NL1005627C2 - Hulzen, bereiding daarvan en toepassing. - Google Patents

Description

Hulzen, bereiding daarvan en toepassing.

Gebied van de uitvinding

Deze uitvinding heeft betrekking op exotherme hulzen en/of isola-5 tiehulzen, een werkwijze voor de bereiding daarvan en toepassing daarvan. De hulzen worden vervaardigd door het vormen van een hulsmengsel omvattend (1) een hulssamenstelling waarmee een huls kan worden verkregen en (2) een chemisch reactief bindmateriaal. De hulzen worden uitgehard bij aanwezigheid van een katalysator door middel van de 10 koude doos- of zonder bakken-uithardingswerkwijze. De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze voor het gieten van metalen delen onder gebruikmaking van een gietsamenstel, waarbij de hulzen een bestanddeel zijn van het gietsamenstel. Voorts heeft de uitvinding betrekking op de metalen delen, die worden vervaardigd door middel van 15 de gietwerkwijze.

Achtergrond van de uitvinding

Een gietsamenstel bestaat uit een schuimkom, een sleutelsysteem (daarbij inbegrepen gietlopen, smoorklep en gietgoot), stijgtrechters, 20 hulzen, gietvormen, gietkernen en andere bestanddelen. Om een metalen gietproduct te vervaardigen wordt metaal in de schuimkom van het gietsamenstel gegoten en passeert het sleutelsysteem naar het gietvorm-en/of gietkernsamenstel, waar het afkoelt en een vaste vorm aanneemt. Het metalen deel wordt vervolgens verwijderd door het te scheiden vein 25 het gietkem- en/of gietvormsamenstel.

De gietvormen en/of gietkernen, die in het gietsamenstel worden gebruikt, zijn gemaakt van zand of ander gietmateriaal en een bindmiddel, veelal door middel van de zonder bakken- of koude doos-werkwijze. Het gietmateriaal wordt gemengd met een chemisch bindmiddel en wordt 30 doorgaans uitgehard bij aanwezigheid van een vloeibare of gasvormige katalysator nadat het is gevormd. Kenmerkende materialen die worden gebruikt voor het maken van gietvormen en/of gietkernen zijn materialen met hoge dichtheden en hoge thermische geleidbaarheid, zoals sili-cazand, olivien, kwarts, zirkoonzand, en magnesiumsilicaatzand. De 35 hoeveelheid bindmateriaal dat wordt gebruikt voor het vervaardigen van gietvormen en/of gietkernen uit deze materialen op commerciële schaal varieert kenmerkend van 1,0 tot 2,25 gew.JÉ gebaseerd op het gewicht en soort van het materiaal.

1005627 2

De dichtheid van een gietmengsel is kenmerkend 1,2 tot 1,8 g/cm3, terwijl de thermische geleidbaarheid van dergelijke materialen kenmerkend varieert van 0,8 tot 1,0 W/m.K. De resulterende gietvormen en/of gietkernen zijn niet exotherm, omdat zij geen warmte vrijmaken. Of-5 schoon gietvormen en gietkernen isolerende eigenschappen bezitten, zijn zij niet erg effectief als isolatoren. In feite is het kenmerkend voor gietvormen en gietkernen om warmte te absorberen.

Stijgtrechters of voertrechters zijn reservoirs die een overmaat aan gesmolten metaal bevatten dat nodig is om te compenseren voor 10 samentrekkingen of leegten van metaal die optreden gedurende de giet-werkwijze. Metaal vanuit de stijgtrechter vult dergelijke leegten in het gietproduct, wanneer metaal van het gietproduct samentrekt. Derhalve kan het metaal vanuit de stijgtrechter langer in de vloeibare toestand blijven, waardoor metaal wordt verschaft aan het gietproduct 15 wanneer dit koelt en een vaste vorm aanneemt. De temperatuur van het gesmolten metaal en de tijdsduur dat het metaal in de stijgtrechter gesmolten blijft is een functie van de hulssamenstelling en de dikte van de wand van de huls naast andere factoren.

Hulzen worden gebruikt om de stijgtrechter en andere delen van de 20 gietsamenstelling te omgeven of in te kapselen teneinde het gesmolten metaal in de stijgtrechter heet te houden en in de vloeibare toestand te houden. Teneinde dit te bewerkstelligen, moeten de hulzen exotherme en/of isolerende eigenschappen bezitten. De exotherme en isolerende thermische eigenschappen van de huls zijn anders in soort en/of mate 25 dan de thermische eigenschappen van het gietvormsamenstel waarin zij worden gegoten. Met name exotherme hulzen werken door warmte vrij te laten komen die de temperatuur van het gesmolten metaal in de stijgtrechter doet toenemen, waardoor het metaal heet en langer vloeibaar blijft. Isolatiehulzen daarentegen houden het gesmolten metaal in de 30 stijgtrechter door het te isoleren van het omgevende gietvormsamenstel.

Gietvormen en gietkernen hebben niet die thermische eigenschappen die hen in staat stellen de functies van een huls te vervullen. Zij zijn niet exotherm, zijn niet effectief genoeg als isolatoren en ab-35 sorberen te veel warmte om het gesmolten metaal heet en vloeibaar te houden. Samenstellingen die worden gebruikt in gietvormen en gietkernen zijn niet bruikbaar voor het maken van hulzen, omdat zij een hogere dichtheid hebben en omdat hun thermische eigenschappen niet ge- 1005627 3 schikt zijn.

Karakteristieke materialen die worden gebruikt om hulzen te maken zijn aluminium, oxiderende middelen, vezels, vulstoffen en hittebestendige materialen, in het bijzonder alumina, aluminiumsilicaat en 5 aluminiumsilicaat in de vorm van holle aluminiumsilicaatbollen. Het soort en de hoeveelheid van materialen in het hulsmengsel is afhankelijk van de eigenschappen van de hulzen die gemaakt moeten worden. Kenmerkende dichtheden van hulssamenstellingen variëren van 0,4 tot 0,8 g/ml, terwijl de thermische geleidbaarheid afhankelijk is van of 10 exotherme danwel isolerende eigenschappen zijn gewenst in de huls. Thermische geleidbaarheid voor aluminium is kenmerkend groter dan 200, terwijl de thermische geleidbaarheid voor holle aluminiumsilicaatmi-crobollen bij kamertemperatuur varieert van 0,05 tot 0,5 W/m.K. Tot op zekere hoogte moeten alle hulzen isolerende eigenschappen danwel ge-15 combineerde isolerende en exotherme eigenschappen bezitten teneinde het warmteverlies te minimaliseren en het metaal zolang mogelijk in vloeibare toestand te houden.

Drie basiswerkwijzen worden gebruikt voor de vervaardiging van hulzen, "heien", "vacuüm maken" en "blazen of schieten". Heien en 20 blazen zijn in beginsel werkwijzen voor het compact maken van een hulssamenstelling en bindmiddel tot een hulsvorm. Heien bestaat uit het pakken van een hulsmengsel {hulssamenstelling en bindmiddel) in een gietmodel voor een huls die is gemaakt van hout, kunststof en/of metaal. Vacuüm maken bestaat uit het blootstellen van een waterige 25 slurrie van een hittebestendig materiaal en/of vezels aan een vacuüm en het wegzuigen van overmaat aan water, waarbij een huls wordt gevormd. Kenmerkend is, of nu heien, blazen of vacuüm maken wordt toegepast om de hulsvorm te maken, dat de gevormde hulzen in een oven worden gedroogd om aanwezig water te verwijderen en de gevormde bindmate-30 riaal/hulssamenstelling uit te harden. Als het aanwezige water niet wordt verwijderd, kan het verdampen wanneer het in contact komt met het hete metaal hetgeen resulteert in een veiligheidsrisico. In geen van deze processen wordt de gevormde huls chemisch uitgehard met een vloeibare of gasvormige katalysator.

35 Deze samenstellingen worden in sommige gevallen gemodificeerd door de gedeeltelijke of volledige vervanging van de vezels door holle aluminiumsilicaatmicrobollen. Zie PCT-publicatie WO 94/23865· Deze procedure maakt het mogelijk om de isolerende eigenschappen van de 1005627 4 hulzen te variëren en reduceert of elimineert het gebruik van vezels die gezondheids- en veiligheidsproblemen kunnen veroorzaken voor arbeiders die de hulzen maken en die de hulzen in het gietproces gebruiken.

5 Eén van de problemen met hulzen is dat de uitwendige maten van de hulzen niet nauwkeurig zijn. Als gevolg hiervan komt de uitwendige vorm van de hulzen voor wat betreft de maten niet overeen met de interne holte van de gietvorm waarin de huls geplaatst moet worden. Om te compenseren voor de slechte nauwkeurigheid voor wat betreft de 10 maten, is het vaak nodig om "breekribbels" in de gietvorminrichting te vormen of te plaatsen, welke eroderen of deformeren wanneer de hulzen in de holte van de stijgtrechter worden geplaatst om een middel te verschaffen voor het fixeren van de huls op zijn plaats. De hulzen kunnen als alternatief ook op de juiste positie op het gietmodel wor-15 den geplaatst, waarna de gietvorm rondom de hulzen wordt gemaakt. Op deze wijze worden problemen met hulzen die qua maten niet precies passen vermeden.

Een ander probleem met hulzen is dat zij de vereiste thermische eigenschappen ontberen die nodig zijn om het gesmolten metaal in het 20 reservoir van de stijgtrechter in een hete en vloeibare toestand te houden. Het resultaat is dat de hulzen onderhevig zijn aan krimp, hetgeen resulteert in defecten in het gietproduct en in verspilling. Wanneer deze defecten in het gietproduct optreden, moeten zij worden opgeheven door machinale bewerking hetgeen resulteert in een verspil-25 ling van tijd en metaal.

Gietgoten, gietlopen en andere bestanddelen van de gietinrichting kunnen ook gebruik maken van isolatiehulzen en exotherme hulzen als bedekkingen om de temperatuur van het gesmolten metaal, dat daarmee in contact komt, te handhaven.

30

Samenvatting van de uitvinding

Deze uitvinding heeft betrekking op een zonder bakken- en koude doos-werkwijze voor het maken van exotherme en/of isolerende hulzen, op de hulzen die door deze werkwijze worden gemaakt, en op de toepas-35 sing van de hulzen in het maken van metalen gietproducten. De stappen betrokken bij het vervaardigen van een huls zijn kenmerkend: (A) het inbrengen van een hulsmengsel in een gietmodel voor een huls, waarbij een niet uitgeharde huls wordt gevormd, waarbij het huls- 1005627 5 mengsel omvat: (1) een hulssamenstelling waarmee een huls kan worden gemaakt, waarin de hulssamenstelling omvat: (a) een oxideerbaar metaal en een oxiderend middel dat in 5 staat is een exotherme reactie te genereren; (b) een isolerend hittebestendig materiaal; en (c) mengsels van (a) en (b); (2) een doelmatig bindende hoeveelheid van een chemisch reactief koude doos-bindmiddel; 10 (B) het in contact brengen van de niet uitgeharde huls met een zonder bakken- of koude doos-katalysator om de hulzen in staat te stellen zelf-ondersteunend te worden; en (C) het verwijderen van de huls uit het gietmodel en toelaten dat de huls verder uithardt en een harde, vaste, uitgeharde huls wordt.

15 In de zonder bakken-werkwijze is de uithardingskatalysator een vloeistof en wordt hij gemengd met het hulsmengsel, bindmateriaal en andere bestanddelen vóór het vormen. In de koude doos-werkwijze wordt het hulsmengsel eerst gevormd en dan in contact gebracht met een gasvormige uithardingskatalysator. De bestanddelen van de zonder bakken 20 en koude doos hulsmengsels worden uniform gemengd, zodat het mengsel zijn vastheid behoudt.

De zonder bakken en koude doos werkwijzen resulteren in chemisch uitgeharde hulzen. De werkwijzen resulteren in een hogere productie van hulzen per tijdseenheid in vergelijking met de werkwijzen die 25 bekend zijn uit de stand van de techniek. Voorts is er minder risico met betrekking tot gezondheid en veiligheid van arbeiders die in contact komen met de uitgangsmaterialen en hulzen, omdat zij niet worden blootgesteld aan enige vezels die ademhalingsproblemen kunnen veroorzaken wanneer zij worden ingeademd.

30 De uitvinding heeft ook betrekking op de hulzen die met behulp van deze werkwijze worden geproduceerd. De hulzen welke door middel van de werkwijze worden vervaardigd zijn voor wat betreft hun maten nauwkeurig. Dit maakt het mogelijk de huls gemakkelijk in de gietvorm te brengen. De hulzen van de stijgtrechter kunnen in het gietvormsamen-35 stel worden gebracht door automatische methoden, waardoor de productiviteit van het gietproces verder wordt verhoogd. Omdat de dichtheid en dikte van de hulzen consistenter en voor wat betreft de maten nauwkeuriger zijn, behoeven de hulzen geen te grote maat te bezitten, noch is 1005627 6 het nodig om "breekribbels" te gebruiken of gietvormen met ribbels om de huls op zijn plaats te houden. Bovendien, omdat de hulzen voldoende thermisch stabiel zijn, krimpen de gietproducten, die zijn gemaakt met behulp van de gietsamenstellen waarin de hulzen zijn gebruikt, niet.

5 Dit sluit defecten uit die machinale bewerking van het gietproduct noodzakelijk maken en/of verspilde gietproducten uit.

De uitvinding heeft ook betrekking op de gietproducten van ijzer bevattende en niet ijzer bevattende metalen delen in een gietsamen-stel, waarvan de hulzen een deel zijn en op de delen welke door middel 10 van deze gietwerkwijze worden gemaakt. De gietwerkwijze, waarin gebruik wordt gemaakt van deze hulzen, resulteert in minder verspilling, omdat de hulzen het mogelijk maken de hoeveelheid gesmolten metaal in het reservoir van de huls van de stijgtrechter te reduceren in vergelijking met de hoeveelheid gesmolten metaal dat aanwezig is in het 15 reservoir van een gebruikelijke ruimte van een zandstijgtrechter. Er is dus sprake van een beter gebruik van het metaal in de stijgtrechter en dit maakt het mogelijk meerdere gietproducten te maken uit eenzelfde hoeveelheid gesmolten metaal.

20 Korte beschrijving van de figuren

Fig. 1 toont een gietsamenstel met twee stijgtrechterhulzen (een stijgtrechterhuls aan de zijkant en een stijgtrechterhuls aan de bovenkant) geplaatst in het gietvormsamenstel van het gietsamenstel.

Fig. 2 illustreert grafisch het effect van het gebruik van een 25 huls om het gesmolten metaal heet en vloeibaar te houden.

Fig. 3 toont een diagram dat een gietproduct voorstelt, waarbij krimping van het gietproduct is opgetreden als gevolg van de inadequate thermische eigenschappen van de gebruikte huls. Dit gietproduct is ongeschikt en zal worden verschroot als afval.

30 Fig. 4 is een diagram dat een gietproduct toont, waarbij er plaat selijke krimping van de metalen stijgtrechter is geweest maar geen krimping van het gietproduct. Deze plaatselijke krimping resulteert niet in defecten in het gietproduct en verspilling.

35 Definities

De volgende definities zullen worden gebruikt voor uitdrukkingen in de beschrijvingsinleiding en conclusies: 1005627 7

Gietsamenstel - samenstel vein gietbestemddelen zoals schuimkom, gietloop, sleutelsysteem (giettrechter, gietgoot, smoorklep), gietvormen, gietkernen, stijgtrechters, hulzen, enz. die worden gebruikt om een metalen 5 gietproduct te maken door gesmolten metaal in het gietsamenstel te gieten, waar het naar het giet-vormsamenstel stroomt en afkoelt onder vorming van een metalen deel.

Chemische bin- 10 ding - binding gevormd door de chemische reactie van een katalysator en een bindmateriaal, dat is gemengd met een hulssamenstelling.

Koude doos - werkwijze waarin een gietvorm of gietkern wordt gemaakt, waarbij gebruik wordt gemaakt van een gas-15 vormige katalysator om de gietvorm of gietkern uit te harden.

Gietloop - voornaamste voedingskanaal van het gietsamenstel waardoor het gesmolten metaal wordt gegoten.

EXACTCAST™ 20 koude doos bindmiddel - een tweedelig polyurethaan vormend koude doos bind middel, waarbij het eerste deel (deel I) een feno-lische hars is gelijkend op die welke is beschreven in US-3.485.797 opgelost in een mengeel van aroma-25 tische, ester bevattende en alifatische oplosmidde len, een levensduur verlengend middel en een si-laan. Het tweede deel (deel II) is het polyisocya-naatbestanddeel dat polymethyleenpolyfenylisocya-naat omvat en een mengsel van oplosmiddelen dat 30 voornamelijk bestaat uit aromatische oplosmiddelen en een geringe hoeveelheid alifatische oplosmiddelen. De gewichtsverhouding van deel I tot deel II is ongeveer 55:45· EXACTCAST™ 35 zonder bakken bindmiddel - een uit twee delen bestaand polyurethaan vormend zonder bakken bindmiddel, dat lijkt op het EXACTCAST™ koude doos bindmiddel. EXACTCAST™ zonder 1005627 8 bakken bindmiddel bevat geen levensduur verlengend middel of silaan.

Exotherme huls - een huls die exotherme eigenschappen heeft in vergelijking met het gietvorm/gietkernsamenstel waarin 5 het wordt gestopt. De exotherme eigenschappen van de huls worden gegenereerd door een oxideerbaar metaal (kenmerkend aluminiummetaal) en een redu-ceerbaar metaaloxide, dat kan reageren onder vorming van warmte.

10 EXTENDOSPHERES

SG - holle aluminiumsilicaatmicrobollen verkocht door PQ

Corporation met een deeltjesgrootte van 10-350 pm en een aluminagehalte tussen 28 en 33 gew.% gebaseerd op het gewicht van de microbollen.

15 EXTENDOSPHERES

SLG - holle aluminiumsilicaatmicrobollen verkocht door PQ

Corporation met een deeltjesgrootte van 10-300 pm en een aluminagehalte van ten minste *f0 gew.% gebaseerd op het gewicht van de microbollen.

20 Sleutelsysteem - systeem waardoor metaal wordt getransporteerd van de schuimkom naar het gietvorm- en/of gietkernsa-menstel. Bestanddelen van het sleutelsysteem omvatten de gietloop, gietgoten, smoorklep, enz.

Hanteerbaar - huls die getransporteerd kan worden van één plaats 25 naar een andere zonder uitzakkingen te vertonen of te breken.

Isolerend hittebestendig materiaal - een hittebestendig materiaal met een thermische 30 geleidbaarheid die kenmerkend minder dan ongeveer 0,7 W/m.K bij kamertemperatuur is, bij voorkeur minder dan ongeveer 0,5 W/m.K.

Isolatiehuls - een huls met betere isolerende eigenschappen dan het gietvorm/gietkernsamenstel waarin het wordt 35 gestopt. Een isolatiehuls bevat kenmerkend materia len met een lage dichtheid, zoals vezels en/of holle microbollen.

1005627 9

Gietvormsamen- stel - een samenstel van gietvormen en/of gietkernen ver vaardigd uit een gietmateriaal (kenmerkend zand) en een gietbindmiddel, dat wordt geplaatst in een 5 gietsamenstel om een vorm voor het gietproduct te verschaffen.

Zonder bakken - gietvorm- of gietkern-makende werkwijze waarin gebruik wordt gemaakt van een vloeibare katalysator om de gietvorm of gietkern uit te harden.

10 Schuimkom - ruimte waardoor gesmolten metaal in het gietsamen stel wordt gegoten.

Hittebestendig materiaal - een keramisch materiaal met een thermische geleid baarheid groter dan ongeveer 0,8 W/m.K bij kamer-15 temperatuur, dat extreem hoge temperaturen kan weerstaan zonder wezenlijke verandering wanneer het in contact komt met gesmolten metaal dat een temperatuur kan hebben van bijvoorbeeld 1700°C.

Stijgtrechter - ruimte verbonden met een gietvorm of gietruimte van 20 het gietsamenstel, die dienst doet als een reser voir voor overmaat gesmolten metaal om holtes in het gietproduct te voorkomen wanneer het samentrekt tijdens het overgaan in vaste vorm. Stijgtrechters kunnen open of zonder opening zijn. Stijgtrechters 25 zijn ook bekend als voertrechters.

Huls - elke middels gieten te verkrijgen vorm met exother- me en/of isolerende eigenschappen, die is gemaakt van een hulssamenstelling die, geheel of gedeeltelijk, elk bestanddeel van het gietsamenstel dekt, 30 zoals de stijgtrechter, gietgoten, schuimkom, giet- loop enz. of wordt gebruikt als onderdeel van het gietsamenstel. Hulzen kunnen een grote verscheidenheid aan vormen hebben, bijvoorbeeld cilinders, koepels, koppen, platen, kernvormen.

35 Hulssamenstelling - elke samenstelling die in staat is een huls te ver schaffen met exotherme en/of isolerende eigenschappen. De hulssamenstelling zal doorgaans aluminium- 1005627 10 metaal en/of aluminiumsilicaat, in het bijzonder in de vorm van holle aluminiumsilicaatmicrobollen, of mengsels daarvan bevatten. Afhankelijk vein de gewenste eigenschappen, kan de hulssamenstelling te-5 vens alumina of ander hittebestendig materiaal, een oxiderend middel, fluoriden, vezels en vulstoffen bevatten.

Hulsmengsel - een mengsel omvattend een hulssamenstelling en een chemisch bindmateriaal dat in staat is een huls te 10 vormen door middel van de zonder bakken- of koude doos-werkwij ze.

Gedetailleerde beschrijving van de figuren

Fig. 1 toont een eenvoudig gietsamenstel omvattend schuimkom 1, 15 gietloop 2, gietgoot 3. huls voor de giettrechter aan de zijkant 4, giettrechter aan de zijkant 5* huls voor de giettrechter aan de bovenkant 6, giettrechter aan de bovenkant 7. en gietvorm en/of gietkernsa-menstel 8. Gesmolten metaal wordt in de schuimkom 1 gegoten, waar het door de gietloop 2 naar de gietgoot 3 en andere delen van het sleutel-20 systeem loopt, uiteindelijk naar het gietvorm- en gietkemsamenstel 8. De giettrechters 5 en 7 zijn reservoirs voor overmaat gesmolten metaal die beschikbaar is wanneer het gietproduct afkoelt, samentrekt en gesmolten metaal uit de giettrechters onttrekt. De hulzen 4 en 6, welke zijn geplaatst in het gietvorm- en/of gietkemsamenstel 8, omge-25 ven de giettrechters 5 en 7 en beschermen het gesmolten metaal in het reservoir van de giettrechter tegen een te snelle afkoeling.

Fig. 2 illustreert grafisch het voordelige effect van het gebruik van een huls om het gesmolten metaal heet en vloeibaar te houden.

Fig. 3 illustreert een huls 3* wanneer er sprake is van krimp 2 30 van het metaal van de giettrechter 1 en het metaal van het gietproduct 3. Dit gietproduct is ondeugdelijk en zal worden verschroot als afval.

Fig. 4 illustreert een gietproduct 3. waarbij er sprake is van krimp 2 van het metaal van de giettrechter 1, maar waarbij er geen krimp van het metaal in het gietproduct 3 is. Dit gietproduct is niet 35 ondeugdelijk en kan worden gebruikt.

1 005 6 27 11

Beschrijving van de beste uitvoeringsvorm en andere uitvoeringsvormen van de uitvinding

De hulsmengsels die worden gebruikt in de werkwijze volgens de uitvinding bevatten (1) een hulssamenstelling en (2) een doelmatige 5 hoeveelheid van een chemisch reactief bindmateriaal. Het hulsmengsel wordt gevormd en uitgehard door de huls in contact te brengen met een doelmatige hoeveelheid van een uithardingskatalysator.

Er is niets nieuws aan de hulssamenstelling die wordt gebruikt voor het maken van de exotherme en/of isolerende hulzen. Elke hulssa-10 menstelling bekend uit de stand van de techniek voor het maken van hulzen kan worden gebruikt om de hulzen te maken. De hulssamenstelling bevat exotherme en/of isolerende materialen, kenmerkend anorganische materialen. De exotherme en/of isolerende materialen zijn kenmerkend aluminium bevattende materialen, bij voorkeur gekozen uit de groep 15 bestaande uit aluminiummetaal, aluminiumsilicaat, alumina, en mengsels daarvan, waarbij het de meeste voorkeur verdient wanneer het aluminiumsilicaat wordt gebruikt in de vorm van holle microbollen.

Het exotherme materiaal is een oxideerbaar metaal en een oxiderend middel dat in staat is een exotherme reactie te genereren tjij de tem-20 peratuur waarbij het materiaal kan worden gegoten. Het oxideerbare metaal is kenmerkend aluminium in de vorm van hetzij poeder hetzij granules, maar magnesium en soortgelijke metalen kunnen ook worden gebruikt. Het isolerende materiaal is kenmerkend aluminiumsilicaat, bij voorkeur aluminiumsilicaat in de vorm van holle microbollen, en 25 mogelijk alumina.

Wanneer aluminiummetaal wordt gebruikt als het oxideerbare metaal voor de exotherme huls, wordt het kenmerkend gebruikt in de vorm van aluminiumpoeder of aluminiumgranules. Het oxiderend middel dat wordt gebruikt voor de exotherme huls, omvat ijzeroxide, permanganaat, enz. 30 Oxiden behoeven niet aanwezig te zijn in stoichiometrische hoeveelheden om te voldoen aan de hoeveelheid aluminiummetaal, dat het brand-stofbestanddeel vormt. De reden hiervoor is dat de hulzen en gietvormen van de stijgtrechter, waarin zij aanwezig zijn, permeabel zijn. Derhalve wordt zuurstof van de oxiden aangevuld door atmosferische 35 zuurstof, dat wordt gevormd wanneer de aluminiumbrandstof wordt verbrand. De gewichtsverhouding vein aluminium tot oxiderend middel varieert kenmerkend van ongeveer 10:1 tot ongeveer 2:1, bij voorkeur ongeveer 5:1 tot ongeveer 4:1.

1005627 12

De thermische geleidbaarheid van de exotherme huls is zodanig dat warmte gegenereerd zal worden om de temperatuur van het gesmolten metaal in de stijgtrechter te verhogen, waardoor dit metaal heet en vloeibaar blijft. De exotherm is het gevolg van de reactie tussen 5 aluminium en het oxiderend middel in het exotherme hulsmengsel, wanneer het in contact komt met het gesmolten metaal. Een gietvorm en/of gietkern heeft geen exotherme eigenschappen.

Zoals hierboven reeds genoemd, worden de isolerende eigenschappen van de huls bij voorkeur verschaft door holle aluminiumsilicaatmicro-10 bollen, omvattend aluminiumsilicaatzeeobollen. De hulzen die worden gemaakt met holle aluminiumsilicaatmicrobollen hebben een lagere dichtheid, lagere thermische geleidbaarheden en betere isolerende eigenschappen. De exotherme hulzen hebben een hogere thermische geleidbaarheid dan de isolatiehulzen. De isolerende en exotherme eigen-15 schappen van de huls kunnen worden gevarieerd, maar de thermische eigenschappen zijn anders in mate en/of soort dan die van het giet-vormsamenstel waarin de huls zal worden ingébracht.

Afhankelijk van de mate van de gewenste exotherme eigenschappen van de huls, zal de hoeveelheid aluminium in de huls variëren van 0 20 gew.# tot 50 gew.#, kenmerkend van 5 gew.# tot 40 gew.%, gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling.

Afhankelijk van de mate van gewenste isolerende eigenschappen van de huls, zal de hoeveelheid van aluminiumsilicaat in de huls, in het bijzonder in de vorm van holle aluminiumsilicaatmicrobollen, variëren 25 van 0 gew.# tot 100 gew.#, kenmerkend van 40 gew.# tot 90 gew.#, gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling. Omdat in de meeste gevallen de hulzen zowel isolerende als exotherme eigenschappen moeten hebben, zullen aluminiummetaal alsmede holle aluminiumsilicaatmicrobollen worden gebruikt in de huls. In hulzen, die zowel isolerende als 30 exotherme eigenschappen moeten hebben, varieert de gewichtsverhouding van aluminiummetaal tot holle aluminiumsilicaatmicrobollen kenmerkend van ongeveer 1:1 tot ongeveer 1:2, bij voorkeur van ongeveer 1:1 tot ongeveer 1:1,5·

De holle aluminiumsilicaatmicrobollen hebben kenmerkend een deel-35 tjesgrootte van ongeveer 3 mm met elke willekeurige wanddikte. Holle aluminiumsilicaatmicrobollen met een gemiddelde diameter van minder dan 1 mm en een wanddikte vein ongeveer 10# van de deeltjesgrootte hebben de voorkeur. Er wordt van uitgegaan dat holle microbollen die 1005627 13 zijn gemaakt van een ander materiaal en die isolerende eigenschappen hebben, ook gebruikt kunnen worden in plaats van of in combinatie met de holle aluminiumsilicaatmicrobollen.

De gewichtsverhouding van alumina tot silica (als Si02) in de 5 holle aluminiumsilicaatmicrobollen kan variëren binnen een groot gebied afhankelijk van de toepassing, bij voorkeur van 25:75 tot 75:25, kenmerkend van 33:67 tot 50:50» waarbij deze gewichtsverhouding is gebaseerd op het totale gewicht van de holle microbollen. Uit de literatuur is bekend dat holle aluminiumsilicaatmicrobollen met een hoger 10 aluminagehalte beter geschikt zijn voor het maken van hulzen voor het smelten van metalen, zoals ijzer en staal, die giettemperaturen van 1300*C tot 1700eC hebben, omdat holle aluminiumsilicaatmicrobollen met meer alumina hogere smeltpunten hebben. Derhalve zullen hulzen die zijn gemaakt met behulp van dergelijke microbollen niet zo gemakkelijk 15 degenereren bij hogere temperaturen.

Hittebestendige materialen, ofschoon niet noodzakelijkerwijs de voorkeur verdienend in termen van prestatie vanwege hun hogere dichtheden en hoge thermische geleidbaarheden, kunnen worden gebruikt in de hulssamenstelling om de hulsmengsels hogere smeltpunten te geven, 20 zodat de huls niet zal degenereren wanneer het in contact komt met het gesmolten metaal gedurende de gietwerkwijze. Voorbeelden van dergelijke hittebestendige materialen omvatten onder andere silica, magnesia, alumina, olivien, chromiet, aluminiumsilicaat en siliciumcarbide. Deze hittebestendige materialen worden bij voorkeur gebruikt in hoeveelhe-25 den van minder dan 50 gew.Ji gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling, waarbij hoeveelheden van minder dan 25 gew.% gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling nog meer de voorkeur verdienen. Wanneer alumina wordt gebruikt als een hittebestendig materiaal, wordt het gebruikt in hoeveelheden van minder dan 50 gew.% gebaseerd op het 30 gewicht van de hulssamenstelling, meer bij voorkeur minder dan 10 gew.% gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling.

Voorts kan de hulssamenstelling verschillende vulstoffen en toevoegsels bevatten, zoals cryoliet (Na3AlF6), kaliumaluminiumtetrafluo-ride, kaliumaluminiumhexafluoride.

35 De dichtheid van de hulssamenstelling varieert kenmerkend van ongeveer 0,1 tot ongeveer 0,9 g/cm3, meer kenmerkend van ongeveer 0,2 tot ongeveer 0,8 g/cm3. Voor exotherme hulzen varieert de dichtheid van de hulssamenstelling kenmerkend van ongeveer 0,3 tot ongeveer 0,9 1005627 14 g/cm3, meer kenmerkend van ongeveer 0,5 tot ongeveer 0,8 g/cm3. Voor isolerende hulzen varieert de dichtheid van de hulssamenstelling kenmerkend van ongeveer 0,1 tot ongeveer 0,7 g/cm3, meer kenmerkend van ongeveer 0,3 tot ongeveer 0,6 g/cm3. Voor exotherme hulzen is de ther-5 mische geleidbaarheid van de hulssamenstelling kenmerkend groter dan 150 W/m.K bij kamertemperatuur, meer kenmerkend groter dan 200 W/m.K. Voor isolerende hulzen varieert de thermische geleidbaarheid van de hulssamenstelling kenmerkend van ongeveer 0,05 tot ongeveer 0,6 W/m.K bij kamertemperatuur, meer kenmerkend van ongeveer 0,1 tot ongeveer 10 0,5 W/m.K.

De bindmiddelen die worden gemengd met de hulssamenstelling waarbij het hulsmengsel wordt gevormd zijn bekend uit de stand van de techniek. Elk zonder bakken- of koude doos-bindmiddel, dat het hulsmengsel in voldoende mate samen zal houden in de vorm van een huls en 15 zal polymeriseren bij aanwezigheid van een uithardingskatalysator, is geschikt. Voorbeelden van dergelijke bindmiddelen zijn onder andere fenolische harsen, fenolisch urethaanbindmiddelen, furaanbindmiddelen, alkalische fenolische resolbindmiddelen en epoxyacrylbindmiddelen. In het bijzonder verdienen fenolische urethaanbindmiddelen bekend als 20 EXACTCAST™ (een koude doos-bindmiddel verkocht door Ashland Chemical Company) de voorkeur. Bindmiddelen zoals deze worden beschreven in de Amerikaanse octrooischriften 3-485.497 en 3-409-579- Deze bindmiddelen zijn gebaseerd op een tweedelig systeem, waarvan één deel een fenolische harsbestanddeel is en het andere deel een polyisocyanaatbestand-25 deel is.

De hoeveelheid benodigd bindmiddel is een doelmatige hoeveelheid om de vorm van de huls te behouden en om een doelmatige uitharding mogelijk te maken. Een doelmatige hoeveelheid is derhalve een hoeveelheid waarmee een huls wordt gemaakt, die kan worden gebruikt of die 30 zichzelf kan ondersteunen na uitharding. Een doelmatige hoeveelheid bindmiddel bedraagt meer dan ongeveer 2 gew.%, bij voorkeur meer dan ongeveer 3 gew.# gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling. Bij voorkeur varieert de hoeveelheid bindmiddel van ongeveer 4 gew.# tot ongeveer 12 gew.#, waarbij het gebied van ongeveer 5 gew.# tot 35 ongeveer 10 gew.# nog meer de voorkeur verdient.

Het uitharden van de huls door middel van de zonder bakken-werk-wijze vindt plaats door middel van het mengen van een vloeibare uithardingskatalysator met het hulsmengsel (of alternatief door de vloei- 1005627 15 bare uithardingskatalysator eerst te mengen met de hulssamenstelling), het vormen van het hulsmengsel dat de katalysator bevat en toestaan dat de hulsvorm kan uitharden, kenmerkend bij omgevingstemperatuur zonder toevoeging van warmte. De vloeibare uithardingskatalysator die 5 de voorkeur verdient is een tertiair amine en de zonder bakken-uithar-dingswerkwijze die de voorkeur verdient wordt beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3*485.797· Specifieke voorbeelden van dergelijke vloeibare uithardingskatalysatoren omvatten 4-alkylpyridinen, waarin de alkylgroep 1 tot 4 koolstofatomen bevat, isochinoline, arylpyridi-10 nen, zoals fenylpyridine, pyridine, acridine, 2-methoxypyridine, pyri-dazine, 3~chloorpyridine, chinoline, N-methylimidazool, N-ethylimida-zool, 4, 4* -dipyridine, 4-fenylpropylpyridine, 1-methylbenzimidazool en 1,4-thiazine.

Het uitharden van de huls door middel van de koude doos-werkwijze 15 vindt plaats door het blazen of heien van het hulsmengsel in een doos met een bepaalde vorm en het in contact brengen van de hulsvorm met een dampvormige of gasvormige katalysator. Verscheidene gassen, zoals tertiaire aminen, koolstofdioxide, methylformaat en zwaveldioxide kunnen worden gebruikt afhankelijk van het gekozen chemisch bindmid-20 del. De deskundige zal weten welke gasvormige uithardingskatalysator geschikt is voor het gebruikte bindmiddel. Een aminegas wordt bijvoorbeeld gebruikt met fenolische urethaanharsen. Zwaveldioxide (in combinatie met een oxiderend middel) wordt gebruikt met epoxyacrylharsen. Zie het Amerikaanse octrooischrift 4.526.219. Koolstofdioxde (zie het 25 Amerikaanse octrooischrift 4.985.489) of methylesters (zie het Amerikaanse octrooischrift 4.750.716) worden gebruikt met alkalische fenol-resolharsen. Koolstofdioxide wordt ook gebruikt met bindmiddelen gebaseerd op silicaten. Zie het Amerikaanse octrooischrift 4.391.642.

Bij voorkeur is het bindmiddel een EXACTCAST™ koude doos bindmid-30 del, zoals hiervoor genoemd, en wordt het uitharden uitgevoerd door een tertiair aminegas, zoals een triethylamine, door het gegoten hulsmengsel te leiden op de manier zoals beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.409.579* Kenmerkende begassingstijden variëren van 0,5 tot 3.0 seconden, bij voorkeur van 0,5 tot 2,0 seconden. Door-35 spuittijden variëren van 1,0 tot 30 seconden, bij voorkeur van 1,0 tot 10 seconden.

1005627 16

Voorbeelden

In alle hierna volgende voorbeelden werden de gespecificeerde hulssamenstellingen bereid door het mengen van de bestanddelen in een Hobart N-50 menger gedurende ongeveer 2-4 minuten. Het gebruikte bind-5 middel was een zonder bakken- of koude doos-fenolisch urethaanbindmid-del zoals gespecificeerd, waarbij de verhouding van deel I tot deel II 55/^5 bedroeg. De hulsmengsels werden bereid door het mengen van de hulssamenstelling en het bindmiddel in een Hobart N-50 menger gedurende ongeveer 2-4 minuten. In de zonder bakken-hulssamenstellingen wordt 10 de vloeibare uithardingskatalysator toegevoegd aan het hulsmengsel voordat het wordt gevormd. De bereide hulzen waren cilindrisch gevormd hulzen met een interne diameter van 90 mm, een externe diameter van 130 mm, en een hoogte van 200 mm. De hoeveelheid gebruikt bindmiddel bedroeg in alle gevallen, behalve in vergelijkend voorbeeld A, 8,8 15 gew.# gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling. Alle met een letter aangeduide voorbeelden zijn controle-experimenten, waarbij silicazand werd gebruikt als de hulssamenstelling. Alle genoemde delen zijn gewichtsdelen en alle genoemde percentages zijn gewichtspercenta-ges gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling, tenzij anders 20 vermeld.

Vergelijkend voorbeeld A

(Huls gevormd uit silicazand) 100 delen silicazand werden gebruikt als de hulssamenstelling, die 25 werd gemengd met ongeveer 1,3 gew.# EXACTCAST™ zonder bakken-bindmid-del waarbij een hulsmengsel werd gevormd. Vervolgens wordt ongeveer 1 gew.# van een vloeibaar tertiair amine, POLYCAT 4l katalysator (minder dan 5# (namelijk 2,6%) actief bestanddeel gebaseerd op het deel I), verkocht door Air Products, toegevoegd aan het hulsmengsel. Het resul-30 terende mengsel wordt gevormd tot cilindrische hulzen.

De trekeigenschappen van de hulzen, die een indicatie vormen voor de sterkte van de hulzen voor gebruik, worden gemeten en zijn weergegeven in tabel I. De treksterkten van de hulzen worden gemeten na 30 minuten, 1 uur, 4 uur, 24 uur en 24 uur bij 100# relatieve vochtigheid 35 (RH) na mengen met POLYCAT 4l katalysator.

Hoewel de treksterkten goed waren, vertoonden stalen gietproducten gemaakt met de hulzen een krimp die wordt weergegeven door fig. 3· De krimp trad op omdat de thermische eigenschappen onvoldoende waren voor 1 0 0 5 6 27 17 toepassingen als huls. Deze gietproducten waren ondeugdelijk en werden verschroot.

Voorbeeld 1 5 (Vervaardiging van isolerende huls door zonder bakken-werkwijze)

De zonder bakken-werkwijze van vergelijkend voorbeeld A werd gevolgd, behalve dat 100 delen van EXTENDOSPHERES SG werden gebruikt als de hulssamenstelling en gemengd met 8,8# van EXACTCAST™ zonder bakkenbindmiddel, waarbij een hulsmengsel werd gevormd. Vervolgens wordt 10 ongeveer 1 gew.# van een vloeibaar tertiair amine, POLYCAT 4l katalysator, toegevoegd aan het hulsmengsel. Het resulterende mengsel wordt gevormd tot een huls.

De trekeigenschappen van de hulzen, die een indicatie vormen voor de sterkte van de hulzen voor gebruik, worden bepaald en zijn weerge-15 geven in tabel I. De treksterkten van de hulzen worden onmiddellijk gemeten 1 uur en 2k uur na het mengen met EXACTCAST™ zonder bakken bindmiddel.

De hulzen zijn voor wat betreft hun maten nauwkeurig, zowel extern als intern.

20

Voorbeeld 2 (Vervaardiging van isolerende huls bevattend holle aluminiumsilicaat-microbollen door middel van de koude doos-werkwijze) 100 delen EXTENDOSPHERES SG werden gebruikt als de hulssamenstel-25 ling en werden gemengd met 8,8# EXACTCAST™ koude doos-bindmiddel waarbij een hulsmengsel werd gevormd. Het hulsmengsel van voorbeeld 2 wordt in een kamer geblazen met de vorm van een huls en begast met triethylamine in stikstof bij 20 psi volgens de bekende werkwijzen beschreven in het Amerikaanse octrooischrift 3.^09.579· Begassingstijd 30 bedraagt 2,5 seconden, gevolgd door doorspuiten met lucht bij 60 psi gedurende ongeveer 60,0 seconden.

De treksterkten van de uitgeharde hulzen worden gemeten zoals in voorbeeld 1. De treksterkten van de hulzen zijn weergegeven in tabel I. De hulzen zijn voor wat betreft hun maten nauwkeurig, zowel extern 35 als intern.

1005627 18

Voorbeeld 3 (Voorbeeld 2 met siliconenhars)

Voorbeeld 2 werd gevolgd behalve dat 1,2 gew.% siliconenhars werd toegevoegd aan het hulsmengsel. De treksterkten van de uitgeharde 5 hulzen worden gemeten zoals in voorbeeld 1. De treksterkten van de hulzen zijn weergegeven in tabel I. De hulzen zijn voor wat betreft hun maten nauwkeurig, zowel extern als intern.

Voorbeeld ^ 10 (Vervaardiging van exotherme huls door de koude doos-werkwijze)

De procedure van voorbeeld 2 werd gevolgd behalve dat de gebruikte hulssamenstelling bestond uit 55% EXTENDOSPHERES SLG, 16,5% geatomiseerd aluminium, 16,5% aluminiumpoeder, 7% magnetiet en 5% cryoliet. De treksterkten van de uitgeharde hulzen worden gemeten zoals in voor-15 beeld 1. De treksterkten van de hulzen zijn weergegeven in tabel I. De hulzen zijn voor wat betreft hun maten nauwkeurig, zowel extern als intern.

Voorbeeld 5 20 (Vervaardiging van exotherme huls bevattend silica door de zonder bakken-werkwi j ze)

De procedure van voorbeeld 1 werd gevolgd behalve dat de gebruikte hulssamenstelling bestond uit 50% Wedron 5^0 silicazand, 10% alumina en 40% van het hulsmengsel van voorbeeld De treksterkte van de 25 uitgeharde hulzen wordt gemeten zoals in voorbeeld 1. De treksterkten van de hulzen zijn weergegeven in tabel I. De hulzen zijn voor wat betreft hun maten nauwkeurig, zowel extern als intern.

Voorbeeld 6 30 (Vervaardiging van exotherme huls bevattend silica door de koude dooswerkwijze)

De procedure van voorbeeld 2 werd gevolgd behalve dat de gebruikte hulssamenstelling bestond uit 50% Wedron 5^0 silicazand, 10% alumina en k0% van het hulsmengsel van voorbeeld 4. De treksterkte van de 35 uitgeharde hulzen wordt gemeten zoals in voorbeeld 1. De treksterkten van de hulzen zijn weergegeven in tabel I. De hulzen zijn voor wat betreft hun maten nauwkeurig, zowel extern als intern.

1005627 19

Voorbeeld 7 (Hulssamenstelling)

Een hulssamenstelling wordt bereid door de volgende bestanddelen te mengen in een Hobart N-50 menger gedurende ongeveer 4 minuten: 5 50% silicazand, 10# ijzeroxide, 10# alumina, 3# natriumnitraat, 20# aluminiumpoeder, en 10 2# houtzaagsel.

De hulssamenstelling wordt gebruikt om cilindrische hulzen te vervaardigen volgens de zonder bakken- of koude doos-werkwijze. Exotherme en isolerende eigenschappen van de hulzen worden gevarieerd door de hoeveelheid aluminiummetaal en alumina te veranderen.

15

Tabel I

(Eigenschappen van testvormen)

Treksterkten van hulzen

20 Voor- Huls 30 min 1 uur 4 uur 24 uur @ 100# Vorm beeld RH

vgl. B A 208 224 250 290 59 nauwkeurig J 9 1 41 119 129 132 65 nauwkeurig 10 2 133 183 193 212 147 nauwkeurig 25 11 3 140 208 220 232 230 nauwkeurig 12 5 88 89 105 96 88 nauwkeurig 13 6 41 101 99 129 70 nauwkeurig 14 7 99 l40 106 144 125 nauwkeurig — -1 30

Voorbeelden 15-20

In vergelijkend voorbeeld C en voorbeelden 15*20, worden de hulzen van vergelijkend voorbeeld A en voorbeelden 1-6 getest in een gietsa-menstel door deze hulzen te gebruiken om de stijgtrechter aan de bo- 1005627 20 venkant van het gietsamenstel te omgeven. Het metaal dat in het giet-samenstel wordt gegoten is staal en wordt bij een temperatuur van l650cC gegoten. Het gietproduct van vergelijkend voorbeeld C, dat is gemaakt onder gebruikmaking van de huls van vergelijkend voorbeeld A, 5 vertoonde krimp en resulteerde in een ondeugdelijk gietproduct dat werd verschroot als afval. De gietproducten van voorbeelden 15-20, die zijn gemaakt met hulzen 1-7, vertoonden geen krimp zoals geïllustreerd door fig. 4. Fig. 4 toont enige krimp van de giettrechter boven het gietproduct, maar de gietproducten kunnen nog steeds doelmatig worden 10 gebruikt. In alle gevallen waarin de hulzen werden gemaakt door de koude doos en zonder bakken werkwijze, trad geen krimp van het gietproduct op. Deze resultaten zijn samengevat in de hierna volgende tabel II.

15 Tabel n

Gietresultaten Π/oorbeeld Huls Gietresultaten vgl. C A Krimp van gietproduct resulteert in defect in het gietproduct en afval.

20 15 1 Gietproduct vertoont geen krimp. Geen resulterend afval of defect in het gietproduct.

16 2 Gietproduct vertoont geen krimp. Geen resulterend afval of defect in het gietproduct.

17 3 Gietproduct vertoont geen krimp. Geen resulterend afval of defect in het gietproduct.

18 4 Gietproduct vertoont geen krimp. Geen resulterend afval of defect in het gietproduct.

19 6 Gietproduct vertoont geen krimp. Geen resulterend afval of defect in het gietproduct.

25 20 7 Gietproduct vertoont geen krimp. Geen resulterend afval of defect in het gietproduct.

1005627

Claims (39)

1. Koude doos-werkwijze voor de vervaardiging van hulzen met exo-therme eigenschappen, isolerende eigenschappen of beide, omvattend: (A) inbrengen van een hulsmengsel in een gietmodel voor een huls, 5 waarbij het hulsmengsel omvat: (1) een hulssamenstelling waarmee een huls kan worden gemaakt, waarin de hulssamenstelling omvat: (a) een oxideerbaar metaal en een oxiderend middel dat in staat is een exotherme reactie te genereren; of 10 (b) een isolerend hittebestendig materiaal; of (c) mengsels van (a) en (b); (2) een doelmatig bindende hoeveelheid van een chemisch reactief, koude doos-bindmiddel; (B) vormen van een huls door inbrengen van het hulsmengsel in een 15 gietmodel voor een huls; (C) in contact brengen van de huls vervaardigd in (B) met een gasvormige uithardingskatalysator; (D) toelaten dat de huls resulterend uit (C) uithardt totdat het vorm-lichaam hanteerbaar wordt; en 20 (E) verwijderen van het vormlichaam uit het gietmodel.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin het oxideerbare metaal en het isolerende hittebestendige materiaal aluminium bevattende materialen zijn.

3· Werkwijze volgens conclusie 2, waarin het oxideerbare metaal 25 aluminiummetaal is en het isolerende hittebestendige materiaal gekozen is uit de groep bestaande uit alumina en aluminiumsilicaat.

4. Werkwijze volgens conclusie 3. waarin het aluminiummetaal wordt toegepast in de vorm van aluminiumpoeder of aluminiumgranules.

5. Werkwijze volgens conclusie 1 of 4, waarin het isolerende hit-30 tebestendige materiaal aluminiumsilicaat is, dat de vorm heeft van holle aluminiumsilicaatmicrobollen.

6. Werkwijze volgens conclusie 5. waarin het bindmiddel gekozen is uit de groep bestaande uit fenolische urethaanbindmiddelen en epoxy-acrylbindmiddelen. 35 7· Werkwijze volgens conclusie 6, waarin de hoeveelheid bindmiddel 4 tot 12 gew.% gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling bedraagt .

8. Werkwijze volgens conclusie 7. waarin de hoeveelheid aluminium- 1005627 metaal in de hulssamenstelling O tot 40 gew.% gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling bedraagt.

9· Werkwijze volgens conclusie 8, waarin een oxiderend middel aanwezig is in een doelmatige hoeveelheid om enig aluminiummetaal 5 aanwezig in de hulssamenstelling te oxideren.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarin de hoeveelheid holle aluminiumsilicaatmicrobollen in de hulssamenstelling 30 tot 100 gew.% gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling bedraagt.

11. Werkwijze volgens conclusie 10, waarin de hoeveelheid alumi-10 niummetaal in de hulssamenstelling 9 tot 30 gew.% gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling bedraagt.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, waarin de hoeveelheid alumina in de holle aluminiumsilicaatmicrobollen in de hulssamenstelling 40 tot 80 gew.% gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling be- 15 draagt.

13. Werkwijze volgens conclusie 12, waarin het chemische bindmiddel een fenolisch urethaanbindmiddel is en de uithardingskatalysator een gasvormig tertiair amine is.

14. Werkwijze volgens conclusie 12, waarin het chemische bindmid-20 del een epoxyacrylbindmiddel is en de uithardingskatalysator zwaveldioxide is.

15. Werkwijze volgens conclusie 13 of 14, waarin de gewichtsverhouding van aluminiummetaal tot aluminiumsilicaat in de vorm van holle aluminiumsilicaatmicrobollen in de hulssamenstelling 1:1 tot 1:5 be- 25 draagt.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, waarin de hulssamenstelling een hittebestendig materiaal bevat.

17. Werkwijze volgens conclusie 16, waarin het hittebestendige materiaal silica is. 30 l8. Werkwijze volgens conclusie 17, waarin de gewichtsverhouding van het aluminium bevattend materiaal tot het hittebestendige materiaal 10:100 tot 50:100 bedraagt.

19. Zonder bakken werkwijze voor het vervaardigen van hulzen met exotherme eigenschappen, isolerende eigenschappen of beide, die che-35 misch worden uitgehard bij aanwezigheid van een vloeibare katalysator, welke werkwijze de stappen omvat van: (A) inbrengen van een hulsmengsel in een gietvorm voor een huls om een huls te vormen, waarbij het hulsmengsel omvat: 1005627 (1) een hulssamenstelling waarmee een huls kan worden gemaakt, waarin de hulssamenstelling omvat: (a) een oxideerbaar metaal en een oxiderend middel dat in staat is een exotherme reactie te genereren; of 5 (b) een isolerend hittebestendig materiaal; of (c) mengsels van (a) en (b); (2) een doelmatig bindende hoeveelheid van een chemisch reactief, zonder bakken-bindmiddel; en (3) een katalytisch doelmatige hoeveelheid van een vloeibare 10 katalysator; (B) toelaten dat de huls resulterend uit (A) uithardt totdat het vorm-lichaam hanteerbaar wordt; en (C) verwijderen van het vormlichaam uit de gietvorm.

20. Werkwijze volgens conclusie 19, waarin het oxideerbare metaal 15 en het isolerende hittebestendige materiaal aluminium bevattende materialen zijn.

21. Werkwijze volgens conclusie 20, waarin het aluminium bevattende oxideerbare metaal aluminiummetaal is en waarin het aluminium bevattende isolerende hittebestendige materiaal gekozen is uit de groep 20 bestaande uit alumina en aluminiumsilicaat.

22. Werkwijze volgens conclusie 21, waarin het aluminiummetaal wordt toegepast in de vorm van aluminiumpoeder of aluminiumgranules.

23. Werkwijze volgens conclusie 19 of 22, waarin het hittebestendige materiaal aluminiumsilicaat is, dat in de vorm is van holle alu- 25 miniumsilicaatmicrobollen. 2k. Werkwijze volgens conclusie 23, waarin het bindmiddel een fenolisch urethaanbindmiddel is.

25. Werkwijze volgens conclusie 2k, waarin de hoeveelheid bindmiddel 4 tot 12 gev.% gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling 30 bedraagt.

26. Werkwijze volgens conclusie 25, waarin de hoeveelheid aluminium in de hulssamenstelling 0 tot 40 gev.% gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling bedraagt.

27. Werkwijze volgens conclusie 26, waarin een oxiderend middel 35 aanwezig is in een doelmatige hoeveelheid om het aluminiummetaal te oxideren.

28. Werkwijze volgens conclusie 27, waarin de hoeveelheid holle aluminiumsilicaatmicrobollen in de hulscompositie 30 tot 100 gev.% 1005627 gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling bedraagt.

29. Werkwijze volgens conclusie 28, waarin de hoeveelheid aluminium in de hulssamenstelling 5 tot 30 gew.# gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling bedraagt.

30. Werkwijze volgens conclusie 29, waarin de hoeveelheid holle aluminiumsilicaatmicrobollen in de hulssamenstelling 40 tot 80 gew.X gebaseerd op het gewicht van de hulssamenstelling bedraagt.

31. Werkwijze volgens conclusie 30, waarin de uithardingskatalysa-tor een vloeibaar tertiair amine is.

32. Werkwijze volgens conclusie 31» waarin de gewichtsverhouding aluminium tot holle aluminiumsilicaatmicrobollen ongeveer 1:1 tot 1:5 bedraagt.

33· Werkwijze volgens conclusie 32, waarin de hulssamenstelling een hittebestendig materiaal bevat.

34. Werkwijze volgens conclusie 331 waarin het hittebestendige materiaal silica is.

35· Werkwijze volgens conclusie 34, waarin de gewichtsverhouding van aluminium bevattend materiaal tot hittebestendig materiaal 10:100 tot 50:100 bedraagt.

36. Huls vervaardigd volgens een of meer der conclusies 1-35·

37· Werkwijze voor het gieten van een metalen deel, welke werkwijze omvat: (1) inbrengen van een isolatiehuls volgens conclusie 36 in een gietsa-menstel met een gietvormsamenstel met een hogere thermische ge- 25 leidbaarheid dan genoemde huls; (2) gieten van metaal, terwijl dit in de vloeibare toestand is, in het gietsamenstel; (3) toelaten dat het metaal af koelt en een vaste vorm aanneemt; en (4) vervolgens scheiden van het gegoten metalen deel van het gietsa- 30 menstel.

38. Metalen deel vervaardigd volgens conclusie 37·

39· Werkwijze voor het gieten van een metalen deel, welke werkwijze omvat: (1) inbrengen van een exotherme huls volgens conclusie 36 in een giet- 35 samenstel met een gietvormsamenstel; (2) gieten van metaal, terwijl dit in de vloeibare toestand is, in het gietsamenstel; (3) toelaten dat het metaal afkoelt en een vaste vorm aanneemt; en 1005627 (4) vervolgens scheiden van het gegoten metalen deel vein het gietsa-menstel.

40. Metalen deel vervaardigd volgens conclusie 39·

41. Hulsmengsel omvattend: 5 (1) een hulssamenstelling waarmee een huls kan worden gemaakt, waarin de hulssamenstelling omvat: (a) een oxideerbaar metaal en een reduceerbaar metaaloxide dat in staat is een exotherme reactie te genereren, of (b) een isolerend hittebestendig materiaal, of 10 (c) mengsels van (a) en (b); en (2) een doelmatig bindende hoeveelheid van een chemisch reactief bindmiddel gekozen uit de groep bestaande uit een fenolisch urethaan-bindmiddel en een epoxyacrylbindmiddel.

43· Werkwijze voor de vervaardiging van hulzen die exotherme 15 eigenschappen, isolerende eigenschappen of beide bezitten, welke werkwijze omvat het inbrengen van een geformuleerd hulsmengsel omvattend een koude doos of zonder bakken chemisch bindmiddel in een gietvorm om een huls te vormen en uitharden van de huls door een chemische reactie van het bindmiddel onder gebruikmaking van een koude doos- of zonder 20 bakken-katalysator. «««**»*« 1005627