DD146797A1

DD146797A1 - Bindemittel fuer die herstellung keramischer maskenformen

Info

Publication number: DD146797A1
Application number: DD21781779A
Authority: DD
Inventors: Guenther Gelszinnus; Gisela Liesch; Gunter Horn
Original assignee: Guenther Gelszinnus; Gisela Liesch; Gunter Horn
Priority date: 1979-12-19
Filing date: 1979-12-19
Publication date: 1981-03-04
Also published as: RO81559A; BG36970A1; HU189482B; RO81559B

Abstract

Die Erfindung betrifft neue Bindemittel mit verbesserten Eigenschaften zur Herstellung keramischer Maskenformen fuer die Feingusztechnik. Im besonderen betrifft die Erfindung Bindemittel auf Basis von Aethylsilikaten, welche mit Wasserueberschusz hydrolysiert werden. Das Ziel der Erfindung besteht darin, neue Bindemittel auf Aethylsilikatbasis vorzuschlagen, die nach ihrer Hydrolyse zu stabilen Binderloesungen fuehren und damit laengere Verarbeitungszeiten der Binderloesungen ermoeglichen sowie Keramikformen hoeherer Festigkeit und Gasdurchlaessigkeit zur Folge haben. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dasz das Bindemittel eine Mischung eines Polyaethoxysiloxans mit Aethyltriaethoxysilan oder mit Diaethyldiaethoxysilan oder eine Mischung aller 3 Komponenten oder eine solche der Aethylaethoxysilankomponenten oder das Diaethyldiaethoxysilan selbst ist. Mit diesen Bindemitteln hergestellte, mit Wasserueberschusz hydrolysierte Binderloesungen besitzen gegenueber vergleichbaren Binderloesungen mit handelsueblichen Aethylsilikaten eine wesentlich hoehere Gelierzeit. Gleichzeitig wird durch den Einsatz der erfindungsgemaeszen Bindemittel eine Erhoehung der Gruen- und Heiszfestigkeit und der Gasdurchlaessigkeit der Keramikformen erreicht.

Description

-A-

Titel der Erfindung

Bindemittel für die Herstellung keramischer Haskenformen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Bindemittel auf der Basis von Äthylsilikat mit verbesserter Lagerstabilität zur Herstellung keramischer Maskenformen erhöhter Festigkeit und Gasdurchlässxgkeit für die Peingießtechnik.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Herstellung keramischer Maskenformen für das Peingießverfahren wird ein ausschmelzbares Modell mehrfach abwechselnd in eine Bindersuspension aus einer Bindemittellösung und einem feuerfesten feinkörnigen Material getaucht, mit feuerfestem körnigen Material bestreut und ausgehärtet. Die Verfestigung de's Bindemittels kann hierbei mittels Lufttrocknung oder chemischer Gelierung oder durch Anwendung beider Möglichkeiten erfolgen.

Es ist allgemein bekannt, zur Herstellung dieser Formen hydrolysierte Äthylsilikate als Bindemittel zu verwenden. Bindemittel dieses Typs besitzen im Vergleich zu den Ki-eselsolen oder Hybridbindern den Vorteil, daß deren Lösungen nur einen geringen Äthylsilikatanteil besitzen und infolge des niedrigen SiO ~Gehaltes zu Gießformen mit guter Grün« und ausreichender Heißfestigkeit führen. Desweiteren sind diese Bindemittel·· lösungen auf Grund der mehr oder minder hohen Anteile an Wasser relativ kostengünstig,· Sie sind jedoch v/enig beständig und bereits nach einigen Tagen so weit geliert, daß sie zur Herstellung der Keramikformen nicht mehr geeignet sind. Die Gelierung beginnt praktisch mit der Herstellung der Bindemittellösung und hat, obgleich die Lösung erst im Gießereibe« trieb hergestellt wird, auf Grund des äußerlich schwer erkennbaren und

1 ä Dtz. 19 7 y * SJ a J. ± y υ

217©17

mit fortschreitender Zeit zunehmenden Gelierzustandes der Bindemittellösung Keramikformen erheblich schwankender Qualität zur Folge, Diese Qualitätsschwankungen sind um so gravierender, je geringer die Beständigkeit der hydrolysieren Bindemittellösung ist. Nicht selten sind deshalb hohe Bruchquoten im Gießereibetrieb zu verzeichnen. Dies trifft insbesondere für mechanisch bzw, automatisch arbeitende Anlagen zur Formherstellung zu, da die Handhabung der Formen auf diesen Anlagen besondere Anforderungen an die Qualitätskonstanz bzw, die Festigkeit der Formen stellt,

Aus dem SU-Urheberschein 549 236 ist bekannt, die Beständigkeit mit Wasserüberschuß hydrolysierter Bindemittellösungen mit Tetraäthoxy·» silan durch die Zugabe geringer Mengen von Äthyltriäthoxysilan zu verbessern» Diese Bindemittelkomposition hat aber den Mangel, daß die damit erreichbaren Festigkeiten der Keramikformen oftmals den Anforderungen der mechanischen Herstellungsweise nicht genügen.

Häufig läßt auch die Gasdurchlässigkeit der mit den bekannten Bindemitteln hergestellten Formen zu wünschen übrig,

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, Keramikformen mit einer von der Lagerdauer der gebrauchsfertigen Bindemittellösung im wesentlichen unbeeinflußten, gleichbleibenden Qualität herzustellen,

Wesen der Erfindung;

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bindemittel auf Äthylsilikatbasis für die Herstellung feuerfester keramischer Maskenformen hoher Festigkeit und Gasdurchlässigkeit zu schaffen, dessen hydrolysierte lösung eine wesentlich verbesserte Stabilität besitzt.

Gemäß der Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Äthyl-Silikatbindemittel (ein Gemisch von einem Polyäthoxysiloxan oder von :'i verschiedenen sich im wesentlichen durch ihren Kodensationsgrad unterscheidenden Polyäthoxysiloxanen mit Äthyltriäthoxysilan und/oder

.3- 21781

Diäthyldiäthoxysilan oder ein Gemisch aus Äthyltriäthoxysilan und Diäthyldiäthoxysilan oder ausschließlich Diäthyldiäthoxysilan ist» Besonders vorteilhaft sind im Sinne der Erfindung Polyäthoxysiloxahe mit einem SiO —Gehalt von mindestens 38 Masseprozent» Im Gemisch mit Polyäthoxysiloxanen beträgt die Gesamtmenge an Äthyläthoxysilanen vorzugsweise 10 bis 75 Masseprozent bezogenauf die Gesamtbindemittelmenge. Pur die Herstellung der keramischen Maskenformen werden aus dem erfindungsgemäßen Bindemittel in bekannter Weise durch Säurekatalyse hydrolysierte Bindemittellösungen mit einem SiOp-Gehalt von 8 bis 24 Masseprozent und einem-pH-Wert von 0 bis 3 hergestellt» Die Lösungen der erfindungsgemäßen Bindemittel besitzen eine Gelierzeit, die das 3- bis 7-fache der bekannten Äthylsilikate beträgt, wenn gleiche Bindemittelmengen in den mit Wasserüberschuß hydrolysierten Bindemittellösungen zugrundegelegt sind» Desweiteren zeichnen sich die mit den erfindungsgemäßen Bindemitteln hergestellten Keramikformen durch eine verbesserte Festigkeit und größere Gasdurchlässigkeit aus. Im Vergleich mit Keramikformen, die unter Verwendung bekannter Äthylsilikatbindemittel hergestellt sind, wird durch Gebrauch der erfindungsgemäßen Bindemittel die Grünfestigkeit um 10 bis 40 Jo, die Heißfestigkeit um 5 bis 30%-- und die Gasdurchlässigkeit um 20 bis 60 % verbessert.

Ausführun^sbeispiel

Die Erfindung ist an nachstehenden Beispielen näher erläutert. Zur vergleichenden Betrachtung werden folgende Bindemittel verwendet:

Bindemittel A Äthylsilikat auf Basis' von Polyäthoxysiloxanen mit einem Anteil von 85 bis 95 Masseprozent an Polyäthoxy-

silanen, welche 4 bis 6 Si-O-Gruppen je Molekül enthalten, wobei der Rest aus anderen Arten mit 1 bis Si-O-Gruppen je Molekül besteht, und mit einem SiO₂-Gehalt von 40 Masseprozent.

17817

Bindemittel B ' Gemisch aus 65 Masseprozent des Bindesmittels A

und 35 Masseprozent A'thyltriäthoxysilan

Bindemittel C Gemisch aus 70 Masseprozent des Bindemittels A, 20 Masseprozent Äthyltriäthoxysilan und 10-Masse-' prozent Diäthyldiäthoxysilan

Unter Verwendung der Bindemittel A, B und C werden jeweils eine Bindersuspension und eine Keramikform wie folgt'hergestellt:

Je 550 ml der oben aufgeführten Bindemittel werden mit 280 ml Äthylalkohol, 650 ml Wasser, 2,5 ml konzentrierter Schwefelsäure und 10 ml. eines Tensids und 3250 g Quarzmehl der Kornfraktion 0,010 bis 0,063 mm vermischt.

Die keramischen Maskenformen werden durch fünffaches Tauchen ausschmelzbarer Modelle in die hergestellten Suspensionen, nachfolgendes Aufbringen eines aus Quarzsand bestehenden Bestreuungsmaterials und Zwischentrocknen der so entstandenen Überzugsschicht hergestellt.

Die Eigenschaften der auf diese Weise erhaltenen Binderlösungen und Keramikformen sind in nachfolgender Tabelle zusammengefaßt:

Bindemittel ABC

«Gelierzeit der Binderlösung 7 36 48

in Tagen

- Grünbiegefestigkeit in 35 38 39

kp/cm der Gießform "

- Heißbiegefestigkeit in 32 34 35

ο kp/cm der Gießform

- Gasdurchlässigkeit einer 65 77 92

Formprobe mit einer Ober-

2 fläche von 100cm und

4 Überzügen in l/min bei . .·

150 mm WS

Claims

•-5- 21 7 β 1

Erfindungsanspruch

1. Bindemittel für die Herstellung keramischer Maskenformen auf Basis eines hydrolysiert en Äthylsilikates, gekennzeichnet dadurch, daß es aus einem Gemisch von einem Polyäthoxysiloxan oder von verschiedenen sich im wesentlichen durch ihren Kondensationsgrad unterscheidenden Polyäthoxysiloxanen mit Athyltriäthoxysilan und/oder Diäthyldiäthoxysilan oder aus einem Gemisch dieser Äthyläthoxysilane oder aus Diäthyldiäthoxysilan allein besteht.
2. Bindemittel nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das PoIyäthoxysiloxan oder das Polyäthoxysiloxangemisch einen SiO_?~Gehalt von mindestens 33 Masseprozent aufweist«

3β Bindemittel nach Punkt 2, gekennzeichnet dadurch, daß es einen Anteil von 85 bis 95 Hasseprozent an Polyäthoxysiloxanen aufweist, welche 4 bis 6 Si-O-Gruppen je Molekül enthalten, wobei der Rest aus anderen Arten mit 1 bis 10 Si-O-Gruppen je Molekül besteht, und weiterhin einen SiO -Gehalt von e.twa 40 Masseprozent aufweist.
4. Bindemittel nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß im Gemisch mit Polyäthoxysiloxanen die Gesamtmenge an Äthyläthoxysilanen 10 bis 75 Masseprozent der Gesamtbindemittelmenge beträgt.