DE1285677B - Formstoffmischung zum Herstellen von Giessformen - Google Patents
Formstoffmischung zum Herstellen von GiessformenInfo
- Publication number
- DE1285677B DE1285677B DEK47756A DEK0047756A DE1285677B DE 1285677 B DE1285677 B DE 1285677B DE K47756 A DEK47756 A DE K47756A DE K0047756 A DEK0047756 A DE K0047756A DE 1285677 B DE1285677 B DE 1285677B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- silicon
- regulating
- grain size
- time
- mixture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
- B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
- B22C1/18—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of inorganic agents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft eine Formstoffmischung zum Herstellen von selbsthärtenden Gießformen und ein Verfahren zum Regeln der Härtungsgeschwindigkeit dieser Formmasse.
- Es sind Formstoffmischungen zum Herstellen von selbsthärtenden Gießformen bekannt, die aus feuerfestem, körnigem Material und Wasserglas bestehen. So wird bei einem bekannten Herstellungsverfahren Natriumsilikat mit Quarzsand vermischt, Kohlendioxyd in die Mischung eingeblasen und die Masse dann sofort erhärtet. Dabei entsteht jedoch unerwünschtes Natriumbicarbonat, und außerdem bleibt der ursprüngliche Wassergehalt in der entstehenden Gießfqrm erhalten. Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung selbsthärtender Gießformen bekannt, bei dem auf die Oberfläche des grünen Formkörpers, der zum großen Teil aus Aluminium besteht, eine Zündmasse mit stark exothermer Wirkung aufgebracht wird, wobei die Trocknung des Formkörpers durch die von der Zündmasse und dem im Formkörper vorhandenen Aluminium abgegebene Wärme erfolgt. In anderen Worten, es wird eine stark alkalische Lösung als Zündmasse auf ein begrenztes Gebiet der Oberfläche des Formlings aufgebracht, der als Hauptbestandteil Aluminium enthält, worauf eine Reaktion auftritt, bei der während der ersten Reaktionsstufe erzeugter Wasserstoff während der zweiten Stufe zur Bildung von Natriumhydroxyd verbraucht wird, so daß eine Reaktionskette mit stark exothermer Wirkung auftritt. Während des Reaktionsablaufes bildet sich dabei ständig eine wäßrige Lösung aus NaA103. Nun besitzt aber NaA103 nicht nur selbst keinerlei Bindungskraft, sondern verschlechtert bekanntlich sogar im beträchtlichen Ausmaß die Bindungswirkung der Formmasse. Das bedeutet aber, daß die aus den vorbekannten Formstoffmischungen und mit den vorbekannten Verfahren hergestellten selbsthärtenden Gießformen eine vergleichsweise nur geringe Festigkeit aufweisen.
- Von wesentlicher Bedeutung bei der Herstellung von selbsthärtenden Gießformen ist auch die Härtungsgeschwindigkeit. So soll bei Gießformen für große Gußstücke der Härtungsvorgang relativ langsam verlaufen. während bei Gießformen für kleine Gußstücke ein möglichst schneller Härtungsprozeß erwünscht ist. Die vom Gußprozeß her für die Formen erwünschten Härtungszeiten liegen dabei in der Größenordnung von wenigen Minuten bis zu mehreren Stunden. Demgemäß soll die verwendete Formstoff mischung so beschaffen sein, daß ihre Härtungszeit auf einfache Weise geregelt werden kann.
- Aufgabe der Erfindung ist deshalb eine Formstoflmischung für die Herstellung selbsthärtender Gießformen, die Gießformen großer Festigkeit gewährleistet, und darüber hinaus ein Verfahren zum Regeln der Härtungsgeschwindigkeit dieser Formstoffmischung. Nach der Erfindung wird diese Aufgabe durch eine Formstoffmischung aus feuerfestem, körnigem Material und Wasserglas gelöst, die pulverförmiges Silizium oder pulverförmige Siliziumlegierungen enthält. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Regeln der Härtungsgeschwindigkeit dieser Formmasse kann dabei durch Ändern der Mischzeit der Bestandteile, durch Ändern der Korngröße des Siliziums bzw. der Siliziumlegierung, durch Behandeln der Oberflächen des pulverförmigen Siliziums bzw. der Siliziumlegierung, durch Zusatz einer bestimmten Menge von Natronlauge zum Wasserglas oder durch Verwendung von Natriumsilikat mit einem unterschiedlichen Si02 jNaz0-Verhältnis- erfolgen: - -Unter dem Begriff »Siliziumlegierungen« werden nicht nur »Legierungen« im strengenmetallkundlichen Sinne verstanden, sondern allgemein Verbindungen von Silizium mit Metallen, beispielsweise Silizide.
- Die erfindungsgemäße Formstoffmischung enthält also als Hauptbestandteil Silizium bzw. Siliziumlegierungen und Wasserglas. Dabei wird bei der Reaktion zwischen dem Silizium und dem Natriumhydroxyd, -welches durch Hydrolyse in der wäßrigen Wasserglaslösung frei wird, wiederum Wasserglas erzeugt. Bei der Reaktion wird also zunächst (Reaktionsstufe 1) Natriumhydroxyd freigegeben. Wird dann der wäßrigen Lösung von Natriumsilikat Silizium zugegeben, so reagiert das in der ersten Stufe freigegebene Natriumhydroxyd mit dem Silizium unter Bildung einer Natrium-Silizium-Verbindung, von Wasserstoff und Wärme (Reaktionsstufe 2). Wenn die Reaktion gemäß Stufe 2 auftritt, wird also das Natriumhydroxyd der Stufe 1 verbraucht und damit das Gleichgewicht der Stufe 1 derart gestört, daß die Reaktion in Richtung der Freigabe weiteren Natriumhydroxyds und Siliziumsalzes fortschreitet. Damit läuft aber auch die zweite Reaktionsstufe weiter, mit dem Ergebnis weiterer Wärmebildung. Gemäß diesen Reaktionen tritt somit fortlaufend eine Dissoziation von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff auf, und zugleich oxydiert das Silizium zu Siliziumoxyd unter Bildung von Natriumsilikat. Die Folge ist ein Ansteigen des Siliziumdioxydgehalts im System. Dabei steigt infolge- der- Reaktionswärme die Temperatur des Systems an, wodurch die Reaktion beschleunigt und das Wasser aus dem System ausgetrieben wird. Der Wassergehalt in der Formstoffmischung sinkt damit sowohl infolge von Verdampfung als auch von Dissoziation äußerst schnell, wodurch die Viskosität der Natriumsilikate ansteigt. Ist das Wasser schließlich vollständig ausgetrieben und damit die Reaktion beendet, so liegen die Reaktionsstoffe in vollständig trockener Form vor. Besteht nun die FormstofF mischung aus mit Quarzsand vermischtem Wasserglas und Silizium, so ist beim getrockneten Endprodukt eine starke Bindung des Quarzsandes festzustellen, anders ausgedrückt, der Quarzsand wird im Verlauf der chemischen Reaktion zusammenbacken.
- Die erfindungsgemäße Formstoffmischung bedarf also keiner zusätzlichen Zündmasse, weist eine starke Bindekraft auf und gewährleistet eine hohe Festigkeit der daraus hergestellten Gießformen. Mit den angegebenen Verfahren zur Regelung der Härtungsgeschwindigkeit ist- es möglich; auf einfachste Weise den jeweils gewünschten. Härtungszeiten Rechnung zu tragen:-Die Erfindung.sdll nun an Hand der nachfolgenden Beispiele noch näher erläutert werden. Bei diesen Beispielen wurden die angegebenen Stoffe miteinander vermischt und dann aus dieser Mischung Probeformen hergestellt, welche dann bezüglich ihrer Druckfestigkeit und Gasdurchlässigkeit in verschiedenen Zeitabständen nach Entstehung der Formen geprüft wurden. Beispiel 1 1. Mischung (Gewichtsteile) Teile Quarzsand (Korngröße etwa 0,15 mm) .. 100 KaMumsilizid (Korngröße <0,07 mm).. 2 Natriumsilikat (Molverhältnis 2; spezifisches Gewicht 1,3) .................. 4,5 2. Versuchsergebnis
Zeit, verstrichen zwischen der Her- Druckfestigkeit Durchlässigkeit stellung der Gießform und dem Versuch (Stunden) (kg/cm') (AFS) 0,5 4,7 177 2 6,9 185 24 12,2 185 Zeit, verstrichen zwischen der Her- Druckfestigkeit Durchlässigkeit stellung der Gießform und dem Versuch (Stunden) (kg/cm2) (AFS) 0,5 13 135 2 22 140 24 70 160 Zeit, verstrichen zwischen der Her- Druckfestigkeit Durchlässigkeit tellung der Gießform und dem Versuch (Stunden) (kg/cm,) (AFS) 2 0,3 150 4 1,4 - 160 24 18,0 175 Zeit, verstrichen zwischen der Her- Druckfestigkeit Durchlässigkeit stellung der Gießform und dem Versuch (Stunden) (kg/cm') (AFS) 1 20 125 2 35 135 4 55 140 24 90 140 - Die Erhärtungsdauer kann natürlich durch Regelung der Temperatur bestimmt werden, und zwar z. B. durch entsprechende Erhitzung oder Abkühlung des umgebenden Raumes und der Mischmaterialien, durch Änderung der Mischzeit und der Mischerdrehzahl sowie zusätzlich durch Verwendung einer bestimmten Korngröße der siliziumhaltigen Stoffe. Durch eine erfindungsgemäß aus einer Reihe nachstehend eingehend beschriebener Maßnahmen gewählte Arbeitsweise zum Regeln der Erhärtungsdauer jedoch kann die letztere auf eine genaue und zuverlässige Weise innerhalb eines weiten Bereiches systematisch und wirkungsvoll festgelegt werden.
- 1. Erhärtungsdauer-Regelung durch Änderung der Mischung der Stoffe erforderlichen Zeit Die Erhärtungsdauer ändert sich bis zu einem gewissen Grade mit der Zusammensetzung des Siliziummaterials, doch kann sie auch durch Änderung ' der für die Mischung der Stoffe verwendeten Zeit zusätzlich bestimmt werden. Folgende Versuchsbeispiele werden in Tabelle 1 bzw. 2 veranschaulicht: Tabelle 1 1. Mischung (Gewichtsteile) Teile a) Quarzsand ........................ 100 Wasserglas (spezifisches Gewicht 1,3) 5 Kalziumsilizid (Korngröße <0,05 mm) 2 b) Quarzsand ........................ 100 Wasserglas (spezifisches Gewicht 1,3) 5 Ferrosilizium (Korngröße <0,05 mm) 2 2. Versuchsergebnis (Erhärtungsdauer) Mischung a): 4 bis 10 Minuten, Mischung b): 60 bis 240 Minuten. Tabelle 2 1. Mischung (Gewichtsteile) Teile Quarzsand .......................... 100 Ferrosiliziumpulver ................... 2 Wasserglas (spezifisches Gewicht 1,3).... 5 2. Versuchsergebnis
Lufttemperatur (° C): 10 oder Erhärtungsdauer (Minuten) Mischungszeit darunter (Minuten) 1 - 36,3 53,4 35,3 32,0 2 62,5 28,0 23,8 22,0 20,0 3 53,7 23,7 20,0 18,4 15,3 4 38,3 18,0 16,8 13,8 - 5 25,6 15,2 12,4 - - 6 - - , 10,0 , - - Durchschnittskorngröße des Ferrosiliziums (in Mikron) 8,34 1 6,23 ' 6,09 i 5,57 I 3,82 Umsetzungs- zeit(Minuten) 40,0 24,0 22,0 18,0 15,0 Durchschnittskomgröße Druckfestigkeit Durchlässigkeit des Ferrosiliziums (Mikron) (kg/cm) (AFS) 8,34 25,5 200 6,23 25,0 195 6,09 26,0 181 5,57 25,5 183 3,82 24,5 196 Durchschnitts- Erhärtungs- Behandlung von Fe-Si-Pulver korngröße dauer von Fe-$1 (Mikron) (Minuten) Keine Behandlung ....... 4,82 12 100/0 Wasser eingespritzt; Verbleib: 24 Stunden . . 4,82 24 10 % einer 3 0/0-Lösung von Wasserstoffsuperoxyd zugegeben; Verbleib: 24 Stunden ........... 4,82 23 Menge der dem Natriumsilikat Erhärtungsdauer zugegebenen Natronlauge (°/o) (Minuten) 0 280 5 140 10 170 15 180 - Mischungsverhältnis Zur Erreichung einer maxi- Ferrosilizium/Kalziumsilizid malen Oberflächenhärte er- forderliche Zeit (Minuten) 0/100 4 20/ 80 5 40/ 60 7 60/ 40 10 80/ 20 20 100/ 0 60 Druckfestigkeit (kg/cm') Mischungsverhältnis Zeit, verstrichen zwischen der Ferrosilizium/Kalziumsilizid Herstellung der Gießform und dem Versuch 30 69 120 (°/o) Minuten Minuten Minuten 0/100 7,2 8,4 . 12,8 . 20/ 80 5,0 6,3 9,0 40/ 60 3,8 5,0 7,2 60/ 40 2,8 4,0 6,5 80/ 20 0,8 1,8 4,5 100/ 0 0,3 0,4 3,2 - Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht in der Möglichkeit, Bedingungen mit einer außerordentlichen Fließfähigkeit des Sandes zu wählen. Die Erfindung kann demgemäß bei all den bisherigen verschiedenen Formverfahren innerhalb eines außerordentlich weiten Anwendungsbereiches Verwendung finden, d. h. Spritz- oder Sprühverfahren USW.
- Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es ferner möglich, die erwünschte Erhärtungsdauer der Form gemäß der Notwendigkeit willkürlich zu bestimmen.
- Selbstverständlich ist es beim erfindungsgemäßen Verfahren möglich, verschiedenartige Zusatzstoffe, wie z. B. Säge- oder Holzmehl, kohlenstoffhaltige Stoffe und Pech je nach den jeweils erforderlichen Eigenschaften der Gießform zu verwenden.
Claims (7)
- Patentansprüche: 1. Formstofmischung zum Herstellen von selbsthärtenden Gießformen aus feuerfestem, körnigem Material und Wasserglas, d a d u r c h gekennzeichnet, daß sie pulverförmiges Silizium oder pulverförmige Siliziumlegierungen enthält.
- 2. Verfahren zum Regeln der Härtungsgeschwindigkeit der Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung durch Ändern der Mischzeit der Bestandteile erfolgt.
- 3. Verfahren zum Regeln der Härtungsgeschwindigkeit der Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung durch Ändern der Korngröße des Siliziums oder der Siliziumlegierung erfolgt.
- 4. Verfahren zum Regeln der Härtungsgeschwindigkeit der Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung durch Behandlung der Oberflächen des pulverförmigen Siliziums oder der Siliziumlegierung erfolgt.
- 5. Verfahren zum Regeln der Härtungsgeschwindigkeit der Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung durch Zusetzen einer bestimmten Menge von Natronlauge zum Wasserglas erfolgt.
- 6. Verfahren zum Regeln der Härtungsgeschwindigkeit der Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung durch die Verwendung von Natriumsilikat mit einem « unterschiedlichen SiOa/Na20-Verhältnis erfolgt.
- 7. Verfahren zum Regeln der Härtungsgeschwindigkeit der Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unterschiedliche Siliziumlegierungen zugegeben werden und die Regelung durch Ändern des Zugabeverhältnisses der unterschiedlichen Siliziumlegierungen erfolgt.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP482762 | 1962-02-13 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1285677B true DE1285677B (de) | 1968-12-19 |
DE1285677C2 DE1285677C2 (de) | 1973-05-30 |
Family
ID=11594519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1962K0047756 Expired DE1285677C2 (de) | 1962-02-13 | 1962-09-18 | Formstoffmischung zum Herstellen von Giessformen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3218683A (de) |
DE (1) | DE1285677C2 (de) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3306355A (en) * | 1964-06-09 | 1967-02-28 | Union Oil Co | Formation consolidation |
US3804643A (en) * | 1969-05-27 | 1974-04-16 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Process for producing casting molds using a dry flowable blended sand |
JPS5611663B2 (de) * | 1971-10-02 | 1981-03-16 | ||
US4070195A (en) * | 1975-05-29 | 1978-01-24 | Ashland Oil, Inc. | Process for fabricating foundry shapes |
US4121942A (en) * | 1975-08-20 | 1978-10-24 | Asamichi Kato | Molding method |
US4226277A (en) * | 1978-06-29 | 1980-10-07 | Ralph Matalon | Novel method of making foundry molds and adhesively bonded composites |
US4357165A (en) * | 1978-11-08 | 1982-11-02 | The Duriron Company | Aluminosilicate hydrogel bonded granular compositions and method of preparing same |
US4432798A (en) * | 1980-12-16 | 1984-02-21 | The Duriron Company, Inc. | Aluminosilicate hydrogel bonded aggregate articles |
JP7247804B2 (ja) | 2019-07-26 | 2023-03-29 | 新東工業株式会社 | 鋳型造型用組成物及び鋳型造型方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1072777B (de) * | 1960-01-07 | Foundry Services Limited, Birmingham (Großbritannien) | Verfahren zum Herstellen von Formkörpern |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH125482A (de) * | 1925-09-18 | 1928-04-16 | Ig Farbenindustrie Ag | Verfahren zur Darstellung schnellerhärtender säurefester Massen. |
CH138776A (de) * | 1926-12-01 | 1930-03-15 | Ig Farbenindustrie Ag | Verfahren zur Darstellung schnellhärtender, säurefester Massen. |
CH140720A (de) * | 1927-01-08 | 1930-06-30 | Ig Farbenindustrie Ag | Kittmehl zur Herstellung säurefester Kittmassen. |
US1959179A (en) * | 1932-02-05 | 1934-05-15 | Essex Foundry | Mold |
GB653587A (en) * | 1947-10-02 | 1951-05-16 | Ind Metal Protectives Inc | Improvements in and relating to coating compositions |
DE974520C (de) * | 1951-09-01 | 1961-01-26 | Renault | Praezisionsgiessverfahren mit verlorenem Wachs |
US2883723A (en) * | 1956-11-20 | 1959-04-28 | Meehanite Metal Corp | Process for improved silicate bonded foundry molds and cores |
US3050796A (en) * | 1960-02-16 | 1962-08-28 | Meehanite Metal Corp | Method of improving foundry molds |
-
1962
- 1962-08-24 US US219139A patent/US3218683A/en not_active Expired - Lifetime
- 1962-09-18 DE DE1962K0047756 patent/DE1285677C2/de not_active Expired
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1072777B (de) * | 1960-01-07 | Foundry Services Limited, Birmingham (Großbritannien) | Verfahren zum Herstellen von Formkörpern |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US3218683A (en) | 1965-11-23 |
DE1285677C2 (de) | 1973-05-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2239835B2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus einem körnigen Material und einem sauer-härtbaren Harz | |
DE2827828A1 (de) | Alterungsbestaendiges brandschutzmaterial | |
DE1285677C2 (de) | Formstoffmischung zum Herstellen von Giessformen | |
DE2006917B2 (de) | Schnellabindender und schnell haertender zement | |
DE1104930B (de) | Verfahren zur Herstellung von heisspressbarem stabilisiertem Bornitrid | |
DE943471C (de) | Verfahren zur Herstellung von granulierten Phosphatduengemitteln | |
EP0001992B1 (de) | Verschäumbare Magnesiazementmischung, ihre Verwendung und Verfahren zur Herstellung poröser Formkörper | |
DE2024861C3 (de) | Gießereiform- oder -kernmasse | |
DE2836984C3 (de) | Selbsthärtende Formmasse für die Herstellung von Sandformen | |
DE2742283B2 (de) | Schaumtonmischung und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
CH622484A5 (en) | Process for producing a sintered ceramic product | |
DE898267C (de) | Verfahren zur Herstellung von geformten Koerpern aus Siliziumkarbid | |
DE974354C (de) | Verfahren zur Herstellung von Leichtbaustoffen aus hydraulisch abbindenden Moertelmassen | |
AT526156B1 (de) | Zusammensetzung zur Herstellung von Bauteilen | |
DE1962499A1 (de) | Verfahren zur Stabilisierung von Boeden | |
DE848622C (de) | Verfahren zur Herstellung von mit Poren durchsetzten Gipsmassen | |
DE2555450C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Betonprodukten und Mittel zur Durchführung dieses Verfahrens | |
WO2004007393A1 (de) | Verfahren zur herstellung von porenbeton | |
DE2111641C3 (de) | Großformatiger, dampfgehärteter Leichtbau-Formkörper der Rohdichteklasse 1000 bis 1400 kg/m3 | |
DE1471171C (de) | Verfahren zur Herstellung von Gasbeton | |
DE3331613A1 (de) | Gesinterter, poroeser, keramischer formkoerper | |
AT331173B (de) | Verfahren zur herstellung von gasbeton od.dgl. | |
DE745057C (de) | Verfahren zur Herstellung von Baustoffen mit poroesem oder zellenartigem Gefuege | |
AT82490B (de) | Verfahren zur Herstellung von Portland-Zement. | |
DE2110058C3 (de) | Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von abgebundenem Gips |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |