SK80699A3 - Process for preparing particles covered with a layer of water glass and articles comprising such covered particles - Google Patents

Process for preparing particles covered with a layer of water glass and articles comprising such covered particles Download PDF

Info

Publication number
SK80699A3
SK80699A3 SK806-99A SK80699A SK80699A3 SK 80699 A3 SK80699 A3 SK 80699A3 SK 80699 A SK80699 A SK 80699A SK 80699 A3 SK80699 A3 SK 80699A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
particles
water
mold
weight
waterglass
Prior art date
Application number
SK806-99A
Other languages
English (en)
Inventor
Ole Huusmann
Original Assignee
Dti Ind
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 Dti Ind filed Critical Dti Ind
Publication of SK80699A3 publication Critical patent/SK80699A3/sk

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
    • 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

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Glanulating (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

Spôsob prípravy častíc pokrytých vrstvou vodného skla, častice pokryté vrstvou vodného skla, výrobky obsahujúce tieto častice, spôsob ich prípravy a ich použitie
Oblasť techniky
Vynález sa týka spôsobu prípravy častíc pokrytých vrstvou vodného skla a spôsobu prípravy výrobkov, obsahujúcich takéto pokryté častice. Ďalej sa vynález týka častíc a výrobkov získateľných týmito spôsobmi.
Doterajší stav techniky
Pri odlievaní kovových a plastových predmetov sa používajú formy a jadrá z rôznych materiálov. Tento vynález je určený pre takéto prípady, kde hlavná zložka materiálu vo formách a jadrách je tvorená tuhými časticami, napríklad pieskom.
Na dosiahnutie adhézie tuhých častíc sa používajú rôzne typy spojív. Takéto spojivá môžu byť buď organickej alebo anorganickej povahy. Organické spojivá sú obvykle založené na fenole a sú vo veľkom rozsahu uprednostňované v zlievárňach železa a iných kovov. Na fenole založené spojivá sú však škodlivé pre životné prostredie, pretože počas odlievania zahrievanie na fenole založených spojív spôsobí pyrolýzu, pričom sa mimo iného uvoľňujú CO a polyaromatické uhľovodíky (PAH). Okrem toho po odlievaní zostáva časť piesku, ktorý je znečistený toxickými organickými látkami. Európske zlievárne železa a iných kovov samotné produkujú každý rok 7 000 000 ton znečisteného piesku.
V dôsledku toho sa uskutočnil rozsiahly výskum, aby sa poskytli anorganické spojivá. Bolo navrhnuté použitie vodného skla ako spojiva, ale až doteraz sa použitie vodného skla ako spojiva v priemysle odlievania železa a iných kovov nerozšírilo.
Vodné sklo sa použilo ako spojivo na adhéziu piesku v zlievárňach po prvýkrát okolo roku 1920. V tomto spôsobe sa piesok zmiešal s vodným roztokom vodného skla a táto zmes sa následne plnila do formy, kde sa vytvrdila odparením vody. Tento spôsob bol podstatne zlepšený okolo roku 1950 pomocou vývoja CO2
-2spôsobu, v ktorom sa plynný CO2 vedie cez vlhkú zmes piesku a vodného skla, čím sa spojivo vytvrdí. Jadrá a formy získané pomocou CO2 spôsobu sú relatívne porézne a ich pevnosť je slabá.
Na konci 1960-tych rokov boli vyvinuté samotvrdnúce spojivové systémy. Vytvrdenie sa uskutočňuje pridaním organického esteru do vlhkej zmesi piesku a vodného skla pred ich naplnením do formy.
Na konci 1970-tych rokov bol vyvinutý suchý spôsob vytvrdenia, kde vytvrdenie spojiva z vodného skla je spôsobené energiou z teplého vzduchu, teplej formy, alebo mikrovĺn.
Na začiatku devätdesiatych rokov vynálezca tohoto vynálezu vyvinul spôsob vytvrdenia, pri ktorom bol teplý vzduch fúkaný do vetranej formy použitím trojstupňového teplotného cyklu, pozri „Miljoprojekt č. 189, Mujostyrelsen.
Všetky skôr uvedené spôsoby, v ktorých sa používa vodné sklo ako spojivo, však majú tú nevýhodu, že podľa vlastností zmesi piesku, vodného skla a vody sa relatívne zle plnia do formy. To spôsobuje, že táto zmes má sklon nenatiecť do všetkých dutín formy. Známe spôsoby použitia vodného skla sú teda obmedzené na použitie v spojení s formami, ktoré nemajú členitý povrch.
Preto je cieľom tohto vynálezu poskytnúť spôsob prípravy sypkého produktu, ktorý sa môže použiť na plnenie foriem s členitým povrchom. Ďalej je cieľom vynálezu poskytnúť spôsob prípravy výrobkov, ktoré obsahujú takéto sypké častice, a tieto výrobky môžu byť získané so zložitým vonkajším dizajnom.
Podstata vynálezu
Podstatou vynálezu je spôsob prípravy častíc pokrytých vrstvou vodného skla, ktorý zahrnuje:
(a) prípravu zmesi, obsahujúcej častice, ktoré sa majú pokryť, vodu a 0,1 až 5 % hmotnostných vodného skla, vztiahnuté na hmotnosť častíc, pričom vodné sklo je rozpustené v tejto zmesi, a (b) mechanické premiešavanie zmesi, prípadne s dodaním tepla z externého zdroja a umožnenie odparovania vody zo zmesi, až kým táto zmes už nie je lepkavá.
Vynález sa ďalej týka častíc, ktoré sú pokryté pomocou v podstave neprerušenej vrstvy vodného skla, získateľných pomocou tohto spôsobu.
Pojem vodné sklo v tomto opise a patentových nárokoch sa má chápať ako sodné alebo draselné kremičitany. Sodná alebo draselná zložka (M2O; M = Na alebo K) môžu byť vo vzťahu ku kremičitanovej zložke (SiO2) v premenlivých množstvách. Pomer SiO2/M2O je určený na základe hmotnosti. Vodné sklo s nízkym hmotnostným modulom je ľahko rozpustné vo vode a silne zásadité, pretože má vysoký obsah zásaditej zložky M2O. Zodpovedajúce vodné sklo, ktoré má vysoký hmotnostný modul, má menej zásaditý charakter, a menšiu rozpustnosť vo vode. V tomto vynáleze je výhodné použitie vodného skla s hmotnostným modulom v rozmedzí 0,5 a 4, výhodne v rozmedzí 1,8 a 3,5. Ďalej je výhodné ak M = Na.
Vodné sklo s hmotnostným modulom až do asi 3,0 je možné rozpustiť priamo kontaktom s vodou pri laboratórnej teplote v primeranom čase, napríklad počas 10 minút. Vodné sklo s hmotnostným modulom nad asi 3,0, napríklad modul 3,0 až 3,5, je vhodné vopred rozpustiť ako tuhé vodné sklo vo vode s teplotou až do 100 °C alebo zahriať častice na teplotu až do 100 °C, výhodne 80 až 90 °C, pred dodaním vody a vodného skla, aby sa zaistilo v podstate úplné rozpustenie vodného skla.
Častice, ktoré majú byť pokryté vrstvou vodného skla, môžu byť z akéhokoľvek materiálu, na ktorý vodné sklo môže priľnúť.
Príklady takýchto materiálov sú kovové materiály a keramika. Príklady použiteľných kovových materiálov sú hliník, meď, železo, volfrám, chróm, vanád a mangán. Príklady keramiky sú SiO2 (kremenný piesok), TiO2, ZrO2, AI2O3, CaO a MgO.
Veľkosť a veľkostná distribúcia častíc nie sú podstatné pre produkciu pokrytých častíc podľa tohto vynálezu. Na použitie vo formách a jadrovníkoch je vo všeobecnosti výhodné použiť častice s veľkosťou od 0,05 mm do 2,0 mm, zvlášť 0,10 až 0,60 mm. Vybrané častice môžu mať širokú alebo úzku distribúciu veľkosti častíc alebo môže byť hmota častíc zložená z takzvaných dvojito preosievaných častíc (dvojito preosievaného piesku), v ktorom sú na krivke veľkosti zŕn dva piky.
Množstvo vody v zmesi v kroku (a) závisí na viacerých faktoroch, takých
-4ako je merný povrch, poréznosť a elektrostatická povaha častíc, ale je výhodne najmenej 0,1 % hmotnostného, vztiahnuté na hmotnosť častíc, ktoré majú byť pokryté. Výhodné je množstvo 1 až 3 % hmotnostné na zabezpečenie dostatočného navlhčenia častíc. Množstvo vody výhodne neprekračuje 5 % hmotnostných, pričom dodanie vody v nadbytku nad týmto množstvom, nebude ďalej prispievať k zvlhčeniu povrchu pokrývaných častíc.
Množstvo vodného skla v zmesi obsahujúcej častice, ktoré sa majú pokryť, vody, a vodného skla, závisí na takých faktoroch, ako je požadovaná hrúbka vrstvy a merný povrch častíc, ktoré majú byť pokryté. Podľa tohto vynálezu sa môže použiť 0,1 až 5 % hmotnostných vodného skla, vztiahnuté na hmotnosť častíc. Vo všeobecnosti je výhodné použiť 1 až 3 % hmotnostné.
Zmes v kroku (a) sa získa výhodne pomocou krokov:
(a1) zmiešanie vody a častíc, ktoré majú byť pokryté, (a2) premiešavanie zmesi tak, že sa voda distribuuje rovnomerne v hmote častíc, (a3) dodanie 0,1 až 5 % hmotnostných vodného skla do tejto zmesi, a (a4) pokračovanie premiešavania dovtedy, kým sa vodné sklo rovnomerne distribuuje a rozpúšťa.
V kroku (a2) sa vodné sklo výhodne dodáva do zmesi v tuhom stave, je výhodné použiť častice vodného skla vopred pripravené pomocou sušenia rozstrekovaním.
Ako vhodné sa javilo vykonávať premiešavanie počas celého behu výroby častíc pokrytých vrstvou vodného skla. Toto premiešavanie je mechanické, výhodne použitím rotujúcich krídiel. Rýchlosť premiešavania sa nastaví tak, aby zabezpečila to, že sa netvoria žiadne suché hrčky, ktoré by sa následne museli rozbíjať.
Pretože sklon k adhézii zmesi rastie silne počas odparovania vody, ukázalo sa vhodným použitie nádoby pre zmes z plastu, na ktorý má vodné sklo malý sklon sa priľnúť. Premiešavanie sa výhodne uskutočňuje s takou intenzitou, že sa zmes zahrieva a tak sa voda odparuje. Ak sa to požaduje, môže byť teplo poskytnuté z vonkajšieho zdroja a/alebo sa odparenie môže uskutočniť za vákua, aby sa zvýšila rýchlosť odparenia. Kde sa to vyžaduje, môžu sa použité častice predhriať pred zmiešaním s vodou a vodným sklom. Toto je zvlášť výhodné, ak použité vodné sklo
-5je slabo rozpustné, t.j. má hmotnostný modul od 3,0 do 4,0, pričom je výhodné zahriať častice na teplotu až do 100 °C, výhodne 80 až 90 °C pred tým, ako sú častice zmiešané s vodou a vodným sklom.
Počas zmiešania by nemali byť ani hrudky piesku ani vodného skla pred tým, ako sa umožní podstatné odparenie vody. Počas odparenia vody zo zmesi viskozita vzrastie, po čom bude zmes lepkavá, pričom častice majú sklon priľnúť navzájom, aj priľnúť na použité zariadenie. Premiešavanie musí byť prispôsobené tejto tendencii k adhézii, takže sa zabráni príliš silnému vzájomnému spojeniu častíc. Keď obsah vody vo vrstve vodného skla klesne pod najnižšiu úroveň, pri ktorej je možné viazanie sa medzi časticami, viskozita znova klesne. Premiešavanie môže pokračovať dovtedy, kým sa všetka voda neodparí a neposkytnú sa suché častice pokryté vrstvou vodného skla, ale môžu sa v predchádzajúcom čase odobrať vlhké a nelepkavé častice ako medziprodukt na následné spracovanie. Neočakávane sa zistilo, že takéto častice pokryté vodným sklom majú vynikajúce vlastnosti sypkosti, aj v suchej forme, aj v mierne vlhkej, ale nelepkavej forme.
Predpokladá sa, že tieto vlastnosti sypkosti sa získajú aj ako dôsledok vrstvy vodného skla, ktorá je hladká a tvrdá, aj ako dôsledok pokrytia častíc, počas sušenia, pričom vykazujú vzájomný vplyv tak, že produkované pokryté častice majú oproti nepokrytým časticiam zaokrúhlenejšiu formu.
Častice získateľné uvedeným spôsobom, môžu podľa tohto vynálezu byť ďalej spracované na výrobok nasledujúcimi krokmi:
(c) dodanie častíc pokrytých vodným sklom do formy, (d) zabezpečenie prítomnosti vody na aktiváciu vodného skla v hmote častíc, a (e) vytvrdenie častíc pokrytých vodným sklom v tejto forme na daný výrobok dodaním energie z jej zdroja.
Pojem forma v tomto opise a patentových nárokoch označuje medzi iným, formovací rám a jadrovník na prípravu foriem na použitie pri odlievaní železa a kovov alebo na vstrekované odlievanie plastov a jadier na použitie pri odlievaní železa a iných kovov. Ďalej treba modely chápať ako odliatky potrebné na získanie výrobku s vonkajším negatívnym povrchom, zodpovedajúcim povrchu pozitívu
-6modelu.
Častice pokryté vodným sklom môžu byť dodané do formy ľubovoľne zvoleným spôsobom. V prvom výhodnom uskutočnení sa častice plnia do formy, pričom forma mierne vibruje, aby sa naplnili všetky dutiny a aby sa získalo úplné a rovnomerné naplnenie. Pomocou takéhoto vibrovania sa menšie častice budú pohybovať smerom k povrchu masy častíc a teda sa bude zvyšovať hustota povrchu výrobku. Po vibrácii častíc naplnených v objeme formy môžu častice neskôr vibrovať pod vplyvom vhodného tlaku, napríklad so závažím, aby sa podporilo tesnejšie naplnenie častíc.
V ďalšom výhodnom uskutočnení sa častice pokryté vodným sklom dodajú do formy pomocou fúkania častíc nesených pomocou prúdu vzduchu. Nosičový prúd vzduchu uniká cez ventily vo forme a častice sa naplnia do formy pod vplyvom tlaku prúdu vzduchu.
V inom výhodnom uskutočnení sa častice pokryté vodným sklom môžu dodať do formy pomocou extrúzie častíc do formy pomocou spôsobu označovaného ako nárazové odlievanie. Pri tomto spôsobe sa častice vháňajú do formy pod vplyvom vyššieho tlaku, čo sa môže uskutočniť napríklad pomocou naraz uvoľneného stlačeného vzduchu.
Prítomnosťou vody v mase častíc a dodaním energie zo zdroja sa vodné sklo bude aktivovať, takže sa tvorí kompaktný výrobok. Na aktivovanie vodného skla v hmote častíc sa teda musí použiť voda. Touto vodou môže byť napríklad kryštalizačná voda, môže to byť voda dodávaná ako vodná para, alebo použité častice môžu zahrnovať minoritné množstvo vody pred plnením formy, napríklad od 0,1 do 0,7 % hmotnostného vody, výhodne okolo 0,3 % hmotnostného. Zdrojom energie na vytvrdenie môže byť napríklad zdroj mikrovĺn alebo vysoko-frekvenčných vín, teplý vzduch, konvekčné zahrievanie alebo para.
V prvom výhodnom uskutočnení sa para vedie cez častice pokryté vodným sklom vo forme, aby sa tak aktivovala vrstva vodného skla. Potom sa dodá stlačený vzduch pri teplote 160 až 200 °C, čo spôsobí ďalšie zahriatie pokrytých častíc a začne odparenie vody. Následne sa teplota zníži na 80 až 160 °C na odstránenie vody z produkovaného výrobku. Môže sa prípadne použiť stlačený vzduch s teplotou 0 až 80 °C, čo spôsobí ochladenie výrobku a formy. Počas zvlhčenia častíc pokrytých vodným sklom vo forme parou, by sa vlhkosť mala v podstate rovnomerne distribuovať vo všetkých priestoroch formy bez toho, aby sa vodné sklo spláchlo z častíc.
Variant tohto uskutočnenia používa častice pokryté vodným sklom, ktoré sú zvlhčené s až 0,7 % hmotnostnými vody namiesto pary na zvlhčenie pokrytých častíc. Tlak stlačeného vzduchu a trvanie rôznych teplotných periód sa mení v závislosti od množstva vody použitého na zvlhčenie, od veľkosti výrobku, od množstva použitého vodného skla, atď., a takéto periódy môžu byť určené odborníkom v tejto oblasti pomocou zvyčajných testov. Typická distribúcia trvania rôznych teplotných periód pri výrobe 10 kg výrobku, kde časticami je kremenný piesok s priemernou veľkosťou zŕn 0,30 mm pokrytých vodným sklom v množstve 0,8 % hmotnostných (modul 2,0) a zvlhčených vodou v množstve 1 % hmotnostné, je pre tlak vzduchu 700 kPa nasledujúca: 10 sekúnd tlakový vzduch pri teplote 160 až 200 °C, 30 sekúnd pri teplote 80 až 160 °C, a 20 sekúnd pri laboratórnej teplote. Pri zmene teploty je výhodné udržiavať rovnaký tlak, aby sa zabránilo rozbitiu výrobku.
V ďalšom výhodnom uskutočnení sa častice pokryté vodným sklom vytvrdzujú pomocou mikrovĺn alebo pomocou vysoko-frekvenčných vín. Voda požadovaná na aktiváciu vodného skla môže byť prítomná ako kryštalizačná voda vo vrstve vodného skla, môže byť dodávaná použitím zvlhčených častíc s obsahom vody 0,1 až 0,7 % hmotnostných alebo môže byť poskytnutá pridaním vodnej pary. Tak ako v poslednom prípade sa zdá, že je možné získať vytvrdenie výrobku pomocou umiestnenia formy, obsahujúcej častice pokryté vodným sklom v mikrovlnovej piecke, kde sa vložia otvorené listy zvlhčeného pijavého papiera.
Tretím výhodným uskutočnením je použitie foriem, ktoré majú konvekčné vyhrievanie, napríklad umiestnenie foriem v piecke, umiestnením foriem na vyhrievanú platňu alebo použitím formy s vyhrievacím plášťom.
Bez ohľadu na to, ktoré z týchto troch uskutočnení sa používa na vytvrdenie výrobku, výrobok sa získa ako množina častíc, ktoré sú navzájom spojené pomocou vrstvy vodného skla. Zistilo sa, že je možné produkovať výrobky, ktoré sa počas
-8vytvrdenia podstatne nezmršťujú, takže sa získajú podstatne presnejšie odlievacie formy. Táto vlastnosť je zvlášť výhodná, ak odliatok slúži ako forma na výrobu v podstate identických kópií modelov.
Ďalej je možné vyrobiť výrobok, ktorý je odliatok modelu, kde veľkosť odliatku je buď väčšia alebo menšia než povrch modelu nastavením teploty modelu. Táto vlastnosť sa môže použiť výhodne vtedy, ak model, ktorý sa má kopírovať je opotrebovanou časťou, kde sa požaduje zväčšená kópia.
Ak sa výrobok má použiť v spojení s odlievaním železa a iných kovov, použitými časticami je výhodne kremenný piesok. Ak vyrábaným výrobkom je jadro a toto jadro sa musí odstrániť po procese odlievania kovov, je výhodné použiť vodné sklo s nízkym modulom, t.j. do modulu 3,0 pretože potom môže jadro po odlievaní byť ľahko opláchnuté pomocou vody.
Ak sa produkovaný výrobok má použiť ako pomôcka na odlievanie, je vhodné použiť častice kovov. Ak sa požaduje slabšia rozpustnosť odlievacích pomôcok vo vode, výhodne sa použije menej rozpustné vodné sklo, t.j. vodné sklo s modulom 3,0 až 3,5. Odlievacie pomôcky sa môžu napríklad použiť na odlievanie plastov vstrekovaním, voliteľne po opracovaní ich povrchu.
Zdá sa, že výrobok vyrábaný z kovových častíc pokrytých vodným sklom nemôže viesť elektrický prúd, čo je indikátorom úplnosti pokrytia častíc.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Príklad 1
Príprava kremičitého piesku pokrytého vodným sklom s nízkym hmotnostným modulom
Odvážili sa 3,0 kg kremičitého piesku s priemernou veľkosťou zŕn 0,26 mm a umiestnili sa v cylindrickej plastovej nádobe s priemerom 200 mm a výškou 190 mm. Plastová nádoba bola vybavená miešadlom, zahrnujúcom centrálnu os, z ktorej vyčnievali štyri krídla. Dĺžka krídla je 95 mm. Miešadlo sa spustilo a nastavilo na rotačnú rýchlosť 450 otáčok za minútu.
-9Počas premiešavania sa dodalo 60 ml vody do kremičitého piesku a miešanie prebiehalo jednu minútu, aby sa voda rozdelila do kremičitého piesku. Následne sa do zmesi kremičitého piesku a vody dodalo 60 g tuhého vodného skla s hmotnostným modulom 2,9. Pozorovalo sa prakticky okamžité rozpustenie vodného skla.
Premiešavanie pokračovalo asi 60 minút, ktoré môžu byť rozdelené do troch periód.
Perióda 1: 0 až 30 minút po dodaní vodného skla, zmes sa zahrieva pomocou mechanickej energie dodávanej miešadlom a voda sa ponechala voľne odpariť;
Perióda 2: 30 až 45 minút po dodaní vodného skla, odparenie vody je tak pokročilé, že vodné sklo sa stáva lepkavým, a možno pozorovať sklon k tvorbe voľne súdržných aglomerátov. Smerom ku koncu tejto doby lepkavosť klesá tak, ako klesá množstvo vody v zmesi pod najnižšiu spojivovú úroveň a aglomeráty sa rozbíjajú pomocou premiešavania. Obsah vody zmesi na konci tejto periódy je asi 0,7 % hmotnostného;
Perióda 3: 45 až 60 minút po dodaní vodného skla, sa odparí zostávajúce voľné množstvo vody, pričom sa získa kremičitý piesok pokrytý vodným sklom. Teplota získaného produktu je asi 60 °C.
Získaný produkt sa pozoroval v mikroskope, či má rovnomerné a hladké pokrytie vodným sklom, čo sa považuje za príčinu pozorovaných sypkých vlastností.
Ak sa nepožaduje vysoká stabilita pri uskladnení, môže sa produkt používať po skončení Periódy 2 priamo v ďalšom spracovaní.
Príklad 2
Príprava prášku železa pokrytého vodným sklom s nízkym hmotnostným modulom
Použil sa rovnaký postup ako v Príklade 1, avšak namiesto kremičitého piesku sa použilo 6,0 kg prášku železa s priemernou veľkosťou zŕn 0,10 mm, a 180 ml vody a 180 g tuhého vodného skla s hmotnostným modulom 2,0.
Získal sa sypký produkt častíc železa pokrytých vodným sklom.
-10Príklad 3
Spôsob prípravy kremičitého piesku pokrytého vodným sklom s nízkym hmotnostným modulom v priemyselnom rozsahu
Horizontálny stacionárny bubon s dĺžkou 1500 mm a priemerom 900 mm vybavený rotačným hriadeľom, na ktorý sú pripevnené 4 sady miešacích krídel, bol spustený a nastavený na rotačnú rýchlosť 130 otáčok za minútu. Následne sa dodalo 200 kg kremičitého piesku s priemernou veľkosťou zŕn 0,26 mm a potom 4,0 I vody počas kontinuálneho premiešavania. Asi po jednej minúte sa pridali 4 kg vodného skla s hmotnostným modulom 2,0 a premiešavanie pokračovalo počas 75 minút, pričom sa voda nechala voľne odpariť, aby sa získal kremičitý piesok pokrytý vodným sklom rovnakého typu, ako je piesok získaný podľa Príkladu 1.
Príklad 4
Spôsob výroby kremičitého piesku pokrytého vodným sklom s vysokým hmotnostným modulom
3,0 kg kremičitého piesku s priemernou veľkosťou zŕn 0,26 mm sa zahrievali na teplotu okolo 90 °C a umiestnili sa v nádobe opísanej v Príklade 1 a vybavenej miešadlom, ktoré je tiež opísané v tomto Príklade, pričom sa miešadlo spustilo a nastavilo na rotačnú rýchlosť 450 otáčok za minútu. K piesku sa dodalo 90 ml vody a premiešaval sa 15 až 30 sekúnd pričom sa dodalo 60 g vodného skla s hmotnostným modulom 3,0. Vodné sklo sa rozpúšťa prakticky okamžite.
Premiešavanie pokračovalo asi 45 minút, pričom sa voda ponechala voľne odpariť. Prešli rovnaké Periódy ako sú opísané v Príklade 1 avšak s tým rozdielom, že Perióda 1 je 0 až 15 minút a že v Perióde 2 sa prejavuje väčšia tendencia k adhézii.
Získaný kremičitý piesok pokrytý vodným sklom s vysokým hmotnostným modulom mal dobré sypké vlastnosti.
-11 Príklad 5
Príprava výrobku, obsahujúceho kremičitý piesok pokrytý vodným sklom
Kremičitý piesok pokrytý vodným sklom vyrobený podľa Príkladu 1 bol voľne naplnený do formy s objemom okolo 4 litre (čo zodpovedá hmotnosti piesku okolo 2200 g), pričom forma s pokrytým pieskom vibrovala s voľným povrchom 3 minúty s 2900 vibráciami za minútu. Rozmery povrchu boli 250 mm x 280 mm. Povrch pokrytého piesku bol zarovnaný čepeľou, a na povrch sa umiestnilo závažie z hliníka pokrývajúce celý povrch s hmotnosťou 5,0 kg. Následne prebiehali vibrácie ďalšie 2 minúty a potom sa závažie odstránilo. Na povrch piesku sa umiestnila tkanina z vlákien absorbujúcich vodu a tkanina sa zvlhčila so 40 g vody. Na tkaninu sa umiestnilo závažie a na závažie sa umiestnila vyhrievacia platňa. Odparovanie vody zabezpečilo aby, v podstatnom rozsahu neunikala, ale aby sa v podstate distribuovala v piesku.
Počas jednej hodiny sa závažie zahrialo na 175 °C pričom sa voda v tkanine odparila a zvlhčila a aktivovala vrstvu vodného skla. Teplota formy na konci zahrievania bola okolo 90 °C. Potom sa zahrievacia platňa, závažie a tkanina odstránili.
Forma sa zahrievala na 150 °C počas 30 minút a táto teplota sa udržiavala ešte 1 hodinu. Forma, obsahujúca vyrábaný produkt sa potom ponechala voľne ochladiť na laboratórnu teplotu.
Príklad 6
Príprava výrobku, obsahujúceho prášok železa pokrytého vodným sklom
Prášok železa, pokrytý vodným sklom, vyrobený podľa Príkladu 2 bol spracovaný na výrobok použitím rovnakej metódy, ako je naznačené v Príklade 5. Získaný výrobok nebol vodivý, čo indikuje úplnosť pokrytia prášku železa vodným sklom.

Claims (20)

  1. PATENTOVÉ NÁROKY
    1. Spôsob prípravy častíc pokrytých vrstvou vodného skla, vyznačujúci sa t ý m, že zahrnuje:
    (a) prípravu zmesi, obsahujúcej častice, ktoré sa majú pokryť, vodu a 0,1 až 5 % hmotnostných vodného skla, vztiahnuté na hmotnosť častíc, pričom vodné sklo má hmotnostný modul v rozmedzí 1,8 a 3,5 a je rozpustené v tejto zmesi, a (b) mechanické premiešavanie zmesi, prípadne s dodaním tepla z externého zdroja a umožnenie odparovania vody zo zmesi, až kým táto zmes už nie je lepkavá.
  2. 2. Spôsob podľa nároku 1, vyznačujúci sa t ý m, že energia na odparenie vody pochádza hlavne z mechanického premiešavania.
  3. 3. Spôsob podľa nároku 1 alebo 2, vyznačujúci sa tým, že množstvo vody v kroku (a) je od 0,1 do 5 % hmotnostných, výhodne 1 až 3 % hmotnostné, vztiahnuté na hmotnosť častíc.
  4. 4. Spôsob podľa nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým, že zmes v kroku (a) je pripravená pomocou krokov:
    (a1) zmiešanie vody a častíc, ktoré majú byť pokryté, (a2) premiešavanie zmesi tak, že sa voda distribuuje rovnomerne v hmote častíc, (a3) dodanie vodného skla do tejto zmesi, a (a4) pokračovanie premiešavania dovtedy, kým sa vodné sklo rovnomerne distribuuje a rozpúšťa.
  5. 5. Spôsob podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že častice v kroku (a1) sú prítomné pri teplote do 100 °C, výhodne 80 až 90 °C.
  6. 6. Spôsob podľa nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa tým, že častice, ktoré sú pokryté obsahujú kov, ako napríklad hliník, meď, železo, volfrám, chróm, vanád a mangán; alebo keramiku, ako napríklad kremičitý piesok.
  7. 7. Spôsob podľa nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že premiešavanie a odparenie v kroku (b) pokračuje dovtedy, kým sa neodparí v podstate všetka voľná voda.
  8. 8. Spôsob prípravy kompaktného výrobku, obsahujúceho častice pokryté vrstvou vodného skla, ktoré sú získateľné pomocou spôsobu podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že zahrnuje:
    (c) dodanie častíc pokrytých vodným sklom do formy, (d) zabezpečenie prítomnosti vody na aktiváciu vodného skla v hmote častíc, a (e) vytvrdenie častíc pokrytých vodným sklom v tejto forme na daný výrobok dodaním energie z nejakého zdroja.
  9. 9. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že častice v kroku (c) sú dodávané do formy pomocou plnenia častíc do formy a vibrácie formy s časticami.
  10. 10. Spôsob podľa nároku 9, vyznačujúci sa tým, že pokryté častice vo forme sú podrobené voľnej vibrácii a následne vibrácii pod vplyvom vhodného tlaku.
  11. 11. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že častice v kroku (c) sú dodané do formy pomocou fúkania častíc nesených prúdom vzduchu.
  12. 12. Spôsob podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že častice sú vháňané do formy pod vplyvom veľkého tlaku.
  13. 13. Spôsob podľa nárokov 8 až 12, vyznačujúci sa tým, že častice pri plnení do formy majú obsah vody 0,1 až 0,7 % hmotnostného, výhodne asi 6,3 % hmotnostného, vztiahnuté na hmotnosť častíc.
  14. 14. Spôsob podľa nárokov 8 až 13, vyznačujúci sa tým, že častice v kroku (d) sú zvlhčené vodnou parou.
  15. 15. Spôsob podľa nárokov 8 až 14, vyznačujúci sa tým, že zdrojom energie je zdroj mikrovĺn, vysokofrekvenčných vín alebo tepla.
  16. 16. Spôsob podľa nárokov 8 až 15, vyznačujúci sa tým, že výrobok je vytvrdený vo forme fúkaním vzduchu s teplotou 160 až 200 °C.
  17. 17. Častice pokryté vrstvou vodného skla, ktoré sú získateľné pomocou spôsobu podľa nárokov 1 až 7.
  18. 18. Použitie častíc podľa nároku 17 na prípravu jadra alebo formy na odlievanie železa a iných kovov alebo na odlievanie plastov vstrekovaním.
  19. 19. Výrobok získateľný pomocou spôsobu podľa nárokov 8 až 16.
  20. 20. Použitie výrobku podľa nároku 19, ktorým je jadro alebo forma na odlievanie železa a iných kovov alebo na odlievanie plastov vstrekovaním.
SK806-99A 1996-12-18 1997-12-17 Process for preparing particles covered with a layer of water glass and articles comprising such covered particles SK80699A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK199601441A DK172825B1 (da) 1996-12-18 1996-12-18 Fremgangsmåde til fremstilling af partikler belagt med et lag af vandglas og af emner omfattende sådanne belagte partikler.
PCT/DK1997/000575 WO1998029208A1 (en) 1996-12-18 1997-12-17 Process for preparing particles covered with a layer of water glass and articles comprising such covered particles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK80699A3 true SK80699A3 (en) 1999-12-10

Family

ID=8104869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK806-99A SK80699A3 (en) 1996-12-18 1997-12-17 Process for preparing particles covered with a layer of water glass and articles comprising such covered particles

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6248284B1 (sk)
EP (1) EP0948419A1 (sk)
AU (1) AU726238B2 (sk)
CA (1) CA2274687A1 (sk)
DK (1) DK172825B1 (sk)
EE (1) EE9900251A (sk)
HU (1) HUP9904720A3 (sk)
IL (1) IL130390A (sk)
NO (1) NO993032D0 (sk)
NZ (1) NZ336304A (sk)
PL (1) PL334341A1 (sk)
SK (1) SK80699A3 (sk)
WO (1) WO1998029208A1 (sk)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005011644A1 (de) * 2005-03-14 2006-09-21 AS Lüngen GmbH & Co. KG Exotherme und isolierende Speisereinsätze mit hoher Gasdurchlässigkeit
DE102006011530A1 (de) * 2006-03-10 2007-09-13 Minelco Gmbh Form oder Formling, Gießerei-Formstoffgemisch und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102007012660B4 (de) 2007-03-16 2009-09-24 Chemex Gmbh Kern-Hülle-Partikel zur Verwendung als Füllstoff für Speisermassen
EP2163328A1 (de) * 2008-09-05 2010-03-17 Minelco GmbH Mit Wasserglas beschichteter und/oder vermischter Kern- oder Formsand mit einem Wassergehalt im Bereich von >= etwa 0,25 Gew.-% bis etwa 0,9 Gew.-%
WO2014098129A1 (ja) * 2012-12-19 2014-06-26 旭有機材工業株式会社 コーテッドサンド及びその製造方法並びに鋳型の製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1889007A (en) 1931-02-26 1932-11-29 Benjamin F Wallace Sand core for casting metal and method of making same
US2947641A (en) 1958-11-03 1960-08-02 Ford Motor Co Shell molding material and process
US3255024A (en) * 1959-05-11 1966-06-07 Morris Bean & Company Molding composition and method
US3508936A (en) 1968-09-27 1970-04-28 Abram Moiseevich Lyass Method of making fluid self-hardening mixture,preferably for manufacturing foundry moulds and cores
US3804643A (en) * 1969-05-27 1974-04-16 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Process for producing casting molds using a dry flowable blended sand
US3802902A (en) 1972-03-17 1974-04-09 Ti Tech Int Inc Method of making molds
DE2856267A1 (de) 1978-12-27 1980-07-17 Woellner Werke Bindemittel fuer formstoffe zur herstellung von giessereiformen und -kernen
US4331197A (en) * 1979-07-02 1982-05-25 Ford Motor Company Microwave core process
US4347890A (en) 1981-03-09 1982-09-07 Pq Corporation Method for binding particulate materials
US5158130A (en) 1987-12-08 1992-10-27 Harri Sahari Method for preparation of moulds and cores used in the casting of metals
FI89565C (fi) 1992-09-23 1993-10-25 Greencast Oy Form- och kaernsand samt foerfarande foer tillverkning av densamma
GB9324561D0 (en) 1993-11-30 1994-01-19 Borden Uk Ltd Foundry binder

Also Published As

Publication number Publication date
HUP9904720A2 (hu) 2000-05-28
NO993032L (no) 1999-06-18
PL334341A1 (en) 2000-02-28
NZ336304A (en) 2000-02-28
DK144196A (da) 1998-06-19
IL130390A0 (en) 2000-06-01
DK172825B1 (da) 1999-08-02
WO1998029208A1 (en) 1998-07-09
EP0948419A1 (en) 1999-10-13
CA2274687A1 (en) 1998-07-09
NO993032D0 (no) 1999-06-18
IL130390A (en) 2002-03-10
EE9900251A (et) 1999-12-15
US6248284B1 (en) 2001-06-19
AU5310398A (en) 1998-07-31
AU726238B2 (en) 2000-11-02
HUP9904720A3 (en) 2001-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7770629B2 (en) Moulding mixture for producing casting moulds for metalworking
US8029614B2 (en) Dry mixture of an aggregate material, a molding process using the same, and a core mold
CN112166000B (zh) 制造模具和型芯的方法及制造的模具和型芯,在该方法中使用的模制基础材料和粘合剂
US5641015A (en) Water dispersible molds
CA1319490C (en) Method for the preparation of moulds and cores used in the casting of metals
US4623584A (en) Expandable phenolic resin-coated composite beads, a process for production thereof and a process for molding thereof
CZ20021893A3 (cs) Pojivo pro pojení sypkých materiálů
Zaretskiy Hydrous solid silicates in new foundry binders
CN110944768A (zh) 铸模材料和其制造方法、铸模的制造方法、以及回收耐火性骨料的再生方法
EP1449602B1 (en) Method of sand coremaking
SK80699A3 (en) Process for preparing particles covered with a layer of water glass and articles comprising such covered particles
BR112020012330B1 (pt) Material particulado aglutinado refratário, e seu método de formação
JP6509416B1 (ja) 鋳物製造用構造体
JP6983098B2 (ja) 鋳型用骨材及びその製造方法
JPH0372598B2 (sk)
WO1999058268A1 (en) An infiltrated article prepared from particles covered with water glass
US5275648A (en) Heat curable organic resin foundry sand binder composition
JP7223098B2 (ja) コーテッドサンドの製造方法
JP2002153941A (ja) 鋳型用レジンコーテッドサンド組成物
JPH08192244A (ja) 鋳造用湯口・押湯系製品
WO2005021188A2 (en) Compositions and use of sand and powders capable of being heated by microwave or induction energy
EP0154794A1 (en) Expandable phenolic resin-coated composite beads, a process for production thereof and a process for molding thereof
DK173647B1 (da) Fremgangsmåde til fremstilling af et sintret emne, et sådant sintret emne og anvendelse af emnet
JPS6242696B2 (sk)
JP2007152368A (ja) 鋳物砂及び水溶性無機塩バインダーの再利用方法及び鋳物砂及び水溶性無機塩バインダーの再利用用中子造型装置