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、混合物和试剂盒技术

本发明专利技术描述一种粒子材料的应用，所述粒子材料包括作为单一成分或多个成分中的一个的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，所述二氧化硅粒度分布的中值处于0.1至0.4μm范围内，借助于激光散射测得，所述模制材料混合物至少包括：耐火的模具基底材料，其AFS颗粒细度数在30至100范围内；粒度分布的中值处于0.7至1.5μm范围内借助于激光散射测得的粒子非晶二氧化硅；以及水玻璃，用于增强可通过所述模制材料混合物的热固化制成的模制体的耐湿性。本发明专利技术同样对相应的方法、混合物和试剂盒进行描述。混合物和试剂盒进行描述。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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


[0001]本专利技术涉及一种粒子材料的应用，所述材料包括作为单一成分或多个成分中的一个的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，用于提高可通过所述模制材料混合物的热固化制成的模制体的耐湿性。本专利技术的更多细节参阅所附权利要求以及下文的描述。本专利技术还涉及一种制造具有较强的耐湿性的经热固化的模制体的相应方法。此外，本专利技术涉及一种混合物和其应用。此外，本专利技术还涉及一种试剂盒。细节内容参阅所附权利要求以及下文的描述。

技术介绍

[0002]消失模铸造为制造近终形构件的一种广为人知的方法。在铸造后将模具毁去并且将铸件取出。消失模为铸模因而呈凹形，其含有待浇铸的空腔，此空腔产生待制造的铸件。未来铸件的内轮廓由模芯形成。在制造铸模时，借助于待制造铸件的模型，将空腔在模制材料中成型。
[0003]与铸造后毁去铸模(消失模)以取出铸件的砂型铸造工艺不同，可在取出铸件后将例如由铸铁或钢制成的金属永久模(冷硬模)用于下一次铸造。同样可在压铸中进行工作，其中在高压下以较大的模具充填速度将液态金属熔体压入压铸模。前述铸造工艺在本专利技术范围内同样为优选方案。就铸模(砂型铸造工艺中的消失模)和模芯而言，主要应用耐火的粒状材料，例如洗净且经分类的石英砂作为模具基底材料。为制造铸模，用无机或有机粘合剂将模具基底材料粘合在一起。通过粘合剂在模具基底材料的粒子间产生牢固聚合力，从而使得铸模或模芯获得所需的机械稳定性。用粘合剂预混合的耐火模具基底材料优选以可浇铸形式存在，使其可被填入适宜的空模并且在该处被压缩。将模制材料压缩来增大强度。
[0004]铸模和模芯必须满足不同的要求。在原本的铸造过程期间，铸模和模芯首先必须具有足够的强度和耐热性，以便将液态金属容置进由一或多个铸(件)模具形成的空腔。在凝固过程开始后，由凝固的金属层确保铸件的机械稳定性，此金属层沿铸模的壁部构建。
[0005]铸模的材料应在由金属释放的热量的影响下以某种方式发生改变，使其失去金属强度，亦即，耐火材料的若干粒子间的聚合力消失。在理想情形下，铸模和模芯重新分解成细砂，此细砂可被简单地从铸件移除并且相应地具有有利的分解特性。
[0006]文献DE 10 2013 111 626 A1揭示过一种用于制造模具或模芯的模制材料混合物，包括至少：耐火的模具基底材料、用作粘合剂的水玻璃、粒子非晶二氧化硅以及一或多个粉末状氧化硼化合物。此外，此文献还揭示，将硼化合物添加进模制材料混合物会改善由其制造的模芯和模具的水分稳定性。
[0007]文献DE 10 2013 106 276 A1揭示过一种用于制造用于金属加工的铸模和模芯的模制材料混合物，包括至少耐火的模具基底材料、粒子非晶SiO2、水玻璃以及锂化合物。此外，此文献还揭示，将锂化合物添加进模制材料混合物会改进由其制造的模制体的水分稳定性。
[0008]文献DE 10 2012 020 509 A1揭示过一种用于制造用于金属加工的铸模和模芯的模制材料混合物，包括至少：耐火的模具基底材料、无机粘合剂和粒子非晶SiO2，其可通过将ZrSiO4热分解为ZrO2和SiO2而制成。
[0009]文献DE 10 2012 020 510 A1揭示过一种用于制造用于金属加工的铸模和模芯的模制材料混合物，包括至少耐火的模具基底材料、无机粘合剂和粒子非晶SiO2，其可通过金属硅借助于含氧气体进行氧化而制成。
[0010]文献DE 10 2012 020 511 A1揭示过一种用于制造用于金属加工的铸模和模芯的模制材料混合物，包括至少耐火的模具基底材料、无机粘合剂和粒子非晶SiO2，其可通过将结晶石英熔化并且迅速再冷却而制成。
[0011]文献EP 1 802 409 B1揭示过一种用于制造用于金属加工的铸模的模制材料混合物，至少包括：耐火的模具基底材料、基于水玻璃的粘合剂，其特征在于，此模制材料混合物添加有一定分量的微粒状合成非晶二氧化硅。
[0012]文献WO2009/056320 A1揭示过一种用于制造用于金属加工的铸模的模制材料混合物，至少包括：耐火的模具基底材料；基于水玻璃的粘合剂；一定分量的微粒状金属氧化物，其选自二氧化硅、氧化铝、氧化钛和氧化锌的群组；其中，此模制材料混合物添加有一定分量的至少一个表面活性剂。
[0013]作者Haanappel和Morsink发表于专业杂志《铸造实践(Gieβerei
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Praxis)》2018年第4期的专业论文《表征无机芯砂混合物的流动性的试验方法
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借助于无机粘合剂系统的模芯制造》第35
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36页揭示过，将表面活性剂和粉末状添加剂用于改善芯砂混合物的流动性。
[0014]因此，由现有技术已知含有粒子非晶SiO2的模制材料混合物。同样已知，可将ZrO2制造中的粒子SiO2应用于模制材料混合物。进一步已知，将在(例如借助于焦炭在电弧炉中)还原石英时所产生的粒子SiO2应用于模制材料混合物。同样已知，基于某些特定的基本配方，通过添加含锂或含硼化合物便能改善由其制造的模制体的水分稳定性(耐湿性)。
[0015]此外，存在对某种模制材料混合物的需求，此模制材料混合物可用来实现尽可能好的压缩和尽可能大的相对模制体重量(就预设几何形状的给定主体的体积而言的重量；在模芯中是指模芯重量)。应用具有尽可能大的模芯重量的铸芯较为有利，因为此类模芯形成具有较少的缺陷部位、优选的边缘清晰度和较高的表面品质的铸件。
[0016]特别是存在对可用来制造模制体(铸模或模芯)的模制材料混合物的需求，此模制材料混合物同时具有较大的相对模制体重量(在模芯中：模芯重量)和良好的水分稳定性。
[0017]特别是同样存在对可用来制造模制体(铸模或模芯)的模制材料混合物的需求，此模制材料混合物同时具有较大的相对模制体重量(在模芯中：模芯重量)和良好的水分稳定性，且其成分不包括或充其量包括极少量的含锂或含硼化合物。

技术实现思路

[0018]本专利技术就其类别而言涉及本专利技术的粒子材料的应用、本专利技术的方法、本专利技术的混合物、本专利技术的试剂盒和本专利技术的混合物的应用。就这些类别中的一个所描述或被描述为优选方案的实施方式、方面或特性也相应地或酌情适用于其他类别，反之亦然。
[0019]在未另作说明的情况下，本专利技术的优选方面或实施方式和其不同的类别可与本专利技术的其他方面或实施方式和其不同的类别，特别是与其他优选方面或实施方式相结合。优
选方面或实施方式的组合又产生本专利技术的优选方面或实施方式。
[0020]根据本专利技术的首要方面，上述目的和课题的解决方案在于一种粒子(即微粒状)材料的应用，所述材料包括作为单一成分或多个成分中的一个的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，所述二氧化硅粒度分布的中值处于0.1至0.4μm范围内(借助于激光散射测得)，所述模制材料混合物至少包括：
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种粒子材料的应用，所述粒子材料包括作为单一成分或多个成分中的一个的微粒状合成非晶二氧化硅，其粒度分布的中值处于0.1至0.4μm范围内，借助于激光散射测得，作为用于模制材料混合物的添加剂，所述模制材料混合物至少包括：
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耐火的模具基底材料，其AFS颗粒细度数在30至100范围内，
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粒度分布的中值处于0.7至1.5μm范围内，借助于激光散射测得的粒子非晶二氧化硅，以及
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水玻璃，用于增强可通过所述模制材料混合物的热固化制成的模制体的耐湿性。2.一种制造具有较强的耐湿性的经热固化的模制体的方法，具有以下步骤：(i)以将至少如下成分相互混合的方式制造模制材料混合物
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耐火的模具基底材料，其AFS颗粒细度数在30至100范围内，
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粒度分布的中值处于0.7至1.5μm范围内借助于激光散射测得的粒子非晶二氧化硅，以及
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水玻璃，(ii)将所述模制材料混合物成型(iii)对所述成型的模制材料混合物实施热固化，从而形成所述模制体，其特征在于：还将所述模制材料混合物的成分与作为添加剂的粒子材料混合，所述粒子材料包括作为单一成分或多个成分中的一个的微粒状合成非晶二氧化硅，其粒度分布的中值处于0.1至0.4μm范围内，借助于激光散射测得。3.根据权利要求2所述的方法，其中为制造所述模制材料混合物，以将至少如下固体成分混合在一起的方式制成固体混合物或悬浮体：
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粒度分布的中值处于0.7至1.5μm范围内借助于激光散射测得的粒子非晶二氧化硅，以及
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作为添加剂的粒子材料，包括作为单一成分或多个成分中的一个的微粒状合成非晶二氧化硅，其粒度分布的中值处于0.1至0.4μm范围内，借助于激光散射测得，其中将所述制成的固体混合物或悬浮体与所述模制材料混合物的其他成分混合在一起。4.一种应用于根据权利要求2至3中任一项所述的方法的混合物，所述混合物至少包括如下固体成分：
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粒度分布的中值处于0.7至1.5μm范围内借助于激光散射测得的粒子非晶二氧化硅，以及
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作为添加剂的粒子材料，包括作为单一成分或多个成分中的一个的微粒状合成非晶二氧化硅，其粒度分布的中值处于0.1至0.4μm范围内，借助于激光散射测得，其中所述混合物为液态载体介质中的固体成分的固体混合物或悬浮体，优选为固体混合物。5.根据权利要求4所述的混合物，其至少包括如下成分：
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耐火的模具基底材料，其AFS颗粒细度数在30至100范围内，
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粒度分布的中值处于0.7至1.5μm范围内借助于激光散射测得的粒子非晶二氧化硅，
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水玻璃，以及
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作为添加剂的粒子材料，包括作为单一成分或多个成分中的一个的微粒状合成非晶二氧化硅，其粒度分布的中值处于0.1至0.4μm范围内，借助于激光散射测得。6.根据权利要求5所述的混合物，其中在所述混合物中粒度分布的中值处于0.1至0.4μm范围内借助于激光散射测得的微粒状合成非晶二氧化硅的所述分量就所述混合物的总质量而言小于2Wt％，且优选大于0.015Wt％，特别优选大于0.02WT％以及/或者粒度分布的中值处于0.7至1.5μm范围内借助于激光散射测得的粒子非晶二氧化硅的所述分量就所述混合物的总质量而言小于2Wt％，且优选大于0.015Wt％，特别优选大于0.02WT％以及/或者粒度分布的中值处于0.1至0.4μm范围内借助于激光散射测得的微粒状合成非晶二氧化硅与粒度分布的中值处于0.7至1.5μm范围内借助于激光散射测得的粒子非晶二氧化硅的所述总分量就所述混合物的总质量而言小于2Wt％，且优选大于0.3WT％以及/或者非晶二氧化硅的所述总分量就所述混合物的总质量而言小于2Wt％，且优选大于0.3WT％。7.根据权利要求中4至6中任一项所述的混合物，可通过包括如下步骤的方法制成：(i)提供或制造一个单独量的粒度分布的中值处于0.7至1.5μm范围内借助于激光散射测得的粒子非晶二氧化硅，(ii)提供或制造一定量的粒子材料，其包括作为单一成分或多个成分中的一个的微粒状合成非晶二氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢卡斯，
申请(专利权)人：胡坦斯，
类型：发明
国别省市：