WO2003106071A1 - Casting mould and method for the production thereof - Google Patents

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WO2003106071A1
WO2003106071A1 PCT/EP2003/004802 EP0304802W WO03106071A1 WO 2003106071 A1 WO2003106071 A1 WO 2003106071A1 EP 0304802 W EP0304802 W EP 0304802W WO 03106071 A1 WO03106071 A1 WO 03106071A1
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WO
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mass
casting mold
binder component
water
particulate material
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PCT/EP2003/004802
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German (de)
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Helge HÄNSEL
Original Assignee
Eichenauer Heizelemente Gmbh & Co.Kg
Johann Grohmann Gmbh & Co.Kg
Maucher Gmbh Formenbau Und Kunststofftechnik & Co.Kg
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Publication date
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Priority to AT03740129T priority patent/ATE301013T1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions 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
    • B22C1/18—Compositions 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
    • B22C1/185—Compositions 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 containing phosphates, phosphoric acids or its derivatives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions 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
    • B22C1/167—Mixtures of inorganic and organic binding agents

Definitions

  • the invention relates to a water-dispersible casting mold, in particular a casting core, for producing castings, which comprises a water-insoluble, particulate material, in particular molding sand, a binder which has at least one condensing phosphate as a first binder component.
  • the invention further relates to a method for producing such a casting mold, in which a water-insoluble, particulate material, in particular molding sand, is mixed with a binder, which has at least one condensed phosphate as a first binder component, with the addition of water, the mixture is shaped and at least part of the added free water is removed.
  • Casting cores of the aforementioned composition are known. They are usually manufactured in core boxes using core shooters for series production.
  • the core boxes are provided with corresponding mold cavities, into which insertion openings open, via which a water-insoluble, particulate material provided with a binder is injected into the mold cavities using compressed air from a so-called shooting head.
  • the particulate material is generally molding sand, such as silica, zircon, chromite or the like, which can be solidified by the binder.
  • the molding sand should have good flow properties.
  • Liquid synthetic resins and additional additives were conventionally used as binders for the molding sand.
  • synthetic resin binders formation of vapors harmful to health during manufacture, partial burning of the binder during casting, elaborate coring, disposal of the core waste sand - the use of at least to a certain extent water-soluble inorganic binders has been proposed.
  • DE 195 49 469 A1 describes a casting core on the basis of molding sand consolidated by means of a water-soluble binder, phosphoric acid or condensed phosphates, such as sodium polyphosphate and sodium hexametaphosphate, being provided as binders.
  • WO 92/06808 A1 shows a casting core which, in order to solidify the molding sand, has a binder made from a water-soluble phosphate glass containing polyphosphate chains or from a water-soluble borate glass.
  • the molding sand is mixed with the binder with the addition of water, the mixture is poured into the core box and the excess water is expelled from the casting mold by heating.
  • the known casting cores are water-dispersible after pouring, ie they dissolve again after immersion in water, as a result of which there is no need for expensive coring.
  • Another advantage of casting cores of this type is that no environmentally harmful substances are released either when the casting cores are produced and when the castings are poured off, or when the castings are cored.
  • the binders used also have an inorganic chemistry, so that burning of the binder during the casting process is reliably avoided.
  • binders of the aforementioned type give the casting core insufficient bending strength for many applications.
  • the casting core can deform or even break during removal or storage after molding, when it is inserted into the casting mold or during the casting process, so that the castings obtained can be defective and result in rejects.
  • casting cores of this type often have insufficient abrasion resistance, as a result of which grains of sand on the surface of the casting core become detached during casting and lead to a rough surface and / or sand contamination of the casting.
  • the binder when using a binder based on pure condensed phosphates, the binder has an insufficient temperature resistance for alloys with a relatively high melting point, so that the production of castings from such alloys is not possible.
  • the occurrence of the disadvantages mentioned cannot be effectively countered in particular by varying the process parameters during the production of the casting core, such as the composition of the casting core, the drying temperature, the residual water content, etc.
  • the invention is based on the object of imparting increased bending and abrasion resistance to a casting mold, in particular a casting core, with a first binder component based on condensed phosphates and increasing the temperature resistance, while maintaining acceptable cycle times in core production and to release no or only small amounts of environmentally harmful substances Zen. It is also directed to the manufacture of such a mold.
  • this object is achieved in a casting mold of the type mentioned at the outset in that the binder has at least one polyamine as a second binder component.
  • both the bending and the abrasion resistance of a casting mold or a casting core made of a water-insoluble, particulate material and a binder based on condensed phosphates can be significantly increased without the addition of only small amounts of polyamines to impair the water dispersibility of the poured casting core.
  • bending strengths of more than 150 N / cm 2 can be achieved, which reliably prevent failure of the casting core and the resulting defective castings.
  • the abrasion resistance of the casting mold or the casting core is improved in such a way that damage to the casting by sand particles is practically impossible.
  • polyamines mean saturated or unsaturated, open-chain or cyclic organic compounds with several primary, secondary and / or tertiary amino groups, in particular in liquid form.
  • any known molding sands for example silica, zircon, chromite sands or the like, come as water-insoluble, particulate materials, or other temperature-resistant materials, such as aluminum oxide, aluminum silicate, quartz glass, etc., in a particulate form, are also considered.
  • further binder components can also be provided.
  • the polyamm is selected from the group of polymeric polyams.
  • the polyethyleneimines, ie branched polymers with primary, secondary and tertiary amino groups, polyvinylam (vinylamm polymers) and / or their copolymers have proven to be particularly advantageous.
  • the bending strength of a casting core consisting of a molding sand and a binder based on sodium polyphosphate can be almost doubled by adding 0.1% by weight of polyvinylamine based on the molding sand.
  • the polymeric polyamides can in particular be provided with a molar mass between about 400 g / mol and about 10 7 g / mol.
  • the chemical formulas for Polyammylamm (I) and Polyethyleneimm (II) are shown below as examples:
  • the polyamm has a nitrogen content (N content) of between 1 and 35 mass% N / polymer unit, preferably between 10 and 33 mass% N / polymer unit, in particular between 20 and 33 mass% N / polymer unit.
  • N content nitrogen content
  • the casting core of more than 200 N / cm 2 could be obtained, in particular with polymeric polyamines with a relatively high amino group density in the range of 30% by mass of N / polymer, for example with polyvinylamene, which had a nitrogen content of up to 33% by mass of N / Have polymer units and can be achieved in particular with polyvinyl amines with a high proportion of free amino groups.
  • the amount of the poly ms provided as the second binder component is preferably between 0.001 and 1% by mass, in particular between 0.005 and 0.5% by mass, of polyamm, based on the particulate material. It depends primarily on the type of polyamm, the amount of the polyamm generally being able to be lower, the higher the free amino group density of the polyamm, in order to improve the binder properties with regard to flexural strength and abrasion resistance.
  • the first binder component based on condensed phosphates can contain or consist entirely of polyphosphates, preferably alkali metal polyphosphates, especially sodium polyphosphate, and / or metal phosphates, preferably alkali metal metaphosphates, especially sodium metaphosphates, eg sodium hexametaphosphate. Furthermore, it can be provided that the first binder component contains or consists entirely of water-soluble phosphate glass containing poly and / or metaphosphate chains, the phosphate glass preferably between 58 and 75% by mass of phosphorus pentoxide (P 2 0 5 ) and between 25 and 42% by mass of alkali metal oxide, in particular sodium oxide (Na 2 0).
  • the binders mentioned are known as such and ensure that the casting core is dissolved quickly and without lumps when it is immersed in water with the finished casting. Another advantage of these binders is that they can be egg-coated even with a relatively low moisture content. lead optimal mixing with the molding sand and thereby ensure a sufficient initial strength of the casting core or the casting mold, so that only very short drying times are required and thus very short cycle times for production are possible.
  • the amount of the first binder component based on condensed phosphates is advantageously between 0.25 and 25% by mass, preferably between 0.5 and 10% by mass, based on the water-insoluble, particulate material.
  • the invention is characterized by at least one additive, preferably in the form of sulfates, carbonates and / or nitrates from the group of alkali metals and / or alkaline earth metals, such as alkali metal carbonates, in particular sodium carbonate (Na 2 CO 3 ).
  • alkali metal carbonates in particular sodium carbonate (Na 2 CO 3 ).
  • alkali metal carbonates increases the dispersibility of the casting core in water and thus facilitates the coring of the finished casting.
  • a proportion of alkali metal carbonates increases the dispersibility of the casting core in water and thus facilitates the coring of the finished casting.
  • between 20 and 90% by mass, in particular between 30 and 85% by mass, of alkali metal carbonate based on the first binder component based on condensed phosphates is expediently provided.
  • the molding material mixture for the casting mold or the casting core generally also contains a moisture content of between 0.01 and 35% by mass, in particular between 0.1 and 5% by mass. After drying, the moisture content of the casting mold or the casting core is generally about 0.01% by mass or less.
  • the method according to the invention is characterized in that a second binder component based on at least one polyamm is added.
  • a second binder component based on at least one polyamm is added.
  • the types described above are preferably used on the first and second binder components and, if appropriate, on additives in the amount described above.
  • a preferred embodiment provides that the second binder component in liquid form is brought into contact with the particulate material and then the first binder component is added in dry form, the
  • the second binder component can be present in the liquid phase or as a particularly aqueous solution. If an additive such as alkali metal carbonates is desired, this can be dissolved in the water added to the mixture and the solution added to the mixture.
  • Binder component is added, and here too, if desired, the additive can be dissolved in the solution before adding the solution.
  • the binder and optionally the additive can be dissolved in water and for the solution to be brought into contact with the particulate material. In any case, the most homogeneous possible distribution of the water-soluble binder and, if appropriate, of the additive with the particulate material should be achieved.
  • the casting mold or the casting core is shaped e.g. except one
  • Residual moisture of about 0.01% by mass, based on the particulate material is dried.
  • the amount of water used is preferably kept as low as possible in order to ensure short cycle times during production, which in turn largely depend on the drying time.
  • the bending strength of the casting mold or the casting core can be influenced within certain limits by the water content and the water content ensures the required flowability of the mixture when it is shot into the mold box. It has proven to be advantageous to add between 0.1 and 5% by mass, in particular between about 0.1 and 3% by mass, of water, based on the particulate material, in order to provide the molding material mixture with short flow times and satisfactory flowability to care.
  • the mixture is first dried to a predetermined residual moisture, then water is again added to the mixture and the mixture is shaped, at least part of the free water added being removed again.
  • the mixture can preferably first be dried to a predetermined residual moisture content of approximately 0.1% by mass.
  • the cycle times for producing the casting mold or the casting core according to the invention can be further reduced by reducing the total proportion of the water added.
  • the molding material mixture which has been dried to a predetermined residual moisture content can be stored well and is easy to process by adding water again.
  • the casting mold or the casting core is expediently dried to a residual moisture content of about 0.01% by mass, based on the particulate material.
  • FIG. 1 shows a diagram to illustrate the bending strength ⁇ of a casting core with a sodium polyphosphate binder without the addition of polyamines (A) and with
  • FIG. 2 shows a comparative diagram to illustrate the bending strength ⁇ of a casting core with a binder exclusively made of polyamine at different service lives t;
  • FIG. 3 shows a diagram to illustrate the bending strength ⁇ of a casting core of the composition (B) according to FIG. 1, which additionally contains an additive in the form of sodium carbonate, at different service lives t;
  • Fig. 4 shows a diagram to illustrate the bending strength ⁇ of a casting core of the composition according to FIG. 3 after different storage times ti of the material mixture and after different standing times t 2 ;
  • Fig. 5 is a diagram illustrating the bending strength ⁇ each of a casting core with a binder made of sodium polyphosphate and different polyamines with different ammo group density (A, B, C, D, E) at different service lives t and
  • FIG. 6 shows a diagram to illustrate the bending strength ⁇ of each casting core with the compositions (A, B, C, D, E) according to FIG. 5 after different storage times ti of the molding material mixture and after different standing times t 2 .
  • Composition A A:
  • Composition B is a composition of Composition B:
  • binder component 1 based on the molding sand
  • binder component 2 0.1% by mass of liquid polyamine (binder component 2), based on the molding sand, - 1.4% by mass of moisture based on the molding sand.
  • the binder was mixed dry with the molding sand.
  • the second binder component in homogeneous form was mixed homogeneously with the molding sand and the first binder component was then added to the mixture dry.
  • the molding material mixture was in each case shot into a core box and dried to a residual moisture of about 0.01% by mass.
  • the casting cores produced in this way were examined for their bending strength ⁇ after different service lives t.
  • Casting cores were produced in the manner described above as a comparative experiment, with only polyvinylamine being used as the binder. The casting cores obtained were then examined for their bending strength ⁇ after different service lives t.
  • Composition B according to Example 1 (molding sand, 2% by weight of sodium polyphosphate (binder component 1), 0.1% by weight of liquid polyvinylamine (binder component 2) and 1.4% by weight of moisture, based in each case on the molding sand), became
  • the example shows that the bending strength of the casting core is not affected by the addition of Na 2 C0 3 .
  • the addition of Na 2 CO 3 gives the casting core a considerably better temperature resistance, so that it is suitable, for example, for the production of aluminum castings with a casting temperature of over 800 ° C, with deformations of the casting core being reliably and reliably avoided during the casting process.
  • the addition of Na 2 C0 3 increases the water solubility of the casting core, so that the coring of the finished casting is facilitated.
  • molding sand 2% by mass of sodium polyphosphate (binder component 1) and 0.1% by mass of liquid polyvinylamine (binder component 2), each based on the molding sand, and sodium carbonate (Na 2 C0 3 ) homogeneously mixed with approx. 1.4 mass% water based on the molding sand.
  • the molding material mixture formed in this way was shot into a core box after various storage times ti of 0, 1, 2 and 3 h and dried to a residual moisture content of about 0.01% by mass, based on the molding sand.
  • the example shows that the molding material mixture has a good shelf life and can be dried several hours after the mixing process to form the casting core.
  • polyethylenimines A, B
  • various polyethylenimines A, B
  • water-modified polyethylenimines with a molar mass of about 2000 g / mol (A) or 750,000 g / mol (B).
  • polyvinylamines (C, D, E) with a molecular weight of about 400,000 g / mol were used, which differ in the proportion of free amino groups, which in turn corresponds to the degree of hydrolysis.
  • the polyvinylamine (C) has the highest hydrolysis segrad, the polyvinylamine (E) has a lower degree of hydrolysis and the polyvinylamine (D) the lowest degree of hydrolysis of the polyvinylamines (C, D, E).
  • the casting cores were produced by the process described in Example 1. The casting cores produced in this way were then examined for their bending strength ⁇ after different service lives t.
  • the molding material mixtures were shot into a core box after various storage times ti of 0, 1, 2 and 3 h and dried.
  • the best values for the bending strength of the casting core were obtained after a storage time ti of the molding material mixture of one hour, where the mixture could be processed immediately or at least three hours after the individual component had been mixed, but only a slightly poorer flexural strength, so that good storage stability could also be determined here.
  • the most suitable has proven to be the polyamine (C) with a high proportion of free amino groups.
  • Casting core is not affected.
  • the mixture has good storability and water solubility and consequently a perfect processability.

Abstract

Disclosed is a water-dispersible casting mould, especially a casting core, for the production of castings. The casting mould contains a water-insoluble, particulate material, a binder comprising a first binder component based on condensed phosphate, and optionally a loading material. In order to ensure increased resistance to bending and abrasion, a second polyamine-based binder component is provided. The loading material can be alkaline-metal-carbonate-based to enable the casting mould be highly temperature-resistant. The invention also relates to a method for the production of one such casting mould by mixing the above-mentioned components and adding water, whereupon a mixture is formed and at least one part of the added free water is removed.

Description

Gießform und Verfahren zu deren Herstellung Casting mold and process for its manufacture
Die Erfindung betrifft eine asserdispergierbare Gießform, insbesondere Gießkern, zur Herstellung von Gussstϋcken, die ein wasserunlösliches, partikelförmiges Material, insbesondere Formsand, einen Binder, welcher als eine erste Binderkomponente wenigstens ein kondensierendes Phosphat aufweist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Gießform, indem ein wasserunlösliches, partikelförmiges Material, insbesondere Formsand, mit einem Binder, welcher als eine erste Binderkomponente wenigstens ein kondensiertes Phosphat aufweist, unter Zugabe von Wasser gemischt, die Mischung geformt und zumindest ein Teil des zugesetzten freien Wassers entfernt wird.The invention relates to a water-dispersible casting mold, in particular a casting core, for producing castings, which comprises a water-insoluble, particulate material, in particular molding sand, a binder which has at least one condensing phosphate as a first binder component. The invention further relates to a method for producing such a casting mold, in which a water-insoluble, particulate material, in particular molding sand, is mixed with a binder, which has at least one condensed phosphate as a first binder component, with the addition of water, the mixture is shaped and at least part of the added free water is removed.
Gießkerne der vorgenannten Zusammensetzung sind bekannt. Sie werden in der Regel in Kernkästen mittels Kernschießmaschinen für die Serienfertigung hergestellt. Die Kernkästen sind mit entsprechenden Formhohlräumen versehen, in welche Einführöffnungen münden, über die aus einem sogenannten Schießkopf ein mit einem Binder versehenes wasserunlösliches, partikelförmiges Material unter Einsatz von Druckluft in die Formhohlräume eingeschossen wird. Bei dem partikel- förmigen Material handelt es sich im allgemeinen um Formsande, wie Silica-, Zirkon-, Chromitsande oder dergleichen, welche durch den Binder verfestigbar sind. Zur Herstellung von Kernen mit komplexer Geometrie sollte der Formsand eine gute Fließfahigkeit aufweisen.Casting cores of the aforementioned composition are known. They are usually manufactured in core boxes using core shooters for series production. The core boxes are provided with corresponding mold cavities, into which insertion openings open, via which a water-insoluble, particulate material provided with a binder is injected into the mold cavities using compressed air from a so-called shooting head. The particulate material is generally molding sand, such as silica, zircon, chromite or the like, which can be solidified by the binder. For the production of cores with a complex geometry, the molding sand should have good flow properties.
Als Binder für den Formsand wurden herkömmlich flussige Kunstharze sowie zusatzliche Additive eingesetzt. Um die Nachteile von Kunstharzbindern - Entstehung gesundheitsschädlicher Dampfe bei der Herstellung, teilweises Verbrennen des Binders beim Gießen, aufwendiges Entkernen, Entsor- gung des Kernaltsandes - zu vermeiden, wurde schon die Verwendung von zumindest in gewissem Umfang wasserlöslichen anorganischen Bindern vorgeschlagen.Liquid synthetic resins and additional additives were conventionally used as binders for the molding sand. In order to avoid the disadvantages of synthetic resin binders - formation of vapors harmful to health during manufacture, partial burning of the binder during casting, elaborate coring, disposal of the core waste sand - the use of at least to a certain extent water-soluble inorganic binders has been proposed.
So beschreibt die DE 195 49 469 AI einen Gießkern auf der Basis von mittels eines wasserlöslichen Binders verfestigtem Formsand, wobei als Binder Phosphorsaure oder kondensierte Phosphate, wie Natriumpolyphosphat und Natriumhexa- metaphosphat, vorgesehen sind.For example, DE 195 49 469 A1 describes a casting core on the basis of molding sand consolidated by means of a water-soluble binder, phosphoric acid or condensed phosphates, such as sodium polyphosphate and sodium hexametaphosphate, being provided as binders.
Der WO 92/06808 AI ist ein Gießkern entnehmbar, welcher zur Verfestigung des Formsandes einen Binder aus einem Poly- phosphatketten aufweisenden, wasserlöslichen Phosphatglas oder aus einem wasserlöslichen Boratglas aufweist. Zur Herstellung des Gießkerns wird der Formsand mit dem Binder un- ter Zugabe von Wasser gemischt, die Mischung in den Kernkasten eingeschossen und das überschüssige Wasser durch Erhitzen aus der Gießform ausgetrieben.WO 92/06808 A1 shows a casting core which, in order to solidify the molding sand, has a binder made from a water-soluble phosphate glass containing polyphosphate chains or from a water-soluble borate glass. To produce the casting core, the molding sand is mixed with the binder with the addition of water, the mixture is poured into the core box and the excess water is expelled from the casting mold by heating.
Die bekannten Gießkerne sind nach dem Abgießen wasser- dispergierbar, d.h. sie losen sich nach Eintauchen in Wasser wieder auf, wodurch das aufwandige Entkernen entfallt. Vorteilhaft bei Gießkernen dieser Art ist weiterhin, dass sowohl beim Herstellen der Gießkerne und beim Abgießen der Gussstucke als auch beim Entkernen der Gussstucke keine um- weltschadlichen Stoffe freiwerden. Die eingesetzten Binder weisen ferner einen anorganischen Chemismus auf, so dass ein Verbrennen des Binders beim Gießvorgang zuverlässig vermieden wird.The known casting cores are water-dispersible after pouring, ie they dissolve again after immersion in water, as a result of which there is no need for expensive coring. Another advantage of casting cores of this type is that no environmentally harmful substances are released either when the casting cores are produced and when the castings are poured off, or when the castings are cored. The binders used also have an inorganic chemistry, so that burning of the binder during the casting process is reliably avoided.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass Binder der vorgenannten Art dem Gießkern eine für viele Anwendungen nur unzureichende Biegefestigkeit verleihen. Folglich kann sich der Gießkern bei der Entnahme oder bei der Lagerung nach dem Formen, beim Einsetzen in die Gießform oder beim Gießvor- gang verformen oder gar brechen, so dass die erhaltenen .Gussstücke fehlerhaft sein können und als Ausschussteile anfallen. Darüber hinaus weisen Gießkerne dieser Art häufig eine ungenügende Abriebfestigkeit auf, wodurch sich beim Abgießen Sandkörner an der Oberfläche des Gießkerns ablösen und zu einer rauhen Oberfläche und/oder zu Sandverunreinigungen des Gussstücks führen. Beim Einsatz eines Binders auf der Basis von reinen kondensierten Phosphaten kommt hinzu, dass der Binder eine für Legierungen mit verhältnismäßig hohem Schmelzpunkt nur unzureichende Temperaturbe- ständigkeit aufweist, so dass die Herstellung von Gussstücken aus solchen Legierungen nicht möglich ist. Dem Auftreten der genannten Nachteile kann insbesondere auch durch Variation der Verfahrensparameter bei der Herstellung des Gießkerns, wie der Zusammensetzung des Gießkerns, der Trocknungstemperatur, dem Restwasseranteil etc., nicht wirkungsvoll begegnet werden.However, it has been shown that binders of the aforementioned type give the casting core insufficient bending strength for many applications. As a result, the casting core can deform or even break during removal or storage after molding, when it is inserted into the casting mold or during the casting process, so that the castings obtained can be defective and result in rejects. In addition, casting cores of this type often have insufficient abrasion resistance, as a result of which grains of sand on the surface of the casting core become detached during casting and lead to a rough surface and / or sand contamination of the casting. In addition, when using a binder based on pure condensed phosphates, the binder has an insufficient temperature resistance for alloys with a relatively high melting point, so that the production of castings from such alloys is not possible. The occurrence of the disadvantages mentioned cannot be effectively countered in particular by varying the process parameters during the production of the casting core, such as the composition of the casting core, the drying temperature, the residual water content, etc.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einer Gießform, insbesondere einem Gießkern, mit einer ersten Binderkompo- nente auf der Basis von kondensierten Phosphaten eine erhöhte Biege- und Abriebfestigkeit zu verleihen und die Temperaturbeständigkeit zu erhöhen, dabei aber akzeptable Taktzeiten bei der Kernherstellung zu erhalten und keine oder nur geringe Mengen umweltschädlicher Stoffe freizuset- zen. Sie ist ferner auf die Herstellung einer solchen Gießform gerichtet.The invention is based on the object of imparting increased bending and abrasion resistance to a casting mold, in particular a casting core, with a first binder component based on condensed phosphates and increasing the temperature resistance, while maintaining acceptable cycle times in core production and to release no or only small amounts of environmentally harmful substances Zen. It is also directed to the manufacture of such a mold.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Gießform er eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Binder als eine zweite Binderkomponente wenigstens ein Polyamin aufweist .According to the invention, this object is achieved in a casting mold of the type mentioned at the outset in that the binder has at least one polyamine as a second binder component.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass sich sowohl die Biege- als auch die Abriebfestigkeit einer Gießform oder eines Gießkerns aus einem wasserunlöslichen, partikelförmi- gen Material und einem Binder auf der Basis von kondensierten Phosphaten bereits durch den Zusatz nur geringer Mengen an Polyaminen signifikant erhöhen lassen, ohne die Wasser- dispergierbarkeit des abgegossenen Gießkerns zu beeinträchtigen. Auf diese Weise lassen sich Biegefestigkeiten von mehr als 150 N/cm2 erzielen, die ein Versagen des Gießkerns und hieraus resultierende fehlerhafte Gussstücke zuverlässig vermeiden. Zugleich wird die Abriebfestigkeit der Gieß- form bzw. des Gießkerns derart verbessert, dass Beeinträchtigungen des Gussstückes durch Sandpartikel praktisch ausgeschlossen sind.Surprisingly, it was found that both the bending and the abrasion resistance of a casting mold or a casting core made of a water-insoluble, particulate material and a binder based on condensed phosphates can be significantly increased without the addition of only small amounts of polyamines to impair the water dispersibility of the poured casting core. In this way, bending strengths of more than 150 N / cm 2 can be achieved, which reliably prevent failure of the casting core and the resulting defective castings. At the same time, the abrasion resistance of the casting mold or the casting core is improved in such a way that damage to the casting by sand particles is practically impossible.
Es wird vermutet, dass die polaren Aminogruppen der erfin- dungsgemäßen zweiten Binderkomponente auf der Basis von Polyaminen mit den polaren Phosphatgruppen der ersten Binderkomponente auf der Basis von kondensierten Phosphaten in Wechselwirkung treten und deren Bindereigenschaften dadurch verbessern. Mit "Polyaminen" sind in diesem Zusammenhang gesättigte oder ungesättigte, offenkettige oder cyclische organische Verbindungen mit mehreren primären, sekundären und/oder tertiären Aminogruppen, insbesondere in flüssiger Form, gemeint. Als wasserunlösliche, partikelförmige Materialien kommen insbesondere beliebige bekannte Formsande, z.B. Silica-, Zirkon-, Chromitsande oder dergleichen, oder auch andere temperaturbeständige Materialien, w e Alumini- u oxid, Alumimumsilikat , Quarzglas etc. in fempartikula- rer Form, m Betracht. Selbstverständlich können auch weitere Binderkomponenten vorgesehen sein.It is assumed that the polar amino groups of the second binder component according to the invention based on polyamines interact with the polar phosphate groups of the first binder component based on condensed phosphates and thereby improve their binder properties. In this context, “polyamines” mean saturated or unsaturated, open-chain or cyclic organic compounds with several primary, secondary and / or tertiary amino groups, in particular in liquid form. In particular, any known molding sands, for example silica, zircon, chromite sands or the like, come as water-insoluble, particulate materials, or other temperature-resistant materials, such as aluminum oxide, aluminum silicate, quartz glass, etc., in a particulate form, are also considered. Of course, further binder components can also be provided.
Wahrend grundsätzlich auch niedermolekulare Polyamme, wie Ethylen-, Propylen-, Butylendiamme etc. sowie deren Kondensationsprodukte, als zweite Binderkomponente vorgesehen sein können, sieht eine bevorzugte Ausfuhrung vor, dass das Polyamm aus der Gruppe der polymeren Polyamme gewählt ist. Hierunter haben sich insbesondere d e Polyethylenimi- ne, also verzweigte Polymere mit primären, sekundären und tertiären Aminogruppen, Polyvinylam e (Vinylamm-Polymere) und/oder deren Copolymere als besonders vorteilhaft erwie- sen. So lasst sich beispielsweise die Biegefestigkeit eines Gießkerns aus einem Formsand und einem Binder auf der Basis von Natriumpolyphosphat durch den Zusatz von 0,1 Mass.-% Polyv ylamm bezogen auf den Formsand nahezu verdoppeln. Die polymeren Polyamme können insbesondere mit einer Mol- masse zwischen etwa 400 g/mol und etwa 107 g/mol vorgesehen sein. Nachstehend sind die chemischen Formeln für Polyvmylamm (I) und Polyethylenimm (II) beispielhaft wiedergegeben:While in principle also low molecular weight polyams, such as ethylene, propylene, butylene diams, etc., and their condensation products, can be provided as the second binder component, a preferred embodiment provides that the polyamm is selected from the group of polymeric polyams. Among these, the polyethyleneimines, ie branched polymers with primary, secondary and tertiary amino groups, polyvinylam (vinylamm polymers) and / or their copolymers have proven to be particularly advantageous. For example, the bending strength of a casting core consisting of a molding sand and a binder based on sodium polyphosphate can be almost doubled by adding 0.1% by weight of polyvinylamine based on the molding sand. The polymeric polyamides can in particular be provided with a molar mass between about 400 g / mol and about 10 7 g / mol. The chemical formulas for Polyammylamm (I) and Polyethyleneimm (II) are shown below as examples:
(I) [-CH2-CH-]„(I) [-CH 2 -CH-] "
I NH2 I NH 2
; ID [-(CH2)2-NH-]x-[-CH2)2-N-]y ; ID [- (CH 2 ) 2 -NH-] x - [- CH 2 ) 2 -N-] y
I [(CH2)2-NH-]Z-(CH2)2-NH2 I [(CH 2 ) 2 -NH-] Z - (CH 2 ) 2 -NH 2
In bevorzugter Ausfuhrung ist vorgesehen, dass das Polyamm einen Stickstoffanteil (N-Anteil) zwischen 1 und 35 Mass.-% N/Polymeremheit, vorzugsweise zwischen 10 und 33 Mass.-% N/Polymeremheit, insbesondere zwischen 20 und 33 Mass.-% N/Polymeremheit, aufweist. Besonders gute Biegefestigkei- ten des Gießkern von über 200 N/cm2 konnten insbesondere mit polymeren Polyaminen mit verhältnismäßig hoher A i- nogruppendichte m Bereich von 30 Mass.-% N/Polymeremheit, z.B. mit Polyvinylammen, welche einen Stickstoffanteil von bis zu 33 Mass.-% N/Polymeremheit aufweisen und insbesondere mit Polyvinylammen mit einem hohen Anteil an freien Aminogruppen, erzielt werden.In a preferred embodiment it is provided that the polyamm has a nitrogen content (N content) of between 1 and 35 mass% N / polymer unit, preferably between 10 and 33 mass% N / polymer unit, in particular between 20 and 33 mass% N / polymer unit. Particularly good bending strength The casting core of more than 200 N / cm 2 could be obtained, in particular with polymeric polyamines with a relatively high amino group density in the range of 30% by mass of N / polymer, for example with polyvinylamene, which had a nitrogen content of up to 33% by mass of N / Have polymer units and can be achieved in particular with polyvinyl amines with a high proportion of free amino groups.
Die Menge des als zweite Binderkomponente vorgesehenen Po- lya ms betragt bevorzugt zwischen 0,001 und 1 Mass.-%, insbesondere zwischen 0,005 und 0,5 Mass.-%, Polyamm bezogen auf das partikelformige Material. Sie richtet sich vornehmlich nach der Art des Polyamms, wobei die Menge des Polyamms im allgemeinen um so geringer sein kann, je hoher die freie Ammogruppendichte des Polyamms ist, um die Bindereigenschaften hinsichtlich Biege- und Abriebfestigkeit zu verbessern.The amount of the poly ms provided as the second binder component is preferably between 0.001 and 1% by mass, in particular between 0.005 and 0.5% by mass, of polyamm, based on the particulate material. It depends primarily on the type of polyamm, the amount of the polyamm generally being able to be lower, the higher the free amino group density of the polyamm, in order to improve the binder properties with regard to flexural strength and abrasion resistance.
Die erste Binderkomponente auf der Basis von kondensierten Phosphaten kann Polyphosphate, vorzugsweise Alkali etallpo- lyphosphate, insbesondere Natriumpolyphosphat, und/oder Me- taphosphate, vorzugsweise Alkalimetallmetaphosphate, insbesondere Natriummetaphosphate, z.B. Natπumhexametaphosphat, enthalten oder ganzlich hieraus bestehen. Des weiteren kann vorgesehen sein, dass die erste Binderkomponente ein Poly- und/oder Metaphosphatketten enthaltendes, wasserlösliches Phosphatglas enthalt oder ganzlich hieraus besteht, wobei das Phosphatglas bevorzugt zwischen 58 und 75 Mass.-% Phosphorpentoxid (P205) und zwischen 25 und 42 Mass.-% Al- kalimetalloxid, insbesondere Natriumoxid (Na20) , aufweist.The first binder component based on condensed phosphates can contain or consist entirely of polyphosphates, preferably alkali metal polyphosphates, especially sodium polyphosphate, and / or metal phosphates, preferably alkali metal metaphosphates, especially sodium metaphosphates, eg sodium hexametaphosphate. Furthermore, it can be provided that the first binder component contains or consists entirely of water-soluble phosphate glass containing poly and / or metaphosphate chains, the phosphate glass preferably between 58 and 75% by mass of phosphorus pentoxide (P 2 0 5 ) and between 25 and 42% by mass of alkali metal oxide, in particular sodium oxide (Na 2 0).
Die genannten Binder sind als solche bekannt und sorgen für ein schnelles und klumpenfreies Auflosen des Gießkerns, wenn dieser mit dem fertigen Gussstuck in Wasser getaucht wird. Ein weiterer Vorteil dieser Binder liegt darin, dass sie schon bei verhältnismäßig geringem Feuchteanteil zu ei- ner optimalen Vermischung mit dem Formsand führen und dabei eine hinreichende Anfangsfestigkeit des Gießkerns bzw. der Gießform gewährleisten, so dass nur sehr kurze Trocknungszeiten erforderlich und somit sehr kurze Taktzeiten zur Herstellung möglich sind.The binders mentioned are known as such and ensure that the casting core is dissolved quickly and without lumps when it is immersed in water with the finished casting. Another advantage of these binders is that they can be egg-coated even with a relatively low moisture content. lead optimal mixing with the molding sand and thereby ensure a sufficient initial strength of the casting core or the casting mold, so that only very short drying times are required and thus very short cycle times for production are possible.
Die Menge der ersten Binderkomponente auf der Basis von kondensierten Phosphaten beträgt zweckmäßig zwischen 0,25 und 25 Mass.-%, vorzugsweise zwischen 0,5 und 10 Mass.-%, bezogen auf das wasserunlösliche, partikelförmige Material.The amount of the first binder component based on condensed phosphates is advantageously between 0.25 and 25% by mass, preferably between 0.5 and 10% by mass, based on the water-insoluble, particulate material.
In Weiterbildung ist die Erfindung gekennzeichnet durch mindestens einen Zuschlagstoff, vorzugsweise in Form von Sulfaten, Carbonaten und/oder Nitraten aus der Gruppe der Alkalimetalle und/oder Erdalkalimetalle, wie Alkalimetall- carbonate, insbesondere Natriumcarbonat (Na2C03) . Überraschenderweise wurde gefunden, dass ein solcher Zuschlagstoff zu einer wesentlichen Verbesserung der Temperaturbeständigkeit der Gießform bzw. des Gießkerns auf einen Wert über 800°C beiträgt, so dass das Gießen von Legierungen mit relativ hohem Schmelzpunkt, z.B. Aluminiumlegierungen, sowie von thermoplastischen Kunststoffen aus hochschmelzenden Polymeren möglich wird, ohne dass Deformationen der Gießform bzw. des Gießkerns beim Gießvorgang auftreten. Ferner wurde festgestellt, dass ein Anteil an Alkalimetallcarbona- ten die Dispergierbarkeit des Gießkerns in Wasser erhöht und die Entkernung des fertigen Gussstücks somit erleichtert. Je nach der geforderten Temperaturbeständigkeit sind zweckmäßig zwischen 20 und 90 Mass.-%, insbesondere zwi- sehen 30 und 85 Mass.-%, Alkalimetallcarbonat bezogen auf die erste Binderkomponente auf der Basis von kondensierten Phosphaten vorgesehen.In a further development, the invention is characterized by at least one additive, preferably in the form of sulfates, carbonates and / or nitrates from the group of alkali metals and / or alkaline earth metals, such as alkali metal carbonates, in particular sodium carbonate (Na 2 CO 3 ). Surprisingly, it was found that such an additive contributes to a substantial improvement in the temperature resistance of the casting mold or the casting core to a value above 800 ° C., so that the casting of alloys with a relatively high melting point, for example aluminum alloys, and of thermoplastic materials made from high-melting point polymers is possible without deformation of the casting mold or the casting core during the casting process. It was also found that a proportion of alkali metal carbonates increases the dispersibility of the casting core in water and thus facilitates the coring of the finished casting. Depending on the required temperature resistance, between 20 and 90% by mass, in particular between 30 and 85% by mass, of alkali metal carbonate based on the first binder component based on condensed phosphates is expediently provided.
Zusätzlich zu dem wasserunlöslichen, partikelf r igen Mate- rial, wie Formsand, dem sowohl kondensierte Phosphate als auch Polyam e enthaltenden Binder und gegebenenfalls dem Zuschlagstoff, insbesondere den Alkali etallcarbonaten, enthalt die Formstoffmischung für die Gießform bzw. den Gießkern m der Regel noch einen Feuchtigkeitsanteil zwi- sehen 0,01 und 35 Mass.-%, insbesondere zwischen 0,1 und 5 Mass.-%. Nach der Trocknung betragt der Feuchtigkeitsanteil der Gießform bzw. des Gießkerns der Regel etwa 0,01 Mass.-% oder weniger.In addition to the water-insoluble, particulate material, such as molding sand, which both condensed phosphates and binder containing polyam e and optionally the additive, in particular the alkali metal carbonates, the molding material mixture for the casting mold or the casting core generally also contains a moisture content of between 0.01 and 35% by mass, in particular between 0.1 and 5% by mass. After drying, the moisture content of the casting mold or the casting core is generally about 0.01% by mass or less.
Das erfindungsgemaße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Binderkomponente auf der Basis wenigstens eines Polyamms zugesetzt wird. Dabei werden vorzugsweise die oben beschriebenen Arten an erster und zweiter Binderkomponente und gegebenenfalls an Zuschlagstoffen m der o- ben beschriebenen Menge eingesetzt.The method according to the invention is characterized in that a second binder component based on at least one polyamm is added. The types described above are preferably used on the first and second binder components and, if appropriate, on additives in the amount described above.
Eine bevorzugte Ausfuhrung sieht vor, dass die zweite Binderkomponente in flussiger Form mit dem partikelformigen Material in Kontakt gebracht und sodann die erste Binder- komponente in trockener Form beigemischt wird, wobei derA preferred embodiment provides that the second binder component in liquid form is brought into contact with the particulate material and then the first binder component is added in dry form, the
Mischung Wasser zugesetzt wird. Die zweite Binderkomponente kann dabei m der Flussigphase oder auch als insbesondere wassrige Losung vorliegen. Sofern ein Zuschlagstoff, wie Alkalimetallcarbonate, erwünscht ist, kann dieser in dem der Mischung zugesetzten Wasser gelost und die Losung der Mischung zugesetzt werden.Mixture of water is added. The second binder component can be present in the liquid phase or as a particularly aqueous solution. If an additive such as alkali metal carbonates is desired, this can be dissolved in the water added to the mixture and the solution added to the mixture.
Eine andere bevorzugte Ausfuhrung sieht vor, dass die erste Binderkomponente trocken mit dem partikelformigen Material gemischt und sodann eine wassrige Losung mit der zweitenAnother preferred embodiment provides that the first binder component is dry mixed with the particulate material and then an aqueous solution with the second
Binderkomponente zugesetzt wird, wobei auch hier, falls erwünscht, der Zuschlagstoff vor dem Zusetzen der Losung in dieser gelost werden kann. Alternativ ist es möglich, dass der Binder und gegebenenfalls der Zuschlagstoff in Wasser gelöst und die Lösung mit dem partikelformigen Material in Kontakt gebracht wird. In jedem Fall sollte eine möglichst homogene Verteilung des wasserlöslichen Binders und gegebenenfalls des Zuschlagstoffs mit dem partikelformigen Material erzielt werden.Binder component is added, and here too, if desired, the additive can be dissolved in the solution before adding the solution. Alternatively, it is possible for the binder and optionally the additive to be dissolved in water and for the solution to be brought into contact with the particulate material. In any case, the most homogeneous possible distribution of the water-soluble binder and, if appropriate, of the additive with the particulate material should be achieved.
Zweckmäßig werden bis zu 35 Mass.-% Wasser bezogen auf das partikelförmige Material zugesetzt und wird die Gießform bzw. der Gießkern nach der Formgebung z.B. bis auf eineUp to 35% by mass of water, based on the particulate material, is expediently added and the casting mold or the casting core is shaped e.g. except one
Restfeuchte von etwa 0,01 Mass.-% bezogen auf das partikelförmige Material getrocknet. Die eingesetzte Wassermenge wird vorzugsweise möglichst gering gehalten, um für kurze Taktzeiten bei der Herstellung zu sorgen, die wiederum maß- geblich von der Trocknungszeit abhängen. Andererseits lässt sich die Biegefestigkeit der Gießform bzw. des Gießkerns durch den Wasseranteil in gewissen Grenzen beeinflussen und sorgt der Wasseranteil für die erforderliche Fließfähigkeit der Mischung beim Einschießen in den Formkasten. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, zwischen 0,1 und 5 Mass.-%, insbesondere zwischen etwa 0,1 und 3 Mass.-%, Wasser bezogen auf das partikelförmige Material zuzusetzen, um für kurze Taktzeiten bei einer zufriedenstellenden Fließfähigkeit der Formstoffmischung zu sorgen.Residual moisture of about 0.01% by mass, based on the particulate material, is dried. The amount of water used is preferably kept as low as possible in order to ensure short cycle times during production, which in turn largely depend on the drying time. On the other hand, the bending strength of the casting mold or the casting core can be influenced within certain limits by the water content and the water content ensures the required flowability of the mixture when it is shot into the mold box. It has proven to be advantageous to add between 0.1 and 5% by mass, in particular between about 0.1 and 3% by mass, of water, based on the particulate material, in order to provide the molding material mixture with short flow times and satisfactory flowability to care.
In Weiterbildung ist vorgesehen, dass die Mischung zunächst bis auf eine vorgegebene Restfeuchte getrocknet, der Mischung sodann wieder Wasser zugesetzt und die Mischung geformt wird, wobei zumindest ein Teil des zugesetzten freien Wassers wieder entfernt wird. Die Mischung kann dabei vorzugsweise zunächst bis auf eine vorgegebene Restfeuchte von etwa 0,1 Mass.-% getrocknet werden. Auf diese Weise lassen sich die Taktzeiten zur Herstellung der erfindungsgemäßen Gießform bzw. des Gießkerns weiter verringern, indem der Gesamtanteil des zugesetzten Wassers reduziert werden kann. Ferner ist die bis auf eine vorgegebene Restfeuchte getrocknete Formstoffmischung gut lagerfähig und durch das erneute Zusetzen von Wasser leicht verarbeitbar. Auch in diesem Fall wird die Gießform bzw. der Gießkern nach der Formgebung zweckmäßig bis auf eine Restfeuchte von etwa 0,01 Mass.-% bezogen auf das partikelförmige Material getrocknet .In a further development it is provided that the mixture is first dried to a predetermined residual moisture, then water is again added to the mixture and the mixture is shaped, at least part of the free water added being removed again. The mixture can preferably first be dried to a predetermined residual moisture content of approximately 0.1% by mass. In this way, the cycle times for producing the casting mold or the casting core according to the invention can be further reduced by reducing the total proportion of the water added. Furthermore, the molding material mixture which has been dried to a predetermined residual moisture content can be stored well and is easy to process by adding water again. In this case, too, the casting mold or the casting core is expediently dried to a residual moisture content of about 0.01% by mass, based on the particulate material.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von Ausfuhrungsbei- spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen naher erläutert. Dabei zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawings. Show:
Fig. 1 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Biegefestigkeit σ eines Gießkerns mit einem Natriumpolyphos- phatbinder ohne Zusatz von Polyaminen (A) und mit1 shows a diagram to illustrate the bending strength σ of a casting core with a sodium polyphosphate binder without the addition of polyamines (A) and with
Zusatz von 0,1 Mass.-% Polyvmylamin (B) zu verschiedenen Standzeiten t;Addition of 0.1% by mass of polyamine (B) at different service lives t;
Fig. 2 ein Vergleichsdiagramm zur Veranschaulichung der Biegefestigkeit σ eines Gießkerns mit einem Binder ausschließlich aus Polyvmylamin zu verschiedenen Standzeiten t;FIG. 2 shows a comparative diagram to illustrate the bending strength σ of a casting core with a binder exclusively made of polyamine at different service lives t;
Fig. 3 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Biegefestig- keit σ eines Gießkerns der Zusammensetzung (B) gemäß Fig. 1, welcher zusatzlich einen Zuschlagstoff in Form von Natπumcarbonat enthalt, zu verschiedenen Standzeiten t;3 shows a diagram to illustrate the bending strength σ of a casting core of the composition (B) according to FIG. 1, which additionally contains an additive in the form of sodium carbonate, at different service lives t;
Fig. 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Biegefestigkeit σ eines Gießkerns der Zusammensetzung gemäß Fig. 3 nach verschiedenen Lagerzeiten ti der For - stoffmischung und nach verschiedenen Standzeiten t2; Fig. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Biegefestigkeit σ je eines Gießkerns mit einem Binder aus Natriumpolyphosphat und verschiedenen Polyaminen mit unterschiedlicher Ammogruppendichte (A, B, C, D, E) zu verschiedenen Standzeiten t und4 shows a diagram to illustrate the bending strength σ of a casting core of the composition according to FIG. 3 after different storage times ti of the material mixture and after different standing times t 2 ; Fig. 5 is a diagram illustrating the bending strength σ each of a casting core with a binder made of sodium polyphosphate and different polyamines with different ammo group density (A, B, C, D, E) at different service lives t and
Fig. 6 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Biegefestigkeit σ je eines Gießkerns mit den Zusammensetzungen (A, B, C, D, E) gemäß Fig. 5 nach verschiedenen La- gerzeiten ti der Formstoffmischung und nach verschiedenen Standzeiten t2.6 shows a diagram to illustrate the bending strength σ of each casting core with the compositions (A, B, C, D, E) according to FIG. 5 after different storage times ti of the molding material mixture and after different standing times t 2 .
Beispiel 1 :Example 1 :
Es wurden jeweils Gießkerne mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt.Casting cores with the following compositions were produced in each case.
Zusammensetzung A:Composition A:
- Formsand,- molding sand,
- 2 Mass.-% Natriumpolyphosphat bezogen auf den Formsand (Binder),- 2% by mass of sodium polyphosphate based on the molding sand (binder),
- 1,4 Mass.-% Feuchtigkeit bezogen auf den Formsand;- 1.4% by mass of moisture based on the molding sand;
Zusammenset ung B:Composition B:
— Formsand,- molding sand,
- 2 Mass.-% Natriumpolyphosphat (Binderkomponente 1) bezogen auf den Formsand- 2 mass .-% sodium polyphosphate (binder component 1) based on the molding sand
- 0,1 Mass.-% flüssiges Polyvmylamin (Binderkomponente 2) bezogen auf den Formsand, - 1,4 Mass.-% Feuchtigkeit bezogen auf den Formsand.0.1% by mass of liquid polyamine (binder component 2), based on the molding sand, - 1.4% by mass of moisture based on the molding sand.
Zur Herstellung des Gießkerns gemäß Zusammensetzung A wurde dem Formsand der Binder trocken beigemischt. Zur Herstel- lung des Gießkerns gemäß Zusammensetzung B wurde die zweite Binderkomponente in gelöster Form homogen mit dem Formsand vermischt und der Mischung sodann die erste Binderkomponente trocken beigemischt. Anschließend wurden jeweils ca. 1,4 Mass.-% Wasser bezogen auf den Formsand zugesetzt. Die Formstoffmischung wurde jeweils in einen Kernkasten eingeschossen und bis auf eine Restfeuchte von etwa 0,01 Mass.-% getrocknet. Die derart erzeugten Gießkerne wurden nach unterschiedlichen Standzeiten t auf ihre Biegefestigkeit σ untersucht .To produce the casting core according to composition A, the binder was mixed dry with the molding sand. To produce the casting core in accordance with composition B, the second binder component in homogeneous form was mixed homogeneously with the molding sand and the first binder component was then added to the mixture dry. About 1.4% by mass of water, based on the molding sand, were then added in each case. The molding material mixture was in each case shot into a core box and dried to a residual moisture of about 0.01% by mass. The casting cores produced in this way were examined for their bending strength σ after different service lives t.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, betrug die Biegefestigkeit σ der Zusammensetzung A ausschließlich mit einem herkömmlichen Natriumpolyphosphatbinder unmittelbar nach der Trocknung (t = 0) etwa 80 N/cm2. Nach etwa zwei Stunden (t = 120 min) stellte sich eine im wesentlichen konstante Biegefestigkeit σ von etwa 100 N/cm2 ein. Demgegenüber betrug die Biegefestigkeit der Zusammensetzung B, welche zusätzlich zu der ersten Binderkomponente in Form von Natriumpolyphosphat geringe Mengen einer zweiten Binderkomponen- te in Form von Polyvinylamin enthielt, unmittelbar nach der Trocknung (t = 0) bereits mehr als 150 N/cm2, wobei sich nach etwa vier Stunden (t = 240 min) eine im wesentlichen konstante Biegefestigkeit von mehr als 200 N/cm2 einge- stellt hat.As can be seen from FIG. 1, the bending strength σ of the composition A was approximately 80 N / cm 2 exclusively with a conventional sodium polyphosphate binder immediately after drying (t = 0). After approximately two hours (t = 120 min), an essentially constant bending strength σ of approximately 100 N / cm 2 was established . In contrast, the flexural strength of composition B, which in addition to the first binder component in the form of sodium polyphosphate contained small amounts of a second binder component in the form of polyvinylamine, was already more than 150 N / cm 2 immediately after drying (t = 0), where after approximately four hours (t = 240 min) an essentially constant bending strength of more than 200 N / cm 2 has been established.
Folglich kann die Biegefestigkeit des Gießkerns durch den Zusatz nur geringer Mengen (0,1 Mass.-% bezogen auf den Formsand) an Polyvinylamin praktisch verdoppelt werden. Beispiel 2 :Consequently, the bending strength of the casting core can be practically doubled by adding only small amounts (0.1% by mass, based on the molding sand) of polyvinylamine. Example 2:
Als Vergleichsversuch wurden auf die vorbeschriebene Weise Gießkerne hergestellt, wobei als Binder ausschließlich Po- lyvinylamin eingesetzt wurde. Die erhaltenen Gießkerne wurden sodann nach unterschiedlichen Standzeiten t auf ihre Biegefestigkeit σ untersucht.Casting cores were produced in the manner described above as a comparative experiment, with only polyvinylamine being used as the binder. The casting cores obtained were then examined for their bending strength σ after different service lives t.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ergab sich unmittelbar nach der Trocknung (t = 0) eine hohe Biegefestigkeit von mehr alsAs can be seen from FIG. 2, immediately after drying (t = 0) there was a high flexural strength of more than
250 N/cm2, welche nach etwa zwei Stunden (t = 120 min) auf einen Wert im Bereich von 100 N/cm2 abgefallen ist. Ferner wurde festgestellt, dass die Kerne mit zunehmender Lagerzeit der Formstoffmischung vor Einschießen in den Kernkas- ten und Trocknen ein elastisches Verhalten aufweisen, was zu Deformationen der Kerne beim Gießvorgang führen kann. Folglich erweist sich reines Polyvinylamin als Binder für den Formsand als wenig geeignet.250 N / cm 2 , which dropped to a value in the range of 100 N / cm 2 after about two hours (t = 120 min). It was also found that the cores have an elastic behavior with increasing storage time of the molding material mixture before being shot into the core box and drying, which can lead to deformations of the cores during the casting process. As a result, pure polyvinylamine proves to be unsuitable as a binder for the molding sand.
Beispiel 3:Example 3:
Der Zusammensetzung B gemäß Beispiel 1 (Formsand, 2 Mass.-% Natriumpolyphosphat (Binderkomponente 1), 0,1 Mass.-% flüssiges Polyvinylamin (Binderkomponente 2) und 1,4 Mass.-% Feuchtigkeit jeweils bezogen auf den Formsand) wurde zurComposition B according to Example 1 (molding sand, 2% by weight of sodium polyphosphate (binder component 1), 0.1% by weight of liquid polyvinylamine (binder component 2) and 1.4% by weight of moisture, based in each case on the molding sand), became
Erhöhung der Temperaturbeständigkeit zusätzlich Natriumcar- bonat (Na2C03) als Zuschlagstoff zugesetzt. Aus der erhaltenen Formstoffmischung wurden auf die vorbeschriebene Weise Gießkerne hergestellt und diese nach verschiedenen Standzeiten t auf ihre Biegefestigkeit σ untersucht.To increase the temperature resistance, sodium carbonate (Na 2 CO 3 ) was added as an additive. Casting cores were produced from the molding material mixture obtained in the manner described above and these were examined for their bending strength σ after various service lives t.
Wie der Fig. 3 zu entnehmen ist, ergab sich unmittelbar nach der Trocknung (t = 0) eine Biegefestigkeit von mehr als 200 N/cm2, die kurzzeitig (t = 10 min) etwas absank und sich nach etwa zwei Stunden (t = 120 min) auf einen im wesentlichen konstanten Wert oberhalb 200 N/cm2 einstellte, welcher der Biegefestigkeit eines Gießkerns ohne den Zusatz von Na2C03, aber mit ansonsten entsprechender Zusammenset- zung (vgl. Zusammensetzung B der Fig. 1), entspricht.As can be seen in FIG. 3, immediately after drying (t = 0) there was a bending strength of more than 200 N / cm 2 , which decreased somewhat for a short time (t = 10 min) and after about two hours (t = 120 min) it set itself to a substantially constant value above 200 N / cm 2 , which corresponds to the bending strength of a casting core without the addition of Na 2 C0 3 , but with an otherwise corresponding composition (cf. composition B of FIG. 1).
Das Beispiel zeigt, dass die Biegefestigkeit des Gießkerns durch den Zusatz von Na2C03 nicht beeinträchtigt wird. Der Zusatz von Na2C03 verleiht dem Gießkern jedoch eine erheb- lieh bessere Temperaturbeständigkeit, so dass dieser beispielsweise zur Herstellung von Aluminiumgussteilen mit einer Gießtemperatur von über 800°C geeignet ist, wobei Verformungen des Gießkerns während des Gießvorgangs sicher und zuverlässig vermieden werden. Überdies erhöht der Zusatz von Na2C03 die Wasserlöslichkeit des Gießkerns, so dass die Entkernung des fertigen Gussteils erleichtert wird.The example shows that the bending strength of the casting core is not affected by the addition of Na 2 C0 3 . However, the addition of Na 2 CO 3 gives the casting core a considerably better temperature resistance, so that it is suitable, for example, for the production of aluminum castings with a casting temperature of over 800 ° C, with deformations of the casting core being reliably and reliably avoided during the casting process. In addition, the addition of Na 2 C0 3 increases the water solubility of the casting core, so that the coring of the finished casting is facilitated.
Beispiel 4 :Example 4:
Zur Untersuchung der Lagerfähigkeit der Formstoffmischung für einen Gießkern gemäß Beispiel 3 wurden Formsand, 2 Mass.-% Natriumpolyphosphat (Binderkomponente 1) und 0,1 Mass.-% flüssiges Polyvinylamin (Binderkomponente 2), jeweils bezogen auf den Formsand, sowie Natriumcarbonat (Na2C03) mit ca. 1,4 Mass.-% Wasser bezogen auf den Formsand homogen gemischt. Die derart gebildete Formstoffmischung wurde nach verschiedenen Lagerzeiten ti von 0, 1, 2 und 3 h in einen Kernkasten eingeschossen und bis auf eine Restfeuchte von etwa 0,01 Mass.-% bezogen auf den Formsand getrocknet. Es wurde die Biegefestigkeit σ nach verschiedenen Standzeiten t2, nämlich einerseits unmittelbar nach dem Trocknen (t2 = 0) , andererseits nach einem Tag (t2 = 24 h) bestimmt. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, ergaben sich für Lagerzeiten ti der Formstoffmischung zwischen einer Stunde und drei Stunden nur geringfügig schlechtere Biegefestigkeiten im Bereich knapp unterhalb 200 N/cm2 als bei sofortigem Ein- schießen (ti = 0) der Mischung in den Kernkasten, was eine Biegefestigkeit von etwa 220 N/cm2 ergab. Die Biegefestigkeit des Gießkerns unmittelbar nach dem Trocknen (t2 = 0) entsprach in allen Fällen etwa der Biegefestigkeit nach einer Standzeit von einem Tag (t2 = 24 h) , was mit dem in Fig. 3 gezeigten Verlauf der Biegefestigkeit korrespondiert .To investigate the shelf life of the molding material mixture for a casting core according to Example 3, molding sand, 2% by mass of sodium polyphosphate (binder component 1) and 0.1% by mass of liquid polyvinylamine (binder component 2), each based on the molding sand, and sodium carbonate (Na 2 C0 3 ) homogeneously mixed with approx. 1.4 mass% water based on the molding sand. The molding material mixture formed in this way was shot into a core box after various storage times ti of 0, 1, 2 and 3 h and dried to a residual moisture content of about 0.01% by mass, based on the molding sand. The flexural strength σ was determined after various standing times t 2 , namely on the one hand immediately after drying (t 2 = 0) and on the other hand after one day (t 2 = 24 h). As can be seen from FIG. 4, for storage times ti of the molding material mixture of between one hour and three hours, the bending strengths were only slightly poorer in the range just below 200 N / cm 2 than if the mixture were immediately shot (ti = 0) into the core box, which gave a flexural strength of about 220 N / cm 2 . The bending strength of the casting core immediately after drying (t 2 = 0) corresponded in all cases to the bending strength after a standing time of one day (t 2 = 24 h), which corresponds to the course of the bending strength shown in FIG. 3.
Das Beispiel macht deutlich, dass die Formstoffmischung eine gute Lagerfähigkeit ausweist und noch mehrere Stunden nach dem Mischvorgang unter Bildung des Gießkerns getrocknet werden kann.The example shows that the molding material mixture has a good shelf life and can be dried several hours after the mixing process to form the casting core.
Beispiel 5 :Example 5:
Es wurden jeweils Gießkerne mit den folgenden Zusammensetzungen hergestellt:Casting cores with the following compositions were produced in each case:
- Formsand,- molding sand,
- 2 Mass.-% Natriumpolyphosphat bezogen auf den Formsand, - 0,1 Mass.-% eines Polyamins bezogen auf den Formsand,- 2% by mass of sodium polyphosphate based on the molding sand, - 0.1% by mass of a polyamine based on the molding sand,
- 1,4 Mass.-% Feuchtigkeit.- 1.4 mass% moisture.
Als Polyamine wurden einerseits verschiedene Polyethyleni- mine (A, B) eingesetzt, nämlich mit Wasser modifizierte Po- lyethylenimine mit einer Molmasse von etwa 2000 g/mol (A) bzw. 750.000 g/mol (B) . Andererseits wurden Polyvinylamine (C, D, E) mit einer Molmasse von etwa 400.000 g/mol eingesetzt, welche sich durch den Anteil an freien Aminogruppen unterscheiden, der wiederum mit dem Hydrolysegrad korres- pondiert. Das Polyvinylamin (C) weist den höchsten Hydroly- segrad, das Polyvinylamin (E) einen demgegenüber geringeren Hydrolysegrad und das Polyvinylamin (D) den niedrigsten Hydrolysegrad der Polyvinylamine (C, D, E) auf.On the one hand, various polyethylenimines (A, B) were used as polyamines, namely water-modified polyethylenimines with a molar mass of about 2000 g / mol (A) or 750,000 g / mol (B). On the other hand, polyvinylamines (C, D, E) with a molecular weight of about 400,000 g / mol were used, which differ in the proportion of free amino groups, which in turn corresponds to the degree of hydrolysis. The polyvinylamine (C) has the highest hydrolysis segrad, the polyvinylamine (E) has a lower degree of hydrolysis and the polyvinylamine (D) the lowest degree of hydrolysis of the polyvinylamines (C, D, E).
Die Herstellung der Gießkerne geschah nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren. Anschließend wurden die derart erzeugten Gießkerne nach unterschiedlichen Standzeiten t auf ihre Biegefestigkeit σ untersucht.The casting cores were produced by the process described in Example 1. The casting cores produced in this way were then examined for their bending strength σ after different service lives t.
Fig. 5 zeigt, dass die besten Biegefestigkeiten mit dem Polyvinylamin (C) mit hohem Anteil an freien Aminogruppen erzielt werden konnten. Es wird vermutet, dass die freien A- minogruppen des Polyvinylamin mit den Phosphatgruppen des Natriumpolyphosphates in Wechselwirkung treten und dessen Bindereigenschaften verbessern. Aus Fig. 5 wird ferner deutlich, dass nach einer Standzeit von etwa zwei Stunden (t = 120 min) eine im wesentlichen konstante Biegefestigkeit erreicht werden konnte, die im Falle des Polyvinyl- amins (C) wenigstens 200 N/cm2 betrug.5 shows that the best bending strengths could be achieved with the polyvinylamine (C) with a high proportion of free amino groups. It is believed that the free amino groups of polyvinylamine interact with the phosphate groups of sodium polyphosphate and improve its binder properties. It is also clear from FIG. 5 that after a standing time of about two hours (t = 120 min) an essentially constant bending strength could be achieved, which in the case of the polyvinylamine (C) was at least 200 N / cm 2 .
Beispiel 6:Example 6:
Zur Untersuchung der Lager ähigkeit der Zusammensetzungen (A, B, C, D, E) für einen Gießkern gemäß Beispiel 5 wurden die Formstoffmischungen nach verschiedenen Lagerzeiten ti von 0, 1, 2 und 3 h in einen Kernkasten eingeschossen und getrocknet. Es wurde die Biegefestigkeit σ nach verschiedenen Standzeiten t2, nämlich einerseits unmittelbar nach dem Trocknen (t2 = 0) , andererseits nach einem Tag (t2 = 24 h) ermittelt.To investigate the storage ability of the compositions (A, B, C, D, E) for a casting core according to Example 5, the molding material mixtures were shot into a core box after various storage times ti of 0, 1, 2 and 3 h and dried. The flexural strength σ was determined after various standing times t 2 , namely on the one hand immediately after drying (t 2 = 0) and on the other hand after one day (t 2 = 24 h).
Wie der Fig. 6 zu entnehmen ist, ergaben sich für die Biegefestigkeit des Gießkerns die besten Werte nach einer Lagerzeit ti der Formstoffmischung von einer Stunde, wobei die Mischung unter Erhalt einer demgegenüber nur geringfügigen schlechteren Biegefestigkeit auch sofort oder mindestens drei Stunden nach Mischen der Einzelkomponente verarbeitbar war, so dass auch hier eine gute Lagerfahigkeit festgestellt werden konnte. Als am geeignetsten hat sich m allen Fallen das Polyvmylamin (C) mit einem hohen Anteil an freien Aminogruppen erwiesen. Nach einer Standzeit des Gießkerns von einem Tag (t2 = 24 h) stellte sich jeweils eine gegenüber der Biegefestigkeit unmittelbar nach Trock- nen der Mischung (t2 = 0) verbessere Biegefestigkeit ein, was mit dem in Fig. 5 dargestellten Verlauf der Biegefestigkeit korrespondiert.As can be seen from FIG. 6, the best values for the bending strength of the casting core were obtained after a storage time ti of the molding material mixture of one hour, where the mixture could be processed immediately or at least three hours after the individual component had been mixed, but only a slightly poorer flexural strength, so that good storage stability could also be determined here. In all cases, the most suitable has proven to be the polyamine (C) with a high proportion of free amino groups. After the casting core had stood for one day (t 2 = 24 h), the bending strength improved compared to the bending strength immediately after the mixture had dried (t 2 = 0), which corresponds to the curve of the bending strength shown in FIG. 5 corresponds.
Die Beispiele machen deutlich, dass durch den Zusatz von geringen Mengen an Polyaminen als zusätzliche Binderkomponente zu einem herkömmlichen Binder auf der Basis von Nat- riumpolyphosphat die Biegefestigkeit des Gießkerns signifikant erhöht werden kann, wobei die Biegefestigkeit auch durch den Zusatz eines Zuschlagsstoffs in Form von Natrium- carbonat zur Verbesserung der Temperaturbeständigkeit desThe examples make it clear that by adding small amounts of polyamines as an additional binder component to a conventional binder based on sodium polyphosphate, the bending strength of the casting core can be significantly increased, the bending strength also by adding an additive in the form of sodium - carbonate to improve the temperature resistance of the
Gießkerns nicht beeinträchtigt wird. Die Mischung weist eine gute Lagerfahigkeit und Wasserloslichkeit und folglich e ne einwandfreie Verarbeitbarkeit auf. Casting core is not affected. The mixture has good storability and water solubility and consequently a perfect processability.

Claims

Patentansprüche claims
Wasserdispergierbare Gießform, insbesondere Gießkern, zur Herstellung von Gussstücken, enthaltendContaining water-dispersible casting mold, in particular casting core, for the production of castings
- ein wasserunlösliches, partikelförmiges Material, insbesondere Formsand;- A water-insoluble, particulate material, especially molding sand;
- einen Binder, welcher als eine erste Binderkomponente wenigstens ein kondensiertes Phosphat aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder als eine zweite Binderkomponente wenigstens ein Polyamin aufweist.- A binder which has at least one condensed phosphate as a first binder component, characterized in that the binder has at least one polyamine as a second binder component.
Gießform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamin aus der Gruppe der polymeren Polyamine gewählt ist.Casting mold according to claim 1, characterized in that the polyamine is selected from the group of polymeric polyamines.
3. Gießform nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamin aus der Gruppe der Polyethylen- imine, Polyvinylamine und/oder deren Copolymere gewählt ist.3. Casting mold according to claim 1 or 2, characterized in that the polyamine is selected from the group of polyethylene imines, polyvinylamines and / or their copolymers.
4. Gießform nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamin einen Stickstoffanteil zwischen 1 und 35 Mass.-% N/Polymereinheit aufweist. 4. Casting mold according to claim 2 or 3, characterized in that the polyamine has a nitrogen content between 1 and 35 mass .-% N / polymer unit.
5. Gießform nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamin einen Stickstoffanteil zwischen 10 und 33 Mass.-% N/Polymereinheit aufweist.5. Casting mold according to one of claims 2 to 4, characterized in that the polyamine has a nitrogen content between 10 and 33 mass .-% N / polymer unit.
6. Gießform nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyamin einen Stickstof anteil zwischen 20 und 33 Mass.-% N/Polymereinheit aufweist.6. Casting mold according to one of claims 2 to 5, characterized in that the polyamine has a nitrogen content between 20 and 33 mass .-% N / polymer unit.
7. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge- kennzeichnet, dass zwischen 0,001 und 1 Mass.-% Polyamin bezogen auf das partikelförmige Material vorgesehen sind.7. Casting mold according to one of claims 1 to 6, characterized in that between 0.001 and 1 mass .-% polyamine are provided based on the particulate material.
8. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge- kennzeichnet, dass zwischen 0,005 und 0,5 Mass.-% Polyamin bezogen auf das partikelförmige Material vorgesehen sind.8. Casting mold according to one of claims 1 to 7, characterized in that between 0.005 and 0.5% by mass of polyamine, based on the particulate material, are provided.
9. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge- kennzeichnet, dass die erste Binderkomponente ein Poly- phosphat enthält oder gänzlich hieraus besteht.9. Casting mold according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first binder component contains or consists entirely of a polyphosphate.
10. Gießform nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyphosphat ein Alkalimetallpolyphosphat, insbe- sondere Natriumpolyphosphat, ist.10. Casting mold according to claim 9, characterized in that the polyphosphate is an alkali metal polyphosphate, in particular sodium polyphosphate.
11. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Binderkomponente ein Meta- phosphat enthält oder gänzlich hieraus besteht.11. Casting mold according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first binder component contains a metaphosphate or consists entirely of it.
12. Gießform nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Metaphosphat ein Alkalimetallmetaphosphat, insbesondere Natriummetaphosphat, ist. 12. Casting mold according to claim 11, characterized in that the metaphosphate is an alkali metal metaphosphate, in particular sodium metaphosphate.
13. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Binderkomponente ein Poly- und/oder Metaphosphatketten enthaltendes, wasserlösliches Phosphatglas enthält oder gänzlich hieraus be- steht.13. Casting mold according to one of claims 1 to 8, characterized in that the first binder component contains or consists entirely of water-soluble phosphate glass containing poly and / or metaphosphate chains.
14. Gießform nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Phosphatglas zwischen 58 und 75 Mass.-% Phosphor- pentoxid (P205) und zwischen 25 und 42 Mass.-% Alkali- metalloxid, insbesondere Natriumoxid (Na20) , aufweist.14. Casting mold according to claim 13, characterized in that the phosphate glass between 58 and 75% by mass of phosphorus pentoxide (P 2 0 5 ) and between 25 and 42% by mass of alkali metal oxide, in particular sodium oxide (Na 2 0) , having.
15. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 0,25 und 25 Mass.-% der ersten Binderkomponente bezogen auf das partikelförmige Material vorgesehen sind.15. Casting mold according to one of claims 1 to 14, characterized in that between 0.25 and 25 mass .-% of the first binder component are provided based on the particulate material.
16. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 0,5 und 10 Mass.-% der ersten Binderkomponente bezogen auf das partikelförmige Material vorgesehen sind.16. Casting mold according to one of claims 1 to 15, characterized in that between 0.5 and 10 mass .-% of the first binder component are provided based on the particulate material.
17. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 16, gekennzeichnet durch mindestens einen Zuschlagstoff, vorzugsweise in Form von Sulfaten, Carbonaten und/oder Nitraten aus der Gruppe der Alkalimetalle und/oder Erdalkalimetalle, wie Alkalimetallcarbonate, insbesondere Natriumcarbonat (Na2C03) .17. Casting mold according to one of claims 1 to 16, characterized by at least one additive, preferably in the form of sulfates, carbonates and / or nitrates from the group of alkali metals and / or alkaline earth metals, such as alkali metal carbonates, especially sodium carbonate (Na 2 C0 3 ).
18. Gießform nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 20 und 90 Mass.-% Alkalimetallcarbonat bezogen auf die erste Binderkomponente vorgesehen sind.18. Casting mold according to claim 17, characterized in that between 20 and 90 mass .-% alkali metal carbonate are provided based on the first binder component.
19. Gießform nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 30 und 85 Mass.-% Alkalimetallcarbo- nat bezogen auf die erste Binderkomponente vorgesehen s ind .19. Casting mold according to claim 17 or 18, characterized in that between 30 and 85% by mass of alkali metal carbonate is provided, based on the first binder component are .
20. Gießform nach einem der Ansprüche 1 bis 19, gekennzeichnet durch einen Feuchtigkeitsanteil der Formstoff- mischung zwischen 0,01 und 35 Mass.-% bezogen auf das partikelförmige Material.20. Casting mold according to one of claims 1 to 19, characterized by a moisture content of the molding material mixture between 0.01 and 35% by mass based on the particulate material.
21. Gießform nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Feuchtigkeitsanteil der Formstoffmischung zwischen 0,1 und 5 Mass.-% bezogen auf das partikelförmige Material beträgt.21. Casting mold according to claim 20, characterized in that the moisture content of the molding material mixture is between 0.1 and 5% by mass based on the particulate material.
22. Verfahren zur Herstellung einer wasserdispergierbaren Gießform, insbesondere Gießkern, zur Herstellung von Gussstücken, indem ein wasserunlösliches, partikelför- miges Material, insbesondere Formsand, mit einem Binder, welcher als eine erste Binderkomponente wenigstens ein kondensiertes Phosphat aufweist, unter Zugabe von Wasser gemischt, die Mischung geformt und zumindest ein Teil des zugesetzten freien Wassers entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Binderkomponente auf der Basis wenigstens eines Polyamins zugesetzt wird.22. Process for the production of a water-dispersible casting mold, in particular casting core, for the production of castings by mixing a water-insoluble, particulate material, in particular molding sand, with a binder which has at least one condensed phosphate as a first binder component, with the addition of water, the mixture is shaped and at least part of the added free water is removed, characterized in that a second binder component based on at least one polyamine is added.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass ein Polyamin nach einem der Ansprüche 2 bis 6 eingesetzt wird.23. The method according to claim 22, characterized in that a polyamine according to one of claims 2 to 6 is used.
24. Verfahren nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Polyamin in einer Menge zwischen 0,001 und 1 Mass.-%, insbesondere zwischen 0,005 und 0,5 Mass.-%, bezogen auf das partikelförmige Material eingesetzt wird. 24. The method according to claim 22 or 23, characterized in that the polyamine is used in an amount between 0.001 and 1% by mass, in particular between 0.005 and 0.5% by mass, based on the particulate material.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Binderkomponente nach einem der Ansprüche 9 bis 14 eingesetzt wird.25. The method according to any one of claims 22 to 24, characterized in that a first binder component according to one of claims 9 to 14 is used.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Binderkomponente in einer Menge zwischen 0,25 und 25 Mass.-%, insbesondere zwischen 0,5 und 10 Mass.-%, bezogen auf das partikelförmige Material eingesetzt wird.26. The method according to any one of claims 22 to 25, characterized in that the first binder component is used in an amount between 0.25 and 25% by mass, in particular between 0.5 and 10% by mass, based on the particulate material becomes.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Zuschlagstoff vorzugsweise Form von Sulfaten, Carbonaten und/oder Nitraten aus der Gruppe der Alkalimetalle und/oder Erdalka- limetalle, wie Alkalimetallcarbonate, insbesondere Nat- riumcarbonat (Na2C03) , eingesetzt wird.27. The method according to any one of claims 22 to 26, characterized in that at least one additive, preferably in the form of sulfates, carbonates and / or nitrates from the group of alkali metals and / or alkaline earth metals, such as alkali metal carbonates, in particular sodium carbonate (Na 2 C0 3 ) is used.
28. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Alkalimetallcarbonat in einer Menge zwischen 20 und 90 Mass.-%, insbesondere zwischen 30 und28. The method according to claim 27, characterized in that the alkali metal carbonate in an amount between 20 and 90 mass .-%, in particular between 30 and
85 Mass.-%, bezogen auf die erste Binderkomponente eingesetzt wird.85% by mass, based on the first binder component.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Binderkomponente in flüssiger Form mit dem partikelformigen Material in Kontakt gebracht und sodann die erste Binderkomponente in trockener Form beigemischt wird, wobei der Mischung Wasser zugesetzt wird.29. The method according to any one of claims 22 to 28, characterized in that the second binder component in liquid form is brought into contact with the particulate material and then the first binder component is mixed in dry form, water being added to the mixture.
30. Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuschlagstoff in Wasser gelöst und die Lösung der Mischung zugesetzt wird. 30. The method according to claim 27, characterized in that the additive is dissolved in water and the solution is added to the mixture.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Binderkomponente trocken mit dem partikelformigen Material gemischt und sodann eine wassrige Lösung' mit der zweiten Binderkomponente zugesetzt wird.31. The method according to any one of claims 22 to 28, characterized in that the first binder component is dry mixed with the particulate material and then an aqueous solution 'is added with the second binder component.
32. Verfahren nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuschlagstoff vor dem Zusetzen der Lösung in dieser gelöst wird.32. The method according to claim 31, characterized in that an additive is dissolved in the solution before adding it.
33. Verfahren nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet, dass alle Binderkomponenten und gegebenenfalls ein Zuschlagstoff in Wasser gelöst werden und die Lösung mit dem partikelformigen Material in Kontakt ge- bracht wird.33. The method according to claim 27 or 28, characterized in that all binder components and optionally an additive are dissolved in water and the solution is brought into contact with the particulate material.
34. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass bis zu 35 Mass.-% Wasser bezogen auf das partikelförmige Material zugesetzt werden.34. The method according to any one of claims 22 to 33, characterized in that up to 35 mass .-% water based on the particulate material are added.
35. Verfahren nach einem der Ansprüche 22 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung zunächst bis auf eine vorgegebene Restfeuchte getrocknet, der Mischung sodann wieder Wasser zugesetzt und die Mischung geformt wird, wobei zumindest ein Teil des zugesetzten freien Wassers wieder entfernt wird.35. The method according to any one of claims 22 to 34, characterized in that the mixture is first dried to a predetermined residual moisture, then water is added to the mixture again and the mixture is shaped, with at least part of the added free water being removed again.
36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung zunächst bis auf eine vorgegebene Restfeuchte von etwa 0,1 Mass.-% getrocknet wird. 36. The method according to claim 35, characterized in that the mixture is first dried to a predetermined residual moisture content of about 0.1% by mass.
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