CH361887A - Verfahren zur Herstellung einer trockenen, rieselfähigen Formmasse mit wärmehärtenden Eigenschaften für Giessereizwecke - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung     einer    trockenen,     rieselfähigen    Formmasse  mit wärmehärtenden Eigenschaften     für        Giessereizwecke       Werden Formen oder     Kerne        für        Giessereizwecke     nach dem     Maskenformverfahren,    das     in    Amerika  und     England         shell        molding        pracess;

           genannt    wird,  hergestellt, so benötigt man     hierzu        körnige    Form  massen, die brocken sind, gut     rieseln    und beim       Erwärmen        zunfächst        klebfeucht    werden, um nach  intensiverer     Erwärmung        auszuhärten.     



       Farmmassen        mit    derartigen     Eigenschaften        erzielt     man, indem man     inerte,        körnige        Materialien,    zu  meist Quarzsand,     mit        wärmehärtenden        Bindemitteln     vermischt oder umhüllt.  



  Als     wärmehärtende        Bindemittel    werden     bisher          wärmehärtende        Kunstharze,    wie sie     durch        Konden-          sation    von     Phenolen    mit Aldehyden     entstehen!,    wie  auch     wärmehärtende        Gemische        gewisser        Pecharten     mit     Schwefel    verwendet.  



  Ferner     sind        Bindemittel,    die auf     Pol'yisocyanaten,          Polyaminen    und Salzen     hochmolekularer        mehrbasi-          scher    Säuren beruhen,     vorgeschlagen    worden.

   Von  diesen hat jedoch bisher noch keines     Eingang    in  die Praxis     gefunden.    Die     Gründe        hierfür        sind    zu  hoher Preis,     ungünstige        Aushärtebed@ingungen,    zu       geringe        Festigkeiten    und     meballlurgische        Nachtedle     der     Formen.     



  Die mit den zuerst     erwähnten    wärmehärtenden  Kunstharzen     hergestellten    Formmassen     liefern    in je  der     Hinsicht        einwandfreie    und sehr     feste        Formen,     jedoch- ist der hohe     Preis.    der     wärmehärtenden    Kunst       harze    nachteilig.  



  Die mit den an zweiter     Stelle        genannten        Pech-          Schwefel-Gemischen        hergestellten        Formmassen        sind     sehr     billig    und sie ergeben     metallurgisch        einwand-          freie    Formen,

   deren     Festigkeiten        jedoch        nicht        ganz     an     die        mit        wärmehärtenden        Kunstharzen    hergestellten  Formen heranreichen.    Die nach dem     erfindungsgemässen        Verfahren    her  gestellte Formmasse vereinigt     in    sieh hohe Festigkeit  und gute     metallurgische        Eigenschaften        der        erhaltenen     Formen bei     niedrigem    Preis.  



  Es ist     bekannt,    dass     trocknende        Ölte,        insbesondere     Leinöl, durch chemische     Abbindung    von     Sauerstoff,     also durch Oxydation,     meinen        festen        Zustand    über  gehen können.

   Es ist ebenfalls,     bekannt,    dass diese  trocknenden Öle auch Schwefel unter     Verfestigung          chemisch    binden können.     Untersucht    man     jetzt,     wie sich beide Arten von     Reaktionen        überlagern          können,    dann     stellt    man fest,

   dass die     trocknenden     Öle nach     weitestgehender        Oxydation    noch     zusätzlich          Schwefel    binden     können    und dass die festen Oxyda  tionsprodukte thermoplastisch sind,     währetld    sie  durch das     zusätzliche        Abbinden    mit Schwefel in  gut     umschmelzbare    Substanzen     übergeführt    werden.

    Diese für     trocknende        Ölte        charakteristischen        Real-          tionenfol!gen    haben     bisher    noch keinerlei     Anwendung     für     Giessereizwecke        gefunden    und auf     ihnen    basiert  die     beanspruchte    Formmasse.  



  Die     erfindungsgemässen        Formmassen    werden       zweckmässig    wie folgt     hergesteiilt:     Im     einfachsten    Falle     steifen    sie     Gemische    aus       inerten        körnigen        Materialren,    z.

   B. aus     trockenem     Quarzsand,     mit        pulverförmigem        Schw.efdl    und     ge-          pulverten        Oxydationsprodukten        trocknender    Öle dar.

    Ein festes     Oxydationsprodukt,    beispielsweise des       Leinöles,        erhät    man     in        bekannter        Weise    durch       Durchblasen    von Luft .durch das. heisse Öl und eine  im Anschluss an die Erstarrung durchzuführende       Nachoxydation        mit        Salpetersäure.     



       Verkürzungen    der     Aushärtezeiten,    Festigkeits  steigerungen,     Verbesserung    der     Vermahlungseigen-          s        chaften,    der     metallurgisichen        Eigenschaften    und  Preissenkung erzielt man,

       wenn    man den     trocknenden         Ölen vor oder nach der     Oxydation    durch Zusammen  schmelzen     Bitumina        zusetzt.    Die     zusetzbaren    Men  gen sind     begrenzt.        Überschreitet    man diese     Grenzen,     die von der     Art    des trocknenden Öles und der Art  des jeweiligen Zusatzes abhängen,

   so     tritt        Verschlech-          terung    der     genannten        Eigenschaften        ein.    Die     opti-          malen        Zusatzmengen    werden für die jeweiligen Roh  stoffe durch     Vorversuche    bestimmt.  



       Bequemere    Verfahren zur Oxydation der trock  nenden<B>Öle,</B> als es das     Durchblasen    von Luft     ,unter          Erhitzung    darstellt, lassen sich anwenden, wenn  die     trocknenden    Öle in     feinverteilter    Form mit grosser  freier     Oberfläche    vorliegen.

   Dieses     erreicht    man am       zweckmässigsten,    indem     man:    die körnigen Mate  rialien     mit    den     trocknenden        Ölien        mischt,    so dass  die     einzelnen    Körner mit dünnen Schichten der  trocknenden Öle umhüllt     sind,    und eine grosse freie       Oberfläche    durch die     körnige        Struktur    einer der  artigen Mischung     gegeben    ist.

   Hat man in den       trocknenden        Ölen    vorher in     bekannter    Weise     Sikka-          tive,        beispielsweise        etwa        1%        Kobaltresinat,        gelöst,     so werden die     Ölfikne        auf        dien        Körnern        durch        Aus-          lagern    an der Luft oxydiert,

   die     Mischung        verfestigt     sich und ist, nachdem sie unter     Zusatz    von     pulver-          förmigem    Schwefel bis zur Vereinzelung der Kör  ner     verkoNert    worden ist,     verwendbar.    Der Schwefel       kann    auch vor der Oxydation der trocknenden Öle  oder vor deren     Beimischung        mit    dem     körnigen        Matte          rial    vermischt werden;

       dadurch    wird er an die Kör  ner fixiert und die     fertiige    Formmasse ist völlig     staub=          frei,.    Dieses ist im     Hinblick    auf     sauberes.        Arbeiten     und auf die     Vermeidung    von     Staubverpuffungen,     die bei Vorhandensein von freiem Schwefelstaub in  der Formmasse bei     Berührung    mit     überhitzten        Model-          len        auftreten        können,    durchaus erwünscht.  



  Bei der eben     beschriebenen        Arbeitsweise    zur       Herstellung    der     beanspruchten    Formmasse kann an  den     relativ        kostspieligen        Sikkativen    dadurch einge  spart     werden,    dass man sie nicht in den     trocknenden     Ölen löst, sondern in einem     billigen,    leicht flüchtigen       Lösungsmittel,        etwa    in     Tetralin    oder in -einem Ge  misch aus     Tetralih    und     Dekalin;

      und diese Lösung,  nachdem die     körnigen    Materialien mit den trockenen  Ölen überzogen worden     sind',    dem     Ganzen        zumischt.          Verfährt    man in dieser Weise, s o brauchen     leelglich     die     Oberflächen    der mit den trocknenden     öhen    um  hüllten Körner von der     Sikkativl!ösung        benetzt        zu     werden,

   womit für eine     Einleitung    der Oxydation von  der Aussenseite der     ölfilime        auf    den     Körnern    her       gesorgt    ist.  



       Benutzt        man    die Luft     unter        Vermittlung    von       Sikkativen    als     Oxyd'ationämilttel    für die auf     die     Körner aufgebrachten     trocknenden    Öle, so ist     eine          Ausbreitung    des Mischgutes an     ,der        Luft        notwendig.     Will man den     hiermit        verbundenen        Platzbedarf    min  lern,

   so können in     die    aus den kör     ,rügen        Materialien     und den trocknenden Ölen bestehenden Mischungen  auch     flüssige    Oxydationsmittel oder Lösungen von       Oxydationsmitteln,    die nicht wie die     Sikkative        nuz          sauerstoffübertragend,    sondern     sauerstoffabgebend       wirken,     eingearbeitet    werden.

   Als solche     haben     sich     besonders        günstig    wässerige Lösungen von       Kaliumpermanganat    erwiesen, sofern man ihnen ein  Netzmittel     zusetzt.    Auch     llässt    sich das Kaliumperman  ganat ganz oder     teilweise    durch andere sauerstoff  abgebende Verbindungen, wie     Bichromate,        Per-Ver-          bindungen    usw. ersetzen.

   Besonders zeitsparend     ver-          fährt    man,     wem    man     Kaliumpermanganat    in     Azeton     löst.         Ausf        ührungsbeispiele          1.        84        kg        trockener        Quarzsand        (30%        feiner        als     0,1 mm;     alles    feiner als 0,3 mm;

       Schlämmstoffgehalt     unter 10/0) werden mit 3,35 kg     Schwefelpulver    (alles  feiner als 0,06 mm) vermischt und dieser Mischung  wird in einem     Kod        eigang    oder     in    einem Kernsand  mischer ein heisses Gemisch von<B>1,92k-</B>     sikkativ-          freies        Leinöl    mit 2,88 kg     Braunkohlenteerbartpech          (Krämer-Sarnow-Erweichungspunkt    90 bis 100  C)  biss zu     völliger    Homogenität     zugemischt.    Darauf lässt       man,

      eine Lösung von 100g Kaliumpermanganat in  der zur     Lösung        erforderllichen    Menge Azeton oder  in 1,81 Wasser     bei        laufender    Mischmaschine in dün  nem Strahl zufliessen.

   Verwendet man     @die    wässerige       Kaliumpermanganatlösung,    so werden diesen 1,81  noch 10g      Pril     (Markenprodukt,     Netzmittel    der       Böhme-Fett-Chemie)        zugefügt.    Das Mischgut ist nach  ein bis     zwei    Tagen     infolge    Oxydation des     Leinöls     völlig     durchg        'härtet    und,

   wird     nunmehr    in einem       Kollergang    bis zur     Vereinzelung    der Körner     ver-          mahlen.    Dieses Formmaterial härtet, wenn man es  auf 280     bis    3000 C heisse Modelle     aufbringt,    je  nach     Schichtdicke    in 45 bis 120 sec aus und das       erhaltene    Formmaterial     besitzt,    sofern die     Formmasse     lediglich unter Anwendung der Schwerkraft aufge  streut worden ist,     Biegefesti!gkeiten    von 35 bis  45     kg,fem2.     



  2. Die im ersten     Ausführungsbeispiel    angewen  dete     Kaliumpermanganatlösumig    kann     durch    0,8 1       einer        handelsüblichen        Kobaltresinatliösung        ersetzt     werden.  



  3. Eine     Mischung    aus 3     Gewichtsteilen    Leinöl,  2     Gewichtsteilen        Holzöl    und 5 Gewichtsteilen     bei     Raumtemperatur     sprungharten        Stearinpechs    wird bis  zur ersten leichten Blasenbildung     erhitzt        und    über  3,

  5 Stunden auf     dieser    Temperatur     gehalten.        Wäh-  I>       rend    dieser Zeit lässt man einen stetigen Strom       vorgeheizter    Luft durch die     Mischung    streichen und       bringt        hinterher    die erkaltete Masse in     Salpetersäure,     die aus einem     Volumteil        rauchender        Salpetersäure     und 2,5 bis 3     Volumteil!en    Wasser besteht,     und,

      lässt  die Masse hierin so     lange        kochen,        bis    eine ent  nommene.     Probe    bei Raumtemperatur     springharte          Kons,i#stenz    aufweist. Dann kocht man die Masse in  einer     wässerigen    Kreidesuspension so lange, bis die  Salpetersäure abgestumpft ist. Die luftgetrocknete  Masse wird dann mit 40 bis 60 Gewichtsprozent     ihres     Eigengewichtes     Schwefel    vermahlen.

   Das Mahlgut  muss eine Körnung feiner als 0,06     mm    besitzen und  es wird     mit    der 10- bis     20fachem        Menget    trockenen       Quarzsandes        :gemischt.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH 1 Verfahren zur Herstellung einer aus, körnigem Material, insbesondere Quarzsanvd, und wärmehär- tenden Bindemitteln bestehenden trockenen, riesel fähigen Formmasse für Giessereizwecke, dadurch gekennzeichnet, dass man dias körnige Material, Schwefel und,

   ein trocknendes Öl oder ein festes Oxydationsprodukt eines solchen miteinander ver mischt und, falls man ein trocknendes Öl verwen det, dieses nach dem Vermischen mit einer oder beiden anderen Komponenten oxydiert. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydationsprodukte trock nender Öle einen Gehalt an Bitumina besitzen. 2.

   Verfahren nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die trocknenden Ö;e mit Bitu- mina vermischt und dann erst oxydiert werden. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Oxydlationsprodukte trocknender Öle als auch der Schwefel in Pulverform den körnigen Materialien beigemischt werden.

   4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die körnigen Materialien mit den Oxydationsprodukten trocknender Öle umhüllt und mit pulverförmigem Schwefel vermischt werden. 5. Verfahren nach Unterausspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die körnigen Materialien zu nächst mit trocknenden Ölen vermischt und diese erst danach oxydiert worden.

   6. Verfahren nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass den körnigen Materialien vor dem Umhüllen mit den Oxydationsprodukten trock nender Öle pulverförmiger Schwefel beigemischt wird, um in der fertigen Formmasse freien<B>Schwefel-</B> staub zu vermeiden. 7.

   Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oxydation der Aden körnilgen Materialien beigemischten trocknenden Öle dadurch erfolgt, d'ass man diese Mischung mit fleissigen Oxydationsmitteln oder Lösungen von Oxydations mitteln vermischt. B.

   Verfahren nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Lösungen oxydierender Verbin dungen in leichtfllüchtigen Lösungsmitteln., z. B. eine Lösung von Kaliumpermanganat in, Azeton, ver- wertdet werden. 9. Verfahren nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass wässerige, Netzmittel enthaltende Lösungen oxydierender Verbindungen, wie z.

   B. von Permanganaten, Bichromaten, Per-Verbindungen, oxydierenden Säuren, verwendet werden. 10. Verfahren nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

   dass die Oxydatiion der den körnigen Materialien beigemischten trocknenden Öle durch Auslagerulassen an der Luft unter Vermittlung von Sikkativen, wie, z. B. Lösungen von Kobaltresinat oder ManganresInat in Tetrahn, erfolgt.

   11. Verfahren nach Unteranspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Zwecke der Einsparung von Sikkativ dieses nicht den trocknenden Ölen zu- gesetzt wird, sondern erst, nachdem die körnigen Materialien mit den trocknenden Üben vermischt worden sind, dem Ganzen beigemischt wird. PATENTANSPRUCH 1I Trockene,

   rieselfähige Formmasse für Giesserei zwecke, hergestellt nach dien Verfahren gemäss Patentanspruch 1.