DE1810183A1 - Haerter fuer Giessereisande - Google Patents

Description

• Härter für Gießereisande Gegenstand der Erfindung sind Härter für wasserglasgebundene Gießereisande zur Herstellung vor Kernen und/oder Formen.
• Es ist bekannt, Kerne für den Metallguß unter Verwendung von Wasserglas als Kernbinder, das Mit Kohlensaure gehärtet wird, herzustellen. Kohlensäure, die in Gasform durch die im Kernkasten vorgeformte wasserglashaltige Sandmischung hindurchgedruckt werden nuß, ist jedoch relativ teuer und dieses Verfahren ist daher oft nicht wirtschaftlich anwendbar, abgesehen davon, daß es schwierig ist, eine gleichmäßige Begasung der Kernmasse zu bewirken, so daß konturenreiche Fonsn oder komplizierte Großkerne oft nicht gleichmäßig durchgehärtet werden. Deshalb zieht die Praxis hierfür selbsthärtende Sandmischungen vor. Bei derartigen Arbeitsweisen wird der in einer definierten Zeitspanne wirkende Härter dem Sand zusammen mit dem Bindemittel bereits vor der For.gebung zugesetzt, so daß eine Mischung resultiert, die einerseits eine genügende Verarbeitungzeit garantiert, andererseits nach der Verarbeitung aber ausreichend schnell abbindet.
• Es ist bekannt, Wasserglas mit Siliziumpulver oder einer gemahlenen Siliziumlegierung zu härten. Dieses Verfahren ist jedoch mit Schwierigkeiten belastet, insbesonders besteht die Gefahr, daß die Reaktion "durchgeht", d.h. eine Erhitzung bis zur Dampfentwicklung erfolgt.
• was den Kernbüchsen sehr schaden kann. Da außerdem bei der Verwendung von Silizium als Härtemittel Wasserstoffgas gebildet wird, ist dieses Verfahren nicht ungefährlich, Nicht im Gießerweisen, jedoch zum Zwecke der Verfestigung von Baugründen ist es ferner bekannt, flüssige, insbesondere organishe Verbindungen, wie z.B. Leinöl, oder andere leicht verseifbare organische Verbindungen, wie z.B. Formamid, zum Härten von Hasserglas zu verwenden. So werden beispielsweise Formamid odre Äthylacetat als Flüssigkeiten dem Wasserglas zugemischt und mit diesen zusammen in den Boden injiziert. In diesen Anwendungsgebiet sind andere Forderungen an die Härtungsintervalle und hinsichtlich der bei der Härtereaktion entstehenden Stoffe zu stellen als im Gießereiwesen.
• Es sind auch Härter auf Feststoffbasis für Wassergles bekanntgswerden.
• So kann z.B. mit Stärkeprodukten versetztes Calciumsulfat herangezogen werden. Derartige Härter fuhren aber - soweit bekanntgeworden -entweder zu ungenügenden Festigkeitswerten, oder aber sie brauchen zu lange Zeit, um mit dem Wasserglas auszureagieren.
• Zur Härtung des Wasserglases kommen unter den organischen Verbindungen nur solche infrage, die nicht zu teuer sind, in der erwünschten Zeitspanne abreagieren, wobei aber die Härtung auch nicht zu früh einsetzen dorf, nach der Verseifung nur Produkte freisetzen, die sich, ohne zu Diskontinuitäten zu führen, in den Verband des ausgehärteten Wasserglass einfügen und nicht gesundheitsschädlich oder belästigend, sowie feuergefährlich sind.
• Es gibt verhätlnismäßig wenige organische Verbindungen, die diese Bedingungen auch nur angenähert erfullen. Gerade jene flüssigen Ester der Ameisen-, Essig- oder Propionsäure, die der Mehrzahl der Forderungen gerecht werden, r reagieren zu schnell mit Wasserglas.
• beim direkten einsatz solcher flussigen IitIrtittel treten jedoch noch weitere Schwierigkeiten ouf. Es ist nicht einfach, die flüssigen Härtemittel, di. leist nur in geringen Mengen angewandt werden dürfen, gleichmäßig in den Wasserglas-Sandmischungen zu verteilen. Das hat zur Folge, daß innerhalb des Kerns oder der Form die Härtegeschwindigkeiten örtlich unterschiedlich sein können, so daß eine gleichmäßige Durchhärtung des Kerns oder der Foru nicht gewährleistet ist.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, diese bei der Verwendung der an sich bekannten flussigen organischen Verbindungen, die die Härtung des Wasserglases bewirken sollen, auftretenden Nachteile zu beheben und pulverförmige Härter zur Verfügung zu stellen, die einfacher dosiert und besser verteilt werden können als flüssige Stoffe.
• Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß man die an sich bekannten flüssigen, die Härtung des Wasserglases bewirkenden Verbindungen auf einer pulverförmigen, in Wasserglas unlöslichen oder schwer löslichen Trägermasse sich aufsaugen läßt und diese so in eine fest, pulvrige Form überführt.
• Die Erfindung betrifft also pulverförmige Härter, die die an sich bekannten flüssigen organischen Härtemittel enthalten, welche erfindungsgemäß auf einer pulverförmigen, feinporigen, in Wasserglas unlöslichen oder schwer löslichen Trägermasse adsorbiert sind.
• Als pulverförmige Trägermasse eignen sich feinporige Mineralien, wie z.B. Kreide und saugfähige Kieselsäuren, wie z.B. gefällte Kieselsäure. Vorzugsweise wird ein Gemisch aus natürlicher Kreide und gefällter Kisselsäure verwendet.
• Die Mengenverhältnisse zwischen dem flüssigen Härtungsmittel und der pulverförmigen Trägermasse sind so aufeinander abzustimmen, daß die flüssige Verbindung von der festen Masse vollständig aufgesaugt wird, so daß die mit dem Härtemittel getränkte Trägermasse praktisch trocken erscheint.
• Die erfindungsgemäßen Härter besitzen außerdem den Vorteil, daß sie die Zumischung anderer pulverförmiger Zusatzmittel, z.B. auch von Zerfallsförderen, erlauben.
• Abgesehen von den anwendungstechnischen Vorteil bewirken die erfindungsgemäßen Härter eine günstige Steuerung der Aushärtung, da die die Härtung des Wasserglases bewirkenden Härtemittel nach Einverleibung des Härters in die wasserglashaltige Sandmischung erst aus der Trägermasse, an der sie adsorbiert sind, austreten müssen, um nit den Wasserglas in Reaktion treten zu können.
• Mit dem erfindungsgemäßen Härtepulver läßt sich eine überrachsend gute Steuerung der Härtung des Wasseglasbinders in der Form- bzw.
• Kernsandmischung erzielen. Bemerkenswerterweise tritt die Abhängigkeit des Härtungsvorganges von der Temperatur stark zurück.
• Wenn die Trägersubstanz gut in Wasserglas dispergierbar ist, wird ein stets gleicher Verteilungsgrad im Wasserglas erreicht, der durch die Partikelgröße des Trägers bestimmt wird. Die Verseifungsgeschwindigkeit des an der Partikeloberfläche dem Wasserglase ausgesetzten reaktiven Stoffes ist so hoch, daß die Verdrängung des reaktiven Stoffes aus dem Inneren des Trägers für die Reaktion geschwindigkeitsbestimmend wird. Die Verdrängungsgeschwindigkeit ist jedoch weniger abhängig von der Temperatur als die eigentliche Reaktion. Dadurch wird die Härtung Ober die Auswahl geeigneter reaktiver Substanzen und Träger recht gut steuerbar. Die Austrittsgeschwindigkeit der reaktionsfähigen Flüssigkeiten aus dem Träger kann durch mehr oder weniger hydrophobe Zusätze zum Träger, vorzugsweise Leinöl oder Phthalsäureester, genau auf die Erfordernisse der Praxis eingestellt werden. Auch die Dosierung wird' dadurch weniger kritisch, da der Träger als Streckmittel die zum Härten notwendige Menge erhäht. Dadurch fallen kleinere Ungenauigkeiten, die sich in der Praxis oft nicht vermeiden lassen, weniger ins Gewicht.
• Als flüssige, die Härtung des Wasserglasses bewirkende Verbindungen eignen sich Glykol- und/oder Glycerinester der All isen-, Essig-.
• Propion-, und/oder Milchsäure und/oder Diäthylester der Oxal-und/oder Bernsteinsäure (oder deren Derivate) und/oder der Malonsäure.
• Triacetin wird besonders bevorzugt. Es hat einen hohen Siedepunkt und einen hohen Flammpunkt. Seine Hydrolyse liefert nur hydrophile Substanzen, nämlich Natriumacetat und Glycerin, die sich gut in das Gefüge des gehärteten Wasserglases einbauen lassen und sogar günstig als Zerfallsförderer wirken können.
• Beispiel 15 Teile Triacetin werden auf einer Trägermasse bestehend aus einen Gemisch aus 70 Teilen Kreide und 15 gefällter Kieselsäure aufsaugen gelassen. Dieser erfindungsgemäße Härter wird in Mengen von 0,5 bis 2 Gew.-%, bezogen auf den Sand mit 2 bis 5 Gew.4 Wasserglasbinder, mit einem Modul zwischen 2,0 und 3,3 vorzugsweise zwischen 2,4 und 2,9, eingesetzt. Die Verarbeitungszeit liegt zwischen 30 und 40 Minuten. Bei 3,5 Gew.-% Wasserglas von 50° B@ und einem Modul von 2,5 betrug die Druckfestigkeit bei einem Zusatz von 1,2% Härter (bezogen auf den Sand) nach 1,5 Stunden 1 bis 2 kp/c.2 3,0 Stunden 9 bis 10kp/cm² 5,0 Stunden 13 bis 14 kp/c2 48 Stunden 30 kp/cm² 170 Stunden 30 bis 33 kp/cm² (bestimmt an Zylindern von 50 mm Durchmesser und 50 mm Höhe).
• Die Lagerbarkeit war sehr gut. Auch nach mehrtägiger Lagerung in Luft hoher Feuchtigkeit war die Kantenschärfe noch unverändert und die Oberfläche zeigt starke Härte.

Claims (5)

Patentanspruch.

1.) Harter fUr wasserglasgebundene Gießereisande zur Herstellung von Kernen und/oder Forsen, bestehend aus an sich bekannten flüssigen organischen Verbindungen, die eine Härtung des Wasserglases bewirken, dadurch gekennzeichnet, daß diese flüssigen Verbindungen auf einer pulverförmigen, feinporigen, in Wasserglas unlöslichen oder schwer löslichen Trägermasse adsorbiert sind.

2.) Harter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die pulverförmige Trägermasse aus feinporigen Mineralien und/oder saugfähiger Kieselsaure besteht.

3.) Härter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, doB er Glykol-und/oder Glycerinester der Ameisen-, Essig-, Propion- und/oder Milchsäure, und/oder Diäthylester der Oxal- und/oder Bernsteinsäure (oder deren Derivate) und/oder der Malonsäure in einer Trägermasse aus natürlicher Kreide und Kieselsäure enthält.

4.) Harter nach einen der Anspruche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die flüssige Verbindung adsorbiert haltende Trägermasse mit einem Stoff der starker hydrophob ist als die flüssige Verbindung, worzugweise Leinöl oder Phthalsäurester, nachbehandelt ist.

5.) Harter noch einem der Anspruche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er außerdem Zerfallsförderer enthält.