[发明专利]用于制造铸模、型芯和由其再生的模制基本料的方法

说明书

描述一种用于制造铸模、型芯和由其再生的模制基本料的方法，一种用于与包含水玻璃的溶液或分散体组合以制造铸模和/或型芯的混合物，一种模制料混合物，一种模制基本料混合物以及一种铸模或一种型芯。此外，描述一种一定量的d90值小于45μm的颗粒状的层状硅酸盐或相应的混合物作为添加剂的相应的应用，所述添加剂用于制造包含水玻璃和颗粒状的、无定形的二氧化硅的模制料混合物，在制造铸模或型芯时，所述模制料混合物通过模制料混合物的组分彼此间的化学反应而固化，以简化铸模或型芯的崩解和/或提高可再生性。

技术领域

本发明涉及一种用于制造铸模、型芯和由其再生的模制基本料的方法，一种用于与包含水玻璃的溶液或分散体组合以制造铸模和/或型芯的混合物，一种模制料混合物，一种模制基本料混合物以及一种铸模或一种型芯。本发明还涉及一种一定量的d90值小于45μm的颗粒状的层状硅酸盐或相应的混合物作为添加剂的相应的应用，所述添加剂用于制造包含水玻璃和颗粒状的、无定形的二氧化硅的模制料混合物，在制造铸模或型芯时，所述模制料混合物通过模制料混合物的组分相互间的化学反应而固化，以简化铸模或型芯的崩解和/或提高可再生性。

背景技术

在消失模中的铸造是用于制造近净形构件的一种普遍方法。在铸造之后，模具被破坏，并且铸件被取出。铸模是阴模，其包含要浇铸的型腔，所述型腔得出要制造的铸件。未来的铸件的内部轮廓通过型芯形成。在制造铸模时，借助于要制造的铸件的模型，将型腔成型为模制材料。内部轮廓通过在单独的芯盒中成型的型芯示出。

对于铸模和型芯，主要使用耐火的粒状材料作为模制材料，例如经清洗的、分类的石英砂。耐火的模制基本料优选以自由流动的形式存在，使得其能够被填充到适宜的型腔中并且在该处被压实。将模制材料压实，以便增加强度。为了制造铸模，将模制材料借助无机或有机粘合剂粘合。通过粘合剂，在模制基本料的颗粒之间产生牢固的粘结，使得铸模获得所需的机械稳定性。

铸模和型芯必须满足不同的要求。在铸造过程本身中，所述铸模和型芯首先必须具有足够的强度和耐热性，以便能够将液态金属容纳在由一个或多个(子)铸模形成的型腔中。在开始凝固过程之后，通过沿着铸模的壁构成的凝固的金属层来确保铸件的机械稳定性。铸模的材料现在应在由金属发出的热的影响下分解，使得所述材料失去其机械强度，即，在耐火材料的各个颗粒之间的粘结丧失。在理想情况下，铸模和型芯再次崩解成细砂，所述细砂能够不费力地从铸件移除并且具有相应有利的崩解特性。目前存在下述特殊需求：再利用使用过的铸模和型芯的崩解的残渣，并且制造从使用过的铸模和型芯再生的模制基本料。作为再生的模制基本料(再生材料)的这种再利用对铸模和型芯的崩解特性提出特殊要求。

为了制造铸模能够使用有机的和无机的粘合剂，所述粘合剂的固化能够分别通过冷或热方法进行。在此，作为冷方法表示基本上在室温下无需加热铸模执行的方法。在此，固化通常通过化学反应进行，所述化学反应例如通过如下方式触发：将作为催化剂的气体引导穿过要固化的铸模。在热方法中，在造型后将模制料混合物加热到足够高的温度，以便例如排出包含在粘合剂中的溶剂或者以便引发化学反应，通过所述化学反应，粘合剂例如通过交联而固化。

与固化机制无关地，所有有机粘合剂体系的共同之处是，在液态金属填入到铸模中时，所述有机粘合剂体系会热分解，并且在此会释放有害物质，例如苯、甲苯、二甲苯、苯酚、甲醛和其它部分未辨别的裂化产物。虽然能够通过不同的措施实现：将所述排放最小化，但是在有机粘合剂的情况下，所述排放不能被完全避免。

为了使在铸造过程期间分解产物的排放最小化或避免所述排放，能够使用粘合剂，所述粘合剂基于无机材料或所述粘合剂包含非常少份额的有机化合物。这样的粘合剂体系长久以来是已知的，例如从GB 782205 A、US 6972059 B1、US 5582232 A、US 5474606A和US 7022178中已知。术语“无机粘合剂”在下文中表示下述粘合剂，所述粘合剂的大于95重量％，优选大于99重量％由水和无机材料构成，使得在无机粘合剂中的有机化合物的份额小于5重量％，优选小于1重量％。表达方式“无机粘合”是指在使用无机粘合剂的情况下制造铸模或型芯。