制造用于生产铸造件的失芯或模制件方法
【技术领域】
[0001]本发明设及制造用于铸造模的失忍（verlorenen Kernen)或模制件，用W制造被 铸造的构件(生产铸造件）。在铸造工业中，需要失忍用于实现在铸造件内部的空腔，并且失 忍可能具有特别复杂的结构，例如用于私家车气缸盖的忍。
【背景技术】
[0002] 失忍由颗粒状的并且干燥的基本模制材料、砂(通常是石英砂，但还有铭铁矿砂、 错砂、橄揽石砂、长石砂、莫莱石砂或其他砂)和化学硬化的黏结剂系统制成。运些组分必要 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(忍 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W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。
[0003] 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忍或忍模制件地，运种模制件 可W通过物理固结(脱水、去水、干燥)或化学固结(化学硬化)来固结。
[0004] INOTEC方法是公知的，其将基于娃酸钢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 由忍模制材料在150至250°C之间的模具溫度中的逐步进行的脱水W及在相同的溫度范围 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忍模制材料和忍的流动性和强度，其方式 为，促进剂使各个黏结剂颗粒相互连接，并且构建出=维网。
[0005] 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。
[0006] CORDIS黏结剂系统也是公知的，其中，黏结剂具有由憐酸盐基团、棚酸盐基团和娃 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。对于使用运种黏结剂而言，加热的忍盒（130至180°C) W及热空气 供气（100至20(TC)是必要的。所使用的黏结剂含量可W根据黏结剂类型处在1.5至3.0%之 间。在此实现350至550N/cm 2的抗弯强度。
[0007] 黏结剂系统CORDIS同样用于在调溫的忍制造模具中制造无机黏结的忍。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 憐酸盐基团、娃酸盐基团和棚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忍时的添加剂来有针对性地控制特性。运些特性例如设及模制材料 混合物的流动性、反应性、忍通过烙体的湿润或适用期。
[0008] 在该黏结剂中的问题是，由于其亲水性限制了被黏结的忍的适用期。例如，在存储 24小时的情况下，强度会下降初始强度的大致l/3Xordis黏结剂系统优选用于侣重力冷 铸。
[0009] 用于零排放地制造无机忍的另一替选方案是所谓的AWB(无机热盒)法。AWB法也W 加热的忍盒（160至20(TC)工作。在注射忍时，将负压供应在用于去除所形成的水蒸气的忍 盒上。硬化是纯物理性的，运正面地影响模制材料在铸造之后的再生。在忍盒中的忍具有一 定的处理强度之后，忍在微波中在小功率的情况下完全硬化。
[0010] AWB法基于在调溫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W苛性钢稀释得到低的粘性。因此制成的 模制材料混合物的流动性W及其可射性使良好地制造忍或模制件成为可能。模制材料在 AWB法中的固结仅通过脱水，即，在160至200°C之间的模具溫度中的干燥实现，其中，附加地 可W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。
[0011] 由DE 103 21 106 Al公知了用于诱注轻金属烙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(橄揽石)和基于水玻璃的无机黏结剂。
[0012] 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。
[0013] 由现有技术公知了两组分黏结剂系统。DE 20 2008 017 975 Ul公开了由液态的 第一水玻璃和固态的包含微粒状的金属氧化物的第二组分构成的两组分系统。附加地，优 选给液态的组分加入表面活性材料。金属氧化物在此具有小于IOOwii并且大于IOwii的微粒 大小。不利的是，在该黏结剂中需要添加表面活性物质。此外，黏结剂作为两组分系统加入， 并且必须首先在使用前麻烦地混合在一起。
[0014] DE 2434431 Al公开了一种基于水玻璃的黏结剂系统，其中，利用其制造的模制材 料混合物除了基本模制材料和黏结剂外还包含一系列的附加的组分。黏结剂具有3.5:1至 10:1之间的娃酸和碱金属氧化物的比，并且W3至15重量％之间的份额加入给基本模制材 料。多组分系统的所使用的添加剂是粘±或抓±、含碳的材料(例如渐青或碳黑）W及成膜 的树脂粘合剂(例如聚乙酸乙締醋分散体或乙酸乙締醋-乙締共聚物）。
[0015] DE 10 2012 020 510 Al公开了一种由耐火的基本模制材料、基于水玻璃的无机 黏结剂W及颗粒的非晶态Si化。此外，作为两组分黏结剂工作的系统包含附加的有机添加 剂W及不同的表面活性剂。颗粒的非晶态Si化在此作为粉末添加。所使用的模制材料混合 物包含硬化剂(例如醋或憐酸化合物），并且适用于应用在侣铸造领域中。硬化模制材料混 合物借助优选加热到120至250°C的热模具实现。
[0016] DE 10 2007 027 577 Al公开了一种模制材料混合物，其除了基于碱金属娃酸盐 的黏结剂W外包含0.1至10%的苛性钢，W及0.1至3重量％之间的悬浮液附加剂，其带有30 至70%之间的非晶态的球形的Si化固体份额。该方法将微波能量用于干燥运样制成的模制 材料混合物。
[0017] CN 1721103 A公开了一种用于制造模制件的无机黏结剂，其带有在诱注铸造件后 的改进的崩解性能。为此，黏结剂包含右旋糖粉末、碳酸巧粉末、悬浮剂和另外的添加剂。 [001引DE 10 2007 023 883 Al公开了一种用于给射忍机提供带有特定的湿度的潮湿气 体的喷气提供装置，其中，该气体的溫度也是可改变的。微波福射器可用于给潮湿气体调 溫O
[0019] EP 2 163 328 Al公开了一种方法，其中，基本模制材料W相对于整个模制材料重 量的0.25至0.9 %之间的范围内的水玻璃黏结剂涂层，黏结剂附加地包含至少一种添加剂， 其来自增粘剂、流动性改进剂、表面改进剂、干燥剂或分离剂的组。此外，在模制材料混合物 中包含有至少一种硬化剂，其例如通过与水蒸气的接触来硬化。在优选加热到60至120°C之 间的溫度的加热的原形模具中硬化所制成的模制件。
[0020] EP 1 095 719 A2描述了一种针对用于制造忍的型砂的黏结剂系统。基于水玻璃 的黏结剂系统由水性的碱金属娃酸盐溶液和Wl :4至1:6的比添加的吸湿性碱(例如氨氧化 钢)构成。水玻璃具有2.5至3.5的Si化/M20模数和20至40%的固体份额。为了得到可诱注的 模制混合物(其也可W填充到复杂的忍模中）W及为了控制吸湿特性，黏结剂系统还包含表 面活性材料，例如具有含25(TC的沸点的硅油。黏结剂系统与适当的耐火材料，例如石英砂 混合，并且于是可W利用射忍机注射到忍套中。硬化模制材料混合物通过去除还包含的水 实现。干燥或硬化铸造模也可W在微波的作用下实现。
[0021] WO 2006/024540 A2描述的是，通过使用包含碱性水玻璃W及微粒状的从二氧化 娃、氧化侣、氧化铁和氧化错的组选出的金属氧化物的黏结剂，铸造模的强度不仅可W在成 型和硬化之后立即得到明显改进，而且也可W在更高的空气湿度下的存储的情况下得