制备用在铸造工业中的制品的方法、对应的粒料以及套件、设备和用途技术

在此描述了一种用于制备用在铸造工业中的制品的方法，该制品选自由以下项组成的组：用于制备可倾注添加剂的粒料，可倾注固态添加剂，无机粘合剂和模具材料混合物。在此还描述了一种包括粒状无定形二氧化硅的对应的粒料以及一种用于制备无机粘合剂的套件。此外还描述了一种用于执行本发明专利技术方法的设备以及粒状无定形二氧化硅的对应用途和粒料的对应用途。无定形二氧化硅的对应用途和粒料的对应用途。无定形二氧化硅的对应用途和粒料的对应用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备用在铸造工业中的制品的方法、对应的粒料以及套件、设备和用途
[0001]本专利技术涉及一种用于制备用在铸造工业中的制品的方法，该制品选自由以下项组成的组：用于制备可倾注添加剂的粒料，可倾注固态添加剂，无机粘合剂和模具材料混合物。本专利技术方法的其他细节由所附权利要求以及以下的说明书得出。本专利技术还涉及一种对应的粒料，该粒料包括粒状无定形二氧化硅。本专利技术另外涉及一种用于制备无机粘合剂的套件。本专利技术此外还涉及一种用于执行本专利技术方法的设备。本专利技术另外涉及粒状无定形二氧化硅的对应的用途。本专利技术还涉及粒料的对应的用途。特点分别由所附权利要求和以下的说明书得出。
[0002]在消失模中铸造是广泛用于制备接近最终轮廓的构件的方法。在铸造之后将模具摧毁，并且取出铸件。消失模是铸造模具并且因此是阴模，它包含待浇铸的空腔，该空腔产生了待制成的铸件。将来的铸件的内部轮廓由模芯形成。在制备铸造模具时借助于待制成的铸件的模型将空腔成形到模具材料中。
[0003]与在铸造之后为了取出铸件而摧毁铸造模具(消失模)的砂模铸造方法不同，金属永久模具(模口)例如可以由铸铁或钢制成，在取出铸件之后可以将其重新用于下次铸造。还可以在压铸中进行加工，其中液态的金属熔体在高压下以较高的模具填充速度被压入到压铸模具中。上述铸造方法在本专利技术的范围内也是优选的。对于(在具有消失模的砂模方法中的)铸造模具和模芯而言，大多使用防火的粗粒型材料作为模具基础材料，例如经清洗、分级的石英砂。为了制备铸造模具，将模具基础材料用无机或有机粘合剂粘合。通过粘合剂产生了模具基础材料的微粒之间的牢固结合，使得铸造模具或模芯获得所需的机械稳定性。与粘合剂预先混合的防火模具基础材料优选以松散形式存在，使得该模具基础材料可以被填入适合的中空模具中并且在那里被致密化。将模具材料致密化以便提高强度。
[0004]铸造模具和模芯必须满足不同的要求。在实际的铸造过程期间，它们首先必须具有足够的强度和耐温性，以便能够将液态金属接收到由一个或多个铸造(子)模具构成的空腔中。在固化过程开始之后，通过经固化的金属层来保证铸件的机械稳定性，该金属层沿着铸造模具的壁部形成。
[0005]现在，铸造模具的材料应在由金属放出的热量的影响下变化，从而赋予其机械强度，即增强防火材料的各个微粒之间的结合。在理想状况下，铸造模具和模芯重新粉碎成细砂，该细砂可以毫不费力地从铸件上去除并且对应地具有便利的粉碎特性。
[0006]无机粘合剂是长久以来已知的，尤其基于水玻璃的那些无机粘合剂。尤其提供三种不同的方法来将水玻璃固化，也可以将这些方法组合：(i)将气体、例如CO2、空气或两者的组合引导通过；(ii)加入液态或固态的固化剂，例如某些酯，以及(iii)热固化，例如在所谓的热箱法中或通过微波处理。
[0007]然而使用无机粘合剂体系通常与其他典型的缺点相关联：
[0008]于是，当没有采取适合的特殊措施时，由无机粘合剂制备的铸造模具体相对常见地具有较低的强度。这特别明显地在刚从工具中去除模芯或铸造模具或模具体之后出现。在这个时间点的强度(“热强度”或“即刻强度(Sofortfestigkeit)”)对于在从工具中取出
时安全地处理模芯或模具而言是特别重要的。较高的所谓“冷强度”(也就是说在模芯或铸造模具完全固化之后的强度)也是重要的，由此可以在尽可能没有铸造缺陷的情况下制备所希望的铸件。
[0009]文件EP 1 802 409 B1公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料、基于水玻璃的粘合剂，其特征在于，向该模具材料混合物加入一定比例的合成粒状无定形二氧化硅。
[0010]文件DE 10 2013 111 626 A1公开了一种用于制备模具或模芯的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料、作为粘合剂的水玻璃、微粒状的无定形二氧化硅以及一种或多种粉末状的氧化物型硼化合物。该文件还公开了，向该模具材料混合物加入硼化合物改进了由此制备的模芯和模具的湿气稳定性。
[0011]文件WO 2014/202042 A1公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具和模芯的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括防火的模具基础材料、微粒状的无定形SiO2、水玻璃以及锂化合物。该文件还公开了，向该模具材料混合物加入锂化合物改进了由此制备的模具体的湿气稳定性。
[0012]文件DE 10 2012 104 934 A1公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料、基于水玻璃的粘合剂和硫酸钡。
[0013]文件DE 10 2012 113 073 A1公开了一种用于制备用于金属加工的模具和模芯的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：a)防火的模具基础材料；b)无机粘合剂和c)至少一种微粒状金属氧化物，其中该微粒状金属氧化物包括至少一种处于α相的氧化铝和/或至少一种铝/硅混合氧化物(除了具有层状硅酸盐结构的铝/硅混合氧化物之外)。
[0014]文件DE 10 2012 113 074 A1公开了一种用于制备用于金属加工的模具和模芯的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料；无机粘合剂和至少一种微粒状的混合金属氧化物。以特定的方式添加了铝的氧化物和锆的氧化物。
[0015]文件DE 10 2017 107 531 A1公开了一种用于制造铸造模具、模芯和由其再生的模具基础材料的方法。以特定的方式添加了微粒状的层状硅酸盐。
[0016]文件EP 2 104 580 B1公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料；基于水玻璃的粘合剂；一定比例的粒状金属氧化物，该金属氧化物选自由二氧化硅、氧化铝、二氧化钛和氧化锌组成的组。向该模具材料混合物中加入碳水化合物。
[0017]文件EP 2 097 192 B1公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料；基于水玻璃的粘合剂；一定比例的粒状金属氧化物，该金属氧化物选自由二氧化硅、氧化铝、二氧化钛和氧化锌组成的组。向该模具材料混合物中加入一定比例的含磷化合物。
[0018]文件DE 10 2012 020 509 A1公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具和模芯的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料、无机粘合剂和能够通过将ZrSiO4热分解成ZrO2和SiO2来制备的微粒状无定形SiO2。
[0019]文件DE 10 2012 020 510 A1公开了一种用于制备用于金属加工的铸造模具和模芯的模具材料混合物，该模具材料混合物至少包括：防火的模具基础材料、无机粘合剂和能
够通过借助于含氧气体氧化金属型硅来制备的微粒状无定形SiO2。
[0020]文件DE 10 2012 020 511 A1公开了一种用于制备用于金属加工的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制备用在铸造工业中的制品的方法，该制品选自由以下项组成的组
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用于制备可倾注添加剂的粒料，该可倾注添加剂在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分，
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可倾注固态添加剂，该可倾注固态添加剂在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分，
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用在铸造工业中的无机粘合剂，
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模具材料混合物，该模具材料混合物包括用在铸造工业中的无机粘合剂，以及
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模具体，该模具体在铸造工业中铸造金属铸件时使用，该方法具有以下的用于制备该制品的步骤：
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制备或提供粒状无定形二氧化硅，该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅，
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在增大步骤中将该粒状无定形二氧化硅的微粒连接成粗粒，从而产生包括多个单独粗粒的粒料，这些粗粒分别包括相连的微粒和分别相对于相应粗粒的质量至少30重量％的粒状无定形二氧化硅比例，其中通过筛网测定的该粒料的平均粗粒直径大于0.2mm。2.根据权利要求1所述的方法，用于制备用在铸造工业中的制品，该制品选自由以下项组成的组
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可倾注固态添加剂，该可倾注固态添加剂在铸造工业中用作无机粘合剂的组成成分，
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用在铸造工业中的无机粘合剂，
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模具材料混合物，该模具材料混合物包括用在铸造工业中的无机粘合剂，以及
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模具体，该模具体在铸造工业中铸造金属铸件时使用，该方法具有以下步骤：
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按照根据权利要求1所述的方法制备粒料，
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粉碎该粒料的粗粒，从而产生可倾注固态添加剂。3.根据以上权利要求之一所述的方法，用于制备用在铸造工业中的制品，该制品选自由以下项组成的组
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用在铸造工业中的无机粘合剂，
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模具材料混合物，该模具材料混合物包括用在铸造工业中的无机粘合剂，以及
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模具体，该模具体在铸造工业中铸造金属铸件时使用，(i)该方法具有以下步骤：
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根据权利要求1至2之一所述的方法制备该可倾注固态添加剂，
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将所制备的可倾注固态添加剂与水玻璃接触，或者将所制备的可倾注固态添加剂悬浮到水玻璃中或者(ii)该方法具有以下步骤：
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根据权利要求1至2之一所述的方法制备粒料，
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在存在或不存在防火的模具基础材料的情况下将所制备的粒料与水玻璃接触，并且
同时或随后粉碎该粒料的粗粒。4.根据以上权利要求之一所述的方法，用于制备用在铸造工业中的模具材料混合物，该模具材料混合物包括防火的模具基础材料和无机粘合剂，该无机粘合剂包括水玻璃和粒状无定形二氧化硅，该方法具有以下步骤：
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根据权利要求1至3之一制备无机粘合剂以及(i)同时将用于制备该无机粘合剂的组成成分与防火的模具基础材料混合和/或(ii)随后将所制备的无机粘合剂与防火的模具基础材料混合。5.根据权利要求1所述的方法，其中在以下步骤中：在增大步骤中将该粒状无定形二氧化硅的微粒连接成粗粒，从而产生包括多个单独粗粒的粒料，这些粗粒分别包括相连的微粒和分别相对于相应粗粒的质量至少30重量％、优选至少40重量％、特别优选至少50重量％的粒状无定形二氧化硅比例，通过筛网测定的该粒料的平均粗粒直径大于0.5mm、优选大于1mm。6.根据以上权利要求之一所述的方法，其中以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅的该粒状无定形二氧化硅完全或部分地由合成粒状无定形二氧化硅组成。7.根据以上权利要求之一所述的方法，其中借助于X光荧光分析测定的该二氧化硅在全部粒料中的比例以及分别借助于筛网和随后的X光荧光分析测定的该二氧化硅在该粒料的粗粒直径大于1mm、优选大于0.5mm、特别优选大于0.2mm的粗粒的至少90％中的比例相对于该二氧化硅在全部粒料中的比例相差不大于30％、优选相差不大于20％、特别优选相差不大于10％。8.根据以上权利要求之一所述的方法，其中在该增大步骤中，将该粒状无定形二氧化硅的微粒与一种、两种或更多种其他的材料混合和/或接触，这些材料彼此独立地选自由以下项组成的组：
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液体，优选液态润湿剂和/或悬浮剂，优选水，
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粒状材料，优选粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
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溶于水的材料，
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碱金属氢氧化物，
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表面活性剂，
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成膜剂，
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疏水剂，优选有机硅化合物，硅烷、硅酮和硅氧烷，蜡，石蜡，金属皂，以及
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碳水化合物。9.根据权利要求8所述的方法，其中在该增大步骤中产生的粒料的分别借助于筛网测
定的粗粒直径大于1mm、优选大于0.5mm、特别优选大于0.2mm的粗粒、优选该粒料的粗粒的至少90％，(i)包括粒状无定形二氧化硅以及在该增大步骤中存在的其他固态材料中的一种、两种、多于两种或所有材料和/或(ii)包括粒状无定形二氧化硅以及一种、两种或更多种其他的材料，这些材料彼此独立地选自由以下项组成的组：
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粒状材料，优选粒状无机材料，优选地选自由以下项组成的组：铝的氧化物，优选α相的氧化铝，铝土矿，锆的氧化物，优选氧化锆(IV)，铝/硅混合氧化物，氧化锌，硫酸钡，含磷化合物，层状硅酸盐，石墨，炭黑，玻璃珠，镁的氧化物，硼硅酸盐，陶瓷中空球，氧化物型硼化合物，优选粉末状氧化物型硼化合物，及其混合物，
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溶于水的材料，
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碱金属氢氧化物，
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表面活性剂，
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成膜剂，
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疏水剂，优选有机硅化合物，硅烷、硅酮和硅氧烷，蜡，石蜡，金属皂，以及
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碳水化合物。10.根据以上权利要求之一所述的方法，其中制备粒状无定形二氧化硅，该粒状无定形二氧化硅以相对于该粒状无定形二氧化硅的总质量至少80重量％的比例包括二氧化硅，包括以下步骤：
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将两种或更多种不同类型的粒状无定形二氧化硅混合，其中这两种或更多种类型的区别在于其粒径分布和/或其化学组成。11.根据权利要求10所述的方法，(i)
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【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂安，
申请(专利权)人：胡坦斯，
类型：发明
国别省市：