[发明专利]制造用于生产铸造件的失芯或模制件方法

说明书

技术领域

本发明涉及制造用于铸造模的失芯(verlorenenKernen)或模制件， 用以制造被铸造的构件(生产铸造件)。在铸造工业中，需要失芯用 于实现在铸造件内部的空腔，并且失芯可能具有特别复杂的结构，例 如用于私家车气缸盖的芯。

背景技术

失芯由颗粒状的并且干燥的基本模制材料、砂(通常是石英砂， 但还有铬铁矿砂、锆砂、橄榄石砂、长石砂、莫莱石砂或其他砂)和 化学硬化的黏结剂系统制成。这些组分必要时在添加其他的添加剂的 情况下混合，并且通过施加压力(压缩空气)引入到原形模具(芯盒 或模制盒)中。目前还是松散的模制材料混合物的随后的固结可以通 过不同的方法实现，例如通过使硬化气体(例如二氧化碳)穿过而实 现，或者热固结通过加热的，即，金属的原形模具实现。

基于水玻璃的黏结剂是公知的，其大多作为多组分系统由水玻璃 组分和一种大多粉末状的添加剂组分构成。与基本模制材料混合并且 成形为芯或芯模制件地，这种模制件可以通过物理固结(脱水、去水、 干燥)或化学固结(化学硬化)来固结。

INOTEC方法是公知的，其将基于硅酸钠的黏结剂混合物用作黏 结剂，其中，在该黏结剂中，通过加入添加剂，即所谓的Inotec促进 剂，改进各种的模制材料特性。硬化在此经由芯模制材料在150至250℃ 之间的模具温度中的逐步进行的脱水以及在相同的温度范围内的随后 的热空气吹流实现。根据砂品质使用在1.8％至2.5％之间的黏结剂含量 和0.1％至1.0％之间的促进剂含量。促进剂尤其是改进了芯模制材料和 芯的流动性和强度，其方式为，促进剂使各个黏结剂颗粒相互连接， 并且构建出三维网。

INOTEC方法和INOTEC黏结剂的主要使用领域是例如用于生产 气缸盖和阀体铸件的轻金属合金和有色金属合金。

CORDIS黏结剂系统也是公知的，其中，黏结剂具有由磷酸盐基 团、硼酸盐基团和硅酸盐基团的组合物构成的基质。CORDIS黏结剂系 统是无机两组分系统，其由黏结剂CORDIS和添加剂Anorgit组合成。 对于使用这种黏结剂而言，加热的芯盒(130至180℃)以及热空气供 气(100至200℃)是必要的。所使用的黏结剂含量可以根据黏结剂类 型处在1.5至3.0％之间。在此实现350至550N/cm²的抗弯强度。

黏结剂系统CORDIS同样用于在调温的芯制造模具中制造无机黏 结的芯。Cordis黏结剂系统由作为溶剂的水和无机黏结剂基质组合成。 该黏结剂基质根据应用情况由改性的磷酸盐基团、硅酸盐基团和硼酸 盐基团的组合物构成。此外，通过将无机材料直接添加到黏结剂中或 者作为在制造芯时的添加剂来有针对性地控制特性。这些特性例如涉 及模制材料混合物的流动性、反应性、芯通过熔体的湿润或适用期。

在该黏结剂中的问题是，由于其亲水性限制了被黏结的芯的适用 期。例如，在存储24小时的情况下，强度会下降初始强度的大致1/3。 Cordis黏结剂系统优选用于铝重力冷铸。

用于零排放地制造无机芯的另一替选方案是所谓的AWB(无机热 盒)法。AWB法也以加热的芯盒(160至200℃)工作。在注射芯时， 将负压供应在用于去除所形成的水蒸气的芯盒上。硬化是纯物理性的， 这正面地影响模制材料在铸造之后的再生。在芯盒中的芯具有一定的 处理强度之后，芯在微波中在小功率的情况下完全硬化。

AWB法基于在调温的模具中利用随后的微波干燥来热硬化黏结 水玻璃的模制材料。改性的水玻璃用作黏结剂，改性的水玻璃通过以 苛性钠稀释得到低的粘性。因此制成的模制材料混合物的流动性以及 其可射性使良好地制造芯或模制件成为可能。模制材料在AWB法中的 固结仅通过脱水，即，在160至200℃之间的模具温度中的干燥实现， 其中，附加地可以供应负压。于是通过带有小功率的微波炉确保了最 后的干燥。加入的黏结剂位于1.5至2.5％之间。取消添加剂。

由DE10321106A1公知了用于浇注轻金属熔体的铸造模的模制 件的模制材料，其中，作为基本模制材料使用无石英的砂(橄榄石) 和基于水玻璃的无机黏结剂。

水玻璃粉末系统也是公知的，其中，喷雾干燥的水玻璃用作黏结 剂。然而不利的是，该粉末黏结剂由微细颗粒构成，其在铸造运行时 使工作位置上的空气受污染。