BR0308414B1 - processo para preparação de um molde de fundição. - Google Patents

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "PROCESSOPARA PREPARAÇÃO DE UM WlOLDE DE FUNDIÇÃO".

A presente invenção se refere a um processo para preparaçãode núcleos de fundição ou moldes para formas de fundição a partir de ummaterial básico de forma e um aglutinante, e núcleos de fundição ou formassegundo o processo de preparação.

Núcleos de fundição têm a tarefa de formar espaços ocos napeça de fundição ou contornos externos cortados por baixo. Este tipo de nú-cleos de fundição é preparado de modo conhecido em moldes de núcleospor meio de dispositivos perfuradores do núcleo, sendo que a areia de moldeequipada com aglutinantes e opcionalmente com aditivos é introduzida pormeio de ar comprimido nos espaços ocos das caixas de moldar do núcleo.

Como aglutinantes são empregados, em geral, resinas plásticas líquidas ouaglutinantes inorgânicos.

A invenção refere-se a todos os processos orgânicos e inorgâni-cos de preparação de forma e núcleo, de preferência, ao processo urethan-cold box e/ou o processo Resol-C02- Igualmente imagináveis são processosfísicos, por exemplo, processo com ultra-som.

A preparação do núcleo segundo o de urethan-cold-box ocorreem caixas de moldagem frias com o emprego de sistemas aglutinantes or-gânicos, que são endurecidos a gás imediatamente na caixa de moldagem,por exemplo, por aminas terciárias. A fixação da mistura de material de for-ma (por exemplo, areia de quartzo, sistema aglutinante orgânico, endurece-dor) ocorre após o preenchimento do material da forma nas caixas de mol-dagem frias através de um catalisador a gás ou por uma amina terciária agás. A misturação dos componentes individuais ocorre antes em instalaçõesespeciais. Uma vantagem desse processo de urethan-cold-box consiste, en-tre outros, na obtenção de elevadas durezas do núcleo ou formas.

Outros processos, por exemplo, o denominado Resol-C02, sãoprocessos para preparação de núcleo com resina fenólica condensada alca-Iina como aglutinante, que é gaseificado com dióxido de carbono para endu-recimento. O material da forma baseia-se no processo de urethan-cold-boxem geral no material básico do molde de areia de quartzo. Esse processodistingue-se pelo impedimento de "nervuras de folha" no processo de fundi-ção. Desvantajoso neste processo de absorção de gás são as reduzidas dure-zas que são causadas pela elevada erosão e insuficiente termoestabilidade.

Os núcleos moldados prontos podem ser revestidos por meio deuma goma de acabamento. Estes materiais à prova de fogo estão em pó, naforma líquida, ou pastosa, para preparação de um revestimento fino nos nú-cleos de fundição. A goma de acabamento tem diversas tarefas. Entre ou-tros, a goma de acabamento serve para o isolamento térmico, para alisa-mento, para impedimento de adesão de metais na parede moldada, para aformação de nervuras de folha e assim para assegurar uma separação se-gura da peça injetável da parede de moldagem no esvaziamento do molde.

Após a etapa de fundição da peça fundida pronta, ocorre a se-paração dos núcleos de fundição. Os núcleos de fundição são removidos,por exemplo, por radiações, vibrações, sopro, batidas ou lavagem.

Da DE 195 25 307 A1 tornou-se conhecido um núcleo de fundi-ção para formas de fundição. Um núcleo de fundição para formas de fundi-ção é aconselhado a partir de um material seco revestido com um agluti-nante, que perde sua forma por influência de água.

A DE 195 49 469 A1 descreve um núcleo de fundição para for-mas de fundição por meio de um aglutinante solúvel em água à base deareia de molde revestida com polifosfatos, sendo que o aglutinante é poli-fosfato de sódio, e é dada uma proporção de mistura de 3 até 7 partes empeso de aglutinante e 0,5 até 2 partes em peso de água em 100 partes empeso de areia moldada.

A DE 199 14 586 A1 divulga um aglutinante à base de resinapara preparação de areias de fundição para emprego em núcleos de fundi-ção. A mistura aglutinante para preparação de areia de núcleo consiste emum componente individual (resina única) ou uma mistura a partir de um oumais componentes únicos (mistura de resina) com aditivos.

A invenção tem como tarefa conseguir um núcleo de fundição ouuma forma do tipo mencionado no início, que apresentam, evitando as des-vantagens anteriormente mencionadas, uma estrutura de poro. Particular-mente, o emprego de uma goma não deve ser mais exigido. Além disso, aformação de nervuras de folhas desvantajosas pode ser evitada no proces-so de vazão.

De acordo com a invenção, essa tarefa é solucionada pelo fatode que ao material da forma e/ou ao aglutinante é adicionado um materialformador de poros.

Os núcleos preparados segundo o processo conhecido de dióxi-do de carbono-resol em verificações com microscópico eletrônico indicamuma estrutura de poros típica. Mostrou-se que essa estrutura de poros im-pede a falha de estiramento supracitada ("nervuras na folha").

Materiais formadores de poros em sua decomposição por for-madores de ácido ou influência de calor, por exemplo, originam dióxido decarbono, o que causa, na mistura de material de forma, a estrutura fina-mente porosa desejada. Igualmente para formação de estruturas de porosfinos contribui o emprego de processos físicos, por exemplo, processo deultra-som.

O material formador de poros não está limitado à liberação dedióxido de carbono. É imaginável toda adição formadora de poros, que provo-quem os poros desejados em núcleos de fundição ou na forma de fundição,por exemplo, sejam também imagináveis materiais produtores de nitrogênio.

A presença da estrutura de poros possibilita que um tratamentode gomas de acabamento subseqüente do núcleo de fundição não é maisnecessário para evitar falhas de estiramento.

De preferência, são empregados, como materiais formadores deporo, materiais que liberam dióxido de carbono, como, por exemplo, carbo-nato de amônio, hidrogenocarbonato de amônio, carbonato de sódio e/ouhidrogenocarbonato de sódio. Mostrou-se que hidrogenocarbonato de sódiose apresenta como particularmente apropriado.

Vantajosamente ao material formador de dióxido de carbono éadicionado um agente acidificante e/ou calor. O dióxido de carbono é parti-cularmente liberado por um meio ambiente ácido ou por introdução de ener-gia na forma de calor. Para conduzir quantitativamente as quantidades dedióxido de carbono a serem liberadas e/ou também fixar o momento da libe-ração de dióxido de carbono, é acrescentado ao material formador de dióxi-do de carbono, um agente acidificante, por exemplo, Weinstein.

De acordo com uma forma de processo particularmente preferi-da, o aglutinante está na proporção de 1:1 composto de um componente deresina fenólica e um componente isocianato, sendo que ambos os compo-nentes aglutinantes, concomitantemente ou subseqüentemente, são intro-duzidos no material da forma e, em seguida, misturados.

Vantajosamente, o material formador de poro também pode seradicionado com o aglutinante o imediatamente ou subseqüentemente àmistura de material formador de núcleo.

Também é imaginável que o material formador de dióxido decarbono seja adicionado juntamente com um componente do aglutinante.

Devido ao processo de preparação supra-indicado para núcleosde fundição, esses apresentam uma estrutura de material, que está na for-ma de poros. Pelo menos originam-se no núcleo de fundição âmbitos naforma de poros, que apresentam as desejadas vantagens no processo defundição e no afastamento do núcleo de fundição no tarugo fundido de metal.

As vantagens técnicas essenciais são um processo de fundiçãosimplificado, e menos dispendioso comparado com o estado da técnica.Porque o tratamento das gomas de acabamento é suprido graças à estrutu-ra dos poros finamente porosa e da resistência apropriada dos núcleos defundição.

A seguir está indicado um exemplo de execução particularmentevantajoso para a composição da mistura de areia de quartzo e aglutinantepara o processo de preparação de acordo com a invenção.

100 parte em peso de areia de quartzo0,6 parte em peso de resina (por exemplo, resina fenólica)0,6 parte em peso de isocianato0,75 parte em peso de material formador de poro, por exemplo,hidrogenocarbonato de sódio.As partes em peso de resina e isocianato podem situar-se entre0,5 e 1, dependendo da solidez desejada dos núcleos de fundição. Em re-gra, a resina e o isocianato são adicionados em quantidades iguais, isto é,na proporção de 1:1.

O material formador de poros, em regra, é adicionado na quanti-dade de 0,5 até 1 parte em peso.

Opcionalmente pode ser adicionado à mistura para controle daliberação de dióxido de carbono 0,2 até 0,7 parte em peso de um formadorácido, por exemplo, Weinstein.

A seguir é descrito um decorrer de processo de uma preparaçãode núcleo de fundição típico como exemplo. As etapas de processo estãodetalhadas no processo de urethan-cold-box

• Pesagem da areia de quartzo e dosagem volumétrica

• Misturação da areia de quartzo em um misturador de carga

· Dosagem da resina - componente isocianato em bombas dedosagem. A dosagem pode ocorrer paralelamente ou seqüencialmente

• A adição do material formador de poro ocorre seqüencialmen-te, paralelamente com ambos os componentes aglutinantes, ou paralela-mente com um componente aglutinante, sendo que opcionalmente o forma-dor de ácido é acrescentado

• O tempo de misturação é de 10 até 120 segundos, dependen-do das exigências desejadas e do tipo de misturador

• Elaboração da mistura úmida na máquina de fundição comperfuração

· Retirada dos núcleos

• Tratamento com calor, por exemplo, a 200°C, sendo que otratamento com calor pode ser diferente dependendo do seu emprego.

• Colocação dos núcleos prontos na forma de areia para a etapade própria fundição.

Além disso, a figura individual mostra a estrutura na forma deporos de um material de núcleo de fundição, sendo que o tamanho médiodos poros é de 100 nm até 500 nm.

Claims (9)

1. Processo para preparação de um molde de fundição, caracte-rizado pelo fato de que compreende as seguintes etapas:(a) fornecer uma composição compreendendo:um material de molde básico,um aglutinante,um acidificante, eum formador de poros que gera gás, incluindo controle daliberação de gás pela adição do acidificante ao formador de poros que geragás em uma fração em peso controlada em que a liberação de gás a partirdo formador de poros que gera gás é controlada como uma função da fraçãoem peso do acidificante adicionado e o formador de poros que gera gás, emqueo acidificante está presente em uma fração em peso entre- 0,2 a 0,7 partes em peso com relação a 100 partes em peso do material demolde básico, eo formador de poros que gera gás está presente em umafração em peso entre 0,5 a 1,0 com relação a 100 partes em peso do mate-rial de molde básico; e(b) formar um molde de fundição a partir da composição.

2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe-lo fato de que compreende um tratamento de calor do molde de fundição.

3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe-lo fato de que o formador de poros compreende um sal de carbonato.

4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe-lo fato de que o formador de poros é selecionado a partir do grupo compre-endendo carbonato de amônio, hidrogenocarbonato de amônio, carbonatode sódio, hidrogenocarbonato de sódio e misturas dos mesmos.

5. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe-lo fato de que o formador de poros gera pelo menos de dióxido de carbono enitrogênio.

6. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que compreende a adição do formador de poros ao material demolde básico simultaneamente com o aglutinante.

7. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe-lo fato de que compreende a adição do material formador de poros ao mate-rial de molde básico em seguida ao aglutinante.

8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pe-lo fato de que o aglutinante compreende, na proporção de 0,5:1 a 1:1, umcomponente de resina fenólica e um componente isocianato, em que os doiscomponentes são introduzidos no material de molde básico simultaneamentee em então misturados.

9. Processo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pe-lo fato de que o material de molde básico compreende areia de quartzo.