[发明专利]利用脂族粘结剂体系来制造金属铸件或经硬化的模制件的方法

说明书

描述了(i)一种用于制造金属铸件和/或(ii)用于制造在铸造金属铸件时使用的、选自铸模、型芯和冒口的经硬化的模制件的方法，以及一种用于在该方法中使用的模制材料混合物。还描述了通过一种或多种脂族聚异氰酸酯交联的脂族聚合物作为在铸造金属铸件时使用的模制件的粘结剂的用途，所述脂族聚合物包含羟基。同样描述了用于在铸造金属铸件时使用的经硬化的模制件，包括具有生坯强度的模制件和优选可按照根据本发明的方法制造的模制件。还描述了来自聚‑D‑葡糖胺的生物聚合物在铸造行业中作为用于制造具有生坯强度的模制件的粘结剂或粘结剂组分的用途。

技术领域

本发明涉及一种(i)用于制造金属铸件和/或(ii)用于制造在铸造金属铸件时使用的选自铸模、型芯和冒口的经硬化的模制件的方法，以及一种涉及模制材料混合物，特别是用于该方法的模制材料混合物。

本发明还涉及通过一种或多种脂族聚异氰酸酯交联的、包含羟基的脂族聚合物作为用于在铸造金属铸件时使用的模制件的粘结剂的用途。

本发明同样涉及一种用于在铸造金属铸件时使用的经硬化的模制件，连同生坯状态坚固并且优选客按照根据本发明的方法制造的模制件。

本发明还涉及一种来自聚-D-葡糖胺的生物聚合物作为用于制造铸造行业中生坯状态坚固的模制件的粘结剂或粘结剂组分的用途。

背景技术

用于金属铸造的铸造模制件(下文中也简称为“模制件”)，特别是型芯、铸模和冒口(包括冒口盖和冒口外包套或冒口套筒)，通常由耐火模制原料组成，根据预期用途，所述耐火模制原料包括一种或多种耐火固体，例如石英砂；和/或一种或多种颗粒状的轻质填料，例如由飞灰构成的球体；以及合适的粘结剂，所述粘合剂在从模制工具(例如，模制件盒，例如芯盒或模制盒，参见下文)取出之后赋予模制件足够的机械强度。在未硬化状态下，由模制原料和粘结剂构成的混合物被称为“模制材料混合物”，所述混合物可选地还能够包含其他添加剂。

耐火固体优选以颗粒和自由流动形式存在，使得其能够在被掺入到模制材料混合物中之后被引入到合适的空心模具(模制工具，参见上文)中并在那里被致密化。处于该目的，通常在压力下将冒口和型芯引入(即射入)到射芯机的模具中。相对小的模制件通常同样地被射入，而较大的模制件，特别是相对大的铸模，通常通过在模具盒中冲压成形。通常，所有模制件还能够通过例如以手工模制方法在合适的模具中冲压来生产。为了获得可射入或可冲压的模制材料混合物，必须适当设定其水分含量，在水基粘结剂的情况下，尤其设定其含水量，使得模制材料混合物对于相应的模制步骤具有足够的形状稳定性，或者必须相应地设定模制材料混合物的液体成分与其固体成分的比。

模制件，例如铸模、型芯和冒口必须满足典型铸造的各种需求。满足这些需求的方式和程度基本上通过用于其制造的粘结剂来确定。

在制造模制件之后，即在刚从制造工具中取出模制件之后，模制件应当具有非常高的强度。该时间点时的强度(“初始强度”，也称为“生坯强度”；也参见下文)对于在从制造工具中取出时的型芯、铸模或冒口的安全处理特别重要。

为了使模制件不在铸造金属的重量下变形(即在铸造过程期间保持良好的耐变形性，也称为“铸造强度”)并且借助于其制造的金属铸件能够尽可能在没有铸造缺陷的情况下制造，在实际的金属铸造期间模制件高的最终强度(即模制件完全硬化之后的强度)和高耐热性也是重要的，特别是对于型芯和铸模而言。关于这一点也重要的是，所使用的模制件具有非常干净或光滑的表面而没有变形等，因为不这样的话模制件的表面缺陷可能被转移至通过其制造的金属铸件的表面。