VERWENDUNG EINER BASISCHEN ZUSAMMENSETZUNG ALS INFILTRATIONSMITTEL FÜR DEN FORMSTOFF EINER GIESSFORM ZUR VERMEIDUNG VON WEISSEN BELÄGEN (NARBIGEN OBERFLÄCHEN) AUF GUSSSTÜCKEN, ENTSPRECHENDE VERFAHREN, GIESSFORMEN UND KITS

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verwendung einer Zusammensetzung umfassend eine basische Komponente bestehend aus einer oder mehreren Basen sowie eine Trägerflüssigkeit für die basische Komponente als Infiltrationsmittel für den Formstoff einer Gießform, die Quarzsand und ein mittels Säure gehärtetes Bindemittel umfasst. Die vorliegende Erfindung umfasst auch ein entsprechendes Verfahren zur Herstellung eines GJS- oder GJL-Gussstücks.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verwendung einer basischen Zusammensetzung als Infiltrationsmittel für den Formstoff einer Gießform, die Quarzsand und ein mittels Säure gehärtetes Bindemittel umfasst, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines GJS- oder GJL-Gussstücks. Die vorliegende Erfindung betrifft auch entsprechende Gießformen und Kits.

[0002] Die meisten Erzeugnisse der Eisen- und Stahlindustrie sowie der Nichteisenmetallindustrie durchlaufen zur ersten Formgebung Gießprozesse. Dabei werden die Schmelzflüssigwerkstoffe, Eisenmetalle bzw. Nichteisenmetalle, in geformte Gegenstände mit bestimmten Werkstückeigenschaften überführt. Für die Formgebung der Gussstücke müssen zunächst zum Teil sehr komplizierte Gießformen zur Aufnahme der Metallschmelze hergestellt werden. Die Gießformen werden unterteilt in verlorene Formen, die nach jedem Guss zerstört werden, sowie Dauerformen, mit denen jeweils eine große Anzahl von Gussstücken hergestellt werden kann. Die verlorenen Formen bestehen meist aus einem feuerfesten, körnigen Formstoff, der mit Hilfe eines härtbaren Bindemittels verfestigt wird.

[0003] Formen sind Negative, sie enthalten den auszugießenden Hohlraum, der das zu fertigende Gussstück ergibt. Die Innenkonturen des zukünftigen Gussstücks werden durch Kerne gebildet. Bei der Herstellung der Form wird mittels eines Modells des zu fertigenden Gussstücks der Hohlraum in den Formstoff geformt. Innenkonturen werden durch Kerne dargestellt, die in einem separaten Kernkasten geformt werden.

[0004] Zur Herstellung der Gießformen können sowohl organische als auch anorganische Bindemittel eingesetzt werden, deren Aushärtung durch kalte oder heiße Verfahren erfolgen kann. Als kalte Verfahren bezeichnet man dabei Verfahren, bei denen die Aushärtung im Wesentlichen bei Raumtemperatur ohne Erhitzen der Formstoffmischung erfolgt. Die Aushärtung erfolgt dabei meist durch eine chemische Reaktion, die beispielsweise dadurch ausgelöst werden kann, dass ein gasförmiger Katalysator durch die zu härtende Formstoffmischung geleitet wird, oder indem der Formstoffmischung ein flüssiger Katalysator zugesetzt wird. Bei heißen Verfahren wird die Formstoffmischung nach der Formgebung auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt, um beispielsweise das im Bindemittel enthaltene Lösungsmittel auszutreiben, oder um eine chemische Reaktion zu initiieren, durch welche das Bindemittel durch Vernetzen ausgehärtet wird.

[0005] Die Herstellung der Gießformen kann dabei in der Weise verlaufen, dass der Formstoff zunächst mit dem Bindemittel vermengt wird, sodass die Körner des feuerfesten Formstoffs mit einem dünnen Film des Bindemittels überzogen sind. Die aus Formgrundstoff und Bindemittel erhaltene Formstoffmischung kann dann in eine entsprechende Form eingebracht und gegebenenfalls verdichtet werden, um eine ausreichende Standfestigkeit der Gießform zu erreichen. Anschließend wird die Gießform ausgehärtet, beispielsweise indem sie erwärmt wird oder indem ein Katalysator zugegeben wird, der eine Aushärtungsreaktion bewirkt. Hat die Gießform zumindest eine gewisse Anfangsfestigkeit erreicht, so kann sie aus der Form entnommen werden.

[0006] Wie bereits erwähnt werden Gießformen für die Herstellung von Metallkörpern häufig aus sogenannten Kernen und Formen zusammengesetzt. Dabei werden an die Kerne und Formen unterschiedliche Anforderungen gestellt. Bei Formen steht eine relativ große Oberfläche zur Verfügung, um Gase abzuleiten, die beim Abguss durch die Einwirkung des heißen Metalls entstehen. Bei Kernen steht meist nur eine sehr kleine Fläche zur Verfügung, über welche die Gase abgeleitet werden können. Bei zu starker Gasentwicklung besteht daher die Gefahr, dass Gas aus dem Kern in das flüssige Metall übertritt und dort zur Ausbildung von Gussfehlern führt. Oftmals werden die inneren Hohlräume daher durch Kerne abgebildet, welche durch Cold-Box-Bindemittel verfestigt wurden, also einem Bindemittel auf der Basis von Polyurethanen, während die äußere Kontur des Gussstücks durch kostengünstigere Formen dargestellt wird, wie eine Grünsandform, eine durch ein Furanharz oder ein Phenolharz gebundene Form oder durch eine Stahlkokille.

[0007] Für größere Formen werden meist organische Polymere als Bindemittel für den feuerfesten, körnigen Formstoff verwendet. Als feuerfester, körnigen Formstoff wird häufig gewaschener, klassifizierter Quarzsand verwendet, aber auch andere Formstoffe wie z.B. Zirkonsande, Chromitsande, Schamotten, Olivinsande, feldspathaltige Sande und Andalusitsande. Die aus Formgrundstoff und Bindemittel erhaltene Formstoffmischung liegt bevorzugt in einer rieselfähigen Form vor.

[0008] Gegenwärtig werden für die Herstellung von Gießformen vielfach organische Bindemittel, wie z. B. Polyurethan-, Furanharz- oder Epoxy-Acrylatbindemittel eingesetzt, bei denen die Aushärtung des Bindemittels durch Zugabe eines Katalysators erfolgt.

[0009] Die Auswahl des geeigneten Bindemittels richtet sich nach der Form und der Größe des herzustellenden Gussstücks, den Produktionsbedingungen sowie dem Werkstoff, der für den Guss verwendet wird. So werden bei der Herstellung kleiner Gussstücke, die in großen Zahlen hergestellt werden, oft Polyurethan-Bindemittel verwendet, da diese schnelle Taktzeiten und damit auch eine Serienherstellung ermöglichen.

[0010] Verfahren, bei denen die Aushärtung der Formstoffmischung durch Hitze oder durch nachträgliche Zugabe eines Katalysators erfolgt, haben den Vorteil, dass die Verarbeitung der Formstoffmischung keinen besonderen zeitlichen Restriktionen unterliegt. Die Formstoffmischung lässt sich zunächst in größeren Mengen herstellen, die dann innerhalb eines längeren Zeitraums, meist mehreren Stunden, verarbeitet werden. Die Aushärtung der Formstoffmischung erfolgt erst nach der Formgebung, wobei dabei eine rasche Reaktion angestrebt wird. Die Gießform lässt sich nach dem Aushärten unmittelbar aus dem Formwerkzeug entnehmen, sodass kurze Taktzeiten verwirklicht werden können. Um allerdings eine gute Festigkeit der Gießform zu erhalten, muss die Aushärtung der Formstoffmischung innerhalb der Gießform gleichmäßig verlaufen. Soll die Aushärtung der Formstoffmischung durch nachträgliche Zugabe eines Katalysators erfolgen, wird die Gießform nach der Formgebung mit dem Katalysator begast. Dazu wird der gasförmige Katalysator durch die Gießform geleitet. Die Formstoffmischung härtet nach Kontakt mit dem Katalysator unmittelbar aus und kann daher sehr rasch aus dem Formwerkzeug entnommen werden. Mit zunehmender Größe der Gießform wird es schwieriger, in allen Abschnitten der Gießform eine für die Aushärtung der Formstoffmischung ausreichende Menge an Katalysator bereitzustellen. Die Begasungszeiten verlängern sich, wobei dennoch Abschnitte in der Gießform entstehen können, die nur sehr schlecht oder überhaupt nicht vom gasförmigen Katalysator erreicht werden. Die Menge des Katalysators steigt daher mit zunehmender Größe der Gießform stark an.

[0011] Ähnliche Schwierigkeiten treten bei heißen Aushärteverfahren auf. Hier muss die Gießform in allen Abschnitten auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt werden. Mit zunehmender Größe der Gießform verlängern sich zum einen die Zeiten, für welche die Gießform zum Aushärten auf eine bestimmte Temperatur erhitzt werden muss. Nur dann kann sichergestellt werden, dass die Gießform auch in ihrem Inneren die erforderliche Festigkeit aufweist. Zum anderen wird die Aushärtung mit zunehmender Größe der Gießform auch von der apparativen Seite sehr aufwendig.

[0012] Im Bereich des Großgusses liegt das Gewicht der Kerne häufig bei etwa 1000 kg oder darüber. Mit Verfahren, in denen die Härtung mit Gas oder durch Hitze erfolgt, sind unter technischen Gesichtspunkten solch große Kerne nur schwer bzw. nicht herstellbar. Hier werden dann vorzugsweise kalthärtende Verfahren angewendet.

[0013] Bei der Herstellung von Gießformen für große Gussstücke, beispielsweise Motorblöcke von Schiffsdieseln oder großen Maschinenteilen, wie Naben von Rotoren für Windkraftwerke, werden aus den genannten Gründen meist sogenannte "No-Bake-Bindemittel" verwendet. Beim "No-Bake-Verfahren" wird der feuerfeste Formgrundstoff (z.B. Sand) häufig zunächst mit einem Katalysator (Härter) belegt, anschließend das Bindemittel zugegeben und durch Mischen gleichmäßig auf den bereits mit Katalysator beschichteten Körnern des feuerfesten Formgrundstoffs verteilt. Bei diesem Verfahren wird häufig mit sogenannten kontinuierlichen Durchlaufmischern gearbeitet. Die resultierende Formstoffmischung lässt sich dann zu einem Formkörper formen. Da Bindemittel und Katalysator gleichmäßig in der Formstoffmischung verteilt sind, erfolgt auch bei großen Formkörpern die Aushärtung weitgehend gleichmäßig.

[0014] Alternativ kann beim "No-Bake-Verfahren" der feuerfeste Formgrundstoff (z.B. Sand) zunächst mit dem Bindemittel vermischt und anschließend der Härter zugegeben werden. Bei dieser Verfahrensführung kann es, insbesondere bei der Herstellung von Gießformen für große Gussstücke, wegen einer partiellen, lokalen zu hohen Konzentration des Härters zu einer Teilhärtung bzw. Vernetzung des Bindemittels kommen, wodurch ein inhomogener Formstoff erhalten würde.

[0015] Da der Katalysator (Härter) bereits vor der Formgebung zu der Formstoffmischung gegeben wird, beginnt die Aushärtung der Formstoffmischung unmittelbar nach ihrer Herstellung. Um eine für eine industrielle Anwendung geeignete Verarbeitungszeit zu erreichen, sollten daher die Komponenten der Formstoffmischung aufeinander abgestimmt werden. So lässt sich die Reaktionsgeschwindigkeit bei einer gegebenen Menge des Bindemittels und des feuerfesten Formgrundstoffs beispielsweise durch die Art und Menge des Katalysators oder auch durch Zugabe von verzögernden Komponenten beeinflussen. Zum anderen sollte die Verarbeitung der Formstoffmischung unter sehr kontrollierten Bedingungen erfolgen, da die Geschwindigkeit der Aushärtung beispielsweise durch die Temperatur der Formstoffmischung beeinflusst wird.

[0016] Die "klassischen" No-Bake-Bindemittel beruhen häufig auf Furanharzen und Phenolharzen. Sie werden oft als Systeme (Kits) angeboten, wobei eine Komponente ein reaktionsfähiges Furanharz bzw. Phenolharz und die andere Komponente eine Säure umfasst, wobei die Säure als Katalysator für die Aushärtung der reaktiven Harzkomponente wirkt.

[0017] Furan- und Phenolharze zeigen beim Guss sehr gute Zerfallseigenschaften. Unter der Hitzeeinwirkung des flüssigen Metalls zersetzt sich das Furan- oder Phenolharz und die Festigkeit der Gießform geht verloren. Nach dem Guss lassen sich daher Kerne, gegebenenfalls nach vorherigem Rütteln des Gussstücks, sehr gut aus Hohlräumen ausgießen.

[0018] "Furan-No-Bake-Bindemittel" enthalten reaktive Furanharze, welche regelmäßig als wesentliche Komponente Furfurylalkohol umfassen. Furfurylalkohol kann unter saurer Katalyse mit sich selbst reagieren und ein Homopolymer ausbilden. Für die Herstellung von Furan-No-Bake-Bindemitteln wird im Allgemeinen nicht Furfurylalkohol alleine verwendet, sondern es werden dem Furfurylalkohol weitere Verbindungen zugesetzt, die in das Harz einpolymerisiert werden. Beispiele für derartige Verbindungen sind Aldehyde, wie Formaldehyd oder Furfural, Ketone, wie Aceton, Phenole, Harnstoff oder auch Polyole, wie Zuckeralkohole oder Ethylenglykol. Den Harzen können noch weitere Komponenten zugegeben werden, welche die Eigenschaften des Harzes beeinflussen, beispielsweise dessen Elastizität. Melamin kann beispielsweise zugesetzt werden, um noch freies Formaldehyd zu binden.

[0019] Furan-No-Bake-Bindemittel werden meist dargestellt, indem zuerst Vorkondensate aus beispielsweise Harnstoff, Formaldehyd und Furfurylalkohol bei sauren Bedingungen erzeugt werden. Diese Vorkondensate werden danach mit Furfurylalkohol verdünnt. Ebenso können Harnstoff und Formaldehyd alleine zur Reaktion gebracht werden. Dabei entstehen so genannte UF-Harze ("Urea Formaldehyde"-Harze, "Aminoplaste"). Diese werden meist anschließend mit Furfurylalkohol verdünnt. Vorteile dieser Herstellungsweise sind eine höhere Flexibilität / Variabilität in der Produktpalette und geringere Kosten, da es sich um kalte Mischprozesse handelt. Nachteilig ist häufig, dass bestimmte chemische und anwendungstechnische Eigenschaften nicht erreicht werden können. Ferner sind UF-Harze häufig trübe, sodass in der Regel daraus hergestellte Bindemittel ebenfalls trübe und inhomogen sind.

[0020] Zur Herstellung von Furan-No-Bake-Bindemitteln können auch Resole verwendet werden. Resole werden durch Polymerisation von Gemischen aus Phenol und Formaldehyd hergestellt. Diese Resole werden dann häufig mit einer großen Menge an Furfurylalkohol verdünnt.

[0021] Furan-No-Bake-Bindemittel werden regelmäßig mit einer Säure gehärtet. Diese Säure katalysiert die Vernetzung des reaktiven Furanharzes. Zu beachten ist, dass je nach Bindemittel-Typ gewisse Säuremengen nicht unterschritten werden sollten, da alkalische Komponenten, die im feuerfesten Formgrundstoff enthalten sein können, die Säure teilweise neutralisieren können.

[0022] Als Säuren werden häufig Sulfonsäuren, Phosphorsäure oder Schwefelsäure verwendet. In einigen speziellen Fällen werden Kombinationen hiervon unter anderem auch in Kombination mit weiteren Carbonsäuren verwendet. Ferner können dem Furan-No-Bake-Bindemittel bestimmte "Härtungs-Moderatoren" zugesetzt werden.

[0023] Phosphorsäure wird als Säurekatalysator zu Härtung häufig in konzentrierter Form, d. h. bei Konzentrationen von mehr als 70% verwendet. Sie eignet sich jedoch (von Ausnahmen abgesehen) nur für die katalytische Aushärtung von Furanharzen mit einem relativ hohen Anteil an Harnstoff, da hier im Wesentlichen die Härtung des Aminoplast-Anteils im Furan-No-Bake-Bindemittel anspricht. Der Stickstoffgehalt derartiger Harze liegt in der Regel bei mehr als 2,0 Gew.-%. Schwefelsäure kann, als relativ starke Säure, als Starter für die Aushärtung der Furanharze schwächeren Säuren zugesetzt werden. Beim Abguss entwickelt sich dann jedoch ein für Schwefelverbindungen typischer Geruch. Außerdem besteht die Gefahr, dass vom Gusswerkstoff Schwefel aufgenommen wird, was dessen Eigenschaften beeinflusst.

[0024] Die Auswahl des Säurekatalysators zu Härtung hat dabei erheblichen Einfluss auf die Aushärtungsverhalten des Bindemittels, die Eigenschaften der Formstoffmischung sowie der daraus erhältlichen Gießform bzw. des daraus erhältlichen Kerns. So kann die Geschwindigkeit der Aushärtung durch die Menge sowie die Stärke der Säure beeinflusst werden. Hohe Säuremengen bzw. stärkere Säuren führen dabei zu einer Steigerung der Aushärtungsgeschwindigkeit. Im Falle eines zu raschen Abbindens wird die Verarbeitungszeit der Formstoffmischung zu sehr verkürzt, so dass die Verarbeitbarkeit stark beeinträchtigt wird oder sogar eine Verarbeitung nicht mehr möglich ist. Bei Verwendung zu großer Mengen an Säurekatalysator kann das Bindemittel, beispielsweise ein Furanharz, zudem bei der Aushärtung spröde werden, was sich nachteilig auf die Festigkeit der Gießform auswirkt. Bei Verwendung zu geringer Mengen an Säurekatalysator wird das Harz nicht vollständig ausgehärtet (oder die Aushärtung dauert sehr lang), was zu einer geringeren Festigkeit der Gießform führt.

[0025] Bei der Herstellung von Gießformen wird oft für die Kerne Neusand verwendet, während für die Formen häufig wieder aufgearbeiteter Formgrundstoff (z.B. Sand) verwendet wird. Feuerfeste Formgrundstoffe, die mit Furan-No-Bake-Bindemitteln verfestigt wurden, lassen sich sehr gut wieder aufarbeiten. Die Aufarbeitung erfolgt entweder mechanisch, indem eine aus restlichem Bindemittel gebildete Hülle mechanisch abgerieben wird oder indem der gebrauchte Sand thermisch behandelt wird. Bei mechanischer Aufarbeitung oder bei kombinierten mechanisch / thermischen Verfahren können Rücklaufquoten bis annähernd 100% erreicht werden.

[0026] Phenolharze als zweite große Gruppe säurekatalysiert aushärtbarer No-Bake-Bindemittel, enthalten als reaktive Harzkomponente Resole, also Phenolharze, die mit einem molaren Überschuss an Formaldehyd hergestellt wurden. Phenolharze zeigen im Vergleich zu Furanharzen eine geringere Reaktivität und erfordern als Katalysatoren starke Sulfonsäuren. Phenolharze zeigen eine relativ hohe Viskosität, die bei längerem Lagern des Harzes noch weiter zunimmt. Nachdem das Phenol-No-Bake-Bindemittel auf dem feuerfesten Formgrundstoff aufgetragen wurde, sollte die Formstoffmischung möglichst umgehend verarbeitet werden, um keine Verschlechterung der Qualität der Formstoffmischung durch vorzeitige Aushärtung in Kauf nehmen zu müssen, was zu einer Verschlechterung der Festigkeit der aus der Formstoffmischung hergestellten Gießformen führen kann. Bei Verwendung von Phenol-No-Bake-Bindemitteln ist die Fließfähigkeit der Formstoffmischung meist schlechter als ein vergleichsweiser hergestellter Formstoff mit einem Furan-No-Bake-Bindemittel. Bei der Herstellung der Gießform muss die Formstoffmischung daher sorgfältig verdichtet werden, um eine hohe Festigkeit der Gießform erreichen zu können.

[0027] Die Herstellung und Verarbeitung einer solchen Formstoffmischung sollte bei Temperaturen im Bereich von 15 bis 35°C erfolgen. Bei zu niedriger Temperatur lässt sich die Formstoffmischung wegen der hohen Viskosität des Phenol-No-Bake-Harzes schlechter verarbeiten. Bei Temperaturen von mehr als 35°C verkürzt sich die Verarbeitungszeit durch vorzeitige Aushärtung des Bindemittels.

[0028] Nach dem Abguss lassen sich Formstoffmischungen auf der Basis von Phenol-No-Bake-Bindemitteln ebenfalls wieder aufarbeiten, wobei auch hier mechanische oder thermische bzw. kombinierte mechanisch/thermische Verfahren verwendet werden können.

[0029] Wie bereits erläutert, hat die bei Furan- bzw. Phenol-No-Bake-Verfahren als Katalysator verwendete Säure einen sehr großen Einfluss auf die Eigenschaften der Gießform. Die Säure muss eine ausreichende Stärke aufweisen, um eine ausreichende Reaktionsgeschwindigkeit bei der Aushärtung der Gießform zu gewährleisten.

[0030] Die Aushärtung sollte dabei gut steuerbar sein, so dass auch ausreichend lange Verarbeitungszeiten eingestellt werden können. Dies ist insbesondere bei der Herstellung von Gießformen für sehr große Gussstücke wichtig, deren Aufbau einen längeren Zeitraum erfordert.

[0031] Ferner darf sich die Säure bei der Regenerierung von Altformstoffen (d.h. von bereits zur Herstellung verlorener Formen oder Kerne eingesetzten Formstoffen, wie beispielsweise Altsanden) nicht im Regenerat anreichern. Sofern über das Regenerat Säure in die Formstoffmischung eingebracht wird, verkürzt dies die Verarbeitungszeit und führt zu einer Verschlechterung der Festigkeit der aus dem Regenerat hergestellten Gießform.

[0032] Für die Verwendung als Katalysator in No-Bake-Verfahren ist daher nicht jede Säure geeignet. Häufig werden Toluolsulfonsäure, Benzolsulfonsäure oder auch Methansulfonsäure eingesetzt, daneben auch Phosphorsäure und Schwefelsäure.

[0033] Phosphorsäure eignet sich, wie bereits erläutert, nur für die Aushärtung von bestimmten Furanharzqualitäten. Für die Aushärtung von Phenolharzen ist Phosphorsäure jedoch nicht geeignet. Als weiteren Nachteil zeigt Phosphorsäure die Tendenz, sich im Regenerat anzureichern, was die erneute Verwendung des Regenerats erschwert. Schwefelsäure führt beim Abguss sowie beim thermischen Regenerieren zur Emission von Schwefeldioxid, das korrosive Eigenschaften aufweist, gesundheitsschädlich ist und eine Geruchsbelästigung darstellt.

[0034] Gusseisen mit Kugelgraphit (GJS) ist ein Eisen-Kohlenstoff-Werkstoff, dessen Kohlenstoffanteil vorwiegend in kugelförmiger (globularer) Form vorliegt. Gusseisen mit Kugelgraphit besitzt stahlähnliche Werkstoffeigenschaften. Durch die globulare Form des Graphits ergeben sich hohe Festigkeiten bei einer sehr guten, bleibenden Verformung (Dehnung). Durch niedrige Perlitanteile steigen sowohl die Bearbeitbarkeit als auch die dazugehörigen Werkzeugstandzeiten. Gusseisen mit Kugelgraphit wird beispielsweise in der Fahrzeugindustrie, dem Maschinen- und Schiffsbau, in Druckbehältern oder in der Windkraft eingesetzt. GJS-Gusseisenqualitäten sind in der DIN EN 1563, Gießereiwesen - Gusseisen mit Kugelgraphit, beschrieben.

[0035] Gusseisen mit lamellarem Graphit (GJL) besitzt ebenfalls hervorragende praktische Eigenschaften und stellt an den Fachmann in vielen Fällen ähnliche Anforderungen wie GJS. Die wesentlichen für die Praxis relevanten Unterschiede zwischen GJL und GJS sind dem Fachmann bekannt.

[0036] Beim GJS- und GJL-Guss treten als "narbige Oberflächen" bezeichnete Gussfehler auf.

[0037] Diese Fehler sind flächenhaft auftretende, pockennarbige Aufrauhungen und Vertiefungen an der Gussoberfläche bzw. in der Gusshaut. Sie sind mit einem weiß bis leicht bläulich erscheinenden Belag belegt. Deshalb wird der Fehler auch als "Weißer Belag" bezeichnet. Der Belag besteht im Wesentlichen aus (faserförmigem) Siliciumoxiden. Beim Strahlen der Gussstücke wird der Belag entfernt es verbleit nur die narbige Oberfläche.

[0038] Der Fehler tritt bei GJS- und GJL-Gussstücken auf, die mittels Gießformen und Kernen hergestellt wurden, die aus einem chemisch gebundenen Formstoff bestehen, der wiederum aus Quarzsand und einem säuregehärteten Bindemittel besteht. Speziell bei säuregehärteten Furanharzformstoffen und anderen säuregehärteten, kalthärtenden Verfahren, wie dem Phenolharzverfahren, tritt der Fehler auf. Die häufigste Fehleranfälligkeit wurde bei regenerierten Furanharzsanden mit einem Glühverlust zwischen 3 und 4,5% festgestellt.

[0039] Der Fehler tritt auch bei der Verwendung von Kernen und Formen auf, die nach dem Croning Verfahren hergestellten wurden, sowie beim tongebundenen Formstoffverfahren.

[0040] Eine detaillierte Beschreibung des Fehlerbildes kann den folgenden Literaturstellen entnommen werden:

1) M. Schrod, H. J. Wojtas, Oberflächenfehler insbesondere bei GJS, 7. Formstofftage, Duisburg Februar 2008

2) H. G. Levelink, F.P.M.A Julien, Eigenschaften von regeneriertem Furanharzsand Giesserei 68 (1981) 340

3) S. Hasse Guß- und Gefügefehler, Schiele & Schön, Berlin 2. Auflage, 2003, 343

[0041] Die weißen Beläge treten überwiegend bei dickwandigen Teilen auf, also an mittleren bis schweren Gussstücken. Auch kleinere kompakte Gussstücke mit großem Modul sind betroffen. Am Gussteil tritt der Fehler zumeist in thermisch hochbelasteten Zonen, wie den Radien auf, kann sich aber von dort ausgehend auch über größere Flächen ziehen. Unterhalb der Oberfläche der betroffenen Zonen liegt der Graphit zum Teil entartet vor.

[0042] Der Gussfehler führt zu erhöhter Nacharbeit in der Gießerei und kann bisher nur durch ein erhöhtes Aufmaß an den betroffenen Flächen begegnet werden. Im Extremfall führen narbige Oberflächen zum Ausschuss des Gussstückes.

[0043] Aufgrund der Aufrauhungen und Vertiefungen an der Gussoberfläche müssen die betroffenen Flächen erst aufwendig geschliffen werden, bevor sie zur Qualitätskontrolle des Gussstücks einer Ultraschallprüfung oder Rissprüfung unterzogen werden.

[0044] Im Verfahren zur Herstellung von GJS- und GJL-Gussteilen durch kalthärtende Formstoffe mit verlorenen Formen besteht der Bedarf nach einem konstanten Prozess, durch den reproduzierbar und kostengünstig Gussteile hergestellt werden können, die gute Gussoberflächen aufweisen. Deshalb sind Lösungen gefordert, bei denen auch in Teilbereichen der Gussstückoberfläche narbige Oberflächen vermieden werden.

[0045] In S. Hasse Guß- und Gefügefehler, Schiele & Schön, Berlin 2. Auflag. 2003, 343 sind bereits einige Maßnahmen beschrieben, mit denen die Gussfehler zumindest vermindert werden können. Die beschriebenen Maßnahmen sind aber allesamt noch nicht zufriedenstellend, da sie beispielsweise durch eine Erhöhung der Sandabfälle zu einer Verteuerung des Gussprozesses führen und daher wirtschaftlich nicht darstellbar sind oder technisch schwierig umzusetzen sind.

[0046] In "Beitrag zum Entstehungsmechanismus des Gussoberflächenfehlers weißer Belag und Erarbeiten von Lösungsvorschlägen zur Vermeidung, Dissertation E. Potaturina, TU Bergakademie Freiberg, März 2014" werden Penetrationsschlichten beschrieben. Diese Penetrationsschlichten enthalten Mangan(IV)oxid (Braunstein). Mangan(IV)oxid (Braunstein) ist in Wasser und Alkoholen unlöslich und reagiert amphoter. Die Verwendung von Imprägnierschlichten mit Mangandioxid hat den Nachteil, dass das Mangandioxid die Feuerfestigkeit des Formstoffes herabsetzt. Es besteht die Gefahr der Bildung von Gussfehlern. Ferner können diese Penetrationsschlichten, wie von E. Potaturina beschrieben, den Gussfehler "narbige Oberflächen" bestenfalls reduzieren.

[0047] In der Dissertation von E. Potaturina wird ferner auch eine Schlichte beschrieben, die den Fehler etwas unterdrücken kann, wenn sie auf die Formstoffoberfläche aufgetragen wird. Dabei handelt es sich um eine Schlichte mit einem anorganischen Binder.

[0048] Üblicherweise werden in Gussverfahren Penetrationsschlichten verwendet, d.h. Schlichten, die in den Formstoff eindringen und mit ihren Feuerfeststoffen die Poren im Formstoff ausfüllen. Sie sind insbesondere zur Vermeidung von Gussfehlern wie Penetrationen und Erosionen geeignet. Diese Schlichten enthalten regelmäßig größere Mengen an Feuerfeststoffen und können auch anorganische oder organische Bindemittel enthalten. Handelsübliche Schlichten penetrieren regelmäßig beim Auftrag in den Formstoff. Eine Wirkung gegen narbige Oberflächen ist nicht bekannt. In eigenen Versuchen konnte beispielsweise mit der basische Feuerfeststoffe enthaltenden Magnesitschlichte 5848 der Firma Hüttenes-Albertus GmbH, Düsseldorf, kein Effekt auf die Bildung von narbigen Oberflächen beobachtet werden.

[0049] Auch Formlacke, die auf Formstoffoberflächen aufgetragen werden, werden häufig eingesetzt. Diese Formlacke sind Lösungen organischer Harze in einem Lösungsmittel. Sie dienen der Härtung der Formoberfläche. Eine Wirksamkeit gegen narbige Oberflächen kann nicht beobachtet werden.

[0050] Das Dokument DE102008025311 A1 offenbart eine geruchs- und schadstoffabsorbierende Beschichtungsmasse für den kastengebundenen Metallguss.

[0051] Der Abstract des Dokuments JP 57171540 A offenbart eine "Preventing Method for Sulfurization of Cast Steel Casting".

[0052] Das Dokument WO 2009/004090 A1 offenbart ein Verfahren zum Vergießen einer Metallschmelze.

[0053] Die Veröffentlichung DE 2407344 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gießereiformen und -kernen.

[0054] Keines dieser zuletzt genannten Dokumente betrifft den Gussfehler "narbige Oberflächen" (weiße Beläge); entsprechend offenbart keines der vorstehend genannten Dokumente Verfahren oder Mittel zur Bekämpfung derartiger Gussfehler.

[0055] Es war eine primäre Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Weg zu finden, bei dem die Bildung von narbigen Oberflächen (weißen Belägen) während des Gießverfahrens unterdrückt bzw. stark vermindert wird. Hierdurch sollte es beispielsweise möglich sein, dass die GJS- und GJL-Gussteile mit üblichen Aufmaßen gefertigt werden können.

[0056] Idealerweise sollte es weiterhin möglich bleiben, die in der Gießerei üblichen Prozesse mit den üblicherweise in der Gießerei vorhanden Mitteln für die Kern- und Formherstellung anzuwenden. Es sollte auch möglich sein, nur die kritischen Bereiche der Formen und Kerne zur Herstellung der GJS- und GJL-Gussteile zu behandeln; hierdurch ließen sich Produktionskosten sparen. Auch sollte durch das Verfahren der Formstoffkreislauf möglichst gering belastet werden, um aufwendige Ausgleichmaßnahmen oder Neusandzugaben zu vermeiden. Ebenfalls sollte es möglich sein, zumindest einen, vorzugsweise mehrere oder sämtliche der nachfolgenden Punkte zu vermeiden bzw. zu erreichen:

• Vermeidung von Ausschuss
• Vermeidung von Nacharbeit
• Vermeidung von erhöhten Bearbeitungszugaben
• Erreichung von geforderten Oberflächengüten
• Senkung des Prüfaufwandes z.B. bei einer Ultraschallprüfung / Rissprüfung
• Verbesserung der mechanischen Kennwerte des fertigen Gussstücks.

[0057] Diese Aufgabe wird überraschenderweise gelöst durch die Verwendung einer basischen Zusammensetzung umfassend

• eine basische Komponente bestehend aus einer oder mehreren Basen

sowie

• eine Trägerflüssigkeit für die basische Komponente

als Infiltrationsmittel für den Formstoff einer Gießform, die Quarzsand und ein mittels Säure gehärtetes Bindemittel umfasst, und zum Unterdrücken der Bildung von narbigen Oberflächen während des Gießverfahrens.

[0058] Unter einem mittels Säure gehärtetem Bindemittel wird im Rahmen dieser Erfindung ein vernetztes organisches Polymer verstanden, das nach der Härtung ein Substrat (Quarzsand) gebunden hat und durch die freie und notwendige Säure, die zur Vernetzung (Härtung) des organischen Polymers hinzugegeben wurde, in Wasser einen pH Wert von < 7,0 erzeugen würde.

[0059] Unter einer Gießform wird im Rahmen dieser Erfindung die Gesamtheit aus Formaußenteilen und - sofern vorhanden - Forminnenteilen (z.B. Kernen) verstanden.

[0060] Im Rahmen dieser Erfindung wird unter einer Base oder einer Säure eine Brønsted-Base (Protonenakzeptor) bzw. -Säure (Protonendonor) verstanden. Zudem werden im Sinne dieser Anmeldung unter Basen Verbindungen verstanden, die mit Säuren durch Neutralisation Salze bilden oder in wässrigen Lösungen Hydroxid-Ionen bilden. Beispielsweise handelt es sich bei Natriumhydroxid im Sinne dieser Erfindung um eine Base, da Natriumhydroxid in wässrigen Lösungen Hydroxid-Ionen ausbildet.

[0061] Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei eine, mehr als eine oder sämtliche der Basen, die in der Zusammensetzung enthalten sind, einen pK_B-Wert in Wasser bei 25°C von kleiner als 3,0, vorzugsweise kleiner als 1,0 aufweisen.

[0062] Es hat sich in eigenen Untersuchungen gezeigt, dass bei der Verwendung von Zusammensetzungen, die zumindest eine starke Base aufweisen, also eine Base mit den oben näher spezifizierten pK_B-Werten, die oben aufgeführten Gussfehler besonders gut vermieden oder reduziert werden.

[0063] Da in vielen Tabellenwerken statt dem pK_B-Wert (Basenkonstante) der pK_S-Wert (Säurekonstante) der korrespondierenden Säure angegeben ist, kann der in den Tabellenwerken angegebene pK_S-Wert der korrespondierenden Säure mit der nachfolgenden Formel leicht in den pK_B-Wert der Base umgerechnet werden:

[0064] Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei die basische Zusammensetzung als oder in der Trägerflüssigkeit für die basische Komponente Wasser umfasst und wobei die wässrige Phase vorzugsweise einen pH-Wert von >8 aufweist, bevorzugt einen pH-Wert von >10 aufweist, besonders bevorzugt einen pH-Wert von >12 aufweist, insbesondere bevorzugt einen pH-Wert von >13 aufweist.

[0065] Es hat sich gezeigt, dass insbesondere bei der Verwendung von starken Basen in einer ausreichenden Konzentration, sodass die oben aufgeführten pH-Werte erreicht werden, die Verwendung der basischen Zusammensetzung, zu besonders guten Ergebnissen führt. So kann sichergestellt werden, dass die Zusammensetzung bei der Verwendung in der Lage ist, nach dem Infiltrieren des Formstoffs einer Gießform, die Quarzsand und ein mittels Säure gehärtetes Bindemittel umfasst, die in dem Formstoff verbliebene Säure zu neutralisieren.

[0066] Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung als Infiltrationsmittel für den Formstoff einer Gießform, die Quarzsand und ein mittels Säure gehärtetes Bindemittel umfasst, wobei die Gießform bei Kontakt mit Wasser acid reagiert.

[0067] Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei das Infiltrationsmittel für den Formstoff einer Gießform, die Quarzsand und ein mittels Säure gehärtetes Bindemittel umfasst, so in den Formstoff infiltriert (wird), dass ein Infiltrationsprodukt entsteht, das bis mindestens zu einer Infiltrationstiefe von 2 mm bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert, gemessen von der Oberfläche der Gießform, bevorzugt bis mindestens zu einer Infiltrationstiefe von 5 mm, besonders bevorzugt 10 mm, wobei ganz besonders bevorzugt bei jeder Infiltrationstiefe im Bereich von 2 bis 5 mm das Infiltrationsprodukt bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert.

[0068] Es hat sich in eigenen Untersuchungen gezeigt, dass bei einer erfindungsgemäßen Verwendung überraschend gute Resultate erzielt werden, wenn zumindest Bereiche der den Gießformhohlraum definierenden Oberflächen der Gießform bei Kontakt mit Wasser acid reagieren, wobei das Infiltrationsmittel zumindest einen der besagten acid reagierenden Bereiche infiltriert.

[0069] Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung (wie vorstehend definiert, vorzugsweise wie vorstehend als bevorzugt bezeichnet), als Infiltrationsmittel für den mittels eines No-Bake-Bindemittels ausgehärteten Formstoff einer Gießform und zum Unterdrücken der Bildung von narbigen Oberflächen während des Gießverfahrens,
wobei das No-Bake-Bindemittel durch einen sauren Katalysator für die Aushärtung der reaktiven Harzkomponente des No-Bake-Bindemittels ausgehärtet ist, wobei der saure Katalysator Sulfonsäuren, Phosphorsäure, Schwefelsäure oder Kombinationen davon umfasst.

[0070] Es hat sich besonders bewährt und ist bevorzugt, (a) den bzw. die sauren Katalysatoren in flüssiger Phase einzusetzen oder (b) mit dem bzw. den sauren Katalysatoren den Formgrundstoff (also vorzugsweise Quarzsand) zu belegen.

[0071] Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei eine, mehr als eine oder sämtliche der Basen in der basischen Komponente ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus

• anorganischen Basen und organischen Basen.

[0072] Insbesondere bevorzugt ist dabei eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei

• eine, mehr als eine oder sämtliche der anorganischen Basen in der basischen Komponente ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus anorganischen Verbindungen, die von Wasser ein Proton übernehmen können, und Metallhydroxiden

und/oder

• eine, mehr als eine oder sämtliche der organischen Basen in der basischen Komponente ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus Carbonsäure-Salzen und organischen Aminen.

[0073] Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung wobei eine, mehr als eine oder sämtliche der anorganischen Basen in der basischen Komponente ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallhydroxid, Erdalkalimetallhydroxid und Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas, Kaliwasserglas oder Lithiumwasserglas.

[0074] Erfindungsgemäß bevorzugte Alkalimetallhydroxide sind Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid und Kaliumhydroxid, insbesondere Kaliumhydroxid und Natriumhydroxid. Erfindungsgemäß bevorzugte Erdalkalimetallhydroxide sind Magnesiumhydroxid, Calciumhydroxid und Strontiumhydroxid, insbesondere Calciumhydroxid und Magnesiumhydroxid.

[0075] Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung (vorzugsweise eine Verwendung, die bzw. deren Ausgestaltung vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt bezeichnet ist), wobei die Trägerflüssigkeit für die basische Komponente eine oder mehrere Verbindungen umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus

• Wasser
  und
• organischen Verbindungen mit einem Siedepunkt unter 100°C bei 1000 hPa, wobei vorzugsweise in der Trägerflüssigkeit der Gesamtanteil an Wasser und organischen Verbindungen mit einem Siedepunkt unter 100°C bei 1000 hPa mehr als 50 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge der Trägerflüssigkeit.

[0076] Ein Vorteil einer solchen Zusammensetzung, in der die Trägerflüssigkeit für die basische Komponente eine oder mehrere Verbindungen umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser und organischen Verbindungen mit einem Siedepunkt unter 100°C bei 1000 hPa ist, dass die Trägerflüssigkeit nach dem Auftragen der Zusammensetzung auf zumindest Teile der Form schneller verdampft als vergleichbare Zusammensetzungen, deren organische Verbindungen einen Siedepunkt von über 100°C bei 1000 hPa aufweisen. Hierdurch lässt sich die Wartezeit zwischen Auftragen der Zusammensetzung auf die Gießform und dem anschließenden Füllen des Gießformhohlraums mit einer schmelzflüssigen Eisen-Kohlenstoff-Legierung verkürzen.

[0077] Eine erfindungsgemäße Verwendung ist bevorzugt, wobei die Trägerflüssigkeit für die basische Komponente eine oder mehrere Verbindungen umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser, Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Aceton und Benzin, wobei vorzugsweise in der Trägerflüssigkeit der Gesamtanteil an Wasser, Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Aceton und Benzin mehr als 50 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge der Trägerflüssigkeit.

[0078] In eigenen Versuchen hat sich gezeigt, dass diese Verbindungen bzw. Substanzen besonders gute praktische Eigenschaften aufweisen. Sie verdampfen ausreichend schnell und sind physiologisch unbedenklich bzw. wenig bedenklich und lassen sich ohne hohe Sicherheitsvorkehrungen in der Gießerei anwenden.

[0079] Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden erfindungsgemäßen Verwendung umfasst die Zusammensetzung ein oder mehrere Tenside.

[0080] Die Verwendung von Tensiden in der Zusammensetzung führt unter anderem dazu, dass die Oberflächenspannung der Zusammensetzung erniedrigt wird und beim Auftragen der Zusammensetzung eine Benetzung der Gießform verbessert wird. Zusätzlich wird das Eindringen (Penetrieren) der Zusammensetzung in die oberen Schichten der Gießform verbessert. Insbesondere ist das Vorliegen von einem oder mehreren Tensiden bevorzugt, wenn lediglich Wasser als Trägerflüssigkeiten vorliegt.

[0081] Geeignete Tenside sind anionischen Tenside, nichtionische Tenside, kationische Tenside und amphotere Tenside.

[0082] Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei die Zusammensetzung ein oder mehrere Bindemittel umfasst, wobei vorzugsweise das eine bzw. zumindest eines der mehreren Bindemittel an der Luft selbsthärtend ist und/oder bei Entfernung der Trägerflüssigkeit trocknet.

[0083] Es hat sich in eigenen Untersuchungen gezeigt, dass durch die Verwendung von Bindemitteln in der Zusammensetzung die Oberflächeneigenschaften der Gießform und hierdurch die Oberflächeneigenschaften des hergestellten Gießstücks weiter verbessert werden konnten. Das Bindemittel dient unter anderem zum Verfestigen ("Heilen") der infiltrierten Formstoffschicht, um Fehler zu vermindern, die ansonsten in Einzelfällen im gebundenen Formstoff entstehen, möglicherweise durch Kontakt mit der Base (z.B. dem Metallhydroxid) der erfindungsgemäß zu verwendenden Zusammensetzung. Insbesondere ist dabei eine erfindungsgemäße Verwendung bevorzugt, wobei die Zusammensetzung ein oder mehrere Bindemittel umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
phenolische Harze, bevorzugt Resole, besonders bevorzugt basische wässrige Resole,
Thermoplaste, bevorzugt Polyamide, Polyvinylacetate, Polyvinylalkohole und Polybutyrale, Polyvinylpyrrolidone, besonders bevorzugt Polyvinylalkohole und Polyvinylacetate,
Kohlehydrate, bevorzugt Stärke und Melasse, besonders bevorzugt Stärke,
Biopolymere, bevorzugt Lignine, Cellulosen, Pflanzenschleime, Gelantine, Pektine und Alginate, besonders bevorzugt Sulfitablaugen,
Dispersionen und Pulver, bevorzugt Copolymere, besonders bevorzugt Acrylate,
anorganische Bindemittel basierend auf oder enthaltend:

Silikatbinder, insbesondere Wasserglas und Kieselsole,

(basische) Polyphosphate, Borate, Zementbinder.

[0084] Sofern bei der erfindungsgemäßen Verwendung die Zusammensetzung ein oder mehrere Bindemittel umfasst, die basisch sind, insbesondere basische Bindemittel, die weiter oben aufgeführt sind, erfüllt das basische Bindemittel bzw. erfüllen die basischen Bindemittel die Funktion der basischen Komponente bestehend aus einer oder mehreren Basen. Weitere basische Komponenten, bei denen es sich nicht um Bindemittel handelt, können in der Zusammensetzung vorliegen, jedoch ist das Vorliegen solcher weiteren basischen Komponenten nicht obligatorisch.

[0085] Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei die Zusammensetzung umfasst:

organische Bindemittel in einer Konzentration von 0,2 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung, vorzugsweise 0,2 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,2 bis 5 Gew.-%
und/oder

anorganische Bindemittel in einer Konzentration von 0,5 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung.

[0086] Unter organischen Bindemitteln werden Bindemittel verstanden, die auf Kohlenstoff basieren und neben Wasserstoff, Sauerstoff, Schwefel und Stickstoff keine weiteren Atome enthalten. Organische Bindemittel können als Salze vorliegen; in solchen Fällen liegen neben einem geladenen organischen Bindemittelion geladene Gegenionen vor, die nicht oder nicht ausschließlich aus den genannten Elementen bestehen müssen.

[0087] Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei die Zusammensetzung umfasst:

alkalisches Silikat in einer Konzentration von 5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung, besonders bevorzugt 10 bis 40 Gew.-%.

[0088] Bei der Bestimmung der Konzentration des alkalischen Silikats der Zusammensetzung werden Lösungsmittelbestandteile und mögliches Kristallwasser der Silikate nicht den Silikaten, sondern nur der Gesamtmenge der Zusammensetzung zugeordnet.

[0089] Ebenfalls bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei die Zusammensetzung ein oder mehrere in der Trägerflüssigkeit suspendierte Feststoffe enthält,
vorzugsweise ein oder mehrere in der Trägerflüssigkeit suspendierte Feststoffe, die bei Kontakt mit Wasser inert sind oder eine acide oder basische Oberfläche besitzen,
wobei vorzugsweise ein oder mehrere in der Trägerflüssigkeit suspendierte Feststoffe anorganische Feststoffe sind,
wobei der anorganische Feststoff vorzugsweise kein Silikat ist.

[0090] Besonders bevorzugt ist demnach eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei die Zusammensetzung einen Anteil an in der Trägerflüssigkeit suspendierten Feststoffen mit einer Teilchengröße kleiner 0,075 mm enthält,
vorzugsweise einen Anteil an in der Trägerflüssigkeit suspendierten anorganischen Feststoffen mit einer Teilchengröße kleiner 0,075 mm enthält,
vorzugsweise einen Anteil an in der Trägerflüssigkeit suspendierten Feststoffen mit einer Teilchengröße kleiner 0,075 mm im Bereich von > 50 Gew.-% enthält, bezogen auf die Gesamtmenge an Feststoff,
vorzugsweise einen Anteil an in der Trägerflüssigkeit suspendierten anorganischen Feststoffen mit einer Teilchengröße kleiner 0,075 mm im Bereich von > 50 Gew.-% enthält, bezogen auf die Gesamtmenge an Feststoff.

[0091] Bevorzugt ist auch eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei die basische Komponente ganz oder teilweise in der Trägerflüssigkeit gelöst ist.

[0092] Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei die Zusammensetzung ein oder mehrere Farbstoffe enthält, vorzugsweise ein oder mehrere Farbpigmente und/oder in der Trägerflüssigkeit gelöste Farbstoffe enthält.

[0093] Die Verwendung einer Zusammensetzung, die ein oder mehrere Farbstoffe enthält, hat den Vorteil, dass beim Auftragen der Zusammensetzung auf die Form bzw. auf Teile der Form direkt erkennbar ist, auf welchen Bereichen der Form die Zusammensetzung bereits aufgetragen wurde. Insbesondere beim Aufstreichen oder Sprühen der Zusammensetzung, beim Tauchen der Form in der Zusammensetzung oder beim Fluten der Form mit der Zusammensetzung kann schnell erkannt werden, ob alle erforderlichen Bereiche der Form ausreichend mit der Zusammensetzung in Kontakt sind. Auch lässt sich nach dem Aufbrechen der Form optisch erkennen, wie tief die Zusammensetzung in die Formstoffoberfläche eingedrungen ist.

[0094] Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei die Zusammensetzung kein Graphit und keine Oxide des Zirkon, Silizium, Aluminium, Magnesium und Calcium und keine Mischoxide dieser Elemente enthält.

[0095] Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung zum Vermindern der Bildung von Gussfehler, insbesondere zur Verminderung der Bildung von weißen Belägen.

[0096] Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung einer basischen Zusammensetzung umfassend

• eine basische Komponente bestehend aus Natriumhydroxid und/oder Kaliumhydroxid,
• 30 bis 70 Gew.-% einer Trägerflüssigkeit für die basische Komponente, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, wobei die Trägerflüssigkeit Wasser und zumindest einen Alkohol ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Methanol, Ethanol, Propanol und Butanol umfasst,
• ein oder mehrere Farbpigmente,
• 20 bis 60 Gew.-% eines oder mehrerer in der Trägerflüssigkeit suspendierter Feststoffs, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorzugsweise eines Feuerfeststoffes oder hochfeuerfesten Feststoffes,

sowie

• 1 bis 15 Gew.-% eines oder mehrerer Bindemittel wie oben definiert, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, vorzugsweise eines basischen wässrigen Resols,

[0097] als Infiltrationsmittel (und zum Unterdrücken der Bildung von narbigen Oberflächen) für den Formstoff einer Gießform, die Quarzsand und ein mittels Säure gehärtetes Bindemittel umfasst, wobei die Gießform (oder zumindest Bereiche der den Gießfromhohlraum definierenden Oberflächen) bei Kontakt mit Wasser vorzugsweise acid reagiert.

[0098] Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Verwendung, wobei der Quarzsand ein regenerierter Quarzsand ist, der vorzugsweise durch Aufarbeitung einer Formstoffmischung hergestellt wurde, die Quarzsand und ein mittels Säure gehärtetes Bindemittel umfasst.

[0099] Durch die Verwendung von regeneriertem Quarzsand lassen sich die Verfahrenskosten senken und Abfälle werden vermieden.

[0100] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines GJS- oder GJL-Gussstücks und zur Unterdrückung der Bildung narbiger Oberflächen, mit folgenden Schritten:

(i) Bereitstellen oder Herstellen einer Gießform, deren Oberflächen einen Gießformhohlraum definieren, aus chemisch gebundenem Formgrundstoff umfassend ein oder mehrere mittels Säure gehärtete Bindemittel und Quarzsand, wobei zumindest Bereiche der den Gießformhohlraum definierenden Oberflächen der Gießform bei Kontakt mit Wasser acid reagieren,

(ii) Infiltrieren zumindest eines der besagten acid reagierenden Bereiche mit einer erfindungsgemäß zu verwendenden Zusammensetzung wie vorstehend, nachfolgend oder in den Ansprüchen definiert, so dass das Infiltrationsprodukt bis mindestens zu einer Infiltrationstiefe von 2 mm bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert, gemessen von der Oberfläche der Gießform,

(iii) Füllen des Gießformhohlraums mit einer schmelzflüssigen Eisen-Kohlenstoff-Legierung,

(iv) Erstarren lassen der Eisen-Kohlenstoff-Legierung im Gießformhohlraum, so dass ein GJS- oder GJL-Gussstück resultiert.

[0101] Vorzugsweise wird Schritt (ii) so durchgeführt, dass ein Infiltrationsprodukt entsteht, das bis mindestens zu einer Infiltrationstiefe von 5 mm, besonders bevorzugt 10 mm, bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert, gemessen von der Oberfläche der Gießform, wobei ganz besonders bevorzugt bei jeder Infiltrationstiefe im Bereich von 2 bis 5 mm das Infiltrationsprodukt bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert.

[0102] Ein spezifischer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung eines GJS-Gussstücks, mit folgenden Schritten:

(i) Bereitstellen oder Herstellen einer Gießform, deren Oberflächen einen Gießformhohlraum definieren, aus chemisch gebundenem Formgrundstoff umfassend ein oder mehrere mittels Säure gehärtete Bindemittel und Quarzsand, wobei zumindest Bereiche der den Gießformhohlraum definierenden Oberflächen der Gießform bei Kontakt mit Wasser acid reagieren,

(ii) Infiltrieren zumindest eines der besagten acid reagierenden Bereiche mit einer erfindungsgemäß zu verwendenden Zusammensetzung wie oben definiert, so dass das Infiltrationsprodukt bei Kontakt mit Wasser an der Oberfläche der Gießform basisch reagiert, vorzugsweise so, dass der infiltrierte Oberflächenbereich der Gießform bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert,

(iii) Füllen des Gießformhohlraums mit einer schmelzflüssigen Eisen-Kohlenstoff-Legierung,

(iv) Erstarren lassen der Eisen-Kohlenstoff-Legierung im Gießformhohlraum, so dass ein GJS-Gussstück resultiert.

[0103] Und ein weiterer spezifischer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines GJL-Gussstücks, mit folgenden Schritten:

(i) Bereitstellen oder Herstellen einer Gießform, deren Oberflächen einen Gießformhohlraum definieren, aus chemisch gebundenem Formgrundstoff umfassend ein oder mehrere mittels Säure gehärtete Bindemittel und Quarzsand, wobei zumindest Bereiche der den Gießformhohlraum definierenden Oberflächen der Gießform bei Kontakt mit Wasser acid reagieren,

(ii) Infiltrieren zumindest eines der besagten acid reagierenden Bereiche mit einer erfindungsgemäß zu verwendenden Zusammensetzung wie oben definiert, so dass das Infiltrationsprodukt bei Kontakt mit Wasser an der Oberfläche der Gießform basisch reagiert, vorzugsweise so, dass der infiltrierte Oberflächenbereich der Gießform bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert,

(iii) Füllen des Gießformhohlraums mit einer schmelzflüssigen Eisen-Kohlenstoff-Legierung,

(iv) Erstarren lassen der Eisen-Kohlenstoff-Legierung im Gießformhohlraum, so dass ein GJL-Gussstück resultiert.

[0104] Vorstehend mit Blick auf die erfindungsgemäße Verwendung angegebene bevorzugte Ausgestaltungen gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren; dies gilt auch umgekehrt.

[0105] Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend, nachfolgend oder in den beigefügten Ansprüchen definiert, vorzugsweise wie als bevorzugt bezeichnet), bei dem die Gießform in Schritt (i) hergestellt wird, mit folgenden Schritten zum Herstellen der Gießform in Schritt (i):

(i-a) Bereitstellen eines No-Bake-Bindemittels, wobei das No-Bake-Bindemittel als reaktive Harzkomponente vorzugsweise Furanharze und/oder Phenolharze umfasst.

(i-b) Bereitstellen von Quarzsand,

(i-c) Bereitstellen eines sauren Katalysators, vorzugsweise in flüssiger Phase oder als Belag auf dem Quarzsand gemäß Komponente (i-b),für die Aushärtung der reaktiven Harzkomponente des No-Bake-Bindemittels

(i-d) Herstellen der Gießform aus den bereitgestellten Komponenten gemäß dem No-Bake-Verfahren.

[0106] Besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend, nachfolgend oder in den beigefügten Ansprüchen definiert, vorzugsweise wie als bevorzugt bezeichnet), mit folgenden Schritten zum Herstellen der Gießform in Schritt (i):

(i-a-F)Bereitstellen eines No-Bake-Bindemittels, wobei das No-Bake-Bindemittel als reaktive Harzkomponente ein Furanharz umfasst.

(i-b-F)Bereitstellen von Quarzsand,

(i-c-F) Bereitstellen eines sauren Katalysators, vorzugsweise in flüssiger Phase oder als Belag auf dem Quarzsand gemäß Komponente (i-b), für die Aushärtung der reaktiven Harzkomponente des No-Bake-Bindemittels, umfassend Sulfonsäuren, Phosphorsäure, Schwefelsäure oder Kombinationen davon,

(i-d-F) Herstellen der Gießform gemäß dem No-Bake-Verfahren
oder

(i-a-P)Bereitstellen eines No-Bake-Bindemittels, wobei das No-Bake-Bindemittel als reaktive Harzkomponente ein Phenolharz umfasst,

(i-b-P)Bereitstellen von Quarzsand,

(i-c-P)Bereitstellen eines sauren Katalysators, vorzugsweise in flüssiger Phase oder als Belag auf dem Quarzsand gemäß Komponente (i-b), für die Aushärtung der reaktiven Harzkomponente des No-Bake-Bindemittels, umfassend Sulfonsäure,

(i-d-P)Herstellen der Gießform gemäß dem No-Bake-Verfahren.

[0107] Besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend, nachfolgend oder in den beigefügten Ansprüchen definiert, vorzugsweise wie als bevorzugt bezeichnet), wobei die Herstellung und Verarbeitung der Formstoffmischung bei Temperaturen im Bereich von 15 bis 35°C erfolgt. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen

[0108] In der Praxis wird der Fachmann aus Zeit- und Kostengründen nur in seltenen Fällen sämtliche acide reagierenden Bereiche infiltrieren. Häufig wird er nur solche aciden Bereiche infiltrieren, an denen es bei Abwesenheit einer Infiltration/eines Infiltrationsproduktes mit hoher Wahrscheinlichkeit zu narbigen Oberflächen kommen würde. Bevorzugt ist daher ein erfindungsgemäßes Verfahren (wie vorstehend, nachfolgend oder in den beigefügten Ansprüchen definiert, vorzugsweise wie als bevorzugt bezeichnet) mit folgenden Schritten zur Unterdrückung der Bildung narbiger Oberflächen:

(I)
Herstellen einer Vergleichsgießform, deren Zusammensetzung und, abschnittsweise oder vollständig, deren Geometrie mit der der Gießform identisch ist, wobei die Vergleichsgießform nicht mit einer basischen Zusammensetzung infiltriert wird, Füllen des Gießformhohlraums der Vergleichsgießform mit einer schmelzflüssigen Eisen-Kohlenstoff-Legierung, Erstarren lassen der Eisen-Kohlenstoff-Legierung im Gießformhohlraum der Vergleichsgießform, so dass ein GJS- oder GJL- Vergleichsgussstück resultiert, Identifizieren zumindest einer Position eines Bereichs der den Gießformhohlraum definierenden Oberflächen der Vergleichsgießform, an dem das erstarrte Vergleichsgußstück eine narbige Oberfläche besitzt,
und anschließend

(II)

(i) Bereitstellen oder Herstellen der Gießform wie vorstehend, nachfolgend oder in den Ansprüchen definiert,

(ii) Infiltrieren zumindest eines der besagten acid reagierenden Bereiche wie vorstehend, nachfolgend oder in den Ansprüchen definiert, wobei der besagte acid reagierende Bereich ebenso positioniert ist wie zumindest ein Bereich der Vergleichsgießform, an dem das erstarrte Vergleichsgußstück eine narbige Oberfläche besitzt,

(iii) Füllen des Gießformhohlraums mit einer schmelzflüssigen Eisen-Kohlenstoff-Legierung,

(iv) Erstarren lassen der Eisen-Kohlenstoff-Legierung im Gießformhohlraum, so dass ein GJS- oder GJL-Gussstück resultiert.

[0109] Im erfindungsgemäßen Verfahren wird gemäß einem ersten Aspekt zum Infiltrieren (und damit zum Unterdrücken der Bildung von narbigen Oberflächen) eine basische Zusammensetzung eingesetzt umfassend

• eine basische Komponente bestehend aus einer oder mehreren Basen
  sowie
• eine Trägerflüssigkeit für die basische Komponente.

[0110] Bevorzugte Aspekte des erfindungsgemäßen Verfahrens sind nachfolgend zusammenfassend dargestellt; die für die erfindungsgemäße Verwendung genannten Vorteile spezifischer Aspekte gelten entsprechend:

[0111] Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei eine, mehr als eine oder sämtliche der Basen in der basischen Komponente der basischen Zusammensetzung zum Infiltrieren ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus

• anorganischen Basen und organischen Basen,

und wobei vorzugsweise:

• eine, mehr als eine oder sämtliche der anorganischen Basen in der basischen Komponente ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus anorganischen Verbindungen, die von Wasser ein Proton übernehmen können, und Metallhydroxiden

und/oder

• eine, mehr als eine oder sämtliche der organischen Basen in der basischen Komponente ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus Carbonsäure-Salzen und organischen Aminen.

[0112] Besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei eine, mehr als eine oder sämtliche der anorganischen Basen in der basischen Komponente ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus, Alkalimetallhydroxid, Erdalkalimetallhydroxid und Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas, Kaliwasserglas oder Lithiumwasserglas.

[0113] Ganz besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Trägerflüssigkeit für die basische Komponente eine oder mehrere Verbindungen umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser und organischen Verbindungen mit einem Siedepunkt unter 100°C bei 1000 hPa, wobei vorzugsweise in der Trägerflüssigkeit der Gesamtanteil an Wasser und organischen Verbindungen mit einem Siedepunkt unter 100°C bei 1000 hPa mehr als 50 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge der Trägerflüssigkeit.

[0114] Äußerst bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei die Trägerflüssigkeit für die basische Komponente eine oder mehrere Verbindungen umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser, Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Aceton und Benzin, wobei vorzugsweise in der Trägerflüssigkeit der Gesamtanteil an Wasser, Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Aceton und Benzin mehr als 50 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge der Trägerflüssigkeit.

[0115] In einem erfindungsgemäßen Verfahren umfasst die basische Zusammensetzung vorzugsweise ein oder mehrere Tenside.

[0116] In einem erfindungsgemäßen Verfahren umfasst die basische Zusammensetzung vorzugsweise ein oder mehrere Bindemittel, wobei vorzugsweise das eine bzw. zumindest eines der mehreren Bindemittel an der Luft selbsthärtend ist und/oder bei Entfernung der Trägerflüssigkeit trocknet. In einem bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren umfasst die basische Zusammensetzung vorzugsweise ein oder mehrere Bindemittel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
phenolische Harze, bevorzugt Resole, besonders bevorzugt basische wässrige Resole,
Thermoplaste, bevorzugt Polyamide, Polyvinylacetate, Polyvinylalkohole und Polybutyrale, Polyvinylpyrrolidone, besonders bevorzugt Polyvinylalkohole und Polyvinylacetate,
Kohlehydrate, bevorzugt Stärke und Melasse, besonders bevorzugt Stärke,
Biopolymere, bevorzugt Lignine, Cellulosen, Pflanzenschleime, Gelantine, Pektine und Alginate, besonders bevorzugt Sulfitablaugen,
Dispersionen und Pulver, bevorzugt Copolymere, besonders bevorzugt Acrylate,
anorganische Bindemittel basierend auf oder enthaltend:

Silikatbinder, insbesondere Wasserglas und Kieselsole,

(basische) Polyphosphate, Borate, Zementbinder.

[0117] In einem sehr bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren umfasst die basische Zusammensetzung vorzugsweise organische Bindemittel in einer Konzentration von 0,2 bis 40 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung, vorzugsweise 0,2 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,2 bis 5 Gew.-% und/oder
anorganische Bindemittel in einer Konzentration von 0,5 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung.

[0118] In einem erfindungsgemäßen Verfahren umfasst die basische Zusammensetzung vorzugsweise alkalisches Silikat in einer Konzentration von 5 bis 50 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung, besonders bevorzugt 10 bis 40 Gew.-%.

[0119] In einem erfindungsgemäßen Verfahren enthält die basische Zusammensetzung vorzugsweise ein oder mehrere in der Trägerflüssigkeit suspendierte Feststoffe, vorzugsweise ein oder mehrere in der Trägerflüssigkeit suspendierte Feststoffe, die bei Kontakt mit Wasser inert sind oder eine acide oder basische Oberfläche besitzen, wobei vorzugsweise ein oder mehrere in der Trägerflüssigkeit suspendierte Feststoffe anorganische Feststoffe sind, wobei der anorganische Feststoff vorzugsweise kein Silikat ist. Die Zusammensetzung enthält dabei vorzugsweise einen Anteil an in der Trägerflüssigkeit suspendierten Feststoffen mit einer Teilchengröße kleiner 0,075 mm, vorzugsweise einen Anteil an in der Trägerflüssigkeit suspendierten anorganischen Feststoffen mit einer Teilchengröße kleiner 0,075 mm, vorzugsweise einen Anteil an in der Trägerflüssigkeit suspendierten Feststoffen mit einer Teilchengröße kleiner 0,075 mm im Bereich von > 50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Feststoff, vorzugsweise einen Anteil an in der Trägerflüssigkeit suspendierten anorganischen Feststoffen mit einer Teilchengröße kleiner 0,075 mm im Bereich von > 50 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Feststoff.

[0120] In einem erfindungsgemäßen Verfahren enthält die basische Zusammensetzung vorzugsweise ein oder mehrere Farbstoffe, vorzugsweise ein oder mehrere Farbpigmente und/oder in der Trägerflüssigkeit gelöste Farbstoffe und/oder die Zusammensetzung enthält kein Graphit und keine Oxide des Zirkon, Silizium, Aluminium, Magnesium und Calcium und keine Mischoxide dieser Elemente.

[0121] Das erfindungsgemäße Verfahren ist in seinen sämtlichen bevorzugten Aspekten und Ausgestaltungen gleichermaßen für die Herstellung eines GJS- oder GJL-Gussstücks und für die Unterdrückung der Bildung narbiger Oberflächen auf diesen Gussstücken geeignet.

[0122] Es versteht sich, dass vor dem Füllen des Gießformhohlraums mit einer schmelzflüssigen Eisen-Kohlenstoff-Legierung die Trägerflüssigkeit der erfindungsgemäß einzusetzenden Zusammensetzung zumindest zu wesentlichen Teilen entfernt wird. Dies erfolgt üblicherweise durch Abdampfenlassen (Trocknen) der Trägerflüssigkeit. Der Prozess kann durch Wärmeeintrag oder durch Strahlungseintrag (Mikrowelle oder Infrarotstrahlung) beschleunigt werden. Es ist auch möglich die Trocknung durch Abflammen von brennbaren flüchtigen Trägerflüssigkeiten wie Alkoholen durchzuführen.

[0123] Zusätzlich zu der erfindungsgemäß einzusetzenden Zusammensetzung kann eine (z.B. handelsübliche) Schlichte auf die Gießform bzw. auf Teile der Gießform appliziert werden. Dabei wird üblicherweise zunächst die Zusammensetzung und anschließend die Schlichte aufgetragen. Wenn keine Schlichte vorgesehen ist, gelangt die getrocknete und mit Bestandteilen aus Bereichen der Oberfläche der Gießform umgesetzte Zusammensetzung mit der schmelzflüssigen Eisen-Kohlenstoff-Legierung in Kontakt. Sofern die Schlichte auf die Zusammensetzung (bzw. die getrocknete Zusammensetzung bzw. den infiltrierten Bereich) aufgetragen wird, trennt diese Schlichte die schmelzflüssigen Eisen-Kohlenstoff-Legierung von der derart getrockneten und umgesetzten Zusammensetzung.

[0124] Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren mit folgenden Schritten

• Bereitstellen oder Herstellen einer Gießform, deren Oberflächen einen Gießformhohlraum definieren, aus chemisch gebundenem Formgrundstoff umfassend ein mittels Säure gehärtetes Bindemittel und Quarzsand, wobei zumindest Bereiche der den Gießformhohlraum definierenden Oberflächen der Gießform bei Kontakt mit Wasser acid reagieren,
• Infiltrieren zumindest eines der besagten acid reagierenden Bereiche mit einer erfindungsgemäß zu verwendenden Zusammensetzung vorstehend oder nachfolgend oder in den Ansprüchen definiert, so dass das Infiltrationsprodukt bis mindestens zu einer Infiltrationstiefe von 2 mm bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert, gemessen von der Oberfläche der Gießform, bevorzugt bis mindestens zu einer Infiltrationstiefe von 5 mm, besonders bevorzugt 10 mm, wobei ganz besonders bevorzugt bei jeder Infiltrationstiefe im Bereich von 2 bis 5 mm das Infiltrationsprodukt bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert,
• Füllen des Gießformhohlraums mit einer schmelzflüssigen Eisen-Kohlenstoff-Legierung,
• Erstarren lassen der Eisen-Kohlenstoff-Legierung im Gießformhohlraum, so dass ein GJS- oder GJL-Gussstück resultiert. (Zu den bevorzugten spezifischen Aspekten betreffend GJS bzw. GJL siehe oben).

[0125] Die Zusammensetzung penetriert beim Auftrag abhängig von der Körnung des Quarzsandes, dem Bindersystem und dem Binderanteil sowie der Verdichtung des Sandes unterschiedlich tief in den Formstoff ein. Insbesondere bei größeren Formen oder Kernen, wie sie für die Herstellung der gefährdeten Teile benötigt werden, gibt es immer besser und schlechter verdichtete Bereiche in die das Infiltrationsmittel unterschiedlich tief eindringen wird. Auch unterscheiden sich abhängig vom Hersteller die verwendeten Quarzsande erheblich in Körnung und Gestalt. Auch hierdurch wird die Penetrationstiefe (Infiltrationstiefe) beeinflusst. In eigenen Versuchen hat sich gezeigt, dass eine tiefere Infiltration in die Formstoffoberfläche eine bessere Fehlerunterdrückung bewirkt.

[0126] Die Penetrationstiefe kann in der Praxis bestimmt werden, indem eine Formstoffoberfläche in geeigneter Weise mit der erfindungsgemäß einzusetzenden Zusammensetzung bzw. zu Vergleichszwecken einem anderen Infiltrationsmittel penetriert wird und dann der Formstoff an einer geeigneten Stelle aufgebrochen oder aufgeritzt wird. Die Penetrationstiefe kann anhand der Verfärbung der Sandkörper z.B. durch die Trägerflüssigkeit des Infiltrationsmittels erkannt werden. Zur genaueren Bestimmung, z.B. zur Bestimmung der Anzahl der penetrierten Sandschichten kann eine Lupe oder ein optisches Mikroskop und ein entsprechender Maßstab verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Anzahl verfärbter Sandschichten bestimmt werden (Methode siehe unten).

[0127] Die Bestimmung der Penetrationstiefe des Infiltrationsmittels (z.B. einer erfindungsgemäß einzusetzenden Zusammensetzung) kann auch an gut verdichteten Prüfkörpern durchgeführt werden. Dazu werden Prüfkörper hergestellt wie im VDG Merkblatt P72, Bindemittelprüfung beschrieben, zu beziehen beim VDG-Informationszentrum, Postfach 105144, D-400042 Düsseldorf. Abweichend von der Vorschrift P72 werden die Prüfkörper aber mittels 5 Rammschlägen analog zum VDG Merkblatt P73 mit einem Rammapparat der Firma Simpson Technologies GmbH, Sennweidstrasse 43, CH 6312 Steinhausen, verdichtet. Die Penetrationstiefe wird an der am besten verdichten Seite eines auf diese Weise hergestellten Prüfkörpers bestimmt.

[0128] Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, wobei der Quarzsand ein regenerierter Quarzsand ist, der vorzugsweise durch Aufarbeitung einer Formstoffmischung hergestellt wurde, die Quarzsand und ein mittels Säure gehärtetes Bindemittel umfasst. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt und fördert den Einsatz rezyklierten/regenerierten Sandes und reduziert die üblicherweise mit einem solchen Einsatz verbundenen Fehler am Gussstück.

[0129] Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Verfahren, bei dem das Infiltrieren zumindest eines der besagten acid reagierenden Bereiche mit einer erfindungsgemäß einzusetzenden Zusammensetzung durch Sprühen, Streichen, Fluten oder Tauchen erfolgt.

[0130] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Gießform. Eine erfindungsgemäße Gießform wird regelmäßig hergestellt mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens und/oder unter erfindungsgemäßer Verwendung einer basischen Zusammensetzung als Infiltrationsmittel; insoweit gelten sämtliche vorstehend und nachfolgend sowie in den Ansprüchen als bevorzugt angegebenen Ausgestaltungen betreffend das erfindungsgemäße Verfahren oder die erfindungsgemäße Verwendung auch für die erfindungsgemäße Gießform, und vice versa.

[0131] Eine erfindungsgemäße Gießform ist eine Gießform aus einem chemisch gebundenen Formgrundstoff, deren Oberflächen einen Gießformhohlraum definieren, zur Herstellung eines GJS- oder GJL-Gussstücks,
wobei der chemisch gebundene Formgrundstoff ein oder mehrere mittels Säure gehärtete Bindemittel und Quarzsand umfasst,
wobei zumindest ein den Gießformhohlraum definierender Bereich der Gießform ein Infiltrationsprodukt umfasst, das bis mindestens zu einer Infiltrationstiefe von 2 mm bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert, gemessen von der Oberfläche der Gießform.

[0132] Eine solche erfindungsgemäße Gießform trägt in überraschender Weise dazu bei, die Bildung von narbigen Oberflächen auf Gußstücken (insbesondere GJS und GJL) zu unterdrücken.

[0133] Bevorzugt ist eine solche erfindungsgemäße Gießform, wobei der chemisch gebundene Formgrundstoff ein oder mehrere mittels Säure gehärtete No-Bake-Bindemittel und Quarzsand umfasst, wobei das No-Bake-Bindemittel Furanharze und/oder Phenolharze umfasst. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen.

[0134] Bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Gießform, wobei das Infiltrationsprodukt in dem zumindest einen den Gießformhohlraum definierenden Bereich der Gießform bis mindestens zu einer Infiltrationstiefe von 5 mm bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert, gemessen von der Oberfläche der Gießform, bevorzugt bis mindestens zu einer Infiltrationstiefe von 10 mm, wobei ganz besonders bevorzugt bei jeder Infiltrationstiefe im Bereich von 2 bis 5 mm das Infiltrationsprodukt bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen.

[0135] Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Gießform, wobei von der den Gießformhohlraum begrenzenden Oberfläche mehr als 15 mm entfernte liegende, vorzugsweise mehr als 25 mm entfernt liegende Bereiche der Gießform, gemessen von der Oberfläche der Gießform, bei Kontakt mit Wasser acid reagieren. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen. Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise so durchgeführt, dass in Schritt (ii) eine solche Gießform resultiert; diese wird dann in Folgeschritten eingesetzt.

[0136] Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Gießform, wobei im Gießformhohlraum eine flüssige oder erstarrte Eisen-Kohlenstoff-Legierung angeordnet ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Eisen-Kohlenstoff-Legierungen für die Bildung von GJS- und GJL-Gußstücken. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen.

[0137] Besonders bevorzugt ist eine erfindungsgemäße Gießform, wobei der chemisch gebundene Formgrundstoff ein regenerierter Quarzsand ist, der vorzugsweise durch Aufarbeitung einer Formstoffmischung hergestellt wurde. Auf die obigen Ausführungen und Vorteile sei verwiesen.

[0138] Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Kit. Ein erfindungsgemäßes Kit, wie nachfolgend definiert, wird regelmäßig eingesetzt in einem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Verwendung einer basischen Zusammensetzung als Infiltrationsmittel. Ein erfindungsgemäßes Kit wird regelmäßig zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Gießform eingesetzt; insoweit gelten sämtliche vorstehend und nachfolgend sowie in den Ansprüchen als bevorzugt angegebenen Ausgestaltungen betreffend das erfindungsgemäße Verfahren, die erfindungsgemäße Verwendung oder die erfindungsgemäße Gießform auch für das erfindungsgemäße Kit, und vice versa.

[0139] Erfindungsgemäß ist ein Kit zur Verwendung bei der Herstellung einer Gießform, umfassend

(a) einen sauren Katalysator in flüssiger Phase für die Aushärtung der reaktiven Harzkomponente eines No-Bake-Bindemittels sowie

(b) eine basische Zusammensetzung als Infiltrationsmittel für den Formstoff der Gießform, umfassend

• eine basische Komponente bestehend aus einer oder mehreren Basen
  sowie
• eine Trägerflüssigkeit für die basische Komponente,

sowie optional

(c) das No-Bake-Bindemittel, umfassend eine reaktive Harzkomponente, wobei der saure Katalysator gemäß Komponente (a) als Katalysator für die Aushärtung der reaktiven Harzkomponente wirkt. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen.

[0140] Bevorzugt ist ein Kit, wobei eine, mehr als eine oder sämtliche der Basen einen pK_B-Wert in Wasser bei 25°C von kleiner als 3,0, vorzugsweise kleiner als 1,0 aufweisen. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen.

[0141] Bevorzugt ist insbesondere ein erfindungsgemäßes Kit, wobei eine, mehr als eine oder sämtliche der Basen in der basischen Komponente ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus

• anorganischen Basen und organischen Basen,
  und wobei vorzugsweise:
• eine, mehr als eine oder sämtliche der anorganischen Basen in der basischen Komponente ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus anorganischen Verbindungen, die von Wasser ein Proton übernehmen können, und Metallhydroxiden und/oder
• eine, mehr als eine oder sämtliche der organischen Basen in der basischen Komponente ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus Carbonsäure-Salzen und organischen Aminen. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen.

[0142] Besonders bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Kit, wobei eine, mehr als eine oder sämtliche der anorganischen Basen in der basischen Komponente ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus, Alkalimetallhydroxid, Erdalkalimetallhydroxid und Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas, Kaliwasserglas oder Lithiumwasserglas. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen.

[0143] Bevorzugt ist ein erfindungsgemäßes Kit, wobei die Trägerflüssigkeit für die basische Komponente eine oder mehrere Verbindungen umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser und organischen Verbindungen mit einem Siedepunkt unter 100°C bei 1000 hPa,

[0144] wobei vorzugsweise in der Trägerflüssigkeit der Gesamtanteil an Wasser und organischen Verbindungen mit einem Siedepunkt unter 100°C bei 1000 hPa mehr als 50 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge der Trägerflüssigkeit. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen.

[0145] Bevorzugt ist insbesondere ein erfindungsgemäßes Kit, wobei die Trägerflüssigkeit für die basische Komponente eine oder mehrere Verbindungen umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasser, Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Aceton und Benzin,

[0146] wobei vorzugsweise in der Trägerflüssigkeit der Gesamtanteil an Wasser, Methanol, Ethanol, Propanol, Butanol, Aceton und Benzin mehr als 50 Gew.-% beträgt, bezogen auf die Gesamtmenge der Trägerflüssigkeit. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen.

[0147] Bevorzugt ist auch ein erfindungsgemäßes Kit, wobei die basische Zusammensetzung zusätzlich ein oder mehrere Tenside umfasst. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen.

[0148] Bevorzugt ist zudem ein erfindungsgemäßes Kit, wobei die basische Zusammensetzung ein oder mehrere Bindemittel umfasst,

[0149] wobei vorzugsweise das eine bzw. zumindest eines der mehreren Bindemittel an der Luft selbsthärtend ist und/oder bei Entfernung der Trägerflüssigkeit trocknet. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen.

[0150] Bevorzugt ist insbesondere ein erfindungsgemäßes Kit, wobei die basische Zusammensetzung ein oder mehrere Bindemittel umfasst ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
phenolische Harze, bevorzugt Resole, besonders bevorzugt basische wässrige Resole,
Thermoplaste, bevorzugt Polyamide, Polyvinylacetate, Polyvinylalkohole und Polybutyrale, Polyvinylpyrrolidone, besonders bevorzugt Polyvinylalkohole und Polyvinylacetate,
Kohlehydrate, bevorzugt Stärke und Melasse, besonders bevorzugt Stärke,
Biopolymere, bevorzugt Lignine, Cellulosen, Pflanzenschleime, Gelantine, Pektine und Alginate, besonders bevorzugt Sulfitablaugen,
Dispersionen und Pulver, bevorzugt Copolymere, besonders bevorzugt Acrylate,
anorganische Bindemittel basierend auf oder enthaltend:

Silikatbinder, insbesondere Wasserglas und Kieselsole,

(basische) Polyphosphate, Borate, Zementbinder. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen.

[0151] Bevorzugt ist auch ein erfindungsgemäßes Kit, wobei die Zusammensetzung umfasst:

organische Bindemittel in einer Konzentration von 0,2 bis 40 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung, vorzugsweise 0,2 bis 10 Gew.-% besonders bevorzugt 0,2 bis 5 Gew.-%
und/oder

anorganische Bindemittel in einer Konzentration von 0,5 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen.

[0152] Bevorzugt ist insbesondere ein erfindungsgemäßes Kit, wobei die Zusammensetzung umfasst:

alkalisches Silikat in einer Konzentration von 5 bis 50 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung, besonders bevorzugt 10 bis 40 Gew.-%. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen.

[0153] Bevorzugt ist auch ein erfindungsgemäßes Kit, wobei die Zusammensetzung ein oder mehrere in der Trägerflüssigkeit suspendierte Feststoffe enthält,
vorzugsweise ein oder mehrere in der Trägerflüssigkeit suspendierte Feststoffe, die bei Kontakt mit Wasser inert sind oder eine acide oder basische Oberfläche besitzen,
wobei vorzugsweise ein oder mehrere in der Trägerflüssigkeit suspendierte Feststoffe anorganische Feststoffe sind,
wobei der anorganische Feststoff vorzugsweise kein Silikat ist.

[0154] Bevorzugt ist insbesondere ein erfindungsgemäßes Kit, wobei die Zusammensetzung einen Anteil an in der Trägerflüssigkeit suspendierten Feststoffen mit einer Teilchengröße kleiner 0,075 mm enthält,
vorzugsweise einen Anteil an in der Trägerflüssigkeit suspendierten anorganischen Feststoffen mit einer Teilchengröße kleiner 0,075 mm enthält,
vorzugsweise einen Anteil an in der Trägerflüssigkeit suspendierten Feststoffen mit einer Teilchengröße kleiner 0,075 mm im Bereich von > 50 Gew.-% enthält, bezogen auf die Gesamtmenge an Feststoff,
vorzugsweise einen Anteil an in der Trägerflüssigkeit suspendierten anorganischen Feststoffen mit einer Teilchengröße kleiner 0,075 mm im Bereich von > 50 Gew.-% enthält, bezogen auf die Gesamtmenge an Feststoff. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen.

[0155] Bevorzugt ist schließlich auch ein erfindungsgemäßes Kit, wobei die Zusammensetzung ein oder mehrere Farbstoffe enthält, vorzugsweise ein oder mehrere Farbpigmente und/oder in der Trägerflüssigkeit gelöste Farbstoffe enthält
und/oder
wobei die Zusammensetzung kein Graphit und keine Oxide des Zirkon, Silizium, Aluminium, Magnesium und Calcium und keine Mischoxide dieser Elemente enthält. Auf die obigen Ausführungen sei verwiesen.

[0156] Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise mehrere der vorstehend oder nachfolgend als bevorzugt bezeichneten Ausgestaltungen und/oder Aspekte gleichzeitig verwirklicht; insbesondere bevorzugt sind die sich aus den beigefügten Ansprüchen ergebenden Kombinationen solcher Ausgestaltungen bzw. Aspekte und der entsprechenden Merkmale.

[0157] Der Fachmann wird als bevorzugt und als besonders bevorzugt genannte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung miteinander kombinieren.

[0158] Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand von Abbildungen und ausgewählten Beispielen näher erläutert; sofern nicht anders angegeben, beziehen sich alle Angaben auf das Gewicht.

[0159] Beschreibung der Abbildungen:

Abb. 1: Abbildung 1 ist die Fotografie eines konventionell hergestellten Gussteils mit einer narbigen Oberfläche und weißen Belägen.

Abb. 2: Abbildung 2 ist die Fotografie eines konventionell hergestellten Gussteils mit Fehlerscheinungen.

Abb. 3: Abbildung 3 ist die Mikroskopaufnahme eines Gefüges unterhalb des Gussfehlers "narbige Oberfläche" eines konventionell hergestellten Gussteils.

Abb. 4: Abbildung 4 ist die Fotografie des mit Infiltrationsmittel Formlack 1040 behandelten Feldes 1 aus Vergleichsbeispiel 1. Es können weiße Oberflächen und darunterliegende Porenbildungen auf der Gusshaut beobachtet werden.

Abb. 5: Abbildung 5 ist die Fotografie eines Beispiels für eine Form für die Versuchsabgüsse 1 - 3 aus Beispiel 1.

Abb. 6: Abbildung 6 ist die Fotografie von Feld 4 aus Versuchsabguss 1 von Beispiel 1.

Abb. 7: Abbildung 7 ist die Fotografie von Feld 2 aus Versuchsabguss 1 von Beispiel 1.

Abb. 8: Abbildung 8 ist die Fotografie des in Versuchsabguss 2 von Beispiel 1 hergestellten Gussteils mit den Feldern 1 bis 5.

Abb. 9: Abbildung 9 ist die Fotografie des in Versuchsabguss 3 von Beispiel 1 hergestellten Gussteils mit den Feldern 1 bis 8.

Abb. 10: Abbildung 10 ist die Fotografie des in Beispiel 2 hergestellten Gussteils mit den Feldern 1 bis 4.

Abb. 11: Abbildung 11 ist die Fotografie des in Beispiel 3 hergestellten Gussteils. Die linke Oberfläche des Gussteils wurde durch die Formfläche im Oberkasten, der mit dem Infiltrationsmittel A behandelt wurde, gebildet.

Abb. 12: Abbildung 12 zeigt links schematisch einen Querschnitt durch die Oberfläche einer Gussform. Die Eindringtiefe entspricht der Tiefe, in die das Infiltrationsmittel penetriert ist. In dieser Darstellung ist auch eine Schlichteschicht abgebildet. Rechts ist schematisch der Verlauf des pH-Wertes in Abhängigkeit von der Eindringtiefe abgebildet.

Abb. 13 Vergleichsgussstück mit narbiger Oberfläche (GJL)

Abb. 14 Gussstück ohne narbige Oberfläche (GJL)

Beispiele:

[0160] Nachfolgend wird die Firma Hüttenes-Albertus, Düsseldorf, mit HA abgekürzt.

Methode zur Bestimmung der Penetrationstiefe:

[0161] Die Prüfkörper wurden pro m² Fläche mit der gleichen Menge Infiltrationsmittel penetriert wie in den Praxisversuchen beschrieben. Die Bestimmung der Penetrationstiefe des Infiltrationsmittels in die Prüfkörper wurde analog zur Praxis durchgeführt. Hierzu wurden die Prüfkörper sofort nach dem Auftrag gebrochen und die Penetrationstiefe wurde bei im Lichtmikroskop bei entsprechender Vergrößerung mittels eines Maßstabes oder durch Zählen der penetrierten Sandschichten bestimmt. Dabei ist die Infiltration durch eine dunklere Verfärbung der Sandkörner durch die Trägerflüssigkeit, bzw. nach dem Trocken z.B. durch eine Verfärbung durch einen Farbkörper zu erkennen.

[0162] Die Anzahl der penetrierten Sandschichten wird wie folgt bestimmt: Der Prüfkörper wird mittels des gewünschten Verfahrens mit dem Infiltrationsmittel penetriert. Dann wird er in Querrichtung gebrochen. Ausgehend von der Mitte der Formstoffoberfläche wird die Anzahl der Sandkörner von der Formstoffoberfläche senkrecht zum Prüfköpermittelpunkt hin gezählt. Es werden die Sandkörner gezählt, die durch die Trägerflüssigkeit und/oder einen Farbkörper verfärbt sind. Ein Sandkorn, das an das erste Sandkorn anliegt und um weniger als die Hälfte seines eigenen Durchmessers überlappt, wird als neue Sandschicht gezählt. Die Sandkörner müssen ebenfalls zu mindestens zur Hälfte benetzt sein. Die Bestimmung wird an mindestens 5 Stellen der am besten verdichteten Seite des Prüfkörpers wiederholt. Somit ergibt sich beispielsweise bei einem Sand mit einer mittleren Körnung von 0,36 mm bei 10 penetrierten Sandschichten eine Penetrationstiefe von ca. 2,7 mm.

Vergleichsbeispiel 1 (nicht erfindungsgemäß):

[0163] Der folgende Versuch wurde an einem Kern für ein Gussstück aus EN-GJS 400-15 mit einem Gießgewicht von 13.000 kg und einem Stückgewicht von 11.000 kg durchgeführt.
• Eisen:Sand Massenverhältnis: ca. 1 : 7
• Formstoffsystem: mechanisch regenerierter Furanaltsand mit einer mittleren Körnung von 0,33 mm
• Eingesetzter Binder: SRV-1 der Firma HA (Handelsprodukt)
• Eingesetzte Aktivatoren: Aktivator 7809 der Firma HA (Handelsprodukt)
• Eingesetzte Schlichten: 1. Lage Disopast 8957C der Firma HA (Handelsprodukt), Auftrag durch Streichen, 2. Lage Disopast 8957C der Firma HA (Handelsprodukt), Auftrag durch Streichen
• Gießtemperatur: ca. 1360°C

Feld in Form und Gussstück	1
Substanz	Infiltrationsmittel Formlack 1940 der Firma HA (Handelsprodukt)
Harzanteil	20%
Isopropanol	80%

[0164] Einbringen in die oberste Formstoffschicht von 970 g pro 1 m² Formstoffoberfläche des Infiltrationsmittels Formlack 1940. Penetrationstiefe ca. 5- 6 mm.

Bewertung der Ergebnisse:

[0165] 

Infiltrationsmittel	Feld	Bewertung des Fehlbildes "narbige Oberfläche"
Formlack 1940 der Firma HA	1	Weiße Oberflächen, darunter Porenbildung auf der Gusshaut

Abbildung 4 zeigt eine Fotografie der hergestellten Gussoberfläche.

Beispiel 1:

[0166] Die folgenden Versuche wurde an einer Form für ein Gussstück aus GJS 400-15 mit einem Gießgewicht von 1050 kg und einem Stückgewicht von 916 kg durchgeführt.
• Eisen:Sand Verhältnis: ca. 1 : 2
• Formstoffsystem: mechanisch regenerierter Furanaltsand mit einer mittleren Körnung von 0,31mm
• Die Kornverteilung des Sandes ist gem. Siebanalyse nach DIN 3310 wie folgt:

Siebfraktion		Anteil	Kumuliert
Siebanalyse > 1,000 mm	%	0,06	0,06
Siebanalyse > 0,710 mm	%	0,27	0,33
Siebanalyse > 0,500 mm	%	3,71	4,04
Siebanalyse > 0,355 mm	%	22,50	26,54
Siebanalyse > 0,250 mm	%	43,61	70,15
Siebanalyse > 0,180 mm	%	23,03	93,18
Siebanalyse > 0,125 mm	%	6,04	99,22
Siebanalyse > 0,090 mm	%	0,47	99,69
Siebanalyse > 0,063 mm	%	0,16	99,85
Siebanalyse < 0,063 mm	%	0,14	99,99

• Der Glühverlust nach VDG-Merkblatt P33 ist wie folgt: 4,7%
• Die Restsäure [mg NaOH/100) nach HA-Prüfvorschrift QS-Nr. beträgt: 0891: 34
• Eingesetzter Binder: Kaltharz 8670 der Firma HA (Handelsprodukt)
• Eingesetzte Aktivatoren: Aktivator 500T2 und / oder 7901 der Firma HA (Handelsprodukte)
• Eingesetzte Schlichten: 1. Lage Arkofluid 7232 der Firma HA, Auftrag durch Streichen, 2. Lage Arkofluid 7879 der Firma HA (Handelsprodukte), Auftrag durch Fluten.
• Gießtemperatur: ca. 1330°C

[0167] Für die Versuche wurde die Formoberfläche und damit der durch diese Formoberfläche gebildete resultierende Gussteilbereich in mehrere Abschnitte eingeteilt, wobei jeweils ein Teilabschnitt für die oben beschriebene Verfahrensweise als Referenz reserviert war. Die im Folgenden als Referenz bezeichneten Bereiche des Gussstücks sind entsprechend der obigen Fertigungsweise und nicht zusätzlich behandelte oder infiltrierte Bereiche des Versuchsgussstücks. Abbildung 5 zeigt ein Beispiel einer für die Versuchsabgüsse 1 - 3 verwendeten Form.

Versuchsabguss 1:

[0168] 

Tabelle 1: Zusammensetzung der Infiltrationsmittel / Versuchssubstanzen in Versuchsabguss 1:

Feld in Form und Gussstück	4	2
Substanz	Infiltrationsmittel A, (Erfindungsgemäß) / Anteil [Gew.%]	Referenz	Bemerkung
Wasser	17,1
Ethanol	17,1
Feuerfeststoff	52,3		95% feiner als 0,063 mm, bestimmt mit Luftstrahlsieb
Farbpigment	0,8		99% feiner als 0,032 mm, bestimmt mit dem Luftstrahlsieb
Rheologische Additive, Stellmittel, Verdicker, Zusätze	4,0
Harz	6,0
KOH	2,7
NaOH

Bereich 4: Infiltrationsmittel A

[0169] Einbringen in die oberste Formstoffschicht von 910 g pro 1 m² Formstoffoberfläche des Infiltrationsmittels A.

[0170] Einpenetration von 25 g KOH auf 1 m² Formstoffoberfläche (KOH MG = 56,11 g/mol); das entspricht 0,43 Mol OH^- pro 1 m² Formstoffoberfläche. Penetrationstiefe des Infiltrationsmittel A in den Formstoff je nach Verdichtung des Formstoffs: 1,7-2,2 mm

Einpenetration auf Prüfkörper > 4 Sandschichten

[0171] Ergebnisse des Testabgusses 1:

Tabelle 2: Bewertung der Ergebnisse aus Versuchsabguss 1:

Infiltrationsmittel	Feld	Bewertung des Fehlbildes "narbige Oberfläche"	Bemerkung
A	4	Keine Poren oder Narben	Bestes Ergebnis
Referenz	2	Poren und Narben im Radius und einige Poren auf der Fläche

[0172] Abbildungen 6 und 7 zeigen Fotografien der Felder 4 und 2 aus Versuchsabguss 1.

Versuchsabguss 2

[0173] 

Tabelle 3: Zusammensetzung der Infiltrationsmittel / Versuchssubstanzen in Versuchsabguss 2:

Feld in Form und Gussstück	1	2	3	5
Substanz	Infiltrationsmittel A, (Erfindungsgemäß) / Anteil [Gew.%]	Infiltrationsmittel B / Anteil (Erfindungsgemäß) [Gew.%]	Referenz	Handelsübliche Magnesitschlichte der Firma HA, Magnesitschlichte 5848, nicht erfindungsgemäß [Gew%]	Bemerkung
Wasser	17,1	8,9		-
Ethanol	17,1	26,2		23 (verschiedene Alkohole)
Feuerfeststoff	52,3	58		71	95% feiner als 0,063 mm, bestimmt mit dem Luftstrahlsieb
Farbpigment	0,8	0,9		0,1	99% feiner als 0,032 mm, bestimmt mit dem Luftstrahlsieb
Rheologische Additive, Stellmittel, Verdicker, Zusätze	4,0			5,1
Harz	6,0	0,4		0,8
KOH	2,7	3,0		-
NaOH		0,3		-

Bereich 1: Infiltrationsmittel A

[0174] Einbringen in die oberste Formstoffschicht von 1230 g pro 1 m² Formstoffoberfläche des Infiltrationsmittels A

[0175] Somit Einpenetration von 33 g KOH auf 1 m² Formstoffoberfläche (KOH MG = 56,11 g/mol); das entspricht 0,59 Mol OH^- pro 1 m² Formstoffoberfläche.

[0176] Penetrationstiefe des Infiltrationsmittel A in den Formstoff je nach Verdichtung des Formstoffs der Form: 1,7-2,4 mm

[0177] Einpenetration auf Prüfkörper > 4 Sandschichten

Bereich 2: Infiltrationsmittel B

[0178] Einbringen in die oberste Formstoffschicht von 490 g pro 1 m² Formstoffoberfläche des Infiltrationsmittels B

[0179] Somit Einpenetration von 14,7 g KOH und von 1,5 g NaOH auf 1 m² Formstoffoberfläche (KOH MG = 56,11 g/mol, NaOH MG = 40,00 g/mol); das entspricht 0,3 Mol OH- pro 1 m² Formstoffoberfläche.

[0180] Penetrationstiefe des Infiltrationsmittels B in den Formstoff je nach Verdichtung des Formstoffs der Form: 0,6-1,0 mm

[0181] Einpenetration auf Prüfkörper > 3 Sandschichten

Bereich 3: Referenz

Bereich 5: Magnesitschlichte 5848 der Firma HA

[0182] Aufbringen von 500 g pro m² auf die ungeschlichtete Formstoffoberfläche. Die Penetrationstiefe der Schlichte beträgt je nach Verdichtung des Formstoffs der Form: 0,8-1,2 mm

Eindringen in den Prüfkörper > 3 Sandschichten

[0183] 

Tabelle 4: Bewertung der Ergebnisse aus Versuchsabguss 2:

Infiltrationsmittel	Feld	Bewertung des Fehlbildes "narbige Oberfläche"	Bemerkung
A	1	Keine Poren oder Weißanhaftungen	Bestes Ergebnis
B	2	Keine Poren oder Weißanhaftungen	Gutes Ergebnis
Referenz	3	Poren und Narben im Radius und auf der Fläche	Schlechtes Ergebnis
Magnesitschlichte 5848	5	Poren und Narben im Radius und auf der Fläche	Schlechtes Ergebnis

Abbildung 8 zeigt eine Fotografie des hergestellten Gussstücks mit Feldern 1 bis 5.

Versuchsabguss 3:

[0184] 

Tabelle 5: Zusammensetzung der Infiltrationsmittel / Versuchssubstanzen in Versuchsabguss 3:

Feld in Form und Gussstück	1	4	5
Substanz	Infiltrationsmittel A (Erfindungsgemäß) / Anteil [Gew.%]	Infiltrationsmittel D (Erfindungsgemäß) / Anteil [Gew.%]	Referenz	Bemerkung
Wasser	17,1	25,7
Ethanol	17,1	-
Feuerfeststoff	52,3	61,7		95% feiner als 0,063 mm, bestimmt mit dem Luftstrahlsieb
Farbpigment	0,8	-		99% feiner als 0,032 mm, bestimmt mit dem Luftstrahlsieb
Rheologische Additive, Stellmittel, Verdicker, Zusätze	4,0	3,85
Netzmittel		0,05
Harz	6,0	6,0
KOH	2,7	2,7

Tabelle 6: Zusammensetzung der Infiltrationsmittel / Versuchssubstanzen in Versuchsabguss 3:

Feld in Form und Gussstück	3	6	7	8
Substanz	Infiltrationsmittel E (Erfindungsgemäß) / Anteil [Gew.%]	Infiltrationsmittel F (Erfindungsgemäß) / Anteil [Gew.%]	Infiltrationsmittel G (Erfindungsgemäß) / Anteil [Gew.%]	Infiltrations-mittel H (Erfindungsgemäß) / Anteil [Gew.%]	Bemerkung
Wasser	16,3	15,5	14,7	4,7
Ethanol	17,9	18,7	19,6	30,3
Feuerfeststoff	54,6	57,1	59,8	59,0	95% feiner als 0,063 mm, bestimmt mit dem Luftstrahlsieb
Farbpigment	0,9	0,9	1,0	0,9	99% feiner als 0,032 mm, bestimmt mit dem Luftstrahlsieb
Rheologische Additive, Stellmittel, Verdicker, Zusätze	3,5	3,0	2,5	2,6
Harz	4,7	3,3	1,7	0,2
KOH	2,1	1,5	0,7
Ca(OH)2 MG=74,10				2,3

Tabelle 7: Infiltrationsmengen in Versuchsabguss 3:

Feld	Material	Infiltrationsmenge pro m2 Formstoffoberfläche	g KOH / m2	Mol OH- pro m2	Penetrationstiefe Form	Penetrationstiefe Prüfkörper, Anzahl der Sandschichten
1	Infiltrationsmittel A	1010	27	0,49	1,7-2,3 mm	> 4
3	Infiltrationsmittel E	920	19	0,34	1,7-2,2 mm	> 4
4	Infiltrationsmittel D	1430	38	0,71	1,8-2,4 mm	> 5
5	Referenz	n. a.
6	Infiltrationsmittel F	950	14	0,26	1,7-2,2 mm	> 4
7	Infiltrationsmittel G	910	6	0,12	1,7-2,2 mm	> 4
8	Infiltrationsmittel H	90	Ca(OH)2 21g	0,56	1,6-2,3 mm	> 6

Tabelle 8: Bewertung der Ergebnisse aus Versuchsabguss 3:

Infiltrationsmittel	Feld	Bewertung des Fehlbildes "narbige Oberfläche"	Bemerkung
A	1	Keine Poren oder Weißanhaftungen	Bestes Ergebnis
E	3	Poren und Weißanhaftungen in Radius
D	4	Keine Poren oder Weißanhaftungen	zweitbestes Ergebnis
Referenz	5	Poren und Narben im Radius und etwas auf der Fläche
F	6	Poren und Narben im Radius und auf der Fläche, insgesamt besser als Referenz
G	7	Poren im Radius, insgesamt besser als Referenz
H	8	Wenige Poren im Radius

[0185] Abbildung 9 zeigt eine Fotografie des hergestellten Gussstücks mit den entsprechenden Gussoberflächen.

Beispiel 2:

[0186] Der folgenden Versuche wurde an einer Form für ein Gussstück aus GJS 400-15 mit einem Stückgewicht von 866 kg durchgeführt.

• Formstoffsystem: mechanisch regenerierter Furanaltsand mit einer mittleren Körnung von 0,31 mm
• Eingesetzter Binder: Kaltharz 8670 der Firma HA (Handelsprodukt)
• Eingesetzte Aktivatoren: Aktivator 500T2 und / oder 7901 der Firma HA (Handelsprodukte)
• Eingesetzte Schlichten: 1. Lage Arkofluid 7232 der Firma HA (Handelsprodukt), Auftrag durch Streichen, 2. Lage Arkofluid 7879 der Firma HA (Handelsprodukt), Auftrag durch Fluten.
• Gießtemperatur: ca. 1330°C
• ohne Einsatz eines Speisers

Tabelle 9: Zusammensetzung der Infiltrationsmittel / Versuchssubstanzen:

Feld in Form und Gussstück	3	2	1	4
Substanz	Infiltrationsmittel A, (Erfindungsgemäß) / Anteil [Gew.%]	Infiltrationsmittel J (Erfindungsgemäß) / Anteil [Gew.%]	Infiltrationsmittel W (Erfindungsgemäß) / Anteil [Gew.%]	Referenz	Bemerkung
Wasser	17,1	31,2	50
Ethanol	17,1
Feuerfeststoff	52,3	52,9	-		95% feiner als 0,063 mm, bestimmt mit dem Luftstrahlsieb
Farbpigment	0,8				99% feiner als 0,032 mm, bestimmt mit dem Luftstrahlsieb
Rheologische Additive, Stellmittel, Verdicker, Zusätze	4,0	1,65	-
Harz	6,0
Netzmittel		0,05
Wässrige silikatische Binderlösung		12,8	44,8
NaOH		1,5	5,2
KOH	2,7

Tabelle 10: Infiltrationsmengen:

Feld	Material	Infiltrationsmenge pro m2	g NaOH / m2	Mol OH- pro m2	Penetrationstiefe Form	Penetrationstiefe Prüfkörper, Anzahl der Sandschichten
1	Infiltrationsmittel W	3390 g	176	4,4	1,0-3,8 mm	> 40
2	Infiltrationsmittel J	1530 g	23	0,57	2,0-4,0 mm	> 25
3	Infiltrationsmittel A	1100 g	KOH = 30 g	0,55	1,5-2,0 mm	> 4
4	Referenz	n. a.	-	-

Tabelle 11: Bewertung der Ergebnisse:

Infiltrationsmittel	Feld	Bewertung des Fehlbildes "narbige Oberfläche"	Bemerkung
W	1	keine Poren oder Weißanhaftungen	Bestes Ergebnis
J	2	einige flache Poren	Besser als Referenz
A	3	einige Poren	zweitbestes Ergebnis
Referenz	4	tiefe Poren und Narben auf der Fläche

[0187] Abbildung 10 zeigt eine Fotografie des hergestellten Gussstücks mit den entsprechenden Gussoberflächen 1 bis 4.

Beispiel 3

[0188] Ein weiterer Versuch wurde an einer Form für ein Gussstück aus: GJS40.3 mit einem Gießgewicht von 3,8 Tonnen und einem Stückgewicht von 2,92 Tonnen durchgeführt.

• Formstoffsystem: mechanisch regenerierter Furanaltsand
• Eingesetzter Binder: Kaltharz 7830 der Firma HA (Handelsprodukt)
• Eingesetzte Aktivatoren: Aktivator 7857 der Firma HA (Handelsprodukt)
• Eingesetzte Schlichten: Arkofluid 5004F der Firma HA (Handelsprodukt), Auftrag durch Streichen, zweite Lage Arkofluid 7879 der Firma HA (Handelsprodukt), Auftrag durch Fluten.
• Gießtemperatur: ca. 1318°C

[0189] Ein Teil der Formfläche im Oberkasten wurde mit dem Infiltrationsmittel A (siehe oben) behandelt. Es wurden 1170 g/m² Formoberfläche aufgetragen.

[0190] Ergebnis: Die durch die mit dem Infiltrationsmittel A behandelte Formfläche abgebildete Gussoberfläche war fast völlig frei von Narben und Poren. Die Gussoberflächen, im restlichen vom nichtbehandelten Formstoff abgebildeten Bereich des Gussstück oberkastenseitig, waren von vielen kleinen Poren und Narben insbesondere in der Nähe von Radien durchzogen.

[0191] Abbildung 11 zeigt die Fotografie des in Beispiel 3 hergestellten Gussteils. Die linke Oberfläche des Gussteils wurde durch den Bereich der Formfläche im Oberkasten, der mit dem Infiltrationsmittel A behandelt wurde, abgebildet.

Weitere Beispiele: GJL-Gussstücke

[0192] Zu Beispiel 3 analoge Beispiele wurden für GJL-Gussstücke durchgeführt. Auch insoweit zeigte sich, dass durch das Infiltrieren des Formstoffs mit einer erfindungsgemäß zu verwendenden basischen Zusammensetzung die Bildung von Poren und Narben überraschender Weise stark vermindert wurde.

[0193] Die Abbildungen 13 und 14 sind Detailaufnahmen betreffend GJL-Gussstücke mit einem jeweiligen Stückgewicht von 2.016 kg; das jeweilige Gussmaterial war "GG20" (das heißt, eine Legierung zur Herstellung eines GJL-Gussstückes). Die Gießtemperatur war in beiden Fällen identisch und lag bei ca. 1300°C.

[0194] Abbildung 13 betrifft ein Vergleichsbeispiel, bei dem keine Infiltration des Formstoffs der Gießform erfolgte. Ansonsten wurden im Vergleichsbeispiel ausschließlich Schritte durchgeführt, die der erfindungsgemäßen Vorgehensweise entsprechen.

[0195] Abbildung 14 betrifft ein erfindungsgemäßes Beispiel, bei dem die Gießform mit einer basischen Zusammensetzung so infiltriert wurde, dass bis zu einer Infiltrationstiefe von ca. 6 mm das resultierende Infiltrationsprodukt bei Kontakt mit Wasser basisch reagierte, gemessen von der Oberfläche der Gießform. Ansonsten war die Vorgehensweise in Vergleichsbeispiel und Beispiel identisch.

[0196] Als Infiltrationsmittel eingesetzt wurde im erfindungsgemäßen Beispiel eine basische Zusammensetzung gemäß obigem Beispiel 3.

[0197] Abbildung 13 (betreffend das nicht erfindungsgemäße Vergleichsbeispiel) zeigt am unteren Bildrand einen Oberflächenbereich mit in etwa dreieckiger Form, der eine stark ausgeprägte narbige Oberfläche besitzt.

[0198] Abbildung 14 (betreffend das auf erfindungsgemäße Weise hergestellte Gussstück) zeigt im entsprechenden Bereich des Gussstücks eine besonders glatte Oberflächenstruktur, die keinerlei störende Narben oder Poren aufweist.

[0199] Es sei darauf hingewiesen, dass das auf erfindungsgemäße Weise hergestellte Gussstück gemäß Abbildung 14 unter Verwendung einer Gießform hergestellt wurde, deren Oberfläche nur bereichsweise mit der erfindungsgemäß zu verwendenden Zusammensetzung gemäß Beispiel 3 behandelt worden war. Der behandelte Bereich befand sich in der Gießform genau dort, wo im Vergleichsbeispiel der dreieckige Bereich mit narbiger Oberfläche im Gußstrück angrenzte.

[0200] Der Vergleich der Abbildungen 12 und 13 zeigt, dass der Gussfehler "narbige Oberfläche" durch die erfindungsgemäße Verwendung, das erfindungsgemäße Verfahren und den Einsatz einer erfindungsgemäßen Gießform auch für GJL-Gussstücke unterdrückt werden kann.

Ansprüche

1. Verwendung einer basischen Zusammensetzung umfassend

- eine basische Komponente bestehend aus einer oder mehreren Basen sowie

- eine Trägerflüssigkeit für die basische Komponente
als Infiltrationsmittel für den Formstoff einer Gießform, die Quarzsand und ein mittels Säure gehärtetes Bindemittel umfasst, und zum Unterdrücken der Bildung von narbigen Oberflächen während des Gießverfahrens.

2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die Gießform bei Kontakt mit Wasser acid reagiert
und/oder
wobei eine, mehr als eine oder sämtliche der Basen einen pKB-Wert in Wasser bei 25°C
von kleiner als 3,0, vorzugsweise kleiner als 1,0 aufweisen
und/oder
wobei das Infiltrationsmittel für den Formstoff einer Gießform, die Quarzsand und ein mittels Säure gehärtetes Bindemittel umfasst, so in den Formstoff infiltriert, dass ein Infiltrationsprodukt entsteht, das bis mindestens zu einer Infiltrationstiefe von 2 mm bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert, gemessen von der Oberfläche der Gießform, bevorzugt bis mindestens zu einer Infiltrationstiefe von 5 mm, besonders bevorzugt 10 mm, wobei ganz besonders bevorzugt bei jeder Infiltrationstiefe im Bereich von 2 bis 5 mm das Infiltrationsprodukt bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert.

3. Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Oberflächen der Gießform einen Gießformhohlraum definieren,
wobei zumindest Bereiche der den Gießformhohlraum definierenden Oberflächen der Gießform bei Kontakt mit Wasser acid reagieren, wobei das Infiltrationsmittel zumindest einen der besagten acid reagierenden Bereiche infiltriert.

4. Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
als Infiltrationsmittel für den mittels eines No-Bake-Bindemittels ausgehärteten Formstoff einer Gießform und zum Unterdrücken der Bildung von narbigen Oberflächen während des Gießverfahrens,
wobei das No-Bake-Bindemittel durch einen sauren Katalysator für die Aushärtung der reaktiven Harzkomponente des No-Bake-Bindemittels ausgehärtet ist, wobei der saure Katalysator Sulfonsäuren, Phosphorsäure, Schwefelsäure oder Kombinationen davon umfasst.

5. Verwendung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei

- eine, mehr als eine oder sämtliche der anorganischen Basen in der basischen Komponente ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallhydroxid, Erdalkalimetallhydroxid und Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas, Kaliwasserglas oder Lithiumwasserglas
und/oder

- die Zusammensetzung

- ein oder mehrere Tenside umfasst
und/oder

- ein oder mehrere Bindemittel umfasst, wobei vorzugsweise das eine bzw. zumindest eines der mehreren Bindemittel an der Luft selbsthärtend ist und/oder bei Entfernung der Trägerflüssigkeit trocknet.

6. Verwendung nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Zusammensetzung umfasst:

organische Bindemittel in einer Konzentration von 0,2 bis 40 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung, vorzugsweise 0,2 bis 10 Gew.-% besonders bevorzugt 0,2 bis 5 Gew.-%

und/oder

anorganische Bindemittel in einer Konzentration von 0,5 bis 80 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Zusammensetzung.

7. Verfahren zur Herstellung eines GJS- oder GJL-Gussstücks, mit folgenden Schritten:

(i) Bereitstellen oder Herstellen einer Gießform, deren Oberflächen einen Gießformhohlraum definieren, aus chemisch gebundenem Formgrundstoff umfassend ein oder mehrere mittels Säure gehärtete Bindemittel und Quarzsand, wobei zumindest Bereiche der den Gießformhohlraum definierenden Oberflächen der Gießform bei Kontakt mit Wasser acid reagieren,

(ii) Infiltrieren zumindest eines der besagten acid reagierenden Bereiche mit einer Zusammensetzung wie in einem der vorangehenden Ansprüche definiert, so dass das Infiltrationsprodukt bis mindestens zu einer Infiltrationstiefe von 2 mm bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert, gemessen von der Oberfläche der Gießform,

(iii) Füllen des Gießformhohlraums mit einer schmelzflüssigen Eisen-Kohlenstoff-Legierung,

(iv) Erstarren lassen der Eisen-Kohlenstoff-Legierung im Gießformhohlraum, so dass ein GJS- oder GJL-Gussstück resultiert.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei Schritt (ii) so durchgeführt wird, dass ein Infiltrationsprodukt entsteht, das bis mindestens zu einer Infiltrationstiefe von 5 mm, besonders bevorzugt 10 mm, bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert, gemessen von der Oberfläche der Gießform, wobei ganz besonders bevorzugt bei jeder Infiltrationstiefe im Bereich von 2 bis 5 mm das Infiltrationsprodukt bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, wobei in Schritt (ii) eine Zusammensetzung eingesetzt wird, in deren basischer Komponente eine, mehr als eine oder sämtliche der anorganischen Basen ausgewählt ist bzw. sind aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallhydroxid, Erdalkalimetallhydroxid und Wasserglas, insbesondere Natronwasserglas, Kaliwasserglas oder Lithiumwasserglas.

10. Verfahren zur Herstellung eines GJS- oder GJL-Gussstücks nach einem der Ansprüche 7 bis 9, mit folgenden Schritten zur Unterdrückung der Bildung narbiger Oberflächen:

(I) Herstellen einer Vergleichsgießform, deren Zusammensetzung und, abschnittsweise oder vollständig, deren Geometrie mit der der Gießform identisch ist, wobei die Vergleichsgießform nicht mit einer basischen Zusammensetzung infiltriert wird, Füllen des Gießformhohlraums der Vergleichsgießform mit einer schmelzflüssigen Eisen-Kohlenstoff-Legierung, Erstarren lassen der Eisen-Kohlenstoff-Legierung im Gießformhohlraum der Vergleichsgießform, so dass ein GJS- oder GJL- Vergleichsgussstück resultiert, Identifizieren zumindest einer Position eines Bereichs der den Gießformhohlraum definierenden Oberflächen der Vergleichsgießform, an dem das erstarrte Vergleichsgußstück eine narbige Oberfläche besitzt,
und anschließend

(II)

(i) Bereitstellen oder Herstellen der Gießform wie in Anspruch 7 definiert,

(ii) Infiltrieren zumindest eines der besagten acid reagierenden Bereiche wie in Anspruch 7 definiert, wobei der besagte acid reagierende Bereich ebenso positioniert ist wie zumindest ein Bereich der Vergleichsgießform, an dem das erstarrte Vergleichsgußstück eine narbige Oberfläche besitzt,

(iii) Füllen des Gießformhohlraums mit einer schmelzflüssigen Eisen-Kohlenstoff-Legierung,

(iv) Erstarren lassen der Eisen-Kohlenstoff-Legierung im Gießformhohlraum, so dass ein GJS- oder GJL-Gussstück resultiert.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei zwischen Schritt (ii) und Schritt (iii) eine Schlichte auf infiltrierte Bereiche der Gießform appliziert wird.

12. Gießform aus einem chemisch gebundenen Formgrundstoff, deren Oberflächen einen Gießformhohlraum definieren, zur Herstellung eines GJS- oder GJL-Gussstücks,
wobei der chemisch gebundene Formgrundstoff ein oder mehrere mittels Säure gehärtete Bindemittel und Quarzsand umfasst,
wobei zumindest ein den Gießformhohlraum definierender Bereich der Gießform ein Infiltrationsprodukt umfasst, das bis mindestens zu einer Infiltrationstiefe von 2 mm bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert, gemessen von der Oberfläche der Gießform.

13. Gießform nach Anspruch 12, wobei das Infiltrationsprodukt in dem zumindest einen den Gießformhohlraum definierenden Bereich der Gießform bis mindestens zu einer Infiltrationstiefe von 5 mm bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert, gemessen von der Oberfläche der Gießform, bevorzugt bis mindestens zu einer Infiltrationstiefe von 10 mm, wobei ganz besonders bevorzugt bei jeder Infiltrationstiefe im Bereich von 2 bis 5 mm das Infiltrationsprodukt bei Kontakt mit Wasser basisch reagiert
und/oder
wobei von der den Gießformhohlraum begrenzenden Oberfläche mehr als 15 mm entfernte liegende, vorzugsweise mehr als 25 mm entfernt liegende Bereiche der Gießform, gemessen von der Oberfläche der Gießform, bei Kontakt mit Wasser acid reagieren
und/oder
wobei der chemisch gebundene Formgrundstoff ein regenerierter Quarzsand ist, der vorzugsweise durch Aufarbeitung einer Formstoffmischung hergestellt wurde.

14. Kit zur Verwendung bei der Herstellung einer Gießform, umfassend

(a) einen sauren Katalysator in flüssiger Phase für die Aushärtung der reaktiven Harzkomponente eines No-Bake-Bindemittels sowie

(b) eine basische Zusammensetzung als Infiltrationsmittel für den Formstoff der Gießform, umfassend

- eine basische Komponente bestehend aus einer oder mehreren Basen
sowie

- eine Trägerflüssigkeit für die basische Komponente,
sowie optional

(c) das No-Bake-Bindemittel, umfassend eine reaktive Harzkomponente, wobei der saure Katalysator gemäß Komponente (a) als Katalysator für die Aushärtung der reaktiven Harzkomponente wirkt.

15. Kit nach Anspruch 14, wobei die basische Zusammensetzung zusätzlich

- ein oder mehrere Tenside
und/oder

- ein oder mehrere Bindemittel umfasst,

wobei vorzugsweise das eine bzw. zumindest eines der mehreren Bindemittel an der Luft selbsthärtend ist und/oder bei Entfernung der Trägerflüssigkeit trocknet.

Zeichnung