WO2022112515A1 - HERSTELLVERFAHREN, GIEßFORMEN, KERNE ODER SPEISER SOWIE KIT UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES METALLISCHEN GUSSTEILS - Google Patents

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Manuel Vargas
Sven DOMMEN
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HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung
Huttenes Albertus France
Chemex Foundry Solutions Gmbh
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    • B22C9/10—Cores; Manufacture or installation of cores

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing an article selected from the group consisting of a mould, core, feeder and molding compound, self-curing or hardened, for the manufacture of a part of a mould, a core or a feeder. Further details of the method according to the invention result from the appended patent claims and from the following description.
  • the present invention also relates to casting molds, cores and feeders.
  • the present invention further relates to a kit for use in a method according to the invention.
  • the present invention also relates to a method for producing a metal casting by metal casting in a casting mold.
  • the invention is defined in the appended claims and will be explained in more detail in the following description. Lost-mould casting is a common process for producing near-net-shape components.
  • Document EP 0 913 215 B1 discloses a composition suitable for the manufacture of insulating or exothermic feeders and other hoppers and feed elements for casting molds by blow molding and cold box hardening, containing: (i) hollow aluminosilicate microspheres with an alumina content below 38% by weight, (ii) a binder for cold box curing; and optionally (iii) filler, wherein the filler is in non-fibrous form.
  • Document DE 10 104 289 B4 discloses a mouldable, exothermic composition for the production of feeders for the foundry industry, comprising an easily oxidizable metal, an oxidizing agent for the easily oxidizable metal, a particulate filler and a binder, the composition having a proportion influencing ignition behavior on a lithium silicate.
  • Document DE 69 716 248 T2 discloses a feeder with exothermic properties, insulating properties, or both, obtainable by a cold box process comprising (A) introducing a feeder mixture into a feeder casting mold to produce an unhardened feeder, the feeder mixture comprising: (1 ) A sleeve composition capable of generating a sleeve, the sleeve composition comprising: (a) an oxidizable metal and an oxidizer capable of generating an exothermic reaction; or (b) an insulating refractory material; or (c) mixtures of (a) and (b); (2) an effective binder amount of a chemically reactive cold box binder selected from phenolic resins, phenolic urethane binders, furan binders, alkaline phenolic resole binders and epoxy acrylic binders; (B) contacting the uncured sleeve made according to (A) with a vapor curing catalyst; (C) allowing the sleeve obtained by
  • Document DE 10 065 270 B1 discloses a moldable exothermic composition for the production of feeders for the foundry industry, comprising: a particulate (granular) filler, an organic binder system and an oxidizing agent for the binder system, the composition containing between 0 and 4% by weight. % of an easily oxidizable metal and the proportion of oxidizing agent is in the range between 5 and 40% by weight. Also disclosed is a method of making a moldable exothermic composition for making risers for the foundry industry, comprising the step of: mixing an easily oxidized metal, an oxidizing agent for the easily oxidized metal, a particulate filler, a binder, and an ignition behavior influencing amount of a lithium silicate.
  • Document DE 196 17 938 A1 discloses a feeder insert consisting of a mixture of insulating and/or exothermic components and customary additives bound by a binder to form a molded body, with a polyurethane-based binder being used, the components of which are a phenolic resin containing free OH groups and a polyisocyanate reactant, at least one of which is dissolved in a solvent consisting predominantly or entirely of vegetable oil methyl ester.
  • exothermic heating pads are in the prior art, for example, from EP1 728 571 B1, DE 199 205 70 A1 or the G manerei Lexikon (cf. entry "exothermic heating pad” page 198 in the G manerei Lexikon, edited by Simone Franke, Verlag Schiele und Schön, Berlin; 20th edition, 2019; ISBN: 978-3-7949-0916-2).
  • exothermic heating pads are cost-intensive and also associated with a considerable expenditure of time, which is perceived as disadvantageous in the field of the foundry industry.
  • exothermic heating pad in many cases it is not possible to predict with certainty in which areas and in which size a corresponding exothermic heating pad must be arranged or whether in each individual case the formation of cavities can be avoided at all by an exothermic heating pad. It is therefore particularly desirable in the field of the present invention to determine, without great expense and/or time, at which points and in what quantity exothermic heating pads can be used on a respective mold in order to counteract the formation of cavities.
  • the present invention relates to: - a method for the production of an article selected from the group consisting of mould, core, feeder and molding material for the production of a part of a mould, a core or a feeder, preferably for the production of a prototype of a mould, a core or a feeder or for the production of a mould, a core or a feeder by repairing or completing a corresponding defective or incomplete article,
  • Kit for use in a method according to the invention
  • a method for producing an article selected from the group consisting of a casting mold, core, feeder and molding compound, self-hardening or hardened, for producing a part of a casting mold, a core or a feeder with at least the following steps: (S1) producing or providing in the foundry: a first component (A), comprising a first binder component (b1) of a binder system and a quantity of a first basic molding material and a second component (B) spatially separated therefrom, comprising a second binder component (b2) of the binder system and a quantity of a second basic mold material, the first binder component (b1) and the second binder component (b2) for chemically reacting with one another and for curing a mixture of first component (A) and the second component (B) are suitable,
  • step (S2) the first component (A) and the second component (B) are contact-mixed in a predetermined mass ratio, resulting in a self-curing molding compound; during this or afterwards one (third) or more further components can be brought into contact with the mixture of these two components.
  • a third component is added when mixing the first component (A) and the second component (B) or after mixing these components.
  • Customary aggregates (additives) are often preferred as the third or further component(s), such as are already used in the production of mold material mixtures in foundry practice. For example, color pigments can be used as the third component.
  • the third component comprises a catalyst (for curing the first binder component (b1) and the second binder component (b2) together). In other cases, it is preferred that the third component is a catalyst (for curing the first binder component (b1) and the second binder component (b2) together).
  • the one or more other components used become part of the self-curing molding composition.
  • the first component (A) comprises a first binder component (b1) of a binder system and a quantity of a first basic molding material; in addition, other components may also be present.
  • the second binder component (b2) of the binder system is not contained in the first component (A).
  • the second component (B) comprises a second binder component (b2) of the binder system and a quantity of a second basic molding material; in addition, other components may also be present.
  • the first binder component (b1) of the binder system is not contained in the second component (B).
  • the first component (A1) is not a self-curing molding compound, since it only contains the binder component (b1), but not the binder component (b2).
  • the second component (B1) is also not a self-curing molding compound, since it contains only the binder component (b2) but not the binder component (b1).
  • one of the two components (A) and (B) (as a further component) comprises a catalyst for curing the first binder component (b1) and the second binder component (b2) together.
  • the "manufacture" of the casting mould, core or feeder is preferably a manufacture by repairing or completing a corresponding preliminary product.
  • a binder system used in the method according to the invention comprises or consists of the two binder components mentioned, the first binder component (b1) and the second binder component (b2);
  • the first binder component (b1) and the second binder component (b2) are each part of the first component (A) (comprising the first binder component (b1)) or the second component (B) (comprising the second binder component (b2)) in spatially separate containers.
  • Preferred configurations of the method according to the invention are defined in the following description and in the appended patent claims.
  • the method according to the invention now enables the production of a self-hardening End molding compound by the contacting mixing of only two previously produced or provided components, namely the first component (A) and the second component (B), in a predetermined mass ratio, without on-site in the foundry dosing steps for the individual in the first Substances (in particular binder components) contained in component (A) or the second component (B) must be carried out.
  • Components (A) and (B), considered individually, are preferably not self-curing and have a shelf life of several weeks.
  • a large number of binder systems can be replaced, the components of which are present as the first binder component (b1) and as the second binder component (b2) and can be chemically reacted with one another to harden a mixture of the first component (A) and the second component (B ) are suitable.
  • the binder components (b1) and (b2) mentioned can be combined with different basic mold materials and, if appropriate, other substances, so that suitable compositions are already found when producing and/or providing the first component (A) and the second component (B) through expert selection Consistencies and setting times of the self-hardening molding compound resulting in step (S2) can be specified; the requirements, which depend on the respective needs of the individual case, for the articles resulting in the process according to the invention as intermediates or products are met in a particularly simple and efficient manner with the process according to the invention.
  • the components (A) and (B) produced or provided in step (S1) ie the first component (A) and the second component (B), each comprise a quantity of a first or a second basic mold material as one of several constituents.
  • refractory base molding materials and/or heat-insulating fillers are preferably used as the base molding material.
  • heat-insulating fillers and refractory base molding materials are preferably used in combination as the base molding material in the process according to the invention.
  • refractory refers to masses, materials and in particular basic mold materials that at least briefly withstand the temperature loads during casting or during the solidification of a metal melt, preferably a steel, iron, or cast iron melt, but also, for example, a bronze or aluminum melt; preferably masses, materials and in particular basic mold materials that are defined as “refractory” according to DIN 51060 in the June 2000 version.
  • Natural and artificial refractory basic molding materials for example quartz, zirconium or chrome ore sand, olivine, vermiculite, bauxite or fireclay, are suitable as the refractory basic molding material.
  • heat-insulating fillers Materials which have a lower thermal conductivity than the aforementioned refractory basic mold materials are preferably used as heat-insulating fillers.
  • heat-insulating fillers such as are preferably used in the method according to the invention, selected from the group consisting of:
  • Hollow bodies preferably hollow spheres made from fly ash, porous bodies, preferably perlite, calcined rice hull ash, calcined kieselguhr, closed-pore micro-spheres
  • Calcined diatomaceous earth as is preferably used in the process according to the invention, is described, for example, in DE 10 2012 200 967 A1. Closed-pore hollow microspheres, as are preferably used in the context of the method according to the invention, are described, for example, in WO 2017/174826 A1. Heat-insulating core-shell particles, such as are preferably used in the process according to the invention, are described, for example, in EP 2 139626 B1.
  • the first component (A) produced or provided in step (S1) comprises a quantity of a first basic molding material and the second component (B) produced or provided spatially separately therefrom in step (S1) comprises a quantity of a second basic molding material; in many cases different basic mold materials are used as the first basic mold material and as the second basic mold material. In many cases, however, it is also preferred to use the same basic mold material as the first basic mold material and as the second basic mold material.
  • the first binder component (b1) is partly or completely, preferably completely, premixed with the amount of the first basic molding material and if in the second component (B) the second binder component (b2) is partially or completely, preferably completely, premixed with the amount of the second basic mold material.
  • the term "moulding compound” includes both a “self-curing molding compound” and a “cured molding compound”.
  • the “self-curing molding compound” is an intermediate product in the production of the “cured molding compound” or a “cured molded product” (the first component (A) and the second component (B)).
  • Casting molds, cores and risers are articles which comprise or consist of a "cured molding compound” or a "cured shaped product” (the first component (A) and the second component (B)), preferably for the purpose of repairing or completing a corresponding (incomplete or defective) preliminary product (base body).
  • a molding compound, self-curing or cured is suitable for making a part of a mold, core or sleeve.
  • step (S2) The "contacting mixing" of the first component (A) and the second component (B) in step (S2) starts as soon as the first component (A) is brought into contact with the second component (B) and ends when due the mixing operation is a self-hardening molding compound.
  • self-curing means that curing takes place without further measures; further measures to support the hardening are not ruled out, however.
  • the person skilled in the art decides whether, when carrying out the process according to the invention, the self-curing of the self-curing molding composition is or should be supported by methods for supporting the curing.
  • first component (A) and the second component (B) are mixed together in a predetermined mass ratio during contact mixing in step (S2) means that predefined masses are used for the individual components (eg according to a recipe). .
  • predefined masses are used for the individual components (eg according to a recipe).
  • the invention relates in particular and preferably to a method (as described above, preferably as described above as preferred), wherein the self-curing molding composition resulting in step (S2) is processed in one or more subsequent steps (cf. also the statements below regarding a subsequent step (S3 )) is kneaded by machine and/or manually, preferably manually, and preferably mixed homogeneously.
  • the resulting self-hardening molding composition is mixed by kneading, preferably mixed homogeneously by kneading, preferably kneaded manually; in such cases it is a deformable, preferably manually deformable, modelable plastic mass.
  • the molding composition can thus preferably be irreversibly deformed under the action of force, preferably manually, after a yield point has been exceeded, and retains the shape it has reached after the action of force.
  • Self-curing molding compositions which are kneaded in the preferred process according to the invention are not free-flowing.
  • a contacting mixing in step (S2) preferably a manual kneading (preferably kneading mixing) is followed in a development of the method according to the invention by the step of preferably manually molding the self-hardening molding composition onto other objects, in particular and preferably onto moldings, e.g. to complete or repair a incomplete or defective preliminary product (base body).
  • the manual filling of surface defects with self-hardening molding compound or the manual modeling of self-hardening molding compound on the surface of molded parts is also understood to mean manual molding, insofar as these measures include manual pressing and shaping.
  • the process of kneading and preferably also that of molding the molding composition is preferably ended before the curing process of the molding composition is complete or (even better) before it begins; this avoids the destruction of binder bridges that have already formed within the molding compound.
  • the self-curing molding compound is kneaded in the process according to the invention, it is possible in many cases to work in a more resource-saving manner and, moreover, the process can be carried out more quickly in some cases.
  • the contours of these mold prototypes are reproduced without a mold having to be created for this and without more than the first component (A) and the second component (B ) must be combined on site in the foundry.
  • step (S3) Molding (preferably manual molding) and curing the self-curing molding compound resulting from step (S2) so that a cured molded product of the first component (A) and the second component (B) results, which is preferably after the completion of the manufacturing process forms the article or a portion of the article, the method preferably being a method of manufacture by repair or completion.
  • the cured molded product forms a portion of the article.
  • step (S2) The self-curing molding compound resulting in step (S2) by contact-mixing the first component (A) and the second component (B) in a predetermined mass ratio is molded and cured in step (S3) so that a cured molded product of the first component ( A) and the second component (B) results.
  • the shaping of the self-hardening molding composition resulting in step (S2) in step (S3) preferably comprises kneading, preferably manual kneading, preferably manual kneading mixing (see above in this regard).
  • the hardening in step (S3) can be an exclusive self-hardening, or it can be supported, for example, by the methods for hardening mentioned below or other methods for hardening known to the person skilled in the art.
  • the self-curing of the self-curing molding composition in the process according to the invention is not supported by methods to promote curing; in particular, curing then does not take place in the presence of gaseous catalysts and/or not in the presence of gaseous reactants.
  • the curing of the self-curing molding composition is supported in the process according to the invention by suitable systems and/or by using suitable apparatus; the supporting measures are to be adapted to the properties and curing mechanisms of the first and the second binder component (b1) or (b2).
  • the support can be provided, for example, by targeted gassing of the (preferably by manual kneading) shaped mold material mixture with temperature-controlled air, as is known to the person skilled in the art from the process of hot curing (thermal curing).
  • the air is preferably heated to 100.degree. C. to 250.degree. C., particularly preferably to 110.degree. C. to 180.degree.
  • the molding compound can also be cured by gassing with CO2 or with a CC air mixture are supported.
  • the curing of the shaped, self-curing molding compound is also assisted by the action of microwaves or by the action of electromagnetic radiation, in particular infrared radiation.
  • the shaped, self-curing molding compound can be stored in an oven or exposed to another heat source, such as an IR radiator or an open flame, in order to accelerate the curing process.
  • Curing of the shaped self-curing molding compound is also assisted in some cases by passing electrical current through the shaped self-curing molding compound; Details are disclosed, for example, in DE 10 2017 217 098 B3 and the literature cited therein. In some cases, the hardening of the formed self-hardening molding compound is also supported by the use of carbon dioxide, such as in chapter 1.5.3 of the technical book Bendinging-Polaczek, Michaeli and Spur: Handbuch Urformen (2013), Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, ISBN 978-3-446-42035-9.
  • the hardening of the formed self-hardening molding compound is also supported by the use of esters, such as in GB 1 029 057 or in Chapter 1.5.3 of the technical book Bending-Polaczek, Michaeli and Spur: Handbuch Urformen (2013), Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, ISBN 978-3-446-42035-9.
  • Cold hardening methods and applications in the field of additive manufacturing can also be combined with methods according to the invention.
  • That the cured molded product of the first component (A) and the second component (B) forms the article or a portion of the article upon completion of the manufacturing process means that (i) the article is made solely of the cured molded product of the first components (A ) and the second component (B) or (ii) the cured molded product of the first component (A) and the second component (B) forms a portion of the article, preferably forms a portion of the article which when the article is cast with cast metal comes into contact and the rest of the article is made of a different material.
  • the self-curing molding composition resulting in step (S2) is preferably kneaded in the method according to the invention, preferably kneaded manually and used for repair, namely for filling such surface defects, regardless of whether the casting mold or the core is made of the same material as the cured molded product formed from the self-curing molding material.
  • the hardened molded product forms a portion (e.g. a filled cavity) of the finished, i.e. repaired, article (e.g. mould). ).
  • the hardened shaped product forms a portion of the article that will contact the liquid cast metal during casting.
  • the article produced therewith consisting essentially, preferably consisting entirely of the cured shaped product of the first component (A) and the second component (B), is a contour pad.
  • the term “contour pad” is understood to mean mold inserts, produced from molding compound or molding material, which form an area of a casting mold that at least partially reproduces the contours of the subsequent cast part.
  • Contour pads which, due to their ingredients, are capable of a thermite reaction after activation through contact with liquid cast metal are also referred to as "exothermic heating pads" in the context of this text in accordance with the usual professional understanding; cf. in this respect also the statements on exothermic heating pads further down in the present text.
  • Such a contour pad is preferably produced in a foundry using apparatus-based aids, in particular by means of a molding box.
  • Such a separately manufactured contour pad is manufactured independently of a mold used for casting a workpiece.
  • step (S2) With the help of the self-hardening molding composition resulting from step (S2), such a contour pad can be produced in a foundry as required and in a simplified manner, also manually.
  • the self-hardening molding composition is molded manually onto a mold model, with kneading preferably preceding the manual molding.
  • kneading preferably preceding the manual molding.
  • One or more automatically prefabricated or manually formed on site (preferably formed by kneading) contour pads are preferably inserted or formed into recesses that are present in a base body (i.e., a preliminary product) of a casting mold. Areas of the casting mold used to produce the casting are preferably formed by means of one or more corresponding contour pads, which come into contact with the liquid cast metal during casting.
  • the article for delimiting at least sections of a cavity for accommodating cast metal has a first delimitation area and a second delimitation area adjacent thereto, preferably adjoining it, of a different composition , wherein the first restricting portion is formed from the cured molded product of the first component (A) and the second component (B).
  • the second delimitation area can be part of the base body (pre-product) of a casting mold, for example.
  • the first delimitation area can be part of the filled-in recesses of such a base body; such recesses are preferably filled in during manufacture of the article by repairing or completing the preliminary product.
  • first component (A) and/or the second component (B) comprise constituents which are present at least in the cured shaped product after step (S3). or in the article available after completion of the H first live r process in such a way that they can be brought together by heating to a thermite reaction, eg an aluminothermic reaction.
  • the articles are present in such a way that at least the ingredients of individual areas can be brought together by suitable activation to a strongly exothermic reaction, preferably a thermite reaction, e.g. an aluminothermic reaction.
  • a strongly exothermic reaction preferably a thermite reaction, e.g. an aluminothermic reaction.
  • Thermite reactions are known to those skilled in the art.
  • the thermite reaction is activated by the liquid metal during casting.
  • the person skilled in the art uses the substances known to him, which after suitable activation react with one another in a thermite reaction, as part of one or both of the first component (A) and second component (B) produced or provided in step (S1). ).
  • the person skilled in the art uses aluminum in the first component (A) and/or the second component (B) and iron oxide in the same and/or other of said components (A) and (B).
  • the method according to the invention is suitable in a particularly preferred manner for the production of casting prototypes; it enables individual manual adjustments to the geometry (especially the first delimitation area), so that iterative optimization of the manufacturing process is simplified. For example, it is possible to try out in individual casting tests, without an unfavorably high expenditure of time and/or money, whether and if so at which positions the use of exothermic heating pads appears sensible for later series production. If, for example, during the first casts using a casting mold of the casting prototype, cavities form in or on the casting prototype, individual or several areas of the corresponding casting mold are preferably redesigned using the method according to the invention so that they Function essentially correspond to an exothermic heating pad.
  • the contours of these base bodies are reproduced by the molding compound in the method according to the invention by kneading during manual modeling of self-hardening molding compound on the surface of base bodies of casting molds, without a molding box having to be created and without more than the first component (A) and the second component (B) must be dosed on site in the foundry; at the same time, with proper choice of material (see above), a hardened molded product or portion of an article is thermite-reacted by heating, preferably by heating from contact with liquid cast metal.
  • individual or multiple areas of the casting mold are configured in a time-, cost- and resource-saving manner in such a way that their function essentially corresponds to an exothermic heating pad.
  • the method according to the invention is preferably used to determine, without an undesirably high cost and/or time expenditure, in the manner of a test method, whether the formation of cavities can be avoided by using exothermic heating pads.
  • the basic suitability of the procedure has been determined - it can be determined with the method according to the invention, preferably without an undesirably large expenditure of money and/or time, at which points, in which volumes and in which number exothermic heating pads on a respective casting mold for a casting prototype - pen should be used to avoid void formation.
  • the method according to the invention then precedes the serial production of exothermic heating pads.
  • the molding composition resulting from step (S2) is kneaded from the first component (A) and the second component (B) before curing (and preferably shaped during or after kneading, in particular on a object is molded or modeled) and is then present in the cured molded product after the step (S3) or in the article after the completion of the manufacturing process in such a way that it can be caused to undergo a thermite reaction by heating.
  • a method according to the invention (as described above, preferably as described above as preferred) is preferred, wherein the shaping in step (S3) is carried out manually or automatically, preferably manually and/or (preferably "and") a molding material (i.e. a molding composition comprising molding material (e.g. refractory molding material or heat-insulating filler), binder and optional additives) is molded using automated molding equipment.
  • step (S3) the molding of the self-curing molding composition resulting in step (S2) is automated, particularly preferably using apparatus-based aids, in particular a molding device.
  • the self-hardening molding composition resulting from step (S2) is preferably fed to the molding device in a repetitive sequence.
  • a curable article is produced from the self-curing molding compound in a continuous sequence.
  • “Exo-tablets” or “exothermic lids” are preferably produced automatically from the self-hardening molding compound, which are used, for example, in connection with natural feeders.
  • exotablet refers to a solid platelet made from a molding compound or a molding material, such as that marketed by HA KOVOCHEM as “exotablet”. Exotablets also lose when exposed to the heat released during casting Cast metal regularly decreases in strength and can, if necessary, crumble into an exothermically reacting powder and thus act as an exothermic feeder cover.
  • the feeder is sealed on the upper side of the melt during the casting process and thus thermal insulation is achieved, and their preferred exothermic effect prevents premature cooling of the melt within the feeder.
  • a molding compound is formed using an automated molding plant, preferably a molding plant with vertical mold separation, when producing the second boundary region. This preferably results in at least that part of the casting mold which forms the second delimitation area, which is arranged adjacent to the first delimitation area for receiving cast metal.
  • Such molding systems preferably have two model halves, one of which is particularly stationary or mounted on a substantially movable, particularly preferably linearly movable plunger and the second model half is mounted on a preferably pivotable and at the same time linearly movable mold plate.
  • the first and second pattern halves delimit, at least laterally, a mold chamber on the molding plant, into which the mold material for forming the second delimitation area of the article to be produced is fed.
  • the second boundary region that at least partially forms the article can be formed into a part of the casting mold with or without the self-hardening molding compound that forms the first boundary region.
  • a method according to the invention is preferred (as described above, preferably as described above as preferred), in which first the first delimitation area of the article is formed and then the second delimitation area is molded onto the first delimitation area, with the first delimitation area preferably being molded onto a mold model or first molding the second border of the article and then molding the first border to the second border. Details can be found in the accompanying drawings and the explanations below in the present text.
  • step (S2) Preference is given to a method according to the invention (as described above, preferably as described above as preferred), wherein the contact mixing of the first component (A) and the second component (B) in step (S2) takes place at least partially manually, preferably exclusively manually and/or or at least partially without electrical support of the mixing process.
  • the contacting mixing in step (S2) proceeds directly to subsequent process steps, e.g. to shaping steps (preferably step (S3)).
  • Manual contact mixing is preferred in each case; however, the contacting mixing can also be assisted or carried out by machines.
  • the contacting mixing is preferably carried out manually, in particular when the self-curing molding composition is kneaded in the process, preferably kneaded manually. More preferably, the contact mixing is done manually.
  • step (S2) Filling an intended or unintended recess (i.e. completion or repair) in a surface area of a molded part, preferably an area for delimiting at least sections of a cavity for receiving cast metal, with the self-curing molding composition resulting from step (S2).
  • This method is used, for example, when repairs to surface defects in casting molds need to be carried out particularly quickly, and particularly when the casting mold does not need to be transported for a repair.
  • the contacting mixing of the first component (A) and the second component (B) in step (S2) is carried out manually (see above).
  • the method according to the invention is then carried out on site in such a way that there is no delay in the operational sequence.
  • the method according to the invention is used quickly and in a resource-efficient manner where only individual areas of a casting mold are to be equipped with insulating or exothermic properties. For example, such areas of a casting mold are first deliberately left out or prepared and then filled with the self-curing molding compound in the process according to the invention, i.e. completed.
  • the first boundary region is preferably formed subsequently.
  • the molding compound is directly adjacent to the molding material forming the second delimitation area.
  • a recess is preferably filled in a surface area of the article using a model section or a template to be applied in this area. This ensures that in the area of a recess filled with the self-hardening molding compound, a predetermined contouring is produced on the article, in particular on the casting mold, and thus a desired shape of the cast part to be produced.
  • a method according to the invention (as described above, preferably as described above as preferred) is preferred, in which the first component (A) and/or the second component (B) contains a catalyst (c) for catalyzing the chemical reaction between the first binder component (b1) and the second binder component (b2).
  • first component (A) and/or the second component (B) contains a catalyst (c) which catalyzes the chemical reaction between the first binder component (b1) and the second binder component (b2).
  • the hardening can be accelerated in many cases or the setting time can be set in such a way that a reproducible period of time for the hardening of the self-hardening molding compound results and the process is therefore in many cases particularly predictable and resource-saving and in particular without delaying other operational processes in the foundry can be carried out.
  • step (S1) as a component of the basic mold material, preferably as basic mold material, in the first component (A) and/or the second component (B) according to DIN 51060 as fireproof basic mold material is used, preferably selected from the group consisting of: - Natural and artificial mold base materials and mixtures thereof, preferably wholly or partially selected from the group consisting of:
  • step (S1) as a component of the basic mold material, preferably as basic mold material, heat-insulating filler is used in the first component (A) and/or the second component (B), preferably selected from the group consisting of:
  • Hollow bodies preferably hollow spheres made from fly ash, porous bodies, preferably perlite, calcined rice hull ash, calcined kieselguhr, closed-pore micro-spheres
  • first component (A) comprising binder component (b1) and/or the second component (B) comprising binder component (b2) additionally comprises one, two, three or more further ingredients, independently selected from the group consisting made of: metallic materials selected from the group consisting of aluminium, magnesium, silicon, titanium, their alloys and their mixtures with one another or with other metallic materials
  • Meta II oxide preferably selected from the group consisting of iron oxide, manganese oxide and mixtures thereof
  • Lithium silicate - cordierite and Alkaline nitrate preferably selected from the group consisting of sodium nitrate, potassium nitrate and mixtures thereof.
  • ingredients listed and their use in molding compounds or in articles made from them are known to the person skilled in the art.
  • the fact that one, two, three or more other ingredients are selected independently from the groups mentioned means that the selection of a first material has no effect on the selection of a subsequent material or materials. Likewise, the selection of each additional material has no effect on the selection of the following materials.
  • binder system is selected from the group consisting of:
  • (G1) Polyurethane no-bake systems, with the first binder component (b1) preferably being a polyol component, preferably selected from the group consisting of phenolic resins, preferably ortho-, ortho' -condensed phenolic resoles, and aliphatic polyol compounds, and the second binder component (b2) is a polyisocyanate component, preferably a polyisocyanate component comprising methylenedi(phenyl isocyanate), the first component (A) and/or the second component (B), preferably component (A), being a catalyst (c) contains or contain, preferably selected from the group consisting of 4-phenylpropylpyridine and liquid amines, preferably methylimidazole or vinylimidazole; (G2) acid-hardening cold resins, preferably the first binder component (b1) is selected from:
  • Furan resins, phenolic resins or combinations thereof and the second binder component (b2) comprises one or more acidic components, selected independently from one another: - sulfonic acids, particularly preferably paratoluene sulfonic acid, xylene sulfonic acid,
  • benzenesulfonic acid methanesulfonic acid mixtures of sulfonic acids and organic acids, particularly preferably mixtures of sulfonic acids and lactic acid;
  • (G3) inorganic binder systems preferably inorganic binder systems comprising water glass, particularly preferably inorganic binder systems comprising (i) water glass and esters or (ii) water glass and amorphous particulate silicon dioxide; (G4) epoxy resins, wherein preferably the first binder component (b1) comprises an epoxy-containing compound, preferably selected from the group consisting of: glycidyl-based epoxy resins, bisphenol-based epoxy resins, novolak epoxy resins, aliphatic epoxy resins and / or halogenated epoxy resins and the second binder component (b2) comprises a polyfunctional amine, preferably selected from the group consisting of: polyfunctional aromatic amines, preferably 1,3-diaminobenzene, polyfunctional aliphatic amines, preferably diethylenetriamine or 4,4'-methylenebis(cyclohexylamine) and/or or dicarboxylic anhydrides, preferably hexahydrophthalic anhydride.
  • polyurethane no-bake systems (G1) are preferred in many cases in the process of the invention. Compared to the prior art, e.g. DE10104289 B1, polyurethane cold box binder systems used, polyurethane no-bake systems (G1) have the advantage that gassing with a gaseous catalyst (tertiary amine) is not necessary, so that a corresponding amount of equipment is required omitted.
  • a gaseous catalyst tertiary amine
  • step (S2) It is generally preferred to carry out a process according to the invention in such a way that the curing of the self-curing molding composition resulting in step (S2) does not take place in the presence of gaseous catalysts and/or not in the presence of gaseous reactants.
  • the first binder component (b1) of a polyurethane no-bake binder system (G1) as defined above contains no polyisocyanate and the second binder component (b2) of a polyurethane no-bake binder system (G1) as defined above contains none
  • the first binder component (b1) of an acid-hardening cold resin (G2) as defined above contains no acidic constituents selected from sulfonic acids, mixtures of sulfonic acids and organic acids, and mixtures of inorganic acids.
  • the second binder component (b1) of an acid-curing cold resin (G2) as defined above contains no component selected from furan resins, phenolic resins and combinations thereof.
  • acid-hardening cold resins is not preferred in the method according to the invention for those embodiments whose ingredients are to be brought to a thermite reaction by suitable activation after self-hardening or hardening.
  • the recipe should be designed in such a way that the components of the binder system do not react in an undesired manner with other components of the molding compound.
  • aluminum e.g. B. reacts with acids and alkalis releasing hydrogen; the corresponding combination should therefore be avoided.
  • the first binder component (b1) comprises water glass, preferably water glass and surfactants
  • the second binder component (b2) comprises esters, preferably esters and particulate amorphous SiO2.
  • the first binder component of the inorganic binder system (G3) contains no ester and no particulate amorphous S1O2
  • the second binder component of the inorganic binder system (G3) contains no water glass.
  • the first binder component (b1) of an epoxy resin binder system (G4) as defined above contains no polyvalent amine
  • the second binder component (b2) of an epoxy resin binder system (G4) as defined above contains no epoxy resin
  • the person skilled in the art preferably selects the respective chemical compositions of the first binder component (b1) and the second binder component (b2) in such a way that a reaction between ingredients of the first binder component (b1) and ingredients of the second binder component (b2) only occurs when the first component (A) and the second component (B) in step (S2).
  • step (S2) comprises: 82 to 98% by weight, preferably 84 to 96% by weight, particularly preferably 86 to 96% by weight, of basic molding material, very particularly preferably 92 to 95% and/or
  • step (S2) selects the minimum proportion of basic molding material in the first component (A) and the second component (B) and in the self-curing molding compound resulting in step (S2) according to the requirements of the individual case.
  • refractory basic molding materials are preferably used in the process according to the invention (as described above, preferably as described above as preferred); it is preferred that the self-hardening molding composition resulting in step (S2) comprises: up to 84% by weight, preferably 40 to 80% by weight, particularly preferably 60 to 80% by weight, of refractory basic molding material, preferably selected from the group consisting of: natural and artificial mold base materials and mixtures thereof, preferably selected in whole or in part from the group consisting of:
  • heat-insulating fillers are preferably used in the process according to the invention (as described above, preferably as described above as preferred); it is preferred that the self-curing molding composition resulting in step (S2) comprises: up to 84% by weight, preferably 40 to 80% by weight, particularly preferably 60 to 80% by weight, of heat-insulating fillers, preferably selected from the group consisting of:
  • Hollow bodies preferably hollow spheres, made from fly ash porous bodies, preferably perlite, calcined rice hull ash, calcined diatomaceous earth, closed-pore microspheres
  • step (S2) selects the composition of the self-curing molding composition resulting in step (S2) such that articles with the properties preferred in each individual case result.
  • the person skilled in the art selects the composition of the self-curing molding composition resulting in step (S2) such that articles with the properties preferred in each individual case result.
  • he takes into account the reactivity of the materials used with each other as well as the density, thermal conductivity (insulating effect) and thermal stability of the substances used.
  • a method according to the invention (as described above, preferably as described above as preferred) is preferred, wherein the first basic mold material and the second basic mold material have essentially the same or an identical chemical composition or have a different chemical composition.
  • the (mean) grain diameter is determined by sieving according to the VDG leaflet (that is, the leaflet of the "Association of German Foundry Experts") P 27 from October 1999, point 4.3, which specifies the use of test sieves according to DIN ISO 3310.
  • Preference is given to a method according to the invention (as described above, preferably as described above as preferred), in which the first and/or second basic mold material is selected from the group consisting of natural and artificial basic mold materials and mixtures thereof, preferably completely or partially selected from the group consisting of
  • Quartz, zirconium or chrome ore sand, olivine, vermiculite, bauxite, chamotte and mixtures thereof and/or the first and/or second basic mold material consists at least partially of recycled basic mold material, preferably at least 30% by weight of recycled material
  • Basic molding material particularly preferably at least 60% by weight, very particularly preferably at least 90% by weight.
  • step (S2) manual contacting mixing of the first component (A) and the second component (B) takes place, preferably if in the method according to the invention in step (S2) manual contacting mixing of the first component (A) and the second component (B) and the self-curing molding composition is manually kneaded in one or more subsequent steps, preferably in a step (S3), the temperature range specified here is preferred in step (S2).
  • the manual kneading can thus take place without the need for heating or cooling between the contact mixing in step (S2) and the manual kneading in one or more subsequent steps in order to create desired working conditions for manual processing.
  • the specified temperature range is also preferred in many other cases, for example when the self-curing moldable composition is in a free-flowing form or when manual mixing does not occur in the process according to the invention.
  • the cured molding composition has a flexural strength of more than 100 N/cm 2 , preferably more than 200 N/cm 2 , particularly preferably more than 300 N/cm 2 (flexural strengths were determined using a +GF+ test bar and using a Multiserw flexural strength tester from MOREK, preferably determined taking into account the VDG leaflet P72 in its version from October 1999, points 4 and 5.3, using a GF test bar) and/or (preferably "and") the shaping and Curing of the self-curing molding compound resulting in step (S2) takes place in step (S3) within a period of 1 to 60 minutes, preferably within a period of 2 to 30 minutes, particularly preferably within a period of 5 to 20 minutes, very particularly preferably within a period of 5 to 10 minutes.
  • Preferred is a method according to the invention (as described above, preferably as described above as preferred) for the production of an article selected from the group consisting of casting mold, core and feeder, with the following steps after the contact mixing of the first component (A) and the second Component (B) in step (S2):
  • the arrangement preferably comprising shaping the self-hardening molding composition, then, during hardening or after hardening of the self-hardening molding composition, introducing a molding material into the molding chamber or the molding box, wherein the molding material arranged in the molding chamber or the molding box is preferably at least partially enclosed by the molding material.
  • the self-hardening molding composition is brought into position in a targeted manner in the molding chamber or molding box; the preferred embodiment provides for the self-hardening molding compound to be arranged in a mold chamber or molding box, with the molding compound preferably coming into contact with a mold or a pattern plate.
  • the self-hardening molding compound is preferably arranged at a predetermined point or a predetermined position where it comes into contact with the liquid cast metal when pouring liquid cast metal; preferably, the self-hardening molding compound at the respective point or position contributes to keeping the cast metal in the liquid state for a minimum period of time, which is particularly preferably predetermined.
  • a molding material is introduced into the molding chamber or the molding box in a subsequent step; in some cases a molding material with a different chemical composition than the composition of the self-hardening molding compound that was placed in the molding chamber or flask in a previous step is used for this purpose.
  • the molding material added in the subsequent step then forms the second delimitation region with a different composition in the resulting article for delimiting at least sections of a cavity for receiving cast metal.
  • the self-hardening molding compound preferably comprising components which (preferably by heating) can be brought to a thermite reaction with one another and/or to Manufacture of a casting mold having a feeder or core placed therein Placing a feeder or core within the mold chamber or flask, a portion of the feeder and/or core being a cured molded product of the first component (A) and the second component (B). .
  • the molding of the self-hardening molding composition onto a model plate delimiting the mold chamber for the casting mold and/or onto a mold model forming the mold cavity of the article to be produced is preferably carried out by hand.
  • the self-hardening molding compound is applied to the designated areas of the model plate and/or mold model molded.
  • the areas of the model plate and/or mold model equipped with the self-hardening molding compound define surface areas which—after removal of the model plate or mold model—delimit at least sections of a cavity for receiving cast metal.
  • the self-hardening molding compound is arranged in the mold chamber or the mold box by inserting a feeder or a core inside the mold chamber or the mold box.
  • an already hardened molding material is preferably arranged as a hardened molded product in the form of (part of) a feeder or a core in the molding chamber or the molding box.
  • the cured molded product is preferably formed in step (S3) of the method of the present invention.
  • Such a feeder or core is a preferably prefabricated product consisting at least in part of the cured molded product of the first component (A) and the second component (B) which are mixed and hand or automated, preferably hand, into the product were formed.
  • a thermite reaction occurs preferentially in the hardened molded product, which keeps the cast metal fluid longer in the portion of the cavity provided with the hardened molded product. In this way, the solidification behavior of the cast part areas is specifically influenced and unwanted material defects in the cast part are reduced, preferably avoided.
  • a method according to the invention (as described above, preferably as described above as preferred) is preferred, in which the article produced is separated from the model plate or the mold model.
  • the manufacture of the article can take place, for example, in a molding chamber of an automated molding line; For this purpose, molding material is shot into the mold chamber and preferably compressed therein.
  • the mold chamber is a mold space for creating the article, the wall areas of which depict surface areas of the article to be manufactured. Natural sands, semi-synthetic molding sands or synthetic molding materials are preferably used as the basic molding material, which are introduced into the molding chamber, preferably shot into the molding chamber under high pressure.
  • the molding material is preferably precompacted.
  • the molding material introduced into the molding chamber is preferably additionally compressed by a compressive force acting on the molding material.
  • the compaction can take place, for example, with the aid of two model plates of the automated molding plant that can be moved relative to one another. To generate the relative movement between the pattern plates, at least one of the pattern plates is moved linearly towards the other relative to the latter. This reduces the distance between the model plates and the molding material inside is compressed.
  • the model plates which are essentially parallel to one another, are surrounded on the peripheral side by fixed chamber walls. After the molding material has been compressed, the article has solidified to such an extent that it can be separated from the model plate or the mold model. When the article is separated from the model plate and/or the mold model, the cavity for receiving cast metal becomes accessible on the manufactured article.
  • the method according to the invention is carried out in many cases using a conventional molding box with a high proportion of manual work.
  • the invention relates to an article selected from the group consisting of mould, core and feeder, producible by a method according to the invention as described above, preferably as described above as preferred, comprising a first region which is formed from a hardened molded product the first component (A) and the second component (B), and a second region formed of a material of different composition.
  • the invention is based on the finding that using an article according to the invention, which is designed as a casting mold, core or feeder and can preferably be produced using a method according to the preferred embodiments described above, enables the production of a cast part whose solidification behavior during the cooling process is targeted is influenced and thus the formation of material defects within the casting can be avoided.
  • the article of the present invention comprises at least one portion, also referred to as a first portion, formed from a cured molded product of the first component (A) and the second component (B).
  • a first portion formed from a cured molded product of the first component (A) and the second component (B).
  • such an article made in accordance with the present invention may have a plurality of such first regions of the cured molded product.
  • the second area preferably consists of a material with a different composition.
  • the article preferably consists to a large extent, i.e. more than 50%, preferably more than 80%, of this material, which has a different composition, and therefore not of the product of the first component (A) and the second component (B) .
  • the article for delimiting at least sections of a cavity for accommodating cast metal has a first delimitation area and a second delimitation area adjacent thereto, preferably adjoining it, of a different composition , wherein the first restricting portion is formed from the cured molded product of the first component (A) and the second component (B).
  • the hardened molded product of first component (A) and second component (B) forms at least one surface area defining at least portions of a cavity for receiving cast metal.
  • the cured molded product of the first component (A) and the second component (B) resulting in step (S3) of a preferred method according to the invention is preferably arranged near the surface or forms parts of the surface of a mold cavity, for example in a casting mold, on a core or on a feeder.
  • the hardened shaped product comprises ingredients which react with each other in a thermite reaction upon contact with liquid cast metal; therefore, the hardened molded product of the first component (A) and the second component (B) preferably makes direct contact with the cast metal charged in the cavity of the mold or rising in the riser.
  • the first boundary region of the cavity which is preferably formed from the hardened molded product of the first component (A) and the second component (B), is heated by the cast metal and the starting temperature to be reached for the thermite reaction then taking place is reached.
  • the second delimitation region which also delimits the cavity for receiving the cast metal, is formed from a material with a different composition, such as a molding material that is used to form casting molds or individual molded parts of a casting mold or also for cores and/or feeders; Corresponding molding materials are customary in the field of the foundry industry and are known to those skilled in the art.
  • the invention also relates to a kit for use in a method (as described above, preferably as described above as preferred), at least comprising as or in a first component of the kit a quantity of a first component (A), comprising a first binder component (b1) and molding material as or in a second component of the kit, a quantity of a second component (B), comprising a second binder component (b2) and basic molding material, the first and the second component of the kit being arranged spatially separately from one another.
  • A a quantity of a first component
  • B comprising a second binder component (b2) and basic molding material
  • the invention also relates to a method for producing a metal casting by metal casting in a casting mold, comprising the steps:
  • an article selected from the group consisting of casting mold, core and feeder according to a method according to the invention as described above, preferably as described above as preferred, and inserting the article to limit at least portions of a cavity for receiving cast metal, wherein the article has a first demarcation region and a second demarcation region of different composition adjacent thereto, preferably contiguous thereto, the first demarcation region being formed from the hardened formed product of the first component (A) and the second component (B), - contacting the cast metal at least with the first perimeter of the manufactured article during casting.
  • the method according to the invention for producing a metal casting helps to produce a metal casting in a simplified manner and to influence its solidification behavior during cooling during the casting process in such a way that no casting defects occur and the finished casting has no material defects.
  • both the mold and a core to be used in the production of the casting, as well as a feeder usually to be used in sealing the cavity of the mold can consist at least partly of a cured molded product (cured molded compound) composed of the first component (A ) and the second component (B).
  • the method according to the invention is particularly suitable for the production of casting prototypes; it enables individual manual adjustments to the geometry (especially the first delimitation area), so that iterative optimization of the manufacturing process is simplified.
  • the article produced in the first step of the method comprises (at least) a first delimitation region, which consists of a hardened molded product (cured molded molding compound) and is used to delimit at least a portion of the cavity for receiving cast metal. Adjacent to, preferably adjacent to, (at least) a second delimitation area is provided which has a different composition.
  • the first delimitation area is heated.
  • a thermite reaction is initiated in the hardened molding compound that forms the first boundary region of the cavity for the cast metal.
  • certain volume areas of the cast metal are kept in liquid form for so long that they solidify later than other volume areas of the cast metal; the occurrence of casting defects within the casting can thus be avoided or reduced by means of the method according to the invention.
  • the mixing ratios used, the materials used, i.e. basic mold materials, binder components, catalyst and other components are only examples and other concentrations, materials and material combinations can also be used; for the corresponding properties see the above description.
  • Pentex 34V44 The components used, Pentex 34V44, Pentex 35V92, Pentex 36003 and Pentex 36003B, were manufactured by HA France (ZI de Pont-Brenouille, BP 309, 60723 Pont Ste Maxence, France) related.
  • the quartz sand used is quartz sand, type H32 from the company Quartzwerke GmbH.
  • This example describes, by way of example, the implementation of a process according to the invention for the production of a self-curing molding composition with and without the use of thermite mixtures.
  • first component (A) Preparation of a first component (A) (without substances that can be brought to a thermite reaction with one another by heating); hereinafter also referred to as the first component (A-0).
  • first component (A) (with substances that can be brought to a thermite reaction with one another by heating); hereinafter also referred to as the first component (A-T).
  • Example 1.1-1 the 1000 g of quartz sand were replaced by a conventional thermite mixture comprising aluminum powder, powdered Fe 2 Ü3, potassium nitrate powder, fillers and igniters (exemplary for substances that can be brought into a thermite reaction with one another by heating). and instead of vessel 1 .1-1 vessel 1 .1-2 is used. Except for these changes according to the procedure In Example 1.1-1, a mixture was prepared as an example of a first component (A) (component (AT)), comprising a first binder component (b1) of a binder system, a quantity of a first basic mold material and substances which, by heating, lead to a thermite reaction can be brought together. 1 .2 Making a second component (B)
  • quartz sand H32 quartz sand H32 (quartz works) were placed in a second vessel (vessel 1.2-1), spatially separate from the first vessel (vessel 1.1-1 or 1.1-2).
  • Example 1.2-1 the 1000 g of quartz sand were mixed with a conventional thermite mixture comprising aluminum powder, powdered Fe 2 Ü3, potassium nitrate powder, fillers and ignition agents (example of substances that can be brought to a thermite reaction with one another by heating ) and used vessel 1 .2-2 instead of vessel 1 .2-1. Except for these changes according to the procedure from Example 1 .2-1, a mixture was prepared as an example for a second component (B) (component (BT)), comprising a second binder component (b2) of a binder Isystems, a quantity of a second basic molding material and substances that can be brought to a thermite reaction by heating.
  • component (BT) component
  • b2 second binder component
  • b2 second binder component
  • component A component (component (A-0))
  • component B component (component (B-0)
  • (A-0) can be combined with (B-T) or (A-T) with (B-0) in a similar way.
  • Example 2 Influence of the amount of binder on strength and working time
  • component (A) and component (B) were intimately mixed and kneaded manually in a third mixing vessel (vessels 2.3-1, 2.3-2 and 2.3-3) for about 2 minutes; in each case, component (A1) (according to Table 1) with component (B1) (according to Table 2), component (A2) (according to Table 1) with component (B2) (according to Table 2) and component (A3) (according to Table 1) mixed with component (B3) (according to Table 2), resulting in a self-curing molding compound: molding compound (F2-
  • a self-hardening molding compound kneaded according to Example 2.3 above (molding compounds (F2-1), (F2-2) and (F2-3)) was molded onto a prototype model by kneading and pressed onto it and allowed to self-harden at room temperature (approx 20 °C) left there. After a waiting time of about 30 minutes, the self-hardening molding compound had hardened to such an extent that it could be replaced as part of a molded part in cast iron.
  • the time for the mixture to set (cf. information under "Set” in Table 3)) is determined by using a molding compound freshly prepared according to Example 2.3 above (molding compounds (F2-1), (F2-2) and (F2- 3)) is placed in a vessel (vessels 2.6-1, 2.6-2 and 2.6-3), the mixture is in each case compacted by hand and the surface is smoothed off. Immediately after peeling off, a stop watch is started. The surface is then tested at regular intervals using a mold compaction tester (type GF80, from Georg Fischer AG) using the ball indentation method (ball diameter 4 mm) until a value of 80 is reached. This time is noted in minutes (rounded) for the mixture to "tighten” (cf. information under "Tightened” in Table 3).
  • the time for the mixture to set was determined with a test device (model VC40, PROLABO) as follows: The mixture freshly prepared according to Example 2.3 above (molding materials (F2- 1), (F2-2) and (F2-3)) is placed in a vessel (vessels 2.7-1, 2.7-2 and 2.7-3), the mixture is in each case compacted by hand and the surface is smoothed off. Immediately after peeling off, a stop watch is started. The container is placed under the needle (300 g weight, 1 mm diameter) of the test device and the test is carried out until the needle no longer penetrates the sand mixture. At this point, the stopwatch is stopped and the time is noted as the setting time (see information under "Set” in Table 3) in minutes (rounded).
  • a first vessel (vessels 3.1-1, 3.1-2 and
  • component (A) and component (B) filled under nitrogen and stored for approx. 6 weeks.
  • a mixing vessel vessels 3.3-1, 3.3-2, 3.3-3,
  • a self-hardening molding composition kneaded according to Example 3.3 above (moulding compositions (F3-1), (F3-2) and (F3-3)) was molded onto a prototype model by kneading and pressing it onto it and self-hardening at room temperature (approx. 20 °C) left there. After a waiting time of about 30 minutes, the self-hardening molding composition had hardened to such an extent that it could be replaced as part of a molded part in cast iron.
  • a casting mold with a surface defect (defect volume approx. 20 cm 3 ) was provided as the base body (preliminary product).
  • a self-curing molding compound kneaded according to Example 3.3 above (molding compounds (F3-1), (F3-2) and (F3-3)) was molded into the respective surface defect by kneading and pressing; then the contour of the molded molding compound was adjusted to the contour of the casting mold with the aid of a spatula. After a waiting time of about 30 minutes at room temperature (about 20 °C), the self-hardening molding compound had hardened to such an extent that a casting mold (as an example of an article manufactured by repair) resulted that could be used in iron casting.
  • the time for the mixture to set (cf. information under "Set” in Table 4) is determined by using a mixture freshly prepared according to Example 3.3 above (molding compounds (F3-1), (F3-2) and (F3- 3) is placed in a vessel (vessels 3.6-1, 3.6-2 and 3.6-3), the mixture is compacted by hand in each case and the surface is smoothed off. Immediately after scraping, a stopwatch is started. The surface is then in each case tested at regular intervals using a mold compaction tester (type GF80, from Georg Fischer AG) using the ball indentation method (ball diameter 4 mm) until a value of 80 is reached. is noted in minutes (rounded) (see information under "Dressed” in Table 4). 3.7 Investigations into the setting of molding material mixtures (strip time)
  • the time for the mixture to set was determined using a test device (model VC40, PROLABO) as follows:
  • the mixture freshly prepared according to Example 3.3 above (molding compounds (F3-1 ), (F3-2) and (F3-3) is each placed in a vessel (vessels 3.7-1, 3.7-2 and 3.7-3), the mixture is in each case compacted by hand and the surface in each case is smoothed off a stopwatch is started after peeling off, the jar is placed under the needle (300g weight, 1mm diameter) of the tester at a time, and the needle is repeatedly lowered until the needle stops penetrating the sand mixture, at which time the stopwatch is stopped and the time is noted as the setting time (see information under "Set” in Table 4) in minutes (rounded).
  • Fig. 2 a view of the model plate and the model with one at a critical
  • Fig. 3 a view of a section of a mold chamber or a mold box, in which the model plate and the mold model with the self-hardening
  • Molding compound are arranged, wherein the mold chamber is filled with molding material
  • Fig. 6 is a view of a finished casting formed from the mold.
  • FIG. 1 shows a model plate 2 with a mold model 4 arranged on it, which in a method for producing an article 1 according to the invention (FIG. 4), preferably a casting mold, particularly preferably a first mold part 10 of a casting mold (FIG. 4), is used.
  • a casting mold particularly preferably a first mold part 10 of a casting mold (FIG. 4)
  • the mold plate 2 can be used with the mold model 4 arranged thereon, for example in a molding box not shown in detail or forms part of a mold chamber in the form of a movably held press plate not shown in detail of an automated molding plant. At least regions of the molding box or the molding chamber of the molding plant are delimited with the aid of the pattern plate 2 .
  • a self-hardening molding compound 6 is arranged on a “critical area” of the mold model 4, in particular molded onto it, with the molding compound 6 preferably being shaped by manual kneading.
  • the molding composition is previously according to a method according to the invention from a first component (A) and a second component (B) has been prepared (reference is made to the statements above).
  • a “critical area” is an area of the mold pattern in the vicinity of which material defects, in particular cavities within the cast metal, can occur during the manufacture of the cast part, in particular when the cast metal solidifies, due to insufficient replenishment.
  • the mold model essentially corresponds to the shape of the subsequent cast part, with the mold model possibly having a corresponding oversize to the finished cast part, taking into account the degree of shrinkage.
  • the molding material 6 formed from a first component (A) and a second component (B) comprises components which can be brought to a thermite reaction with one another by heating; these ingredients were previously contained in the first component (A) and/or the second component (B).
  • the molding compound 6 is preferably kneaded onto the “critical area” of the mold model 4 by hand and hardened there.
  • several quantities of such molding compounds 6 can be distributed evenly around the circumference of the mold model, in order to form several exothermic centers.
  • the molding compound can be in the form of a prefabricated contour pad.
  • the self-hardening molding compound is preferably formed beforehand in a mold provided for this purpose to form a contour pad of a predetermined shape.
  • a prefabricated and usually already hardened contour pad has a shape that is adapted to the respective area of the mold model 4 to which the contour pad is to be placed. The contour pad is placed or applied to the designated areas of the mold and, if necessary, fixed to it.
  • Fig. 3 shows the result of a subsequent step of the method according to the invention, in which a molding material 8, comprising a binder and a molding material such as natural sand, semi-synthetic molding sand or a synthetic molding material, is introduced into the molding box or molding chamber, which is not shown in detail. After entering the molding material 8 in the mold chamber or molding box, it is compressed. The compaction takes place by exerting a compressive force acting on the molding material 8 . With the compaction and a hardening process that may accompany it, the molding material 8 obtains the necessary strength to form the article 1 according to the invention, in this case a molded part 10 of a casting mold, together with the molding compound 6 . As can be seen from Fig.
  • the molding material 8 surrounds the molding compound 6 molded onto the mold model 4.
  • the molding compound 8 is compressed, the molding compound 6 is embedded in the molding compound 8, so that a firm connection is established between the molding compound 6 and the molding compound 8 .
  • the model plate 2 is then separated together with the mold model 4 from the molded part 10 that has been produced.
  • the molded part 10 (including the molding compound 6) is removed from the molding box (not shown) or the molding chamber. 4 shows the molded part 10 with the embedded molding compound 6 after these measures have been carried out.
  • the molding compound 6 formed in particular from the first component (A) and the second component (B) forms a first delimitation region 12 of the article 1, with which a section of a cavity 16 for receiving cast metal is delimited.
  • the molding material 8 forms a second delimitation area 14 that is adjacent to the first delimitation area 12 and preferably adjoins it.
  • the second confinement region 14 of the article 1, which also confines a portion of the cavity 16 for receiving cast metal, is of a different composition than the confinement region 12 (and is not capable of a thermite reaction, for example).
  • the first molded part 10 (including the molding compound 6 defining the first boundary region) as an article 1 according to the invention is joined with a further molded part 18 to form a complete casting mold.
  • the two molded parts 10 and 18 are rotated through 180° in the embodiment of the method according to the invention shown.
  • the molded part 18 thus now forms the upper side of the article 1 .
  • a cast metal 22 is then poured into the cavity 16 of the article 1, which is preferably designed as a casting mold, via a sprue 20 formed in the mold part 18 or subsequently produced in the mold part 18, which cast metal 22 completely fills the cavity 16 and rises up into the sprue 22.
  • the finished cast part 24 shown in FIG. 6 is then produced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Artikels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gießform, Kern, Speiser und Formmasse zur Herstellung eines Teils einer Gießform, eines Kerns oder eines Speisers, mit folgenden Schritten: (S1) Herstellen oder Bereitstellen in der Gießerei: - einer ersten Komponente (A), umfassend eine erste Bindemittelkomponente (b1) eines Bindemittelsystems und eine Menge eines ersten Formgrundstoffs und davon räumlich getrennt, - einer zweiten Komponente (B), umfassend eine zweite Bindemittelkomponente (b2) des Bindemittelsystems und eine Menge eines zweiten Formgrundstoffs wobei - die erste Bindemittelkomponente (b1) und die zweite Bindemittelkomponente (b2) zur chemischen Umsetzung miteinander und zum Härten einer Mischung der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) geeignet sind, (S2) kontaktierendes Vermischen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) in einem vorbestimmten Massenverhältnis, so dass eine selbsthärtende Formmasse resultiert.

Description

Herstellverfahren, Gießformen, Kerne oder Speiser sowie Kit und Verfahren zur Herstellung eines metallischen Gussteils.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Artikels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gießform, Kern, Speiser und Formmasse, selbsthärtend oder gehärtet, zur Herstellung eines Teils einer Gießform, eines Kerns odereines Speisers. Weitere Details des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den beigefügten Pa- tentansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem Gießformen, Kerne und Speiser. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Kit zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren. Die vorliegende Erfindung betrifft zudem ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Gussteils durch Metallguss in einer Gießform. Die Erfindung ist in den beigefügten Patentansprüchen definiert und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Das Gießen in einer verlorenen Form ist ein verbreitetes Verfahren zur Herstellung endkonturnaher Bauteile. Nach dem Guss wird die Form zerstört und das Gussteil wird entnommen. Verlorene Formen sind Gießformen und somit Negative. Sie enthalten den auszugießenden Hohlraum, der das zu fertigende Gussteil umgibt. Die Innenkonturen des zu- künftigen Gussteils werden durch Kerne gebildet. Bei der Herstellung von Gießformen wird mittels eines Modells des zu fertigenden Gussteils der Hohlraum in den Formstoff geformt. Auf die zutreffenden Ausführungen in Abschnitten [0001] bis [0005] des Dokuments DE 10 2017 107 531 A1 wird verwiesen.
Bei der Herstellung von metallischen Gussteilen (Gussstücken) in der Gießereiindustrie wird flüssiges Metall in eine Gießform eingefüllt und erstarrt dort. Der Erstarrungsvorgang ist mit einer Verringerung des Metallvolumens verbunden; es werden deshalb regelmäßig Speiser in oder an der Gießform eingesetzt, um das Volumendefizit bei der Erstarrung des Gussteils auszugleichen und so eine Lunkerbildung im Gussteil zu verhindern. Die Speiser sind mit dem Gussteil bzw. mit dem gefährdeten Gussbereich verbunden und befinden sich für gewöhnlich oberhalb und/oder an der Seite des Formhohlraums. Auf die zutreffenden Ausführungen in Abschnitt [0003] im Dokument DE 10 2012200 967 A1 wird verwiesen.
Dokument EP 0 913 215 B1 offenbart eine Zusammensetzung, welche zur Herstellung isolierender oder exothermer Speiser und anderer Fülltrichter und Zufuhrelemente für Gussformen durch Blasformen und Cold-Box-Härten geeignet ist, wobei sie enthält: (i) hohle Aluminiumsilikat-Mikrokügelchen mit einem Aluminiumoxid-Gehalt unter 38 Gew.-%, (ii) ein Bindemittel zum Cold-Box-Härten; und gegebenenfalls (iii) Füllstoff, wobei der Füllstoff in nicht-faserförmiger Form vorliegt.
Dokument DE 10 104 289 B4 offenbart eine formbare exotherme Zusammensetzung zur Herstellung von Speisern für die Gießereiindustrie, umfassend ein leicht oxidierbares Me- tall, ein Oxidationsmittel für das leicht oxidierbare Metall, einen partikulären Füllstoff und ein Bindemittel, wobei die Zusammensetzung einen das Zündverhalten beeinflussenden Anteil an einem Lithium-Silikat umfasst.
Dokument DE 69 716 248 T2 offenbart einen Speiser mit exothermen Eigenschaften, isolierenden Eigenschaften, oder beiden, erhältlich durch ein Cold-Box- Verfahren umfassend (A) Einbringen eines Speisergemisches in eine Speisergussform zur Herstellung eines ungehärteten Speisers, wobei das Speisergemisch umfasst: (1) Eine Speiserzusammensetzung, die einen Speiser erzeugen kann, wobei die Speiserzusammensetzung umfasst: (a) ein oxidierbares Metall und ein Oxidationsmittel, das eine exotherme Reaktion erzeugen kann; oder (b) ein isolierendes feuerfestes Material; oder (c) Gemische von (a) und (b); (2) eine wirksame Bindermenge eines chemisch reaktiven Cold-Box-Binders, ausgewählt aus Phenolharzen, phenolischen Urethanbindern, Furanbindem, alkalischen Phenol-Resol- Bindern und epoxyacrylischen Bindern; (B) Inkontaktbringen des ungehärteten Speisers, der nach (A) hergestellt wurde, mit einem dampfförmigen Härtungskatalysator; (C) Härten- lassen des durch (B) erhaltenen Speisers, bis der Speiser gehandhabt werden kann; und (D) Entfernen des Speisers aus der Gussform.
Dokument DE 10 065 270 B1 offenbart eine formbare exotherme Zusammensetzung zur Herstellung von Speisern für die Gießereiindustrie, umfassend: einen partikulären (körnigen) Füllstoff, ein organisches Bindemittelsystem und ein Oxidationsmittel für das Binde- mittelsystem, wobei die Zusammensetzung zwischen 0 und 4 Gew.-% eines leicht oxidierbaren Metalls umfasst und der Anteil an Oxidationsmittel im Bereich zwischen 5 und 40 Gew.-% liegt. Offenbart wird auch ein Verfahren zur Herstellung einer formbaren exothermen Zusammensetzung zur Herstellung von Speisern für die Gießereiindustrie, mit folgendem Schritt: Mischen eines leicht oxidierbaren Metalls, eines Oxidationsmittels für das leicht oxidier- bare Metall, eines partikularen Füllstoffs, eines Bindemittels sowie, einer das Zundverhalten beeinflussenden Menge eines Lithium-Silikats.
Dokument DE 196 17 938 A1 offenbart einen Speisereinsatz, bestehend aus einem durch ein Bindemittel zu einem Formkörper gebundenen Gemisch aus isolierend und/oder exotherm wirkenden Bestandteilen sowie üblichen Zuschlagstoffen, wobei ein Bindemittel aus Polyurethanbasis eingesetzt ist, dessen Komponenten ein freie OH-Gruppen enthaltendes Phenolharz und ein Polyisocyanat als Reaktionspartner umfassen, von denen mindestens eine in einem überwiegend oder ganz aus Pflanzenöl-Methylester bestehenden Lösungsmittel gelöst ist.
Der Fachartikel „Strukturen von Cold-Box-Bindersystemen und die Möglichkeit ihrer Ver- änderungen“ der Autoren F. Iden, U. Pohlmann, W. Tilch und H.J. Wojtas erschienen Fachmagazin Giesserei-Rundschau, 58, 1/2 (2011) offenbart Grundlagen zur Festigkeit von Cold-Box-Bindem.
Aus dem Stand der Technik sind somit bereits Verfahren zur Herstellung von Gießformen, Kernen, Speisern und Formmassen bekannt. Aus dem Stand der Technik ist zudem bekannt, dass Speiser mit isolierenden bzw. mit exothermen Eigenschaften hergestellt werden können. Es besteht auf dem technischen Gebiet der vorliegenden Erfindung ein generellerer Bedarf, Gießformen, Kerne, Speiser und Formmassen in der Gießerei mit geringem apparativen Aufwand herzustellen. In vielen Fällen, insbesondere beim Herstellen von Prototypen auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung ist der Einsatz von komplexen Dosier- und Mischeinrichtungen nicht erwünscht.
Zudem besteht ein Bedarf, apparativen Aufwand beim Härten von Formmassen zu vermeiden. In vielen Fällen ist es auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung, insbesondere beim iterativen Herstellen von Prototypen und bei der Reparatur von Oberflächendefekten bzw. beim Auffüllen intendierter Ausnehmungen an Gießformen, Kernen oder Speisern, beson- ders erwünscht, wenn beim Dosieren, Mischen und Härten kein apparativer Aufwand notwendig ist.
Bei der Herstellung von Gussteil-Prototypen kommt es häufig zur Lunker-Bildung; auch durch den Einsatz geeigneter Speiser kann eine Lunker-Bildung nicht in allen Fällen vermieden werden. Auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung ist bekannt, dass durch Anbringen von exothermen Heizkissen an geeigneten Stellen entsprechender Gießformen bzw. Kerne eine Lunker-Bildung in vielen Fällen vermieden werden kann. Solche exothermen Heizkissen sind im Stand der Technik beispielsweise aus EP1 728 571 B1 , DE 199 205 70 A1 oder dem Gießerei Lexikon (vgl. Eintrag „exothermes Heizkissen“ Seite 198 im Gießerei Lexikon, herausgegeben von Simone Franke, Verlag Schiele und Schön, Berlin; 20. Auflage, 2019; ISBN: 978-3-7949-0916-2) bekannt.
Die Herstellung von exothermen Heizkissen ist kostenintensiv und zudem mit einem erheblichen zeitlichen Aufwand verbunden, was auf dem Gebiet der Gießereiindustrie als nachteilig empfunden wird. Zudem ist - insbesondere bei komplexen Gussteil-Prototypen - in vielen Fällen nicht sicher vorherzusagen, in welchen Bereichen und in welcher Größe ein entsprechendes exothermes Heizkissen angeordnet werden muss bzw. ob im jeweiligen Einzelfall die Lunker-Bildung durch ein exothermes Heizkissen überhaupt vermieden werden kann. Es ist daher auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung insbesondere erwünscht, ohne großen Kosten- und/oder Zeitaufwand festzustellen, an welchen Stellen und in welcher Menge exotherme Heizkissen an einer jeweiligen Gießform eingesetzt werden können, um einer Lunker-Bildung entgegenzuwirken.
Insbesondere besteht ein Bedarf an Verfahren, die den vorgenannten Anforderungen ganz oder teilweise entsprechen und dabei in der Gießerei ressourceneffizient durchgeführt werden können. Zudem besteht auf dem Gebiet der vorliegenden Erfindung ein wachsender Bedarf an Verfahren, die energieeffizient und unter umweltschonendem Einsatz von Ressourcen durchgeführt werden können.
Die vorliegende Erfindung betrifft: - ein Verfahren zur Herstellung eines Artikels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gießform, Kern, Speiserund Formmasse zur Herstellung eines Teils einerGieß- form, eines Kerns oder eines Speisers, vorzugsweise zur Herstellung eines Prototypen einer Gießform, eines Kerns oder eines Speisers oder zur Herstellung einer Gießform, eines Kerns oder eines Speisers durch Reparatur bzw. Komplettierung eines entsprechenden defekten bzw. unvollständigen Artikels,
Artikel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gießform, Kern, Speiser,
Kit zur Verwendung in einem erfindungsgemäßen Verfahren,
Verfahren zum Herstellen eines metallischen Gussteils durch Metallguss in einer Gießform. Besondere Ausführungsformen, Aspekte oder Eigenschaften, die im Zusammenhang mit einer dieser Kategorien beschrieben oder als bevorzugt bezeichnet werden, gelten jeweils entsprechend bzw. sinngemäß auch für die jeweils anderen Kategorien, und umgekehrt.
Sofern nicht anders angegeben, lassen sich bevorzugte Aspekte oder Ausführungsformen der Erfindung und ihrer verschiedenen Kategorien mit anderen Aspekten oder Ausfüh- rungsformen der Erfindung und ihrer verschiedenen Kategorien kombinieren, insbesondere mit anderen bevorzugten Aspekten oder Ausführungsformen. Kombinationen von jeweils bevorzugten Aspekten oder Ausführungsformen miteinander ergeben jeweils wieder bevorzugte Aspekte oder Ausführungsformen der Erfindung.
Gemäß einem primären Aspekt der vorliegenden Erfindung werden die vorstehend ange- gebenen Aufgaben- und Problemstellungen gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines Artikels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gießform, Kern, Speiser und Formmasse, selbsthärtend oder gehärtet, zur Herstellung eines Teils einer Gießform, eines Kerns oder eines Speisers, mit zumindest den folgenden Schritten: (S1) Herstellen oder Bereitstellen in der Gießerei: einer ersten Komponente (A), umfassend eine erste Bindemittelkomponente (b1) eines Bindemittelsystems und eine Menge eines ersten Formgrundstoffs und davon räumlich getrennt einer zweiten Komponente (B), umfassend eine zweite Bindemittelkomponente (b2) des Bindemittelsystems und eine Menge eines zweiten Formgrundstoffs wobei die erste Bindemittelkomponente (b1) und die zweite Bindemittelkomponente (b2) zur chemischen Umsetzung miteinander und zum Härten einer Mischung der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) geeignet sind,
(S2) kontaktierendes Vermischen zumindest der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) in einem vorbestimmten Massenverhältnis, so dass eine selbsthärtende Formmasse resultiert.
In Schritt (S2) werden die erste Komponente (A) und die zweite Komponente (B) in einem vorbestimmten Massenverhältnis kontaktierend vermischt, so dass eine selbsthärtende Formmasse resultiert; währenddessen oder danach können eine (dritte) oder mehrere wei- tere Komponenten in Kontakt mit dem Gemisch dieser beiden Komponenten gebracht werden. In vielen Fällen bevorzugt ist jedoch in Schritt (S2) der Einsatz von ausschließlich einer ersten Komponente (A) und einer zweiten Komponente (B). In manchen anderen Fällen wird beim Vermischen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) oder nach dem Vermischen dieser Komponenten eine dritte Komponente hinzugefügt. Als dritte oder weitere Komponente(n) werden häufig übliche Zuschlagsstoffe (Additive) bevorzugt, wie sie beim Herstellen von Formstoffmischungen in der Gießereipraxis bereits eingesetzt werden. Beispielsweise können als dritte Komponente Farbpigmente eingesetzt werden. In einigen Fällen ist es bevorzugt, dass die dritte Komponente einen Katalysator (zum Härten der ersten Bindemittelkomponente (b1) und der zweiten Bindemittelkompo- nente (b2) miteinander) umfasst. In anderen Fällen ist es bevorzugt, dass die dritte Komponente ein Katalysator (zum Härten der ersten Bindemittelkomponente (b1) und der zweiten Bindemittelkomponente (b2) miteinander) ist. Die eingesetzten ein oder mehr weiteren Komponenten werden Bestandteil der selbsthärtenden Formmasse.
Die erste Komponente (A) umfasst eine erste Bindemittelkomponente (b1) eines Bindemit- telsystems und eine Menge eines ersten Formgrundstoffs; daneben sind gegebenenfalls weitere Bestandteile anwesend. Die zweite Bindemittelkomponente (b2) des Bindemittelsystems ist in der ersten Komponente (A) nicht enthalten. Die zweite Komponente (B) umfasst eine zweite Bindemittelkomponente (b2) des Bindemittelsystems und eine Menge eines zweiten Formgrundstoffs; daneben sind gegebenenfalls weitere Bestandteile anwesend. Die erste Bindemittelkomponente (b1) des Bindemittelsystems ist in der zweiten Komponente (B) nicht enthalten. Erst beim kontaktierenden Vermischen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) gemäß Schritt (S-2) kommen die erste Bindemittelkomponente (b1) und die zweite Bindemittelkomponente (b2) miteinander in Kontakt, so dass eine selbsthärtende Formmasse resultiert. Die erste Komponente (A1) hingegen ist keine selbsthärtende Formmasse, da sie die nur die Bindemittelkomponente (b1) enthält, jedoch nicht die Bindemit- telkomponente (b2). Die zweite Komponente (B1) ist ebenfalls keine selbsthärtende Formmasse, da sie die nur die Bindemittelkomponente (b2) enthält, jedoch nicht die Bindemittelkomponente (b1).
In vielen Fällen umfasst eine der beiden Komponente (A) und (B) (als weiteren Bestandteil) einen Katalysator zum Härten der ersten Bindemittelkomponente (b1) und der zweiten Bin- demittelkomponente (b2) miteinander.
Die „Herstellung“ von Gießform, Kern oder Speiser ist vorzugsweise eine Herstellung durch Reparatur bzw. Komplettierung eines entsprechenden Vorprodukts.
Ein im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetztes Bindemittelsystem umfasst oder besteht aus den zwei genannten Bindemittelkomponenten, der ersten Bindemittelkompo- nente (b1) und der zweiten Bindemittelkomponente (b2); in Schritt (S1) des erfindungsgemäßen Verfahrens liegen die erste Bindemittelkomponente (b1) und die zweite Bindemittelkomponente (b2) jeweils als Bestandteile der ersten Komponente (A) (umfassend die erste Bindemittelkomponente (b1 )) bzw. der zweiten Komponente (B) (umfassend die zweite Bindemittelkomponente (b2)) in räumlich voneinander getrennten Behältnissen vor. Bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in der nachfolgenden Beschreibung und in den beigefügten Patentansprüchen definiert.
Bislang waren in den aus dem Stand derTechnik bekannten Verfahren selbst für einfache selbsthärtende Formmassen zumindest ein Formgrundstoff und zwei Bindemittelkomponenten vor Ort in der Gießerei zu dosieren; dadurch konnten solche Verfahren in vielen Fällen nur mit einem für die Bedürfnisse insbesondere der Prototypenherstellung und der Reparatur (siehe oben) inakzeptablen zeitlichen bzw. apparativen Aufwand durchgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht nun die Herstellung einer selbsthär- tenden Formmasse durch das kontaktierende Vermischen von lediglich zwei vorab hergestellten bzw. bereitgestellten Komponenten, nämlich der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B), in einem vorbestimmten Massenverhältnis, ohne dass vor Ort in der Gießerei Dosierschritte für die einzelnen in der ersten Komponente (A) bzw. der zwei- ten Komponenten (B) enthaltenen Stoffe (insbesondere Bindemittelkomponenten) erfolgen müssen. Die Komponenten (A) und (B) sind dabei jeweils für sich betrachtet vorzugsweise nicht selbsthärtend und über mehrere Wochen lagerstabil.
Im erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich eine Vielzahl von Bindemittelsystemen ersetzen , deren Bestandteile als erste Bindemittelkomponente (b1) und als zweite Bindemit- telkomponente (b2) vorliegen und durch chemische Umsetzung miteinander zum Härten einer Mischung der ersten Komponenten (A) und der zweiten Komponente (B) geeignet sind. Jeweils können die genannten Bindemittelkomponenten (b1) und (b2) mit unterschiedlichen Formgrundstoffen und ggfs weiteren Substanzen kombiniert werden, so dass bereits beim Herstellen und/oder Bereitstellen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) durch fachmännische Auswahl der Zusammensetzungen geeignete Konsistenzen und Abbindezeiten der in Schritt (S2) resultierenden selbsthärtenden Formmasse vorgegeben werden können; so werden die von den jeweiligen Bedürfnissen des Einzelfalls abhängigen Anforderungen an die im erfindungsgemäßen Verfahren als Zwischenprodukte bzw. Produkte resultierenden Artikel mit dem erfindungsgemäßen Verfah- ren in einer besonders einfachen und effizienten Weise erfüllt.
Die in Schritt (S1) hergestellten oder bereitgestellten Komponenten (A) und (B), also die erste Komponente (A) und die zweite Komponente (B), umfassen als einen von mehreren Bestandteilen jeweils eine Menge eines ersten bzw. eines zweiten Formgrundstoffs.
Im erfindungsgemäßen Verfahren werden bevorzugt feuerfeste Formgrundstoffe und/oder wärmeisolierende Füllstoffe als Formgrundstoff eingesetzt. In manchen Fällen werden im erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt wärmeisolierende Füllstoffe und feuerfeste Formgrundstoffe in Kombination als Formgrundstoff eingesetzt. Durch geeignete Auswahl des im erfindungsgemäßen Verfahren jeweils als Bestandteil der ersten Komponente (A) bzw. der zweiten Komponente (B) eingesetzten Formgrundstoffs können die Wärmeleitfä- higkeit bzw. die isolierenden Eigenschaften der in Schritt (S2) resultierenden Formmasse und der aus dieser hergestellten Artikel gezielt beeinflusst werden.
Als „feuerfest“ werden im vorliegenden Text im Einklang mit dem üblichen fachmännischen Verständnis Massen, Werkstoffe und insbesondere Formgrundstoffe bezeichnet, die zumindest kurzzeitig den Temperaturbelastungen beim Abguss, bzw. bei der Erstarrung einer Metallschmelze, vorzugsweise einer Stahl-, Eisen-, oder Gusseisen-Schmelze, aber zum Beispiel auch einer Bronze- oder Aluminium-Schmelze, widerstehen können; vorzugsweise Massen, Werkstoffe und insbesondere Formgrundstoffe, die gemäß DIN 51060 in der Version von Juni 2000 als „feuerfest“ definiert werden. Als feuerfester Formgrundstoff geeignet sind natürliche sowie künstliche feuerfeste Formgrundstoffe, beispielsweise Quarz-, Zirkon- oder Chromerzsand, Olivin, Vermiculit, Bauxit oder Schamott.
Als wärme isolierende Füllstoffe werden bevorzugt Materialien eingesetzt, die eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweisen als die vorgenannten feuerfesten Formgrundstoffe. Besonders bevorzugt sind die wärme isolierenden Füllstoffe, wie sie vorzugsweise im erfin- dungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
Hohlkörper, bevorzugt Hohlkugeln aus Flugasche, poröse Körper, bevorzugt Perlit, kalzinierte Reisschalenasche, kalzinierter Kieselgur, geschlossen-porige Mikro-Kugeln
Kern-Hülle-Partikel - und deren Mischungen.
Kalzinierter Kieselgur, wie er im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt eingesetzt wird, ist beispielsweise in DE 10 2012 200 967 A1 beschrieben. Geschlossenporige Mikro-Hohlkugeln, wie sie im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt eingesetzt werden, sind beispielsweise in WO 2017/174826 A1 beschrieben. Wärmeisolierende Kern-Hülle Partikel, wie sie im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt eingesetzt werden, sind beispielsweise in EP 2 139626 B1 beschrieben.
Die in Schritt (S1) hergestellte oder bereitgestellte erste Komponente (A) umfasst eine Menge eines ersten Formgrundstoffs und die räumlich davon getrennt in Schritt (S1) hergestellte oder bereitgestellte zweite Komponente (B) umfasst eine Menge eines zweiten Formgrundstoffs; dabei werden als erster Formgrundstoff und als zweiter Formgrundstoff in vielen Fällen unterschiedliche Formgrundstoffe eingesetzt. In vielen Fällen ist es aber auch bevorzugt, als ersten Formgrundstoff und als zweiten Formgrundstoff den gleichen Formgrundstoff einzusetzen.
Es ist in vielen Fällen bevorzugt, wenn in der ersten Komponente (A) die erste Bindemit- telkomponente (b1) teilweise oder vollständig, vorzugsweise vollständig, mit der Menge des ersten Formgrundstoffs vorgemischt vorliegt und wenn in der zweiten Komponente (B) die zweite Bindemittelkomponente (b2) teilweise oder vollständig, vorzugsweise vollständig, mit der Menge des zweiten Formgrundstoffs vorgemischt vorliegt.
Der Begriff „Formmasse“ umfasst sowohl eine „selbsthärtende Formmasse“ als auch eine „gehärtete Formmasse“. Die „selbsthärtende Formmasse“ ist dabei ein Zwischenprodukt bei der Herstellung der „gehärteten Formmasse“ bzw. eines „gehärteten geformten Produkts“ (der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B)). Gießformen, Kerne und Speiser sind Artikel, die eine „gehärtete Formmasse“ bzw. ein „gehärtetes geformtes Produkt“ (der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B)) umfassen oder daraus bestehen, vorzugsweise zum Zweck der Reparatur oder Komplettierung eines ent- sprechenden (unvollständigen bzw. defekten) Vorprodukts (Basiskörpers) umfassen. Eine Formmasse, selbsthärtend oder gehärtet, ist zur Herstellung eines Teils einer Gießform, eines Kerns oder eines Speisers geeignet.
Das „Kontaktierende Vermischen“ der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) in Schritt (S2) beginnt, sobald die erste Komponente (A) mit der zweiten Kompo- nente (B) in Kontakt gebracht wird und endet, wenn aufgrund der Mischoperation eine selbsthärtende Formmasse vorliegt.
Der Begriff „selbsthärtend“ bedeutet, dass eine Härtung ohne weitere Maßnahmen erfolgt; weitere Maßnahmen zur Unterstützung der Härtung sind jedoch nicht ausgeschlossen. Der Fachmann entscheidet nach den Erfordernissen des Einzelfalls, ob bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens das Selbsthärten der selbsthärtenden Formmasse durch Methoden zur Unterstützung der Härtung unterstützt wird bzw. werden sollte.
Dass die erste Komponente (A) und die zweite Komponente (B) beim kontaktierenden Vermischen in Schritt (S2) in einem vorbestimmten Massenverhältnis miteinander vermischt werden, bedeutet, dass von den einzelnen Komponenten jeweils (z.B. gemäß einer Re- zeptur) vordefinierte Massen eingesetzt werden. In vielen Fällen ist es bevorzugt, wenn die erste Komponente (A) und die zweite Komponente (B) in Schritt (S1) jeweils bereits in diesen vordefinierten Massen hergestellt oder bereitgestellt werden, so dass die besagten vordefinierten Massen der besagten Komponenten (A) und (B) in Schritt (S2) jeweils vollständig eingesetzt werden; zwischen dem Herstellen oder Bereitstellen in Schritt (S1) und dem kontaktierenden Vermischen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) miteinander in einem vorbestimmten Massenverhältnis in Schritt (S2) erfolgt in diesen Fällen kein zusätzlicher Dosierschritt. Mit diesen Verfahren werden besonders effizient sowie zeit- und ressourcenschonend die vorstehend bezeichneten Artikel bzw. Teile von Gießereiformen, Kernen und Speisern hergestellt, insbesondere als Prototypen und/oderim Sinne einer Herstellung durch Reparatur bzw. Komplettierung eines Vorprodukts. Die Erfindung betrifft insbesondere und bevorzugt ein Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei die in Schritt (S2) resultierende selbsthärtende Formmasse in einem oder mehreren Folgeschritten (vgl. dazu auch die Ausführungen weiter unten betreffend einen Folgeschritt (S3)) maschinell und/oder manuell, vorzugsweise manuell, geknetet und bevorzugt homogen vermischt wird. In vielen Fällen ist es bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt, wenn die resultierende selbsthärtende Formmasse knetend vermischt, bevorzugt homogen knetend vermischt wird, vorzugsweise manuell geknetet wird; in solchen Fällen handelt es sich um eine verformbare, vorzugsweise mit den Händen verformbare, modellierfähige plastische Masse. Die Formmasse lässt sich somit vorzugsweise unter, bevorzugt manu- eller, Krafteinwirkung nach Überschreiten einer Fließgrenze irreversibel verformen und behält die erreichte Form nach der Krafteinwirkung bei. Selbsthärtende Formmassen, die im bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren geknetet werden, sind nicht rieselfähig.
Einem kontaktierenden Vermischen in Schritt (S2), bevorzugt einem manuellen Kneten (bevorzugt knetenden Vermischen) folgt in einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens der Schritt eines vorzugsweise manuellen Anformens der selbsthärtenden Formmasse an andere Gegenstände, insbesondere und bevorzugt an Formkörper, z.B. zur Komplettierung oder Reparatur eines unvollständigen bzw. defekten Vorprodukts (Basiskörpers). Beispielsweise wird auch unter dem manuellen Auffüllen von Oberflächendefekten mit selbsthärtender Formmasse oder dem manuellen Anmodellieren von selbsthär- tender Formmasse an die Oberfläche von Formteilen ein manuelles Anformen verstanden, soweit diese Maßnahmen ein manuelles Drücken und Formen umfassen. Vorzugsweise wird der Vorgang des Knetens und vorzugsweise auch der des Anformens der Formmasse beendet, bevor der Aushärtevorgang der Formmasse abgeschlossen ist oder (noch besser) bevor er einsetzt; so wird ein Zerstören von bereits gebildeten Binderbrücken innerhalb der Formmasse vermieden.
Wenn im erfindungsgemäßen Verfahren die selbsthärtende Formmasse geknetet wird, kann in vielen Fällen noch ressourcenschonender gearbeitet werden und zudem das Verfahren in manchen Fällen schneller durchgeführt werden. Beispielsweise werden im erfin- dungsgemäßen Verfahren durch das Kneten der selbsthärtenden Formmasse beim manuellen Anmodellieren von selbsthärtender Formmasse an die Oberfläche von Formprototypen die Konturen dieser Formprototypen nachgebildet, ohne dass hierzu ein Formwerkzeug erstellt werden muss und ohne dass mehr als die erste Komponente (A) und die zweite Komponente (B) vor Ort in der Gießerei kombiniert werden müssen.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), zur Herstellung eines Artikels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gießform, Kern und Speiser, umfassend den Schritt:
(S3) Formen (vorzugsweise manuelles Formen) und Härten der in Schritt (S2) resultie- renden selbsthärtenden Formmasse, so dass ein gehärtetes geformtes Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) resultiert, welches vorzugsweise nach Abschluss des Herstellverfahrens den Artikel oder einen Bereich des Artikels bildet, wobei das Verfahren vorzugsweise ein Verfahren zur Herstellung durch Reparatur oder Komplettierung ist.
Insbesondere in Verfahren einer Herstellung durch Reparatur bzw. Komplettierung bildet das gehärtete geformte Produkt einen Bereich des Artikels.
Die in Schritt (S2) durch kontaktierendes Vermischen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) in einem vorbestimmten Massenverhältnis resultierende selbst- härtende Formmasse wird in Schritt (S3) geformt und gehärtet, sodass ein gehärtetes geformtes Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) resultiert.
Vorzugsweise umfasst das Formen der in Schritt (S2) resultierenden selbsthärtenden Formmasse in Schritt (S3) ein Kneten, bevorzugt ein manuelles Kneten, vorzugsweise ein manuelles knetendes Vermischen (siehe dazu oben). Das Härten in Schritt (S3) kann ein ausschließliches Selbsthärten sein, oder beispielsweise durch die nachstehend genannten Verfahren zum Härten oder andere dem Fachmann bekannte Verfahren zum Härten unterstützt werden.
In vielen Fällen wird das Selbsthärten der selbsthärtenden Formmasse im erfindungsgemäßen Verfahren nicht durch Methoden zur Unterstützung der Härtung unterstützt; insbe- sondere erfolgt das Härten dann nicht in Gegenwart gasförmiger Katalysatoren und/oder nicht in Gegenwart gasförmiger Reaktionspartner. In manchen Fällen wird jedoch im erfindungsgemäßen Verfahren das Härten der selbsthärtenden Formmasse durch geeignete Anlagen und/oder durch Einsatz geeigneter Apparaturen unterstützt; die unterstützenden Maßnahmen sind dabei an die Eigenschaften und Härtungsmechanismen der ersten und der zweiten Bindemittelkomponente (b1) bzw. (b2) anzupassen.
Die Unterstützung kann beispielsweise durch gezieltes Begasen der (vorzugsweise durch manuelles Kneten) geformten Formstoffmischung mit temperierter Luft erfolgen, wie es dem Fachmann durch den Prozess des Heißhärtens (thermisches Härten) bekannt ist. Die Luft wird dabei vorzugsweise auf 100 °C bis 250 °C, besonders bevorzugt auf 110 °C bis 180 °C temperiert. Abhängig vom gewählten Bindemitteltyp (z. B. bei Verwendung von alkalisch kondensiertem Phenolharz (Phenolresol) in Kombination mit Oxyanion („Resol- CCWerfahren“) oder bei Einsatz von Wasserglas als Bindemittel) kann das Aushärten der Formmasse auch durch Begasen mit CO2 oder mit einem CC Luft-Gemisch unterstützt werden. Das Härten der geformten selbsthärtenden Formmasse wird in einigen bevorzugten Fällen auch durch das Einwirken von Mikrowellen oder durch Einwirkung elektromagnetischer Strahlung, insbesondere Infrarot-Strahlung, unterstützt. Die geformte selbsthärtende Formmasse kann dazu in einem Ofen gelagert oder einer anderen Hitzequelle, wie beispielsweise einem IR-Strahler oder einer offenen Flamme, ausgesetzt werden, um den Aushärtevorgang zu beschleunigen.
Das Härten der geformten selbsthärtenden Formmasse wird in manchen Fällen auch durch Durchleiten von elektrischem Strom durch die geformte selbsthärtende Formmasse unterstützt; Einzelheiten sind zum Beispiel in DE 10 2017 217 098 B3 und der darin zitierten Literatur offenbart. Das Härten der geformten selbsthärtenden Formmasse wird in manchen Fällen auch durch den Einsatz von Kohlendioxid unterstützt, wie z.B. in Kapitel 1 .5.3 des Fachbuchs Bühring- Polaczek, Michaeli und Spur: Handbuch Urformen (2013), Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, ISBN 978-3-446-42035-9 beschrieben.
Das Härten der geformten selbsthärtenden Formmasse wird in manchen Fällen auch durch den Einsatz von Estern unterstützt, wie z.B. in GB 1 029 057 bzw. in Kapitel 1 .5.3 des Fachbuchs Bühring-Polaczek, Michaeli und Spur: Handbuch Urformen (2013), Carl Hanser Verlag GmbH & Co. KG, ISBN 978-3-446-42035-9 beschrieben. Auch Kalthärteverfahren und Anwendungen im Bereich Additive Manufacturing können mit erfindungsgemäßen Verfahren kombiniert werden.
Dass das gehärtete geformte Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) nach Abschluss des Herstellverfahrens den Artikel oder einen Bereich des Artikels bildet, bedeutet, dass (i) der Artikel ausschließlich aus dem gehärteten geformten Produkt der ersten Komponenten (A) und der zweiten Komponente (B) besteht oder (ii), das gehärtete geformte Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) einen Bereich des Artikels bildet, vorzugsweise einen Bereich des Artikels bildet, der beim Abguss des Artikels mit Gussmetall in Kontakt kommt, und der Rest des Artikels aus einem anderen Material besteht.
In einigen Fällen kommt es bei der Herstellung von Gießformen bzw. Kernen zu unerwünschten Fehlstellen an der für den Kontakt mit dem Gussmetall vorgesehenen Oberfläche der Gießform bzw. des Kerns. Vorzugsweise in solchen Fällen wird die in Schritt (S2) resultierende, selbsthärtende Formmasse im erfindungsgemäßen Verfahren geknetet, be- vorzugt manuell geknetet und zur Reparatur, nämlich zum Auffüllen solcher Oberflächen- defekte benutzt, unabhängig davon, ob die Gießform bzw. der Kern aus dem gleichen Material wie das aus der selbsthärtenden Formmasse gebildete gehärtete geformte Produkt besteht. In solchen Fällen, in denen die defekte Gießform oder der defekte Kern aus einem anderen Material bestehen als das gehärtete geformte Produkt, bildet das gehärtete ge- formte Produkt einen Bereich (beispielsweise einen ausgefüllten Hohlraum) des fertiggestellten, d.h. durch Reparatur hergestellten Artikels (beispielsweise Gießform). Besonders bevorzugt bildet das gehärtete geformte Produkt einen Bereich des Artikels, der beim Abguss mit dem flüssigen Gussmetall in Kontakt kommt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der damit hergestellte Artikel, im Wesentlichen bestehend, bevorzugt vollständig bestehend aus dem gehärteten geformten Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B), ein Konturpad. Unter dem Begriff „Konturpad“ werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Formeinsätze verstanden, hergestellt aus Formmasse bzw. Formstoff, die einen Bereich einer Gießform bilden, der zumindest teilweise die Konturen des späteren Gussteils abbildet. Konturpads, die aufgrund ihrer Inhaltsstoffe zu einer Thermitreaktion nach Aktivierung durch den Kontakt mit flüssigem Gussmetall befähigt sind, werden im Rahmen des vorliegenden Textes im Einklang mit dem üblichen fachmännischen Verständnis auch als „exotherme Heizkissen“ bezeichnet; vgl. insofern auch die Ausführungen zu exothermen Heizkissen weiter unten im vorliegenden Text. Die dem Fachmann bekann- ten „Isolierkissen“ (vgl. Eintrag „Isolierkissen“, Seiten 387-388 im Gießerei Lexikon, herausgegeben von Simone Franke, Verlag Schiele und Schön, Berlin; 20. Auflage, 2019; ISBN: 978-3-7949-0916-2) sind ebenfalls Konturpads.
Ein solches Konturpad wird vorzugsweise unter Verwendung apparativer Hilfsmittel, ins- besondere mittels eines Formkastens, in einer Gießerei hergestellt. Ein solch separat hergestelltes Konturpad wird unabhängig von einer zum Gießen eines Werkstücks verwendeten Gießform hergestellt.
Mit Hilfe der im Schritt (S2) resultierenden selbsthärtenden Formmasse kann ein solches Konturpad in einer Gießerei bedarfsgerecht und auf vereinfachte Weise, auch manuell, hergestellt werden.
In vielen Fällen wird im erfindungsgemäßen Verfahren die selbsthärtende Formmasse manuell an ein Formmodell angeformt, wobei vorzugsweise dem manuellen Anformen ein Kneten vorausgegangen ist. Der Einsatz zusätzlicher apparativer Hilfsmittel wird in diesen Fällen bevorzugt vermieden. Ein oder mehrere automatisiert vorgefertigte oder manuell vor Ort geformte (vorzugsweise durch Kneten geformte) Konturpads werden bevorzugt in Aussparungen eingelegt bzw. eingeformt, die in einem Basiskörper (d.h. einem Vorprodukt) einer Gießform vorhanden sind. Mittels eines oder mehrerer entsprechender Konturpads werden bevorzugt Bereiche der zum Herstellen des Gussteils verwendeten Gießform ausgebildet, die beim Abguss mit dem flüssigen Gussmetall in Kontakt gelangen.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei der Artikel zum Begrenzen von zumindest Abschnitten eines Hohlraums zur Aufnahme von Gussmetall einen ersten Begrenzungsbereich und einen dazu benachbarten, vorzugsweise daran angrenzenden zwei- ten Begrenzungsbereich anderer Zusammensetzung besitzt, wobei der erste Begrenzungsbereich aus dem gehärteten geformten Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) gebildet ist. Der zweite Begrenzungsbereich kann beispielsweise Teil des Basiskörpers (Vorprodukts) einer Gießform sein. Der erste Begrenzungsbereich kann Teil der ausgefüllten Ausnehmungen eines solchen Basiskörpers sein; solche Aus- nehmungen werden vorzugsweise bei Herstellung des Artikels durch Reparatur bzw. Komplettierung des Vorprodukts ausgefüllt.
Einzelheiten ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen sowie den Erläuterungen weiter unten im vorliegenden Text. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei die erste Komponente (A) und/oder die zweite Komponente (B) Bestandteile umfassen, die zumindest in dem nach Schritt (S3) vorliegenden gehärteten geformten Produkt oder in dem nach Abschluss des H erste live r- fahrens vorliegenden Artikel so vorliegen, dass sie durch Erhitzen zu einer Thermitreaktion, z.B. einer aluminothermischen Reaktion, miteinander gebracht werden können.
In vielen Fällen ist es bevorzugt, wenn nach Abschluss des Herstellverfahrens vorliegende Artikel so vorliegen, dass zumindest die Inhaltsstoffe einzelner Bereiche durch geeignete Aktivierung zu einer stark exothermen Reaktion, vorzugsweise einer Thermitreaktion, z.B. einer aluminothermischen Reaktion, miteinander gebracht werden können. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn dies Bereiche des Artikels sind, die in einem erfindungsgemäßen Verfahren geformt wurden.
Thermitreaktionen sind dem Fachmann bekannt. Im erfindungsgemäßen Verfahren ist es bevorzugt, wenn die Aktivierung der Thermitreaktion durch das flüssige Metall während des Abgusses erfolgt. In einigen Fällen ist es bevorzugt, wenn es beim Abguss mit dem flüssigen Gussmetall zu einer Thermitreaktion kommt; der Fachmann setzt dann im erfindungsgemäßen Verfahren die ihm bekannten Substanzen ein, die nach geeigneter Aktivierung in einer Thermitreaktion miteinander reagieren, als Bestandteil von einer oder beiden der in Schritt (S1) hergestellten oder bereitgestellten ersten Komponente (A) und zwei- ten Komponente (B). Beispielsweise setzt er in der ersten Komponente (A) und/oder der zweiten Komponente (B) Aluminium ein und in der jeweils gleichen und/oder anderen der besagten Komponenten (A) und (B) Eisenoxid. Ebenso können auch andere Metalle wie Kupfer, Nickel, Titan, Chrom und Mangan hinzugefügt werden, um gemeinsam mit Aluminium eine Thermitreaktion zu ermöglichen. Die konkreten Bestandteile und deren jeweili- gen Massenanteile in der jeweils hergestellten oder bereitgestellten ersten Komponente (A) und/oder zweiten Komponente (B) wählt der Fachmann nach den Bedürfnissen des Einzelfalls.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in besonders bevorzugter Weise für die Herstellung von Gussteil-Prototypen geeignet; es ermöglicht individuelle manuelle Anpassungen der Geometrie (insbesondere des ersten Begrenzungsbereichs), so dass eine iterative Optimierung des Herstellverfahrens vereinfacht wird. So kann beispielsweise ohne einen unvorteilhaft hohen Zeit- und/oder Kostenaufwand in einzelnen Gießversuchen ausprobiert werden, ob und gegebenenfalls an welchen Positionen der Einsatz von exothermen Heizkissen für eine spätere Serienfertigung sinnvoll erscheint. Kommt es beispielsweise bei ersten Abgüssen unter Verwendung einer Gießform des Gussteil-Prototypen zu einer Lunker-Bildung im bzw. am Gussteil-Prototypen, so werden mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bevorzugt einzelne bzw. mehrere Bereiche der entsprechenden Gießform so umgestaltet, dass sie in ihrer Funktion im Wesentlichen einem exothermen Heizkissen entsprechen.
In vielen Fällen werden in erfindungsgemäßen Verfahren durch das Kneten beim manuellen Anmodellieren von selbsthärtender Formmasse an die Oberfläche von Basiskörpern von Gießformen die Konturen dieser Basiskörper von der Formmasse nachgebildet, ohne dass ein Formkasten erstellt werden muss und ohne dass mehr als die erste Komponente (A) und die zweite Komponente (B) vor Ort in der Gießerei dosiert werden müssen; gleichzeitig resultiert bei geeigneter Materialwahl (siehe oben) ein gehärtetes geformtes Produkt bzw. ein Bereich eines Artikels, das bzw. der durch Erhitzen, bevorzugt durch Erhitzen durch den Kontakt mit flüssigem Gussmetall, zu einer Thermitreaktion gebracht wird. In solchen Verfahrensausgestaltungen werden also in einer zeit-, kosten- und ressourcen- schonenden Weise einzelne bzw. mehrere Bereiche der Gießform so ausgestaltet, dass sie in ihrer Funktion im Wesentlichen einem exothermen Heizkissen entsprechen.
So werden (ohne eine aufwendige separate Herstellung von exothermen Heizkissen) Gießformen hergestellt, in denen ein oder mehrere Bereiche beim Kontakt mit Gussmetall Wärmeenergie freisetzen und so das Erstarrungsverhalten des Gussmetalls in diesen Berei- chen gezielt beeinflussen. Die üblichen Nachteile, die mit der Herstellung von exothermen Heizkissen verbunden sind werden bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in vielen Fällen ganz oder teilweise vermieden; diese Nachteile sind beispielsweise (i) die kostenintensive Herstellung von den Bedürfnissen des Einzelfalls angepassten geeigneten Werkzeugen zur Produktion der exothermen Heizkissen und/oder das Erzeugen exakter geometrischer Daten des Modells, (ii) der hohe, im Bereich der industriellen Gießerei oft inakzeptabel hohe, zeitliche Aufwand bei der Herstellung von exothermen Heizkissen und (iii) die hohen Kosten, die insgesamt mit der Herstellung von exothermen Heizkissen verbunden sind. Das erfindungsgemäße Verfahren führt in vielen Fällen zu vergleichbaren, bevorzugt gleichwertigen Ergebnissen bei vollständiger bzw. teilweiser Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile.
Vorzugweise wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ohne einen unerwünscht großen Kosten- und/oder Zeitaufwand, nach Art eines Testverfahrens, festgestellt, ob durch Einsatz von exothermen Heizkissen eine Lunker-Bildung vermieden werden kann. Zudem kann - bei festgestellter grundsätzlicher Eignung der Vorgehensweise - mit dem erfindungsgemäßen Verfahren festgestellt werden, vorzugsweise ohne einen unerwünscht großen Kosten- und/oder Zeitaufwand, an welchen Stellen, in welchen Volumina und in welcher Anzahl exotherme Heizkissen an einer jeweiligen Gießform für Gussteil-Prototy- pen eingesetzt werden sollten, um eine Lunker-Bildung zu vermeiden.
Der serienmäßigen Produktion exothermer Heizkissen geht dann also das erfindungsgemäße Verfahren voraus.
Im erfindungsgemäßen Verfahren ist es in vielen Fällen bevorzugt, dass die in Schritt (S2) resultierende Formmasse aus der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) vor dem Härten geknetet (und vorzugsweise dabei oder nach dem Kneten geformt, insbesondere an einen Gegenstand angeformt oder modelliert) wird und in dem nach Schritt (S3) vorliegenden gehärteten geformten Produkt oder in dem nach Abschluss des Herstellverfahrens vorliegenden Artikel dann so vorliegt, dass sie durch Erhitzen zu einer Thermitreaktion gebracht werden kann. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei das Formen in Schritt (S3) manuell oder automatisiert erfolgt, vorzugsweise manuell und/oder (bevorzugt „und“) beim Herstellen des zweiten Begrenzungsbereichs ein Formstoff (d.h. eine Form- Stoffmischung umfassend Formgrundstoff (z.B. feuerfester Formgrundstoff oder wärmeisolierender Füllstoff), Bindemittel und gegebenenfalls Additive) unter Verwendung einer automatisierten Formanlage geformt wird.
In manchen Fällen ist es bevorzugt, wenn in Schritt (S3) das Formen der in Schritt (S2) resultierenden selbsthärtenden Formmasse automatisiert erfolgt, besonders bevorzugt un- ter Einsatz apparativer Hilfsmittel, insbesondere einer Formeinrichtung. Der Formeinrichtung wird bevorzugt in sich wiederholender Abfolge die in Schritt (S2) resultierende selbsthärtende Formmasse zugeführt. Aus der selbsthärtenden Formmasse wird in solchen Fällen in fortwährender Abfolge ein aushärtbarer Artikel hergestellt. Bevorzugt werden „Exo- tabletten“ oder „Exotherme Deckel“ automatisiert aus der selbsthärtenden Formmasse her- gestellt, die beispielsweise in Verbindung mit Naturspeisern eingesetzt werden. Der Begriff „Exotablette“ bezeichnet eine festes, aus einer Formmasse bzw. einem Formstoff hergestelltes Plättchen wie es beispielsweise als „Exotablette“ von HA KOVOCHEM vertrieben wird. Exotabletten verlieren bei Einwirkung von freigesetzter Wärme beim Abguss mit Gussmetall regelmäßig an Festigkeit und können gegebenenfalls zu einem exotherm reagierenden Pulver zerfallen und fungieren so als exotherme Speiserabdeckung.
Mittels der erzeugten „Exotabletten“ oder „Exothermen Deckel“ wird beim Gießvorgang ein Verschluss des Speisers auf der Oberseite der Schmelze und damit eine Wärmeisolation bewirkt und durch ihre bevorzugt exotherme Wirkung ein vorzeitiges Abkühlen der Schmelze innerhalb des Speisers vermieden.
In vielen Fällen, insbesondere dann, wenn die selbsthärtende Formmasse geknetet wird, ist es jedoch bevorzugt, wenn das Formen in Schritt (S3) manuell erfolgt, unabhängig davon, wie weitere Verarbeitungsschritte erfolgen. Gemäß einer alternativen oder optionalen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim Herstellen des zweiten Begrenzungsbereiches eine Formmasse unter Verwendung einer automatisierten Formanlage, bevorzugt einer Formanlage mit vertikaler Formtrennung, geformt. Bevorzugt resultiert so zumindest der Teil der Gießform, welcher den zweiten Begrenzungsbereich ausbildet, der dem ersten Begrenzungsbereich zur Auf- nähme von Gussmetall benachbart angeordnet ist.
Derartige Formanlagen weisen bevorzugt zwei Modellhälften auf, von denen eine Modellhälfte insbesondere feststehend ist oder an einem im Wesentlichen bewegbaren, besonders bevorzugt linear bewegbaren Presskolben montiert und die zweite Modellhälfte auf einer vorzugsweise schwenkbaren und gleichzeitig linear bewegbaren Formplatte montiert sind. Erste und zweite Modellhälfte begrenzen zumindest seitlich eine Formkammer an der Formanlage, in welche der Formstoff zum Ausbilden des zweiten Begrenzungsbereiches des herzustellenden Artikels eingegeben wird. Der den Artikel zumindest teilweise ausbildende zweite Begrenzungsbereich kann mit oder ohne die den ersten Begrenzungsbereich ausbildende selbsthärtende Formmasse zu einem Teil der Gießform geformt werden. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei zunächst der erste Begrenzungsbereich des Artikels geformt wird und dann der zweite Begrenzungsbereich an den ersten Begrenzungsbereich angeformt wird, wobei vorzugsweise der erste Begrenzungsbereich an ein Formmodell angeformt wird oder zunächst der zweite Begrenzungsbereich des Artikels geformt wird und dann der erste Begrenzungsbereich an den zweiten Begrenzungsbereich angeformt wird. Einzelheiten ergeben sich aus den beigefügten Zeichnungen sowie den Erläuterungen weiter unten im vorliegenden Text.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei das kontaktierende Vermischen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) in Schritt (S2) zumindest teilweise manuell erfolgt, vorzugsweise ausschließlich manuell und/oder zumindest teilweise ohne elektrische Unterstützung des Mischvorgangs erfolgt.
In bevorzugten Ausgestaltungen geht das kontaktierende Vermischen in Schritt (S2) direkt in nachfolgende Verfahrensschritte über, z.B. in Schritte des Formens (bevorzugt Schritt (S3)). Bevorzugt ist jeweils ein manuelles kontaktierendes Vermischen; das kontaktierende Vermischen kann aber auch maschinell unterstützt oder durchgeführt werden.
Bevorzugt wird im erfindungsgemäßen Verfahren das kontaktierende Vermischen manuell durchgeführt, insbesondere dann, wenn im Verfahren die selbsthärtende Formmasse ge- knetet wird, vorzugsweise manuell geknetet wird. Besonders bevorzugt wird das kontaktierende Vermischen manuell durchgeführt.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), mit folgendem Schritt:
Ausfüllen einer beabsichtigten oder unbeabsichtigten Ausnehmung (d.h. Komplet- tierung oder Reparatur) in einem Oberflächenbereich eines Formteils, vorzugsweise einem Bereich zum Begrenzen von zumindest Abschnitten eines Hohlraums zur Aufnahme von Gussmetall, mit der in Schritt (S2) resultierenden selbsthärtenden Formmasse.
Dieses Verfahren kommt beispielsweise dann zum Einsatz, wenn Reparaturen von Ober- flächendefekten in Gießformen besonders schnell durchgeführt werden sollen und insbesondere dann, wenn es nicht gewünscht ist, dass die Gießform für eine Reparatur transportiert wird. In vielen Fällen ist es bevorzugt, wenn bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens das kontaktierende Vermischen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) in Schritt (S2) manuell erfolgt (siehe oben). Das erfindungsge- mäße Verfahren wird dann in vielen Fällen vor Ort so durchgeführt, dass es nicht zu einer Verzögerung im Betriebsablauf kommt. Hierzu trägt das, vorzugsweise manuelle, kontak- tierende Vermischen von nur zwei Komponenten in einem vorbestimmten Massenverhältnis miteinander und vorzugsweise das Kneten bei. So kann das Verfahren auf besonders einfache Weise von Hand durchgeführt werden.
Zudem wird das erfindungsgemäße Verfahren schnell und ressourceneffizient dort einge- setzt, wo lediglich einzelne Bereiche einer Gießform mit isolierenden oder exothermen Eigenschaften ausgestattet werden sollen. Beispielsweise werden solche Bereiche einer Gießform zunächst intendiert ausgespart oder freipräpariert und dann im erfindungsgemäßen Verfahren mit der selbsthärtenden Formmasse aufgefüllt, d.h. komplettiert.
Mit dem reparierenden oder komplettierenden Ausfüllen einer Ausnehmung am Formteil durch die selbsthärtende Formmasse wird der erste Begrenzungsbereich vorzugsweise nachträglich ausgebildet. Die Formmasse grenzt unmittelbar an den den zweiten Begrenzungsbereich ausbildenden Formstoff an. Vorzugsweise erfolgt das Ausfüllen einer Ausnehmung an einem Oberflächenbereich des Artikels unter Verwendung eines in diesem Bereich anzusetzenden Modellabschnitts oder einer Formlehre. Damit wird gewährleistet, dass im Bereich einer mittels der selbsthärtenden Formmasse ausgefüllten Ausnehmung eine vorbestimmte Konturierung am Artikel, insbesondere an der Gießform, und damit eine gewünschte Form des herzustellenden Gussteiles erzeugt wird.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei die erste Komponente (A) und/oder die zweite Komponente (B) einen Katalysator (c) enthält, zum Katalysieren der chemischen Umsetzung zwischen der ersten Bindemittelkomponente (b1) und der zweiten Bindemittelkomponente (b2).
In vielen Fällen ist es bevorzugt, wenn die erste Komponente (A) und/oder die zweite Komponente (B) einen Katalysator (c) enthält, derdie chemische Umsetzung zwischen derers- ten Bindemittelkomponente (b1) und der zweiten Bindemittelkomponente (b2) katalysiert.
Durch den Einsatz eines geeigneten Katalysators lässt sich in vielen Fällen die Härtung beschleunigen bzw. die Abbindedauer so einstellen, dass ein reproduzierbarer Zeitraum für die Härtung der selbsthärtenden Formmasse resultiert und das Verfahren somit in vielen Fällen besonders berechenbar und ressourcenschonend sowie insbesondere ohne Verzögerung sonstiger Betriebsabläufe in der Gießerei durchgeführt werden kann.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei in Schritt (S1) als Bestandteil des Formgrundstoffs, bevorzugt als Formgrundstoff, in der ersten Komponente (A) und/oder der zweiten Komponente (B) gemäß DIN 51060 als feuerfest zu bezeichnender feuerfester Formgrundstoff eingesetzt wird, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: - natürliche und künstliche Formgrundstoffe und deren Mischungen, bevorzugt ganz oder teilweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
Quarz-, Zirkon- oder Chromerzsand, Olivin, Vermiculit, Bauxit, Schamotte und deren Mischungen; und/oder in Schritt (S1) als Bestandteil des Formgrundstoffs, bevorzugt als Formgrundstoff, in der ersten Komponente (A) und/oder der zweiten Komponente (B) wärmeisolierender Füllstoff eingesetzt wird, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
Hohlkörper, bevorzugt Hohlkugeln aus Flugasche poröse Körper, bevorzugt Perlit, kalzinierte Reisschalenasche, kalzinierter Kieselgur, geschlossen-porige Mikro-Kugeln
Kern-Hülle-Partikel; und/oder die erste Komponente (A) umfassend Bindemittelkomponente (b1) und/oder die zweite Komponente (B) umfassend Bindemittelkomponente (b2) zusätzlich ein, zwei, drei oder mehr weitere Inhaltsstoffe umfasst bzw. umfassen, unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: metallische Materialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alu- minium, Magnesium, Silizium, Titan, deren Legierungen und deren Mischungen miteinander oder mit anderen metallischen Materialien
Meta II oxid, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eisenoxid, Manganoxid und Mischungen daraus
Lithiumsilikat - Cordierit und Alkalinitrat, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumnitrat, Kaliumnitrat und deren Mischungen.
Die aufgeführten Inhaltsstoffe und ihr Einsatz in Formmassen bzw. in daraus hergestellten Artikeln sind dem Fachmann bekannt. Dass ein, zwei, drei oder mehr weitere Inhaltsstoffe unabhängig voneinander ausgewählt werden aus den genannten Gruppen heißt, dass die Auswahl eines ersten Materials keine Auswirkung auf die Auswahl eines folgenden Materials oder der folgenden Materialien hat. Ebenso hat die Auswahl jedes weiteren Materials keine Auswirkung auf die Auswahl der folgenden Materialien.
Der Fachmann wählt die einzusetzenden Materialien gemäß den Bedürfnissen des jewei- ligen Einzelfalls.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei das Bindemittelsystem ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
(G1) Polyurethan No-Bake Systeme, wobei bevorzugt die erste Bindemittelkomponente (b1) eine Polyol-Komponente ist, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus phenolischen Harzen, bevorzugt ortho-, ortho' kondensierten phenolischen Resolen, und aliphatischen Polyol-Verbindungen, und die zweite Bindemittelkomponente (b2) eine Polyisocyanat- Komponente ist, vorzugsweise eine Polyisocyanat-Komponente umfassend Methyl- endi(phenylisocyanat), wobei die erste Komponente (A) und/oder die zweite Komponente (B), vorzugsweise Komponente (A), einen Katalysator (c) enthält bzw. enthalten, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 4-Phenylpropylpyridin und flüssigen Aminen, bevorzugt Methylimidazol oder Vinylimidazol; (G2) säurehärtende Kaltharze, bevorzugt wird dabei die erste Bindemittelkomponente (b1) ausgewählt aus:
Furan-Harze, Phenol-Harze oder Kombinationen daraus und die zweite Bindemittelkomponente (b2) umfasst eine oder mehrere acide Bestandteile, unabhängig voneinander ausgewählt aus: - Sulfonsäuren, besonders bevorzugt Paratoluolsulfonsäure, Xylolsulfonsäure,
Benzolsulfonsäure, Methansulfonsäure Mischungen von Sulfonsäuren und organischen Säuren, besonders bevorzugt Mischungen von Sulfonsäuren und Milchsäure;
Mischungen von anorganischen Säuren, wobei vorzugsweise eine oder mehrere Sulfonsäuren und/oder eine oder mehrere Phosphorsäuren in der Mi- schung enthalten sind;
(G3) anorganische Bindemittelsysteme, bevorzugt anorganische Bindemittelsysteme umfassend Wasserglas, besonders bevorzugt anorganische Bindemittelsysteme umfassend (i) Wasserglas und Ester oder (ii) Wasserglas und amorphes partikuläres Siliziumdioxid; (G4) Epoxidharze, wobei bevorzugt die erste Bindemittelkomponente (b1) eine epoxidhaltige Verbindung umfasst, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Glycidyl-basierte Epoxidharze, Bisphenol-basierte Epoxidharze, Novolak-Epo- xidharze, aliphatische Epoxidharze und/oder halogenierte Epoxidharze und die zweite Bindemittelkomponente (b2) ein mehrwertiges Amin umfasst, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: mehrwertige aromatische Amine, bevorzugt 1 ,3-Diaminobenzol, mehrwertige aliphatische Amine, bevorzugt Diethylen- triamin oder 4,4'-Methylenbis(cyclohexylamin) und/oder Dicarbonsäureanhydride, vorzugsweise Hexahydrophthalsäureanhydrid.
Der Einsatz von Polyurethan No-Bake Systemen (G1) ist im erfindungsgemäßen Verfahren in vielen Fällen bevorzugt. Gegenüber im Stand der Technik, z.B. DE10104289 B1 , eingesetzten Polyurethan-Cold-Box-Bindemittelsystemen haben Polyurethan No-Bake Systeme (G1) den Vorteil, dass keine Begasung mit einem gasförmigen Katalysator (tertiäres Amin) nötig ist, so dass ein entsprechender apparativer Aufwand entfällt.
Generell bevorzugt ist es, ein erfindungsgemäßes Verfahren so durchzuführen, dass das Härten der in Schritt (S2) resultierenden selbsthärtenden Formmasse nicht in Gegenwart gasförmiger Katalysatoren und/oder nicht in Gegenwart gasförmiger Reaktionspartner erfolgt.
Die erste Bindemittelkomponente (b1) eines Polyurethan-No-Bake-Bindemittelsystems (G1) wie oben definiert enthält kein Polyisocyanat, und die zweite Bindemittelkomponente (b2) eines Polyurethan-No-Bake-Bindemittelsystems (G1) wie oben definiert enthält keine
Polyol. Je nach den Bedürfnissen des Einzelfalls ist aber auch in einigen Fällen der Einsatz eines anderen Bindemittelsystems bevorzugt.
Die erste Bindemittelkomponente (b1) eines säurehärtende Kaltharzes (G2) wie oben definiert enthält keine aciden Bestandteile ausgewählt aus Sulfonsäuren, Mischungen von Sulfonsäuren und organischen Säuren, und Mischungen von anorganischen Säuren. Die zweite Bindemittelkomponente (b1) eines säurehärtende Kaltharzes (G2) wie oben definiert enthält keinen Bestandteil ausgewählt aus Furan-Harzen, Phenol-Harzen und Kombinationen daraus.
Der Einsatz von säurehärtenden Kaltharzen ist im erfindungsgemäßen Verfahren nicht für solche Ausführungsformen bevorzugt, deren Inhaltsstoffe nach dem Selbsthärten bzw. Härten durch geeignete Aktivierung zu einer Thermitreaktion gebracht werden sollen. Grundsätzlich ist die Rezeptur so zu konzipieren, dass die Bestandteile des Bindemittelsystems nicht mit anderen Bestandteilen der Formmasse in unerwünschter Weise reagieren. Aluminium z. B. reagiert mit Säuren und Laugen unter Freisetzung von Wasserstoff; die entsprechende Kombination ist daher zu vermeiden.
Beim Einsatz von anorganischen Bindemittelsystemen (G3) im erfindungsgemäßen Verfahren ist es bevorzugt, wenn die erste Bindemittelkomponente (b1) Wasserglas, bevorzugt Wasserglas und Tenside, umfasst und die zweite Bindemittelkomponente (b2) Ester, bevorzugt Ester und partikuläres amorphes S1O2, umfasst. In dieser bevorzugten Variante enthält die erste Bindemittelkomponente des anorganischen Bindemittelsystems (G3) keinen Ester und kein partikuläres amorphes S1O2, und die zweite Bindemittelkomponente des anorganischen Bindemittelsystems (G3) enthält kein Wasserglas.
Die erste Bindemittelkomponente (b1) eines Epoxidharz-Bindemittelsystems (G4) wie oben definiert enthält kein mehrwertiges Amin, und die zweite Bindemittelkomponente (b2) eines E poxid h a rz- B i nd e mitte Isyste ms (G4) wie oben definiert enthält kein Epoxidharz.
Der Fachmann wählt die jeweiligen chemischen Zusammensetzungen der ersten Bindemittelkomponente (b1) und der zweiten Bindemittelkomponente (b2) vorzugsweise so aus, dass eine Reaktion zwischen Inhaltsstoffen der ersten Bindemittelkomponente (b1) und Inhaltsstoffen der zweiten Bindemittelkomponente (b2) erst beim kontaktierenden Vermi- sehen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) in Schritt (S2) erfolgt.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei die in Schritt (S2) resultierende selbsthärtende Formmasse umfasst: 82 bis 98 Gew.-%, bevorzugt 84 bis 96 Gew.-%, besonders bevorzugt 86 bis 96 Gew.-% Formgrundstoff, ganz besonders bevorzugt 92 bis 95 % und/oder
2 bis 18 Gew.-% an Bestandteilen, die nicht Formgrundstoff sind, bevorzugt 4 bis 16 Gew.-%, besonders bevorzugt 4 bis 14 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 5 bis 8
Gew.-%, wobei die Gewichtsprozentangaben bezogen sind auf die Gesamtmasse der selbsthärtenden Formmasse.
Der Fachmann wählt den Mindestanteil an Formgrundstoff in der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) und in der in Schritt (S2) resultierenden selbsthärtenden Formmasse nach den Erfordernissen des Einzelfalls aus.
In vielen Fällen werden im erfindungsgemäßen Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet) vorzugsweise feuerfeste Formgrundstoffe eingesetzt; dabei ist es bevorzugt, dass die in Schritt (S2) resultierende selbst- härtende Formmasse umfasst: bis 84 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 60 bis 80 Gew.- % feuerfesten Formgrundstoff, vorzugsweise ausgewählt aus derGruppe bestehend aus: natürliche und künstliche Formgrundstoffe und deren Mischungen, bevorzugt ganz oder teilweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
Quarz-, Zirkon- oder Chromerzsand, Olivin, Vermiculit, Bauxit, Schamotte und deren Mischungen.
In vielen Fällen werden im erfindungsgemäßen Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet) vorzugsweise wärmeisolierende Füllstoffe eingesetzt; dabei ist es bevorzugt, dass die in Schritt (S2) resultierende selbsthärtende Formmasse umfasst: bis 84 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 60 bis 80 Gew.- % wärmeisolierende Füllstoffe, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
Hohlkörper, bevorzugt Hohlkugeln aus Flugasche poröse Körper, bevorzugt Perlit, kalzinierte Reisschalenasche, kalzinierter Kieselgur, geschlossen-porige Mikro-Kugeln
Kern-Hülle-Partikel.
Der Fachmann wählt nach den Erfordernissen des Einzelfalls die Zusammensetzung der in Schritt (S2) resultierenden selbsthärtenden Formmasse so aus, dass Artikel mit den jeweils im Einzelfall bevorzugten Eigenschaften resultieren. Insbesondere beachtet er dabei die Reaktionsfähigkeit der eingesetzten Materialien miteinander sowie Dichte, Wärmeleitfähigkeit (Isolierwirkung) und thermische Stabilität der eingesetzten Substanzen.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugs- weise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei der erste Formgrundstoff und der zweite Formgrundstoff eine im Wesentlichen gleiche oder eine identische chemische Zusammensetzung besitzen oder - eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung besitzen.
Beide Varianten sind je nach den Erfordernissen des Einzelfalls bevorzugt und werden vom Fachmann entsprechend ausgewählt.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei - der erste Formgrundstoff und der zweite Formgrundstoff einen unterschiedlichen mittleren Komdurchmesser besitzen, oder der erste Formgrundstoff und der zweite Formgrundstoff einen im Wesentlichen gleichen mittleren Korndurchmesser besitzen und/oder einen mittleren Korndurchmesser von weniger als 1 ,3 mm, bevorzugt von 0,1 bis 0,7 mm besonders bevorzugt von 0,1 mm bis 0,5 mm besitzen.
Der (mittlere) Korndurchmesser wird dabei durch Siebung gemäß VDG Merkblatt (das heißt, Merkblatt des „Vereins deutscher Gießereifachleute“) P 27 vom Oktober 1999, Punkt 4.3, welches die Verwendung von Prüfsieben nach DIN ISO 3310 vorgibt, bestimmt. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei der erste und/oder zweite Formgrundstoff ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus natürlichen und künstlichen Formgrundstoffen und deren Mischungen, vorzugsweise ganz oder teilweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
Quarz-, Zirkon- oder Chromerzsand, Olivin, Vermiculit, Bauxit, Schamotte und deren Mischungen und/oder wobei der erste und/oder zweite Formgrundstoff zumindest teilweise aus recyclier- tem Formgrundstoff besteht, bevorzugt zumindest zu 30 Gew.-% aus recycliertem
Formgrundstoff, besonders bevorzugt zu zumindest 60 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt zu zumindest 90 Gew.-%.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei beim Kontaktieren in Schritt (S2) die Temperatur der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) jeweils im Bereich von 5 bis 40 °C liegt.
Insbesondere, wenn im erfindungsgemäßen Verfahren in Schritt (S2) ein manuelles kontaktierendes Vermischen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) erfolgt, bevorzugt, wenn im erfindungsgemäßen Verfahren in Schritt (S2) ein manuelles kon- taktierendes Vermischen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) erfolgt und die selbsthärtende Formmasse in einem oder mehreren Folgeschritten, vorzugsweise in einem Schritt (S3), manuell geknetet wird, ist der hier angegebene Temperaturbereich in Schritt (S2) bevorzugt. So kann das manuelle Kneten erfolgen, ohne dass eine Erwärmung oder ein Abkühlen zwischen dem kontaktierenden Vermischen in Schritt (S2) und dem manuellen Kneten in einem oder mehreren Folgeschritten erfolgen muss, um gewünschte Arbeitsbedingungen für eine manuelle Verarbeitung zu erzeugen. Der angegebene Temperaturbereich ist aber auch in vielen anderen Fällen bevorzugt, z.B. wenn die selbsthärtende formbare Masse in rieselfähiger Form vorliegt oder wenn es im erfindungsgemäßen Verfahren nicht zu einem manuellen Vermischen kommt. Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei die gehärtete Formmasse Bestandteile umfasst, die (vorzugsweise durch Erhitzen) zu einer Thermitreaktion miteinander gebracht werden können und/oder (bevorzugt „und“) die gehärtete Formmasse eine Biegefestigkeit von mehr als 100 N/cm2, bevorzugt mehr als 200 N/cm2 besonders bevorzugt mehr als 300 N/cm2 aufweist (Biegefestigkeiten wurden bestimmt mittels eines +GF+ Prüfriegels und mittels eines Multiserw Biegefestigkeitsprüfgeräts der Fa. MOREK, vorzugsweise bestimmt unter Berücksichtigung von VDG-Merkblatt P72 in seiner Version von Oktober 1999, Punkte 4 und 5.3, unter Verwendung eines GF-Prüfriegels) und/oder (bevorzugt „und“) das Formen und Härten der in Schritt (S2) resultierenden selbsthärtenden Form- masse in Schritt (S3) innerhalb eines Zeitraums von 1 bis 60 Minuten erfolgt, bevorzugt innerhalb eines Zeitraums von 2 bis 30 Minuten, besonders bevorzugt innerhalb eines Zeitraums von 5 bis 20 Minuten, ganz besonders bevorzugt innerhalb eines Zeitraums von 5 bis 10 Minuten.
Zur Thermitreaktion und den dabei einzusetzenden Stoffen vergleiche die vorstehenden Ausführungen.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), zur Herstellung eines Artikels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gießform, Kern und Speiser, mit folgenden Schritten nach dem kontaktierenden Vermischen der ersten Komponente (A) und der zweiten Kompo- nente (B) in Schritt (S2):
Anordnen der selbsthärtenden Formmasse in einer Formkammer oder einem Formkasten, vorzugsweise in Kontakt mit einem Formmodell odereiner Modellplatte, wobei das Anordnen bevorzugt ein Formen der selbsthärtenden Formmasse umfasst, danach, während des Härtens oder nach dem Härten der selbsthärtenden Form- masse, Einbringen eines Formstoffes in die Formkammer oder den Formkasten, wobei bevorzugt die in der Formkammer oder dem Formkasten angeordnete Formmasse zumindest bereichsweise von dem Formstoff umschlossen wird.
In d iese r Ausg esta Itu ng des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die selbsthärtende Formmasse gezielt in der Formkammer oder dem Formkasten in Position gebracht; die bevor- zugte Ausgestaltung sieht dabei das Anordnen der selbsthärtenden Formmasse in einer Formkammer oder einem Formkasten vor, wobei die Formmasse bevorzugt mit einem Formmodell oder einer Modellplatte in Kontakt gelangt. Die selbsthärtende Formmasse wird bevorzugt an einer vorbestimmten Stelle oder einer vorbestimmten Position angeordnet, an der sie beim Abguss mit flüssigem Gussmetall in Kontakt mit dem flüssigen Gussmetall kommt; vorzugsweise trägt die selbsthärtende Formmasse an der jeweiligen Stelle oder Position dazu bei, das Gussmetall über einen, besonders vorzugsweise vorbestimm- ten, Mindestzeitraum im flüssigen Zustand zu halten.
Noch während des Aushärtens der selbsthärtenden Formmasse oder nach dem Aushärten der Formmasse wird in einem Folgeschritt ein Formstoff in die Formkammer oder den Formkasten eingegeben; in manchen Fällen wird hierzu ein Formstoff mit einer anderen chemischen Zusammensetzung verwendet als die Zusammensetzung der selbsthärtenden Formmasse, die in einem vorherigen Schritt in der Formkammer oder dem Formkasten angeordnet wurde. Der im Folgeschritt hinzugefügte Formstoff bildet dann im resultierenden Artikel zum Begrenzen von zumindest Abschnitten eines Hohlraumes zur Aufnahme von Gussmetall den zweiten Begrenzungsbereich mit anderer Zusammensetzung aus.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugs- weise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei das Anordnen der selbsthärtenden Formmasse in der Formkammer oder dem Formkasten den oder die Schritte umfasst:
Anformen der selbsthärtenden Formmasse an eine die Formkammer begrenzende Modellplatte und/oder an ein den Formhohlraum des herzustellenden Artikels ausbildendes Formmodell, wobei die selbsthärtende Formmasse vorzugsweise Be- standteile umfasst, die (vorzugsweise durch Erhitzen) zu einer Thermitreaktion miteinander gebracht werden können und/oder zur Herstellung einer Gießform mit darin angeordnetem Speiser oder Kern Anordnen eines Speisers bzw. eines Kerns innerhalb der Formkammer oderdes Formkastens, wobei ein Bereich des Speisers und/oder des Kerns ein gehärtetes geformtes Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) ist.
Zur Thermitreaktion und den dabei einzusetzenden Stoffen vergleiche die vorstehenden Ausführungen.
Das Anformen der selbsthärtenden Formmasse an eine die Formkammer für die Gießform begrenzende Modellplatte und/oder an ein den Formhohlraum des herzustellenden Artikels ausbildendes Formmodell erfolgt bevorzugt von Hand. Die selbsthärtende Formmasse wird nach dem kontaktierenden Vermischen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) an die dafür vorgesehenen Bereiche von Modellplatte und/oder Formmodell angeformt. Besonders bevorzugt definieren die mit der selbsthärtenden Formmasse ausgerüsteten Bereiche von Modellplatte und/oder Formmodell Flächenbereiche, welche - nach Entfernung von Modellplatte bzw. Formmodell - zumindest Abschnitte eines Hohlraumes zur Aufnahme von Gussmetall begrenzen. Alternativ oder optional erfolgt das Anordnen der selbsthärtenden Formmasse in der Formkammer oder dem Formkasten, indem ein Speiser bzw. ein Kern innerhalb der Formkammer oder des Formkastens eingelegt wird. Statt des Einbringens einer noch knetbaren und dann selbsthärtenden Formmasse in die Formkammer oder den Formkasten wird bevorzugt eine bereits ausgehärtete Formmasse als gehärtetes geformtes Produkt in Form eines (Teils eines) Speisers oder eines Kerns in der Formkammer oder dem Formkasten angeordnet. Das gehärtete, geformte Produkt wird bevorzugt in Schritt (S3) des erfindungsgemäßen Verfahrens gebildet.
Ein solcher Speiser oder Kern ist ein bevorzugt vorgefertigtes Produkt, welches zumindest teilweise aus dem gehärteten geformten Produkt der ersten Komponente (A) und derzwei- ten Komponente (B) besteht, die gemischt und von Hand oder automatisiert, vorzugsweise von Hand, zu dem Produkt geformt wurden. Bei Kontakt mit dem in die fertige Gießform eingefüllten Gussmetall kommt es in dem gehärteten geformten Produkt vorzugsweise zu einer Thermitreaktion, welche das Gussmetall in dem mit dem gehärteten geformten Produkt ausgerüsteten Bereich des Hohlraumes länger flüssig hält. Damit wird gezielt Einfluss auf das Erstarrungsverhalten von Gussteilbereichen genommen und unerwünschte Materialfehler im Gussteil werden so vermindert, vorzugsweise vermieden.
Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei der hergestellte Artikel von der Modellplatte bzw. dem Formmodell getrennt wird. Das Herstellen des Artikels kann beispielsweise in einer Formkammer einer automatisierten Formanlage erfolgen; Formstoff wird hierzu in die Formkammer eingeschossen und vorzugsweise darin verdichtet. Die Formkammer ist ein Formraum zum Erzeugen des Artikels, dessen Wandbereiche Flächenbereiche des herzustellenden Artikels abbilden. Als Formgrundstoff werden bevorzugt Natursande, halbsynthetische Formsande oder synthe- tische Formstoffe verwendet, welche in die Formkammer eingegeben, bevorzugt unter hohem Druck in die Formkammer eingeschossen werden.
Mit dem Eingeben des Formstoffes erfolgt vorzugsweise eine Vorverdichtung des Formstoffes. Bevorzugt wird der in die Formkammer eingegebene Formstoff zusätzlich durch eine auf den Formstoff einwirkende Druckkraft verdichtet. Das Verdichten kann beispielsweise mithilfe zweier relativ zueinander beweglicher Modellplatten der automatisierten Formanlage erfolgen. Zum Erzeugen der Relativbewegung zwischen den Modellplatten wird zumindest eine der Modellplatten relativ zu der anderen linear auf diese zu bewegt. Dadurch verringert sich der Abstand zwischen den Modellplat- ten, und der darin befindliche Formstoff wird zusammengedrückt. Die im Wesentlichen parallel zueinander stehenden Modellplatten sind umfangsseitig durch feststehende Kamme rwände umgeben. Nach dem Verdichten des Formstoffes ist der Artikel so weit verfestigt, dass dieser von der Modellplatte bzw. dem Formmodell getrennt werden kann. Mit dem Trennen des Artikels von der Modellplatte und/oder dem Formmodell wird am herge- stellten Artikel der Hohlraum zur Aufnahme von Gussmetall zugänglich.
Statt mittels eines automatisierten Herstellungsprozesses wird das erfindungsgemäße Verfahren in vielen Fällen unter Verwendung eines üblichen Formkastens mit einem hohen Anteil von Handarbeit ausgeführt.
Die Erfindung betrifft gemäß einem weiteren Aspekt einen Artikel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gießform, Kern und Speiser, herstellbar nach einem erfindungsgemäßen Verfahren wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet, umfassend einen ersten Bereich, der gebildet ist aus einem gehärteten geformten Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B), und einen zweiten Bereich, der aus einem Material anderer Zusammensetzung gebildet ist. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Artikels, der als Gießform, Kern oder Speiser ausgebildet ist und bevorzugt nach einem Verfahren gemäß der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen herstellbar ist, die Herstellung eines Gussteiles ermöglicht ist, dessen Erstarrungsverhalten während des Abkühlvorganges gezielt beeinflusst wird und damit das Ausbilden von Materialfehlern innerhalb des Gussteiles vermieden werden kann. Der erfindungsgemäße Artikel umfasst zumindest einen Bereich, auch bezeichnet als erster Bereich, der aus einem gehärteten geformten Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) ausgebildet ist. Vorzugsweise kann ein solcher erfindungsgemäß hergestellter Artikel mehrere solcher ersten Bereiche aus dem gehärteten geformten Produkt aufweisen. Der zweite Bereich besteht bevorzugt aus einem Material anderer Zusammensetzung. Vorzugsweise besteht der Artikel bevorzugt zu einem Großteil, also mehr als 50 %, bevorzugt mehr als 80%, aus diesem Material, das eine andere Zusammensetzung aufweist, und damit nicht aus dem Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B). Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßer Artikel (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), wobei der Artikel zum Begrenzen von zumindest Abschnitten eines Hohlraums zur Aufnahme von Gussmetall einen ersten Begrenzungsbereich und einen dazu benachbarten, vorzugsweise daran angrenzenden zweiten Be- grenzungsbereich anderer Zusammensetzung besitzt, wobei der erste Begrenzungsbereich aus dem gehärteten geformten Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) gebildet ist.
An dem erfindungsgemäßen Artikel bildet das aus der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) bestehende, gehärtete geformte Produkt zumindest einen Ober- flächenbereich aus, mit dem zumindest Abschnitte eines Hohlraums zum Aufnehmen von Gussmetall begrenzt werden. Das in Schritt (S3) eines bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens resultierende gehärtete geformte Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) wird vorzugsweise oberflächennah angeordnet bzw. bildet Teile der Oberfläche eines Formhohlraums aus, beispielsweise in einer Gießform, an einem Kern oder an einem Speiser.
In vielen Fällen ist es bevorzugt, wenn das gehärtete geformte Produkt Bestandteile umfasst, die bei Kontakt mit flüssigem Gussmetall miteinander in einer Thermitreaktion umgesetzt werden; daher hat das gehärtete geformte Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) bevorzugt direkt Kontakt mit dem in den Hohlraum der Gieß- form eingefüllten oder im Speiser aufsteigenden Gussmetall. Dadurch wird der bevorzugt aus dem gehärteten geformten Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) ausgebildete erste Begrenzungsbereich des Hohlraums durch das Gussmetall erhitzt und die zu erreichende Starttemperatur für die dann ablaufende Thermitreaktion erreicht. Der den Hohlraum zur Aufnahme vom Gussmetall ferner begrenzende zweite Be- grenzungsbereich wird aus einem Material anderer Zusammensetzung gebildet, wie beispielsweise einem Formstoff, der zur Ausbildung von Gießformen oder einzelnen Formteilen einer Gießform oder auch für Kerne und/oder Speiser eingesetzt wird; entsprechende Formstoffe sind auf dem Gebiet der Gießereiindustrie üblich und dem Fachmann bekannt.
Die Erfindung betrifft zudem ein Kit zur Verwendung in einem Verfahren (wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), zumindest umfassend als oder in einem ersten Bestandteil des Kits eine Menge einer ersten Komponente (A), umfassend eine erste Bindemittelkomponente (b1) und Formgrundstoff als oder in einem zweiten Bestandteil des Kits eine Menge einer zweiten Komponente (B), umfassend eine zweite Bindemittelkomponente (b2) und Formgrundstoff, wobei der erste und der zweite Bestandteil des Kits räumlich separat voneinander angeordnet sind. Die vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und erfindungsgemäßen Artikeln beschriebenen Vorteile werden mit dem erfindungsgemäßen Kit in besonders vorteilhafter Weise verwirklicht.
Die Erfindung betrifft zudem gemäß einem weiteren Aspekt ein Verfahren zum Herstellen eines metallischen Gussteils durch Metallguss in einer Gießform, umfassend die Schritte:
Herstellen eines Artikels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gießform, Kern und Speiser, gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren, wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet, und Einsetzen des Artikels zum Begrenzen von zumindest Abschnitten eines Hohlraums zur Auf- nähme von Gussmetall, wobei der Artikel einen ersten Begrenzungsbereich und einen dazu benachbarten, vorzugsweise daran angrenzenden zweiten Begrenzungsbereich anderer Zusammensetzung besitzt, wobei der erste Begrenzungsbereich aus dem gehärteten geformten Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) gebildet ist, - Kontaktieren des Gussmetalls zumindest mit dem ersten Begrenzungsbereich des hergestellten Artikels während des Gießens.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines metallischen Gussteils wird dazu beigetragen, ein metallisches Gussteil auf vereinfachte Weise herzustellen und dessen Erstarrungsverhalten während des Abkühlens beim Gießvorgang so zu beeinflussen, dass keine Gussfehler entstehen und das fertige Gussteil keine Materialfehler aufweist. Dazu können sowohl die Gießform als auch ein bei der Herstellung des Gussteils zu verwendender Kern sowie ein üblicherweise beim Dichtspeisen des Hohlraums der Gießform zu verwendender Speiser zumindest teilweise aus einem gehärteten geformten Produkt (einer gehärteten geformten Formmasse) bestehen, welches aus der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) hergestellt ist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere bei der Herstellung von Gussteil-Prototypen geeignet; es ermöglicht individuelle manuelle Anpassungen der Geometrie (insbesondere des ersten Begrenzungsbereichs), so dass eine iterative Optimierung des Herstellverfahrens vereinfacht wird. Der im ersten Verfahrensschritt hergestellte Artikel umfasst (zumindest) einen ersten Begrenzungsbereich, der aus einem gehärteten geformten Produkt (einer gehärteten geformten Formmasse) besteht, und mit dem der Hohlraum zur Aufnahme von Gussmetall zumindest abschnittsweise begrenzt wird. Benachbart, vorzugsweise daran angrenzend, ist (zu- mindest) ein zweiter Begrenzungsbereich vorgesehen, der eine andere Zusammensetzung besitzt.
In dem Moment, in dem das Gussmetall mit dem ersten Begrenzungsbereich des hergestellten Artikels während des Gießvorganges in Kontakt gelangt, wird der erste Begrenzungsbereich erhitzt. In bevorzugten Ausgestaltungen wird nach Erreichen einer vorbe- stimmten Starttemperatur in der ausgehärteten und den ersten Begrenzungsbereich des Hohlraums für das Gussmetall ausbildenden Formmasse eine Thermitreaktion initiiert. Dadurch werden in dieser Ausgestaltung bestimmte Volumenbereiche des Gussmetalls so lange in flüssiger Form gehalten, dass sie später als andere Volumenbereiche des Gussmetalls erstarren; so lässt sich mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens das Auftreten von Gussfehlern innerhalb des Gussteils vermeiden oder verringern. Auf die entsprechenden Ausführungen weiter oben sei verwiesen; sie treffen auch hier zu.
Die weiter oben zum erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines Artikels beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen sind zugleich auch bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Artikels, des Kits zur Verwen- düng sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines metallischen Gussteils. Die zum erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines metallischen Gussteils, des erfindungsgemäßen Artikels sowie des Kits zur Verwendung beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen bzw. Weiterbildungen sind zugleich auch bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Arti- kels, usw.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Beispielen näher erläutert.
Die verwendeten Mischungsverhältnisse, die eingesetzten Materialien, d.h. Formgrundstoffe, Bindemittelkomponenten, Katalysator und sonstige Bestandteile sind dabei lediglich exemplarisch und auch andere Konzentrationen, Materialien und Materialkombinationen können verwendet werden; zu den entsprechenden Eigenschaften vgl. die vorstehende Beschreibung.
Die verwendeten Komponenten Pentex 34V44, Pentex 35V92, Pentex 36003 und Pentex 36003B wurden von HA France (ZI de Pont-Brenouille, BP 309, 60723 Pont Ste Maxence, Frankreich) bezogen. Bei dem verwendeten Quarzsand handelt es sich um Quarzsand, Typ H32 der Firma Quarzwerke GmbH.
Beispiel 1 - Herstellen und Einsetzen einer selbsthärtenden Formmasse
Dieses Beispiel beschreibt exemplarisch die Durchführung eines erfindungsgemäßen Ver- fahrens zur Herstellung einer selbsthärtenden Formmasse mit bzw. ohne Einsatz von Thermitmischungen.
1 .1 Herstellen einer ersten Komponente (A)
1 .1-1 Herstellen einer ersten Komponente (A) (ohne Substanzen, die durch Erhitzen zu einer Thermitreaktion miteinander gebracht werden können); nachfol- gend auch als erste Komponente (A-0) bezeichnet.
Im Versuch (in einer Gießerei) wurden in ein erstes Gefäß (Gefäß 1 .1-1) 1000 g Quarzsand H32 (Fa. Quarzwerke GmbH, AFS-Kornfeinheitsnummer 45; als Beispiel - auch andere Formgrundstoffe sind im erfindungsgemäßen Verfahren ersetzbar), 70 g Pentex 34V44 (o,o' kondensiertes phenolisches Resol in aliphatischem Lösemittel; als Beispiel für eine erste Bindemittelkomponente (b1) - auch andere Stoffe sind im erfindungsgemäßen Verfahren als erste Bindemittelkomponente (b1) ersetzbar) und 1 ,4 g Pentex 36003 (Methylimidazol in aromatischem Lösemittel; entsprechend 2 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzte Menge von Pentex 34V44; als Beispiel für einen Katalysator - auch andere Katalysatoren sind im erfindungsgemäßen Verfahren ersetzbar) gegeben, in einen Vibrations- mischer (Fa. KLEIN, Modell SM511) überführt und für 30 Sekunden gemischt, so dass eine Mischung als Beispiel für eine erste Komponente (A) resultierte, umfassend eine erste Bindemittelkomponente (b1) eines Bindemittelsystems und eine Menge eines ersten Formgrundstoffs.
1 .1-2 Herstellen einer ersten Komponente (A) (mit Substanzen, die durch Erhitzen zu einer Thermitreaktion miteinander gebracht werden können); nachfolgend auch als erste Komponente (A-T) bezeichnet.
In der Zusammensetzung gemäß Beispiel 1.1-1 wurden die 1000 g Quarzsand durch eine übliche Thermit-Mischung, umfassend Aluminiumpulver, pulverförmiges Fe2Ü3, Kaliumnitratpulver, Füllstoffe und Zündmittel (beispielhaft für Substanzen, die durch Erhitzen zu einer Thermitreaktion miteinander gebracht werden können) ersetzt und statt Gefäß 1 .1-1 das Gefäß 1 .1-2 verwendet. Bis auf diese Änderungen gemäß der Vorgehensweise aus Beispiel 1.1-1 wurde so eine Mischung als Beispiel für eine erste Komponente (A) (Komponente (A-T)) hergestellt, umfassend eine erste Bindemittelkomponente (b1) eines Bindemitte Isystems, eine Menge eines ersten Formgrundstoffs und Substanzen, die durch Erhitzen zu einer Thermitreaktion miteinander gebracht werden können. 1 .2 Herstellen einer zweiten Komponente (B)
1 .2-1 Herstellen einer zweiten Komponente (B) (ohne Substanzen, die durch Erhitzen zu einer Thermitreaktion miteinander gebracht werden können); nachfolgend auch als zweite Komponente (B-0) bezeichnet.
Im Versuch (in einer Gießerei) wurden in ein zweites, räumlich vom ersten Gefäß (Gefäß 1.1-1 bzw. 1.1-2) getrenntes Gefäß (Gefäß 1 .2-1) 1000 g Quarzsand H32 (Fa. Quarzwerke
GmbH, AFS-Kornfeinheitsnummer 45; als Beispiel - auch andere Formgrundstoffe sind im erfindungsgemäßen Verfahren ersetzbar), 70 g Pentex 35V92 (p-MDl in aliphatischem Lösemittel) als Beispiel für eine zweite Bindemittelkomponente (b2) - auch andere Stoffe sind im erfindungsgemäßen Verfahren als zweite Bindemittelkomponente (b2) ersetzbar, gegeben und mit einem Vibrationsmischer (Fa. KLEIN, Modell SM511) für 30 Sekunden gemischt, so dass eine Mischung als Beispiel für eine zweite Komponente (B) (Komponente (B-0)) resultierte, umfassend eine zweite Bindemittelkomponente (b2) eines Bindemittelsystems und eine Menge eines zweiten Formgrundstoffs.
1 .2-2 Herstellen einer zweiten Komponente (B) (mit Substanzen, die durch Erhit- zen zu einer Thermitreaktion miteinander gebracht werden können); nachfolgend auch als zweite Komponente (B-T) bezeichnet.
In der Zusammensetzung gemäß Beispiel 1 .2-1 wurden die 1000 g Quarzsand durch eine übliche Thermit-Mischung, umfassend Aluminiumpulver, pulverförmiges Fe2Ü3, Kaliumnitratpulver, Füllstoffe und Zündmittel (beispielhaft für Substanzen, die durch Erhitzen zu einer Thermitreaktion miteinander gebracht werden können) ersetzt und statt Gefäß 1 .2-1 das Gefäß 1 .2-2 verwendet. Bis auf diese Änderungen gemäß der Vorgehensweise aus Beispiel 1 .2-1 wurde so eine Mischung als Beispiel für eine zweite Komponente (B) (Komponente (B-T)) hergestellt, umfassend eine zweite Bindemittelkomponente (b2) eines Bindemitte Isystems, eine Menge eines zweiten Formgrundstoffs und Substanzen, die durch Erhitzen zu einer Thermitreaktion miteinander gebracht werden können. 1.3 Kontaktierendes Vermischen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B)
1.3-1 Kontaktierendes Vermischen der hergestellten ersten Komponente (A-0) und der zweiten Komponente (B-0) Jeweils komplette hergestellte Mengen der gemäß obigem Beispiel 1.1-1 hergestellten ersten Komponente (A) (Komponente (A-0)) und der gemäß obigem Beispiel 1.2-1 hergestellten zweiten Komponente (B) (Komponente (B-0)) wurden aus ihrem jeweiligen Gefäß (Gefäße 1.1-1 und 1 .2-1) heraus in separate Schraubdeckelgefäße (Gefäße 1.1-1N und 1.2- 1N) unter Stickstoff gefüllt und ca. 6 Wochen gelagert. Zum Herstellen der selbsthärtenden Formmasse wurden gleiche Teile von Komponente A (Komponente (A-0)) und Komponente B (Komponente (B-0)) in einem Mischgefäß (Gefäß 1.3-1) von Hand manuell kontaktierend ca. 2 Minuten innig miteinander vermischt und geknetet, so dass eine selbsthärtende Formmasse resultierte.
1.3-2 Kontaktierendes Vermischen der hergestellten ersten Komponente (A-T) und (B-T) zu einer selbsthärtenden Formmasse
Jeweils komplette hergestellte Mengen der gemäß obigem Beispiel 1.1-2 hergestellten ersten Komponente (A) (Komponente (A-T) und der gemäß obigem Beispiel 1.2-2 hergestellten zweiten Komponente (B) (Komponente (B-T) wurden aus ihrem jeweiligen Gefäß heraus in separate Schraubdeckelgefäße (Gefäße 1.1-2N und 1.2-2N) unter Stickstoff gefüllt und ca. 6 Wochen gelagert. Zum Herstellen der selbsthärtenden Formmasse wurden gleiche Teile von Komponente A (Komponente (A-T)) und Komponente B (Komponente (B-T) in einem Mischgefäß (Gefäß 1.3-2) von Hand manuell kontaktierend ca. 2 Minuten innig miteinander vermischt und geknetet, so dass eine selbsthärtende Formmasse resultierte.
Anmerkung: In analoger Weise können auch (A-0) mit (B-T) bzw. (A-T) mit (B-0) kombiniert werden.
1.4 Anformen der selbsthärtenden Formmasse an ein Prototyp-Modell
Jeweils eine gemäß den obigen Beispielen 1.3-1 bzw. 1.3-2 hergestellte und geknetete selbsthärtende Formmasse wurde durch knetendes Andrücken an ein Prototyp-Modell an dieses angeformt und zum Selbsthärten bei Raumtemperatur (ca. 20 °C) dort belassen. Nach einer Wartezeit von ca. 30 Minuten war die jeweilige selbsthärtende Formmasse so weit ausgehärtet, dass sie als Teil eines Formteils im Eisenguss ersetzbar war. 1.5 Reparatur eines Basiskörpers
Zwei Gießformen, jeweils mit einem Oberflächendefekt (Defektvolumen ca. 20 cm3) wurden als Basiskörper (Vorprodukt) bereitgestellt. Jeweils eine gemäß den obigen Beispielen 1.3-1 bzw. 1.3-2 hergestellte und geknetete selbsthärtende Formmasse wurde durch kne- tendes Andrücken in den jeweiligen Oberflächendefekt eingeformt; anschließend wurde mit Hilfe eines Spachtels die Kontur der eingeformten Formmasse dem Konturverlauf der jeweiligen Gießform angepasst. Nach einer Wartezeit von ca. 30 Minuten bei Raumtemperatur (ca. 20 °C) war die jeweilige selbsthärtende Formmasse so weit ausgehärtet, dass eine Gießform (als Beispiel für einen durch Reparatur hergestellten Artikel) resultierte, die im Eisenguss ersetzbar war.
Beispiel 2 - Einfluss der Bindermenqe auf Festigkeit und Verarbeitunqszeit
Um den Einfluss der Bindermenge auf Festigkeit und Verarbeitungszeit zu ermitteln, wurden Mischungen mit drei verschiedenen Bindergehalten hergestellt. Alle Beispiele wurden mit H32 Quarzsand als Substrat (Formgrundstoff) durchgeführt. 2.1 Herstellen einer ersten Komponente (A) (ohne Substanzen, die durch Erhitzen zu einer Thermitreaktion miteinander gebracht werden können)
In diesem Versuch wurden 1000 g Quarzsand H32 (Fa. Quarzwerke GmbH, AFS- Kornfeinheitsnummer 45) sowie Pentex 34V44 (o,o' Resol in aliphatischem Lösemittel) und Pentex 36003 (Methylimidazol in aromatischem Lösemittel; entsprechend 2 Gew.-% bezo- gen auf die eingesetzte Menge von Pentex 34V44) jeweils in den entsprechenden Mengen gemäß Tabelle 1 jeweils in ein erstes Gefäß (Gefäße 2.1-1 , 2.1-2 und 2.1-3) gegeben, in einen Vibrationsmischer (Fa. KLEIN, Modell SM511) überführt und für 30 Sekunden gemischt, so dass jeweils eine Mischung als Beispiel für eine erste Komponente (A) (Komponente A1 bzw. Komponente A2 bzw. Komponente A3) resultierte, umfassend eine erste Bindemittelkomponente (b1) eines Bindemittelsystems und eine Menge eines ersten Formgrundstoffs. Insgesamt wurden drei Mischungen gemäß den in Tabelle 1 angegebenen Rezepturen hergestellt:
Tabelle 1 :
Figure imgf000041_0001
2.2 Herstellen der zweiten Komponente (B)
In diesem Versuch wurden 1000 g Thermitmischung (Chemex) sowie Pentex 35V92 (p- MDI in aliphatischem Lösemittel) jeweils in den entsprechenden Mengen gemäß Tabelle 2 jeweils in ein vom ersten Gefäß (Gefäße 2.1-1 , 2.1-2 und 2.1-3) jeweils räumlich getrenn- tes, zweites Gefäß (Gefäße 2.2-1 , 2.2-2 und 2.2-3) gegeben, in einen Vibrationsmischer (Fa. KLEIN, Modell SM511) überführt und für 30 Sekunden gemischt, so dass jeweils eine Mischung als Beispiel für eine zweite Komponente (B) (Komponente B1 bzw. Komponente B2 bzw. Komponente B3) resultierte, umfassend eine zweite Bindemittelkomponente (b2) eines Bindemittelsystems und eine Menge eines zweiten Formgrundstoffs. Insgesamt wurden drei Mischungen gemäß den in Tabelle 2 angegebenen Rezepturen hergestellt:
Tabelle 2:
Figure imgf000041_0002
2.3 Vermischen der hergestellten ersten Komponente (A) und der hergestellten zweiten Komponente (B)
Jeweils komplette hergestellte Mengen der gemäß obigem Beispiel 2.1 hergestellten ersten Komponente (A) und der gemäß obigem Beispiel 2.2 hergestellten zweiten Kompo- nente (B) wurden aus ihrem jeweiligen Gefäß (Gefäße 2.1-1 , 2.1-2 und 2.1-3 mit Komponente (A); Gefäße 2.2-1 , 2.2-2 und 2.2-3 mit Komponente (B)) heraus in separate Schraubdeckelgefäße (Gefäße 2.1-1 N, 2.1-2N, 2.1-3N mit Komponente (A); Gefäße 2.2-1 N, 2.2- 2N und 2.2-3N mit Komponente (B)) unter Stickstoff gefüllt und ca. 6 Wochen gelagert. Zum Herstellen der selbsthärtenden Formmasse wurden jeweils gleiche Gewichtsteile von Komponente (A) und Komponente (B) in einem jeweils dritten Mischgefäß (Gefäße 2.3-1 , 2.3-2 und 2.3-3) manuell kontaktierend ca. 2 Minuten innig miteinander vermischt und geknetet; jeweils wurde dabei Komponente (A1) (gemäß Tabelle 1) mit Komponente (B1) (gemäß Tabelle 2), Komponente (A2) (gemäß Tabelle 1) mit Komponente (B2) (gemäß Tabelle 2) und Komponente (A3) (gemäß Tabelle 1) mit Komponente (B3) (gemäß Tabelle 2) vermischt, so dass jeweils eine selbsthärtende Formmasse resultierte: Formmasse (F2-
1) aus Komponenten (A1) und (B1), Formmasse (F2-2) aus Komponenten (A2) und (B2), Formmasse (F2-3) aus Komponenten (A3) und (B3).
2.4 Anformen der selbsthärtenden Formmasse an ein Prototyp-Modell
Jeweils eine gemäß obigem Beispiel 2.3 geknetete selbsthärtende Formmasse (Formmas- sen (F2-1), (F2-2) und (F2-3)) wurde durch knetendes Andrücken an ein Prototyp-Modell an dieses angeformt und zum Selbsthärten bei Raumtemperatur (ca. 20 °C) dort belassen. Nach einer Wartezeit von ca. 30 Minuten war die selbsthärtende Formmasse jeweils so weit ausgehärtet, dass sie als Teil eines Formteils im Eisenguss ersetzbar war.
2.5 Reparatur eines Basiskörpers Jeweils eine Gießform mit einem Oberflächendefekt (Defektvolumen ca. 20 cm3) wurde als Basiskörper (Vorprodukt) bereitgestellt. Jeweils eine gemäß obigem Beispiel 2.3 geknetete selbsthärtende Formmasse (Formmassen (F2-1), (F2-2) und (F2-3)) wurde durch knetendes Andrücken in den Oberflächendefekt eingeformt; anschließend wurde jeweils mit Hilfe eines Spachtels die Kontur der eingeformten Formmasse dem Konturverlauf der Gießform angepasst. Nach einer Wartezeit von ca. 30 Minuten bei Raumtemperatur (ca. 20 °C) war die selbsthärtende Formmasse jeweils so weit ausgehärtet, dass eine Gießform (als Beispiel für einen durch Reparatur hergestellten Artikel) resultierte, die im Eisenguss einsetzbarwar. 2.6 Untersuchungen zum Anziehen von Formstoffmischungen
Die Zeit für das Anziehen der Mischung (vgl. Angaben unter „Angezogen“ in Tabelle 3)) wird bestimmt, indem jeweils eine gemäß vorstehendem Beispiel 2.3 frisch hergestellte Formmasse (Formmassen (F2-1), (F2-2) und (F2-3)) in ein Gefäß (Gefäße 2.6-1 , 2.6-2 und 2.6-3), gegeben wird, die Mischung jeweils mit der Hand verdichtet und die Oberfläche glatt abgezogen wird. Sofort nach dem Abziehen wird eine Stoppuhr gestartet. Die Oberfläche wird dann jeweils in regelmäßigen Abständen mit einem Formverdichtungsprüfer (Typ GF80, Fa. Georg Fischer AG) nach dem Kugeleindrückverfahren (Kugeldurchmesser 4 mm) geprüft, bis ein Wert von 80 erreicht ist. Diese Zeit wird für das „Anziehen“ der Mi- schung in Minuten (gerundet) notiert (vgl. Angaben unter „Angezogen“ in Tabelle 3).
2.7 Untersuchungen zum Abbinden von Formstoffmischungen
Die Zeit für das Abbinden der Mischung (vgl. Angaben unter „Abgebunden“ in Tabelle 3) wurde mit einem Testgerät (Modell VC40, Fa. PROLABO), wie folgt bestimmt: Die jeweils frisch gemäß vorstehendem Beispiel 2.3 hergestellte Mischung (Formmassen (F2-1), (F2- 2) und (F2-3)) wird in ein Gefäß (Gefäße 2.7-1 , 2.7-2 und 2.7-3) gegeben, die Mischung jeweils mit der Hand verdichtet und die Oberfläche glatt abgezogen. Sofort nach dem Abziehen wird eine Stoppuhr gestartet. Das Gefäß wird jeweils unter die Nadel (300g Gewicht, 1 mm Durchmesser) des Testgeräts gestellt und der Test durchgeführt, bis die Nadel nicht mehr in die Sandmischung eindringt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Stoppuhr gestoppt und die Zeit als Abbindezeit (vgl. Angaben unter „Abgebunden“ in Tabelle 3) in Minuten (gerundet) notiert.
Tabelle 3:
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Beispiel 3 - Einfluss der Katalvsatormenqe auf Festigkeit und Verarbeitunqszeit
Um den Einfluss der Katalysatormenge auf Festigkeit und Bearbeitungszeit zu ermitteln, wurden Mischungen mit drei verschiedenen Katalysatormengen hergestellt. Alle Beispiele wurden mit Quarzsand als Substrat (Formgrundstoff) durchgeführt. 3.1 Herstellen einer ersten Komponente (A)
Im Versuch (in einer Gießerei) wurden in ein jeweils erstes Gefäß (Gefäße 3.1-1 , 3.1-2 und
3.1-3) 1000 g Quarzsand H32 (Fa. Quarzwerke GmbH, AFS-Kornfeinheitsnummer 45; als Beispiel - auch andere Formgrundstoffe sind im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbar) sowie Pentex 34V44 (o,o' kondensiertes phenolisches Resol in aliphatischem Lösemittel; als Beispiel für eine erste Bindemittelkomponente (b1) - auch andere Stoffe sind im erfindungsgemäßen Verfahren als erste Bindemittelkomponente (b1) einsetzbar) und Pentex 36003B (Methylimidazol in aromatischem Lösemittel, entsprechend 2 Gew.-% bezogen auf die eingesetzte Menge von Pentex 34V44); als Beispiel für einen Katalysator - auch an- dere Katalysatoren sind im erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbar) in Mengen gemäß den Mengenangaben für Mischungen zu Formmassen F3-1 , F3-2 und F3-3 in Tabelle 4 gegeben, jeweils in einen Vibrationsmischer (Fa. KLEIN, Modell SM511) überführt und für 30 Sekunden gemischt, so dass jeweils eine Mischung als Beispiel für eine erste Komponente (A) resultierte, umfassend eine erste Bindemittelkomponente (b1) eines Bindemittel- Systems und eine Menge eines ersten Formgrundstoffs.
3.2 Herstellen der zweiten Komponente (B)
Im Versuch (in einer Gießerei) wurden in ein zweites, räumlich vom ersten Gefäß (Gefäße
3.1-1 , 3.1-2 und 3.1-3) getrenntes Gefäß (Gefäße 3.2-1 , 3.2-2 und 3.2-3) 1000 g Quarzsand H32 (Fa. Quarzwerke GmbH, AFS-Kornfeinheitsnummer 45) und 5 g Pentex 35V92 (p-MDl in aliphatischem Lösemittel) gegeben und mit einem Vibrationsmischer der Fa. KLEIN, Modell SM511 für 30 Sekunden gemischt, so dass eine Mischung als Beispiel für eine zweite Komponente (B) resultierte, umfassend eine zweite Bindemittelkomponente (b2) eines Bindemittelsystems und eine Menge eines zweiten Formgrundstoffs.
3.3 Vermischen der hergestellten ersten Komponente (A) und der hergestellten zweiten Komponente (B)
Jeweils komplette hergestellte Mengen der gemäß obigem Beispiel 3.1 hergestellten ersten Komponente (A) und der gemäß obigem Beispiel 3.2 hergestellten zweiten Komponente (B) wurden aus ihrem jeweiligen Gefäß (Gefäße 3.1-1 , 3.1-2 und 3.1-3 mit Komponente (A); Gefäße 3.2-1 , 3.2-2 und 3.2-3 mit Komponente (B) heraus in separate Schraub- deckelgefäße (Gefäße 3.1-1 N, 3.1-2N und 3.1-3N mit Komponente (A); Gefäße 3.2-1 N,
3.2-2N und 3.2-3N mit Komponente (B)) unter Stickstoff gefüllt und ca. 6 Wochen gelagert. Zum Herstellen der selbsthärtenden Formmasse wurden jeweils gleiche Gewichtsteile von Komponente (A) und Komponente (B) in einem Mischgefäß (Gefäße 3.3-1 , 3.3-2, 3.3-3,
3.3-4, 3.3-5 und 3.3-6) manuell kontaktierend ca. 2 Minuten innig miteinander vermischt und geknetet, so dass eine selbsthärtende Formmasse resultierte (jeweils wurden dabei die hergestellten Komponenten (A) und (B) so miteinander vermischt, dass Mischungen gemäß den in Tabelle 4 angegebenen Rezepturen resultierten; (Formmassen (F3-1), (F3- 2) und (F3-3)). 3.4 Anformen der selbsthärtenden Formmasse an ein Prototyp-Modell
Jeweils eine gemäß obigem Beispiel 3.3 geknetete selbsthärtende Formmasse (Formmassen (F3-1), (F3-2) und (F3-3)) wurde durch knetendes Andrücken an ein Prototyp-Modell an dieses angeformt und zum Selbsthärten bei Raumtemperatur (ca. 20 °C) dort belassen. Nach einer Wartezeit von ca. 30 Minuten war die jeweils selbsthärtende Formmasse so weit ausgehärtet, dass sie als Teil eines Formteils im Eisenguss ersetzbar war.
3.5 Reparatur eines Basiskörpers
Jeweils eine Gießform mit einem Oberflächendefekt (Defektvolumen ca. 20 cm3) wurde als Basiskörper (Vorprodukt) bereitgestellt. Jeweils eine gemäß obigem Beispiel 3.3 geknetete selbsthärtende Formmasse (Formmassen (F3-1), (F3-2) und (F3-3)) wurde durch kneten- des Andrücken in den jeweiligen Oberflächendefekt eingeformt; anschließend wurde mit Hilfe eines Spachtels jeweils die Kontur der eingeformten Formmasse dem Konturverlauf der Gießform angepasst. Jeweils nach einer Wartezeit von ca.30 Minuten bei Raumtemperatur (ca. 20 °C) war die selbsthärtende Formmasse so weit ausgehärtet, dass eine Gießform (als Beispiel für einen durch Reparatur hergestellten Artikel) resultierte, die im Eisenguss einsetzbar war.
3.6 Untersuchungen zum Anziehen von Formstoffmischungen (Work Time)
Die Zeit für das Anziehen der Mischung (vgl. Angaben unter „Angezogen“ in Tabelle 4)) wird bestimmt, indem jeweils eine gemäß vorstehendem Beispiel 3.3 frisch hergestellte Mischung (Formmassen (F3-1), (F3-2) und (F3-3) in ein Gefäß (Gefäße 3.6-1 , 3.6-2 und 3.6-3), gegeben, die Mischung jeweils mit der Hand verdichtet und die Oberfläche glatt abgezogen wird. Sofort nach dem Abziehen wird eine Stoppuhr gestartet. Die Oberfläche wird dann jeweils in regelmäßigen Abständen mit einem Formverdichtungsprüfer (Typ GF80, Fa. Georg Fischer AG) nach dem Kugeleindrückverfahren (Kugeldurchmesser 4 mm) geprüft, bis ein Wert von 80 erreicht ist. Diese Zeit wird für das „Anziehen“ der Mi- schung (Work Time) wird in Minuten (gerundet) notiert (vgl. Angaben unter „Angezogen“ in Tabelle 4). 3.7 Untersuchungen zum Abbinden von Formstoffmischungen (Strip Time)
Die Zeit für das Abbinden der Mischung (vgl. Angaben unter „Abgebunden“ in Tabelle 4) wurde mit einem Testgerät (Modell VC40, Fa. PROLABO), wie folgt bestimmt: Die frisch gemäß obigem Beispiel 3.3 hergestellte Mischung (Formmassen (F3-1), (F3-2) und (F3-3) wird jeweils in ein Gefäß (Gefäße 3.7-1 , 3.7-2 und 3.7-3) gegeben, die Mischung jeweils mit der Hand verdichtet und die Oberfläche jeweils glatt abgezogen. Sofort nach dem Abziehen wird eine Stoppuhr gestartet. Das Gefäß wird jeweils unter die Nadel (300 g Gewicht, 1 mm Durchmesser) des Testgeräts gestellt und die Nadel wiederholt herabgefahren, bis die Nadel nicht mehr in die Sandmischung eindringt. Zu diesem Zeitpunkt wird die Stoppuhr gestoppt und die Zeit als Abbindezeit (vgl. Angaben unter „Abgebunden“ in Tabelle 4) in Minuten (gerundet) notiert.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Herstellen eines Artikels bzw. eines Gussteils unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Figuren näher beschrieben. Hierbei zeigen:
Fig. 1 : eine Ansicht einer bereitgestellten Modellplatte und eines daran angeordneten Formmodells;
Fig. 2: eine Ansicht der Modellplatte und des Modells mit einer an einen kritischen
Bereich für die Metallgussversorgung am Formmodell angeformten selbsthärtenden Formmasse;
Fig. 3: eine Ansicht eines Ausschnitts aus einer Formkammer oder einem Formkas- ten, in dem die Modellplatte und das Formmodell mit der selbsthärtenden
Formmasse angeordnet sind, wobei die Formkammer mit Formstoff befüllt ist;
Fig. 4: zumindest eine Teilansicht des hergestellten Artikels, insbesondere eines Formteils einer erzeugten Gießform;
Fig. 5: eine Ansicht einer sich aus zwei Formteilen zusammensetzenden Gießform mit einer am Hohlraum der Gießform angeordneten ausgehärteten Formmasse, wobei die Gießform mit Gussmetall gefüllt ist; und
Fig. 6: eine Ansicht eines fertigen, aus der Gießform ausgeformten Gussteils.
In Fig. 1 ist eine Modellplatte 2 mit einem daran angeordneten Formmodell 4 abgebildet, welche in einem Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Artikels 1 (Fig. 4), bevorzugt einer Gießform, besonders bevorzugt eines ersten Formteils 10 einer Gießform (Fig. 4), verwendet wird.
Die Formplatte 2 kann bei üblicher Verwendung mit dem daran angeordneten Formmodell 4 beispielsweise in einen nicht näher dargestellten Formkasten eingesetzt werden bzw. bildet einen Bestandteil einer Formkammer in Form einer nicht näher gezeigten beweglich gehaltenen Pressplatte einer automatisierten Formanlage aus. Mithilfe der Modellplatte 2 werden zumindest Bereiche des Formkastens oder der Formkammer der Formanlage begrenzt.
Gemäß Fig. 2 ist eine selbsthärtende Formmasse 6 an einem „kritischen Bereich“ des Formmodells 4 angeordnet, insbesondere an diesen angeformt, wobei die Formgebung der Formmasse 6 vorzugsweise durch manuelles Kneten erfolgt. Die Formmasse ist zuvor gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren aus einer ersten Komponente (A) und einer zweiten Komponente (B) hergestellt worden (auf die Ausführungen weiter oben sei verwiesen). Als „kritischer Bereich“ wird ein Bereich des Formmodells bezeichnet, in dessen Nähe beim Herstellen des Gussteils, insbesondere beim Erstarren des Gussmetalls, aufgrund einer unzureichenden Nachspeisung, Materialfehler, insbesondere Lunker innerhalb des Gussmetalls, entstehen können. Das Formmodell entspricht im Wesentlichen der Form des späteren Gussteils, wobei das Formmodell unter Berücksichtigung des Schwindungsmaßes gegebenenfalls ein entsprechendes Übermaß zum fertigen Gussteil hat. Die aus einer ersten Komponente (A) und einer zweiten Komponente (B) gebildete Formmasse 6 umfasst im Einklang mit einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung Bestandteile, die durch Erhitzen zu einer Thermitreaktion miteinander gebracht werden können; diese Bestandteile waren zuvor in der ersten Komponente (A) und/oder der zweiten Komponente (B) enthalten.
Die Formmasse 6 wird bevorzugt von Hand an den „kritischen Bereich“ des Formmodells 4 knetend angeformt und dort gehärtet. In einer nicht näher dargestellten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens können mehrere Mengen solcher Formmassen 6 gleichmäßig verteilt um den Umfang des Formmodells herum angeordnet werden, um so mehrere exotherme Zentren zu bilden.
In einerweiteren, nicht näher dargestellten Ausführungsform kann die Formmasse als vorgefertigtes Konturpad ausgebildet sein. Statt als Formmasse von Hand in beliebige Form gebracht, wird die selbsthärtende Formmasse in diesem Fall vorzugsweise vorab in einer dafür vorgesehenen Form zu einem Konturpad vorgegebener Form ausgebildet. Ein solches vorgefertigtes und üblicherweise bereits ausgehärtetes Konturpad weist eine Form auf, die angepasst ist an den jeweiligen Bereich des Formmodells 4, an den das Konturpad angelegt werden soll. Das Konturpad wird an die dafür vorgesehenen Bereiche des Form- modells angesetzt oder angelegt und gegebenenfalls daran fixiert.
Fig. 3 zeigt das Ergebnis eines nachfolgenden Schrittes des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem in den nicht näher abgebildeten Formkasten oderdie Formkammer ein Formstoff 8 eingebracht wird, umfassend ein Bindemittel und einen Formgrundstoff wie beispielsweise einen Natursand, halbsynthetischen Formsand oder einen synthetischen Formgrundstoff. Nach dem Eingeben des Formstoffes 8 in die Formkammer oder den Formkasten wird dieser verdichtet. Das Verdichten erfolgt durch Ausüben einer auf den Formstoff 8 einwirkenden Druckkraft. Mit dem Verdichten und einem gegebenenfalls damit einhergehenden Aushärtevorgang erhält der Formstoff 8 seine notwendige Festigkeit, um gemeinsam mit der Formmasse 6 den erfindungsgemäßen Artikel 1 , vorliegend ein Form- teil 10 einer Gießform, auszubilden. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, umgibt der Formstoff 8 dabei die an das Formmodell 4 angeformte Formmasse 6. Mit Verdichten des Formstoffes 8 wird die Formmasse 6 in den Formstoff 8 eingebettet, sodass eine feste Verbindung zwischen der Formmasse 6 und dem Formstoff 8 hergestellt ist. In einem nächsten Schritt des bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahrens wird dann die Modellplatte 2 zusammen mit dem Formmodell 4 von dem hergestellten Formteil 10 getrennt. Vorher, zusammen mit dem Trennen oder im Anschluss an den Trennvorgang wird das Formteil 10 (Inklusive Formmasse 6) aus dem (nicht dargestellten) Formkasten oder der Formkammer entnommen. Fig. 4 zeigt das Formteil 10 mit der eingebetteten Form- masse 6 nach Durchführung dieser Maßnahmen.
We Fig. 4 ferner verdeutlicht, bildet die insbesondere aus der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) gebildete Formmasse 6 einen ersten Begrenzungsbereich 12 des Artikels 1 aus, mit dem ein Abschnitt eines Hohlraums 16 zur Aufnahme von Gussmetall begrenzt wird. Der Formstoff 8 bildet einen zum ersten Begrenzungsbereich 12 benach- barten und vorzugsweise daran angrenzenden zweiten Begrenzungsbereich 14 aus. Der zweite Begrenzungsbereich 14 des Artikels 1 , der ebenfalls einen Abschnitt des Hohlraums 16 zur Aufnahme von Gussmetall begrenzt, besitzt eine andere Zusammensetzung als der Begrenzungsbereich 12 (und ist beispielsweise nicht zu einer Thermitreaktion befähigt). Mit Entfernen des Formmodells 4 aus dem hergestellten Formteil 10 ist ein Formhohlraum 16 entstanden, der zumindest einem Teil eines herzustellenden Gussteils 24 (Fig.6) entspricht.
In einem nächsten Schritt wird das erste Formteil 10 (inklusive der den ersten Begrenzungsbereich definierenden Formmasse 6) als erfindungsgemäßer Artikel 1 mit einem weiteren Formteil 18 zu einer kompletten Gießform gefügt. Nach dem Fügen, wobei die Form- teile 10 und 18 abdichtend aneinandergesetzt werden, werden die beiden Formteile 10 und 18 in der gezeigten Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens um 180° gedreht. Somit bildet nunmehr das Formteil 18 die Oberseite des Artikels 1 . Anschließend wird über einen im Formteil 18 ausgebildeten bzw. nachträglich in dem Formteil 18 erzeugten Einguss 20 in den Hohlraum 16 des bevorzugt als Gießform ausgebildeten Artikels 1 ein Guss- metall 22 eingefüllt, das den Hohlraum 16 vollständig ausfüllt und bis in den Einguss 22 aufsteigt. Gelangt das Gussmetall 22 in Kontakt mit der den ersten Begrenzungsbereich 12 des Hohlraums 16 ausbildenden Formmasse 6, wird die Formmasse so weit erhitzt, dass an der Formmasse 6 eine exotherme Reaktion, insbesondere eine Thermitreaktion abläuft. Dadurch wird das Gussmetall 22 in diesem Bereich der Gießform länger im flüssigen Zustand gehalten, was sich vorteilhaft auf den Nachspeisevorgang am herzustellenden Gussteil 24 auswirkt. Das Ergebnis dieses Schrittes ist in Figur 5 gezeigt
Nach dem Abschließen des Gießvorgangs und dem Erstarren des Gussmetalls 22 und dem mindestens teilweisen Abkühlen des hergestellten Gussteils 24 wird dieses aus der Gießform ausgeformt und etwaige vorhandene Gießrückstände werden entfernt. Nach Abschluss dieser Maßnahmen ist dann das in Fig. 6 gezeigte fertige Gussteil 24 hergestellt.
Bezuqszeichenliste:
1 Artikel/Gießform 2 Modellplatte
4 Formmodell
6 Formmasse
8 Formstoff
10 Formteil 12 Begrenzungsbereich
14 Begrenzungsbereich
16 Hohlraum
18 Formteil
20 Gussmetall 22 Einguss
24 Gussteil

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Artikels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gießform,
Kern, Speiser und Formmasse, selbsthärtend oder gehärtet, zur Herstellung eines Teils einer Gießform, eines Kerns oder eines Speisers, mit zumindest den folgenden Schritten:
(S1) Herstellen oder Bereitstellen in der Gießerei: - einer ersten Komponente (A), umfassend eine erste Bindemittelkomponente (b1) eines Bindemittelsystems und eine Menge eines ersten Formgrundstoffs und davon räumlich getrennt einer zweiten Komponente (B), umfassend eine zweite Bindemittelkom- ponente (b2) des Bindemittelsystems und eine Menge eines zweiten
Formgrundstoffs wobei die erste Bindemittelkomponente (b1) und die zweite Bindemittelkomponente (b2) zur chemischen Umsetzung miteinander und zum Härten einer Mischung der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) geeignet sind, wobei die erste Bindemittelkomponente (b1) und die zweite Bindemittelkomponente (b2) jeweils als Bestandteile der ersten Komponente (A) bzw. der zweiten Komponente (B) in räumlich voneinander getrennten Behältnissen vorliegen,
(S2) kontaktierendes Vermischen zumindest der ersten Komponente (A) und der räumlich davon getrennt her- oder bereitgestellten zweiten Komponente (B) in einem vorbestimmten Massenverhältnis, so dass eine selbsthärtende Formmasse resultiert. 2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei die in Schritt (S2) resultierende selbsthärtende Formmasse in einem oder mehreren Folgeschritten maschinell oder manuell, vorzugsweise manuell, geknetet und bevorzugt homogen vermischt wird.
3. Verfahren nach einem dervorangehenden Ansprüche, zur Herstellung eines Artikels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gießform, Kern und Speiser, umfassend den Schritt:
(S3) Formen und Härten der in Schritt (S2) resultierenden selbsthärtenden Formmasse, so dass ein gehärtetes geformtes Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) resultiert, welches vorzugsweise nach Ab- Schluss des Herstellverfahrens den Artikel oder einen Bereich des Artikels bildet, wobei das Verfahren vorzugsweise ein Verfahren zur Herstellung durch Reparatur oder Komplettierung ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Artikel zum Begrenzen von zumindest Abschnitten eines Hohlraums zur Aufnahme von Gussmetall einen ersten Begrenzungsbereich (12) und einen dazu benachbarten, vorzugsweise daran angrenzenden zweiten Begrenzungsbereich (14) anderer Zusammensetzung besitzt, wobei der erste Begrenzungsbereich aus dem gehärteten geformten Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) gebildet ist.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 3 oder 4, wobei die erste
Komponente (A) und/oder die zweite Komponente (B) Bestandteile umfassen, die zumindest in dem nach Schritt (S3) vorliegenden gehärteten geformten Produkt oder in dem nach Abschluss des Herstellverfahrens vorliegenden Artikel so vorliegen, dass sie durch Erhitzen zu einer Thermitreaktion miteinander gebracht werden kön- nen.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei das Formen in Schritt (S3) manuell oder automatisiert erfolgt, vorzugsweise manuell und/oder - beim Herstellen des zweiten Begrenzungsbereichs (14) ein Formstoff unter
Verwendung einer automatisierten Formanlage geformt wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 4 bis 6, wobei zunächst der erste Begrenzungsbereich (12) des Artikels geformt wird und dann der zweite Begrenzungsbereich (14) an den ersten Begrenzungsbereich angeformt wird, wobei vorzugsweise der erste Begrenzungsbereich an ein Formmodell (4) angeformt wird oder zunächst der zweite Begrenzungsbereich des Artikels geformt wird und dann der erste Begrenzungsbereich an den zweiten Begrenzungsbereich angeformt wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das kontaktierende
Vermischen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) in Schritt
(S2) zumindest teilweise manuell erfolgt, vorzugsweise ausschließlich manuell und/oder - zumindest teilweise ohne elektrische Unterstützung des Mischvorgangs erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, mit folgendem Schritt:
Ausfüllen einer beabsichtigten oder unbeabsichtigten Ausnehmung in einem Oberflächenbereich eines Formteils, vorzugsweise einem Bereich zum Be- grenzen von zumindest Abschnitten eines Hohlraums zur Aufnahme von
Gussmetall, mit der in Schritt (S2) resultierenden selbsthärtenden Formmasse.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei in Schritt (S1) als Bestandteil des Formgrundstoffs, bevorzugt als Formgrund- Stoff, in der ersten Komponente (A) und/oder der zweiten Komponente (B) gemäß DIN 51060 als feuerfest zu bezeichnender feuerfester Formgrundstoff eingesetzt wird, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: natürliche und künstliche Formgrundstoffe und deren Mischungen, bevorzugt ganz oder teilweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Quarz-, Zirkon- oder Chromerzsand, Olivin, Vermiculit, Bauxit, Schamotte und deren Mischungen; und/oder in Schritt (S1) als Bestandteil des Formgrundstoffs, bevorzugt als Formgrund- Stoff, in der ersten Komponente (A) und/oder der zweiten Komponente (B) wärmeisolierender Füllstoff eingesetzt wird, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
Hohlkörper, bevorzugt Hohlkugeln aus Flugasche poröse Körper, bevorzugt Perlit, kalzinierte Reisschalenasche, kalzi- nieder Kieselgur, geschlossen-porige Mikro-Kugeln
Kern-Hülle-Padikel; und/oder die erste Komponente (A) umfassend Bindemittelkomponente (b1) und/oder die zweite Komponente (B) umfassend Bindemittelkomponente (b2) zusätzlich ein, zwei, drei oder mehr weitere Inhaltsstoffe umfasst bzw. umfassen, unabhängig voneinander ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: metallische Materialien ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Magnesium, Silizium, Titan, deren Legierungen und deren Mischungen miteinander oder mit anderen metallischen
Materialien
Meta II oxid, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eisenoxid, Manganoxid und Mischungen daraus
Lithiumsilikat - Cordierit und
Alkalinitrat, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Natriumnitrat, Kaliumnitrat und deren Mischungen.
11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Bindemitelsystem ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus:
(G1) Polyurethan No-Bake Systeme, wobei bevorzugt die erste Bindemitelkomponente (b1) eine Polyol-Komponente ist, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus phenoli- schen Harzen, bevorzugt ortho-, ortho'-kondensierten phenolischen Resolen, und aliphatischen Polyol-Verbindungen, und die zweite Bindemitelkomponente (b2) eine Polyisocyanat-Komponente ist, vorzugsweise eine Polyisocyan at- Ko m po n e nte umfassend Methylendi(phenylisocyanat), wobei die erste Komponente (A) und/oder die zweite Komponente (B) einen Katalysator (c) enthält bzw. enthalten, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 4-Phenylpropylpyridin und flüssigen Aminen, bevorzugt Methylimidazol oder Vinylimidazol;
(G2) säurehärtende Kaltharze, bevorzugt wird dabei die erste Bindemittelkomponente (b1) ausgewählt aus:
Furan-Harze, Phenol-Harze oder Kombinationen daraus und die zweite Bindemittelkomponente (b2) umfasst eine oder mehrere acide Bestandteile, unabhängig voneinander ausgewählt aus:
Sulfonsäuren, besonders bevorzugt Paratoluolsulfonsäure, Xylolsulfonsäure, Benzolsulfonsäure, Methansulfonsäure
Mischungen von Sulfonsäuren und organischen Säuren, besonders bevorzugt Mischungen von Sulfonsäuren und Milchsäure;
Mischungen von anorganischen Säuren, wobei vorzugsweise eine oder mehrere Sulfonsäuren und/oder eine oder mehrere Phosphorsäuren in der Mischung enthalten sind;
(G3) anorganische Bindemittelsysteme, bevorzugt anorganische Bindemitelsysteme umfassend Wasserglas, besonders bevorzugt anorganische Bindemittelsysteme umfassend (i) Wasserglas und Ester oder (ii) Wasserglas und amorphes partikuläres Siliziumdioxid;
(G4) Epoxidharze, wobei bevorzugt die erste Bindemittelkomponente (b1) eine epoxidhaltige Verbindung umfasst, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Glycidyl-basierte Epoxidharze, Bisphenol-basierte Epoxidharze, Novolak-Epoxidharze, aliphatische Epoxidharze und/oder halogenierte Epoxidharze und die zweite Bindemittelkomponente (b2) ein mehrwertiges A- min umfasst, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: mehr- wertige aromatische Amine, bevorzugt 1 ,3-Diaminobenzol, mehrwertige aliphatische Amine, bevorzugt Diethylentriamin oder 4,4'-Methylenbis(cyclo- hexylamin) und/oder Dicarbonsäureanhydride, vorzugsweise Hexahydroph- thalsäureanhydrid.
12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die in Schritt (S2) resultierende selbsthärtende Formmasse umfasst:
82 bis 98 Gew.-%, bevorzugt 84 bis 96 Gew.-%, besonders bevorzugt 86 bis 96 Gew.-% Formgrundstoff, ganz besonders bevorzugt 92 bis95 % und/oder
2 bis 18 Gew.-% an Bestandteilen, die nicht Formgrundstoff sind, bevorzugt 4 bis 16 Gew.-%, besonders bevorzugt 4 bis 14 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 5 bis 8 Gew.-%, wobei die Gewichtsprozentangaben bezogen sind auf die Gesamtmasse der selbsthärtenden Formmasse.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Formgrund- Stoff und der zweite Formgrundstoff eine im Wesentlichen gleiche oder eine identische chemische Zusammensetzung besitzen oder eine unterschiedliche chemische Zusammensetzung besitzen.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei beim Kontaktieren in
Schritt (S2) die Temperatur der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) jeweils im Bereich von 5 bis 40 °C liegt.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die gehärtete Formmasse Bestandteile umfasst, die zu einer Thermitreaktion miteinander gebracht werden können und/oder - die gehärtete Formmasse eine Biegefestigkeit von mehr als 100 N/cm2, bevorzugt mehr als 200 N/cm2 besonders bevorzugt mehr als 300 N/cm2 aufweist und/oder das Formen und Härten der in Schritt (S2) resultierenden selbsthärtenden Formmasse in Schritt (S3) innerhalb eines Zeitraums von 1 bis 60 Minuten erfolgt, bevorzugt innerhalb eines Zeitraums von 2 bis 30 Minuten, besonders bevorzugt innerhalb eines Zeitraums von 5 bis 20 Minuten, ganz besonders bevorzugt innerhalb eines Zeitraums von 5 bis 10 Minuten.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, zur Herstellung eines Artikels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gießform, Kern und Speiser, mit folgenden Schritten nach dem kontaktierenden Vermischen der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) in Schritt (S2):
Anordnen der selbsthärtenden Formmasse in einer Formkammer oder einem Formkasten, vorzugsweise in Kontakt mit einem Formmodell oder einer Mo- dellplatte, wobei das Anordnen bevorzugt ein Formen der selbsthärtenden
Formmasse umfasst, danach, während des Härtens oder nach dem Härten der selbsthärtenden Formmasse, Einbringen eines Formstoffes in die Formkammer oder den Formkasten, wobei bevorzugt die in der Formkammer oder dem Formkasten angeordnete Formmasse zumindest bereichsweise von dem Formstoff umschlossen wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Anordnen der selbsthärtenden Formmasse in der Formkammer oder dem Formkasten den oder die Schritte umfasst:
Anformen der selbsthärtenden Formmasse an eine die Formkammer begren- zende Modellplatte und/oder an ein den Formhohlraum des herzustellenden Artikels ausbildendes Formmodell, wobei die selbsthärtende Formmasse vorzugsweise Bestandteile umfasst, die zu einer Thermitreaktion miteinander gebracht werden können und/oder - zur Herstellung einer Gießform mit darin angeordnetem Speiser oder Kern
Anordnen eines Speisers bzw. eines Kerns innerhalb der Formkammer oder des Formkastens, wobei ein Bereich des Speisers und/oder des Kerns ein gehärtetes geformtes Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) ist.
18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, wobei der hergestellte Artikel von der Modellplatte bzw. dem Formmodell getrennt wird.
19. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Herstellung eines Artikels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gießform, Kern und Speiser, wobei das Verfahren so durchgeführt wird, dass das Härten der in Schritt (S2) resultierenden selbsthärtenden Formmasse nicht in Gegenwart gasförmiger Katalysatoren und/oder nicht in Gegenwart gasförmiger Reaktionspartner erfolgt.
20. Artikel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gießform, Kern und Speiser, herstellbar nach einem Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend einen ersten Bereich, der gebildet ist aus einem gehärteten geformten Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B), und einen zweiten Bereich, der aus einem Material anderer Zusammensetzung gebildet ist.
21 . Artikel nach Anspruch 20, wobei der Artikel zum Begrenzen von zumindest Abschnitten eines Hohlraums zur Aufnahme von Gussmetall einen ersten Begrenzungsbereich (12) und einen dazu benachbarten, vorzugsweise daran angrenzenden zwei- ten Begrenzungsbereich (14) anderer Zusammensetzung besitzt, wobei der erste
Begrenzungsbereich aus dem gehärteten geformten Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) gebildet ist.
22. Kit zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 19, zumindest umfassend als oder in einem ersten Bestandteil des Kits eine Menge einer ersten Komponente (A), umfassend eine erste Bindemittelkomponente (b1) und Form- grundstoff als oder in einem zweiten Bestandteil des Kits eine Menge einer zweiten Komponente (B), umfassend eine zweite Bindemittelkomponente (b2) und Formgrundstoff, wobei der erste und der zweite Bestandteil des Kits räumlich separat voneinander angeordnet sind.
23. Verfahren zum Herstellen eines metallischen Gussteils durch Metallguss in einer Gießform, umfassend die Schritte:
Herstellen eines Artikels ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gieß- form, Kern und Speiser, gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche
1 bis 19, und Einsetzen des Artikels zum Begrenzen von zumindest Abschnitten eines Hohlraums zur Aufnahme von Gussmetall, wobei der Artikel einen ersten Begrenzungsbereich (12) und einen dazu benachbarten, vorzugsweise daran angrenzenden zweiten Begrenzungsbereich (14) anderer Zusammen- Setzung besitzt, wobei der erste Begrenzungsbereich aus dem gehärteten geformten Produkt der ersten Komponente (A) und der zweiten Komponente (B) gebildet ist,
Kontaktieren des Gussmetalls zumindest mit dem ersten Begrenzungsbereich des hergestellten Artikels während des Gießens.
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US18/039,115 US20240001433A1 (en) 2020-11-27 2021-11-26 Production method, casting moulds, cores or feeders and kit and method for production of a metallic casting
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Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1029057A (en) 1963-06-24 1966-05-11 Fullers Earth Union Ltd Foundry sand compositions
US3273211A (en) * 1963-11-29 1966-09-20 Archer Daniels Midland Co Process of molding exothermic compositions
DE19617938A1 (de) 1996-04-27 1997-11-06 Chemex Gmbh Speisereinsätze und deren Herstellung
DE19920570A1 (de) 1999-05-04 2000-11-16 Chemex Gmbh Formbare exotherme Zusammensetzungen und Speiser daraus
DE10065270A1 (de) 2000-12-29 2002-07-04 Chemex Gmbh Speiser und Zusammensetzungen zu deren Herstellung
DE10104289A1 (de) 2001-01-30 2002-08-01 Chemex Gmbh Formbare exotherme Zusammensetzungen und Speiser daraus
DE69716248T2 (de) 1996-03-25 2003-08-07 Ashland Inc Hülsen, deren herstellung und verwendung
EP0913215B1 (de) 1996-07-18 2003-10-01 Kemen Recupac, S.A. Verfahren zur herstellung von speisern und anderen beschickungs- und zuführungs-elementen für giessformen und zusammensetzung zur herstellung der speiser und elemente
EP1728571B1 (de) 2005-06-04 2008-09-17 Chemex GmbH Isolierender Speiser und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2139626B1 (de) 2007-03-16 2012-02-08 Chemex GmbH Kern-hülle-partikel zur verwendung als füllstoff für speisermassen
DE102012200967A1 (de) 2012-01-24 2013-07-25 Chemex Gmbh Speiser und formbare Zusammensetzung zu deren Herstellung enthaltend kalzinierte Kieselgur
WO2017174826A1 (de) 2016-04-08 2017-10-12 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verwendung von geschlossen-porigen mikro-kugeln aus expandiertem perlit als füllstoff für die herstellung von formkörpern für die giessereiindustrie
DE102017217098B3 (de) 2016-12-06 2018-04-05 Wolfram Bach Verfahren und Form- oder Kernwerkzeug zur Herstellung von Formen oder Kernen
DE102017107531A1 (de) 2017-04-07 2018-10-11 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung von Gießformen, Kernen und daraus regenerierten Formgrundstoffen
US20190047041A1 (en) * 2016-02-23 2019-02-14 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Use of a composition as a binder component for producing feeder elements according to the cold box process, corresponding method, and feeder elements
US20190091758A1 (en) * 2016-03-09 2019-03-28 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Two-component binder system for the polyurethane cold-box process

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1029057A (en) 1963-06-24 1966-05-11 Fullers Earth Union Ltd Foundry sand compositions
US3273211A (en) * 1963-11-29 1966-09-20 Archer Daniels Midland Co Process of molding exothermic compositions
DE69716248T2 (de) 1996-03-25 2003-08-07 Ashland Inc Hülsen, deren herstellung und verwendung
DE19617938A1 (de) 1996-04-27 1997-11-06 Chemex Gmbh Speisereinsätze und deren Herstellung
EP0913215B1 (de) 1996-07-18 2003-10-01 Kemen Recupac, S.A. Verfahren zur herstellung von speisern und anderen beschickungs- und zuführungs-elementen für giessformen und zusammensetzung zur herstellung der speiser und elemente
DE19920570A1 (de) 1999-05-04 2000-11-16 Chemex Gmbh Formbare exotherme Zusammensetzungen und Speiser daraus
DE10065270A1 (de) 2000-12-29 2002-07-04 Chemex Gmbh Speiser und Zusammensetzungen zu deren Herstellung
DE10104289B4 (de) 2001-01-30 2004-11-11 Chemex Gmbh Formbare exotherme Zusammensetzungen und Speiser daraus
DE10104289A1 (de) 2001-01-30 2002-08-01 Chemex Gmbh Formbare exotherme Zusammensetzungen und Speiser daraus
EP1728571B1 (de) 2005-06-04 2008-09-17 Chemex GmbH Isolierender Speiser und Verfahren zu dessen Herstellung
EP2139626B1 (de) 2007-03-16 2012-02-08 Chemex GmbH Kern-hülle-partikel zur verwendung als füllstoff für speisermassen
DE102012200967A1 (de) 2012-01-24 2013-07-25 Chemex Gmbh Speiser und formbare Zusammensetzung zu deren Herstellung enthaltend kalzinierte Kieselgur
US20190047041A1 (en) * 2016-02-23 2019-02-14 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Use of a composition as a binder component for producing feeder elements according to the cold box process, corresponding method, and feeder elements
US20190091758A1 (en) * 2016-03-09 2019-03-28 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Two-component binder system for the polyurethane cold-box process
WO2017174826A1 (de) 2016-04-08 2017-10-12 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verwendung von geschlossen-porigen mikro-kugeln aus expandiertem perlit als füllstoff für die herstellung von formkörpern für die giessereiindustrie
DE102017217098B3 (de) 2016-12-06 2018-04-05 Wolfram Bach Verfahren und Form- oder Kernwerkzeug zur Herstellung von Formen oder Kernen
DE102017107531A1 (de) 2017-04-07 2018-10-11 HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung von Gießformen, Kernen und daraus regenerierten Formgrundstoffen

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Fachbuchs Bühring-Polaczek, Michaeli und Spur: Handbuch Urformen", 2013, CARL HANSER VERLAG GMBH & CO. KG
"Gießerei Lexikon", 2019, VERLAG SCHIELE UND SCHÖN, article "exothermes Heizkissen", pages: 387 - 388
VEREINS DEUTSCHER GIESSEREIFACHLEUTE, October 1999 (1999-10-01), pages 27

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