Use of bentonites and lustrous carbon producers in modern moulding sands: Fid-Bau Portal

Use of bentonites and lustrous carbon producers in modern moulding sands

Kleimann, Walter

Nasssandgießverfahren zeichnen sich durch rasche Formherstellung, niedrige Formstoffkosten (Quarzsand, Wasser, Bentonit, Glanzkohlenstoffbildner), relativ geringen Materialverbrauch und gute Umweltverträglichkeit aus. Die Anforderungen an Nasssandguss-Formsande sind sehr gute Fließfähigkeit auch unter Druck zur Gewährleistung einer vollständigen Modellfüllung, genügende Plastizität zur Reduzierung des Beschädigungsrisikos beim Abstreifen der Form aus dem Modell, ausreichende Festigkeit nach der Formstoffverdichtung und hohe Erosionsbeständigkeit bei guter Gasdurchlässigkeit, Beständigkeit gegen Metallschmelze zur Vermeidung der Metallpenetration und gutes Trennungsverhalten der Form vom erstarrten Gussstück. Dabei steigen die Anforderungen an Qualität und Gleichförmigkeit der Nasssandgussstücke sowie an die Umweltverträglichkeit und Recyclingeigenschaften. Der bisher schon hohe Recyclinggrad bentonitgebundener Formsande von 90 % wird weiter gesteigert werden müssen, der Staubanfall aus Sandsystemen sollte gegen Null tendieren, um spezielle Abfallüberwachungsmaßnahmen zu vermeiden. Um gegenläufige Tendenzen wie kurze Zykluszeiten, geringer Verbrauch an Formstoffzusatzmitteln und Aktivtonen sowie Dauer der Wasserabsorption von Bentoniten auszugleichen, gewinnt die Technik der Formstoffaufbereitung an Bedeutung. Versuche zeigen, dass hohe Formstoffqualitäten mit wiederaufbereiteten Formsanden erzielt werden können, die über hohe Restfeuchte (1,5 % statt 0,8 % wie in Neusanden) und ausreichend lange Reifedauern (Absorptionszeiten für die Wasseraufnahme) verfügen. Bei schnellem Durchsatz der wiederaufbereiteten Sande (ungenügend lange Reifezeiten) und starker Fluktuation der in den Sandkreislauf eingeführten Kernsandmengen und Restfeuchte gewinnt die Wahl der verwendeten Bentonite an Bedeutung. Der Trend geht dabei zu Bentoniten mit beschleunigter Reifeentwicklung, hohen Gehalten an Montmorillonit mit hoher Bindungskapazität und niedrigen Reststoffgehalten (IKO Minerals). Zur Verbesserung der Oberflächenqualität der Gussstücke werden den Formstoffen Glanzkohlenstoffbildner zugesetzt, die die Benetzung der Form durch Metallschmelze reduzieren, wobei aus Gründen der Arbeitshygiene zunehmend Kohlenstäube durch synthetische, angereicherte Glanzkohlenstoffbildner ersetzt werden, bei denen die Bildung von Kohlenmonoxid und Kohlenwasserstoffgasen reduziert ist.