DD246488A1 - MOLDING WITH GOOD CHARACTER PROPERTIES - Google Patents
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Abstract
Mit der Erfindung soll ein Formstoff mit guenstigen Zerfallseigenschaften zur Herstellung von Formen und Kernen, vorzugsweise fuer die Herstellung von Formgusserzeugnissen aus Stahlguss, geschaffen werden, der aus Feuerfestkomponenten und Binder auf der Basis waessriger Alkalisilikatloesungen besteht und sich durch hinreichende Primaerfestigkeit, ausreichende Verarbeitbarkeitsdauer und Lagerfaehigkeit sowie geringe Restfestigkeit nach erfolgter thermischer Belastung und damit ein verbessertes Putzverhalten auszeichnet. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, indem der Binder aus einem Gemisch unterschiedlicher waessriger Alkalisilikatloesungen besteht, von denen mindestens eine mit Alkaliphosphaten chemisch modifiziert wurde.The invention is a mold material with favorable disintegration properties for the production of molds and cores, preferably for the production of castings made of cast steel, to be created, which consists of refractory components and binders based on aqueous Alkalisilikatloesungen and by sufficient Primaerfestigkeit, sufficient workability and shelf life and low residual strength after thermal stress and thus an improved cleaning behavior distinguishes. According to the invention, this object is achieved by the binder consists of a mixture of different aqueous Alkalisilikatloesungen, of which at least one was chemically modified with alkali metal phosphates.
Description
Die Erfindung betrifft einen Formstoff zur Herstellung von Formen und Kernen im Prozeß der Gußstückherstellung, vorzugsweise für Formgußerzeugnisse aus Stahlguß, der hinreichende Primärfestigkeiten, eine ausreichende Verarbeitbarkeitsdauer und Lagerfähigkeit sowie nach erfolgter thermischer Belastung nur geringe Restfestigkeiten aufweist, wodurch ein günstiger Zerfall des Formstoffes und eine gute Putzbarkeit der Formgußteile erreicht werden.The invention relates to a molding material for the production of molds and cores in the process of Gußstückherstellung, preferably for cast products from cast steel, the sufficient primary strength, a sufficient workability and shelf life and after the thermal stress has only low residual strengths, whereby a favorable disintegration of the molding material and a good Putzbarkeit the molded parts are achieved.
Die Anwendung wäßriger Alkalisilikatlösungen als Bindemittel zur Herstellung von Formstoffen im Prozeß der Gußstückherstellung bewirkt nach thermischer oder chemischer Härtung eine hohe Primärfestigkeit der Kerne und Formen, aber auch hohe Restfestigkeiten der Formstoffpartien nach der thermischen Belastung im Gießprozeß und damit ein ungünstiges , Putzverhalten der metallischen Formgußteile.The use of aqueous alkali metal silicate as a binder for the production of molding materials in the process of Gußstückherstellung causes after thermal or chemical curing high primary strength of the cores and molds, but also high residual strength of the molding material after the thermal load in the casting process and thus an unfavorable, cleaning behavior of the metallic castings.
Bekannt ist die Verwendung sowohl organischer als auch anorganischer Zerfallsförderer, wie PVC-Pulver oder Bauxit zur Herabsetzung der Restfestigkeit von Formstoffen auf der Basis wäßriger Alkalisilikatlösungen. Der Nachteil dieser bekannten Zerfallsförderar besteht darin, daß ihre Wirksamkeit mit zunehmender Temperatur — und ferrostatischer Belastung abnimmt. Bei der Verwendung von PVC-Pulver entstehen darüber hinaus gesundheitsschädigende Abprodukte durch die thermische Belastung. Kernformstoffe auf der Basis wäßriger Alkalisilikatlösungen mit Zerfallsförderern werden vorzugsweise zum Hinterfüllen großvolumiger Kerne verwendet. Für kleine, thermisch hochbelastete Kerne sind diese nur bedingt anwendbar. Es sind gemäß Patentschrift DD 158089 Möglichkeiten der Modifizierung wäßriger Alkalisilikatlösungen durch Magnet- und Ultraschallbehandlung bekannt, wodurch die Bindefähigkeit der Alkalisilikatlösung beim CO2-Verfahcen erhöht wird. Damit ist eine Senkung des Binderanteils unter Beibehaltung der Festigkeitseigenschaften des Formstoffes sowie die Verbesserung seiner thermischen Beständigkeit möglich. Der Zerfall des Formstoffes nach derthermischen Belastung bzw. die Putzbarkeit der Formgußteile wird verbessert.It is known to use both organic and inorganic disintegration promoters, such as PVC powder or bauxite for reducing the residual strength of molding materials based on aqueous alkali metal silicate solutions. The disadvantage of this known disintegration conveyor is that its effectiveness decreases with increasing temperature and ferrostatic loading. In addition, the use of PVC powder causes harmful waste products due to thermal stress. Core molding materials based on aqueous alkali silicate solutions with disintegration promoters are preferably used for backfilling large-volume cores. For small, thermally highly stressed cores, these are only conditionally applicable. There are known according to patent DD 158089 ways of modifying aqueous alkali metal silicate solutions by magnetic and ultrasonic treatment, whereby the binding capacity of the alkali metal silicate solution is increased in CO 2 -Verfahcen. Thus, a reduction of the binder content while maintaining the strength properties of the molding material and the improvement of its thermal resistance is possible. The disintegration of the molding material after the thermal load or the cleanability of the molded parts is improved.
Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in der unzureichenden Reproduzierbarkeit dieses Effektes, da die Wirksamkeit physikalischer Modifizierungen sehr stark von der chemischen Zusammensetzung der wäßrigen Alkalisilikatlösung, seinen Eigenschaften, wie Dichte, Viskosität und Grad der Ablagerung sowie äußeren Bedingungen der Modifizierung, wie Feldstärke, Durchflußgeschwindigkeit, Strömungsverhältnisse u.a.m. abhängig ist.The disadvantage of this method is the insufficient reproducibility of this effect, since the effectiveness of physical modifications very much on the chemical composition of the aqueous alkali metal silicate solution, its properties such as density, viscosity and degree of deposition and external conditions of modification, such as field strength, flow rate, flow conditions etc. is dependent.
Weiterhin ist die Möglichkeit der Bindefähigkeitsverbesserung wäßriger Alkalisilikatlösungen durch die chemische Modifizierung mit Alkaliphosphaten gemäß der Patentschrift DD 158090 bekannt. Dabei werden die chemisch modifizierten Alkalisilikatlösungen der Feuerfestkomponente zugemischt und der Formstoff nach der Formgebung thermisch gehärtet bzw. getrocknet. Auch bei der chemischen Modifizierung ist durch Verbesserung der Bindefähigkeit der Alkalisilikatlösung eine Reduzierung des Binderanteils unter Beibehaltung der Festigkeitseigenschaften des Formstoffes möglich, wodurch ein verbesserter Zerfall des Formstoffes nach derthermischen Belastung gegeben ist.Furthermore, the possibility of improving the binding capacity of aqueous alkali silicate solutions by the chemical modification with alkali phosphates according to the patent DD 158090 is known. In this case, the chemically modified alkali metal silicate solutions of the refractory component are admixed and the molding material is thermally cured or dried after molding. Also in the case of chemical modification, by improving the binding ability of the alkali metal silicate solution, it is possible to reduce the binder content while maintaining the strength properties of the molding material, which results in improved disintegration of the molding material after the thermal stress.
Nachteilig ist bei diesem Verfahren, daß die Härtung wasserglasgebundener Formstoffe durch Trocknung infolge der langsamen Koagulation der Binderbrücken von vornherein höhere Festigkeiten bewirkt als eine chemische Härtung mit Kohlendioxid. Da die Trocknung von wasserglasgebundenen Formstoffen mit hohem Energie- und Zeitaufwand gegenüber der Härtung mit CO2 verbunden ist, wird dieses Verfahren nur in ganz speziellen Fällen angewendet.A disadvantage of this method is that the hardening of water-glass-bonded moldings caused by drying due to the slow coagulation of the binder bridges from the outset higher strengths than a chemical cure with carbon dioxide. Since the drying of water-glass-bonded molded materials with high energy and time compared to the cure is associated with CO 2 , this method is used only in very special cases.
Es ist weiter bekannt, daß chemisch modifizierte Alkalisilikatlösungen bei der Aushärtung durch Zement nach dem GISAZEM-Verfahren Vorteile hinsichtlich der Primärfestigkeit und der Zerfallseigenschaften nach thermischer Belastung aufweisen. Für dieses Verfahren sind jedoch spezielle Ausrüstungen notwendig, da die geringe Verarbeitbarkeitsdauer des aufbereiteten Formstoffs dessen Lagerung ausschließt. Eine diskontinuierliche bzw. manuelle Verarbeitung ist somit nicht möglich. Das Abriebsverhalten, der mit chemisch modifizierten Alkalisilikatlösungen aufbereiteten Formstoffe, ist ungünstig, so daß Kerne und Formen nur im geschlichteten Zustand einsetzbar sind. Bekannt ist auch, daß nicht eingedicktes Natronwasserglas (Modul 2,6...2,7; Dichte 1,26...1,41 g/cm3) ohne Modifizierung einen besseren Zerfall des Formstoffes nach dertherm'rschen Belastung bewirkt.It is further known that chemically modified alkali metal silicate solutions have advantages in terms of primary strength and disintegration properties upon thermal stress when cured by cement according to the GISAZEM process. However, special equipment is necessary for this process because the low processability of the processed molding material precludes its storage. A discontinuous or manual processing is therefore not possible. The abrasion behavior, the processed with chemically modified alkali silicate solutions molding materials, is unfavorable, so that cores and forms can be used only in the sized state. It is also known that non-thickened soda water glass (modulus 2.6-2.7, density 1.26-1.41 g / cm 3 ) without modification causes a better disintegration of the molding material after the thermal load.
Ferner ist bekannt, daß phosphatmodifiziertes Wasserglas beim GISARIT-Verfahren zur Verzögerung der Aushärtung eingesetzt wird.It is also known that phosphate-modified water glass is used in the GISARIT process for retarding the cure.
Die Anwendung chemisch modifizierter Wassergläser erfolgte bisher nur für Formstoffe zur Herstellung von Formgußerzeugnissen aus Gußeisen, nicht aber für Stahlformgußerzeugnisse.The application of chemically modified water glasses was hitherto only for molding materials for the production of molded cast iron products, but not for Stahlformgußzeugnisse.
Die Erfindung hat das Ziel, einen Formstoff aus Feuerfestkomponenten und wäßrigen Alkalisilikatlösungen herzustellen, der durch Trocknung und/oder Begasung mit Kohlendioxid gehärtet wird, in geschlichtetem oder ungeschlichtetem Zustand einsetzbar ist und nach erfolgter thermischer Belastung gegenüber herkömmlichen Formstoffen auf der Basis wäßriger Alkalisilikatlösungen eine geringe Restfestigkeit und damit bessere Zerfallseigenschaften aufweist.The invention aims to produce a molding material from refractory components and aqueous alkali metal silicate solutions, which is hardened by drying and / or gassing with carbon dioxide, can be used in a sizing or unsized state and a low residual strength after thermal stress compared to conventional molding materials based on aqueous alkali silicate and thus has better disintegration properties.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Formstoff aus Feuerfestkomponenten und einem Binder auf der Basis wäßriger Alkalisilikatlösungen zur Herstellung von Kernen und Formen für Formgußerzeugnisse aus Stahlguß zu entwickeln, der sich durch hinreichende Primärfestigkeit, ausreichende Verarbeitbarkeitsdauer und Lagerfähigkeit sowie geringe Restfestigkeit nach erfolgter thermischer Belastung auszeichnet.The invention has for its object to develop a molding material of refractory components and a binder based on aqueous alkali silicate solutions for the production of cores and molds for cast products from cast steel, which is characterized by sufficient primary strength, sufficient workability and shelf life and low residual strength after thermal stress ,
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß eine oder mehrere feuerfeste Grundkomponenten und ein Binder, bestehend aus einem Gemisch von Natriumsilikatlösung (Modul 2,2...2,6; Dichte 1,46... 1,55g/cm3) und einer mit Alkaliphosphaten chemisch modifizierten Natriumsilikatlösung (Modul 2,6...3,5; Dichte 1,38... 1,41 g/cm3), vorzugsweise im Verhältnis 1:1 enthalten sind.According to the invention this object is achieved in that one or more refractory components and a binder consisting of a mixture of sodium silicate solution (modulus 2.2 to 2.6, density 1.46 to 1.55 g / cm 3 ) and a sodium silicate solution chemically modified with alkali phosphates (modulus 2.6 to 3.5, density 1.38 to 1.41 g / cm 3 ), preferably in a ratio of 1: 1.
Zur Erfindung gehört weiterhin, daß der Formstoff nach dem Formenherstellungsprozeß durch an sich bekannte Begasung mit Kohlendioxid aushärtbar ist.The invention further includes that the molding material after the molding process by known per se fumigation with carbon dioxide is curable.
Letztlich gehört zur Erfindung, daß anstelle der Komponente Natriumsilikatlösung eine gleichartige wäßrige Silikatlösung anwendbar ist.Finally, part of the invention that instead of the component sodium silicate solution, a similar aqueous silicate solution is applicable.
Die Erfindung soll anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment.
Verwendete Komponenten der Formstoffmischung Ma.-%Used components of the molding compound Ma .-%
) Quarzsand 73,4) Quartz sand 73.4
kalzinierte Tonerde 15,0calcined clay 15.0
Natriumsilikatlösung , 5,8Sodium silicate solution, 5.8
Modul: 2,5Module: 2.5
Dichte: 1,51 g/cm3 Density: 1.51 g / cm 3
Viskosität: 200... 1 OOOmPas Natriumsilikatlösung chemisch mit Mononatriumphosphat modifiziert 5,8Viscosity: 200 ... 1 000mPas Sodium silicate solution chemically modified with monosodium phosphate 5,8
Modul: 2,9Module: 2.9
Dichte: . 1,38 g/cm3 Density:. 1.38 g / cm 3
Viskosität: 69mPasViscosity: 69mPas
Die Aufbereitung des Formstoffes erfolgt derart, daß nach einer Vormischzeit von ca. 1 min die Zugabe des Binders erfolgt und die Formstoffmischung danach noch ca. 4min durchmischt wird. Aus dieser Formstoffmischung erfolgt die Herstellung von Kernen mit einer Querschnittsverengung auf 10mm. Die Aushärtung erfolgt mittels CO2-Begasung. Die so hergestellten Kerne sind im ungeschlichteten Zustand einsetzbar.The preparation of the molding material is carried out such that after a premixing time of about 1 min, the addition of the binder takes place and the molding material mixture is then mixed for about 4 minutes. From this molding mixture, the production of cores is made with a cross-sectional constriction to 10mm. The curing takes place by means of CO 2 gassing. The cores produced in this way can be used in the unsized state.
FormstoffeigenschaftenMolding properties
Feuchtigkeit (H2O) 6,02 %) vor dem AushärtenMoisture (H 2 O) 6.02%) before curing
Gasdurchlässigkeit 75 Einheiten) durch CO2 Gas permeability 75 units) by CO 2
Scherfestigkeit 490 kPaShear strength 490 kPa
Abrieb 0,24%Abrasion 0.24%
Die thermische Belastung des Formstoffes erfolgt bei etwa 1 6000C, als Gußwerkstoff kommt GS 60 CrMnMo 8.2 zum Einsatz. Die Restfestigkeit des Formstoffes ist nach der thermischen Belastung so gering, daß sich der Aufwand beim Entkernen (Stahikiesstrahlen) gegenüber bekannten Formstoffen auf der Basis wäßriger Alkalisilikatlösungen etwa um 60% reduziert.The thermal load of the molding material takes place at about 1 600 0 C, as a casting material is used GS 60 CrMnMo 8.2. The residual strength of the molding material after thermal stress is so low that the cost of coring (Stahikiesstrahlen) compared to known moldings based on aqueous alkali metal silicate solutions reduced by about 60%.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD28770686A DD246488A1 (en) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | MOLDING WITH GOOD CHARACTER PROPERTIES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD28770686A DD246488A1 (en) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | MOLDING WITH GOOD CHARACTER PROPERTIES |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD246488A1 true DD246488A1 (en) | 1987-06-10 |
Family
ID=5577049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD28770686A DD246488A1 (en) | 1986-03-10 | 1986-03-10 | MOLDING WITH GOOD CHARACTER PROPERTIES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD246488A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6299677B1 (en) | 1996-06-25 | 2001-10-09 | Borden Chemical, Inc. | Binders for cores and molds |
| DE102017107531A1 (en) | 2017-04-07 | 2018-10-11 | HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Process for the production of casting molds, cores and mold base materials regenerated therefrom |
-
1986
- 1986-03-10 DD DD28770686A patent/DD246488A1/en unknown
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6299677B1 (en) | 1996-06-25 | 2001-10-09 | Borden Chemical, Inc. | Binders for cores and molds |
| DE102017107531A1 (en) | 2017-04-07 | 2018-10-11 | HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Process for the production of casting molds, cores and mold base materials regenerated therefrom |
| WO2018185251A1 (en) | 2017-04-07 | 2018-10-11 | HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Method for producing casting molds, cores and basic mold materials regenerated therefrom |
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