Für Gießereien ist die Qualität ihrer Gussteile ihr wichtigstes Wettbewerbsmerkmal. Alkoholbasierte Beschichtungen spielen eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Oberflächenqualität von Gussteilen; die Beherrschung ihrer Formulierungstechnologie ist gleichbedeutend mit dem Schlüssel zu hochwertigen Gussteilen. Heute tauchen wir in die Geheimnisse der Formulierung alkoholbasierter Beschichtungen ein.

I. Über Beschichtungen auf Alkoholbasis

Bei Beschichtungen auf Alkoholbasis werden typischerweise Industriealkohol, Isopropanol oder andere Alkohole als Hauptlösungsmittel oder Dispersionsmedium verwendet. Sie werden hergestellt, indem feuerfeste Zuschlagstoffe, Bindemittel, Suspendiermittel und andere funktionelle Additive gleichmäßig darin dispergiert werden.

Der größte Vorteil liegt in der schnellen Trocknung nach dem Entzünden, wodurch eine robuste Beschichtung auf der Sandformoberfläche entsteht. Dies verbessert nicht nur die Oberflächenqualität der Gussteile deutlich, sondern beugt auch effektiv Fehlern wie Sandanhaftungen und Einschlüssen vor. Unsere praktischen Fallstudien zeigen, dass der gezielte Einsatz von Beschichtungen auf Alkoholbasis die Ausschussquote um 10–20 % senken und die Oberflächenrauheit um 20–30 % verbessern kann.

In einer typischen Rezeptur machen feuerfeste Zuschlagstoffe 50–70 % aus. Sie bestimmen maßgeblich die Feuerfestigkeit, die chemische Stabilität und die Sandbeständigkeit der Beschichtung. Gängige Zuschlagstoffe sind: Zirkonpulver für Stahlguss und hochwertiges Gusseisen; braunes und weißes Schmelztonerde für legierten Stahl; sowie Quarz-, Graphit- und Chromitpulver für Gusseisen und Nichteisenmetalle.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die Korngrößenverteilung des Zuschlags von entscheidender Bedeutung ist. Grobere Partikel führen zu einer besseren Durchlässigkeit der Beschichtung, aber zu einer raueren Oberfläche; feinere Partikel hingegen ergeben eine dichte und glatte Beschichtung, neigen aber zu Rissbildung. Daher ist es in der Regel notwendig, zwei oder mehr Zuschlagstoffe mit unterschiedlichen Korngrößen zu mischen.

II. Zum Trägerlösungsmittel:

Das Trägerlösungsmittel macht etwa 20–35 % aus und wird üblicherweise als Industriealkohol mit einer Konzentration von ≥ 95 % verwendet. Ein zu hoher Feuchtigkeitsgehalt beeinträchtigt die Suspension, die Streichfähigkeit und die Zündtrocknung der Beschichtung erheblich. Isopropanol trocknet schnell und weist gute Eigenschaften auf, ist jedoch relativ teuer. Das Bindemittel macht 1,5–3,5 % aus und wird in Hochtemperatur- und Niedertemperaturtypen unterteilt, um die Haftfestigkeit der Beschichtung bei hohen Temperaturen bzw. ihre Sofortfestigkeit nach der Zündung zu gewährleisten.

Suspensionsmittel verhindern das Absetzen von Feststoffpartikeln; das am häufigsten verwendete Suspensionsmittel ist Organobentonit. Es bildet in Alkohol ein stabiles Gelnetzwerk. Lithiumbasiertes Bentonit erfordert eine Aktivierungsbehandlung; PVB besitzt sowohl Suspensions- als auch Bindemittelfunktionen. Zu den Additiven gehören Netzmittel, Entschäumer und Konservierungsmittel, die die Verarbeitbarkeit und Lagerstabilität der Beschichtung weiter verbessern.

III. Der Formulierungsprozess von Beschichtungen auf Alkoholbasis ist von besonderer Bedeutung.

1. Rohstoffe müssen strengstens geprüft, Geräte gereinigt und offenes Feuer im Arbeitsbereich strengstens verboten werden. Für ausreichende Belüftung muss gesorgt sein, und die Bediener müssen Atemschutzmasken, Handschuhe und weitere Schutzausrüstung tragen.

2. Gießen Sie den gesamten Alkohol in den Mischbehälter. Rühren Sie dabei mit hoher Geschwindigkeit (ca. 1000 U/min) und streuen Sie das Organobentonit langsam und gleichmäßig über 20–40 Minuten ein, bis ein homogenes, viskoses Kolloid entstanden ist.

3. Auf mittlere Drehzahl (500–800 U/min) umschalten und Feuerfestzuschlagstoffe, Bindemittel und andere pulverförmige Materialien nacheinander langsam zugeben, um Verklumpungen und Staubbildung zu vermeiden.

4. Nach Zugabe des gesamten Pulvers die Drehzahl auf ca. 1200 U/min erhöhen und 1–2 Stunden lang intensiv rühren. Für eine hochwertigere Beschichtung kann das Pulver anschließend in einer Kolloid- oder Walzenmühle feiner vermahlen werden.

5. Die Beschichtung 12–24 Stunden lang versiegeln und aushärten lassen. Nach Stabilisierung der Eigenschaften Viskosität, Baumé-Grad und Suspensionseigenschaften prüfen. Gegebenenfalls mit Alkohol oder einer vorbereiteten Bentonitsuspension nachjustieren.

IV. Wichtige technische Kontrollpunkte bei der Formulierung von Beschichtungen auf Alkoholbasis

Viskosität/Dichte: Beeinflusst die Beschichtungswirkung und die Beschichtungsdicke; typischerweise sollte der Baumé-Grad zwischen 40 und 70 Be° liegen.

Suspension: Eine gute Beschichtung sollte lange Zeit gleichmäßig bleiben, mit minimaler Sedimentation und einer lockeren Textur.

Streichen/Verlaufen: Die Beschichtung sollte leicht zu streichen sein, nicht von selbst streichen und gute Verlaufseigenschaften aufweisen.

Entzündung und Trocknung: Erfordert schnelle und gleichmäßige Trocknung ohne Deflagration oder Rissbildung.

Feuchtigkeitsbeständigkeit: Verhindert Feuchtigkeitsaufnahme und Erweichung; dies kann durch Zugabe von PVB oder Harz verbessert werden.

Darüber hinaus ist unbedingt zu beachten, dass alkoholbasierte Beschichtungen entzündlich und explosiv sind. Der gesamte Herstellungs-, Lagerungs- und Anwendungsprozess muss daher streng feuer- und explosionsgeschützt sein. Die Umgebung muss gut belüftet, die Geräte ordnungsgemäß geerdet und die Lagerräume fernab von Wärmequellen mit explosionsgeschützten elektrischen Geräten ausgestattet sein.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Verwendung hochwertiger Materialien, eine wissenschaftliche Rezeptur, die strikte Einhaltung des Produktionsprozesses, ausreichendes Rühren und Aushärten, die Nutzung von Leistungstests zur Produktionssteuerung sowie die konsequente Priorisierung der Sicherheit entscheidend sind. Die Beherrschung dieser Punkte wird Ihnen zweifellos mehr Sicherheit geben und einen stabileren Weg zur Verbesserung der Gussqualität ebnen.