RU2650219C2 - Смеси формовочных материалов на основе неорганических связующих и способ получения пресс-форм и стержней для литья металла - Google Patents
Смеси формовочных материалов на основе неорганических связующих и способ получения пресс-форм и стержней для литья металла Download PDFInfo
- Publication number
- RU2650219C2 RU2650219C2 RU2015118399A RU2015118399A RU2650219C2 RU 2650219 C2 RU2650219 C2 RU 2650219C2 RU 2015118399 A RU2015118399 A RU 2015118399A RU 2015118399 A RU2015118399 A RU 2015118399A RU 2650219 C2 RU2650219 C2 RU 2650219C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- molding materials
- molding
- weight
- molding material
- Prior art date
Links
- 239000012778 molding material Substances 0.000 title claims abstract description 158
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 152
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 78
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 39
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 title description 2
- 229910021486 amorphous silicon dioxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 69
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 62
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 36
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 36
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 36
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims description 31
- -1 2-ethyl ethyl Chemical group 0.000 claims description 24
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 18
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 18
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 229910006501 ZrSiO Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 16
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 14
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 claims description 9
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 9
- 239000005365 phosphate glass Substances 0.000 claims description 9
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 7
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 claims description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 claims description 6
- 239000011734 sodium Chemical group 0.000 claims description 6
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical group C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical group [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 2
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 claims description 2
- CSMFSDCPJHNZRY-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid monodecyl ester Natural products CCCCCCCCCCOS(O)(=O)=O CSMFSDCPJHNZRY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 3
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 2
- LDMOEFOXLIZJOW-UHFFFAOYSA-N 1-dodecanesulfonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCS(O)(=O)=O LDMOEFOXLIZJOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- LJKDOMVGKKPJBH-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCC(CC)COP(O)(O)=O LJKDOMVGKKPJBH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- MHGOKSLTIUHUBF-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexyl sulfate Chemical compound CCCCC(CC)COS(O)(=O)=O MHGOKSLTIUHUBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- HVWGGPRWKSHASF-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid, monooctadecyl ester Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOS(O)(=O)=O HVWGGPRWKSHASF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- BSKALNOLPVKFND-KTKRTIGZSA-N [(z)-hexadec-7-enyl] hydrogen sulfate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCOS(O)(=O)=O BSKALNOLPVKFND-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims 1
- MEESPVWIOBCLJW-KTKRTIGZSA-N [(z)-octadec-9-enyl] dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCOP(O)(O)=O MEESPVWIOBCLJW-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims 1
- ZUBJEHHGZYTRPH-KTKRTIGZSA-N [(z)-octadec-9-enyl] hydrogen sulfate Chemical compound CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCCOS(O)(=O)=O ZUBJEHHGZYTRPH-KTKRTIGZSA-N 0.000 claims 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 claims 1
- CSMFSDCPJHNZRY-UHFFFAOYSA-M decyl sulfate Chemical compound CCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O CSMFSDCPJHNZRY-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- TVACALAUIQMRDF-UHFFFAOYSA-N dodecyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCCCCCCOP(O)(O)=O TVACALAUIQMRDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- MOTZDAYCYVMXPC-UHFFFAOYSA-N dodecyl hydrogen sulfate Chemical compound CCCCCCCCCCCCOS(O)(=O)=O MOTZDAYCYVMXPC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229940043264 dodecyl sulfate Drugs 0.000 claims 1
- UJFHKZCCDUEZFK-UHFFFAOYSA-N ethyl octadecane-1-sulfonate Chemical compound C(CCCCCCCCCCCCCCCCC)S(=O)(=O)OCC UJFHKZCCDUEZFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- ZUVCYFMOHFTGDM-UHFFFAOYSA-N hexadecyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCOP(O)(O)=O ZUVCYFMOHFTGDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- LPTIRUACFKQDHZ-UHFFFAOYSA-N hexadecyl sulfate;hydron Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCOS(O)(=O)=O LPTIRUACFKQDHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- PHNWGDTYCJFUGZ-UHFFFAOYSA-L hexyl phosphate Chemical compound CCCCCCOP([O-])([O-])=O PHNWGDTYCJFUGZ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims 1
- 238000005555 metalworking Methods 0.000 claims 1
- UZZYXUGECOQHPU-UHFFFAOYSA-M n-octyl sulfate Chemical compound CCCCCCCCOS([O-])(=O)=O UZZYXUGECOQHPU-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims 1
- CACRRXGTWZXOAU-UHFFFAOYSA-N octadecane-1-sulfonic acid Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCS(O)(=O)=O CACRRXGTWZXOAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- UHGIMQLJWRAPLT-UHFFFAOYSA-N octadecyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCOP(O)(O)=O UHGIMQLJWRAPLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229940067739 octyl sulfate Drugs 0.000 claims 1
- URLJMZWTXZTZRR-UHFFFAOYSA-N sodium myristyl sulfate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCOS(O)(=O)=O URLJMZWTXZTZRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229950005425 sodium myristyl sulfate Drugs 0.000 claims 1
- 125000001273 sulfonato group Chemical group [O-]S(*)(=O)=O 0.000 claims 1
- UZZYXUGECOQHPU-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid monooctyl ester Natural products CCCCCCCCOS(O)(=O)=O UZZYXUGECOQHPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- KRIXEEBVZRZHOS-UHFFFAOYSA-N tetradecyl dihydrogen phosphate Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCOP(O)(O)=O KRIXEEBVZRZHOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 12
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 8
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 46
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 26
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 19
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 16
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 14
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 11
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 7
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002585 base Substances 0.000 description 6
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 5
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 5
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 5
- 229940075614 colloidal silicon dioxide Drugs 0.000 description 5
- 150000004756 silanes Chemical class 0.000 description 5
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 5
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 4
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 4
- 229940075057 doral Drugs 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 4
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 4
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 4
- 238000001029 thermal curing Methods 0.000 description 4
- MECHNRXZTMCUDQ-RKHKHRCZSA-N vitamin D2 Chemical compound C1(/[C@@H]2CC[C@@H]([C@]2(CCC1)C)[C@H](C)/C=C/[C@H](C)C(C)C)=C\C=C1\C[C@@H](O)CCC1=C MECHNRXZTMCUDQ-RKHKHRCZSA-N 0.000 description 4
- TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 6-oxabicyclo[3.2.1]oct-3-en-7-one Chemical compound C1C2C(=O)OC1C=CC2 TVEXGJYMHHTVKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052910 alkali metal silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 3
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 3
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 3
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 3
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 239000003110 molding sand Substances 0.000 description 3
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 3
- 239000011819 refractory material Substances 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 10,10-dioxo-2-[4-(N-phenylanilino)phenyl]thioxanthen-9-one Chemical compound O=C1c2ccccc2S(=O)(=O)c2ccc(cc12)-c1ccc(cc1)N(c1ccccc1)c1ccccc1 FGRBYDKOBBBPOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001353 Dextrin Polymers 0.000 description 2
- 239000004375 Dextrin Substances 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L calcium stearate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CJZGTCYPCWQAJB-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000001733 carboxylic acid esters Chemical class 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 2
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 235000019425 dextrin Nutrition 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000000025 natural resin Substances 0.000 description 2
- 229920003986 novolac Polymers 0.000 description 2
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000013001 point bending Methods 0.000 description 2
- 238000010944 pre-mature reactiony Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 2
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 2
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 2
- FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N silanamine Chemical class [SiH3]N FZHAPNGMFPVSLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- FLPJVCMIKUWSDR-UHFFFAOYSA-N 2-(4-formylphenoxy)acetamide Chemical compound NC(=O)COC1=CC=C(C=O)C=C1 FLPJVCMIKUWSDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JTXMVXSTHSMVQF-UHFFFAOYSA-N 2-acetyloxyethyl acetate Chemical compound CC(=O)OCCOC(C)=O JTXMVXSTHSMVQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-amine Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCN SJECZPVISLOESU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YATIYDNBFHEOFA-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropan-1-ol Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCO YATIYDNBFHEOFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropane-1-thiol Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCS UUEWCQRISZBELL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LVACOMKKELLCHJ-UHFFFAOYSA-N 3-trimethoxysilylpropylurea Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCNC(N)=O LVACOMKKELLCHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- 229930185605 Bisphenol Natural products 0.000 description 1
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 1
- OHWDHKWVJRVBGO-UHFFFAOYSA-N C1(CC2C(CC1)O2)C(C[Si](OC(CCN)(CCN)CCN)(OC)OC)CN Chemical compound C1(CC2C(CC1)O2)C(C[Si](OC(CCN)(CCN)CCN)(OC)OC)CN OHWDHKWVJRVBGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- 241001460678 Napo <wasp> Species 0.000 description 1
- 229920000299 Nylon 12 Polymers 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 229910003902 SiCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 description 1
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 1
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001413 alkali metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910001570 bauxite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N bisphenol A Chemical compound C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 IISBACLAFKSPIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 1
- 235000013539 calcium stearate Nutrition 0.000 description 1
- 239000008116 calcium stearate Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical class OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229940074979 cetyl palmitate Drugs 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000003750 conditioning effect Effects 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000013036 cure process Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- PXDJXZJSCPSGGI-UHFFFAOYSA-N hexadecanoic acid hexadecyl ester Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCOC(=O)CCCCCCCCCCCCCCC PXDJXZJSCPSGGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- RKISUIUJZGSLEV-UHFFFAOYSA-N n-[2-(octadecanoylamino)ethyl]octadecanamide Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)NCCNC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC RKISUIUJZGSLEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 238000003921 particle size analysis Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000223 polyglycerol Polymers 0.000 description 1
- 229920005862 polyol Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 150000003077 polyols Chemical class 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005372 silanol group Chemical class 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- IYMSIPPWHNIMGE-UHFFFAOYSA-N silylurea Chemical class NC(=O)N[SiH3] IYMSIPPWHNIMGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H sodium hexametaphosphate Chemical group [Na]OP1(=O)OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])OP(=O)(O[Na])O1 GCLGEJMYGQKIIW-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 235000019982 sodium hexametaphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 235000019830 sodium polyphosphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- TXDNPSYEJHXKMK-UHFFFAOYSA-N sulfanylsilane Chemical class S[SiH3] TXDNPSYEJHXKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000001577 tetrasodium phosphonato phosphate Substances 0.000 description 1
- ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N triacetic acid Chemical compound CC(=O)CC(=O)CC(O)=O ILJSQTXMGCGYMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N trimethoxy-[3-(oxiran-2-ylmethoxy)propyl]silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)CCCOCC1CO1 BPSIOYPQMFLKFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 239000012905 visible particle Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
- 150000003738 xylenes Chemical class 0.000 description 1
- 150000003755 zirconium compounds Chemical class 0.000 description 1
Images
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
-
- 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
- B22C1/181—Cements, oxides or clays
-
- 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
- B22C1/186—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 contaming ammonium or metal silicates, silica sols
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/12—Treating moulds or cores, e.g. drying, hardening
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
Настоящее изобретение относится к литейному производству. Смесь содержит: огнеупорный основной формовочный материал, неорганическое связующее и аморфный SiOв форме частиц. Аморфный SiOполучают посредством термического разложения ZrSiOна ZrOи SiO. В аморфном SiOсодержание циркония в пересчете на ZrOсоставляет от более 0,1 вес.% до менее приблизительно 12 вес.%. Обеспечивается улучшение свойств неорганических связующих. 5 н. и 16 з.п. ф-лы, 11 табл., 4 пр., 3 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к смесям формовочных материалов на основе неорганических связующих для получения пресс-форм и стержней для литья металла, содержащим по меньшей мере один огнеупорный основной формовочный материал, неорганическое связующее и аморфный диоксид кремния в форме частиц в качестве добавки. Настоящее изобретение также относится к способу получения пресс-форм и стержней с применением смесей формовочных материалов.
Предшествующий уровень техники
Литейные формы, по существу, состоят из пресс-форм или пресс-форм и стержней, которые представляют собой негативные формы литых изделий, которые должны быть получены. Указанные стержни и пресс-формы содержат огнеупорный материал, например, кварцевый песок, и подходящее связующее, которое придает достаточную механическую прочность литейной форме для последующего удаления из формовочного инструмента. Огнеупорный основной формовочный материал предпочтительно присутствует в свободнотекучей форме для того, чтобы его можно было уплотнить в подходящей полости для пресс-формы и спрессовать в ней. Связующее обеспечивает более жесткое сцепление между частицами основного формовочного материала с достижением в литейной форме необходимой механической устойчивости.
При литье с помощью пресс-форм формируют наружную стенку литого изделия, при этом стержни применяют для получения полостей в литом изделии. Совсем не обязательно, чтобы пресс-формы и стержни были изготовлены из одного и того же материала. Например, при кокильном литье формование внешней части литого изделия обеспечивают с применением металлических многократных пресс-форм. Также возможна комбинация пресс-форм и стержней, полученных из по-разному составленных смесей формовочных материалов, а также с применением различных способов. Если термин «пресс-формы» применяется далее только для простоты, то данное выражение в равной степени применимо к стержням, которые точно так же основаны на той же смеси формовочных материалов и получены в соответствии с тем же способом.
Пресс-формы могут быть получены с применением как органических, так и неорганических связующих, которые могут быть отверждены посредством либо холодного, либо горячего способов в каждом случае.
Холодные способы относятся к способам, которые, по существу, осуществляют без нагревания формовочного инструмента, применимого для получения стержня, обычно при комнатной температуре или при температуре, вызванной возможной реакцией. Например, проведение отверждения заключается в том, что через смесь формовочных материалов, подлежащую отверждению, пропускают газ и в то же время инициируют химическую реакцию. В горячих способах смесь формовочных материалов после формования, например, посредством нагретого формовочного инструмента нагревают до достаточно высокой температуры для удаления растворителя, присутствующего в связующем, и/или для инициации химической реакции для отверждения связующего.
Вследствие своих технических характеристик в настоящее время органические связующие имеют большое финансовое значение на рынке. Однако независимо от их состава они имеют недостаток, заключающийся в том, что они разлагаются во время литья, в результате чего частично происходит выброс значительных количеств вредных веществ, таких как бензол, толуол и ксилолы. Кроме того, литье при применении органических связующих обычно приводит к выделению неприятного запаха и дыма. В некоторых системах вредные выбросы имеют место даже во время получения и/или хранения стержней. Несмотря на то, что за годы выбросы постепенно были снижены за счет разработки связующих, их невозможно полностью избежать при применении органических связующих. Поэтому в научно-исследовательской деятельности и опытно-конструкторских разработках на протяжении последних лет снова обратились к неорганическим связующим с целью их улучшения и улучшения характеристик продукции пресс-форм и стержней, полученных с помощью них.
Неорганические связующие давно известны, главным образом, таковые на основе видов жидкого стекла. Они нашли свое широкое применение в 50-х и 60-х гг. XX века, но они быстро потеряли свою значимость с появлением современных органических связующих. Доступны три различных способа для отверждения видов жидкого стекла:
- пропускание газа, например, CO2, воздуха или комбинации двух, через них,
- добавление жидких или твердых отверждающих средств, например, сложных эфиров,
- термическое отверждение, например, способом изготовления литейных форм в горячих ящиках, или посредством микроволновой обработки.
Отверждение с помощью CO2 описано, например, в GB 634817; отверждение с помощью горячего воздуха без добавления CO2 - например, в H. Polzin, W. Tilch und T. Kooyers, Giesserei-Praxis 6/2006, S. 171. Дополнительная разработка затвердения с помощью CO2 за счет последующей продувки воздухом раскрыта в DE 102012103705.1. Отверждение сложным эфиром известно, например, из GB 1029057 (так называемый способ холодного отверждения).
Термическое отверждение жидкого стекла рассмотрено, например, в US 4226277 и EP 1802409, где в последнем случае синтетический аморфный SiO2 в форме частиц добавляют в смесь формовочных материалов для повышения прочности.
Другие известные неорганические связующие основаны на фосфатах и/или комбинации силикатов и фосфатов, где отверждение проводят аналогичным образом согласно вышеуказанным способам. В данной связи в качестве примеров могут быть указаны следующие: US 5641015 (фосфатные связующие, термическое отверждение), US 6139619 (силикатные/фосфатные связующие, термическое отверждение), US 2895838 (силикатные/фосфатные связующие, отверждение с помощью CO2) и US 6299677 (силикатные/фосфатные связующие, отверждение сложным эфиром).
В указанных патентах и, соответственно, заявках EP 1802409 и DE 102012103705.1 предполагается, что аморфная двуокись кремния подлежит добавлению в каждую из смесей формовочных материалов. SiO2 предназначен для улучшения в отношении излома стержней после воздействия тепла, например, после литья. В EP 1802409 B1 и DE 102012103705.1 широко иллюстрируется, что добавление синтетического аморфного SiO2 в форме частиц приводит к определенному повышению прочности.
В EP 2014392 B1 предполагается, что суспензия аморфного сферического SiO2 подлежит добавлению в смесь формовочных материалов, содержащую формовочный материал, гидроксид натрия, связующее на основе силиката щелочного металла и примеси, где необходимо, чтобы SiO2 был представлен в двух классах по размерам зерен. Таким образом, могут быть достигнуты хорошая текучесть, высокие значения предела прочности при изгибе и высокая скорость отверждения.
Постановка задачи
Цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы дополнительно улучшить свойства неорганических связующих, обеспечить их более универсальную применимость и обеспечить в отношении них еще лучшую альтернативу преобладающим в настоящее время органическим связующим.
Конкретно, желательно предоставить смеси формовочных материалов, которые будут обеспечивать возможность получения стержней с более сложной геометрической формой в результате дополнительно улучшенных видов прочности и/или улучшенного уплотнения, или, соответственно, в случае более простых геометрических форм стержня будут обеспечивать уменьшение количества связующего и/или сокращения периодов времени отверждения.
Краткое изложение сущности изобретения
Данная задача решается посредством смесей формовочных материалов с признаками из независимых пунктов формулы изобретения. Предпочтительные дополнительные варианты осуществления образуют объект изобретения в зависимых пунктах формулы изобретения и будут описаны ниже.
Неожиданно было обнаружено, что среди аморфных диоксидов кремния существуют такие типы, которые резко отличаются от остальных с точки зрения их эффекта в качестве добавки в связующее. Если добавляемая добавка представляет собой аморфный SiO2 в форме частиц, который был получен посредством термического разложения ZrSiO4 с образованием ZrO2 и SiO2 с последующим, по существу, полным или частичным удалением ZrO2, можно увидеть, что при добавлении такого же количества и при идентичных условиях реакции достигаются неожиданно значительные улучшения прочности, и/или вес стержня выше, чем при применении аморфного SiO2 в форме частиц в других способах получения, указанных в EP 1802409 B1. Увеличение веса стержня при идентичных внешних размерах стержня сопровождается снижением газопроницаемости, свидетельствующей о более плотной упаковке частиц формовочного материала.
Аморфный SiO2 в форме частиц, полученный согласно вышеприведенному способу, также известен как «синтетически полученный аморфный SiO2». Аморфный SiO2 в форме частиц также может быть описан для получения согласно параметрам, которые следуют, в совокупности или в качестве альтернативы.
Смесь формовочных материалов согласно изобретению содержит по меньшей мере:
- огнеупорный основной формовочный материал,
- неорганическое связующее, предпочтительно на основе жидкого стекла, фосфата или смеси данных двух,
- добавку, включающую аморфный SiO2 в форме частиц, где таковой получен посредством термического разложения ZrSiO4 с образованием ZrO2 и SiO2.
Подробное описание изобретения
Обычно при получении смеси формовочных материалов процедура заключается в том, что сначала берут огнеупорный основной формовочный материал, а затем при перемешивании вместе или один за другим добавляют связующее и добавку. Естественно также возможно сначала добавление компонентов полностью или частично и их перемешивание во время добавления и/или после него. Предпочтительно связующее вводят перед добавкой. Перемешивание осуществляют до обеспечения равномерного распределения связующего и добавки в основном формовочном материале.
Затем основной формовочный материал вносят в желаемую пресс-форму. В данном процессе применяют традиционные способы формования. Например, может осуществляться выстреливание смеси формовочных материалов в формовочный инструмент с помощью сжатого воздуха с применением пескострельной стержневой машины. Дополнительная возможность заключается в том, что обеспечивается свободное течение смеси формовочных материалов из смесителя в формовочный инструмент, а также ее уплотнение в нем посредством встряхивания, штампования или прессования.
Отверждение смеси формовочных материалов проводят в одном варианте осуществления изобретения с применением способа изготовления литейных форм в горячих ящиках, то есть ее отверждают с помощью нагретых инструментов. Нагретые инструменты предпочтительно имеют температуру от 100°C до 300°C, особенно предпочтительно от 120°C до 250°C. Предпочтительно в данном способе газ (такой как CO2 или обогащенный CO2 воздух) пропускают через смесь формовочных материалов, где данный газ предпочтительно имеет температуру от 100°C до 180°C, особенно предпочтительно от 120°C до 150°C, как описано в EP 1802409 B1. Вышеприведенный способ (способ изготовления литейных форм в горячих ящиках) предпочтительно осуществляют в пескострельной стержневой машине.
Независимо от этого, отверждение также может проводиться таким образом, что CO2, смесь CO2/газ (например, воздух) или CO2 и смесь газ/газ (например, воздух) пропускают последовательно (как описано подробно в DE 102012103705) через холодный формовочный инструмент или, соответственно, через смесь формовочных материалов, содержащуюся в нем, где термин «холодный» означает температуры менее 100°C, предпочтительно менее 50°C и, главным образом, комнатную температуру (например, 23°C). Газ или газовую смесь, пропускаемую через формовочный инструмент или, соответственно, через смесь формовочных материалов, предпочтительно могут немного нагревать, то есть вплоть до температуры 120°C, предпочтительно вплоть до 100°C, особенно предпочтительно вплоть до 80°C.
Не менее важно, что в качестве альтернативы двум вышеуказанным способам также возможно смешивание жидкого или твердого отверждающего средства со смесью формовочных материалов перед формованием, и затем с помощью него инициируют реакцию отверждения.
В качестве огнеупорного основного формовочного материала (называемого ниже просто основной формовочный материал(ы)) для получения литейных форм могут применяться обычные материалы. Подходящими материалами являются, например, кварцевой, циркониевый или хромовый песок, оливин, вермикулит, боксит и шамотная глина. В данном способе нет необходимости применения исключительно свежего песка. Для экономии ресурсов и во избежание расходов на удаление отходов преимущественным является применение наибольшей возможной доли регенерированного отработанного песка.
Например, подходящий песок описан в WO 2008/101668 (= US 2010/173767 A1). Также подходящими являются регенерированные продукты, полученные посредством промывки и затем высушивания. Также могут применяться регенерированные продукты, полученные исключительно посредством механической обработки. Как правило, регенерированные продукты могут состоять по меньшей мере из приблизительно 70 вес. % основного формовочного материала, предпочтительно по меньшей мере из приблизительно 80 вес. % и особенно предпочтительно по меньшей мере из приблизительно 90 вес. %.
Как правило, средний диаметр частиц основного формовочного материала составляет от 100 мкм до 600 мкм, предпочтительно от 120 мкм до 550 мкм и особенно предпочтительно от 150 мкм до 500 мкм. Размер частиц может быть определен, например, посредством просеивания согласно DIN 66165 (часть 2).
Кроме того, синтетические формовочные материалы также могут применяться в качестве основных формовочных материалов, главным образом, в качестве добавочного вещества к обычным основным формовочным материалам, но также в качестве исключительного основного формовочного материала, такого как, например, стеклянные шарики, стеклянные гранулы, сферические керамические основные формовочные материалы, известные под названием «Cerabeads» или, соответственно, «Carboaccucast», или алюмосиликатные полые микрошарики (также называемые микросферы). Такие алюмосиликатные полые микрошарики предоставляются, например, Omega Minerals Germany GmbH, Нордерштедт, под названием «Omega-Spheres». Соответствующие продукты также доступны от PQ Corporation (США) под названием «Extendospheres».
Было обнаружено, что в экспериментах по литью с использованием алюминия при применении синтетических основных формовочных материалов, например, прежде всего в случае стеклянных шариков, стеклянных гранул или, соответственно, микросфер, после литья остается меньшее количество формовочного песка, прилипшего к поверхности металла, чем при применении чистого кварцевого песка. Вследствие этого применение синтетических основных формовочных материалов позволяет получать более ровные поверхности отливки, что позволяет исключить необходимость трудоемкой последующей обработки посредством продувки или по меньшей мере обеспечивает ее необходимость в значительно меньшей степени.
Нет необходимости, чтобы основной формовочный материал был полностью изготовлен из синтетических основных формовочных материалов. Предпочтительная доля синтетических основных формовочных материалов составляет по меньшей мере приблизительно 3 вес. %, особенно предпочтительно по меньшей мере 5 вес. %, главным образом, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 10 вес. %, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 15 вес. %, особенно предпочтительно по меньшей мере приблизительно 20 вес. %, в каждом случае исходя из общего количества огнеупорного основного формовочного материала.
В качестве дополнительных компонентов смесь формовочных материалов согласно изобретению содержит неорганическое связующее, например, на основе жидкого стекла. Виды жидкого стекла, применяемые в данном случае, могут представлять собой традиционные виды жидкого стекла, такие как ранее применяемые в качестве связующих в смесях формовочных материалов.
Такие виды жидкого стекла содержат растворенные силикаты щелочного металла и могут быть получены посредством растворения стекловидных силикатов лития, натрия и калия в воде.
Виды жидкого стекла предпочтительно характеризуются молярным модулем SiO2/M2O в диапазоне от 1,6 до 4,0, главным образом, от 2,0 до менее 3,5, где M представляет собой литий, натрий или калий. Связующие могут также представлять собой таковые на основе видов жидкого стекла, которые содержат более одного из указанных ионов щелочного металла, как например, на основе видов литий-модифицированного жидкого стекла, известных из DE 2652421 A1 (= GB 1532847). Кроме того, виды жидкого стекла могут также содержать многовалентные ионы, такие как бор или алюминий (соответствующие продукты описаны, например, в EP 2305603 A1 (= WO2011/042132 A1)).
Виды жидкого стекла характеризуются долей твердых веществ в диапазоне от 25 до 65 вес. %, предпочтительно от 30 до 60 вес. %. Доля твердых веществ относится к количеству SiO2 и M2O, содержащихся в жидком стекле.
В зависимости от применения и необходимого уровня прочности применяют от 0,5 вес. % до 5 вес. % связующего на основе жидкого стекла, предпочтительно от 0,75 вес. % до 4 вес. %, особенно предпочтительно от 1 вес. % до 3,5 вес. %, в каждом случае исходя из основного формовочного материала. Показатель содержания в вес. % относится к видам жидкого стекла с долей твердых веществ, как указано выше, то есть, включает разбавитель.
Вместо связующих на основе жидкого стекла также могут применяться таковые на основе видов водорастворимого фосфатного стекла и/или боратов, например, описанные в US 5641015.
Предпочтительные виды фосфатного стекла характеризуются растворимостью в воде по меньшей мере 200 г/л, предпочтительно по меньшей мере 800 г/л, и содержат от 30 до 80 мол. % P2O5, от 20 до 70 мол. % Li2O, Na2O или K2O, от 0 до 30 мол. % CaO, MgO или ZnO и от 0 до 15 мол. % Al2O3, Fe2O3 или B2O3. Особенно предпочтительный состав содержит от 58 до 72 вес. % P2O5, от 28 до 42 вес. % Na2O и от 0 до 16 вес. % CaO. Фосфат-анионы предпочтительно присутствуют в видах фосфатного стекла в форме цепей.
Виды фосфатного стекла обычно применяют в виде водных растворов с долей от приблизительно 15 до 65 вес. %, предпочтительно от приблизительно 25 до 60 вес. %. Однако также возможно добавление фосфатного стекла и воды в основной формовочный материал по отдельности, при этом по меньшей мере часть фосфатного стекла растворяется в воде во время получения смеси формовочных материалов.
Обычные дополнительные количества для растворов фосфатного стекла составляют от 0,5 вес. % до 15 вес. %, предпочтительно от 0,75 вес. % до 12 вес. %, особенно предпочтительно от 1 вес. % до 10 вес. %, в каждом случае исходя из основного формовочного материала. Показатель содержания в каждом случае относится к растворам фосфатного стекла с долей твердых веществ, как указано выше, то есть, включает разбавитель.
В случае отверждения согласно так называемому способу холодного отверждения смеси формовочных материалов предпочтительно также содержат отверждающие средства, которые приводят к затвердеванию смеси без подачи тепла или необходимости пропускания газа через смесь. Такие отверждающие средства по своей природе могут быть жидкими или твердыми, органическими или неорганическими.
Подходящими органическими отверждающими средствами являются, например, сложные эфиры карбоновых кислот, такие как, например, пропиленкарбонат, сложные эфиры одноосновных карбоновых кислот с 1-8 атомами C со спиртами с одной, двумя или тремя функциональными группами, такие как, например, этиленгликольдиацетат, сложные эфиры глицерина и моно-, ди- и триуксусной кислоты, а также циклические сложные эфиры гидроксикарбоновых кислот, такие как, например, γ-бутиролактон. Сложные эфиры могут также применяться в смеси друг с другом.
Подходящими неорганическими отверждающими средствами для связующих на основе жидкого стекла являются, например, фосфаты, такие как Lithopix P26 (фосфат алюминия от Zschimmer and Schwarz GmbH & Co KG Chemische Fabriken) или Fabutit 748 (фосфат алюминия от Chemische Fabrik Budenheim KG).
Отношение отверждающего средства к связующему может варьироваться в зависимости от необходимой характеристики, например, времени обработки и/или времени извлечения смесей формовочных материалов. Преимущественно доля отверждающего средства (весовое отношение отверждающего средства к связующему, а в случае жидкого стекла к общему весу раствора силиката или других связующих, включенных в растворители) составляет более или равна 5 вес. %, предпочтительно составляет более или равна 8 вес. %, особенно предпочтительно составляет более или равна 10 вес. %, в каждом случае исходя из связующего. Верхние пределы составляют менее или равны 25 вес. %, исходя из связующего, предпочтительно составляют менее или равны 20 вес. %, особенно предпочтительно составляют менее или равны 15 вес. %.
Смеси формовочных материалов содержат долю синтетически полученного аморфного SiO 2 в форме частиц, где таковой получают в результате способа термического разложения ZrSiO4 на ZrO2 и SiO2.
Соответствующие продукты предоставляются, например, компаниями Possehl Erzkontor GmbH, Doral Fused Materials Pty. Ltd., Cofermin Rohstoffe GmbH & Co. KG и TAM Ceramics LLC (способ разложения ZrSiO4).
Неожиданно было обнаружено, что аморфный SiO2 в форме частиц, полученный синтетически согласно данному способу, в идентичных добавленных количествах и при условиях реакции, придает стержням более высокие значения видов прочности и/или больший вес стержня, чем аморфный SiO2, полученный в результате других способов получения, например, получения кремния или, соответственно, ферросилиция, гидролиза в пламени SiCl4 или реакции осаждения. Смеси формовочных материалов согласно изобретению, таким образом, характеризуются улучшенной текучестью и вследствие этого могут быть уплотнены более тщательно при том же давлении.
И то, и другое положительно влияет на эксплуатационные характеристики смесей формовочных материалов, поскольку следующим образом могут быть получены стержни с более сложными геометрическими формами и/или меньшими значениями толщины стенки, нежели ранее. С другой стороны, в случае простых стержней без высоких требований в отношении видов прочности возможно уменьшение содержания связующего, и, таким образом, повышение экономичности способа. Улучшенное уплотнение смеси формовочных материалов подразумевает еще одно преимущество, заключающее в том, что частицы смеси формовочных материалов находятся в более тесной связи, чем в известном уровне техники, следовательно, поверхность стержня является более беспористой, что приводит к снижению шероховатости поверхности в литом изделии.
Без ограничения какой-либо теорией, авторы настоящего изобретения предположили, что улучшенная текучесть обусловлена тем, что аморфный SiO2 в форме частиц, применяемый в соответствии с изобретением, характеризуется более низкой склонностью к агломерации, нежели аморфный SiO2, полученный в результате других способов получения, и следовательно даже без действия сильных сдвиговых усилий уже присутствуют более первичные частицы. На фиг. 1 видно, что в SiO2 согласно изобретению присутствуют более рассеянные частицы, нежели в сравнительном примере (фиг. 2). Кроме того, на фиг. 2 возможно идентифицировать более высокую степень коалесценции отдельных сфер в более крупные конгломераты, которые больше уже не могут быть разделены на первичные частицы. Кроме того, на двух фигурах указано, что первичные частицы SiO2 согласно изобретению характеризуются более широким распределением размера зерен, нежели в известном уровне техники, что аналогично может способствовать улучшенной текучести.
Размер частиц определяли посредством динамического рассеяния света на Horiba LA 950 и получали растровые электронно-микроскопические изображения с применением растрового электронного микроскопа со сверхвысоким разрешением Nova NanoSem 230 от FEI, оснащенного детектором, фиксирующим свет через объектив (Through The Lens Detector (TLD)). При REM-измерениях образцы диспергировали в дистиллированной воде и затем наносили на алюминиевый держатель, покрытый медной лентой, перед испарением воды. Таким образом, характеристики формы первичной частицы могут быть визуализированы до величины порядка 0,01 мкм.
Вследствие своего изготовления аморфный SiO2, полученный в результате способа разложения ZrSiO4, все еще может содержать соединения циркония, главным образом, ZrO2. Содержание циркония в пересчете на ZrO2 обычно составляет менее приблизительно 12 вес. %, предпочтительно менее приблизительно 10 вес. %, особенно предпочтительно менее приблизительно 8 вес. % и, главным образом, предпочтительно менее приблизительно 5 вес. %, и с другой стороны более 0,01 вес. %, более 0,1 вес. % или даже более 0,2 вес. %.
Кроме того, например, Fe2O3, Al2O3, P2O5, HfO2, TiO2, CaO, Na2O и K2O могут применяться при общем содержании менее приблизительно 8 вес. %, предпочтительно менее приблизительно 5 вес. % и особенно предпочтительно менее приблизительно 3 вес. %.
Содержание воды аморфного SiO2 в форме частиц, применяемого согласно изобретению, составляет менее 10 вес. %, предпочтительно менее 5 вес. % и особенно предпочтительно менее 2 вес. %. Конкретно аморфный SiO2 применяют виде свободнотекучего сухого порошка. Порошок является свободнотекучим и подходит для насыпания под своим собственным весом.
Средний размер частиц аморфного SiO2 в форме частиц предпочтительно находится в диапазоне от 0,05 мкм до 10 мкм, главным образом, от 0,1 мкм до 5 мкм и особенно предпочтительно от 0,1 мкм до 2 мкм, при этом посредством REM обнаружили первичные частицы со значениями диаметра от приблизительно 0,01 мкм до приблизительно 5 мкм. Определение проводили с применением динамического рассеяния света на Horiba LA 950.
Аморфный диоксид кремния в форме частиц характеризуется средним размером частиц преимущественно менее 300 мкм, предпочтительно менее 200 мкм, особенно предпочтительно менее 100 мкм. Размер частиц может быть определен посредством гранулометрического анализа. Остаток на сите аморфного SiO2 в форме частиц в случае одного пропускания через сито с ячейкой 125 мкм (120 меш) предпочтительно составляет не более 10 вес. %, особенно предпочтительно не более 5 вес. % и, в частности, наиболее предпочтительно не более 2 вес. %.
Остаток на сите определяют с применением способа механического просеивания, описанного в DIN 66165 (часть 2), где в качестве вспомогательного средства для очистки сит дополнительно применяют цепное колесо.
Также доказано, что предпочтительно, чтобы остаток аморфного SiO2 в форме частиц, применяемый согласно изобретению, при одном пропускании через сито с размером ячейки 45 мкм (325 меш) составлял не более приблизительно 10 вес. %, особенно предпочтительно не более приблизительно 5 вес. % и, в частности, наиболее предпочтительно не более приблизительно 2 вес. % (просеивание согласно DIN ISO 3310).
Посредством растровых электронно-микроскопических изображений может быть определено отношение первичных частиц (неагломерированных, несрощенных и неслитых частиц) ко вторичным частицам (агломерированным, срощенным и/или слитым частицам, в том числе частицам, которые (отчетливо) не имеют сферической формы) аморфного SiO2 в форме частиц. Такие изображения получали с применением растрового электронного микроскопа со сверхвысоким разрешением Nova NanoSem 230 от FEI, оснащенного детектором, фиксирующим свет через объектив (Through The Lens Detector (TLD)).
Для этого образцы диспергировали в дистиллированной воде, и затем наносили на алюминиевый держатель с медной лентой, приклеенной к нему перед испарением воды. Таким образом, могут быть визуализированы характеристики формы первичной частицы вплоть до 0,01 мкм.
Отношение первичных частиц ко вторичным частицам аморфного SiO2 в форме частиц независимо друг от друга преимущественно характеризуется следующим.
a) Более 20% частиц, предпочтительно более 40%, особенно предпочтительно более 60% и, в частности, наиболее предпочтительно более 80%, исходя из общего числа частиц, присутствуют, по существу, в форме сферических первичных частиц, в каждом случае, главным образом, с вышеуказанными предельными значениями в форме сферических первичных частиц со значениями диаметра менее 4 мкм и особенно предпочтительно менее 2 мкм.
b) Более 20 об. % частиц, предпочтительно более 40 об. %, особенно предпочтительно более 60 об. % и, в частности, наиболее предпочтительно более 80 об. %, исходя из общего объема частиц, присутствуют, по существу, в форме сферических первичных частиц, конкретно в каждом случае с вышеуказанными предельными значениями в форме сферических первичных частиц со значениями диаметра менее 4 мкм и особенно предпочтительно менее 2 мкм. Вычисление соответствующих объемов отдельных частиц, как и общего объема всех частиц проводили при условии сферической симметрии для каждой отдельной частицы и с применением диаметров, определенных посредством получения изображений с помощью REM для соответствующей частицы.
c) Более 20% по площади частиц, предпочтительно более 40% по площади, особенно предпочтительно более 60% по площади и, в частности, наиболее предпочтительно более 80% по площади, исходя из общей площади поверхности частиц, присутствуют, по существу, в форме сферических первичных частиц, в каждом случае, главным образом, с предельными значениями, приведенными выше, в форме сферических первичных частиц со значениями диаметра менее 4 мкм и особенно предпочтительно менее 2 мкм.
Процентные содержания определяли исходя из статистических оценок множества REM-изображений, таких как показаны, например, на фиг. 1 и фиг. 2, где агломерацию/срастание/коалесценцию классифицировали лишь как таковые, если соответствующие контуры отдельных смежных сферических (коалесцирующих) первичных частиц не могут быть распознаны. В случае наложенных друг на друга частиц, в которых соответствующие контуры сферических геометрических форм (в ином случае) являются распознаваемыми, классификацию проводят как для первичных частиц, даже если вид не обеспечивает фактической классификации из-за двумерности изображений. При определении площади поверхности оценивают только площади видимых частиц и складывают в общую.
Более того, удельная поверхность аморфного SiO2 в форме частиц, применяемого согласно изобретению, определяли с помощью измерений адсорбции газа (способ BET, азот) согласно DIN 66131. Было обнаружено, что, по-видимому, существует взаимосвязь между показателем по BET и сжимаемостью. Подходящий аморфный SiO2 в форме частиц, применяемый согласно изобретению, характеризуется показателем по BET менее или равным 35 м2/г, предпочтительно менее или равным 20 м2/г, особенно предпочтительно менее или равным 17 м2/г и, в частности, наиболее предпочтительно менее или равным 15 м2/г. Более низкие пределы составляют более или равны 1 м2/г, предпочтительно составляют более или равны 2 м2/г, особенно предпочтительно равны 3 м2/г и, в частности, наиболее предпочтительно составляют более или равны 4 м2/г.
В зависимости от предполагаемого применения и необходимого уровня прочности применяют от 0,1 вес. % до 2 вес. % аморфного SiO2 в форме частиц, предпочтительно от 0,1 вес. % до 1,8 вес. % и особенно предпочтительно от 0,1 вес. % до 1,5 вес. %, в каждом случае исходя из основного формовочного материала.
Отношение неорганического связующего к аморфному SiO2 в форме частиц, применяемому согласно изобретению, может варьироваться в широких пределах. Это предполагает возможность в значительной степени варьировать значения исходной прочности стержней, то есть прочности непосредственно после удаления из формовочного инструмента, без значительного влияния на конечную прочность. Это представляет особый интерес, главным образом, при литье легкого металла. С одной стороны, в данном случае необходимы высокие значения исходной прочности для беспрепятственного перемещения стержней непосредственно после получения или объединения их в пакеты цельных стержней, а с другой стороны, значения конечной прочности не должны быть слишком высоки во избежание проблем с изломом стержня после литья.
Исходя из веса связующего (в том числе каких-либо разбавителей или растворителей, которые могут присутствовать) аморфный SiO2 в форме частиц предпочтительно присутствует при доле от 2 вес. % до 60 вес. %, особенно предпочтительно от 3 вес. % до 55 вес. % и, в частности, наиболее предпочтительно от 4 вес. % до 50 вес. %. Синтетически полученный (в форме частиц) аморфный SiO2 соответствует аморфному SiO2 в форме частиц согласно терминологии формулы изобретения и, помимо всего прочего, главным образом, применяется в виде порошка, конкретно с содержанием воды менее 5 вес. %, предпочтительно менее 3 вес. %, главным образом, менее 2 вес. % (содержание воды определено с помощью способа Карла Фишера). Независимо от этого, потеря веса при прокаливании (при 400°C) предпочтительно составляет до менее 6, менее 5 или даже менее 4 вес. %.
Добавление аморфного SiO2 в форме частиц, применяемого согласно изобретению, может происходить перед или после добавления, или в смеси вместе со связующим непосредственно в огнеупорный материал. Предпочтительно аморфный SiO2 в форме частиц, применяемый согласно изобретению, добавляют в огнеупорный материал в сухой форме и в порошкообразной форме после добавления связующего.
Согласно дополнительному варианту осуществления изобретения сначала получают предварительно приготовленную смесь SiO2 с водным гидроксидом щелочного металла, таким как гидроксид натрия, и необязательно связующим или частью связующего, а затем ее вмешивают в огнеупорный основной формовочный материал. Связующее или, соответственно, доля связующего, которые еще должны быть доступны, не использованные для предварительно приготовленной смеси, могут добавляться в основной формовочный материал перед или после добавления предварительно приготовленной смеси или вместе с ней.
Согласно дополнительному варианту осуществления в дополнение к аморфному SiO2 в форме частиц может применяться синтетический аморфный SiO2 в форме частиц, не соответствующий изобретению, но соответствующий EP 1802409 B1, например, при отношении 1 к менее 1.
Смеси SiO2 согласно изобретению и не соответствующие изобретению могут быть преимущественными, если эффект аморфного SiO2 в форме частиц подлежит «уменьшению». Посредством добавления аморфного SiO2 согласно изобретению и не соответствующего изобретению в смесь формовочных материалов можно систематически регулировать значения прочности и/или значения способности к уплотнению литейных форм.
В дополнительном варианте осуществления в случае неорганического связующего на основе жидкого стекла смесь формовочных материалов согласно изобретению может содержать фосфорсодержащее соединение. Такое добавочное вещество предпочтительна в случае секций литейной формы с очень тонкими стенками и, главным образом, в случае стержней, поскольку следующим образом может быть увеличена термическая устойчивость стержней тонкостенной секции литейной формы. Главным образом, это является важным, если жидкий металл сталкивается с наклонной поверхностью во время литья и в данном случае проявляет сильный эрозионный эффект вследствие высокого металлостатического давления, или это может привести к деформациям, главным образом, тонкостенных секций литейной формы.
В данном способе подходящие соединения фосфора характеризуются небольшим влиянием или его отсутствием на время обработки смеси формовочных материалов согласно изобретению. Одним из примеров таковых является гексаметафосфат натрия. Дополнительные подходящие представители, а также добавляемые количества описаны подробно в WO 2008/046653, и, следовательно, таковые также включены в раскрытие настоящего патента.
Несмотря на то, что смеси формовочных материалов согласно изобретению уже характеризуется улучшенной текучестью по сравнению с предшествующим уровнем техники, при необходимости она может быть увеличена еще больше посредством добавления смазочных веществ с частицами пластинчатого типа, например, в полностью заполненные формовочные инструменты, которые имеют, в частности, узкие каналы. Согласно преимущественному варианту осуществления смесь формовочных материалов согласно изобретению содержит долю смазочных веществ с частицами пластинчатого типа, главным образом, графита или MoS2. Количество добавляемого смазочного вещества с частицами пластинчатого типа, главным образом, графита, предпочтительно составляет от 0,05 вес. % до 1 вес. %, исходя из основного формовочного материала.
Вместо смазочного вещества с частицами пластинчатого типа могут применяться поверхностно-активные вещества, главным образом, сурфактанты, и таковые аналогично будут улучшать текучесть смеси формовочных материалов еще больше.
Подходящие представители таких соединений описаны, например, в WO 2009/056320 (= US 2010/0326620 A1). Конкретно, в данном случае могут быть указаны сурфактанты с группами серной кислоты или сульфокислоты. Дополнительные подходящие представители, а также соответствующие добавляемые количества описаны подробно в WO 2009/056320, и, следовательно, таковые также включены в раскрытие настоящего патента.
В дополнение к указанным компонентам смесь формовочных материалов согласно изобретению может содержать дополнительные добавочные вещества. Например, могут добавляться разделительные средства для облегчения удаления стержней из формовочного инструмента. Подходящие разделительные средства могут включать, например, стеарат кальция, сложные эфиры жирных кислот, воска, природные смолы или специальные алкидные смолы. Поскольку такие разделительные средства являются растворимыми в связующем и не отделяются от него даже после длительного хранения, главным образом, при низких температурах, они могут уже присутствовать в компоненте на основе связующего, но также они могут являться частью добавки или могут быть добавлены в смеси формовочных материалов в качестве отдельного компонента.
Для улучшения поверхности литого изделия могут добавляться органические добавки. Подходящими органическими добавками являются, например, фенолформальдегидные смолы, такие как новолаки, эпоксидные смолы, такие как, например, бисфенол-A-эпоксидная смола, бисфенол F-эпоксидная смола или эпоксидированные новолаки, полиолы, такие как, например, полиэтилен- или полипропиленгликоли, глицерин или полиглицерин, полиолeфины, такие как, например, полиэтилен или полипропилен, сополимеры олeфинов, такие как этилен и/или пропилен с дополнительными сомономерами, такими как винилацетат или стирол, и/или диеновыми мономерами, такими как бутадиен, полиамиды, такие как, например, полиамид-6, полиамид-12 или полиамид-6,6, природные смолы, такие как, например, бальзамическая смола, сложные эфиры жирной кислоты, такие как, например, цетилпальмитат, амиды жирной кислоты, такие как, например, этилендиамин-бис-стеарамид, металлические мыла, такие как стеараты или олеаты двухвалентных или трехвалентных металлов, или углеводы, такие как, например, декстрины. Главным образом, подходят углеводы, главным образом, декстрины. Подходящие углеводы описаны в WO 2008/046651 A1. Органические добавки могут применяться как в виде чистого материала, так и в смеси с различными другими органическими и/или неорганическими соединениями.
Органические добавки предпочтительно добавляют в количестве от 0,01 вес. % до 1,5 вес. %, особенно предпочтительно от 0,05 вес. % до 1,3 вес. % и, в частности, наиболее предпочтительно от 0,1 вес. % до 1 вес. %, в каждом случае исходя из формовочного материала.
Более того, в смесь формовочных материалов согласно изобретению также могут добавляться силаны для повышения стойкости стержней к высокой атмосферной влажности и/или к покрытиям пресс-формы на водной основе. Поэтому согласно дополнительному предпочтительному варианту осуществления смесь формовочных материалов согласно изобретению содержит часть по меньшей мере одного силана. Подходящими силанами являются, например, аминосиланы, эпоксисиланы, меркаптосиланы, гидроксисиланы и уреидосиланы. Примерами подходящих силанов являются γ-аминопропил-триметоксисилан, γ-гидроксипропил-триметоксисилан, 3-уреидопропил-триметоксисилан, γ-меркаптопропил-триметоксисилан, γ-глицидоксипропил-триметоксисилан, β-(3,4-эпоксициклогексил)-триметоксисилан, N-β-(аминоэтил)- γ-аминопропил-триметоксисилан, а также их триэтокси-аналогичные соединения. Указанные силаны, главным образом, аминосиланы, также могут быть предварительно гидролизованы. Обычно применяют от приблизительно 0,1 вес. % до 2 вес. %, исходя из связующего, предпочтительно от 0,1 вес. % до 1 вес. %.
Дополнительными подходящими добавками являются силиконаты щелочного металла, например, метилсиликонат калия, который может применяться от приблизительно 0,5 вес. % до приблизительно 15 вес. %, предпочтительно от приблизительно 1 вес. % до приблизительно 10 вес. % и особенно предпочтительно от приблизительно 1 вес. % до приблизительно 5 вес. %, исходя из связующего.
Если смесь формовочных материалов содержит органическую добавку, в основном ее могут добавлять в смесь формовочных материалов в любое время в процессе получения смеси. Добавление может происходить в веществе или в форме раствора.
Водорастворимые органические добавки могут применяться в форме водного раствора. Если органические добавки являются растворимыми в связующем и могут храниться в нем в устойчивой форме без разложения в течение нескольких месяцев, они также могут быть растворены в связующем и, таким образом, добавлены в формовочный материал вместе с ним. Нерастворимые в воде добавки могут применяться в форме дисперсии или пасты. Дисперсии или пасты в качестве жидкой среды предпочтительно содержат воду.
Если смесь формовочных материалов содержит силаны и/или метилсиликонаты щелочного металла, их обычно добавляют посредством их предварительного введения в связующее. Однако также они могут добавляться в формовочный материал в виде отдельных компонентов.
Неорганические добавки могут также положительно влиять на свойства смесей формовочных материалов согласно изобретению. Например, карбонаты, указанные в AFS Transactions, vol. 88, pp. 601 - 608 (1980) или, соответственно, vol. 89, pp. 47 - 54 (1981), повышают влагостойкость стержней во время хранения, при этом соединения фосфора, известные из WO 2008/046653 (=CA 2666760 A1) повышают теплостойкость стержней при применении связующих на основе жидкого стекла.
Бораты щелочного металла в качестве составляющих связующих на основе жидкого стекла раскрыты, например, в EP 0111398.
Подходящие неорганические добавки на основе BaSO4 для улучшения поверхности литого изделия описаны в DE 102012104934.3 и могут добавляться в смесь формовочных материалов в качестве заменителя части или всех органических добавок, указанных в предыдущем.
Дополнительные характеристики, такие как соответствующие количества для добавления, описаны подробно в DE 102012104934.3, и, следовательно, таковые также включены в раскрытие настоящего патента.
Несмотря на высокие значения прочности, которые могут достигаться с применением смесей формовочных материалов согласно изобретению, стержни, полученные из таких смесей формовочных материалов, характеризуются хорошей способностью к измельчению после литья, главным образом, при литье алюминия. Однако применение стержней, полученных из смесей формовочных материалов согласно изобретению, исключительно не ограничено литьем легкого металла. Обычно литейные формы подходят для литья металлов. Такие металлы также включают, например, цветные металлы, такие как латунь или бронзы, и сплавы на основе железа.
На фигурах показано следующее:
на фиг. 1 показано растровое электронно-микроскопическое изображение аморфного SiO2 в форме частиц, применяемого согласно изобретению;
на фиг. 2 показано растровое электронно-микроскопическое изображение аморфного SiO2, не соответствующего изобретению, полученного при изготовлении кремния/ферросилиция;
на фиг. 3 показан образец для испытания в форме стержня входного отверстия.
Настоящее изобретение будет описано более подробно на основе следующих примеров без ограничения ими.
Примеры
1. Горячее отверждение
1.1. Эксперимент 1. Значения прочности и веса стержня в зависимости от типа добавляемого аморфного SiO2 в форме частиц
1.1.1 Получение смесей формовочных материалов
1.1.1.1. Без добавления SiO2
Кварцевый песок помещали в емкость смесителя Hobart (модель HSM 10). Затем при перемешивании добавляли связующее и в каждом случае тщательно смешивали с песком в течение 1 минуты. Применяемый песок, тип связующего и соответствующие добавляемые количества показаны в таблице 1.
1.1.1.2. С добавлением SiO2
Следовали процедуре 1.1.1.1., за исключением того, что после добавления связующего в смесь формовочных материалов добавляли еще аморфный SiO2 в форме частиц и его также вводили в смесь в течение 1 минуты. Тип аморфного SiO2 в форме частиц и добавляемые количества показаны в таблице 1.
Таблица 1 (эксперимент 1). Состав смесей формовочных материалов
Кварцевый песок H32 [GT] |
Связующее [GT] |
Аморфный SiO2 [GT] |
Отдельно добавляемый ZrO2 [GT] |
||
1.1 | 100 | 2,0a) | не в соответствии с изобретением | ||
1.2 | 100 | 2,0a) | 0,5d) | не в соответствии с изобретением | |
1.3 | 100 | 2,0a) | 0,5e) | не в соответствии с изобретением | |
1.4 | 100 | 2,0a) | 0,475e) | 0,025n) | не в соответствии с изобретением |
1.5 | 100 | 2,0a) | 0,475e) | 0,025o) | не в соответствии с изобретением |
1.6 | 100 | 2,0a) | 0,5f) | согласно изобретению | |
1.7 | 100 | 2,0a) | 0,5g) | согласно изобретению | |
1.8 | 100 | 2,0a) | 0,5h) | согласно изобретению | |
1.9 | 100 | 2,0a) | 0,5i) | согласно изобретению | |
1.10 | 100 | 2,0b) | не в соответствии с изобретением | ||
1.11 | 100 | 2,0b) | 0,5e) | не в соответствии с изобретением | |
1.12 | 100 | 2,0b) | 0,5f) | согласно изобретению | |
1.13 | 100 | 2,0c) | не в соответствии с изобретением | ||
1.14 | 100 | 2,0c) | 0,5e) | не в соответствии с изобретением | |
1.15 | 100 | 2,0c) | 0,5f) | согласно изобретению |
a) жидкое стекло на основе щелочного металла; молярный модуль приблизительно 2,1; содержание твердых веществ приблизительно 35 вес. %;
b) раствор полифосфата натрия; 52 вес. % (NaPO3)n при n = приблизительно 25; 48 вес. % воды;
c) смесь 83 вес. % a) и 17 вес. % b);
d) Microsilica 971 U (Elkem AS; способ изготовления: получение кремния/ферросилиция);
e) Microsilica weiß GHL DL 971 W (RW Silicium GmbH; способ изготовления: см. d);
f) Microsilica POS B-W 90 LD (Possehl Erzkontor GmbH; способ изготовления: получение ZrO2 и SiO2 из ZrSiO4);
g) коллоидальная двуокись кремния (Doral Fused Materials Pty., Ltd.; способ изготовления: см. f);
h) коллоидальная двуокись кремния SiF-B weiß (Cofermin Rohstoffe GmbH & Co. KG; способ изготовления: см. f);
i) коллоидальная двуокись кремния 605 MID (TAM Ceramics LLC; способ изготовления: получение Ca-стабилизированного ZrO2 и SiO2 из ZrSiO4);
n) плавленый диоксид циркония моноклинной модификации - 45 мкм (Cofermin Rohstoffe GmbH & Co. KG);
o) стабилизированный оксидом кальция плавленый диоксид циркония - 45 мкм (Cofermin Rohstoffe GmbH & Co. KG).
1.1.1.2. С добавлением SiO2
1.1.2 Получение образцов для испытания
Для испытания смесей формовочных материалов получали прямоугольные бруски для испытания с размерами 150 мм×22,36 мм×22,36 мм (так называемые бруски Георга Фишера). Часть смеси формовочных материалов, полученной согласно процедуре 1.1.1., перемещали в бункер для хранения пескострельной стержневой машины H 2.5 для способа изготовления литейных форм в горячих ящиках от Röperwerk-Gießereimaschinen GmbH, Фирзен, Германия, формовочный инструмент которой нагревали до 180°C. Остаток соответствующей смеси формовочных материалов хранили в тщательно закрытом контейнере для защиты его от высушивания и предупреждения преждевременной реакции с CO2, присутствующим в воздухе, до наступления момента времени для повторного заполнения пескострельной стержневой машины.
Смеси формовочных материалов вводили с применением сжатого воздуха (5 бар) из бункера для хранения в формовочный инструмент. Время пребывания в горячем инструменте для отверждения смесей составляло 35 секунд. Для ускорения процесса отверждения через формовочный инструмент в течение последних 20 секунд пропускали горячий воздух (2 бар, 100°C при входе в инструмент). Формовочный инструмент открывали и удаляли брусок для испытания. Образцы для испытания для определения значений веса стержня получали с применением данного способа.
1.1.3. Испытание образцов для испытания
1.1.3.1. Испытание на прочность
Для определения значений предела прочности при изгибе бруски для испытания помещали в прибор для испытания на прочность Георга Фишера, оснащенный устройством для испытания на трехточечный изгиб, и измеряли силу, необходимую для разрыва бруска для испытания.
Значения предела прочности при изгибе определяли согласно следующей схемы:
через 10 секунд после удаления (значения прочности в горячем состоянии);
через приблизительно 1 час после удаления (значения прочности в холодном состоянии).
Результаты представлены в таблице 2.
1.1.3.2. Определение веса стержня
Перед определением значений прочности в холодном состоянии бруски Георга Фишера взвешивали на лабораторных весах с точностью до 0,1 г. Результаты представлены в таблице 2.
Таблица 2 (эксперимент 1). Значения предела прочности при изгибе и значения веса стержня
№ |
Значения прочности в горячем состоянии [Н/см2] |
Значения прочности в холодном состоянии [Н/см2] |
Вес стержня [г] |
|
1.1 | 90 | 380 | 123,2 | не в соответствии с изобретением |
1.2 | 150 | 480 | 123,1 | не в соответствии с изобретением |
1.3 | 155 | 500 | 123,6 | не в соответствии с изобретением |
1.4 | 150 | 485 | 123,7 | не в соответствии с изобретением |
1.5 | 150 | 485 | 123,5 | не в соответствии с изобретением |
1.6 | 180 | 575 | 127,2 | согласно изобретению |
1.7 | 185 | 600 | 127,1 | согласно изобретению |
1.8 | 180 | 580 | 128,2 | согласно изобретению |
1.9 | 155 | 530 | 126,2 | согласно изобретению |
1.10 | 10 | 145 | 119,7 | не в соответствии с изобретением |
1.11 | 45 | 160 | 121,7 | не в соответствии с изобретением |
1.12 | 50 | 175 | 125,9 | согласно изобретению |
1.13 | 95 | 405 | 122,7 | не в соответствии с изобретением |
1.14 | 145 | 500 | 121,1 | не в соответствии с изобретением |
1.15 | 160 | 550 | 125,3 | согласно изобретению |
Результаты
Как видно из таблицы 2, способы получения синтетически изготовленного аморфного SiO2 в форме частиц оказывали отчетливое влияние на характеристики стержней. Стержни, полученные с применением неорганического связующего и SiO2 согласно изобретению, характеризуются более высокими значениями прочности и более высокими значениями веса стержня, чем стержни, содержащие SiO2, не соответствующий изобретению.
В примерах 1.5 и 1.6 показано, что положительные эффекты не основаны на присутствии ZrO2 в аморфном SiO2 согласно изобретению, полученном в результате способа разложения ZrSiO4.
1.2. Эксперимент 2. Текучесть смесей формовочных материалов в зависимости от типа синтетически полученного аморфного SiO2 в форме частиц, песка и давления выстреливания
1.2.1. Получение смесей формовочных материалов
Смеси формовочных материалов получали по аналогии с 1.1.1. Их составы показаны в таблице 3.
Таблица 3 (эксперимент 2). Состав смесей формовочных материалов
№ |
Основной формовочный материал [GT] |
Связующее [GT] |
Аморфный SiO2 [GT] |
Сурфактант [GT] |
|
2.1 | 100a) | 2,0d) | 0,5f) | не в соответствии с изобретением | |
2.2 | 100a) | 2,0e) | 0,5g) | не в соответствии с изобретением | |
2.3 | 100a) | 2,0d) | 0,5h) | согласно изобретению | |
2.4 | 100b) | 2,0d) | 0,5f) | не в соответствии с изобретением | |
2.5 | 100b) | 2,0d) | 0,5h) | согласно изобретению | |
2.6 | 100c) | 2,0d) | 0,5f) | не в соответствии с изобретением | |
2.7 | 100c) | 2,0d) | 0,5h) | согласно изобретению | |
2.8 | 100a) | 2,0d) | 0,5f) | 0,04i) | не в соответствии с изобретением |
2.9 | 100a) | 2,0d) | 0,5h) | 0,04i) | согласно изобретению |
a) кварцевый песок Haltern H 32 (Quarzwerke Frechen);
b) жидкое стекло Frechen F32 (Quarzwerke Frechen);
c) кварцевый песок Sajdikove Humenece SH 21 (Quarzwerke Frechen);
d) жидкое стекло на основе щелочного металла; молярный модуль приблизительно 2,1; содержание твердых веществ приблизительно 40 вес. %;
e) 1,8 GT жидкого стекла на основе щелочного металла d) + 0,2 GT NaOH (33 вес. %) в соответствии с EP 2014392;
f) Microsilica weiß GHL DL 971 W (RW Silicium GmbH; способ изготовления: получение из кремния/ферросилиция);
g) суспензия 25% нано SiO2, 25% микро SiO2 и 50% воды в соответствии с EP 2014392;
h) Microsilica POS 90 LD (Possehl Erzkontor GmbH; способ изготовления: получение ZrO2 и SiO2 из ZrSiO4);
i) Texapon EHS (Cognis).
1.2.2. Получение образцов для испытания
Для исследования влияния синтетически полученного аморфного SiO2 в форме частиц на текучесть смесей формовочных материалов более подробно, получали стержни из технологии литья, так называемые стержни в форме входного отверстия, которые были более крупными и имели более сложную геометрическую форму, чем бруски Георга Фишера (фиг. 3).
Предварительные результаты также показали, что прогностическое значение данного эксперимента больше при применении в качестве образца для испытания практического стержня со сложной структурой, чем при применении испытания на текучесть по Георгу Фишеру с его простой геометрической формой (S. Hasse, Gießerei-Lexikon, Fachverlag Schiele und Schön). Три различных вида песка с различной формой зерен применяли в качестве основных формовочных материалов.
Смеси формовочных материалов перемещали в бункер для хранения пескострельной стержневой машины L 6.5, Röperwerk-Gießereimaschinen GmbH, GmbH, Фирзен, Германия, формовочный инструмент которой нагревали до 180°C, и из него вводили в формовочный инструмент с применением сжатого воздуха. Значения давления, применяемые в данном способе, показаны в таблице 4.
Время пребывания в горячем инструменте для отверждения смесей составляло 35 секунд. Для ускорения процесса отверждения через формовочный инструмент в течение последних 20 секунд пропускали горячий воздух (2 бар, 150°C при входе в инструмент).
Формовочный инструмент открывали и удаляли бруски для испытания.
1.2.3. Определение значений веса стержня
После охлаждения стержни взвешивали на лабораторных весах с точностью до 0,1 г. Результаты показаны в таблице 4.
Таблица 4 (эксперимент 2). Значения веса стержня из различных смесей формовочных материалов посредством изменения давления выстреливания
№ |
Вес стержня | |||
5 бар | 3 бар | 2 бар | ||
2.1 | 1297,7 | 1280,7 | 1238,0 | не в соответствии с изобретением |
2.2 | 1290,1 | 1270,4 | 1225,7 | не в соответствии с изобретением |
2.3 | 1357,0 | 1350,7 | 1314,0 | согласно изобретению |
2.4 | 1244,3 | 1232,3 | 1205,0 | не в соответствии с изобретением |
2.5 | 1295,3 | 1274,0 | 1248,3 | согласно изобретению |
2.6 | 1354,8 | 1335,9 | 1290,0 | не в соответствии с изобретением |
2.7 | 1393,7 | 1388,5 | 1356,0 | согласно изобретению |
2.8 | 1323,0 | 1319,3 | 1298,0 | не в соответствии с изобретением |
2.9 | 1373,7 | 1367,7 | 1335,3 | согласно изобретению |
Результаты
В таблице 4 исходя из стержня для литейного дела подтверждают улучшенную текучесть смесей формовочных материалов согласно изобретению по сравнению с предшествующим уровнем техники. Положительный эффект не зависит от типа песка и давления выстреливания.
Добавление сурфактанта в SiO2 согласно изобретению в результате приводит к дополнительному, хотя и не настолько выраженному, улучшению текучести при применении аморфного SiO2 из других способов изготовления.
2. Отверждение с помощью газа в ненагретых инструментах
2.1. Эксперимент 3 Значения прочности и значения веса стержня в зависимости от типа добавляемого аморфного SiO2 в форме частиц
2.1.1. Получение смесей формовочных материалов
Смеси формовочных материалов получали по аналогии с 1.1.1. Их составы показаны в таблице 5.
Таблица 5 (эксперимент 3). Состав смесей формовочных материалов
№ |
Кварцевый песок H 32a) [GT] |
Связующееb) [GT] |
Аморфный SiO2 [GT] |
Отдельно добавляемый ZrO2 [GT] |
|
3.1 | 100 | 2,0 | не в соответствии с изобретением | ||
3.2 | 100 | 2,0 | 0,5c) | не в соответствии с изобретением | |
3.3 | 100 | 2,0 | 0,475c) | 0,025g) | не в соответствии с изобретением |
3.4 | 100 | 2,0 | 0,475c) | 0,025h) | не в соответствии с изобретением |
3.5 | 100 | 2,0 | 0,5d) | согласно изобретению | |
3.6 | 100 | 2,0 | 0,5e) | согласно изобретению | |
3.7 | 100 | 2,0 | 0,5f) | согласно изобретению |
a) Quarzwerke Frechen GmbH;
b) жидкое стекло на основе щелочного металла; молярный модуль приблизительно 2,33; содержание твердых веществ приблизительно 40 вес. %;
c) Microsilica 971 U (Elkem AS; способ изготовления: получение кремния/ферросилиция);
d) Microsilica POS B-W 90 LD (Possehl Erzkontor GmbH; способ изготовления: получение ZrO2 и SiO2 из ZrSiO4);
e) коллоидальная двуокись кремния (Doral Fused Materials Pty., Ltd.; способ изготовления: см. d);
f) коллоидальная двуокись кремния 605 MID (TAM Ceramics LLC; способ изготовления: получение Ca-стабилизированного ZrO2 и SiO2 из ZrSiO4);
g) плавленый диоксид циркония моноклинной модификации - 45 мкм (Cofermin Rohstoffe GmbH & Co. KG);
h) стабилизированный оксидом кальция плавленый диоксид циркония - 45 мкм (Cofermin Rohstoffe GmbH & Co. KG).
2.1.2. Получение образцов для испытания
Часть смеси формовочных материалов, полученной согласно 2.1.1., перемещали в накопительную камеру пескострельной стержневой машины H1 от Röperwerk-Gießereimaschinen GmbH, GmbH, Фирзен, Германия. Остаток смеси формовочных материалов хранили в тщательно закрытом контейнере для защиты его от высушивания и предупреждения преждевременной реакции с CO2, присутствующим в воздухе, до наступления момента времени для повторного заполнения пескострельной стержневой машины.
Осуществляли выстреливание смесей формовочных материалов с применением сжатого воздуха (4 бар) в ненагретый формовочный инструмент с двумя канавками для круглых стержней с диаметром 50 мм и высотой 50 мм.
2.1.2.1. Отверждение с применением комбинации CO2 и воздуха
Для отверждения через формовочный инструмент, заполненный смесью формовочных материалов, сначала пропускали CO2 в течение 6 секунд при скорости потока CO2 2 л/мин, а затем пропускали сжатый воздух при давлении 4 бар. Температуры двух газов составляли приблизительно 23°C на входе в формовочный инструмент.
2.1.2.2. Отверждение с применением CO2
Для отверждения через формовочный инструмент, заполненный смесью формовочных материалов, пропускали CO2 при скорости потока 4 л/мин. Температура CO2 составляла приблизительно 23°C на входе в формовочный инструмент.
Значения времени подвода газа CO2 показаны в таблице 7.
Таблица 6 (эксперимент 3). Значения предела прочности при сжатии и значения веса стержня после отверждения с применением комбинации CO2 и воздуха
№ |
Значения мгновенной прочности [Н/см2] |
Значения прочности через 24 ч [Н/см2] |
Вес стержня [г] |
|
3.1 | 56 | 238 | 141,1 | не в соответствии с изобретением |
3.2 | 173 | 289 | 143,3 | не в соответствии с изобретением |
3.3 | 193 | 280 | 143,1 | не в соответствии с изобретением |
3.4 | 189 | 300 | 143,4 | не в соответствии с изобретением |
3.5 | 214 | 383 | 151,1 | согласно изобретению |
3.6 | 197 | 371 | 149,3 | согласно изобретению |
3.7 | 195 | 333 | 148,4 | согласно изобретению |
Таблица 7 (эксперимент 3). Значения предела прочности при сжатии после хранения при повышенной температуре и атмосферной влажности, отверждения с применением комбинации CO2 и воздуха
№ |
Значения мгновенной прочности [Н/см2] |
Значения прочности через 24 ч.a) [Н/см2] |
Значения прочности через 4 дняb) [Н/см2] |
Значения прочности через 6 днейb) [Н/см2] |
|
3.1 | 63 | 248 | 215 | 188 | не в соответствии с изобретением |
3.2 | 166 | 298 | 256 | 221 | не в соответствии с изобретением |
3.3 | 205 | 396 | 384 | 373 | согласно изобретению |
a) хранение при 23°C/относительная влажность 50%;
b) хранение в течение 24 ч при 23°C/относительная влажность 50%, затем при 30°C/относительная влажность 80%.
2.1.2.3. Отверждение с применением воздуха
Для отверждения через формовочный инструмент, заполненный смесью формовочных материалов, пропускали воздух при давлении 2 бар. Температура воздуха составляла от приблизительно 22°C до приблизительно 25°C на входе в формовочный инструмент.
Значения времени подвода воздуха показаны в таблице 8.
Таблица 8 (эксперимент 3). Значения предела прочности при сжатии в случае отверждения с применением CO2
№ |
Время подвода газа [с] |
Значения мгновенной прочности [Н/см2] |
Значения прочности через 24 ч [Н/см2] |
|
3.1 |
10 15 20 30 45 60 90 |
12 20 24 35 40 42 43 |
64 57 51 44 46 45 38 |
не в соответствии с изобретением |
3.2 |
10 15 20 30 45 60 90 |
33 42 46 49 51 56 57 |
67 65 66 57 54 52 48 |
не в соответствии с изобретением |
3.5 |
10 15 20 30 45 60 90 |
40 48 48 54 60 63 67 |
93 94 95 88 83 78 67 |
согласно изобретению |
2.1.3. Испытание образцов для испытания
После отверждения образцы для испытания удаляли из формовочного инструмента и для них определяли значения предела прочности при сжатии с помощью универсальной испытательной машины Zwick (модель Z 010) непосредственно, то есть максимум через 15 секунд, после удаления. Кроме того, значения предела прочности при сжатии образцов для испытания определяли через 24 часа, а в некоторых случаях также через 3 и 6 дней хранения в камере кондиционирования. Постоянные условия хранения обеспечивали с применением камеры кондиционирования (Rubarth Apparatus GmbH).
Если не указано иное, устанавливали температуру 23°C и относительную влажность 50%. Значения, показанные в таблицах, представляют собой средние значения для 8 стержней в каждом случае. Для проверки уплотнения смеси формовочных материалов во время получения стержня в случае комбинированного отверждения с применением CO2 и воздуха значения веса стержня определяли через 24 ч после удаления из стержневых ящиков. Взвешивание проводили на лабораторных весах с точностью до 0,1 г.
Результаты испытаний на прочность и значения веса стержня, в случае если последние проводили, показаны в таблицах 6 и 7 (отверждение с применением CO2 и воздуха), таблице 8 (отверждение с применением CO2) и таблице 9 (отверждение с применением воздуха).
Таблица 9 (эксперимент 3). Значения предела прочности при сжатии в случае отверждения с применением воздуха
№ |
Время подвода газа [с] |
Значения мгновенной прочности [Н/см2] |
Значения прочности через 24 ч [Н/см2] |
|
3.1 |
30 45 60 |
27 71 101 |
75 93 104 |
не в соответствии с изобретением |
3.2 |
30 45 60 |
41 88 123 |
143 222 273 |
не в соответствии с изобретением |
3.5 |
30 45 60 |
32 108 131 |
282 307 335 |
согласно изобретению |
Результаты
Как видно из таблиц 6-9, положительные характеристики аморфного SiO2 в форме частиц по сравнению с предшествующим уровнем техники не ограничены горячим отверждением (таблица 2), но также наблюдаются во время отверждения смесей формовочных материалов с применением комбинации CO2 и воздуха, с применением CO2, а также с применением воздуха.
3. Холодное отверждение
3.1. Эксперимент 4: Значения прочности и значения веса стержня в зависимости от типа добавляемого аморфного SiO2 в форме частиц
3.1.1. Получение смесей формовочных материалов
3.1.1.1. Без добавления SiO2
Кварцевым песком от Quarzwerke Frechen GmbH заполняли емкость смесителя Hobart (модель HSM 10). Затем при перемешивании сначала добавляли отверждающее средство, а затем связующее, и в каждом случае тщательно перемешивали с песком в течение 1 минуты.
Соответствующие добавляемые количества, а также тип отверждающего средства и связующего представлены в отдельных экспериментах.
3.1.1.2. С добавлением SiO2
Следовали процедуре 3.1.1.1., с тем отличием, что после добавления связующего в смесь формовочных материалов также добавляли аморфный SiO2 в форме частиц и его аналогично вводили в смесь в течение 1 минуты. Добавляемое количество и тип аморфного SiO2 в форме частиц представлены для отдельных экспериментов.
3.1.2. Получение образцов для испытания
Составы смесей формовочных материалов, применяемые для получения образцов для испытания, представлены в частях по весу (GT) в таблице 10.
Для испытания смесей формовочных материалов получали прямоугольные бруски для испытания с размерами 220 мм×22,36 мм×22,36 мм (так называемые бруски Георга Фишера).
Часть смеси, полученной согласно 3.1.1., вводили вручную в формовочный инструмент с 8 канавками и спрессовывали посредством прессования с применением ручного трамбования.
Время обработки, то есть время, в течение которого смесь формовочных материалов может быть уплотнена без затруднения, определяли визуально. Тот факт, что время обработки было превышено, может быть определен, когда смесь формовочных материалов больше не течет свободно, но раскатывается подобно пласту. Значения времени обработки для отдельных смесей представлены в таблице 10.
Для определения времени извлечения (AZ), то есть времени, через которое смесь формовочных материалов затвердевает до точки, при которой она может быть удалена из формовочного инструмента, вторую часть соответствующей смеси уплотняли ручным способом в круглой пресс-форме 100 мм в высоту и 100 мм в диаметре и аналогично спрессовывали с применением ручного трамбования. Затем поверхностную твердость спрессованной смеси формовочных материалов испытывали через определенные промежутки времени с применением прибора для проверки поверхностной твердости по Георгу Фишеру. Как только смесь формовочных материалов становится настолько твердой, что испытательный шар более не проникает через поверхности стержня, время извлечения было достигнуто. Значения времени извлечения для отдельных смесей представлены в таблице 10.
Таблица 10 (эксперимент 4). Состав смесей формовочных материалов
Кварцевый песок H 32a) [GT] |
Связующее b) [GT] |
Катализатор [GT] |
Аморфный SiO2 [GT] |
||
4.1 | 100 | 2,5 | 0,35c) | не в соответствии с изобретением | |
4.2 | 100 | 3,0 | 0,35c) | не в соответствии с изобретением | |
4.3 | 100 | 2,5 | 0,35c) | 0,5e) | не в соответствии с изобретением |
4.4 | 100 | 2,5 | 0,35c) | 0,5f) | согласно изобретению |
4.5 | 100 | 2,5 | 0,35c) | 0,5g) | согласно изобретению |
4.6 | 100 | 2,5 | 0,35c) | 0,5h) | согласно изобретению |
4.7 | 100 | 2,5 | 0,35d) | не в соответствии с изобретением | |
4.8 | 100 | 2,5 | 0,35d) | не в соответствии с изобретением | |
4.9 | 100 | 2,5 | 0,35d) | 0,5e) | не в соответствии с изобретением |
4.10 | 100 | 2,5 | 0,35d) | 0,5f) | согласно изобретению |
4.11 | 100 | 2,5 | 0,35d) | 0,5g) | согласно изобретению |
a) Quarzwerke Frechen GmbH;
b) Nuclesil 50 (Cognis);
c) Катализатор 5090 (ASK Chemicals GmbH), смесь на основе сложного эфира;
d) Lithopix P26 (Zschimmer & Schwarz);
e) Microsilica 971 U (Elkem SA; способ изготовления: получение кремния/ферросилиция);
f) Microsilica POS B-W 90 LD (Possehl Erzkontor GmbH; способ изготовления: получение ZrO2 и SiO2 из ZrSiO4);
g) коллоидальная двуокись кремния (Doral Fused Materials Pty., Ltd.; способ изготовления: см. f);
h) коллоидальная двуокись кремния 605 MID (TAM Ceramics LLC; способ изготовления: получение Ca-стабилизированного ZrO2 и SiO2 из ZrSiO4).
3.1.3 Испытание образцов для испытания
3.1.3.1. Испытание на прочность
Для определения значений предела прочности при изгибе бруски для испытания помещали в прибор для испытания на прочность Георга Фишера, оснащенный устройством для испытания на трехточечный изгиб, и измеряли силу, которая приводит к разрыву брусков для испытания.
Значения предела прочности при изгибе определяли согласно следующей схеме:
через 4 часа после получения стержня;
через 24 часа после получения стержня.
Результаты представлены в таблице 10.
3.1.3.2. Определение веса стержня
Перед определением значений прочности бруски Георга Фишера взвешивали на лабораторных весах с точностью до 0,1 г. Результаты представлены в таблице 10.
Результаты
В таблице 11 показаны положительные эффекты добавления аморфного SiO2 в форме частиц с точки зрения прочности и веса стержня при холодном отверждении с применением смеси на основе сложного эфира (примеры 4.1-4.6) или, соответственно, отверждающего средства на основе фосфата (примеры 4.7-4.11) по сравнению с предшествующим уровнем техники.
Таблица 11 (эксперимент 4). Значения предела прочности при изгибе и значения веса стержня
VZa)/AZb) [мин] |
Значения прочности через 4 ч [Н/см2] |
Значения прочности через 24 ч [Н/см2] |
Вес стержня [г] |
||
4.1 | 15/80 | 145 | 250 | 119,5 | не в соответствии с изобретением |
4.2 | 17/85 | 125 | 265 | 117,0 | не в соответствии с изобретением |
4.3 | 4/75 | 185 | 290 | 119,7 | не в соответствии с изобретением |
4.4 | 3/70 | 215 | 425 | 125,5 | согласно изобретению |
4.5 | 5/70 | 250 | 475 | 124,9 | согласно изобретению |
4.6 | 7/80 | 210 | 385 | 123,8 | согласно изобретению |
4.7 | 3/80 | 175 | 270 | 115,8 | не в соответствии с изобретением |
4.8 | 4/85 | 160 | 290 | 115,0 | не в соответствии с изобретением |
4.9 | 3/65 | 195 | 335 | 116,0 | не в соответствии с изобретением |
4.10 | 4/60 | 210 | 415 | 121,3 | согласно изобретению |
4.11 | 4/60 | 215 | 415 | 120,1 | согласно изобретению |
a) время обработки
b) время извлечения.
Claims (39)
1. Смесь формовочных материалов для получения литейных форм и стержней для металлообработки, содержащая по меньшей мере:
- огнеупорный основной формовочный материал;
- неорганическое связующее и
- аморфный SiO2 в форме частиц, получаемый посредством термического разложения ZrSiO4 на ZrO2 и SiO2, где в аморфном SiO2 содержание циркония в пересчете на ZrO2 составляет от более 0,1 вес.% до менее приблизительно 12 вес.%.
2. Смесь формовочных материалов по п. 1, в котором аморфный SiO2 в форме частиц характеризуется показателем по BET более или равным 1 м2/г и менее или равным 35 м2/г, предпочтительно менее или равным 17 м2/г и особенно предпочтительно менее или равным 15 м2/г.
3. Смесь формовочных материалов по п. 1 или 2, в котором средний размер частиц (диаметр), определенный посредством динамического рассеяния света, аморфного SiO2 в форме частиц в смеси формовочных материалов составляет от 0,05 мкм до 10 мкм, главным образом, от 0,1 мкм до 5 мкм и особенно предпочтительно от 0,1 мкм до 2 мкм.
4. Смесь формовочных материалов по п. 1 или 2, которая содержит аморфный SiO2 в форме частиц в количествах 0,1-2 вес.%, предпочтительно 0,1-1,5 вес.%, в каждом случае исходя из основного формовочного материала и независимо от него, 2-60 вес.% особенно предпочтительно 4-50 вес.%, исходя из веса связующего, где доля твердых веществ связующего составляет 25-65 вес.%, предпочтительно 30-60 вес.%.
5. Смесь формовочных материалов по п. 1 или 2, в которой применяемый аморфный SiO2 в форме частиц характеризуется содержанием воды менее 10 вес.%, главным образом, менее 5 вес.% и особенно предпочтительно менее 2 вес.%, и при этом независимо применяется главным образом в виде порошка.
6. Смесь формовочных материалов по п. 1 или 2, которая содержит максимум 1 вес.%, предпочтительно максимум 0,2 вес.% органических соединений.
7. Смесь формовочных материалов по п. 1 или 2, в которой неорганическое связующее по меньшей мере представляет собой водорастворимое фосфатное стекло, водорастворимый борат и/или жидкое стекло, а главным образом, жидкое стекло с молярным модулем SiO2/M2O в диапазоне от 1,6 до 4,0, главным образом, от 2,0 до менее 3,5, где М представляет собой литий, натрий и/или калий.
8. Смесь формовочных материалов по п. 1 или 2, которая содержит 0,5-5 вес.% жидкого стекла, предпочтительно 1-3,5 вес.% жидкого стекла, причем исходя из основного формовочного материала, где доля твердых веществ в жидком стекле составляет 25-65 вес.%, предпочтительно 30-60 вес.%.
9. Смесь формовочных материалов по п. 1 или 2, которая дополнительно содержит сурфактанты, предпочтительно выбранные из одного или нескольких членов группы анионных сурфактантов, главным образом, таковых с группой сульфокислоты или сульфонатной группой, или, главным образом, включающих олеилсульфат, стеарилсульфат, пальмитилсульфат, миристилсульфат, лаурилсульфат, децилсульфат, октилсульфат, 2-этилгексилсульфат, 2-этилоктилсульфат, 2-этилдецилсульфат, пальмитолеилсульфат, линолилсульфат, лаурилсульфонат, 2-этилдецилсульфонат, пальмитилсульфонат, стеарилсульфонат, 2-этилстеарилсульфонат, линолилсульфонат, гексилфосфат, 2-этилгексилфосфат, каприлфосфат, лаурилфосфат, миристилфосфат, пальмитилфосфат, пальмитолеилфосфат, олеилфосфат, стеарилфосфат, поли-(1,2-этандиил)фенолгидроксифосфат, поли-(1,2-этандиил)стеарилфосфат, а также поли-(1,2-этандиил)-олеилфосфат.
10. Смесь формовочных материалов по п. 9, в которой сурфактант присутствует в смеси формовочных материалов при доле 0,001-1 вес.%, особенно предпочтительно 0,01-0,2 вес.%, исходя из веса огнеупорного основного формовочного материала.
11. Смесь формовочных материалов по п. 1 или 2, которая содержит графит, предпочтительно 0,05-1 вес.%, главным образом, 0,05-0,5 вес.%, исходя из веса огнеупорного основного формовочного материала.
12. Смесь формовочных материалов по п. 1 или 2, которая содержит по меньшей мере одно фосфорсодержащее соединение, предпочтительно 0,05-1,0 вес.%, главным образом, предпочтительно 0,1-0,5 вес.%, исходя из веса огнеупорного основного формовочного материала.
13. Смесь формовочных материалов п. 1 или 2, в которой аморфный SiO2 в форме частиц применяется в виде порошка, предпочтительно безводного, необязательно за исключением какой-либо влаги, обусловленной окружающим воздухом.
14. Смесь формовочных материалов по п. 1 или 2, в которую добавлено отверждающее средство, главным образом, по меньшей мере одно сложноэфирное или фосфатное соединение.
15. Способ получения литейных форм или стержней, включающий:
- получение смеси формовочных материалов по п. 1,
- помещение смеси формовочных материалов в форму и
- обеспечение отверждения смеси формовочных материалов.
16. Способ по п. 15, в котором смесь формовочных материалов вводят в форму с помощью сжатого воздуха с применением пескострельной стержневой машины, а форма представляет собой формовочный инструмент, и при этом в формовочном инструменте предусматривают пропускание одного или нескольких газов, главным образом, CO2.
17. Способ по п. 15 или 16, в котором смесь формовочных материалов подвергают действию температуры по меньшей мере 100°С в течение менее 5 мин с ее отверждением.
18. Способ по п. 15 или 16, в котором отвержденная горячим способом смесь формовочных материалов, главным образом, при 180°С, в форме бруска для испытания по Георгу Фишеру с размерами 220 мм × 22,36 мм × 2,36 мм, полученного путем выстреливания при 5 бар, в котором применяют аморфный SiO2 в форме частиц, характеризуется весом стержня, повышенным на 1%, предпочтительно 1,5%, главным образом, предпочтительно 2,0%, особенно предпочтительно 2,5% и, в частности, наиболее предпочтительно 3,0%, относительно бруска для испытания по Георгу Фишеру с аналогичными размерами 220 мм × 22,36 мм × 22,36 мм, полученного в тех же условиях, с той же смесью формовочных материалов и с применением Microsilica 971 U от Elkem вместо аморфного SiO2 в форме частиц.
19. Литейная форма, полученная следующим образом:
- получение смеси формовочных материалов по п. 1, причем смесь формовочных материалов содержит по меньшей мере следующее:
- огнеупорный основной формовочный материал;
- неорганическое связующее; и
- аморфный SiO2 в форме частиц, получаемый посредством термического разложения ZrSiO4 на ZrO2 и SiO2, где в аморфном SiO2 содержание циркония в пересчете на ZrO2 составляет от более 0,1 вес.% до менее приблизительно 12 вес.%;
- помещение смеси формовочных материалов в форму; и
- обеспечение отверждения смеси формовочных материалов.
20. Стержень, полученный следующим образом :
- получение смеси формовочных материалов по п. 1, причем смесь формовочных материалов содержит по меньшей мере следующее:
- огнеупорный основной формовочный материал;
- неорганическое связующее и
- аморфный SiO2 в форме частиц, получаемый посредством термического разложения ZrSiO4 на ZrO2 и SiO2, где в аморфном SiO2 содержание циркония в пересчете на ZrO2 составляет от более 0,1 вес.% до менее приблизительно 12 вес.%;
- помещение смеси формовочных материалов в форму; и
- обеспечение отверждения смеси формовочных материалов.
21. Применение смеси формовочных материалов по п. 1 при литье алюминия.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102012020509.0A DE102012020509A1 (de) | 2012-10-19 | 2012-10-19 | Formstoffmischungen auf der Basis anorganischer Bindemittel und Verfahren zur Herstellung von Formen und Kerne für den Metallguss |
DE102012020509.0 | 2012-10-19 | ||
PCT/DE2013/000610 WO2014059967A2 (de) | 2012-10-19 | 2013-10-18 | Formstoffmischungen auf der basis anorganischer bindemittel und verfahren zur herstellung von formen und kerne für den metallguss |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2015118399A RU2015118399A (ru) | 2016-12-10 |
RU2650219C2 true RU2650219C2 (ru) | 2018-04-11 |
Family
ID=49880340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015118399A RU2650219C2 (ru) | 2012-10-19 | 2013-10-18 | Смеси формовочных материалов на основе неорганических связующих и способ получения пресс-форм и стержней для литья металла |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10092946B2 (ru) |
EP (2) | EP2908968B1 (ru) |
JP (1) | JP6397415B2 (ru) |
KR (1) | KR102104999B1 (ru) |
CN (1) | CN104736270B (ru) |
BR (1) | BR112015008549B1 (ru) |
DE (1) | DE102012020509A1 (ru) |
ES (1) | ES2906237T3 (ru) |
HU (1) | HUE058306T2 (ru) |
MX (1) | MX371009B (ru) |
PL (1) | PL2908968T3 (ru) |
RU (1) | RU2650219C2 (ru) |
WO (1) | WO2014059967A2 (ru) |
ZA (1) | ZA201502169B (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2696590C1 (ru) * | 2018-11-14 | 2019-08-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Способ приготовления жидкостекольного связующего для получения формовочных и стержневых смесей |
RU2760029C1 (ru) * | 2021-06-11 | 2021-11-22 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» | Способ изготовления керамических форм и стержней по постоянным моделям |
Families Citing this family (41)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012113073A1 (de) | 2012-12-22 | 2014-07-10 | Ask Chemicals Gmbh | Formstoffmischungen enthaltend Aluminiumoxide und/oder Aluminium/Silizium-Mischoxide in partikulärer Form |
DE102012113074A1 (de) | 2012-12-22 | 2014-07-10 | Ask Chemicals Gmbh | Formstoffmischungen enthaltend Metalloxide des Aluminiums und Zirkoniums in partikulärer Form |
DE102013106276A1 (de) | 2013-06-17 | 2014-12-18 | Ask Chemicals Gmbh | Lithiumhaltige Formstoffmischungen auf der Basis eines anorganischen Bindemittels zur Herstellung von Formen und Kernen für den Metallguss |
DE102013111626A1 (de) | 2013-10-22 | 2015-04-23 | Ask Chemicals Gmbh | Formstoffmischungen enthaltend eine oxidische Bor-Verbindung und Verfahren zur Herstellung von Formen und Kernen |
DE102013114581A1 (de) | 2013-12-19 | 2015-06-25 | Ask Chemicals Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Formen und Kernen für den Metallguss unter Verwendung einer Carbonylverbindung sowie nach diesem Verfahren hergestellte Formen und Kerne |
DE102014106177A1 (de) | 2014-05-02 | 2015-11-05 | Ask Chemicals Gmbh | Formstoffmischung enthaltend Resole und amorphes Siliciumdioxid, aus diesen hergestellte Formen und Kerne und Verfahren zu deren Herstellung |
DE102014106178A1 (de) | 2014-05-02 | 2015-11-05 | Ask Chemicals Gmbh | Verfahren zum schichtweisen Aufbau von Körpern umfassend feuerfesten Formgrundstoff und Resole und Formen oder Kerne hergestellt nach diesem Verfahren |
DE102014118577A1 (de) * | 2014-12-12 | 2016-06-16 | Ask Chemicals Gmbh | Verfahren zum schichtweisen Aufbau von Formen und Kernen mit einem wasserglashaltigen Bindemittel und ein wasserglashaltiges Bindemittel |
CN105108036A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-12-02 | 陈传松 | 一种铸钢件用高透气轻质改性复合水玻璃砂及其制备方法 |
CN105108034A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-12-02 | 陈传松 | 一种铸钢件用易溃散的磁性改性复合水玻璃砂及其制备方法 |
CN105108041A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-12-02 | 陈传松 | 一种铸钢件用含氟化石墨的高强度改性复合水玻璃砂及其制备方法 |
CN105108042A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-12-02 | 陈传松 | 一种铸钢件用高导热易脱模的改性复合水玻璃砂及其制备方法 |
CN105108035A (zh) * | 2015-08-11 | 2015-12-02 | 陈传松 | 一种铸钢件用低热膨胀高强度改性复合水玻璃砂及其制备方法 |
CN105112833B (zh) * | 2015-09-17 | 2017-11-10 | 昆明理工大学 | 一种机械镀锌钢铁制件热渗用封闭剂 |
CN105665615B (zh) * | 2016-02-05 | 2018-10-02 | 济南圣泉集团股份有限公司 | 一种铸造水玻璃用固化剂及其制备方法和用途 |
KR102622843B1 (ko) * | 2016-02-15 | 2024-01-11 | 삼성디스플레이 주식회사 | 플렉서블 표시장치 및 그것의 하드 코팅 고분자 제조방법 |
CN106378420B (zh) * | 2016-03-08 | 2021-04-06 | 沈阳汇亚通铸造材料有限责任公司 | 一种铸造用水玻璃砂吹气硬化的制型、芯方法 |
JP6572933B2 (ja) * | 2016-05-31 | 2019-09-11 | 株式会社デンソー | 鋳造用中子およびその製造方法 |
JP6619309B2 (ja) * | 2016-09-07 | 2019-12-11 | 株式会社神戸製鋼所 | 鋳型造型方法 |
DE102017107655A1 (de) * | 2017-01-04 | 2018-07-05 | HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verwendung einer Säure enthaltenden Schlichtezusammensetzung in der Gießereiindustrie |
CN106862480B (zh) * | 2017-01-23 | 2019-03-12 | 中国第一汽车股份有限公司 | 一种高模数无机粘结剂 |
CN108393430B (zh) * | 2017-02-04 | 2020-05-08 | 济南圣泉集团股份有限公司 | 一种铸造水玻璃用固化剂 |
KR101885583B1 (ko) * | 2017-03-30 | 2018-09-06 | 주식회사 벽산 | 바인더 조성물, 이를 포함하는 내화구조용 무기 섬유 단열재 및 그 제조방법 |
DE102017107531A1 (de) | 2017-04-07 | 2018-10-11 | HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zur Herstellung von Gießformen, Kernen und daraus regenerierten Formgrundstoffen |
DE102017114628A1 (de) | 2017-06-30 | 2019-01-03 | HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zur Herstellung einer Formstoffmischung und eines Formkörpers daraus in der Gießereiindustrie sowie Kit zur Anwendung in diesem Verfahren |
DE102018200607A1 (de) * | 2018-01-15 | 2019-07-18 | Reinsicht Gmbh | Verfahren zur Erzeugung von für die Herstellung von Faserverbundkörpern oder Gussteilen aus Metall oder Kunststoff geeigneten Formen und Kernen, bei dem Verfahren einsetzbare Formgrundstoffe und Binder sowie gemäß dem Verfahren hergestellte Formen und Kerne |
ES2883555T3 (es) | 2018-09-07 | 2021-12-09 | Huettenes Albertus Chemische Werke Gmbh | Método para preparar una composición refractaria en partículas para su uso en la producción de moldes y machos de fundición, usos correspondientes y mezcla de recuperación para tratamiento térmico |
CN113646107B (zh) * | 2019-03-29 | 2024-05-03 | 旭有机材株式会社 | 铸型材料组合物及使用其的铸型的制造方法 |
DE102019113008A1 (de) | 2019-05-16 | 2020-11-19 | HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verwendung eines partikulären Materials umfassend ein teilchenförmiges synthetisches amorphes Siliciumdioxid als Additiv für eine Formstoffmischung, entsprechende Verfahren, Mischungen und Kits |
CN110064727A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-07-30 | 沈阳汇亚通铸造材料有限责任公司 | 一种酯固化铸造用水玻璃砂组合物 |
DE102019116702A1 (de) | 2019-06-19 | 2020-12-24 | Ask Chemicals Gmbh | Geschlichtete Gießformen erhältlich aus einer Formstoffmischung enthaltend ein anorganisches Bindemittel und Phosphat- und oxidische Borverbindungen, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung |
CN110218973B (zh) * | 2019-06-20 | 2021-10-26 | 华南理工大学 | 一种CuCr0.5表面Cu-Diamond复合层的制备方法 |
WO2021015626A1 (en) * | 2019-07-22 | 2021-01-28 | Foundry Lab Limited | Casting mould |
DE102019131241A1 (de) | 2019-08-08 | 2021-02-11 | HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zur Herstellung eines Artikels zur Verwendung in der Gießereiindustrie, entsprechendes Granulat sowie Kit, Vorrichtungen und Verwendungen |
DE102019135605A1 (de) | 2019-12-20 | 2021-06-24 | Ask Chemicals Gmbh | Verfahren zum schichtweisen Aufbau von Körpern umfassend feuerfesten Formgrundstoff und Resole, nach diesem Verfahren hergestellte dreidimensionale Körper sowie ein Bindemittel für den 3-dimensionalen Aufbau von Körpern |
CN111383863B (zh) * | 2020-02-27 | 2022-03-04 | 西北核技术研究院 | 一种快速熔断器灭弧砂柱抗裂纹固化方法 |
DE102020119013A1 (de) | 2020-07-17 | 2022-01-20 | HÜTTENES-ALBERTUS Chemische Werke Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Verfahren zur Herstellung eines Artikels zur Verwendung in der Gießereiindustrie, entsprechende Form, Kern, Speiserelement oder Formstoffmischung sowie Vorrichtungen und Verwendungen |
DE102021116930A1 (de) | 2021-06-30 | 2023-01-05 | Ask Chemicals Gmbh | Verfahren zum schichtweisen aufbau von formen und kernen mit einem wasserglashaltigen bindemittel |
KR102401543B1 (ko) * | 2021-11-19 | 2022-05-24 | 이광근 | 내수성이 우수하고 유해 가스 발생이 없는 주조 몰드용 친환경 바인더 조성물 |
CN114985672B (zh) * | 2022-05-23 | 2024-04-26 | 广东中立鼎智能科技有限公司 | 一种适用于3dp打印工艺的无机盐粘结剂的制备方法及无机盐粘结剂 |
US11944858B1 (en) | 2023-05-04 | 2024-04-02 | E-Firex | Fire suppression composition and method of encapsulation, thermal runaway prevention |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3811907A (en) * | 1971-08-03 | 1974-05-21 | Humphreys Corp | Processing of silicate ores and product thereof |
GB1354822A (en) * | 1971-02-11 | 1974-06-05 | Ahlstroem Oy | Process for hardening with combustion gases a casting mould or core |
JPS52138434A (en) * | 1976-05-14 | 1977-11-18 | Toyo Kogyo Co | Self harden molding material |
EP2163328A1 (de) * | 2008-09-05 | 2010-03-17 | Minelco GmbH | Mit Wasserglas beschichteter und/oder vermischter Kern- oder Formsand mit einem Wassergehalt im Bereich von >= etwa 0,25 Gew.-% bis etwa 0,9 Gew.-% |
EA201070531A1 (ru) * | 2007-10-30 | 2010-10-29 | Асхланд-Зюдхеми-Кернфест Гмбх | Композиция материала для литейных форм, имеющего улучшенную текучесть |
EP1802409B1 (de) * | 2004-09-02 | 2012-01-25 | ASK Chemicals GmbH | Formstoffmischung zur herstellung von giessformen für die metallverarbeitung |
Family Cites Families (26)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH254550A (fr) | 1946-09-20 | 1948-05-15 | Paillard Sa | Machine à écrire à tabulateur. |
BE560558A (ru) | 1956-09-05 | |||
GB1029057A (en) | 1963-06-24 | 1966-05-11 | Fullers Earth Union Ltd | Foundry sand compositions |
US3749763A (en) * | 1971-08-03 | 1973-07-31 | Humphreys Corp | Processing of silicate ores and product thereof |
US4162238A (en) | 1973-07-17 | 1979-07-24 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Foundry mold or core compositions and method |
FR2237706A1 (en) * | 1973-07-17 | 1975-02-14 | Du Pont | Sand core or mould composition for foundries - containing mixture of alkali metal polysilicate and silica as binder |
CH616450A5 (en) | 1975-11-18 | 1980-03-31 | Baerle & Cie Ag | Binder based on aqueous alkali metal silicate solutions |
DE2726457A1 (de) | 1977-06-11 | 1978-12-14 | Philips Patentverwaltung | Sonnenkollektor mit einer abdeckung aus evakuierten rohren |
US4226277A (en) | 1978-06-29 | 1980-10-07 | Ralph Matalon | Novel method of making foundry molds and adhesively bonded composites |
DE3369257D1 (en) | 1982-12-11 | 1987-02-26 | Foseco Int | Alkali metal silicate binder compositions |
GB2168060B (en) * | 1984-12-04 | 1988-08-10 | Ohara Kk | Mold material and process for casting of pure titanium or titanium alloy |
DE4106536A1 (de) * | 1991-03-01 | 1992-09-03 | Degussa | Thermisch gespaltenes zirkonsilikat, verfahren zu seiner herstellung und verwendung |
GB9226815D0 (en) | 1992-12-23 | 1993-02-17 | Borden Uk Ltd | Improvements in or relating to water dispersible moulds |
US6139619A (en) | 1996-02-29 | 2000-10-31 | Borden Chemical, Inc. | Binders for cores and molds |
JP4315470B2 (ja) | 1996-06-25 | 2009-08-19 | ボーデン・ケミカル・インコーポレーテッド | 中子および鋳型用結合剤 |
US5906781A (en) * | 1996-10-24 | 1999-05-25 | The Procter & Gamble Company | Method of using thermally reversible material to form ceramic molds |
DE102006036381A1 (de) * | 2006-08-02 | 2008-02-07 | Minelco Gmbh | Formstoff, Gießerei-Formstoff-Gemisch und Verfahren zur Herstellung einer Form oder eines Formlings |
DE102006049379A1 (de) * | 2006-10-19 | 2008-04-24 | Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH | Phosphorhaltige Formstoffmischung zur Herstellung von Giessformen für die Metallverarbeitung |
DE202007019192U1 (de) | 2006-10-19 | 2011-02-03 | Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH | Kohlenhydrathaltige Formstoffmischung |
US7759268B2 (en) * | 2006-11-27 | 2010-07-20 | Corning Incorporated | Refractory ceramic composite and method of making |
DE102007008149A1 (de) | 2007-02-19 | 2008-08-21 | Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH | Thermische Regenerierung von Gießereisand |
DE102007027577A1 (de) | 2007-06-12 | 2008-12-18 | Minelco Gmbh | Formstoffmischung, Formling für Gießereizwecke und Verfahren zur Herstellung eines Formlings |
EP2305603B1 (de) | 2009-10-05 | 2014-04-23 | Cognis IP Management GmbH | Aluminium-haltige Wasserglaslösungen |
JP4920794B1 (ja) * | 2011-11-02 | 2012-04-18 | 株式会社ツチヨシ産業 | 鋳型材料及び鋳型並びに鋳型の製造方法 |
DE102012103705A1 (de) | 2012-04-26 | 2013-10-31 | Ask Chemicals Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Formen und Kernen für den Metallguss sowie nach diesem Verfahren hergestellte Formen und Kerne |
DE102012104934A1 (de) | 2012-06-06 | 2013-12-12 | Ask Chemicals Gmbh | Forstoffmischungen enthaltend Bariumsulfat |
-
2012
- 2012-10-19 DE DE102012020509.0A patent/DE102012020509A1/de not_active Ceased
-
2013
- 2013-10-18 WO PCT/DE2013/000610 patent/WO2014059967A2/de active Application Filing
- 2013-10-18 KR KR1020157013170A patent/KR102104999B1/ko active IP Right Grant
- 2013-10-18 BR BR112015008549-0A patent/BR112015008549B1/pt active IP Right Grant
- 2013-10-18 EP EP13811773.4A patent/EP2908968B1/de active Active
- 2013-10-18 CN CN201380054061.XA patent/CN104736270B/zh active Active
- 2013-10-18 PL PL13811773T patent/PL2908968T3/pl unknown
- 2013-10-18 HU HUE13811773A patent/HUE058306T2/hu unknown
- 2013-10-18 EP EP21199894.3A patent/EP3950168A1/de active Pending
- 2013-10-18 JP JP2015537144A patent/JP6397415B2/ja active Active
- 2013-10-18 MX MX2015004904A patent/MX371009B/es active IP Right Grant
- 2013-10-18 RU RU2015118399A patent/RU2650219C2/ru active
- 2013-10-18 ES ES13811773T patent/ES2906237T3/es active Active
-
2015
- 2015-03-30 ZA ZA2015/02169A patent/ZA201502169B/en unknown
- 2015-04-20 US US14/690,750 patent/US10092946B2/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1354822A (en) * | 1971-02-11 | 1974-06-05 | Ahlstroem Oy | Process for hardening with combustion gases a casting mould or core |
US3811907A (en) * | 1971-08-03 | 1974-05-21 | Humphreys Corp | Processing of silicate ores and product thereof |
JPS52138434A (en) * | 1976-05-14 | 1977-11-18 | Toyo Kogyo Co | Self harden molding material |
EP1802409B1 (de) * | 2004-09-02 | 2012-01-25 | ASK Chemicals GmbH | Formstoffmischung zur herstellung von giessformen für die metallverarbeitung |
EA201070531A1 (ru) * | 2007-10-30 | 2010-10-29 | Асхланд-Зюдхеми-Кернфест Гмбх | Композиция материала для литейных форм, имеющего улучшенную текучесть |
EP2163328A1 (de) * | 2008-09-05 | 2010-03-17 | Minelco GmbH | Mit Wasserglas beschichteter und/oder vermischter Kern- oder Formsand mit einem Wassergehalt im Bereich von >= etwa 0,25 Gew.-% bis etwa 0,9 Gew.-% |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2696590C1 (ru) * | 2018-11-14 | 2019-08-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Способ приготовления жидкостекольного связующего для получения формовочных и стержневых смесей |
RU2760029C1 (ru) * | 2021-06-11 | 2021-11-22 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет (национальный исследовательский университет)» | Способ изготовления керамических форм и стержней по постоянным моделям |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP6397415B2 (ja) | 2018-09-26 |
PL2908968T3 (pl) | 2022-04-19 |
RU2015118399A (ru) | 2016-12-10 |
US10092946B2 (en) | 2018-10-09 |
ZA201502169B (en) | 2016-01-27 |
WO2014059967A2 (de) | 2014-04-24 |
JP2015532209A (ja) | 2015-11-09 |
DE102012020509A1 (de) | 2014-06-12 |
KR20150074109A (ko) | 2015-07-01 |
WO2014059967A3 (de) | 2014-07-17 |
EP3950168A1 (de) | 2022-02-09 |
MX2015004904A (es) | 2015-07-21 |
MX371009B (es) | 2020-01-13 |
ES2906237T3 (es) | 2022-04-13 |
BR112015008549B1 (pt) | 2019-11-19 |
EP2908968A2 (de) | 2015-08-26 |
BR112015008549A2 (pt) | 2017-07-04 |
CN104736270A (zh) | 2015-06-24 |
US20150246387A1 (en) | 2015-09-03 |
CN104736270B (zh) | 2018-10-09 |
KR102104999B1 (ko) | 2020-06-01 |
EP2908968B1 (de) | 2021-11-24 |
HUE058306T2 (hu) | 2022-07-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2650219C2 (ru) | Смеси формовочных материалов на основе неорганических связующих и способ получения пресс-форм и стержней для литья металла | |
RU2699133C2 (ru) | Смеси литийсодержащего формовочного материала на основе неорганического связующего для получения форм и стержней для литья металла | |
US9931690B2 (en) | Molding material mixtures containing barium sulfate | |
DE102012020510B4 (de) | Formstoffmischungen auf der Basis anorganischer Bindemittel und Verfahren zur Herstellung von Formen und Kerne für den Metallguss | |
RU2703746C2 (ru) | Смеси формовочных материалов, содержащие оксидное соединение бора, и способ получения форм и стержней | |
WO2014059969A2 (de) | Formstoffmischungen auf der basis anorganischer bindemittel und verfahren zur herstellung von formen und kerne für den metallguss | |
JP6141539B2 (ja) | 鋳造品製造のためのロストコア又は成形品を製造する方法 | |
US9889498B2 (en) | Mould material mixture containing resols and amorphous silicon dioxide, moulds and cores produced therefrom and method for the production thereof | |
JP7498112B2 (ja) | 金属加工用途の鋳造物品、そのような鋳造物品を作製する方法、およびそのような方法に使用するための微粒子耐火性組成物 | |
CN113825575A (zh) | 包括微粒状合成非晶二氧化硅作为用于模制材料混合物的添加剂的粒子材料的应用、相应的方法、混合物和试剂盒 |