DE102004057669B3

DE102004057669B3 - Verwendung von schwerlöslichen Salzen in Kombination mit Wasserglas im Rahmen der Herstellung von Formen und Kernen für die Gießereitechnik

Info

Publication number: DE102004057669B3
Application number: DE200410057669
Authority: DE
Inventors: Bernd Kuhs
Original assignee: Laempe & Moessner GmbH; Laempe & Mossner GmbH
Current assignee: Laempe & Moessner GmbH; Laempe & Mossner GmbH
Priority date: 2004-11-29
Filing date: 2004-11-29
Publication date: 2006-07-06
Anticipated expiration: 2024-11-30
Also published as: EP1850986A2; WO2006058664A2; WO2006058664A3

Abstract

Verwendung von Wasserglas und/oder einem oder mehreren Vorläufern davon bei der Herstellung von Formen und/oder Kernen für Gießereizwecke, wobei die besagte Verwendung umfasst, dass als Komponente (1) Wasserglas und/oder ein oder mehrere Vorläufer davon und als Komponente (2) ein oder mehrere schwerlösliche Metallsalze und/oder Mischungen von Komponenten (1) und (2) zur Herstellung von nach einem Gießvorgang entfernbaren Formen und/oder Kernen für Gießereizwecke mit beim Gießvorgang nicht schmelzenden partikulären Materialien als Komponente (3) vermischt werden, Verfahren zur Herstellung von entsprechenden Formen und/oder Kernen sowie entsprechende Formen und Kerne sowie weitere in der Beschreibung beschriebene Erfindungsausführungsformen.

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Wasserglas und/oder Vorstufen davon bei der Herstellung von nach einem Gießvorgang entfernbaren Formen und/oder Kernen für Gießereizwecke, wie nachfolgend dargelegt.

Wasserglas, eine wässrige Lösung von Alkalisilikaten, erhältlich beispielsweise als Reaktionsprodukt von Siliciumdioxid und Alkalimetallbasen, wie Ammonium-, Natrium- und/oder Kaliumbasen, wie den entsprechenden Hydroxiden, oder entsprechenden Carbonaten, wie Soda, ist als Material zur Bindung beispielsweise in der Bauindustrie bekannt. So kann Wasserglas in Kombination mit Kohlendioxid ausgehärtet werden, was jedoch zu keinem besonders guten Aushärten führt, beispielsweise weil die Reaktion nur oberflächlich erfolgt (vgl. O. Henning und D. Knöfel, „Baustoffchemie – Eine Einführung für Bauingenieure und Architekten", Verlag für Bauwesen, Berlin, und Bauverlag GmbH, Wiesbaden und Berlin 1997, S. 129).

Bekannt ist auch die Verwendung von Wasserglas als Bindermaterial zur Herstellung von Formen und Kernen auf Basis von Sand oder anderen beim Gießvorgang nicht schmelzenden („feuerfesten") partikulären Materialien unter Erhitzen. So wurde beispielsweise versucht, Phosphate oder Borate als Härter von Wasserglas einzusetzen, um so die Vorteile der Härte von Wasserglas und der Dispergierbarkeit aufgrund eines Zusatzes von Phosphaten und/oder Boraten zu kombinieren, siehe US 6,139,619 . Hierbei können jedoch lediglich Formen oder Kerne erhalten werden, die eine starke Verklebungsneigung mit zu gießenden Metallen aufweisen, so dass die Gießereiprodukte Anhaftungen von Sand und Sandeinbrände aufweisen, die zu einer unreinen und rauen Oberfläche führen, die für viele Zwecke nicht akzeptabel ist. Eine weitere Eigenschaft der bisher bekannten Kerne und Formen ist, dass diese bei weitgehender oder vollständiger Aushärtung nur schwer zerfallen und auch nicht wasserlöslich oder -dispergierbar sind, so dass sie nur schwer entfernbar sind. Dies kann insbesondere bei feinteiligen oder stark hinterschneidenden Formen und/oder Kernen zu Problemen führen, die nur schwer vollständig entfernbar sein können.

Andererseits ist aus der DE-OS 1 571 607 die Verwendung von Wasserglas bekannt, um in Gegenwart von Mineralpulvern, wie Perlitestaub oder Ferrosilicium, insbesondere in Gegenwart von Metallsilicid, Siliciumdioxid zu bilden und möglichst starke Körper, wie feste und feuchtigkeitsbeständige Platten und dergleichen, herzustellen. Aus der DE-OS 1 508 637 sind Formsandmischungen bekannt, bei denen Wasserglas in Gegenwart von reaktiven Bindemitteln, wie Zement, und andere Komponenten zur Herstellung von Formen großer Festigkeit verwendet werden.

Daher war bisher ein Bestreben darauf gerichtet, ein vollständiges Aushärten der Kerne und/oder Formen zu vermeiden, was wiederum die Anhaftung an die Gussteile erhöht und andererseits beim Zugießen der heißen Metallschmelzen oder Legierungen kaum zu vermeiden ist, oder möglichst feste Formen herzustellen.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe, neue Zusammensetzungen für in der Gießerei verwendbare Formen und/oder Kerne zur Verfügung zu stellen, die eine ausreichende Härte für den Gießvorgang aufweisen und dennoch nach dem Gießvorgang leicht und ohne Rückstände auf den Gießereiprodukten entfernbar sind.

Es wurde nun überraschend gefunden, dass diese Aufgabe gelöst werden kann durch die Verwendung von Wasserglas, und/oder ein oder mehreren Vorläufern davon, bei der Herstellung von Formen und/oder Kernen für Gießereizwecke, die nach anschließendem Gießvorgang leicht durch mechanische Einwirkung in eine schüttfähige Form überführbar und so leicht entfernbar sind, wobei (oder dadurch gekennzeichnet, dass) die besagte Verwendung umfasst, dass als Komponente (1) Wasserglas und/oder ein oder mehrere Vorläufer davon, und als Komponente (2) ein oder mehrere schwerlösliche Metallsalze, die so schwerlöslich sind, dass sie bei Raumtemperatur wegen eines Coating oder von sich aus nicht oder nicht in störendem Ausmaß mit dem Wasserglas reagieren können, insbesondere solcher Metalle, die Silikate bilden können, und/oder Mischungen vom Komponente (1) und (2), zur Herstellung von nach einem Gießvorgang entfernbaren Formen und/oder Kernen für Gießereizwecke mit beim Gießvorgang nicht schmelzenden („feuerfesten") partikulären Materialien als Komponente (3) vermischt werden, das erhältliche Gemisch in ein Form- oder Kernwerkzeug eingebracht wird und gleichzeitig mit dem Einbringen in ein Form- oder Kernwerkzeug und/oder anschließend daran die Mischung auf Temperaturen erwärmt wird, die unterhalb der Temperaturen der zu gießenden Metall- oder Legierungsschmelzen liegen.

Es hat sich gezeigt, dass bei Verwendung der drei genannten Komponenten, denen als weitere Komponente(n) ein oder mehrere weitere übliche Zusätze, insbesondere Mittel zur Verbesserung der Fließfähigkeit, zugesetzt werden können, bei Temperaturen unterhalb der Temperaturen des beim Gießen verwendeten geschmolzenen Gussmaterials, beispielsweise einer Metall- oder Legierungsschmelze, zunächst ausreichend feste „grüne" Formen und/oder Kerne erhalten werden können, die jedoch überraschenderweise nach anschließendem Gießvorgang leicht durch mechanische Einwirkung, wie Vibration, Ultraschallbeaufschlagung oder anderweitige Erschütterung, in eine schüttfähige Form (Zustand) überführt und so leicht entfernt werden können. Dennoch sind sie beim Zugießen von Metallschmelzen während des Gießvorganges hinreichend lange stabil, mindestens bis beim Abkühlen die mit den Formen und/oder Kernen in Kontakt stehenden Schmelzen in ihrem Kontaktbereich ausreichend erstarren, um hinreichende eigene Formstabilität zu gewährleisten.

Die leichte Überführbarkeit in eine schüttfähige Form ist, auch angesichts der bisherigen Probleme bei starker Aushärtung von Wasserglas, überraschend. Ohne an diese Erklärung gebunden sein zu wollen, kann eine Erklärung für hierfür darin bestehen, dass bei erhöhter Temperatur während des Gießens und der nachfolgenden Abkühlung Metallkationen aus den schwerlöslichen Salzen vermehrt freigesetzt werden können. Diese Kationen können dann mit dem zuvor als Härter wirkenden, bei der Bildung der „grünen" Formen und/oder der Kerne erhältlichen Wasserglas und dessen Reaktionsprodukten, insbesondere dem Silikatanteil, reagieren. Gleichzeitig können die Anionen der schwerlöslichen Metallsalze mit den Alkalimetallionen des Wasserglases und/oder seiner Reaktionsprodukte leichter lösliche Alkalimetallsalze bilden. Hierdurch können die durch die Vorhärtung erhältlichen „grünen" Formen und/oder Kerne während des Gießvorganges und der anschließenden Abkühlung in leicht durch mechanische Einwirkung in schüttfähige Form überführbare Form gebracht und anschließend entfernt werden.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß herstellbaren Formen und/oder Kerne besteht darin, dass sich die verwendete Zusammensetzung hervorragend mit verschiedenen Mitteln zur Erhöhung der Fließfähigkeit in den Formen und/oder Kernen vertragen kann. Schließlich ist es möglich, eine Gasbildung wirksam zu vermeiden, insbesondere bei kleinerem Wasseranteil im Wasserglas und/oder kleinerem Anteil des Wasserglases an der Gesamtzusammensetzung der Formen und/oder Kerne. Die beim Gießvorgang erhältlichen Formen und/oder Kerne können ohne Zusatz von Wasser entfernt werden. Vorteilhaft ist auch, dass nach dem Entfernen der Kerne (Überführung in eine schüttfähige Form) besonders leicht eine Abtrennung des partikulären Materials, z.B. Sand, von den übrigen Materialresten erreicht werden kann, beispielsweise durch einfaches Sichten. Wasserglas, ein Gemisch von Ammonium- oder (zugunsten geringerer Gasentwicklung vorzugsweise) Alkalimetall-, wie Natrium- und/ oder Kaliumsilikaten, kann als Komponente (1) in getrockneter Form (was unter die Definition der Vorstufen von Wasserglas fallen würde) oder direkt als wässrige Lösung verwendet werden. Im Falle der Verwendung einer getrockneten Form kann die Wasserzugabe vor einem Zusatz weiterer Komponenten oder nach dem Zusatz einer oder mehrerer der Komponenten erfolgen. Es ist auch möglich, dass als Vorstufen zur Herstellung von Wasserglas Siliziumdioxid (beispielsweise amorphe Kieselsäure oder Mikro-Siliziumdioxid) und eine oder mehrere Alkalimetallbasen, insbesondere ein oder mehrere Alkalimetall (wie Natrium oder Kalium)-hydroxide, direkt einer oder mehreren der weiteren Komponenten (2), (3) und gegebenenfalls weiteren Zusätzen zugesetzt werden, so dass das Wasserglas erst in Mischung mit einer oder mehreren dieser weiteren Komponenten entsteht. Alle Kombinationen dieser Mischungsvarianten sind denkbar und von der vorliegenden Erfindung umfasst. Durch das molare Wasserglasmodul können die Eigenschaften der erhältlichen Formen und/oder Kerne beeinflusst werden.

Das oder die als Komponente 2 verwendeten Metallsalze sind vorzugsweise ein von sich aus oder durch Coating, beispielsweise mit organischen Polymeren eines geeigneten Schmelzpunktes z.B. mit einem Schmelzpunkt im Bereich der bei der Herstellung grüner Formen und/oder Kerne verwendeten Temperaturen, z.B. ab mindestens 100°C, und/oder mit anorganischen Coating-Materialien, wie Titandioxid und/oder Aluminiumoxid schwerlösliches (= bei Raumtemperatur schwer in Wasser lösliches) Hydroxid, Carbonat (wie Magnesium-Calciumcarbonate, z.B. Dolomit), Sulfat (wie Kieserit) (wobei Carbonate oder Sulfate auch insbesondere als Zusätze für andere schwerlösliche Salze denkbar sind) und/oder insbesondere Fluorid eines Metalls, oder Gemische von zwei oder mehr davon, wobei als (das Kation im Salz liefernde) Metalle folgende bevorzugt sind: insbesondere Calcium und/oder Aluminium, ferner Magnesium, oder auch Zink oder Eisen. Die (vorzugsweise ungecoateten) Hydroxide und/oder Fluoride sind besonders vorteilhaft, da sie nicht zur Bildung von Gasen beim Gießen oder der Herstellung der Formen und/oder Kerne führen, wie es beispielsweise bei (ansonsten ebenfalls verwendbaren) schwerlöslichen Salzen von organischen Säuren, wie Hydroxycarbonsäuren, z.B. Lactaten, oder dergleichen der Fall sein kann. Die genannten schwerlöslichen Salze werden so gewählt, dass sie so schwerlöslich sind, dass sie bei Raumtemperatur (sei es wegen eines Coating oder vorzugsweise von sich aus) nicht oder nicht in störendem Ausmaß mit dem Wasserglas reagieren können.

Komponente (1) und Komponente (2) können separat der Mischung zugesetzt werden, oder sie können vorab (mit oder ohne Wasseranteil im Wasserglas, d.h. als Trockenmischung (erhältlich z.B. durch Sprühtrocknung), beispielsweise als Trockenpulver, oder mit dem Wasseranteil, was ebenfalls längere Zeit, beispielsweise mehrere Wochen, stabile Zusammensetzungen ergibt, die ebenfalls für das Zusetzen der beiden Komponenten verwendet werden können) gemischt und so der oder den übrigen Komponenten zugesetzt werden.

Vorteilhaft ist, wenn die Mengenverhältnisse von Komponente (1) und Komponente (2) aufeinander abgestimmt sind, insbesondere in solcher Weise, dass ein abgestimmtes Verhältnis von Kation des schwerlöslichen Metallsalzes zu Anion im Wasserglas (Silikate, insbesondere Polymeta- und Polydisilikate etc.) erhalten wird. Beispielsweise ist es vorteilhaft, wenn, bezogen auf das Trockengewicht der Komponente (1), das Gewichtsverhältnis von Komponente (2), zu den Trockenmaterialanteilen in Komponente (1) im Verhältnis von 1 zu 4 bis 3 zu 1 liegt, beispielsweise in einer möglichen bevorzugten Ausführungsform bei die Gewichtsverhältnisse der beiden genannten Komponenten (2) zu (1) bei 0,6 zu 2 bis 1,4 zu 0,6, so bei etwa 1 zu 1 bis 2. Liegt Komponente 1 in wässriger Form vor, liegt ein Beispiel für eine bevorzugte Gewichtsrelation der Komponente (1) mit Wasser zum Gewicht der Komponente (2) bei 5 zu 1 bis 1 zu 2, so beispielsweise bei 3 zu 1 bis 1,5 zu 1.

Der Anteil der Komponenten (1) und (2) an der Mischung für Formen und/oder Kerne kann im Prinzip beliebig sein. So kann er, bezogen auf das Gewicht der Komponente (3), in einem Gewichtsanteil von 0,1 bis 6 Gew.-% vorliegen, oder beispielsweise in einer anderen möglichen bevorzugten Ausführungsform in einem Gewichtsanteil von 0,5 bis 5 Gew.-%, z.B. von 2 bis 4 Gew.-%.

Komponente 3, ein oder mehrere beim Gießvorgang nicht schmelzende („feuerfeste") partikuläre Materialien, sind beispielsweise hitzebeständige körnige Materialien, wie Chromitsand, Aluminiumoxid, Zirkonsand, Aluminiumsilikat, Schamott, Siliciumcarbid, Mullit, Graphit, Fosterit, synthetischer Keramiksand oder insbesondere hitzebeständige Sande, wie Quarz- oder Gießsand, aber auch lösliche Salze, wie Natriumchlorid, oder Mischungen von zwei oder mehr derartiger Komponenten.

Als weitere optionale Zusätze kommen insbesondere Mittel zur Erhöhung der Fließfähigkeit in Betracht, beispielsweise entsprechende Tenside oder Netzmittel, wie anionische, kationische, amphotere oder nichtionische Tenside, oder zwei oder mehr davon, daneben weitere Zusätze wie Quarzmehl, Ton, Talkum, Wasser, andere Lösungsvermittler, wie Alkohole, oder dergleichen, die vorzugsweise, bezogen auf die Gesamtmasse der Komponente (3), beispielsweise in einem Anteil von insgesamt jeweils oder vorzugsweise insgesamt 0 bis 5 Gew.-% zugesetzt werden können, so etwa von 0,01 bis 1 Gew.-%, bei Wasser z.B. bis 4%.

Wie erwähnt, umfasst die erfindungsgemäße Verwendung nach dem Vermischen der Komponenten in einem weiteren Schritt, dass das erhältliche Gemische in ein Form- oder Kernwerkzeug eingebracht wird, beispielsweise durch Einschießen. Gleichzeitig mit dem Einbringen in ein Form- oder Kernwerkzeug und/oder anschließend daran wird die Mischung auf Temperaturen erwärmt, die unterhalb der Temperatur der zu gießenden Metall- oder Legierungsschmelze liegen, beispielsweise in einer möglichen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung mehr als 200°C unterhalb dieser Temperatur, beispielsweise (absolut) bei 250°C oder darunter, in einem möglichen bevorzugten Beispiel zwischen von und mit 80 bis und mit 200 °C, beispielsweise von und mit 100 bis und mit 150°C. Wichtig ist lediglich, dass eine für die Reaktion, die bei größerer Hitze zur Schüttfähigkeit führt, erforderliche Temperatur nicht zu lange überschritten wird, was zu instabile Formen und/oder Kerne ergeben würde, da die Umwandlung in eine leicht in einen schüttfähigen Zustand überführbare Form bereits zu weit fortschreiten würde. Auf diese Weise werden „grüne" Formen und/oder Kerne erhalten, die eine ausreichende Stabilität für Gießereizwecke haben.

Die erhältlichen grünen Formen und/oder Kerne sind geeignet für die Verwendung und werden in einer noch weiter bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, erforderlichenfalls nach Entfernung aus dem Form- oder Kernwerkzeug, verwendet zum Herstellen eines Gießereiproduktes (als Beispiele seien hier, ohne dass dies einschränkend wirken soll, Saugrohre etwa für Motoren, Kühlrohre, Türscharniere, Zapfpistolen für Tankstellen, Gussrohre, Wasserhähne, Hydraulikventile oder dergleichen genannt) durch Gießen beliebiger Schmelzen von Metallen oder Metalllegierungen, wie insbesondere von Zinn, Blei, Zink, Bronze, Eisen, Grauguss, Stahl oder Aluminium oder Aluminiumlegierungen. Beispielsweise lassen sich bei Aluminium oder Legierungen davon besonders gute Ergebnisse erzielen, insbesondere, wenn Calciumfluorid verwendet wird, oder bei höherschmelzenden Metallen oder Legierungen, wie Eisen oder Stahl, mit höherschmelzendem Aluminiumfluorid oder Aluminiumhydroxid, so dass deren Verwendungen besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung betreffen.

Beim anschließenden Gießen unter Verwendung der wie vorstehend erhältlichen Formen und/oder Kerne, was gemeinsam mit den vorstehenden Schritten als zusätzlicher Schritt zu den bereits genannten eine weitere besondere Ausführungsform der Erfindung betrifft, steigt die Temperatur der Formen und/oder Kerne soweit an, dass beginnend mit dem Gießprozess und auch während der Abkühlungsphase, beispielsweise durch wie oben beschriebene Reaktionen freigesetzter Kationen und/oder Anionen der schwerlöslichen Metallsalze, die verwendeten Formen und/oder Kerne in einen solchen Zustand überführt werden, dass sie in einem weiteren, zu einer noch weiter bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Verwendungserfindung gehörenden Schritt der Entformung anschließend leicht in eine schüttfähige Form überführt und so mechanisch, beispielsweise durch Schütteln, Ultraschall oder Klopfen, oder dergleichen, entfernt werden können.

Wo vor- und nachstehend von Formen und/oder Kernen die Rede ist, beinhaltet dies auch, dass nur eine Form und/oder ein Kern (in Einzahl) gemeint sein kann – die Erfindung bezieht sich mithin auch auf einzelne Kerne und einzelne Formen.

Nachfolgend werden einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beschrieben, wobei durch die vorstehenden (insbesondere als bevorzugt oder beispielsweise gekennzeichneten) Definitionen einzelne oder mehrere allgemeine Ausdrücke oder Anteilsangaben durch spezifischere ersetzt werden können, was zu besonders bevorzugten Ausführungsformen führt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf die erfindungsgemäße Verwendung nach Anspruch 1, wobei als Komponente (2) ein oder mehrere Hydroxide, Carbonate (wie Magnesium- Calciumcarbonate, z.B. Dolomit), Sulfate (wie Kieserit), Metallfluoride und/oder Hydroxide, insbesondere Hydroxide und/oder vorzugsweise Fluoride vorzugsweise des Calciums, des Aluminiums, des Magnesiums, des Eisens oder des Zinks, verwendet werden, die frei oder auch in gecoateter Form vorliegen können.

Stärker bevorzugt ist eine Verwendung nach dem vorstehenden Absatz, wobei als Komponente (2) Calciumfluorid, Aluminiumfluorid oder eine Mischung verwendet wird.

Noch stärker bevorzugt ist eine Verwendung nach einem der vorstehenden zwei Absätze, wobei Komponente (1) und Komponente (2) zu Komponente (3) als Mischung oder einzeln zugesetzt werden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung bezieht sich auf eine Verwendung nach einem der vorstehenden drei Absätze, wobei das molare Wasserglasmodul der verwendeten Komponente (1) z.B. bei 1 bis 4 liegt, und/oder wobei das Mengenverhältnis von Komponente (2) zu den Trockenmaterialanteilen in Komponente (1) bei 3 zu 1 bis 1 zu 4 liegt.

Sehr bevorzugt ist auch die Verwendung nach einem der vorstehenden vier Absätze, wobei die Komponenten (1) und (2), bezogen auf den Gewichtsanteil der Komponente (3), beispielsweise in einem Gewichtsanteil von 0,1 bis 6 Gew.-% vorliegen, insbesondere z.B. in einem Anteil von 0,5 bis 5 Gew.-%, beispielsweise in einem Anteil von 2 bis 4 Gew.-%.

Eine Verwendung nach einem der vorstehenden fünf Absätze, wobei als Komponente (3) ein hitzebeständiges körniges Material, insbesondere Sand, zugesetzt wird, ist ebenfalls eine sehr bevorzugte Ausführungsform.

Auch eine Verwendung nach einem der vorstehenden sechs Absätze, wobei als weitere Komponente ein Mittel zur Erhöhung der Fließfähigkeit zugesetzt wird, ist sehr bevorzugt.

Bevorzugt ist auch eine Verwendung nach einem der vorstehenden sieben Absätze, wobei das erhältliche Gemisch in ein Form- oder Kernwerkzeug eingebracht wird, wobei außerdem gleichzeitig mit dem Einbringen in das Form- oder Kernwerkzeug und/oder anschließend die Mischung auf Temperaturen von 200 oder mehr Grad Celsius (°C) unterhalb der Temperatur der zum Gießen eines Gießereiproduktes verwendeten Metall- oder Legierungsschmelze erwärmt wird, insbesondere auf Temperaturen von 80 bis 200°C, vorzugsweise von 100 bis 150°C und so eine grüne Form und/oder ein grüner Kern hergestellt wird, und noch stärker vorzugsweise, wo die grüne Form und/oder der grüne Kern weiter zum Gießen eines Gießereiproduktes verwendet wird.

Besonders bevorzugt sind auch die in den Beispielen gezeigten Erfindungsgegenstände.

Die nachfolgenden Beispiele dienen der Illustration der Erfindung, ohne ihren Umfang einzuschränken (alle %-Angaben sind in Gew.-%, Anteilsangaben beziehen sich auf Gewichtsanteile):
Beispiel 1: Herstellung einer Binderformulierung mit Calciumfluorid als Teil einer erfindungsgemäßen Verwendung für die Weiterverwendung nach Beispielen 5 und 6:
Als Bindermischung wird eine solche von 70% flüssigem Natriumsilikat (Modul 2,5) als Komponente (1) und 29,6 Calciumfluorid als Komponente (2) mit 0,4% Tensid (Natriumlaurylethersulfat) als weiterem Zusatz hergestellt.
Beispiel 2: Herstellung einer Binderformulierung mit schwerlöslichen Aluminiumsalzen als Teil einer erfindungsgemäßen Verwendung für die Weiterverwendung nach Beispielen 5 und 6:
Als Bindermischung wird eine solche von 70% flüssigem Kaliumsilikat (Modul 3,0) als Komponente (1), 20% Aluminiumfluorid und 5% Aluminiumhydroxid als Komponente (2), 3,8% Wasser und 0,2% Tensid (Glycosid) als weiterem Zusatz hergestellt.
Beispiel 3: Herstellung einer Binderformulierung mit schwerlöslichem Magnesiumsalz als Teil einer erfindungsgemäßen Verwendung für die Weiterverwendung nach Beispielen 5 und 6:
Als Bindermischung wird eine solche von 70% flüssigem Natriumsilikat (Modul 2,0) als Komponente (1) und 30% Magnesiumhydroxid sowie 10% Aluminiumhydroxid als Komponente (2) hergestellt.
Beispiel 4: Herstellung einer Pulverförmigen Binderformulierung mit Calciumfluorid als Teil einer erfindungsgemäßen Verwendung für die Weiterverwendung nach Beispielen 5 und 6:
Als Bindermischung wird ein Trockenpulver aus 35 Kieselsäure (pyrogene oder gefällte) und 30% konzentrierter Natronlauge (trockenes Pulver) als Komponente 1 und 35 Calciumfluorid als Komponente (2) hergestellt.
Vor der Verwendung wird auf 3 Teile dieser Mischung 1 Teil Wasser zugefügt, entweder vor dem Mischen mit dem Gießereisand oder nach dem Mischen des pulverförmigen Binders mit dem Gießereisand. Wichtig ist, dass eine gleichmäßige Benetzung der Sandkörner erreicht wird. Die fertigen Bindermischungen aus den Beispielen 1 bis 4 sind lagerfähig.
Beispiel 5: Herstellung von Mischungen aus Bindern und Gießereisand als Teil einer erfindungsgemäßen Verwendung:
Die fertige Bindermischung nach einem der Beispiele 1 bis 4 wird im Gewichtsanteil von 2 bis 4%, bezogen auf den Anteil an Gießereisand, mit Gießereisand (Quarzsand) mittels herkömmlicher Mischer (Flügelrührer) vermischt.
Beispiel 6: Herstellung von Kernen oder Formen als Teil einer erfindungsgemäßen Verwendung:
Die nach Beispiel 5 erhaltenen Mischungen werden in Form- oder Kernwerkzeuge eingeschossen und bei ca. 130°C zu „grünen" Formen oder Kernen ausgehärtet. Es werden hierbei Festigkeiten von 200 bis 500 N/cm² erzielt. Auch wird eine schnelle Aushärtung im Werkzeug erreicht, beispielsweise lediglich durch die Einbringung von Hitze und/oder von heißer Spülluft.
Beispiel 7: Gießen von Formteilen und Entfernung der Formen und/oder Kerne als Teil einer bevorzugten erfindungsgemäßen Verwendung:
Eine Aluminiumschmelze wird mit Formen und/oder Kernen nach Beispiel 6 in Kontakt gebracht zur Herstellung eines Formteils. Nach dem Abkühlen werden die Kerne und/oder Formen durch einfaches Klopfen in eine fließfähige Form überführt und entfernt.

Claims

Verwendung von Wasserglas, und/oder einem oder mehreren Vorläufern davon, bei der Herstellung von Formen und/ oder Kernen für Gießereizwecke, die nach anschließendem Gießvorgang leicht durch mechanische Einwirkung in eine schüttfähige Form überführbar und so leicht entfernbar sind, wobei die besagte Verwendung umfasst, dass als Komponente (1) Wasserglas und/oder ein oder mehrere Vorläufer davon, und als Komponente (2) ein oder mehrere von sich aus und/oder durch Coating schwerlösliche Metallsalze, die so schwerlöslich sind, dass sie bei Raumtemperatur wegen eines Coating oder von sich aus nicht oder nicht in störendem Ausmaß mit dem Wasserglas reagieren können, zur Herstellung von nach einem Gießvorgang entfernbaren Formen und/oder Kernen für Gießereizwecke mit beim Gießvorgang nicht schmelzenden partikulären Materialien als Komponente (3) vermischt werden, das erhältliche Gemisch in ein Form- oder Kernwerkzeug eingebracht wird und gleichzeitig mit dem Einbringen in ein Form- oder Kernwerkzeug und/oder anschließend daran die Mischung auf Temperaturen erwärmt wird, die unterhalb der Temperaturen der zu gießenden Metall- oder Legierungsschmelzen liegen.
Verwendung nach Anspruch 1, wobei die nach der Erwärmung erhaltenen grünen Formen und Kerne beim Gießen von Gießteilen verwendet und anschließend in eine schüttfähige Form überführt und mechanisch entfernt werden.
Verwendung nach Anspruch 1 oder 2, wobei als Komponente (2) ein oder mehrere Hydroxide, Carbonate, insb. Magnesium-Calciumcarbonate (z.B. Dolomit), Sulfate, insb. Kieserit, Metallfluoride und/oder Hydroxide, insbesondere Hydroxide und/oder vorzugsweise Fluoride vorzugsweise des Calciums, des Aluminiums, des Magnesiums, des Eisens oder des Zinks verwendet werden.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als Komponente (2) Calciumfluorid, Aluminiumfluorid oder eine Mischung davon verwendet wird.
Verwendung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 4, wobei Komponente (1) und Komponente (2) zu Komponente (3) als Mischung oder einzeln zugesetzt werden.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das molare Wasserglasmodul der verwendeten Komponente (1) bei 1 bis 4 liegt.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Mengenverhältnis von Komponente (2) zu den Trockenmaterialanteilen in Komponente (1) bei 3 zu 1 bis 1 zu 4 liegt.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Komponenten (1) und (2), bezogen auf den Gewichtsanteil der Komponente (3), in einem Gewichtsanteil von 0,1 bis 6 Gew.-% vorliegen, insbesondere in einem Anteil von 0,5 bis 5 Gew.-%.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei als Komponente (3) ein hitzebeständiges körniges Material, insbesondere Sand, zugesetzt wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei als weitere Komponente ein Mittel zur Erhöhung der Fließfähigkeit zugesetzt wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei gleichzeitig mit dem Einbringen in das Form- oder Kernwerkzeug und/oder anschließend die Mischung auf Temperaturen von 200 oder mehr °C unterhalb der Temperatur der zum Gießen eines Gießereiproduktes verwendeten Metall- oder Legierungsschmelze erwärmt wird, insbesondere auf Temperaturen von 80 bis 200°C, vorzugsweise von 100 bis 150°C und so eine grüne Form und/oder ein grüner Kern hergestellt wird.