WO2004080145A2 - Magnesium- und/oder aluminiumfathaltige formen und kerne mit phosphat/boratzusatz und ihre herstellung und verwendung - Google Patents

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Bernd Kuhs
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Laempe + Gies Gmbh
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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

Definitions

  • the invention relates to a process for the preparation of dispersible molds or cores for foundry purposes, in particular metal casting are made from a mixture that includes a support material and binder, wherein the support material and the binder are mixed and introduced into a mold or core tool 'and the binder then cures and gives the mold or core the necessary strength, and the binder contains phosphates and / or borates, as well as corresponding molds and cores and their use in the foundry.
  • molds and cores are made from sand or other refractory granular materials, and it is necessary to achieve the required properties, such as flowability, abrasion resistance, and the ultimate strength and durability to withstand the conditions during casting , for example with suitable additives.
  • organic binders for example based on urethane or phenol resin and furan resin, are used. This results in good curing, but on the other hand it occurs during the Casting process for the formation of gases, which can lead to the formation of voids in the resulting casting workpiece.
  • the decomposition of the organic admixtures can lead to strong emissions and burns on the casting.
  • the gutting is complex.
  • the high tendency of organic binders to stick also makes cleaning tools for foundry molds or cores expensive.
  • a surprising synergy effect can be shown, for example in the case of a (preferred) combination of magnesium sulfate (or a precursor thereof) and (primarily poly) phosphates and / or advantageously (in particular poly) borate, since here an increased dimensional stability can be achieved Casting can also be observed at high temperatures and at the same time a significantly higher strength can be found than with pure magnesium sulfate or phosphate / borate cores. The adhesion to sand is also significantly reduced.
  • magnesium compounds such as macallisterite ⁇ Mg 2 [(B 6 0 7 (OH) s ] 2 • 9 H 2 0 ⁇ and / or Hungchaoit ⁇ Mg (H 2 0) 5 [B 4 0 5 (OH) 4 ° 2 H 2 0 ⁇ when magnesium sulfate is mixed with polyborates, although magnesium sulfate itself can also have very good dimensional stability when pouring (also for example at 1200 ° C), but thin-walled Cores or shapes are not strong enough for all purposes.
  • phosphates, in particular polyphosphates, or in particular borates, in particular polyborates, or mixtures thereof are added, completely new properties result.
  • strengths of around 100 N / cm 2 , temperature stability up to approx. 1200 ° C and curing times of around 1 minute can be found (each with 3% binder content), with storage stability up to about 60% relative humidity.
  • strengths of about 200 N / cm 2 can be found in pure phosphate or borate binders without magnesium sulfate, but only temperature resistances of up to at most about 400 ° C. and curing times of about 3 minutes can be found and a shelf life of only about 40% relative humidity.
  • binders based on magnesium sulfate (in particular poly) phosphates and / or (in particular poly) borates are added, strengths of about 300 N / cm 2 , temperature stability up to about 1400 ° C. and curing times of about 30 s as well as storage stability can also be achieved at around 70% relative humidity.
  • the invention relates in particular to a (in particular water) dispersible form or a (in particular water) dispersible core, obtainable from a mixture comprising a carrier material and binder, the binder containing phosphates and / or borates, characterized in that the binder contains a sulfate of magnesium and / or aluminum, or a precursor thereof, and the phosphates and / or borates (only) are added to these sulfates as additives.
  • a further preferred embodiment of the invention relates to a process for the production of dispersible molds or cores for foundry purposes, from a mixture as mentioned in the last paragraph, the carrier material and binder and, if appropriate, further additives being mixed and introduced into a mold or core tool (hereinafter also referred to as “ Box “referred to) are introduced and the binder then hardens and thus gives the shape or the core the necessary strength.
  • a mold or core tool hereinafter also referred to as “referred to”
  • a further preferred embodiment of the invention relates to the use of a dispersible form or a dispersible core, as mentioned in the second last paragraph, for casting a pourable material, in particular a metal, characterized in that a dispersible form or a dispersible core as mentioned above with the pourable material, if necessary in a mold, so combined and cured that the pourable material can adapt to the dispersible mold or core, and then the dispersible mold or core by dispersing, for example with an aqueous liquid, or removed by shaking or vibrating out.
  • the invention also relates to a binder containing phosphates and / or borates, characterized in that it is a sulfate of magnesium and / or aluminum, or a precursor thereof, and the phosphates and / or borates (only) are added as an additive to these sulfates.
  • Dispersible means that after use in the foundry, the molds or cores can be removed by shaking out or vibrating out or, in the case of water dispersibility, in particular by adding aqueous liquids, in each case with loss of the binding effect of the binder.
  • Water-dispersible means that the corresponding shape or core, for example after use in casting, can be dispersed and / or dissolved by an aqueous liquid, the latter insofar as it contains only soluble components.
  • the carrier material used is preferably a granular material, in particular made of heat-resistant sand such as casting sand, silicon dioxide, olivm, chromite sand, aluminum oxide, zircon sand, aluminum silicate, fireclay, magnesite, dolomite, silicon carbide, mullite, graphite, fosterite, synthetic ceramic sand or another water-soluble salt, for example rock salt, which is also sufficiently poorly soluble in water, use, or (less preferably) mixtures of two or more thereof.
  • heat-resistant sand such as casting sand, silicon dioxide, olivm, chromite sand, aluminum oxide, zircon sand, aluminum silicate, fireclay, magnesite, dolomite, silicon carbide, mullite, graphite, fosterite, synthetic ceramic sand or another water-soluble salt, for example rock salt, which is also sufficiently poorly soluble in water, use, or (less preferably) mixtures of two or more thereof.
  • phosphates are both crystalline and amorphous understand inorganic phosphates, for example alkaline earth metal phosphate glasses.
  • the term u also includes orthophosphates and condensed phosphates.
  • Orthophosphates are those which contain a monomeric tetrahedral ion unit of the formula PO 4 3 " or the mono- or diprotonated forms thereof, for example monosodium phosphate, disodium phosphate, or trisodium phosphate, magnesium hydrogen phosphate, potassium orthophosphates or ammonium orthophosphates.
  • Condensed phosphates contain two or more phosphorus atoms which are not directly connected to one another, but each of which is bonded to at least one oxygen tom. These include linear polyphosphates, metaphosphates, pyrophosphates and ultraphosphates. Examples and definitions of this can be found in US Pat. No. 6,139,619, which is incorporated here by reference.
  • Water-soluble phosphate glasses can, for example, “P 2 0 5 ” (for example 30 to 80 mol%), R 2 0 (for example 20 to 70 mol%), MO (for example 0 to 30 mol%) and / or L 2 0 3
  • R preferably 0 to 15 mol%
  • Na, K or Li means M stands for Ca, Mg or Zn and L means AI, Fe or B. A description can be found in particular in
  • the phosphate can also be added in the form of “diphosphorus pentoxide”, which can then act as a dehydrating agent at the same time.
  • Condensed phosphates in particular polyphosphates, are preferably (at least partially, preferably only) condensed in the phosphate portion of a binder according to the invention.
  • Borates preferably include ions of ortho-, meta- or especially polyboric acid (ortho-, meta- or preferably polyborates), as well as cyclic derivatives thereof.
  • Polyborates are particularly preferably (at least partially, preferably only) present in the borate portion of a binder according to the invention.
  • the protons which can be split off are preferably partially or completely replaced by cations, such as metal cations, in particular alkaline earth metal cations and / or alkali metal cations, such as Ca 2+ , Mg 2+ , Na 4 , K + or L + .
  • cations such as metal cations, in particular alkaline earth metal cations and / or alkali metal cations, such as Ca 2+ , Mg 2+ , Na 4 , K + or L + .
  • a preferred example is sodium borate, especially in the form of borax (sodium tetraborate).
  • a preferred embodiment of the invention uses only borates, in particular sodium borates, such as borax, as an additive to the sulfates mentioned below.
  • a sulfate of magnesium and / or aluminum, or a precursor thereof is in particular magnesium sulfate or aluminum sulfate, furthermore a mixture thereof.
  • Precursors are, for example, magnesium oxide, from which magnesium sulfate can be formed in situ by mixing with sulfuric acid or a salt thereof, for example also aluminum sulfate.
  • Magnesium sulfate or its precursors are particularly preferred.
  • a preferred example is a magnesium sulfate hydrate, such as MgSO 4 7H 2 0.
  • the phosphates and / or borates are only added to these sulfates means that they can be present in a lower proportion by weight than the sulfates.
  • a preferred embodiment is possible in which the proportion of said metal sulfate is 1 to 10% by weight and the phosphate and / or borate proportion is a total of 0.01 to 5% by weight, preferably 0 , 02 to 1 wt. %, is based in each case on the mass of the carrier material.
  • additives can be metal carbonates or hydrogen carbonates, in particular of alkali metals, such as sodium (additions of sodium carbonate and / or sodium hydrogen carbonate show very advantageous properties and enable, for example, a better binding action and easier removal from the core, for example by easier vibration or dissolving out, the Carrier material is then particularly well recyclable) in a weight fraction of 0 to 5% by weight, volatile solvents in a weight fraction of 0.1 to 10% by weight, water-insoluble particles with particle sizes of less than 50 ⁇ m in a weight fraction of 0, 1 to 10% by weight, water in a proportion by weight of 0.1 to 10% by weight and / or water-binding components in powder form in a proportion by weight of 1 to 20% by weight, which are preferably as below in the preferred embodiments of the invention are defined and may be present in the proportions mentioned there, and gewüns If necessary, other additives known to the person skilled in the art, such as surfactants or catalytically active compounds, which are added in customary proportions.
  • Metals for example cast iron, brass, bronze, tin, lead, aluminum or aluminum alloys or other castable metals, are particularly suitable as castable material for the use of the molds or cores according to the invention.
  • the molds or cores according to the invention can also withstand very high temperatures, for example around 1600.degree. C. in the case of cast steel (here magnesium sulfate can produce magnesium oxide, which ensures that the molds or cores can be easily removed).
  • Post-treatment for example baking
  • Suitable aqueous liquids for removing molds or cores after casting are those in which the mixture for the cores or molds according to the invention contains carbonates, for example also acidic solutions, for example with a pH between 1 and less than 7. otherwise common water-containing rinsing solutions.
  • the cores can also be removed without adding water, for example by vibrating out or shaking out.
  • the binder is the component of the mixture for the molds or cores according to the invention which is responsible for connecting the carrier materials in the molds or cores and is water-soluble at least to the extent that when treated with aqueous rinsing solutions
  • a particularly preferred embodiment of the invention relates to a dispersible form or a dispersible core according to claim 1 made from a mixture in which the said sulfate of magnesium or aluminum is aluminum sulfate or preferably magnesium sulfate. Also particularly preferred is a dispersible form or a dispersible core as defined in the beginning or in the last paragraph, obtainable from a mixture comprising a carrier material and a binder, in which, based on the mass of the carrier material, the proportion of the said sulfate of a metal is from 1 to 10% by weight.
  • the phosphate and / or borate content is a total of 0.01 to 5 wt .-%, preferably 0.02 to 1 wt .-%, whereby in a very preferred variant no phosphate, but only borate ions present are.
  • a dispersible form or a dispersible core as mentioned at the beginning or according to one of the two paragraphs above, obtainable from a mixture comprising a carrier material and a binder, in which, based on the total mass of the mixture, the proportion of phosphate at and with 0.02 up to and including 0.3% by weight, based on the mass of the support material, provided that phosphate is present alone or together with borates.
  • the proportions of binder, based on the mass of the carrier material are preferably 0.5 to 25% by weight, for example 5 to 10%. If present, further additives can be present in a total weight fraction of 0.1 to 25, in particular 0.2 to 20,% by weight, based on the mass of the carrier material.
  • the carrier material is a granular material, preferably of a heat-resistant sand such as casting sand, silicon dioxide, olivine, chromite sand, aluminum oxide, zircon sand, aluminum silicate, fireclay , Magnesite, dolomite, silicon carbide, mullite, graphite, fosterite, synthetic Ceramic sand or another water-soluble salt, such as rock salt, or a mixture of two or more thereof.
  • a heat-resistant sand such as casting sand, silicon dioxide, olivine, chromite sand, aluminum oxide, zircon sand, aluminum silicate, fireclay , Magnesite, dolomite, silicon carbide, mullite, graphite, fosterite, synthetic Ceramic sand or another water-soluble salt, such as rock salt, or a mixture of two or more thereof.
  • a water-dispersible form or a water-dispersible core as mentioned at the beginning or in one of the last four paragraphs, obtainable from a mixture mentioned therein, additionally comprising an addition of water-insoluble particles with a particle size of less than 50 ⁇ M, preferably selected from clays, Kaolin, aluminum oxide, aluminum hydroxide, quartz flour, zirconium flour, fireclay flour, diatomaceous earth, microsilica, calcium silicate, talc, fluorspar flour and feldspar flour, or mixtures of two or more of these components, the proportion of these components in total based on the total mass of the carrier material in a possible preferred embodiment can be between and with 0.1 and up to and with 10% by weight.
  • Mixture additionally comprising an addition of a volatile solvent, preferably ethanol, propanol, isopropanol, acetone, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate or butyl acetate, or mixtures of two or more of these
  • a volatile solvent preferably ethanol, propanol, isopropanol, acetone, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate or butyl acetate, or mixtures of two or more of these
  • Solvents the total proportion of these components based on the total mass of the carrier material in a conceivable preferred embodiment being between and with 0.01 and up to and with 10% by weight, e.g. at 0.1-2% by weight.
  • a further particularly preferred embodiment of the invention relates to a dispersible form or a dispersible core according to Claim 1 or one of the preceding paragraphs from a mixture in which the sulfate of magnesium or aluminum is selected from a sulfate of aluminum or magnesium (or further precursors thereof), is in particular magnesium sulfate, and the addition of phosphates and / or borates includes polyphosphates, mixtures of polyphosphates with polyborates or in particular polyborates or preferably consists of these, in particular of polyborates.
  • a preferred variant of the process mentioned at the outset for producing the molds or cores according to the invention is characterized in that the mold or core is produced by previously at least partially (ie partially or completely) in water (preferably in a proportion of 10 wt .-% or less, in particular between 0.1 and 10 wt .-%, especially between 2 and 5 wt .-%, each based on the total mass of the carrier material, and then adds the carrier material.
  • Another variant of the method consists in adding the carrier material in powder form to the binder components without the addition of liquid.
  • components for example phosphate, borate, carbonates, aluminum sulfate or other salts, the latter for example in a proportion of 0.1 to 20, in particular 0.2 to 10% by weight, based on the Carrier material
  • water of crystallization or mixtures of two or more of these components in order to supply the necessary water, which is split off, for example by heating.
  • borates are for example borax, phosphates e.g.
  • the carrier material is coated with the binder in a more preferred variant, in particular by using the binder components and a certain amount (for example 0.1 to 10% by weight, such as 1 to 5% by weight) to the mass of the carrier material) amount of water is added to the carrier material and then, with stirring, heating, ventilating and / or under vacuum (these variants can only be combined as far as is known to a person skilled in the art), at least partially removes the water again, so that ⁇ eselfah ge and shootable mixture arises; or melts the binder and cools it down again after application; in a further particularly preferred embodiment of the invention, a water-binding component in powder form is additionally added to the dried coated material, where an amount from 0.1 to 20% by weight, in particular from 0.1 to 5% by weight, based on the mass of the carrier material, can be preferred, and one or more completely or partially dried salts are used as dehydrating agents, preferably dried magnesium sulfate, aluminum sulfate, calcium
  • a method as mentioned at the beginning or in the last three paragraphs is particularly preferred, in which the carrier-binder mixture is shaped using a shooting machine with a compressed gas, in particular using a box which has a temperature of 20 to 300 ° C.
  • a method as mentioned at the beginning or in one of the last four paragraphs is very preferred, the heat required for curing by microwave, addition of the hot carrier material, superheated steam (particularly preferred, in particular undersaturated superheated steam), high frequency, hot air, preheated or heated box and / or combinations of two or more of these processes are supplied, the following variants being particularly preferred: a) a variant, the box in which the mold or the core is produced being heated to 40 to 200 ° C .; b) a variant, wherein the mixture, which contains the carrier material and the binder, before it is introduced into the box, is heated to 40 to 200 ° C., which occurs in particular under an overpressure of 1 to 10, in particular 1 to 6, bar.
  • a method as mentioned at the outset or in one of the last five paragraphs is very particularly preferred, with that for binding required water after the shooting in the form of water vapor and / or spray is passed into the box, preferably by introducing saturated or at least partially saturated superheated steam at a temperature of and at 80 to and 300 ° C.
  • the following variants being particularly preferred are: a) condensed water is then removed from the mixture by flushing with hot air with a lower relative humidity; and / or b) excess water is removed by means of vacuum.
  • Another particularly preferred embodiment of the invention relates to a dispersible form or a dispersible core, obtainable by one of the processes mentioned at the beginning or in the last six paragraphs.
  • a particularly preferred embodiment for the use mentioned at the beginning, wherein the dispersible form or core which contains carbonates and / or hydrogen carbonates of metals is used, relates to a rinsing step following the casting with an aqueous liquid for dispersing the can be acidic, but not necessarily.
  • an aqueous liquid for dispersing the can be acidic, but not necessarily.
  • the shape or core can be removed by shaking or vibrating, or these methods can be combined.
  • the invention also relates to the use mentioned at the beginning or in the last paragraph, wherein in a further step the material obtained after dispersing, shaking and / or vibration, which contains carrier material and binder, if necessary (ie if by removing the core or the form a Loss of binder or binder effect occurs) with the addition of binder as described above is placed in a mold or core tool and the binder is then allowed to harden and gives the mold or core the necessary strength (recycling). Such recycling can easily be carried out several times (for example 5 to 15, such as 10 times).
  • Example 1 Production of an intake manifold for a 4-cylinder car engine:
  • Binder 2% magnesium sulfate (anhydrous), 0.3% polyphosphate (Budit 8H, trademark of Budenheim, Germany), 0.7% quartz powder, 3% water, 0.2% ethyl alcohol
  • the binder components are stirred into the water as a fine powder.
  • the binder thus produced is mixed with the quartz sand and stirred for about 2 minutes.
  • the sand-binder mixture is shot into a Teflon mold using a core shooting machine with a shooting pressure of 6 bar.
  • a magnetron which is connected to the core box via a waveguide, heats the sand-binder mixture to approx. 110 ° C within 10 seconds using a microwave.
  • the microwave power is 25 kW at 2.45 GHz.
  • Warm air 60 ° C) is already passed through the mold during the heating phase and thus approx. 2% of the water is removed from the sand.
  • the remaining 1% water remains bound as crystal water in the sand binder.
  • the core is hardened and can be removed from the Teflon mold. It shows a bending strength of 240 N / cm 2 and can be cast immediately with an aluminum alloy.
  • the casting with the core shape contained is immersed in a water basin.
  • the temperature of the casting is 240 ° C and the water temperature is 20 ° C.
  • the water immediately loosens the binder and the sand can be removed from the casting by swiveling or using water jet nozzles.
  • the casting cools down very quickly and, after it has been freed of salt and sand residues by a spray of water, can be directly processed further.
  • the casting shows a smooth surface, without sand buildup. The sand and the binder can be removed from the pool and used again after the original binder and water content has been adjusted.
  • Example 2 Production of a water core for a 4-cylinder engine
  • Binder 4% Epsom Salt, 0.5% Borax, 0.7% Feldspar, 0.5% Soda, 0.5% Water
  • the binder components are stirred into the quartz sand as a fine powder, after which the water is added with stirring.
  • the sand-binder mixture should not be warmer than 40 ° C so that the binder components do not melt and the sand remains easy to shoot.
  • the sand-binder mixture is now shot using a core shooter in a steel mold which is preheated to 140 ° C.
  • the salts now release some of their crystal water when heated and fuse with the grains of sand.
  • hot air 120 ° C
  • the core is hardened and can be poured off immediately. As described in Example 1, the core can be removed from the casting by means of water or can be shaken dry by vibration from the casting. In the case of dry gutting, a small amount of water of approx. 2.5% is sufficient to fire the sand-binder mixture again.
  • Example 3 (Production of a water core jacket core for a 6-cylinder engine)
  • Binder 1% magnesium sulfate (anhydrous), 0.3% clay, 0.2% talc, 0.25% polyborate, 2% water, 0.4% sodium hydrogen carbonate.
  • Example 5 Production of a brake disc with ventilation cavities:
  • the sand binder mixture is heated to 120 ° C. in a special embodiment of the core machine and kept at an overpressure of 1 bar, so that there is no evaporation of the water.
  • a preheated (120 ° C) steel mold is shot at a pressure of 8 bar and the core can be rinsed out with air in a relatively short time hardened. This considerably shortens the curing time of example.
  • Example 6 Production of an intake manifold for a 4-cylinder car engine
  • the binder components are mixed.
  • the mixture heats up to approx. 80 ° C and is liquid, medium viscosity.
  • This mixture is mixed with the sand and heated to 100 ° C. with stirring.
  • the water is partially extracted from the mixture and an even wetting of the grains of sand is achieved. So much water is extracted that a free-flowing mass is created that can no longer stick together.
  • This free-flowing coated sand is shot into a plastic mold at room temperature using a core shooter. Now partially saturated superheated steam is passed through the sand, which continuously heats the sand.
  • the condensed water and the heating cause the binder casings to fuse.
  • the condensed amount of water can be determined and maintained by precisely controlling the air temperature and the moisture obtained. By supplying relatively drier air, excess water that was only necessary to form the truss bridges is removed from the sand.
  • the cores can be produced very quickly in this way, have a very smooth surface and a flexural strength of 280 N / cm 2 .
  • the cores are inserted into an outer mold, which was produced using the same method, and cast with an aluminum alloy. After a short cooling time, the cast part including the inner core and outer shape is given a water basin, which immediately cools it further and the sand is easily removed from the cast part by swiveling in the water and passing water jet nozzles.
  • the soluble binder components are recrystallized from the water basin via a cold lock.

Abstract

Beschrieben werden dispergierbare Formen oder dispergierbare Kerne, erhältlich aus einer Mischung, die ein Trägermaterial und Binder beinhaltet, wobei der Binder Phosphate und/oder Borate beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder ein Sulfat von Magnesium und/oder Aluminium, oder eine Vorstufe davon, beinhaltet und die Phosphate und/oder Borate als Zusatz zu diesen Sulfaten beigefügt sind, sowie deren Herstellung und ihre Verwendung in der Giessereitechnik.

Description

Magnesium- und/oder aluminiumsulfathaltige Formen und Kerne mit
Phosphat/Boratsusats und ihre Herstellung und Verwendung
Einführung in die Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dispergierbaren Formen oder Kernen für Gießereizwecke, insbesondere den Metallguss , aus einer Mischung, die ein Trägermaterial und Binder beinhaltet, wobei das Trägermaterial und der Binder vermischt und in ein Form- oder Kernwerkzeug eingebracht ' werden und der Binder anschließend aushärtet und der Form oder dem Kern die nötige Festigkeit verleiht, und wobei der Binder Phosphate und/oder Borate beinhaltet, sowie entsprechende Formen und Kerne und deren Verwendung in der Gießerei.
Hintergrund der Erfindung Die Verwendung von derartigen (insbesondere wasser-) dispergierbaren Formen und Kernen zur Verwendung bei der Herstellung von Gussstücken oder Spritzlingen sind bekannt. In der Regel werden Formen und Kerne aus Sand oder anderen feuerfesten körnigen Materialien hergestellt, wobei es erforderlich ist, die erforderlichen Eigenscha ten, wie Fließfähigkeit, Abriebfestigkeit und die schließlich erzielte Festigkeit und Beständigkeit, um unter den Bedingungen während des Gießens zu bestehen, zu erzielen, beispielsweise durch geeignete Zusätze. In der Mehrzahl derzeit verwendeter Verfahren werden organische Binder, beispielsweise auf Urethan- oder Phenolharz und Furanharzbasis, eingesetzt. Diese ergeben eine gute Aushärtung, andererseits kommt es jedoch während des Gießvorgangs zur Bildung von Gasen, die zu einer Lunkerbildung im entstehenden Gusswerkstück führen können. Bei der Zersetzung der organischen Beimengungen kann es zu starken Emissionen und zum Anbrand des Gussstücks kommen. Die Entkernung ist aufwendig. Auch macht die hohe Haftneigung der organischen Binder die Reinigung der Werkzeug für die Gießereiformen oder - kerne aufwendig.
Alternativ wurde bei der Herstellung von Formen oder Kernen für Gießereizwecke die Verwendung von Polyphosphatketten und/oder Borationen enthaltenden Bindern vorgeschlagen. Doch zeigte sich, dass hier zur Verbesserung der Fließfähigkeit weitere Zusätze, wie Tenside, erforderlich waren. Die Kerne sind jedoch hygroskopisch und damit nicht hinreichend lagerstabil, nicht formstabil (unter anderem wegen eines Schmelzpunkts, der in der Regel im Bereich zwischen 350 und 450 °C liegen kann, wodurch die Formstabilität beim Abgießen nicht ausreichend sein kann) und benötigen lange Trocknungs- bzw. Aushärtungszeiten. Auch zersetzen sich Phosphate bei höheren Temperaturen, wie sie beispielweise während des Gießvorgangs mit den Formen oder Kernen Verwendung finden, teilweise unter Bildung von Phosphin (Knoblauchgeruch) .Durch Silicat-Zusätze wurde versucht, diese Nachteile zu vermeiden (vgl. US 6,139,619), doch geht hierdurch die Wasserlöslichkeit verloren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, neue Formen und/oder Kerne zur Verfügung zu stellen, welche die genannten Nachteile vermeiden und darüber hinaus weitere nützliche Eigenschaften haben.
Allgemeine Beschreibung der Erfindung
Die Aufgabe wird gelöst durch die Bereitstellung von Formen oder Kernen mit den eingangs erwähnten Eigenschaften, zusätzlich dadurch gekennzeichnet, dass der Binder ein Sulfat von Magnesium und/oder Aluminium, oder eine Vorstufe davon, beinhaltet und die Phosphate und/oder Borate (lediglich) als Zusatz zu diesen Sulfaten beigefügt sind.
Es hat sich gezeigt, dass diese Mischungen überraschende Vorteile aufweisen. So werden einerseits Nachteile, wie sie bei der Verwendung ausschließlich von Magnesiumsulfat auftreten (beispielsweise besteht eine Neigung zur Schülpenbildung und zur Ausbildung rauer Oberflächen, und es bedarf relativ langer Aushärtzeiten der gebildeten Formen oder Kerne) , andererseits die oben erwähnten Nachteile der Verwendung nur von Phosphaten und/oder Boraten vermieden und es zeigt sich eine wesentlich bessere Hitzebeständigkeit, Lagerbeständigkeit und Wasserlös- lichkeit nach dem Abgießen.
Ein überraschender Synergieeffekt kann gezeigt werden, beispielsweise im Falle einer (bevorzugten) Kombination von Magnesiumsulfat (oder eine Vorstufe davon) und (in erster Linie Poly) phosphaten und/oder vorteilhaft (insbesondere Poly)bora- ten, denn hier kann eine erhöhte Formstabilität beim Abgießen auch bei hohen Temperaturen beobachtet werden und gleichzeitig kann eine deutlich höhere Festigkeit gefunden werden als bei reinen Magnesiumsulfat- oder Phosphat/Borat-Kernen. Auch die Sandanhaftung ist deutlich vermindert. Ohne hierdurch gebunden sein zu wollen, kann eine Grundlage für eine mögliche Erklärung für diese Eigenschaften durch die chemische Reaktion unter Bildung unter anderem von Magnesiumverbindungen, wie Macallisterit {Mg2[ (B607(OH)s]2 • 9 H20} und/oder Hungchaoit {Mg (H20) 5 [B405 (OH) 4 ° 2 H20} bei Mischung von Magensiumsulfat mit Polyboraten, gegeben sein. Magnesiumsulfat selbst kann zwar ebenfalls bereits eine sehr gute Formstabilität beim Abgießen (auch beispielsweise bei 1200 °C) zeigen, jedoch können dünnwandige Kerne oder Formen eine nicht für alle Zwecke ausreichende Festigkeit aufweisen. Hingegen ergeben sich bei Zusatz von Phosphaten, insbesondere Polyphosphaten, oder besonders Boraten, insbesondere Polyboraten, oder Gemischen davon, vollkommen neue Eigenschaften.
So können (jeweils bei 3 % Binderanteil) bei Verwendung von Magnesiumsulfat alleine als Binder Festigkeiten um 100 N/cm2, Temperaturstabilitäten b s ca. 1200 °C und Aushärtezeiten von rund 1 Minute gefunden werden, bei Lagerbeständigkeit bis etwa 60 % relativer Luftfeuchtigkeit. Bei reinen Phosphat- oder Borat-Bindern ohne Magnesiumsulfat dagegen können Festigkeiten von etwa 200 N/cm2 gefunden werden, doch können nur Temperaturbeständigkeiten von bis höchstens etwa 400 °C und Aushärte- zeiten von etwa 3 min gefunden werden und eine Lagerbeständigkeit nur bis etwa 40 % relativer Luftfeuchtigkeit. Setzt man dagegen Bindern auf Magnesiumsulfatbasis (insbesondere Poly-) Phosphate und/oder (insbesondere Poly-) Borate zu, so können Festigkeiten von etwa 300 N/cm2, Temperaturstabilitäten bis etwa 1400 °C und Aushärtezeiten von etwa 30 s sowie Lagerstabilität auch noch bei etwa 70 % relativer Luftfeuchte gefunden werden. Weiter kann eine deutlich verminderte Sand- anhaftung am Gießprodukt gefunden werden: Bei Magnesiumsulfat alleine als Binder findet sich noch eine leichte Sandanhaftung, bei Phosphat und/oder Borat eine starke Sandanhaftung - dagegen findet sich bei Verwendung von Bindern auf Basis von Magnesiumsulfat mit Zusatz von (insbesondere Poly-) Phosphaten und/oder (insbesondere Poly-) Boraten unter gleichen Bedingungen praktisch keine Sandanhaftung mehr.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Erfindung betrifft insbesondere eine (insbesondere wasser-) dispergierbare Form oder einen (insbesondere wasser-) dispergierbaren Kern, erhältlich aus einer Mischung, die ein Trägermaterial und Binder beinhaltet, wobei der Binder Phosphate und/oder Borate beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder ein Sulfat von Magnesium und/oder Aluminium, oder eine Vorstufe davon, beinhaltet und die Phosphate und/oder Borate (lediglich) als Zusatz diesen Sulfaten zugefügt sind.
Eine weitere bevorzugte Au führungsform der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von dispergierbaren Formen oder Kernen für Gießereizwecke, aus einer Mischung wie im letzten Absatz genannt, wobei Trägermaterial und Binder und gegebenenfalls weitere Zusätze vermischt und in ein Form- oder Kernwerkzeug (nachfolgend auch als „Box" bezeichnet) eingebracht werden und der Binder anschließend aushärtet und so der Form oder dem Kern die nötige Festigkeit verleiht.
Noch eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft die Verwendung einer dispergierbaren Form oder eines dispergierbaren Kerns, wie im zweitletzten Absatz erwähnt, zum Gießen eines gießfähigen Materials, insbesondere eines Metalls, dadurch gekennzeichnet, dass man eine dispergierbare Form oder einen dispergierbaren Kern wie oben genant mit dem gießfähigen Material, erforderlichenfalls in einer Form, so in Verbindung bringt und aushärten lässt, dass sich das gießfähige Material an die dispergierbare Form oder den dispergierbaren Kern anpassen kann, und anschließend die dispergierbare Form oder den dispergierbaren Kern durch Aufdispergieren, beispielsweise mit einer wässrigen Flüssigkeit, oder durch Herausschütteln oder Herausvibrieren entfernt.
Die Erfindung betrifft auch einen Binder, der Phosphate und/oder Borate beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass er ein Sulfat von Magnesium und/oder Aluminium, oder eine Vorstufe davon, beinhaltet und die Phosphate und/oder Borate (lediglich) als Zusatz zu diesen Sulfaten beigefügt sind.
Die vor- und nachstehend verwendeten allgemeinen Bezeichnungen haben vorzugsweise die folgenden Bedeutungen, soweit nichts anderes angegeben ist, wobei in allen Ausführungsformen der Erfindung, auch den als bevorzugt gekennzeichneten, die allgemeineren Ausdrücke einzeln oder zu mehreren oder alle durch jeweils spezifischere Definitionen ersetzt werden können, was jeweils besonders bevorzugte Ausführungsformen ergibt:
Dispergierbar bedeutet, dass die Formen oder Kerne nach der Verwendung m der Gießerei durch Herausschütteln oder Herausvibrieren oder im Falle der Wasserdispergierbarkeit insbesondere durch Zugabe wässriger Flüssigkeiten, jeweils unter Verlust der Bindewirkung des Binders, entfernt werden können. Wasserdispergierbar bedeutet, dass die entsprechende Form oder der entsprechende Kern, beispielsweise nach der Verwendung beim Gießen, durch eine wässπge Flüssigkeit dispergiert und/oder aufgelöst werden kann, Letzteres, soweit er nur lösliche Komponenten beinhaltet.
Als Trägermateπal findet vorzugsweise ein körniges Material, insbesondere aus einem hitzebeständigen Sand wie Gießsand, Siliziumdioxid, Olivm, Chromitsand, Aluminiumoxid, Zirkonsand, Alummiumsilikat , Schamott, Magnesit, Dolomit, Siliziumcarbid, Mullit, Graphit, Fosterit, synthetischer Keramiksand oder ein weiteres wasserlösliches Salz, beispielsweise Steinsalz, welches auch hinreichend schwerlöslich ist m Wasser, Verwendung, oder (weniger bevorzugt) Gemische von zwei oder mehr davon.
Unter „Phosphate" sind sowohl kristalline als auch amorphe anorganische Phosphate zu verstehen, beispielsweise Erdalkalimetallphosphat-Gläser. Der Begriff u fasst auch Orthophosphate und kondensierte Phosphate.
Orthophosphate sind solche, die eine monomere tetraedrische Ioneneinheit der Formel PO4 3" oder die mono- oder diprotonierten Formen davon enthalten, beispielsweise Mononatriumphosphat , Dinatriumphosphat , oder Trinatriumphosphat, Magnesiumhydrogen- phosphat, Kaliumorthophosphate oder Ammoniumorthophosphate.
Kondensierte Phosphate enthalten zwei oder mehr Phosphoratome, die nicht direkt miteinander verbunden sind, sondern von denen jedes an mindestens ein Sauerstoff tom gebunden ist. Hierzu gehören lineare Polyphosphate, Metaphosphate, Pyrophosphate und Ultraphosphate. Beispiele und Definitionen hierfür finden sich in der Patentschrift US 6,139,619, die hier diesbezüglich durch Bezugnahme inkorporiert wird.
Wasserlösliche Phosphatgläser können beispielsweise „P205" (beispielsweise 30 bis 80 mol-%) , R20 (beispielsweise 20 bis 70 mol-%) , MO (beispielsweise 0 bis 30 mol-%) und/oder L203
(beispielsweise 0 bis 15 mol-%) enthalten, wobei R vorzugsweise
Na, K oder Li bedeutet, M für Ca, Mg oder Zn steht und L AI, Fe oder B bedeutet. Eine Beschreibung findet sich insbesondere in
US 5,573,055, die hier diesbezüglich durch Bezugnahme aufgenommen wird.
Der Phosphatzusatz kann auch in Form von „Diphosphorpentoxid" erfolgen, welches dann zugleich als wasserentziehendes Mittel wirken kann.
Vorzugsweise liegen im Phosphatanteil eines erfindungsgemäßen Binders (mindestens teilweise, vorzugsweise nur) kondensierte Phosphate, insbesondere Polyphosphate, vor. Borate umfassen vorzugsweise Ionen der Ortho-, Meta- oder insbesondere Polyborsäure (Ortho-, Meta- oder vorzugsweise Polyborate) , wie auch zyklische Derivate davon. Besonders bevorzugt liegen (mindestens teilweise, vorzugsweise nur) im Boratanteil eines erfindungsgemäßen Binders Polyborate vor. Die abspaltbaren Protonen sind vorzugsweise teilweise oder ganz durch Kationen, wie Metallkationen, insbesondere Erdalkalimertallkationen und/oder Alkalimetallkat onen, wie Ca2+, Mg2+, Na4, K+ oder L +, ersetzt. Ein bevorzugtes Beispiel ist Natriumborat, insbesondere m Form von Borax (Natriumtetraborat) .
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung verwendet lediglich Borate, insbesondere Natriumborate, wie Borax, als Zusatz zu den nachfolgend genannten Sulfaten.
Ein Sulfat von Magnesium und/oder Aluminium, oder eine Vorstufe davon, ist insbesondere Magnesiumsulfat oder Aluminiumsulfat , ferner eine Mischung davon. Vorstufen sind beispielsweise Magnesiumoxid, aus dem durch Mischung mit Schwefelsäure oder einem Salz davon, beispielsweise auch Aluminiumsulfat, m situ Magnesiumsulfat gebildet werden kann. Magnesiumsulfat oder ferner dessen Vorstufen sind besonders bevorzugt. Ein bevorzugtes Beispiel ist ein Magnesiumsulfathydrat, wie MgS04«7H20.
Dass die Phosphate und/oder Borate lediglich als Zusatz zu diesen Sulfaten beigefügt sind, bedeutet, dass diese m einem geringeren Gewichtsanteil als die Sulfate vorliegen können. So ist beispielsweise e ne bevorzugte Ausführungsform möglich, bei welcher der Anteil des genannten Sulfates eines Metalls bei 1 bis 10 Gew.-% liegt und der Phosphat- und/oder Boratanteil bei insgesamt 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise bei 0,02 bis 1 Gew.- %, liegt, jeweils bezogen auf die Masse des Trägermaterials.
Weitere optionale Zusätze können Metallcarbonate oder -hydro- gencarbonate, insbesondere von Alkalimetallen, wie Natrium (Zusätze von Natriumcarbonat und/oder Natriumhydrogencarbonat zeigen sehr vorteilhafte Eigenschaften und ermöglichen beispielsweise eine bessere Binderwirkung und eine leichtere Entkernbarkeit , beispielsweise durch leichteres Herausvibrieren oder -lösen, wobei das Trägematerial dann besonders gut recyclebar ist) in einem Gewichtsanteil von 0 bis 5 Gew.-% , leichtflüchtige Lösungsmittel in einem Gewichtsanteil von 0,1 bis 10 Gew.-%, wasserunlösliche Partikel mit Teilchengrößen von kleiner als 50 μm in einem Gewichtsanteil von 0,1 bis 10 Gew.-%, Wasser in einem Gewichtsanteil von 0,1 bis 10 Gew.-% und/oder wasserbindende Komponenten in Pulverform in einem Gewichtsanteil von 1 bis 20 Gew.-% sein, welche vorzugsweise wie unten bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung definiert sind und in den dort genannten Anteilen vorliegen können, und gewünschtenfalls andere, dem Fachmann bekannte Zusätze, wie Tenside oder katalytisch wirksame Verbindungen, die in üblichen Anteilen zugesetzt werden. Die genannten Gewichtanteile beziehen sich dabei auf die Masse des Trägermaterials .
Als gießfähiges Material für die Verwendung der erfindungsgemäßen Formen oder Kerne kommen insbesondere Metalle in Betracht, beispielsweise Gusseisen, Messing, Bronze, Zinn, Blei, Aluminium oder Aluminiumlegierungen oder andere gießbare Metalle. Die erfindungsgemäßen Formen oder Kerne können auch sehr hohen Temperaturen standhalten, beispielsweise rund 1600 °C bei Stahlguss (hierbei kann aus Magnesiumsulfat Magnesiumoxid entstehen, welches eine gute Entfernbarkeit der Formen oder Kerne gewährleistet) . Ein Nachbehandeln (beispielsweise Aufbacken) der Grünkörper der erfindungsgemäßen Formen oder Kerne ist nicht erforderlich.
Als wässrige Flüssigkeit zum Entfernen von Formen oder Kernen nach dem Gießen kommen m dem Fall, dass die Mischung für die erfindungsgemäßen Kerne oder Formen Carbonate enthält, beispielsweise auch saure Lösungen, beispielsweise mit einem pH-Wert zwischen 1 und kleiner als 7, n Betracht, ansonsten gängige wasserhaltige Ausspüllösungen.
Daneben ist eine Entfernung der Kerne auch ohne Wasserzugabe, beispielsweise durch Herausvibrieren oder Ausschütteln, möglich.
Als Binder wird diejenige Komponente der Mischung für die erfindungsgemäßen Formen oder Kerne bezeichnet, die für das Verbinden der Trägermaterialien in den Formen oder Kernen verantwortlich ist und wenigstens soweit wasserlöslich ist, dass beim Behandeln mit wässrigen Ausspüllösungen
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
Wo nachstehend „eingangs" erwähnte Absätze in Bezug genommen werden, bezieht sich dies auf die Absätze der Einleitung, insbesondere jedoch die korrespondierenden Absätze unter „Detaillierte Beschreibung der Erfindung".
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft eine dispergierbare Form oder einen dispergierbaren Kern nach Anspruch 1 aus einer Mischung, worin das genannte Sulfat von Magnesium oder Aluminium Aluminiumsulfat oder vorzugsweise Magnesiumsulfat ist. Ebenfalls besonders bevorzugt ist eine dispergierbare Form oder ein dispergierbarer Kern wie eingangs oder im letzten Absatz definiert, erhältlich aus einer Mischung beinhaltend ein Trägermaterial und einen Binder, worin bezogen auf die Masse des Trägermaterials der Anteil des genannten Sulfates eines Metalls bei 1 bis 10 Gew.-% liegt und der Phosphat- und/oder Boratanteil bei insgesamt 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise bei 0,02 bis 1 Gew.-%, liegt, wobei in einer sehr bevorzugten Variante kein Phosphat, sondern nur Borationen vorhanden sind.
Ganz bevorzugt ist eine dispergierbare Form oder ein dispergierbarer Kern wie eingangs erwähnt oder nach einem der vorstehenden beiden Absätze, erhältlich aus einer Mischung beinhaltend ein Trägermaterial und einen Binder, worin bezogen auf die Gesamtmasse der Mischung der Anteil an Phosphat bei von und mit 0,02 bis und mit 0,3 Gew.-%' bezogen auf die Masse des Trägermaterials liegen kann, sofern Phosphat alleine oder zusammen mit Boraten anwesend ist.
Die Anteile von Binder liegen, bezogen auf die Masse des Trägermaterials, bei vorzugsweise 0,5 bis 25 Gew.-%, beispielsweise 5 bis 10 %. Falls vorhanden, können weitere Zusätze in einem Gesamt-Gewichtsanteil von insgesamt 0,1 bis 25, insbesondere 0,2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf die Masse des Trägermaterials, vorliegen.
Noch stärker bevorzugt ist eine dispergierbare Form oder ein dispergierbarer Kern wie eingangs oder in einem der letzten drei Absätze erwähnt, worin das Trägermaterial ein körniges Material, vorzugsweise aus einem hitzebeständigen Sand wie Gießsand, Siliziumdioxid, Olivin, Chromitsand, Aluminiumoxid, Zirkonsand, Aluminiumsilikat, Schamott, Magnesit, Dolomit, Siliziumcarbid, Mullit, Graphit, Fosterit, synthetischer Keramiksand oder ein weiteres wasserlösliches Salz, wie Steinsalz, oder ein Gemisch von zwe oder mehr davon, darstellt .
Noch stärker bevorzugt ist eine wasserdispergierbare Form oder ein wasserdispergierbarer Kern wie eingangs oder m einem der vier letzten Absätze erwähnt, erhältlich aus einer darin genannten Mischung, zusätzlich beinhaltend einen Zusatz an wasserunlöslichen Partikeln mit einer Teilchengröße von kleiner als 50 μM, vorzugsweise ausgewählt aus Tonen, Kaolinen, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Quarzmehl, Zirkonmehl, Schamottmehl, Kieselgur, Mikrosilica, Calciumsilikat, Talkum, Flussspatmehl und Feldspatmehl, oder Gemischen von zwei oder mehr dieser Komponenten, wobei der Anteil dieser Komponenten insgesamt bezogen auf die Gesamtmasse des Trägermaterials m einer möglichen bevorzugten Ausführungsform zwischen von und mit 0,1 und bis und mit 10 Gew.-% liegen kann.
Ganz besonders bevorzugt, da hierdurch die Schießfähigkeit des Gemisches verbessert wird, ist eine dispergierbare Form oder ein dispergierbarer Kern wie eingangs oder in einem der fünf letzten Absätze erwähnt, erhältlich aus einer darin genannten
Mischung, zusätzlich beinhaltend einen Zusatz eines leicht flüchtigen Lösungsmittels, vorzugsweise an Ethanol, Propanol, Isopropanol, Aceton, Essigester, Propylacetat, Isopropylacetat oder Butylacetat, oder Gemische von zwei oder mehr solcher
Lösungsmittel, wobei der Anteil dieser Komponenten insgesamt bezogen auf die Gesamtmasse des Trägermaterials in einer denkbaren bevorzugten Ausführungsform zwischen von und mit 0,01 und bis und mit 10 Gew-% liegen kann, z.B. bei 0,1 - 2 Gew.-%.
Eine spezielle Ausführungsform betrifft auch eine dispergierbare Form oder einen dispergierbaren Kern wie eingangs oder in einem der letzten sechs Absätze erwähnt, erhältlich aus einer darin genannten Mischung, zusätzlich beinhaltend einen Zusatz eines Metallcarbonats und/oder hydrogencarbonats, insbesondere eines Erdalkalimetallcarbonates und/oder -hydrogencarbonates, wie insbesondere Natriumcarbonat oder Natriumhydrogencarbonat , oder- eines Erdalkalimetallcar- bonats und/oder -hydrogencabonats, wie Kalzium- oder Magnesium (hydrogen) carbonat, oder ein Gemisch von zwei oder mehr dieser (Hydrogen-) Carbonate. Der Anteil, bezogen auf die Gesamtmasse des Trägermaterials, liegt vorzugsweise bei 0,01 bis 5 Gew.-%, insbesondere bei 0,1 bis 2 Gew.-%.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung betrifft eine dispergierbare Form oder einen dispergierbaren Kern nach Anspruch 1 oder einem der vorstehenden Absätze aus einer Mischung, worin das Sulfat von Magnesium oder Aluminium aus einem Sulfat von Aluminium oder Magnesium (oder ferner Vorstufen davon) ausgewählt ist, insbesondere Magnesiumsulfat ist, und wobei der Zusatz von Phosphaten und/oder Boraten Polyphosphate, Mischungen von Polyphosphaten mit Polyboraten oder insbesondere Polyborate beinhaltet oder vorzugsweise aus diesen, insbesondere aus Polyboraten, besteht.
Eine bevorzugte Variante des eingangs genannten Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formen oder Kerne ist dadurch gekennzeichnet, dass die Form oder der Kern hergestellt wird, indem man den Binder zuvor mindestens teilweise (d.h. teilweise oder vollständig) in Wasser (vorzugsweise in einem Anteil von 10 Gew.-% oder weniger, insbesondere zwischen 0,1 und 10 Gew.- %, vor allem zwischen 2 und 5 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtmasse des Trägermaterials, löst und anschließend das Trägermaterial zugibt. Eine andere Variante des Verfahrens besteht darin, dass man den Binderkomponenten das Trägermaterial m Pulverform ohne Flüssigkeitszusatz zugibt.
Bei allen vor- und nachstehend genannten Verfahrensvarianten können auch Komponenten (beispielsweise Phosphat, Borat, Carbonate, Aluminiumsulfat oder weitere Salze, letztere beispielsweise m einem Anteil von 0,1 bis 20, wie insbesondere 0,2 bis 10 Gew.-% bezogen auf das Trägermaterial) mit Kristallwasser eingesetzt werden, oder Gemische von zwei oder mehr dieser Komponenten, um das nötige Wasser zuzuführen, das beispielsweise durch Erhitzen abgespalten wird. Entsprechende Borate sind beispielweise Borax, Phosphate z.B. Dmatrium- hydrogenphosphat, Sulfate von Mg oder AI beispielsweise Aluminiumsulfat, oder sonstige Salze beispielsweise Natriumsulfat oder die Carbonatkomponente Soda, jeweils mit Kristallwasser, oder jeweils Mischungen von zwei oder mehr solcher Komponenten.
In den Fällen der beiden letzten Absätze wird m einer starker bevorzugten Variante das Trägermaterial mit dem Binder beschichtet, insbesondere indem man die Binderkomponenten und eine gewisse (beispielsweise 0,1 bis 10 Gew.-%, wie 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Masse des Träger aterials) Menge Wasser dem Trägermaterial zusetzt und danach unter Rühren, Erwärmen, Lüften und/oder unter Vakuum (diese Varianten sind kombinierbar nur soweit, wie dem Fachmann geläufig) das Wasser zumindest teilweise wieder entzieht, so dass eine πeselfah ge und schießfähige Mischung entsteht; oder den Binder schmilzt und nach dem Aufbringen wieder abkühlt; wobei m einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dem getrockneten beschichteten Material zusätzlich noch eine wasserbindende Komponente m Pulverform zugegeben wird, wobei hierfür eine Menge von 0,1 bis 20 Gew.-%, insbesondere von 0,1 bis 5 Gew.-% bevorzugt sein kann, bezogen auf die Masse des Trägermaterials , und wobei als wasserentziehendes Mittel ein oder mehrere ganz oder teilweise getrocknete Salze, vorzugsweise getrocknetes Magnesiumsulfat, Aluminiumsulfat, Kalziumsulfat , Natriumsulfat, Kalziumoxid, Magnesiumoxid, oder getrocknete Zemente, wie Portlandzement, Tonerdeschmelzzement , oder Gemische von zwei oder mehr dieser Komponenten beigefügt werden.
Besonders bevorzugt ist ein Verfahren wie eingangs oder m den letzten drei Absätzen erwähnt, wobei das Träger-Binder-Gemisch mittels eines Schießautomaten mit einem komprimierten Gas m Form gebracht wird, insbesondere mittels einer Box, die eine Temperatur von 20 bis 300 °C hat.
Stark bevorzugt ist ein Verfahren wie eingangs oder m einem der letzten vier Absätze erwähnt, wobei die erforderliche Wärme für die Aushärtung durch Mikrowelle, Zufügen des heißen Trägermaterials, Heißdampf (besonders bevorzugt, insbesondere untersättigter Heißdampf), Hochfrequenz, Heißluft, vorgeheizte oder geheizte Box und/oder Kombinationen von zwei oder mehr dieser Verfahren zugeführt wird, wobei folgende Varianten besonders bevorzugt sind: a) eine Variante, wobei die Box, m welcher die Form oder der Kern hergestellt werden, auf 40 bis 200 °C erhitzt ist; b) eine Variante, wobei das Gemisch, welches das Trägermaterial und den Binder beinhaltet, bevor es m die Box eingebracht wird auf 40 bis 200 °C erwärmt wird, was insbesondere unter einem Überdruck von 1 bis 10, insbesondere 1 bis 6 bar geschieht.
Ganz besonders bevorzugt ist e n Verfahren wie eingangs oder m einem der letzten fünf Absätze erwähnt, wobei das zur Bindung erforderliche Wasser nach dem Einschießen in Form von Wasserdampf und/oder Sprühnebel in die Box geleitet wird, vorzugsweise durch Einleiten von gesättigtem oder zumindest teilweise gesättigtem Heißdampf mit einer Temperatur von und mit 80 bis und mit 300 °C, wobei insbesondere folgende Varianten ganz besonders bevorzugt sind: a) auskondensiertes Wasser wird anschließend durch Spülen mit Heißluft mit geringerer relativer Luftfeuchtigkeit aus dem Gemisch entfernt; und/oder b) überschüssiges Wasser wird mittels Vakuum entfernt.
Eine weitere besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf eine dispergierbare Form oder einen dispergierbaren Kern, erhältlich nach einem der eingangs oder in den letzten sechs Absätzen genannten Verfahren.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform für die eingangs genannte Verwendung, wobei als dispergierbare Form oder dispergierbarer Kern ein solcher verwendet wird, der Carbonate und/oder Hydrogencarbonate von Metallen enthält, bezieht sich auf einen sich an das Gießen anschließenden Spülschritt mit einer wässrigen Flüssigkeit zum Aufdispergieren, die sauer eingestellt sein kann, aber nicht muss. Alternativ kann die Form oder der Kern durch Ausschütteln oder Ausvibrieren entfernt werden, oder diese Verfahren können kombiniert werden.
Die Erfindung betrifft auch die eingangs oder im letzten Absatz genannte Verwendung, wobei in einem weiteren Schritt das nach dem Aufdispergieren, Ausschütteln und/oder Vibration gewonnene Material, welches Trägermaterial und Binder beinhaltet, erforderlichenfalls (d.h. wenn durch die Entfernung des Kerns oder der Form ein Verlust an Binder oder Binderwirkung eintritt) unter Zusatz von Binder, wie oben beschrieben, erneut in ein Form- oder Kernwerkzeug eingebracht wird und der Binder anschließend aushärten gelassen wird und der Form oder dem Kern die nötige Festigkeit verleiht (Recycling) . Ein derartiges Recycling kann ohne weiteres mehrere Male durchgeführt werde (beispielsweise 5 bis 15, wie z.B. 10 mal).
Die nachstehenden Beispiele illustrieren die Erfindung, ohne sie einzuschränken (%-Angaben sind jeweils Gew.-%):
Beispiel 1 : Herstellung eines Saugrohres für einen 4-Zylinder- Automotor :
Binder: 2 % Magnesiumsulfat (wasserfrei), 0,3 % Polyphosphat (Budit 8H, Warenzeichen von Budenheim, Deutschland) , 0,7 % Quarzmehl, 3 % Wasser, 0,2 % Ethylaklohol
Sand: 100 % Quarzsand (F32)
Verfahren: Die Binderkomponenten werden als feines Pulver in das Wasser eingerührt. Der so hergestellte Binder wird mit dem Quarzsand vermischt und ca. 2 min gerührt. Das Sand-Binder- Gemisch wird mittels einer Kernschießmaschine mit 6 bar Schießdruck in eine Teflonform geschossen. Ein Magnetron, welches über einen Hohlleiter mit der Kernbox verbunden ist, erhitzt das Sand-Binder-Gemisch innerhalb von 10 sec auf ca. 110 °C mittels Mikrowelle. Die Mikrowellenleistung beträgt 25 kW mit 2,45 GHz. Schon während der Aufheizphase wird warme Luft (60 °C) durch die Form geleitet und somit ca. 2 % des Wassers aus dem Sand entfernt. Das restliche 1 % Wasser verbleibt als Kristallwasser gebunden im Sandbinder. Der Kern ist erhärtet und kann aus der Teflonform entnommen werden. Er zeigt eine Biegefestigkeit von 240 N/cm2 und kann sofort mit einer Aluminiumlegierung abgegossen werden. Beim Abgießen werden 1
keine Emissionen registriert. Nach einer relativ kurzen Kühlzeit von 15 min wird das Gussstück mit enthaltener Kernform m ein Wasserbecken getaucht. Die Temperatur des Gussstücks beträgt 240 °C und die Wassertemperatur 20 °C. Das Wasser löst sofort den Binder und der Sand kann durch Schwenken bzw. durch Wasserstrahldüsen aus dem Gussstück entfernt werden. Das Gussstück kühlt dadurch sehr schnell ab und kann, nachdem es noch durch eine Fπschwasserdusche von Salz- und Sandresten befreit wurde, direkt weiterverarbeitet werden. Das Gussstück zeigt eine glatte Oberfläche, ohne Sandanhaftungen. Der Sand und auch der Binder kann aus dem Becken wieder entnommen werden und nach Einstellung des ursprünglichen Binder- und Wassergehalts wieder erneut verwendet werden.
Beispiel 2: Herstellung eines Wasserraumkerns für einen 4- Zylmder-Motor
Binder: 4 % Bittersalz, 0,5 % Borax, 0,7 % Feldspat, 0,5 % Soda, 0,5 % Wasser
Sand: 100 % Quarzsand (H32)
Verfahren: Die Binderkomponenten werden als feines Pulver dem Quarzsand untergerührt, danach erfolgt die Wasserzugabe unter Rühren. Das Sand-Binder-Gemisch sollte nicht wärmer als 40 °C sein, so dass die Binderkomponenten nicht schmelzen und der Sand gut schießfähig bleibt. Das Sand-Binder-Gemisch wird nun mittels einer Kernschießmaschine m eine Stahlform geschossen, welche auf 140 °C vorgeheizt ist. Die Salze geben jetzt unter Erwärmung teilweise ihr Kristallwasser ab und verschmelzen mit den Sandkörnern. Nun wird heiße Luft (120 °C) durch die Form geleitet, welche überschüssiges Wasser (aus Binder und aus dem Kristallwasser) entfernt. Der Kern ist ausgehärtet und kann sofort abgegossen werden. Der Kern kann, wie in Beispiel 1 beschrieben, mittels Wasser aus dem Gussstück gelöst werden oder trocken durch Vibration aus dem Gussteil geschüttelt werden. Bei trockener Entkernung reicht eine kleine Wasserzugabe von ca. 2,5 % aus, um das Sand-Binder-Gemisch erneut zu verschießen.
Beispiel 3: (Herstellung eines Wasserkernmantelkerns für einen 6-Zylinder-Motor)
Binder: 1 % Magnesiumsulfat (wasserfrei), 0,3 % Ton, 0,2 % Talkum, 0,25 % Polyborat, 2 % Wasser, 0,4 % Natriumhydrogencarbonat .
Sand: 100 % Zirkonsand
Verfahren: Magnesiumsulfat, Ton, Talkum, Polyborat und Wasser werden vermischt, Die Mischung erwärmt sich durch Hydratation auf ca. 80 °C und ist eine mittelviskose Flüssigkeit. Diese wird dem vorgewärmten Zirkonsand zugeführt bzw. gemeinsam mit diesem auf 100 °C erhitzt. Durch Zufuhr von trockener Luft bzw. durch Anlegen von Vakuum unter Rühren wird der Mischung soviel Wasser entzogen, bis eine rieselfähige trockene Mischung entsteht. Die Sandkörner werden auf diese Weise mit dem Binder ummantelt, ohne zu verkleben. Erst jetzt wird das Natriumhydrogencarbonat als feines Pulver (10 mü) zu der Mischung gegeben. Diese Mischung wird im Kernschießautomaten in eine vorgewärmte Form geschossen (120 °C) . Durch die Erwärmung setzt das Carbonat Wasser und C02 frei, was zu einer kurzen Lösung der Binderhüllen und damit zur Binderbrückenbildung führt. Vorteil bei diesem Verfahren ist eine sehr gute Schießfähigkeit des Sandgemisches und eine schnelle Aushärtung im Kernkasten. Die weitere Verarbeitung kann wie in Beispiel 1 und 2 beschrieben erfolgen. Beispiel 4: Herstellung einer Bremsscheibe mit Belüftungshohlräumen:
Binder: 3 % Bittersalz, 0,3 % reaktives Phosphatglas, 1 % Ca- Silikat, 0,5 % Wasser
Sand: 100 % Quarzsand (F32)
Verfahren: Es wird zunächst das Wasser dem Sand zugegeben und eine gleichmäßige Benetzung der Sandkörner erreicht . Dann werden die restlichen Bestandteile, welche vorher fein vermählen wurden (ca. 15 um) in den feuchten Sand eingerührt. Dadurch ist eine gleichmäßige Verteilung des Binders auf der Sandoberfläche gewährleistet. Die Mischung wird nun in eine Kernschießmaschine eingegeben und mit ca. 6 bar in eine Kunststoffform geschossen. Durch wechselseitiges Einleiten von 120 ° C heißer Luft (5 sec von oben nach unten, dann 5 sec von unten nach oben usw.) wird ca. 1% Wasser ausgetrieben (0,5 % Bindewasser + 0,5 % Kristallwasser) und eine Erhärtung des Kerns innerhalb 40 Sek. Erzielt. Die weitere Verarbeitung erfolgt wie in den obigen Beispielen beschrieben.
Beispiel 5: Herstellung einer Bremsscheibe mit Belüftungshohl- räumen:
Gleicher Binder und gleiches Verfahren wie in Beispiel 4, jedoch wird das Sand-Bindergemisch in einer speziellen Ausführungsform der Kernmaschine auf 120 °C erhitzt und bei einem Überdruck von 1 bar gehalten, so dass es nicht zu einer Verdampfung des Wassers kommt. Jetzt wird mit einem Druck von 8 bar in eine vorgewärmte (120 °C) Stahlform geschossen und durch kurzes Ausspülen mit Luft der Kern in relativ kurzer Zeit ausgehärtet. Die Aushärtezeit von Beispiel wird dadurch erheblich verkürzt.
Beispiel 6: Herstellung eines Saugrohrs für einen 4-Zylinder- Automotor
Binder: 2 % Magnesiumsulfat (wasserfrei), 0,5 % Borax, 0,7 % Ton, 0,5 % Soda, 4 % Wasser
Sand: Synthetisch hergestellter Keramiksand mittlerer Körnung von 0 , 2 mm
Verfahren: Die Binderkomponenten werden vermischt. Dabei erwärmt sich die Mischung auf ca. 80 °C und ist flüssig, mittelviskos. Diese Mischung wird mit dem Sand vermengt und unter Rühren auf 100 °C erwärmt. Durch Spülen mit trockener Luft wird der Mischung das Wasser teilweise entzogen und es wird eine gleichmäßige Benetzung der Sandkörner erreicht. Es wird soviel Wasser entzogen, dass eine rieselfähige Masse entsteht, die nicht mehr aneinander verkleben kann. Dieser rieselfähige gecoatete Sand wird mittels einer Kernschießmaschine in eine bei Raumtemperatur befindliche Kunststoffform geschossen. Jetzt wird teilweise gesättigter Heißdampf durch den Sand geleitet, wodurch es kontinuierlich zu eine Erwärmung des Sands kommt. Durch das kondensierte Wasser und die Erwärmung kommt es zum Verschmelzen der Binderhüllen. Durch exakte Steuerung der Lufttemperatur und der erhaltenen Feuchtigkeit kann die kondensierte Wassermenge bestimmt und eingehalten werden. Durch Zuführen von relativ trockenerer Luft wird überschüssiges Wasser, das lediglich zum Ausbilden der Binderbrücken notwendig war, wieder aus dem Sand entfernt. Die Kerne können auf diese Weise sehr schnell hergestellt werden, zeigen eine sehr glatte Oberfläche und eine Biegefestigkeit von 280 N/cm2. Die Kerne werden gleich danach in eine Außenform, die nach dem gleichen Verfahren hergestellt wurde, eingesetzt und mit einer Alummiumlegierung abgegossen. Bereits nach einer kurzen Abkühlzeit wird das Gussteil inklusive Innenkern und Außenform m ein Wasserbecken gegeben, wodurch es sich sofort weiter abkühlt und der Sand leicht durch Schwenken im Wasser und Vorbeiführen an Wasserstrahldüsen aus dem Gussteil entfernt wird. Der Sand setzt sich am Boden des Beckens ab und wird, nachdem durch Schleudern und Einstellen der exakten Bmderbestandteile der Sand wieder aufbereitet ist, direkt wieder der Kernschießmaschine zugeführt. Aus dem Wasserbecken werden die löslichen Binderbestandteile über eine Kälteschleuse wieder auskristallisiert.
Ansprüche

Claims

Ansprüche
Dispergierbare Form oder dispergierbarer Kern erhältlich aus einer Mischung, die e n Trägermaterial und Binder beinhaltet, wobei der Binder Phosphate und/oder Borate beinhaltet, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder ein Sulfat von Magnesium und/oder Aluminium, oder eine Vorstufe davon, beinhaltet und die Phosphate und/oder Borate als Zusatz zu diesen Sulfaten beigefügt sind.
Dispergierbare Form oder dispergierbarer Kern nach Anspruch 1 , worin das genannte Sulfat Aluminiumsulfat oder vorzugsweise Magnesiumsulfat ist.
3. Dispergierbare Form oder dispergierbarer Kern nach einem der Ansprüche 1 oder 2, erhältlich aus einer Mischung beinhaltend ein Trägermaterial und einen Binder, worin bezogen auf d e Gesamtmasse des Trägermaterials der Anteil des genannten Sulfates bei 1 bis 10 Gew.-% liegt und der Phosphat- und/oder Boratanteil bei insgesamt 0,01 bis 5 Gew.-% liegt.
4. Dispergierbare Form oder dispergierbarer Kern nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welcher keinen Phosphat-, sondern nur ein Boratanteil von 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,02 bis 1 Gew.-%, aufweist, bezogen auf die Gesamtmasse des Trägermaterials.
5. Dispergierbare Form oder dispergierbarer Kern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, erhältlich aus einer Mischung beinhaltend ein Trägermaterial und einen Binder, worin bezogen auf die Gesamtmasse der Mischung der Anteil an Phosphat bei von und mit 0,02 bis und mit 0,3 Gew-% liegt.
6. Dispergierbare Form oder dispergierbarer Kern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das Trägermaterial ein körniges Material, vorzugsweise aus einem hitzebeständigen Sand wie Gießsand, Quarzsand, Siliziumdioxid, Olivin, Chromitsand, Aluminiumoxid, Zirkonsand, Aluminiumsilikat , Schamott, Magnesit, Dolomit, Siliziu carbid, Mullit, Graphit, Fosterit, synthetischer Keramiksand oder ein weiteres wasserlösliches Salz, wie Steinsalz darstellt, oder Gemische von zwei oder mehr davon.
7. Dispergierbare Form oder dispergierbarer Kern nach einem der Ansprüche 1 bis 6, erhältlich aus einer darin genannten Mischung, zusätzlich beinhaltend einen Zusatz an wasserunlöslichen Partikeln mit einer Teilchengröße von kleiner als 50 μM, vorzugsweise ausgewählt aus Tonen, Kaolinen, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Quarzmehl, Zirkonmehl, Schamottmehl, Kieselgur, Mikrosilica, Talkum, Flussspatmehl und Feldspatmehl, oder Gemischen von zwei oder mehr dieser Komponenten, wobei der Anteil dieser Komponenten insgesamt bezogen auf die Gesamtmasse des Trägermaterials, vorzugsweise zwischen von und mit 0,1 und bis und mit 10 Gew.-% liegen kann.
8. Dispergierbare Form oder dispergierbarer Kern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, erhältlich aus einer darin genannten Mischung, zusätzlich beinhaltend einen Zusatz eines leicht flüchtigen Lösungsmittels, vorzugsweise an Ethanol, Isopropanol, Aceton, Essigester, Propylacetat, Isopropylacetat oder Butylaetat, oder Gemische von zwei oder mehr solcher Lösungsmittel, wobei der Anteil dieser Komponenten insgesamt bezogen auf d e Gesamtmasse der Mischung vorzugsweise zwischen von und mit 0,1 und bis und mit 10 Gew-% liegt.
9. Wasserdispergierbare Form oder wasserdispergierbarer Kern nach einem der Ansprüche 1 bis 8, erhältlich aus einer darin genannten Mischung, zusätzlich beinhaltend einen Zusatz eines Metallcarbonats und/oder -hydrogencarbonats, insbesondere eines Erdalkalimetallcarbonates und/oder hydrogencarbonates, wie insbesondere Natriumcarbonat oder Natriumhydrogencarbonat, oder eines Erdalkalimetallcar- bonats und/oder -hydrogencabonats , wie Kalzium- oder Magnesium (hydrogen) carbonat, oder ein Gemisch von zwei oder mehr dieser (Hydrogen-) Carbonate, vorzugsweise in einem Anteil von 0,01 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Trägermaterials.
10. Verfahren zur Herstellung von wasserdispergierbaren Formen oder Kernen für Gießereizwecke, wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 genannt, aus einer Mischung, die mindestens ein Trägermaterial und einen Binder beinhaltet, wobei Trägermaterial und Binder vermischt und in ein Form- oder Kernwerkzeug eingebracht werden und der Binder anschließend aushärten gelassen wird und der Form oder dem Kern die nötige Festigkeit verleiht.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Form oder der Kern hergestellt wird, indem man den Binder zuvor mindestens teilweise in Wasser löst und anschließend das Trägermaterial zugibt.
12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei man die Binderkomponenten dem Trägermaterial in Pulverform ohne Flüssigkeitszusatz zugibt.
13. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 10 oder 11 , bei dem man das Trägermaterial mit dem Binder beschichtet.
1 . Verfahren nach Anspruch 13 , bei dem die Beschichtung stattfindet, indem man die Binderkomponenten und einen
Anteil insbesondere von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise von 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmasse des Trägermaterials, an Wasser dem Trägermaterial zusetzt und danach unter Rühren, Erwarmen, Lüften und/oder unter Vakuum das Wasser zumindest teilweise wieder entzieht, so dass eine πeselfähige und schießfähige Mischung entsteht, oder den Binder schmilzt und nach dem Aufbringen wieder abkühlt .
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei das Träger-Binder-Gemisch mittels eines Schießautomaten mit einem komprimierten Gas m Form gebracht wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei die erforderliche Wärme für die Aushärtung durch Mikrowelle,
Zufügen des heißen Trägermaterials, Heißdampf, Hochfrequenz, Heißluft, vorgeheizte oder geheizte Box und/oder Kombinationen von zwei oder mehr dieser Verfahren zugeführt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei die Box, m welcher die Form oder der Kern hergestellt werden, auf 40 bis 200 °C erhitzt ist.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 15, wobei das Gemisch, welches das Trägermaterial und den Binder beinhaltet, bevor es m die Box eingebracht wird, auf 40 bis 200 °C erwärmt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei dies unter einem Überdruck von 1 bis 10, insbesondere 1 bis 6 bar geschieht.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 19, insbesondere 11 bis 13, wobei das zur Bindung erforderliche Wasser nach dem Einschießen in Form von Wasserdampf und/oder Sprühnebel in die Box geleitet wird, vorzugsweise durch Einleiten von gesättigtem oder zumindest teilweise gesättigtem Heißdampf mit einer Temperatur von und mit 80 bis und mit 300 °C.
21. Verfahren nach Anspruch 20, wobei auskondensiertes Wasser anschließend durch Spülen mit Heißluft mit geringerer relativer Luftfeuchtigkeit aus dem Gemisch entfernt wird.
22. Verfahren nach Anspruch einem der Ansprüche 10 bis 21, wobei überschüssiges Wasser mittels Vakuum entfernt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder insbesondere 13, vorzugsweise nach Anspruch 14, wobei dem getrockneten beschichteten Material zusätzlich noch eine wasserbindende Komponente in Pulverform zugegeben wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei als wasserentziehendes Mittel ein oder mehrere ganz oder teilweise getrocknete Salze, vorzugsweise getrocknetes Magnesiumsulfat, Aluminiumsulfat, Kalziumsulfat, Natriumsulfat, Kalziumoxid, Magnesiumoxid, oder getrocknete Zemente, wie Portland- zement, Tonerdeschmelzzement, oder Gemische von zwei oder mehr dieser Komponenten beigefügt werden.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 22, Komponenten wie Phosphat, Borat, Sulfat von AI oder Mg oder Carbonate, oder weitere Salze, oder Kombinationen von zwei oder mehr davon, jeweils m t Kristallwasser eingesetzt werden, um allein oder zusätzlich zu zugesetztem Wasser die notige Menge Wasser zuzuführen, die vorzugsweise durch Erhitzen freigesetzt werden kann.
26. Dispergierbare Form oder dispergierbarer Kern, erhältlich nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 24.
27. Verwendung einer dispergierbaren Form oder eines dispergierbaren Kerns nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 25 zum Gießen eines gießfähigen Materials, insbesondere eines Metalls, dadurch gekennzeichnet, dass man eine dispergierbare Form oder einen dispergierbaren Kern nach einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 25 mit dem gießfähigen Material, erforderlichenfalls m einer Form, so m Verbindung bringt und aushärten lässt, dass sich das gießfähige Material an die dispergierbare Form oder den dispergierbaren Kern anpassen kann, und anschließend die dispergierbare Form oder den dispergierbaren Kern durch Aufdispergieren mit einer wässrigen Flüssigkeit, Ausschütteln und/oder Vibration entfernt.
28. Verwendung nach Anspruch 26, wobei als dispergierbare Form oder dispergierbarer Kern ein solcher nach Anspruch 9 verwendet wird und die wässrige Flüssigkeit zum Aufdispergieren sauer eingestellt sein kann.
29. Verwendung nach einem der Ansprüche 26 oder 27, wobei m einem weiteren Schritt das nach dem Aufdispergieren, Ausschütteln und/oder Vibration gewonnene Material, welches Trägermaterial und Binder beinhaltet, erforderlichenfalls unter Zusatz von Binder erneut in ein Form- oder Kernwerkzeug eingebracht wird und der Binder anschließend aushärten gelassen wird und der Form oder dem Kern die nötige Festigkeit verleiht.
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