DE2518485A1 - Bindemittel fuer giesserei-form- und kernmassen und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents
Bindemittel fuer giesserei-form- und kernmassen und verfahren zu seiner herstellungInfo
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Description
- Bindemittel für Gießerei-Form- und Kernmassen und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft ein Bindemittel, das für Gießerei-Form- und Kernmassen bestimmt ist, sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
- Zum Binden von Form- und Kernmassen werden verschiedene organische und anorganische Bindemittel verwendet. Von den organischen Stoffen werden am häufigsten Harze und (5le eingesetzt. Die organischen Bindemittel ermöglichen zwar eine leichte Reinigung der Gußstücke, da die organischen Stoffe durch die Hitze des gegossenen Metalls verbrennen. Die organischen Harze und Öle setzen jedoch beim Guß wie auch während der Herstellung und Verarbeitung der Gemische gesundheitsschädliche Stoffe frei, die eine Verunreinigung von Abwässern oder ähnliche Schäden verursachen und daher ein Problem des Umweltschutzes darstellen.
- Von diesem Standpunkt aus ist die Anwendung anorganischer Stoffe als Bindemittel ffir Formsandmischungen vorteilhafter. Das verbreitetste anorganische Bindemittel ist Wasserglas bzw. Natriumsilikat, das gesundheitlich unschädlich, leicht zugänglich und billig ist. Die Natriumsilikat enthaltenden Mischungen werden durch Durchblasen von Kohlendioxid gehärtet, oder es werden selbsthärtende Gemische mit Zement-, Ferrosilizium- oder Schlackenzusätzen im Gemisch verwendet. Die Nachteile dieser Gemische beruhen auf dem schlechten Zerfallen, der hohen Klebkraft der Mischung sowie der rauhen Oberfläche der Abgüsse.
- Der Hauptnachteil liegt vor allem im schlechten Zerfallen der Mischungen nach dem Gießen, das auch durch Zusätze verschiedener Stoffe zu den Mischungen nicht verbessert werden kann. Üblicherweise werden anorganische Stoffe wie z.B. Ton oder Bauxit zugegeben. Eine teilweise Verbesserung des Zerfallsverhaltens bringt allerdings den Nachteil geringerer Festigkeit nach dem Aushärten mit sich.
- Nach der GB-PS 881 )52 wird den Mischungen, die durch Kohlendioxid gehärtet werden, Ammoniumchlorid, Oxalsäure, deren Alkalisalze oder Polystyrol zugegeben. Auch der Zusatz von organischen Stoffen wie Bitumen, Zucker, Stärke, Dextrin, Cellulosederivaten o.dgl. zu den Mischungen verbessert ihr Zerfallsverhalten nicht. Diese Zusätze verbessern gewissermaßen die Abnützung der Kerne und ermöglichen dadurch die Herabsetzung des Gehaltes an Alkalisilikaten in der Mischung.
- Nach der CS-PS 14F 072 wird der Lösung der Alkalisilikate ein Polykieselsäure-Hydrosol zugegererl, das mit einer Lösung von Arnmoniak, Hydrazin, Äthanolamin oder Kaliumcarbonat hergestellt wurde.
- Auch dieses Bindemittel ermöglicht keine wesentliche Verbesserung des Zerfallsverhaltens und ist zudem nur filr bestimmte Arten insbesondere thermisch beanspruchter Kerne anwendbar.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrurlde, ein Bindemittel sowie ein Verfahren zu seiner IIerstellung anzugeben, das die genannten Nachteile nicht aufweist.
- Die Aufgabe wird gemäß den Patentansprüchen gelöst. Das erfindungsgemäße Bindemittel enthält ein Gemisch von Alkalisilikaten in wäßriger Lösung und oraranischen Stoffen. vorzursweise Stärken in einer Menge von - 40 10/Gew.-% und/oder Polyvinylalkohol in einer Menge von 1,0 - 10 Gew.- in Form kolloidaler Lösungen, wobei die organischen Stoffe jeweils allein oder in gegenseitigen Kornbinationen vorliegen können. Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung beruht auf der Verwendung von 0,1 - 10 Gew.- Celluloseäthern. Das Bindemittel enthält vorteilhaft eine Substanz, die Wasserstoffionen zu bilden vermag, beispielsweise p-Toluolsulfonsäure in einer Menge von 0,5 - 8 Gew.-ffi. Das Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen Bindemittels beruht darauf, daß die einzelnen Kompqnenten des Bindemittels auf 60 - 100 OC erwärmt werden.
- Das erfindungsgemäß herstellbare Bindemittel ist eine lyophile Kolloidlösung, in der die Kolloidteilchen entladen sind und die Lösung sich am isoelektrischen Punkt befindet. Eine derartige Lösung kann durch Störung des stabilen Zustands sehr leicht ausgefällt werden, wodurch eine schnelle Aushärtung des Gemischs erreicht wird.
- Das Bindemittel kann zur Herstellung von Gießerei Form- und Kernmischungen verwendet werden. Der Bindemittelgehalt hängt dabei von der Art des verwendeten Füllstoffs, vor allem von der Feinheit, dem Gehalt an Pulverteilchen und der Kornform ab. Die Herstellung der Formmasse kann auf die übliche Art geschehen.
- Durch Verwendung des erfindungsgemäßen Bindemittels können Formsandmischungen hergestellt werden, die auf zwei Arten härtbar sind: durch Selbsthärtung oder durch äußere Einwirkung. Das erfindungsgemäße Bindemittel kann für alle bisherigen Ausführungsweisen beider Verfahren zur Aushärtung verwendet werden, beispielsweise zur Herstellung von Bindemittelmischungen, die an der Luft erhärten,oder von Mischungen, die durch Zusätze von Zement, Ferrosilizium, Schlacke o.dgl.
- ausgehärtet werden.
- Gemische, die das erfindungsgemäße Bindemittel enthalten, können nach dem üblicherweise verwendeten Verfahren durch Durchblasen von Kohlendioxid gehärtet werden.
- Der Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Bindemittels in den genannten Gemischarten liegt in der sehr guten Zerfallsfähigkeit nach dem Guß. Die Reinigung der Gußstücke ist so leicht wie bei Ölgemischen vorzunehmen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Bindemittels liegt in der wesentlichen Erhöhung der Aushartungsgeschwindigkeit, die durch die hohe Reaktivität der Kolloidlösung gegeben ist. Die Härtungsgeschwindigkeit ist gegenüber den bisher verwendeten Gemischen, die ein Natriumsilikat enthalten, auf etwa das Zweifache erhöht.
- Mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel hergestellte Gemische kleben nicht auf den Modellvorrichtungen und bleiben nicht an den Händen der Arbeiter haften, was einen weiteren Vorteil gegenüber dem bisher verwendeten Natriumsilikat darstellt.
- Das erfindungsgemäße Bindemittel ermöglicht ferner eine Härtung durch Druckluft. Die Geschwindigkeit der Aushärtung entspricht der Aushärtung durch Kohlendioxid, ermöglicht jedoch die Erreichung wesentlich höherer Festigkeiten. Die Festigkeit auf diese Weise hergestellter Gemische kann 5 - 7-fach höher sein als beim Durchblasen mit Kohlendioxid, wobei die Zerfallsfähigkeit derjenigen von Gemischen entspricht, die mit einem Ölbindemittel hergestellt wurden.
- Die Erfindung wird im folgenden anhand von Herstellungs- und Anwendungsbeispielen näher erläutert.
- Beispiel 1 20 Gew.- Weizenstärke werden zu 80 Gew.-% einer wäßrigen Lösung von Natriumsilikat mit einer Dichte von 48 - 50 ° Beaume kalt zugegeben. Das Gemisch wird erwärmt und auf 60 - 100 °C gehalten, bis die Stärke in der Natriumsilikat-Lösung gelöst ist.
- Das Bindemittel kann beispielsweise zur Herstellung einer selbsthärtenden Mischung mit Zement mit folgender /usammensetzung verwendet werden: Quarzsand 95,5 Gew.-Teile Bindemittel aus 80 o/o Natrium- 6,0 Gew. -Teile silikat und 20 % Stärke Bentonit 3,0 Gew.-Teile Portlandzement 1,5 Gew.-Teile 20 0/0ige Natriurnhydroxid-Lösung 0,5 Gew.-Teile.
- Das Gemisch weist einen niedrigen Feuchtigkeitsgehalt von 2,7 ffi auf; nach 50 min Einformung beträgt die Druckfestigkeit bereits 15 N/cm2, während sie bei Verwendung von gewöhnlichem Natriumsilikat lediglich 7 N/cm² besträgt : < > bei herkömmlichen Geerreicnt sie mischen/lediglich 160 N/cm2.
- Das erfindungsgemäße Bindemittel erhöht die Härtungsgeschwindigkeit; das Entformen bzw. das Herausschlagen des Gemisches aus den Gußstücken ist sehr leicht durchzuführen. Das Gemisch zeigt ferner keinerlei Klebeeffekte.Die Festigkeit der Formen wächst nach dem Herausnehmen des Modells rasch an, was eine erhebliche Steigerung der Produktivität ermöglicht.
- Beispiel 2 2 Gew- Carboxymethylcellulose und 15 Gew.-Weizenstärke werden zu 95 Gew.-7% Natriumsilikatlösung kalt zugegeben. Das Gemisch wird erwärmt und auf etwa 60 °C gehalten, bis die Carboxymethylcellulose und die Stärke aufgelöst sind.
- <nach 24 h wächst die Festigkeit auf 280 N/cm2 an,> Das Bindemittel kann beispielsweise zur Herstellung eines Rindemittelgemisches mit Bentonit verwendet werden. Eine derartige Mischung hat beispielsweise folgende Zusammensetzung: Quarzsand 92 Gew.-Teile Bindemittel aus 8) % Natriumsilikat, 15 ,% Weizenstärke und 2 % Carboxymethylcellulose 5 Gew.-Teile Bentonit 3 Gew.-Teile 20 ,Çige Natriumhydroxidlösung 0,3 Gew.-Teile.
- Die Festigkeit des Gemischs nach dem Einstampfen beträgt 7 N/cm2, die Festigkeit wächst nach 2 h auf 20 N/cm2 und nach 24 h auf 200 N/cm2 an. Die Gemische sind nicht klebrig und zerfallen nach dem Guß sehr gut.
- Beispiel 5 Zu 70 Gew.-% Natriumsilikatlösung werden 2 Gew.-% p-Toluolsulfonsäure zugegeben. Nach vollständigem Vermischen werden 28 Gew. - Weizenstärke zugegeben und gelöst.
- Das Bindemittel kann zur Herstellung von Gemischen verwendet werden, die durch äußere Einwirkung gehärtet werden und beispielsweise folgende Zusammensetzung aufweisen: Quarzsand 100 Gew.-Teile Bindemittel aus 70 % Natriumsilikat, 2 % p-Toluolsulfonsäure und 28 % Weizenstärke 5 Gew.-Teile.
- Das Gemisch klebt nicht an den Modellvorrichtungen und bleibt nicht an Iländen haften. Das Ge-< > misch kann/durch Durchblasen von Kohlendioxid ge härtet werden. Dic Druck
.Sesti,gkeit - Das lierausstoßen der Kerne nach dem Guß ist leicht vorzunehmen. Während ein aus einer Mischung mit gewöhnlichem Natriumsilikat hergestellter Kern beispielsweise auch nach )00 Schlägen unverändert bleibt, lockert sich das mit dem erfindungsgemäßen Bindemittel hergestellte Gemisch bereits nach etwa <)0 Schlägen. Die Zerfallsfähigkeit ist mit der von Olmischungen vergleichbar. Die Oberfläche der Gußstücke ist zudem ausgesprochen hochwertig.
- Ein weiterer Vorteil des Gemischs liegt in der Möglichkeit, anstelle von Kohlendioxid Luft durchblasen zu können. Die Härtungsgeschwindigkeit bleibt mindestens gleich hoch, die erreichten Festigkeiten sind jedoch mehrfach erhöht und betragen 600 - 800 N/cm2.
- Auch bei diesen hohen Festigkeiten ist die Zerfallsfähigkeit der Kerne noch besser als bei der Aushärtung durch Kohlendioxid, da bei der Härtung durch Luft keine niedrigschmelzenden Produkte entstehen.
- <nach dem Einformen>
Claims (1)
- Patentansprüche 1. Bindemittel für Gießerei-Form- und Kernmassen, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein Gemisch einer wäßrigen Alkalisilikatlösung und eines oder mehrerer organischer Stoffe in Form kolloidaler Lösungen.
< Bindemi < nach Anspruch wWeennzeicnet ,t# durch O / - 10 Gew.-' S ken und/oder fiCLu?zrCt - O a Ge - Polyvinyla als ganisahd )Ft, J, ~' der kolloidalen Lösung. LYL 4. Bindemittel nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß es eine Wasserstoffionen bildende Substanz enthält 5. Bindemittel nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch 0,5 - 8 Gew.% p-Toluolsulfonsäure als Wasserstoffionen bildende Substanz.6. Verfahren zur Herstellung des Bindemittels nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Komponenten des Bindemittels auf 60 - 100 °C erwärmt werden.Neuer Patentanspruch 2 2. Bindemittel nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch 10 - 40 Gew.- Stärken und/oder 1,0 - 10 Gew.-% Polyvinylalkohol als organische Stoffe in der kolloidalen Lösung.
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|---|---|---|---|---|
| FR2510922A1 (fr) * | 1981-08-07 | 1983-02-11 | Bruss Politekhn | Materiau liant organomineral a base de silicate et d'additifs organiques |
| CN103497599A (zh) * | 2013-09-25 | 2014-01-08 | 李鸿光 | 美术绘画用透明面封胶 |
| CN107502324A (zh) * | 2017-08-22 | 2017-12-22 | 中国海洋石油总公司 | 一种固井低密度水泥浆用多效外加剂及其制备方法 |
| CN109661283A (zh) * | 2016-06-20 | 2019-04-19 | S & B工业矿石北美公司 | 粘土粘合剂材料及其制备方法 |
-
1975
- 1975-04-25 DE DE19752518485 patent/DE2518485B2/de not_active Ceased
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2510922A1 (fr) * | 1981-08-07 | 1983-02-11 | Bruss Politekhn | Materiau liant organomineral a base de silicate et d'additifs organiques |
| CN103497599A (zh) * | 2013-09-25 | 2014-01-08 | 李鸿光 | 美术绘画用透明面封胶 |
| CN109661283A (zh) * | 2016-06-20 | 2019-04-19 | S & B工业矿石北美公司 | 粘土粘合剂材料及其制备方法 |
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| CN107502324A (zh) * | 2017-08-22 | 2017-12-22 | 中国海洋石油总公司 | 一种固井低密度水泥浆用多效外加剂及其制备方法 |
| CN107502324B (zh) * | 2017-08-22 | 2020-09-22 | 中国海洋石油集团有限公司 | 一种固井低密度水泥浆用多效外加剂及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2518485B2 (de) | 1978-01-19 |
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