0°C的铸造温度和55cm的铸造高度下，通过灰色铸铁熔体GG20(新名字： GJL20)进行铸造。
[0197] ?在冷却铸模之后，通过用锤子敲击，使铸件不含砂子。
[0198] ?然后针对剩余的砂粘附、可能的烧结/烧入和粗糙度评估铸件。给予等级1 (非 常好）至6(不充分）；这些示于表3中。得到的铸件仍有砂粘附，尤其在具有精致芯部件 (具有低宽度的阶梯）的区域，可以观察到砂粘附，因此采用以下步骤。
[0199] ?然后通过Ibar的轻喷砂压力用喷砂设备清洁铸件。使用的粗砂是具有100和 200 μ m之间的颗粒直径的玻璃珠。
[0200] ?将喷砂时间限制为1分钟。将用于通过喷砂清洁的条件选择为使得用不同模具 材料混合物生产的铸件之间的区别可以可视化，而基本不影响表面质量。
[0201] ?然后关于可能的烧结/烧入和表面粗糙度评估铸件。出于这个目的，给予等级 1(非常好）至6(不充分）；这些示于表3中。
[0202] 表 3
[0203] 表面质量的评估
[0204]
[0205] 混合物1. 02的铸件区段清楚地证实比混合物1. 09至1. 12的铸件区段更多的砂 粘附/烧入或粗糙度。根据本发明的粒状金属氧化物对铸件表面的积极效果在此处是非 常清楚的。通过由锆刚玉生产的粉尘类副产物得到特别有利的结果。因此，使用该物质是 非常特别优选的。由于可以完全脱除粘附的砂残留，所以通过使用喷砂显著改善了表面质 量-通过这种用途在某种程度上还使表面平滑。然而，将较多的注意力放在了在相同条件 下喷洗所有铸件上。因此，区别仅归因于模具材料混合物的组成。还应当注意的是，仅可以 观察到非常少含量的或根本观察不到所谓的"纹理（veining) "，尽管将石英砂用作模具基 础材料。
【主权项】
1. 一种用于生产金属加工用铸模和芯的模具材料混合物，包含至少： a) 耐火模具基础材料， b) 作为无机粘合剂的水玻璃；和 c) 至少一种粒状金属氧化物，其中，所述粒状金属氧化物包含以下各项或由其组成： -至少一种a相氧化铝和/或 -除具有层状硅酸盐结构的铝/硅混合氧化物之外，至少一种铝/硅混合氧化物。2. 根据权利要求1所述的模具材料混合物，其中，所述粒状金属氧化物除粒状无定形 二氧化硅之外进一步包含硅的氧化物。3. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，所述a相氧化铝和 除具有层状硅酸盐结构的铝/硅混合氧化物之外的所述铝/硅混合氧化物以所述模具材 料混合物的0. 05wt. %至2. Owt. %之间、优选地0.1 wt. %至2. Owt. %之间、特别优选地 0. 2wt. %至0. 8wt. %之间存在，每种情况都是基于所述模具基础材料。4. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，所述粒状金属氧化物 包含a相氧化铝或由其组成。5. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，所述粒状金属氧化物 包含除具有层状硅酸盐结构的铝/硅混合氧化物之外的铝/硅混合氧化物或由其组成。6. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，基于铝和硅原子的总 和，所述铝/硅混合氧化物包含大于50原子％至99原子％的铝原子，优选地大于60原子％ 至85原子％。7. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，所述粒状金属氧化物 包含岛状硅酸盐或由其组成，具体是合成的或天然的莫来石或硅线石组中的成员，优选地 是蓝晶石，且与其独立地，优选地进一步包含结合的或作为不同相的氧化锆。8. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，所述粒状金属氧化物 是或包含锆刚玉和/或锆莫来石。9. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，在所述粒状金属氧化 物中： a) 所述铝的氧化物的分数，计算为Al2O3，是： -大于 25wt. % ; -优选地大于25wt. %并小于80wt. % ; -特别优选地大于30wt. %并小于70wt. % ; -特别优选地大于40wt. %并小于60wt. % ; b) 优选地，所述锆的氧化物的分数，计算为ZrO2，是： -大于 2wt. % ; -优选地大于2wt. %并小于50wt. % ; -特别优选地大于4wt. %并小于40wt. % ; -特别优选地大于8wt. %并小于30wt. % ;并且独立地， c) 所述硅的氧化物的分数，计算为SiO2，如果存在，是： _ 大于 5wt. % ; -优选地大于5wt. %并小于60wt. % ; -特别优选地大于15wt. %并小于50wt. % ; -特别优选地大于20wt. %并小于45wt. % ;并且独立地， d)优选地，在主要氧化步骤中计算为它们的氧化物，特别是Fe203、Na 20、Ti02、Mg(^PCa0 的其他金属的分数为小于12wt. %、优选地小于8wt. %以及特别优选地小于4wt. %。10. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，所述粒状金属氧化物 是在锆刚玉生产中可以作为副产物得到的含氧化铝和含氧化锆的粉尘。11. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，所述混合氧化物的比 表面积小于50m2/g、优选地小于30m 2/g、特别优选地小于17m2/g且与其独立地大于0.1 m2/ g、优选地大于0. 5m2/g、特别优选地大于lm2/g。12. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，作为粒状金属氧化物 的直径确定的平均初级粒径在0. 01 y m至50 y m之间、特别地在0. 02 y m至20 y m之间、特 别优选地在〇. 02 y m至10 y m之间。13. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，来自通过具有75 y m 目尺寸（200目）的筛网筛分所述粒状金属氧化物的残留不多于约50wt. %、优选地不多于 约30wt. %、更优选地不多于约20wt. %以及特别优选地不多于约15wt. %。14. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，所述粒状金属氧化物 的相应颗粒的所有空间方向的最大纵向尺寸与最小纵向尺寸的平均比值优选地小于10:1、 特别优选地小于5:1且尤其优选地小于3:1以及尤其优选地小于I. 1:1。15. 根据前述权利要求中一项所述的模具材料混合物，其中，将所述粒状金属氧化物用 作所述模具材料混合物中的松散的、自由流动的粉末。16. 根据前述权利要求中的一项所述的模具材料混合物，其中，所述模具材料混合物包 含最多Iwt. %、优选地最多0. 2wt. %的有机化合物。17. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，所述模具材料混合物 进一步优选地以0. 02wt. %至5. Owt. %、特别优选地0.1 wt. %至2. Owt. %的量包含硫酸 钡，每种情况都是基于总的模具材料混合物。18. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，所述水玻璃具有1. 6 至4. 0、优选地2. 0至小于3. 5的Si02/M20摩尔分数，M等于锂、钠和钾的总和。19. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，基于所述模具基础材 料，所述模具材料混合物包含〇. 5wt. %至5wt. %的水玻璃、优选地Iwt. %至3. 5wt. %的水 玻璃，其中，所述水玻璃的固体分数占25wt. %至65wt. %、优选地30wt. %至60wt. %。20. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，基于所述耐火模具基 础材料的重量，所述模具材料混合物在每种情况中特别以0.0 Olwt. %至Iwt. %、特别优选 地O.Olwt. %至0.2wt. %的分数进一步包含表面活性剂，所述表面活性剂优选地选自阴离 子表面活性剂的组，特别是具有磺酸或磺酸根基团的那些。21. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，基于所述耐火模具 基础材料的重量，所述模具材料混合物进一步包含优选地0.05wt. %至Iwt. %、特别地 0? 05wt. %至 0? 5wt. % 的石墨。22. 根据前述权利要求中至少一项所述的模具材料混合物，其中，基于所述耐火模具基 础材料的重量，所述模具材料混合物进一步包含优选地0.05wt. %至LOwt. %之间、特别 优选地0. lwt. %和0. 5wt. %之间的至少一种含磷化合物。23. -种用于生产铸模或芯的方法，包括： ?供给根据权利要求1至22中的至少一项所述的模具材料混合物， ?将所述模具材料混合物引入至模具，以及 ?固化所述模具材料混合物。24. 根据权利要求23所述的方法，其中，通过射芯机使用压缩空气将所述模具材料混 合物引入至所述模具，且所述模具是模制工具，且所述模制工具具有穿过它的一种或多种 气体，特别是CO 2或含CO 2的气体。25. 根据权利要求23或24所述的方法，其中，为了固化，将所述模具材料混合物暴露于 至少100°C的温度，优选地小于5分钟。26. -种通过权利要求23至25中的至少一项可生产的模具或芯。27. 根据权利要求1至22中至少一项所述的模具材料混合物用于铸造黑色金属或铝的 用途，优选地进一步包含中空微球，特别是硅酸铝中空微球和/或硼硅酸盐中空微球。28. -种用于生产包含至少以下空间分离的组分（A)和（B)的模具或芯的多组分系 统： (A) 包含至少以下各项的粉末状添加剂组分： -粒状金属氧化物，其中，所述粒状金属氧化物包含以下各项或由其组成： -至少一种a相氧化铝和/或 -除具有层状硅酸盐结构的铝/硅混合氧化物之外，至少一种铝/硅混合氧化物， _不含水玻璃；以及 (B) 液体粘合剂组分，（B)包含至少 -含水的水玻璃。29. 根据权利要求28所述的多组分系统，进一步包含： (F)自由流动的耐火组分，（F)包含 -耐火模具基础材料以及 -不含水玻璃。30. 根据权利要求28或29所述的多组分系统，用于生产根据权利要求1至22中的一 项所述的模具材料混合物。
【专利摘要】本发明涉及模具材料混合物，包含与耐火模具基础材料和水玻璃类粘合剂系统组合的至少一种α相氧化铝和/或除了具有层状硅酸盐结构的铝/硅混合氧化物之外的至少一种铝/硅混合氧化物，作为粒状金属氧化物。所述模具材料混合物用于生产用于铸造业的模具和芯。
【IPC分类】B22C1/18
【公开号】CN105102148
【申请号】CN201380073552
【发明人】海因茨·德特斯, 亨宁·朱潘, 马丁·奥伯莱特
【申请人】Ask化学品股份有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2013年12月20日
【公告号】DE102012113073A1, EP2934787A2, US20150306658, WO2014094721A2, WO2014094721A3, WO2014094721A8