し、または、特に前記型の薄い壁部の崩壊をもたらし得る場合、特に重要である。適切なリン化合物は、本発明に基づく鋳型混合物の処理時間にほとんど顕著な作用を有しないか、または、同処理時間に顕著な作用を有しない。この群の適切な代表例およびそれらの添加量は、国際公開第2008/046653号パンフレットに詳細に記載されている。このため、これも、本特許の開示に参照により取り込まれる。   In a further embodiment, the additive component of the template mixture according to the present invention may comprise a phosphorus-containing compound. Such additives are preferred in the case of very thin walls of the mold and especially the core. This is because, in this method, the thermal stability of the core or the thin wall portion of the mold can be improved. This is particularly true when the liquid metal on the counter and tilted surfaces during casting can exert a strong erosion action there due to metal static pressure, or in particular can cause the thin walls of the mold to collapse. is important. Suitable phosphorus compounds have little or no significant effect on the processing time of the template mixture according to the invention. Suitable representative examples of this group and their addition amounts are described in detail in WO 2008/046653. For this reason, this is also incorporated by reference into the disclosure of this patent.

バインダーである水系バインダーは、概ね、有機溶媒に基づくバインダーと比較して、乏しい流れ性能を有する。なお、このことは、狭い流路を有する成形型および複数の方向変化が満たされ得ないことを意味する。結果として、前記コアは、不十分な硬化の部分を有し得る。このことは、同様に、完成した鋳物における鋳造の失敗をもたらし得る。有利な実施形態に基づいて、本発明に基づく鋳型材料は、ある分量のはがれやすい潤滑剤、特にグラファイトまたはMoSを含む。驚くべきことに、このような潤滑剤、特にグラファイトの添加により、薄い壁部を有する複雑な形状も製造され得る。この場合、前記鋳型は、基本的に鋳造の失敗が鋳造中に観察されることがないように、常に、均質に高い密度および強度を有する。使用されるはがれやすい潤滑剤、特にグラファイトの分量は、好ましくは、鋳型ベース材料に基づいて、0.05wt%から1wt%である。 Aqueous binders that are binders generally have poor flow performance compared to binders based on organic solvents. This means that a mold having a narrow flow path and a plurality of directional changes cannot be satisfied. As a result, the core may have poorly cured parts. This can also lead to casting failures in the finished casting. According to an advantageous embodiment, the mold material according to the invention comprises a quantity of a lubricant that is easily peeled off, in particular graphite or MoS 2 . Surprisingly, the addition of such lubricants, especially graphite, can also produce complex shapes with thin walls. In this case, the mold has always a homogeneously high density and strength so that essentially no casting failure is observed during casting. The amount of lubricant, particularly graphite, that is easy to peel off, is preferably 0.05 wt% to 1 wt%, based on the mold base material.

はがれやすい潤滑剤に代えて、界面活性物質、特に界面活性剤が、前記鋳型混合物の流動性を改善するのに使用され得る。これらの化合物の適切な代表例は、例えば、国際公開第2009/056320号パンフレット(=米国特許出願公開第2010/0326620号明細書)に記載されている。硫酸または硫酸基を含む界面活性剤が、本願明細書において特に言及され得る。   Instead of lubricants that are easy to peel, surfactants, in particular surfactants, can be used to improve the flowability of the mold mixture. Suitable representative examples of these compounds are described in, for example, International Publication No. 2009/056320 (= US Patent Application Publication No. 2010/0326620). Surfactants containing sulfuric acid or sulfate groups can be specifically mentioned herein.

言及された前記成分に加えて、本発明に基づく鋳型混合物は、他の添加剤も含んでもよい。例えば、内部離型剤が添加されてもよい。前記内部離型剤は、前記成形型からの鋳型の除去を容易にする。適切な内部潤滑剤は、例えば、ステアリン酸カルシウム、脂肪酸エステル、ワックス、天然樹脂または特殊なアルキッド樹脂である。   In addition to the components mentioned, the mold mixture according to the invention may also contain other additives. For example, an internal mold release agent may be added. The internal mold release agent facilitates removal of the mold from the mold. Suitable internal lubricants are, for example, calcium stearate, fatty acid esters, waxes, natural resins or special alkyd resins.

驚くべきことに、有機添加剤の添加により、鋳物、特にアルミニウム鋳物の表面品質の改善がもたらされることが見出された。前記有機添加剤の作用メカニズムは、明らかではない。この理論に拘束されるものではないが、本発明者らは、少なくとも一部の有機添加剤が鋳造プロセス中に燃えることにより、液体状の金属と鋳型の壁を形成する鋳型材料との間に、薄いガスのクッションを形成し、これにより、前記液体状の金属と前記鋳型材料との間の反応を防止すると推定している。さらに、本発明者らは、一部の前記有機添加剤が、鋳造中に存続する還元雰囲気において、いわゆる光沢のあるカーボンの薄い層を形成し、これが同様に、前記金属と前記鋳型材料との間の反応を防止すると推定している。更なる有利な効果として、前記有機添加剤の添加により、硬化後の鋳型の強度が向上し得る。   Surprisingly, it has been found that the addition of organic additives leads to an improvement in the surface quality of castings, in particular aluminum castings. The mechanism of action of the organic additive is not clear. While not being bound by this theory, the inventors have found that at least some organic additive burns during the casting process between the liquid metal and the mold material that forms the mold walls. It is presumed that a thin gas cushion is formed, thereby preventing a reaction between the liquid metal and the mold material. In addition, the inventors have found that some of the organic additives form a thin layer of so-called glossy carbon in a reducing atmosphere that persists during casting, which is also the same between the metal and the mold material. It is estimated that the reaction between will be prevented. As a further advantageous effect, the addition of the organic additive can improve the strength of the mold after curing.

鋳物表面の改善が、多くの各種の有機添加剤により達成され得ることは驚くべきことであった。適切な有機添加剤は、例えば、フェノール−ホルムアルデヒド樹脂、例えば、ノボラック;エポキシ樹脂、例えば、ビスフェノール−A−エポキシ樹脂、ビスフェノール−F−エポキシ樹脂またはエポキシ化ノボラック;ポリオール、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール;グリセロールもしくはポリグリセロール;ポリオレフィン、例えば、ポリエチレンもしくはポリプロピレン、オレフィン、例えば、エチレンもしくはプロピレンおよび更なるコモノマー、例えば、ビニルアセテートもしくはスチレンおよび/またはジエンモノマーのコポリマー;ポリアミド、例えば、ポリアミド−6、ポリアミド−12もしくはポリアミド−6,6;天然樹脂、例えば、バルサム樹脂:脂肪酸エステル、例えば、パルミチン酸セチル;脂肪酸アミド、例えば、エチレン−ジアミン−ビス−ステアルアミド;炭水化物、例えば、デキストリン;ならびに、金属石鹸、例えば、オレイン酸塩または二価もしくは三価の金属のオレイン酸塩である。前記有機添加剤は、純粋な材料または種々の有機化合物の混合物のいずれかとして存在してもよい。   It was surprising that the casting surface improvement could be achieved with many different organic additives. Suitable organic additives are, for example, phenol-formaldehyde resins such as novolacs; epoxy resins such as bisphenol-A-epoxy resins, bisphenol-F-epoxy resins or epoxidized novolacs; polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol Glycerol or polyglycerol; polyolefins such as polyethylene or polypropylene, olefins such as ethylene or propylene and further comonomers such as vinyl acetate or styrene and / or diene monomers; polyamides such as polyamide-6, polyamide- 12 or polyamide-6,6; natural resins such as balsam resins: fatty acid esters such as palmitic acid Chill; fatty amides, such as ethylene - diamine - bis - stearamide; carbohydrates such as dextrin; and metal soaps, for example, oleic acid salt or a divalent or trivalent metal oleate of. The organic additive may be present as either a pure material or a mixture of various organic compounds.

前記有機添加剤は、好ましくは、前記鋳型材料に基づく各場合において、0.01から1wt%または0.1−1.0wt%、特に好ましくは0.05から0.5wt%、特に好ましくは0.1−0.2wt%の分量で添加される。   The organic additive is preferably 0.01 to 1 wt% or 0.1 to 1.0 wt%, particularly preferably 0.05 to 0.5 wt%, particularly preferably 0 in each case based on the mold material. 0.1-0.2 wt% is added.

さらに、高い大気湿度および/または水系鋳型材料コーティングに対する前記型およびコアの抵抗性を向上させるために、本発明に基づく鋳型混合物に、シランが添加されてもよい。さらに好ましい実施形態に基づいて、前記鋳型混合物は、少なくとも1つのシランの分量を含む。適切なシランは、例えば、アミノシラン、エポキシシラン、メルカプトシラン、ヒドロキシシランおよびウレイドシランである。適切なシランの例は、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)トリメトキシシランおよびN−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシランである。典型的には、前記バインダーに基づいて、0.1から2wt%、好ましくは0.1から1wt%のシランが使用される。   In addition, silane may be added to the mold mixture according to the present invention to improve the mold and core resistance to high atmospheric humidity and / or water-based mold material coating. According to a further preferred embodiment, the template mixture comprises an amount of at least one silane. Suitable silanes are, for example, amino silanes, epoxy silanes, mercapto silanes, hydroxy silanes and ureido silanes. Examples of suitable silanes are γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-hydroxypropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, γ-mercaptopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, β -(3,4-epoxycyclohexyl) trimethoxysilane and N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane. Typically, 0.1 to 2 wt%, preferably 0.1 to 1 wt% silane is used, based on the binder.

更なる適切な添加剤は、アルカリ金属シリコネート、例えば、カリウムメチルシリコネートであり、前記バインダーに基づいて、0.5から15wt%、好ましくは1から10wt%、特に好ましくは1から5wt%で使用される。前記鋳型混合物が有機添加剤を含む場合、これの添加は、前記鋳型混合物の製造における任意のタイミングでなされ得る。有機溶媒の添加は、バルク状において、または、溶液の状態で行われ得る。水溶性の有機添加剤は、水溶液の状態で使用され得る。前記添加剤が前記バインダーに溶解性であり、分解することなく数か月間それに安定である限り、それらも、前記バインダーに溶解され得るため、前記鋳型材料にこれと共に添加される。水に不溶性の添加剤は、分散液またはペーストの状態で使用され得る。この分散液またはペーストは、好ましくは、液体状の媒体として水を含む。   Further suitable additives are alkali metal siliconates, such as potassium methyl siliconate, used at 0.5 to 15 wt%, preferably 1 to 10 wt%, particularly preferably 1 to 5 wt%, based on the binder. Is done. If the mold mixture includes an organic additive, this addition can be made at any time in the manufacture of the mold mixture. The addition of the organic solvent can be performed in bulk or in solution. Water-soluble organic additives can be used in the form of an aqueous solution. So long as the additives are soluble in the binder and stable to it for several months without degrading, they can also be dissolved in the binder and thus added to the mold material. Water-insoluble additives can be used in the form of a dispersion or paste. This dispersion or paste preferably contains water as a liquid medium.

前記鋳型混合物がシランおよび/またはアルカリメチルシリコネートを含む場合、それらは、通常、それらが予め前記バインダーに包含された状態で添加される。ただし、それらは、別個の成分として前記鋳型材料に添加もされ得る。   If the template mixture contains silane and / or alkali methyl siliconate, they are usually added in the state that they have been previously included in the binder. However, they can also be added to the mold material as separate components.

有機添加剤も、本発明の方法に基づいて製造されるコアの特徴にポジティブな効果を有し得る。例えば、AFS Transactions,vol.88,pp.601−608(1980)およびvol.89,pp.47−54(1981)において言及される炭酸塩は、保存中における前記コアの耐湿性を向上させる。一方、国際公開第2008/046653号パンフレット(=カナダ国特許出願公開第2666760号明細書)から公知のリン化合物は、前記コアの熱安定性を向上させる。   Organic additives can also have a positive effect on the characteristics of the core produced according to the method of the invention. For example, AFS Transactions, vol. 88, pp. 601-608 (1980) and vol. 89, pp. 47-54 (1981) improves the moisture resistance of the core during storage. On the other hand, a phosphorus compound known from International Publication No. 2008/046653 pamphlet (= Canadian Patent Application Publication No. 2666760) improves the thermal stability of the core.

前記鋳型混合物の製造において、前記耐火性の鋳型ベース材料が混合物に入れられ、ついで、好ましくは、まず、液体成分が添加され、前記耐火性の鋳型ベース材料と、前記バインダーの均質な層が前記耐火性の鋳型ベース材料の顆粒上に形成されるまで混合される。耐火性の鋳型ベース材料と液体成分との密接な混合が行われるように、混合時間が選択される。前記混合の持続は、製造される前記鋳型混合物の分量および使用される混合装置により決まる。好ましくは、前記混合の持続は、1と5分との間で選択される。ついで、好ましくは、前記混合物の更なる振とうにより、固体成分が、前記微粒子状の混合金属酸化物の状態で添加され、場合により、非晶質の二酸化ケイ素、硫酸バリウムまたは更なる粉末状の固形物が添加され、ついで、前記混合物がさらに混合される。本願明細書において、前記混合の持続も、製造される前記鋳型混合物の分量および使用される混合ユニットにより決まる。好ましくは、混合時間は、1と5分との間で選択される。液体成分は、種々の液体成分の混合物または全ての個々の液体成分の合計のいずれかでもよい。この場合、後者は、前記鋳型混合物に共にまたは連続的に添加され得る。別の実施形態に基づいて、まず、前記固体成分が前記耐火性の鋳型材料に添加されることができ、ついで、前記液体成分のみが前記混合物に添加される。   In the manufacture of the mold mixture, the refractory mold base material is placed in the mixture, and then preferably a liquid component is added first, and the refractory mold base material and the homogeneous layer of the binder are added to the mixture. Mix until formed on granules of refractory mold base material. The mixing time is selected so that intimate mixing of the refractory mold base material and the liquid component occurs. The duration of the mixing depends on the amount of mold mixture produced and the mixing equipment used. Preferably, the duration of the mixing is selected between 1 and 5 minutes. Then, preferably by further shaking of the mixture, a solid component is added in the form of the particulate mixed metal oxide, optionally in the form of amorphous silicon dioxide, barium sulphate or further powdered. Solids are added and then the mixture is further mixed. Herein, the duration of the mixing is also determined by the quantity of the mold mixture produced and the mixing unit used. Preferably, the mixing time is selected between 1 and 5 minutes. The liquid component may be either a mixture of various liquid components or the sum of all individual liquid components. In this case, the latter can be added together or continuously to the mold mixture. According to another embodiment, first the solid component can be added to the refractory mold material, and then only the liquid component is added to the mixture.

ついで、前記鋳型材料混合物は、所望の型内にもたらされる。この方法において、通常の成型法が使用される。例えば、前記鋳型混合物は、コア射出機を使用して、圧縮空気により成形型内に射出され得る。更なる可能性は、前記鋳型混合物を前記成形型内に前記混合物から自由に流動させ、振とう、型鍛造または圧縮によりそれを成形することからなる。   The mold material mixture is then brought into the desired mold. In this method, a normal molding method is used. For example, the mold mixture can be injected into the mold with compressed air using a core injector. A further possibility consists of allowing the mold mixture to flow freely from the mixture into the mold and shaping it by shaking, die forging or compression.

本発明に基づく方法自体は、金属鋳造に適した全ての鋳型、例えば、コアおよび型を製造するのに適している。   The method according to the invention itself is suitable for producing all molds suitable for metal casting, for example cores and molds.

本発明に基づく方法により高い強度が達成可能であるにも関わらず、本発明に基づく鋳型混合物により製造されるコアは、鋳造、特にアルミニウムの鋳造後に、良好な崩壊性を示す。ただし、本発明に基づく鋳型混合物から製造された成形物の用途は、軽金属鋳造に限定されない。前記鋳型は、鋳造金属に概ね適している。このような金属としては、例えば、非鉄金属、例えば、真鍮または銅および鉄合金があげられる。   Despite the high strength that can be achieved by the method according to the invention, the cores produced by the mold mixture according to the invention show good disintegration after casting, in particular after casting aluminum. However, the use of the molded product produced from the mold mixture according to the present invention is not limited to light metal casting. The mold is generally suitable for cast metal. Examples of such metals include non-ferrous metals such as brass or copper and iron alloys.

本発明は、下記の非限定的な実施例に基づいて、より詳細に説明されるであろう。   The invention will be explained in more detail on the basis of the following non-limiting examples.

1.鋳型混合物の製造
1.1 非晶質SiOの非添加
各場合において、5kgの、Quarzwerke Frechen GmbHからの石英砂H32を、Hobartミキサー(モデルHSM10)のボウルに入れた。ついで、バインダーを振とう下において添加し、前記砂と徹底的に混合させた。添加した各量は、個々の実験において示す。
1.2 非晶質SiOの添加
前記バインダーの添加前に、砂に基づいて算出した0.5PWの非晶質SiOを添加し、これと1分間混合したという差を有して、1,1に記載の手法に従った。前記添加の方式を、個々の実験に列記する。
1. Preparation of mold mixture 1.1 No addition of amorphous SiO 2 In each case, 5 kg of quartz sand H32 from Quarzwerke Frechen GmbH was placed in the bowl of a Hobart mixer (model HSM10). The binder was then added under shaking and mixed thoroughly with the sand. Each amount added is indicated in an individual experiment.
1.2 Addition of amorphous SiO 2 Before adding the binder, 0.5 PW of amorphous SiO 2 calculated based on sand was added and mixed with this for 1 minute. , 1 was followed. The mode of addition is listed in each experiment.

2.試験片の製造および試験
1.1および1.2に基づいて製造された前記鋳型混合物の一部を、H1コア射出機Roperwerke AGの貯留部に入れた。前記各鋳型混合物の残りを、前記コア射出機に補充する前に、密閉容器において注意深く保存して、乾燥および空気中に存在するCOとの早期の反応からそれらを保護した。前記鋳型混合物を、圧縮空気(4bar)により前記貯蔵部から、直径50mmおよび高さ50mmの丸型コア用の2つの刻まれた溝を備える非温度制御の成形型内に射出した。ついで、前記試験コアを硬化させた。この詳細は、個々の実験で表す。硬化後、前記試験片を前記成形型から取り出し、その圧縮強度を、Zwick Universal試験機(モデルZ 010)により、直ちに、すなわち、取り出し後最大で15秒、および24時間の保存後に測定した。各表に列記した値は、各場合における8つのコアからの平均を表す。気候変動の影響の大部分を排除するために、前記24時間の強度を測定するために使用した全ての試験片を、23℃および相対湿度50%で気候管理したチャンバにおいて保存した。
実施例4.01から4.07の場合には、実験を、firm of Laempe & MossnerGmbHからのL1コア射出機において行った。前記射出機は、Hillesheim GmbHからの加熱管(モデルHT42−13)を備えた。前記鋳型混合物を試験するために、150mm×22.36mm×22.36mmの寸法を有する矩形の試験バーを製造した(いわゆる、Georg−Ficsherバー)。使用した3つの部分の成形型は、4つの矩形の試験バーを同時に製造可能であった。1.2に基づいて製造された鋳型混合物の一部を、前記コア射出機の貯蔵部内に移動させた。その成形型を、電気的に加熱しなかった。前記各鋳型材料混合物の残りを、前記コア射出機に補充するのに使用するまで、注意深く密閉容器において保存して、乾燥からそれを保護し、空気中に存在するCOとの早期の反応を防止した。前記鋳型混合物を、圧縮空気(4bar)により、前記貯蔵容器から前記成形型内に導入し、高温のCOまたは高温の空気で噴流した。圧縮空気またはCOによる噴流時間およびガス温度についての更なる情報は、[セクション]6において示す。硬化後、前記成形型を開け、前記試験バーを取り出した。
曲げ強度を測定するために、前記試験バーを、三点曲げ装置を備えるGeorg−Fischer強度試験装置に入れた。前記試験バーを破断させる力を測定した。前記曲げ強度を、直ちに、すなわち、取り出し後最大15秒(最初の強度)および製造後約24時間(最終的な強度)の両方で測定した。
強度試験の結果を、表4に示す。ここで表した値は、少なくとも4つのコアにおける複数回の測定からの平均である。
2. Specimen Production and Part of the mold mixture produced according to tests 1.1 and 1.2 was placed in the reservoir of the H1 core injection machine Roperwerke AG. Wherein each of the remaining template mixture, prior to refilling the core injection machine, carefully stored in a sealed container and protect them from premature reaction with CO 2 present in dry and air. The mold mixture was injected from the reservoir by compressed air (4 bar) into a non-temperature controlled mold with two engraved grooves for a 50 mm diameter and 50 mm high round core. The test core was then cured. This detail is presented in individual experiments. After curing, the test specimen was removed from the mold and its compressive strength was measured with a Zwick Universal tester (Model Z 010) immediately, ie up to 15 seconds after removal and after storage for 24 hours. The values listed in each table represent the average from 8 cores in each case. In order to eliminate most of the effects of climate change, all specimens used to measure the 24 hour intensity were stored in a climate controlled chamber at 23 ° C. and 50% relative humidity.
In the case of Examples 4.01 to 4.07, the experiment was carried out on an L1 core injector from farm of Laempe & Mossner GmbH. The injector was equipped with a heated tube (model HT42-13) from Hillesheim GmbH. In order to test the mold mixture, a rectangular test bar with dimensions of 150 mm × 22.36 mm × 22.36 mm was produced (so-called Georg-Fischer bar). The three-part mold used was capable of producing four rectangular test bars simultaneously. A part of the mold mixture produced according to 1.2 was moved into the storage part of the core injector. The mold was not heated electrically. The remainder of each mold material mixture is carefully stored in a sealed container until used to refill the core injector, protecting it from drying and premature reaction with CO 2 present in the air. Prevented. The mold mixture was introduced from the storage container into the mold by compressed air (4 bar) and jetted with hot CO 2 or hot air. More information about jetting time and gas temperature with compressed air or CO 2 is given in [Section] 6. After curing, the mold was opened and the test bar was removed.
In order to measure the bending strength, the test bar was placed in a Georg-Fischer strength testing device equipped with a three-point bending device. The force to break the test bar was measured. The bending strength was measured immediately, that is, both up to 15 seconds after removal (initial strength) and about 24 hours after production (final strength).
The results of the strength test are shown in Table 4. The values presented here are averages from multiple measurements on at least 4 cores.

3.CO による硬化
3.1 前記試験片を製造するために、石英砂H32と、約2.33のモル比および約40wt%の固形分を有する、それぞれ2.0PW(PW=重量部)、2.5PWおよび3.25PWのナトリウム水ガラスとからなる鋳型混合物を使用した。硬化用に、CO(各場合における供給元および純度:Linde AG、少なくとも99.5vol%のCO)を、前記鋳型混合物を通過させた。前記成形型内の流入口での前記ガスの温度は、22と25℃との間であった。表1に、ガス充填時間、CO流量および、これらの条件下で測定された圧縮強度を表す(実施例1.01から1.21および1.29から1.42を参照のこと。)。
3.2 3.1に基づく一部の実験を、0.5PWの粉末状の非晶質二酸化ケイ素を、バインダーの添加前に、前記鋳型混合物内に混合したという差を有して繰り返した。結果も、表1に表す(実施例1.22から1.28)。
3. 3. Curing with CO 2 3.1 To produce the specimen, quartz sand H32 with a molar ratio of about 2.33 and a solids content of about 40 wt%, each 2.0 PW (PW = parts by weight), 2 A mold mixture consisting of .5 PW and 3.25 PW sodium water glass was used. For curing, CO 2 (supplier and purity in each case: Linde AG, at least 99.5 vol% CO 2 ) was passed through the mold mixture. The temperature of the gas at the inlet in the mold was between 22 and 25 ° C. Table 1 represents the gas filling time, CO 2 flow rate, and compressive strength measured under these conditions (see Examples 1.01 to 1.21 and 1.29 to 1.42).
3.2 Some experiments based on 3.1 were repeated with the difference that 0.5 PW of powdered amorphous silicon dioxide was mixed into the mold mixture prior to the addition of the binder. The results are also shown in Table 1 (Examples 1.22 to 1.28).

下記のことが、表1から明らかである(添付書類を参照のこと。)。
非晶質SiOの非添加:
強度は、硬化に使用したCO量により決まる。この場合、前記最初の強度は、CO量の増加に伴って向上する。一方、24時間の保存時間後の強度は、公知のオーバーガス充填の影響のために低下する(実施例1.01から1.21を参照のこと。)。この場合、前記オーバーガス充填の作用は、想定通りに、より高いバインダー分量での後者で発生する。
同じ絶対量のCOでは、低流量のCOは、前記最初の強度における優勢にポジティブな効果を有する。一方、高流量のCOは、前記最終的な強度におけるポジティブな効果を有する(実施例1.03/1.08、1.04/1.09/1.15、1.05/1.16/1.06/1.11/1.17、1.07/1.12/1.18、1.14/1.20を参照のこと。)。
The following is evident from Table 1 (see attached document):
No addition of amorphous SiO 2 :
The strength is determined by the amount of CO 2 used for curing. In this case, the initial intensity increases as the amount of CO 2 increases. On the other hand, the strength after a storage time of 24 hours decreases due to the effects of known overgas filling (see Examples 1.01 to 1.21). In this case, the overgas filling effect occurs in the latter with a higher binder content, as expected.
With the same absolute amount of CO 2 , a low flow rate CO 2 has a predominantly positive effect on the initial intensity. On the other hand, high flow rate CO 2 has a positive effect on the final strength (Examples 1.03 / 1.08, 1.04 / 1.09 / 1.15, 1.05 / 1.16). /1.06/1.11/1.17, 1.07 / 1.12 / 1.18, 1.14 / 1.20).

非晶質SiOの添加:
非晶質SiOの添加により、同じガス充填パラメータで硬化させたが、非晶質SiOを含むコアと比較して、強度の向上がもたらされる(実施例1.08−1.14と比較した1.22−1.28を参照のこと。)。
オーバーガス充填による24時間保存後の強度損失は、前記非晶質SiOにより低下する(実施例1.08−1.14と比較した1.22−1.28を参照のこと。)。
長いガス充填時間において以外にも、非晶質SiOの添加により、同じ量まで前記バインダー含量を増加させるより、前記最初の強度のより高い向上が生じる。一方、前記最終的な強度は、増加させたバインダー含量で実質的により高く向上するが、オーバーガス充填の作用のために、長いガス充填時間において再度より高く低下する(実施例1.29−1.35と比較した1.22−1.28を参照のこと。)。
同じ固形分であっても、水ガラスバインダーと非晶質SiOとの混合物は、長いガス充填時間において以外にも、非晶質SiOを含まない増加させたバインダー量に対して、前記最初の強度の点で利点を提供する。一方、前記最終的な強度の場合には、前記増加させたバインダー含量は、より高い効果を有する。この場合、長いガス充填時間での強度の低下は、オーバーガス充填のために改めて明白である(実施例1.36−1.42と比較した1.22−1.28を参照のこと。)。
Addition of amorphous SiO 2 :
Addition of amorphous SiO 2 cured with the same gas filling parameters, but resulted in improved strength compared to the core containing amorphous SiO 2 (compared to Examples 1.08-1.14). (See 1.22-1.28).
The strength loss after 24 hours storage due to overgas filling is reduced by the amorphous SiO 2 (see 1.22-1.28 compared to Examples 1.08-1.14).
Besides the long gas filling time, the addition of amorphous SiO 2 results in a higher improvement in the initial strength than increasing the binder content to the same amount. On the other hand, the final strength improves substantially higher with increased binder content, but drops again higher at longer gas filling times due to the effect of overgas filling (Example 1.29-1). (See 1.22-1.28 compared to .35.)
Even with the same solid content, the mixture of water glass binder and amorphous SiO 2 can be used for the increased amount of binder that does not contain amorphous SiO 2 , except for the long gas filling time. Provides advantages in terms of strength. On the other hand, in the case of the final strength, the increased binder content has a higher effect. In this case, the decrease in strength with a long gas filling time is again evident due to overgas filling (see 1.22-1.28 compared to Examples 1.36-1.42). .

4.空気による硬化
4.1 前記試験片を製造するために、石英砂H32と、約2.33のモル比および約40wt%の固形分を有する、2.0PW、2.5PWまたは3.25PWのナトリウム水ガラスとからなる鋳型混合物を使用した。硬化用に、圧縮空気を、前記鋳型混合物に行った。
前記成形型への流入口での前記圧縮空気の温度は、22と25℃との間であった。表2に、ガス充填時間、ガス充填圧および、これらの条件下で測定された圧縮強度を示す(実施例2.01−2.03および2.07−2.12を参照のこと。)。
4.2 4.1に基づく一部の実験を、0.5PWの粉末状の非晶質二酸化ケイ素を、バインダーの添加前に、前記鋳型混合物内に混合したという差を有して繰り返した。これらの結果は、同様に表2に表す(実施例2.04−2.06を参照のこと。)。
4). 4.1 Hardening with air 4.1 PW, 2.5 PW or 3.25 PW sodium with quartz sand H32 and a molar ratio of about 2.33 and a solids content of about 40 wt% to produce the specimen. A mold mixture consisting of water glass was used. Compressed air was applied to the mold mixture for curing.
The temperature of the compressed air at the inlet to the mold was between 22 and 25 ° C. Table 2 shows the gas filling time, gas filling pressure, and compressive strength measured under these conditions (see Examples 2.01-2.03 and 2.07-2.12).
4.2 Some experiments based on 4.1 were repeated with the difference that 0.5 PW of powdered amorphous silicon dioxide was mixed into the mold mixture prior to the addition of the binder. These results are similarly presented in Table 2 (see Examples 2.04-2.06).

表2から、下記のことがわかり得る:
非晶質SiOの非添加:
強度は、通過させた空気の量により決まる。この場合、前記最初の強度は、空気量の増加に伴って、前記最終的な強度よりかなり向上する(実施例2.01−2.03および2.07−2.12を参照のこと。)。
より高いバインダー分量は、より良好な強度をもたらすのに必要ではない。このことは、おそらく、より乏しい圧縮能および前記鋳型混合物におけるより高い水分量により説明され得る(実施例2.07−2.12と比較した2.01−2.03を参照のこと。)。
From Table 2, we can see that:
No addition of amorphous SiO 2 :
The strength is determined by the amount of air passed through. In this case, the initial strength increases considerably with respect to the final strength with increasing air volume (see Examples 2.01-2.03 and 2.07-2.12). .
Higher binder content is not necessary to provide better strength. This may possibly be explained by a poorer compression capacity and higher moisture content in the mold mixture (see 2.01-2.03 compared to Examples 2.07-2.12).

非晶質SiOの添加:
非晶質SiOの添加により、同じガス充填パラメータで硬化させたが、非晶質SiOを含まないコアに対して、強度の向上がもたらされる。この場合、より高い効果が、前記最終的な強度においてより、前記最初の強度において見られる(実施例2.01−2.03と比較した2.04−2.06を参照のこと。)。
前記非晶質SiOによる強度の向上は、同じ量まで前記バインダー含量を向上させたそれより高い(実施例2.04−2.06と比較した2.07−2.09を参照のこと。)。
前記非晶質SiOにより生じた強度の向上は、同じ固形分に対して前記バインダー含量を向上させたそれより高い(実施例2.04−2.06と比較した2.10−2.12を参照のこと。)。
Addition of amorphous SiO 2 :
Addition of amorphous SiO 2 results in an improvement in strength over a core that is cured with the same gas filling parameters but does not contain amorphous SiO 2 . In this case, a higher effect is seen in the initial intensity than in the final intensity (see 2.04-2.06 compared to Examples 2.01-1.03).
The improvement in strength due to the amorphous SiO 2 is higher than that obtained by increasing the binder content to the same amount (see 2.07-2.09 compared to Examples 2.04-2.06). ).
The improvement in strength caused by the amorphous SiO 2 is higher than that of increasing the binder content for the same solids (2.10-2.12 compared to Examples 2.04-2.06). checking.).

5.CO および空気の組み合わせによる硬化
5.1 前記試験片を製造するために、石英砂H32と、約2.33のモル比および約40wt%の固形分を有する、2.0PW、2.5PWおよび3.25PWの水ガラスとからなる固形物の混合物を使用した。硬化用に、まずCO、ついで圧縮空気を、前記鋳型混合物を通過させた。前記成形型に入るまでの両ガスの温度は、22と25℃との間であった。
表3に、COおよび空気のガス充填時間、CO流量、ガス充填圧(空気)ならびに、これらの条件下で見出された圧縮強度を示す(実施例3.01−3.09、3.19−3.27、3.37−3.45を参照のこと。)。
5.2 5.1に対応する一部の実験を、0.5PWの粉末状の非晶質二酸化ケイ素を、前記バインダーの添加前に、前記鋳型混合物と混合したという差を有して繰り返した。これらの結果も、表3に示す(実施例3.10−3.18、3.28−3.36および3.46−3.48を参照のこと。)。
5.3 5.1に基づく一部の実験を、前記鋳型混合物を通過させる圧縮空気を、前記成形型への入り口において測定した、約100℃に加熱したという差を有して繰り返した。結果も、表3に表す(実施例3.49−3.51を参照のこと。)。
5.4 5.2に基づく一部の実験を、前記鋳型混合物を通過させる圧縮空気を、前記成形型内の入り口において測定した、約100℃に加熱したという差を有して繰り返した。結果も、表3に示す(実施例3.52−3.54を参照のこと。)。
下記のことが、表3から明らかである。
5. Hardening with a combination of CO 2 and air 5.1 To produce the specimen, 2.0 PW, 2.5 PW, and quartz sand H32 with a molar ratio of about 2.33 and a solids content of about 40 wt% A mixture of solids consisting of 3.25 PW water glass was used. For curing, first CO 2 and then compressed air were passed through the mold mixture. The temperature of both gases before entering the mold was between 22 and 25 ° C.
Table 3 shows the gas filling time for CO 2 and air, the CO 2 flow rate, the gas filling pressure (air), and the compressive strengths found under these conditions (Examples 3.01-3.09, 3 19-3.27, 3.37-3.45).
5.2 Some experiments corresponding to 5.1 were repeated with the difference that 0.5 PW of powdered amorphous silicon dioxide was mixed with the mold mixture prior to the addition of the binder. . These results are also shown in Table 3 (see Examples 3.10-3.18, 3.28-3.36 and 3.46-3.48).
5.3 Some experiments based on 5.1 were repeated with the difference that the compressed air passing through the mold mixture was heated to about 100 ° C. measured at the entrance to the mold. The results are also shown in Table 3 (see Examples 3.49-3.51).
5.4 Some experiments based on 5.2 were repeated with the difference that the compressed air passing through the mold mixture was heated to about 100 ° C. measured at the inlet in the mold. The results are also shown in Table 3 (see Examples 3.52-3.54).
The following is clear from Table 3.

非晶質SiOの非添加:
CO/空気のガス充填を組み合わせた結果として、COまたは空気単独でのガス充填によるより、実質的に良好な強度が達成される(それぞれ実施例1.01−1.21および2.01−2.03と比較した3.01−3.09および3.19−3.27を参照のこと。)。
空気によるガス充填中に圧力を向上させることにより、強度の更なる向上がもたらされる(実施例3.04−3.06と比較した3.43−3.45を参照のこと。)。
ガス充填に使用した前記空気を加熱することにより、前記最終的な強度が向上する(実施例3.04−3.06と比較した3.49−3.51を参照のこと。)。前記最初の強度が同じ効果を示さないという事実は、おそらく、それらが、強度試験時に熱いままであったという事実により説明され得る。
COによるガス充填時間の延長は、前記オーバーガス充填の作用のために、前記強度におけるポジティブな効果を常に有さない(実施例3.01−3.09および3.19−3.27を参照のこと。)。
CO流量の増加により、前記最初の強度の向上がもたらされるが、これは、前記最終的な強度については不利益である(実施例3.19−3.27と比較した3.01−3.09を参照のこと。)。
より高いバインダー分量により、より高い最終的な強度がもたらされるが、より高い最初の強度には必要ない。後者は、おそらく、前記鋳型混合物における水分量の増加により説明され得る(実施例3.04−3.06と比較した3.37−3.42を参照のこと。)。
No addition of amorphous SiO 2 :
As a result of the combined gas filling of CO 2 / air, substantially better strength is achieved than by gas filling with CO 2 or air alone (Examples 1.01-1.21 and 2.01 respectively). (See 3.01-3.09 and 3.19-3.27 compared to -2.03.)
Increasing the pressure during gas filling with air results in a further increase in strength (see 3.43-3.45 compared to Examples 3.04-3.06).
Heating the air used for gas filling improves the final strength (see 3.49-3.51 compared to Examples 3.04-3.06). The fact that the initial strength does not show the same effect can probably be explained by the fact that they remained hot during the strength test.
The extension of the gas filling time with CO 2 does not always have a positive effect on the intensity due to the effect of the overgas filling (see Examples 3.01-3.09 and 3.19-3.27). See
The increase in CO 2 flow rate, wherein at improving the initial strength is effected, which were compared for the final strength is disadvantageous (Example 3.19-3.27 3.01-3 .09)).
A higher binder content results in a higher final strength but is not necessary for a higher initial strength. The latter can probably be explained by an increase in the amount of moisture in the template mixture (see 3.37-3.42 compared to Examples 3.04-3.06).

非晶質SiOの添加:
前記非晶質SiOの添加により、同じパラメータで硬化させたが、非晶質SiOを含まないコアと比較して、強度の向上がもたらされる。この場合、前記最初の強度における効果が、前記最終的な強度におけるそれより高い。より高いCO流量および/またはより長いCOガス充填時間において、前記最終的な強度は、前記オーバーガス充填の作用のために、いくらか低下した(実施例3.01−3.09と比較した3.10−3.18および実施例3.19−3.27と比較した3.28−3.36を参照のこと。)。
前記非晶質SiOの添加により、同じ量まで前記バインダー含量を増加させるより、前記最初の強度のより高い向上がもたらされる。しかしながら、前記最終的な強度の場合には、向上した前記バインダーの強度の作用がより高くなる(実施例3.37−3.39と比較した3.13−3.15を参照のこと。)。
同じ固形分であっても、水ガラスバインダーと非晶質SiOとの混合物は、非晶質SiOを含まない対応する増加させたバインダー量に対して、最初の強度において利点をもたらす。一方、前記最終的な強度の場合には、前記より高いバインダー含量の作用がより強くなる(実施例3.40−3.42と比較した3.13−3.15を参照のこと。)。
空気によるガス充填の場合における圧力の向上は、強度の更なる向上をもたらす(実施例3.13−3.15と比較した3.46−3.48を参照のこと。)。
Addition of amorphous SiO 2 :
The addition of amorphous SiO 2 results in improved strength compared to a core that is cured with the same parameters but does not contain amorphous SiO 2 . In this case, the effect on the initial intensity is higher than that on the final intensity. At higher CO 2 flow rates and / or longer CO 2 gas filling times, the final strength was somewhat reduced due to the effect of the overgas filling (compared to Examples 3.01-3.09). (See 3.10-3.18 and 3.28-3.36 compared to Examples 3.19-3.27).
The addition of the amorphous SiO 2 results in a higher improvement in the initial strength than increasing the binder content to the same amount. However, in the case of the final strength, the effect of the improved binder strength is higher (see 3.13-3.15 compared to Examples 3.37-3.39). .
Even at the same solids, a mixture of water glass binder and amorphous SiO 2 offers advantages in initial strength over the corresponding increased amount of binder without amorphous SiO 2 . On the other hand, in the case of the final strength, the effect of the higher binder content is stronger (see 3.13-3.15 compared to Examples 3.40-3.42).
An increase in pressure in the case of gas filling with air results in a further increase in strength (see 3.46-3.48 compared to Examples 3.13-3.15).

6.115から90℃のガス充填温度における、CO 、空気またはCO および空気の組み合わせによる硬化
6.1 前記試験片を製造するために、石英砂H32と、約2.33のモル比および約40wt%の固形分を有する2.0PWの水ガラスとからなる鋳型材料混合物を使用した。さらに、0.5PWの粉末状の非晶質二酸化ケイ素を、バインダーの添加前に、前記鋳型混合物に添加した。硬化用に、まずCO、ついで圧縮空気を、前記鋳型混合物を通過させた。両ガスを、加熱管を使用して120℃までの温度に加熱した。前記成形型内の入り口における前記両ガスの温度は、最初に115℃に達し、ついで35秒のガス充填中に90℃に低下した。この温度低下は、前記加熱管がガス充填中に一定のガス温度を維持することができないという事実による。
実験を開始する直前に、まず、実験4.04を、前記成形型が約60℃の必要とされる操作温度に達するように、50分の期間にわたって約80回繰り返した。
表4に、COおよび空気のガス充填時間、CO流量、ガス充填圧(空気)ならびに、これらの条件下で見出された曲げ強度を表す(実施例4.01−3.07を参照のこと。)。
6. Curing with CO 2 , air or a combination of CO 2 and air at a gas filling temperature of 115 to 90 ° C. 6.1 To produce the specimen, quartz sand H32 and a molar ratio of about 2.33 and A mold material mixture consisting of 2.0 PW water glass with a solids content of about 40 wt% was used. Further, 0.5 PW of powdered amorphous silicon dioxide was added to the mold mixture before the binder was added. For curing, first CO 2 and then compressed air were passed through the mold mixture. Both gases were heated to temperatures up to 120 ° C. using heating tubes. The temperature of both gases at the inlet in the mold first reached 115 ° C. and then dropped to 90 ° C. during 35 seconds of gas filling. This temperature drop is due to the fact that the heating tube cannot maintain a constant gas temperature during gas filling.
Just before starting the experiment, experiment 4.04 was first repeated about 80 times over a period of 50 minutes so that the mold reached the required operating temperature of about 60 ° C.
Table 4 represents the gas filling time for CO 2 and air, the CO 2 flow rate, the gas filling pressure (air), and the bending strength found under these conditions (see Examples 4.01-3.07). Of that.)

表4には、下記のことが示される。
前記強度についての値から、COおよび空気の組み合わせたガス充填は、空気またはCOのいずれか単独によるガス充填に対して明白に優れていることを明確に確認される。特に、前記硬化をCOにより排他的に行った実施例4.01−4.03は、明白により低い最初の値を示し、実施例4.01を除いて、本発明に基づく方法の実施例4.05−4.07と比較して、より低い最終的な強度も示す。
空気単独によるガス充填についての値を示す実施例4.04の強度は、同様に、本発明に基づくCO−空気の組み合わせたガス充填についての強度より顕著に低い。一方、実施例4.05−4.07についての前記最終的な強度は、実施例4.04についての値より高い、10−60N/cmである。その最初の強度は、50−60N/cmより高い。このため、実施例4.05から4.07の明白により高い最初の強度は、COおよび空気についての115から90℃の向上したガス温度でさえも、本発明に基づく効果を、ポジティブに説明する。実施例4.05から4.07は、お互いにわずかな差異のみを示すが、これらは有意ではない。
Table 4 shows the following.
The values for the strength clearly confirm that the combined gas filling of CO 2 and air is clearly superior to gas filling with either air or CO 2 alone. In particular, Examples 4.01 to 4.03, in which the curing was performed exclusively with CO 2 , showed a clearly lower initial value, with the exception of Example 4.01, an example of the method according to the invention. It also shows a lower final intensity compared to 4.05-4.07.
Strength of Example 4.04 indicating the value of the gas filling with air alone, likewise, according to the present invention CO 2 - significantly lower than the intensity of the combined gas-filled air. On the other hand, the final strength for Examples 4.05-4.07 is 10-60 N / cm 2, which is higher than the value for Example 4.04. The first of the intensity is higher than 50-60N / cm 2. Thus, the apparently higher initial intensity of Examples 4.05 to 4.07 positively explains the effect of the present invention, even with an improved gas temperature of 115 to 90 ° C. for CO 2 and air. To do. Examples 4.05 to 4.07 show only slight differences from each other, but these are not significant.

Claims (19)

少なくとも1つの耐火性の鋳型ベース材料および無機バインダーを含む鋳型混合物を調製する工程、
前記鋳型混合物を、型内に導入する工程、ならびに、
a)第1のガスとして気体状のCOまたはCOを含むガス、および、b)前記第1のガスより少ない二酸化炭素を含む第2のガスにより、前記鋳型混合物を噴流しながら、前記型において前記鋳型混合物を硬化させる工程を含む、
鋳型およびコアを製造するための方法。
Preparing a mold mixture comprising at least one refractory mold base material and an inorganic binder;
Introducing the mold mixture into a mold, and
While the mold mixture is jetted with a) a gas containing gaseous CO 2 or CO 2 as the first gas, and b) a second gas containing less carbon dioxide than the first gas, the mold Curing the mold mixture in
A method for producing molds and cores.
前記鋳型材料混合物が、コア発射機を使用して圧縮空気の支援により空気中で導入され、前記型が、成形型であり、前記成形型が、前記第1および第2のガスにより噴流される、請求項1に記載の方法。   The mold material mixture is introduced into the air with the aid of compressed air using a core launcher, the mold is a mold, and the mold is jetted with the first and second gases. The method of claim 1. 前記型が、過熱可能でないか、または、70℃未満、好ましくは60℃未満、特に好ましくは40℃未満の温度に加熱されるかのいずれかである、請求項1から2の少なくとも一項に記載の方法。   3. At least one of claims 1-2, wherein the mold is either not superheatable or is heated to a temperature of less than 70 ° C, preferably less than 60 ° C, particularly preferably less than 40 ° C. The method described. 前記バインダーが、水ガラス、特に、リチウム、ナトリウムおよび/またはカリウムと等しいMを有する、1.6から4.0、好ましくは2.0から3.5未満のSiO/MOモル比の水ガラスである、請求項1から3の少なくとも一項に記載の方法。 The binder has a SiO 2 / M 2 O molar ratio of 1.6 to 4.0, preferably 2.0 to less than 3.5, having M equal to water glass, in particular lithium, sodium and / or potassium. The method according to at least one of claims 1 to 3, wherein the method is water glass. 前記鋳型材料混合物が、最大で1wt%、好ましくは最大で0.5wt%、特に好ましくは最大で0.2wt%の有機化合物を含む、請求項1から4の少なくとも一項に記載の方法。   5. The method according to claim 1, wherein the mold material mixture comprises at most 1 wt%, preferably at most 0.5 wt%, particularly preferably at most 0.2 wt% of organic compounds. 前記第2のガスが、10vol%未満のCO、特に2vol%未満のCOを含み、特に、空気または窒素のそれらの混合物である、請求項1から5の少なくとも一項に記載の方法。 Said second gas, CO 2 of less than 10 vol%, in particular comprises a CO 2 of less than 2 vol%, particularly, mixtures thereof of air or nitrogen, the method according to at least one of the claims 1 5. 前記第1のガスが、少なくとも25mol%のCO、特に少なくとも50mol%のCO、好ましくは少なくとも80mol%のCOを含む、請求項1から6の少なくとも一項に記載の方法。 The first gas is at least 25 mol% of CO 2, in particular at least 50 mol% of CO 2, preferably at least 80 mol% of CO 2, The method according to at least one of the claims 1 6. 前記第1および/または前記第2のガスのガス流量が、0.5から600L/分(標準リットル)、好ましくは0.5から300L/分、特に好ましくは0.5L/分から100L/分に達する、請求項1から7の少なくとも一項に記載の方法。   The gas flow rate of the first and / or the second gas is 0.5 to 600 L / min (standard liter), preferably 0.5 to 300 L / min, particularly preferably 0.5 L / min to 100 L / min. The method according to claim 1, wherein the method is reached. 前記第1および/または前記第2のガスのガス流量が、好ましくは、前記第1のガスおよび/または前記第2のガスが15から40℃の温度で使用される場合、0.5から30L/分(標準リットル)、好ましくは0.5から25L/分、特に好ましくは0.5L/分から20L/分に達する、請求項1から8の少なくとも一項に記載の方法。   The gas flow rate of the first and / or second gas is preferably 0.5 to 30 L when the first gas and / or the second gas is used at a temperature of 15 to 40 ° C. 9. A process according to at least one of claims 1 to 8, wherein it reaches 1 / min (standard liters), preferably 0.5 to 25 L / min, particularly preferably 0.5 L / min to 20 L / min. 前記型に関する前記第1および/または前記第2のガスの充填圧が、0.5barと10barとの間、好ましくは0.5barと8barとの間、特に好ましくは0.5と6barとの間である、請求項1から9の少なくとも一項に記載の方法。   The filling pressure of the first and / or the second gas with respect to the mold is between 0.5 bar and 10 bar, preferably between 0.5 bar and 8 bar, particularly preferably between 0.5 and 6 bar. 10. The method according to at least one of claims 1 to 9, wherein 前記第2のガスによるガス充填時間に対する前記第1のガスによるガス充填時間の比が、2:98から90:10、好ましくは2:98から20:80、特に好ましくは5:95から30:70であり、特に、第1のガスによるガス充填時間が、前記第1および第2のガスによるガス充填時間の合計の最大で60%に達する、請求項1から10の少なくとも一項に記載の方法。   The ratio of the gas filling time with the first gas to the gas filling time with the second gas is from 2:98 to 90:10, preferably from 2:98 to 20:80, particularly preferably from 5:95 to 30: The gas filling time with the first gas is 70, in particular reaching at most 60% of the sum of the gas filling times with the first and second gases. Method. 前記耐火性の鋳型ベース材料が、特に、100から600μm、好ましくは150から500μmの平均粒径を有する、石英−、ジルコニア−またはクロム−鉱石の砂、橄欖石、バーミキュライト、ボーキサイトおよび/または耐火粘土である、請求項1から11の少なくとも一項に記載の方法。   Quartz-, zirconia- or chromium-ore ore sand, meteorite, vermiculite, bauxite and / or refractory clay, in which the refractory mold base material has in particular an average particle size of 100 to 600 μm, preferably 150 to 500 μm 12. The method according to at least one of claims 1 to 11, wherein 前記バインダー、特に水ガラスが、前記鋳型ベース材料に基づいて、水ガラスの場合、25から65wt%、好ましくは30から60wt%の固形分率に基づいて、0.5から5wt%まで、好ましくは1から3.5wt%までである、請求項1から12の少なくとも一項に記載の方法。   If the binder, in particular water glass, is water glass, based on the mold base material, preferably 0.5 to 5 wt%, preferably 25 to 65 wt%, preferably 30 to 60 wt% based on the solids content. 13. A method according to at least one of claims 1 to 12, wherein the method is 1 to 3.5 wt%. さらに、好ましくは、0.05μmと10μmとの間、特に0.1μmと5μmとの間、特に好ましくは0.1μmと2μmとの間の平均粒径を有し、それとは独立して、BET表面積が1から200m/g、特に1から50m/g、特に好ましくは1から30m/gに達する、非晶質SiO、特に合成の非晶質SiOが使用される、請求項1から13の少なくとも一項に記載の方法。 Furthermore, it preferably has an average particle size of between 0.05 and 10 μm, in particular between 0.1 and 5 μm, particularly preferably between 0.1 and 2 μm, independently of surface area reaches 200 meters 2 / g from 1, particularly 1 to 50 m 2 / g, particularly from preferably 1 to 30 m 2 / g, amorphous SiO 2, in particular amorphous SiO 2 synthesis is used, claims 14. The method according to at least one of 1 to 13. 前記非晶質SiOが、前記鋳型ベース材料に基づく各場合において、0.1から2wt%、好ましくは0.1から1.5wt%の量で使用され、それとは独立して、前記バインダーの重量に基づいて、2から60wt%、特に好ましくは4から50wt%で使用される、請求項1から14の少なくとも一項に記載の方法。 The amorphous SiO 2 is used in an amount of 0.1 to 2 wt%, preferably 0.1 to 1.5 wt% in each case based on the mold base material, independently of the binder. 15. A method according to at least one of the preceding claims, used at 2 to 60 wt%, particularly preferably 4 to 50 wt%, based on weight. 前記第1のガスが、15から120℃、好ましくは15から100℃、特に好ましくは25から80℃の温度で、前記型内に導入され、それとは独立して、前記第2のガスが、前記同じ温度間隔内の温度または40から250℃の温度で、前記型内に導入され、好ましくは、前記型内に導入された状態の第2のガスの温度が、前記第1のガスのそれより高い、請求項1から15の少なくとも一項に記載の方法。   The first gas is introduced into the mold at a temperature of 15 to 120 ° C., preferably 15 to 100 ° C., particularly preferably 25 to 80 ° C., independently of the second gas, The temperature of the second gas introduced into the mold at a temperature within the same temperature interval or at a temperature of 40 to 250 ° C., preferably the temperature of the second gas introduced into the mold is that of the first gas. 16. A method according to at least one of claims 1 to 15, which is higher. 使用される前記非晶質SiOが、15wt%未満、特に5wt%未満、特に好ましくは1wt%未満の含水量を有し、これとは独立して、特に、粉末として使用される、請求項1から16の少なくとも一項に記載の方法。 The amorphous SiO 2 used has a water content of less than 15 wt%, in particular less than 5 wt%, particularly preferably less than 1 wt%, independently of this, in particular used as a powder. The method according to at least one of 1 to 16. 前記第1のガスおよび前記第2のガスが、任意の順序および導入プロセス数において、前記型内に導入されるが、少なくとも時間的に互いに分離しており、好ましくは、前記第2のガスが、最後に前記型を通して行われ、特に、最初で1回のみの前記第1のガスおよびその後の前記第2のガスが、前記型を通して行われる、請求項1から17の少なくとも一項に記載の方法。   The first gas and the second gas are introduced into the mold in any order and number of introduction processes, but at least temporally separated from each other, preferably the second gas is 18. Lastly, through the mold, in particular, the first and only once first gas and then the second gas are performed through the mold. Method. 請求項1から18の少なくとも一項に基づいて製造可能な型またはコア。   A mold or core that can be manufactured according to at least one of claims 1-18.
JP2015507374A 2012-04-26 2013-04-26 Method for producing mold and core for metal casting, and mold and core produced based on this method Pending JP2015514591A (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012103705.1 2012-04-26
DE102012103705A DE102012103705A1 (en) 2012-04-26 2012-04-26 Method for producing molds and cores for casting metal, and molds and cores produced by this method
PCT/DE2013/000223 WO2013159762A1 (en) 2012-04-26 2013-04-26 Method for producing moulds and cores for metal casting and moulds and cores produced according to this method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015514591A true JP2015514591A (en) 2015-05-21

Family

ID=48538933

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015507374A Pending JP2015514591A (en) 2012-04-26 2013-04-26 Method for producing mold and core for metal casting, and mold and core produced based on this method

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20150129155A1 (en)
EP (1) EP2841220A1 (en)
JP (1) JP2015514591A (en)
KR (1) KR20150006024A (en)
CN (1) CN104470652A (en)
BR (1) BR112014026456A2 (en)
CA (1) CA2870115A1 (en)
DE (1) DE102012103705A1 (en)
RU (1) RU2014146801A (en)
WO (1) WO2013159762A1 (en)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012104934A1 (en) * 2012-06-06 2013-12-12 Ask Chemicals Gmbh Forstoffmischungen containing barium sulfate
DE102012020509A1 (en) 2012-10-19 2014-06-12 Ask Chemicals Gmbh Forming substance mixtures based on inorganic binders and process for producing molds and cores for metal casting
DE102012020511A1 (en) 2012-10-19 2014-04-24 Ask Chemicals Gmbh Forming substance mixtures based on inorganic binders and process for producing molds and cores for metal casting
DE102012020510B4 (en) 2012-10-19 2019-02-14 Ask Chemicals Gmbh Forming substance mixtures based on inorganic binders and process for producing molds and cores for metal casting
DE102012113073A1 (en) * 2012-12-22 2014-07-10 Ask Chemicals Gmbh Molding mixtures containing aluminum oxides and / or aluminum / silicon mixed oxides in particulate form
DE102012113074A1 (en) * 2012-12-22 2014-07-10 Ask Chemicals Gmbh Mixtures of molding materials containing metal oxides of aluminum and zirconium in particulate form
DE102013106276A1 (en) 2013-06-17 2014-12-18 Ask Chemicals Gmbh Lithium-containing molding material mixtures based on an inorganic binder for the production of molds and cores for metal casting
DE102013114581A1 (en) 2013-12-19 2015-06-25 Ask Chemicals Gmbh A method of producing molds and cores for metal casting using a carbonyl compound, and molds and cores produced by this method
KR101527909B1 (en) * 2014-12-16 2015-06-10 한국생산기술연구원 inorganic binder composition for castings
KR101599263B1 (en) * 2015-01-30 2016-03-03 영산대학교산학협력단 manufacture method of engine EGR housing alumimum castings using recycled sawdust and its products
CN105108042A (en) * 2015-08-11 2015-12-02 陈传松 High-thermal-conductivity easily-demolded modified composite water-glass sand for steel castings and preparation method thereof
CN105108035A (en) * 2015-08-11 2015-12-02 陈传松 Low-thermal-expansion high-strength modified composite sodium silicate-bonded sand for steel casting and preparation method of modified composite sodium silicate-bonded sand
CN105108041A (en) * 2015-08-11 2015-12-02 陈传松 High strength modified compound sodium silicate sand containing graphite fluoride for steel casting and preparation method thereof
CN105108036A (en) * 2015-08-11 2015-12-02 陈传松 High-permeability light modified composite water glass sand for steel casting and preparation method of high-permeability light modified composite water glass sand
CN105108034A (en) * 2015-08-11 2015-12-02 陈传松 Easy-to-collapse magnetic modified composite sodium silicate sand for steel casting and preparation method for easy-to-collapse magnetic modified composite sodium silicate
CN106466706A (en) * 2015-08-21 2017-03-01 林州重机铸锻有限公司 No rising head no case takes off frame model and its application
CN106378420B (en) * 2016-03-08 2021-04-06 沈阳汇亚通铸造材料有限责任公司 Method for manufacturing mold and core by blowing and hardening sodium silicate sand for casting
DE102016110752A1 (en) * 2016-06-10 2017-12-14 Dr Axion Co., Ltd. BINDER COMPOSITION FOR FORGING
DE102016123661A1 (en) 2016-12-07 2018-06-07 Ask Chemicals Gmbh Alkaline Resolbinder with improved flowability
CN110769951A (en) * 2017-01-11 2020-02-07 Ha国际有限责任公司 Composition and method for casting cores in high pressure die casting
CN108393430B (en) * 2017-02-04 2020-05-08 济南圣泉集团股份有限公司 Curing agent for casting sodium silicate
DE102017107531A1 (en) * 2017-04-07 2018-10-11 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Process for the production of casting molds, cores and mold base materials regenerated therefrom
CN109420743A (en) * 2017-08-31 2019-03-05 沈阳汇亚通铸造材料有限责任公司 A kind of efficient core-making method of water-glass sand air blowing hardening
KR102181414B1 (en) * 2019-11-19 2020-11-24 엠에이치기술개발 주식회사 Core comprising multilayer filling material for manufacturing hollow product and Manufacturing method of hollow product using the same
DE102020118148A1 (en) 2020-07-09 2022-01-13 Bindur Gmbh Molding material for the production of cores and process for its hardening
CN112792300A (en) * 2020-12-31 2021-05-14 沈阳汇亚通铸造材料有限责任公司 Method for manufacturing sand core by using warm core box and sand core

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB654817A (en) 1947-12-12 1951-06-27 Vitkovice Zelezarny Methods of making moulding shapes from sand and other powdered, granular, pasty, or fluent material
FI46335C (en) * 1971-02-11 1973-03-12 Ahlstroem Oy Process for curing molds or cores by means of combustion gases.
US4162238A (en) * 1973-07-17 1979-07-24 E. I. Du Pont De Nemours And Company Foundry mold or core compositions and method
DE2413537C2 (en) * 1974-03-21 1984-11-15 Horst-Werner Ing.(Grad.) 7707 Engen Michel Device for manufacturing cores for foundry purposes
CH616450A5 (en) 1975-11-18 1980-03-31 Baerle & Cie Ag Binder based on aqueous alkali metal silicate solutions
FI64525C (en) * 1978-12-21 1983-12-12 Ahlsell Ir Ab SAETT ATT FRAMSTAELLA EN GJUTKAERNA ELLER -FORM AV KORNFORMIGAOCH / ELLER FIBROESA MATERIAL
PL129359B2 (en) 1981-09-29 1984-05-31 Method of making cores
DE19955161A1 (en) * 1999-11-17 2001-05-23 Huettenes Albertus Production of mould parts, e.g. foundry cores, involves moulding a mixture of sand and resol-based binder containing oxyanions, passing carbon dioxide to harden the binder and purging with compressed air
CN1362302A (en) * 2001-12-20 2002-08-07 华中科技大学 CO2 supplying apparatus
DE102004042535B4 (en) 2004-09-02 2019-05-29 Ask Chemicals Gmbh Molding material mixture for the production of casting molds for metal processing, process and use
DE102005043754B4 (en) * 2005-09-13 2008-09-25 Minelco Gmbh Process and device for the production of core moldings for foundry technology
DE102006036381A1 (en) 2006-08-02 2008-02-07 Minelco Gmbh Molded material, foundry-molding material mixture and method for producing a mold or a molded article
MX2009004130A (en) * 2006-10-19 2009-06-03 Ashland Suedchemie Kernfest Moulding material mixture containing carbohydrates.
DE102006049379A1 (en) 2006-10-19 2008-04-24 Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH Phosphorus-containing molding material mixture for the production of casting molds for metal processing
DE102007008149A1 (en) 2007-02-19 2008-08-21 Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH Thermal regeneration of foundry sand
DE102007027577A1 (en) 2007-06-12 2008-12-18 Minelco Gmbh Molding material mixture, molded article for foundry purposes and method for producing a molded article
DE102007045649B4 (en) 2007-09-25 2015-11-19 H2K Minerals Gmbh A method of making a mold and / or a core using comminuted natural particulate amorphous silicic materials in the foundry area and binder composition
DE102007051850A1 (en) 2007-10-30 2009-05-07 Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH Molding compound with improved flowability
EP2163328A1 (en) * 2008-09-05 2010-03-17 Minelco GmbH Core or foundry sand coated and/or mixed with soluble glass with a water content in the area of >= approx. 0.25 weight % to approx 0.9 weight %
PL2305603T3 (en) 2009-10-05 2014-08-29 Cognis Ip Man Gmbh Soluble glass solutions containing aluminium
DE102011010548A1 (en) * 2011-02-07 2012-08-09 H2K Minerals Gmbh Inorganic binding agent useful for producing molds and cores for casting of liquid metals, and for producing composite structures, comprises non-self-curing, aqueous alkali silicate solution

Also Published As

Publication number Publication date
CA2870115A1 (en) 2013-10-31
KR20150006024A (en) 2015-01-15
EP2841220A1 (en) 2015-03-04
CN104470652A (en) 2015-03-25
BR112014026456A2 (en) 2017-06-27
DE102012103705A1 (en) 2013-10-31
US20150129155A1 (en) 2015-05-14
RU2014146801A (en) 2016-06-20
WO2013159762A1 (en) 2013-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2015514591A (en) Method for producing mold and core for metal casting, and mold and core produced based on this method
JP6427177B2 (en) Method of producing lithium-containing mold material mixture based on inorganic binder for producing mold and core for metal casting, lithium-containing inorganic binder, and method of producing casting mold or core
US11759847B2 (en) Method for constructing molds and cores layer by layer by means of a binder containing water glass, and a binder containing water glass
US10259035B2 (en) Molding material mixtures containing aluminum/silicon oxides in particulate form
KR102182461B1 (en) Mold material mixtures containing metal oxides of aluminum and zirconium in particulate form
CN105102147B (en) The purposes of molding material mixture, mold or mold core and its manufacturing method and barium sulfate containing barium sulfate
KR102104999B1 (en) Mould material mixtures on the basis of inorganic binders, and method for producing moulds and cores for metal casting
CA2578437C (en) Moulding mixture for producing casting moulds for metalworking
JP7100662B2 (en) How to make molds, cores and mold base materials recycled from them
EP3159073A1 (en) Mold manufacturing method and mold
US20180318912A1 (en) Compositions and methods for foundry cores in high pressure die casting
KR20210152482A (en) Coating Compositions, Methods of Coating Casting Molds, Use of Coating Compositions to Coat Casting Molds, and Casting Molds