CS209971B1

CS209971B1 - Water dilutable separating and lubricating means for the pressure casting of non-ferrous metals

Info

Publication number: CS209971B1
Application number: CS119380A
Authority: CS
Inventors: Igor Lanik; Mojmir Vanek; Ivan Zlesak; Jaroslav Vacha; Vladimir Belik
Original assignee: Igor Lanik; Mojmir Vanek; Ivan Zlesak; Jaroslav Vacha; Vladimir Belik
Priority date: 1980-02-21
Filing date: 1980-02-21
Publication date: 1981-12-31

Abstract

Vodou ředitelný dělioí a mazací prostředek k ošetření forem pro tlakové odlévání neželezných kovů, zvláště mosazných slitin. Zabraňuje vzájemnému spojení odlitku s formou, usnadňuje jeho vyjímání a zabraňuje usazování kysličníku zinečnatého na činných plochách formy. Maže pohyblivé části formy. Před použitím se ředí vodou. Prostředek je tvořen směsí etoxylovaných mastných alkoholů, minerálníoh olejů, vinního tulní, alkylfenylpolyglykoléteru, tetraboritanu sodného a dalších látek.Water-Thinning and Lubricant for treating die casting molds non-ferrous metals, especially brass alloys. Prevents mutual connection casting with the mold, facilitates its removal and prevents oxide build-up zinc on the active surfaces of the mold. Clears moving parts of the mold. Before use is diluted with water. The composition is a mixture of ethoxylated fatty alcohols, mineral salts oils, grapevine, alkylphenylpolyglycol ether, sodium tetraborate and others substances.

Description

Vynález se týká vodou ředitelného dělicího a mazacího prostředku pro tlakové odlévání neželezných kovů, zvláště mosazných slitin·BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention

Při tlakovém odlévání kovů je nutno chránit činné plochy kovové formy dělicími a mazacími prostředky. Tyto prostředky jednak umožňují snadné vyjímání odlitku z formy tím, že vytvoří mezi formou a odlitkem jemný mazací a izolační film a jednak působí jako mazací médium pohyblivých částí formy jako jsou vyhazovače, jádra a vložky.When casting metal, it is necessary to protect the active surfaces of the metal mold with separating and lubricating agents. These means, on the one hand, allow easy removal of the casting from the mold by forming a fine lubricating and insulating film between the mold and the casting and, on the other hand, act as a lubricating medium for moving mold parts such as ejectors, cores and liners.

Při odlévání mosazných slitin usazuje se na činných plochách formy kysličník zinečnatý, který zhoršuje povrchovou přesnost odlitku. Po určitém počtu licích cyklů se musí forma mechanicky očistit, aby se obnovila tvarová přesnost odlitku. Mechanickým odstraňováním kysličníku zinečnatého se forma opotřebovává, takže po několika čisticích operacích musí být vyřazena.When casting brass alloys, zinc oxide deposits on the active surfaces of the mold, which impairs the surface accuracy of the casting. After a certain number of casting cycles, the mold must be mechanically cleaned to restore the shape accuracy of the casting. The mechanical wear of the zinc oxide wears the mold, so it must be discarded after several cleaning operations.

Známé mazací a dělicí prostředky k ošetřování forem pro tlakové lití mosazných slitin jsou jednak rozpustidlové, jednak vodou ředitelné na bázi vodních emulzí s relativně vysokým obsahem koloidního grafitu. K vyplachování dutiny formy se také používá roztok ferrokyanidu draselného nebo tetraboritanu sodného ve vodě. Výplach se provádí v intervalu 5 až 20 odlití.The known lubricating and separating agents for the treatment of brass alloy die-casting molds are both solvent-based and water-based based on aqueous emulsions with a relatively high colloidal graphite content. A solution of potassium ferrocyanide or sodium tetraborate in water is also used to rinse the mold cavity. The rinsing is carried out in an interval of 5 to 20 castings.

Příkladem prostředku ředitelného vodou na ošetřování forem tlakových licích strojů pro odlévání neželezných kovů je známý prostředek o složení 1,6 hmotnostních dílů směsi etoxylovaných mastných alkoholů s 12 až 18 atomy uhlíku v molekule a s 10 až 20 články etylenoxidu v molekule, 0,7 hmotnostních dílů etoxylovaného alkylfenolu s 9 atomy uhlíku v řetězci a s 9 články etylenoxidu v molekule, 5,6 hmotnostních dílů lehkých a středních olejů získaných vakuovou destilací ropy, která je charakterizována bodem vzplanutí alespoň 150 °C a viskozitou při 50 °C v rozmezí 16 až 22 mm^s”³, 3 hmotnostní díly vinního tuku, 1 hmotnostní díl jemně mletého grafitu zpracovaného předběžně na třecím zařízení na pastu v minerálním oleji charakterizovaném bodem vzplanutí alespoň 150 °C a viskožitou v rozmezí 16 až 22 mms“ při 50 °C, 0,1 hmotnostních dílů hliníkového prášku zpracovaného na třecím zařízení na pastu s minerálním olejem stejného složení jako v případě grafitové pasty, 3 hmotnostní díly karboxymetylcelulozy, 81 hmotnostních dílů vody, hmotnostní díly dinaftylmetandisulfonanu sodného a 1,5 hmotnostních dílů kondenzačního produktu kyseliny olejové a dietylentriaminem, rozpuštěného v přebytku kyseliny olejové, kdy je dáno číslo kyselosti 80 mg KOH/g.An example of a water-dilutable composition for treating molds of non-ferrous metal die casting machines is a known composition of 1.6 parts by weight of a mixture of ethoxylated fatty alcohols having 12 to 18 carbon atoms per molecule and 10 to 20 cells ethylene oxide per molecule, 0.7 parts by weight ethoxylated C 9 -C 9 alkylphenol, 5.6 parts by weight of light and medium oils obtained by vacuum distillation of crude oil, characterized by a flash point of at least 150 ° C and a viscosity at 50 ° C of 16 to 22 mm ^ s ^"3, 3 parts by weight vinního sugar, 1 part by weight of finely ground graphite processed preliminarily on the friction device on the paste in mineral oil characterized by a flash point of at least 150 ° C and a viscosity in the range 16 to 22 mms" at 50 ° C for 0, 1 parts by weight of aluminum powder processed on a friction device They are made up of a mineral oil paste of the same composition as the graphite paste, 3 parts by weight of carboxymethylcellulose, 81 parts by weight of water, parts by weight of sodium dinaphthyl methanesulfonate and 1.5 parts by weight of the oleic acid-diethylenetriamine condensation product. acid number 80 mg KOH / g.

Použití uvedených prostředků k ošetřování forem má celou řadu nevýhod.There are a number of drawbacks to the use of such formulations.

Prostředky rozpustidlové a vodou ředitelné, které obsahují grafit, jako v uvedeném příkladu, mají sice dostatečné mazací a dělicí účinky ve formě, ale nezabraňují usazování oxidu zinku na činných plochách formy. Zvyšováním obsahu grafitu v těchto prostředcích se dosáhne částečného usazování kysličníku zinku, ale na druhé straně se výrazně zhorší kvalita povrchu odlitku grafitovými stopami, jejichž odstranění je velice náročné a v mnoha případech provozně neproveditelné. Výplachy dutiny foímy roztoky ferrokyanidu draselného nebo tetraboritanu sodného ve vodě odstraňují vytvořenou vrstvu oxidu zinkuSolvent and water-dilutable compositions containing graphite, as in the example, have sufficient lubricating and separating effects in the mold, but do not prevent the deposition of zinc oxide on the active surfaces of the mold. By increasing the graphite content of these compositions, partial deposition of zinc oxide is achieved, but, on the other hand, the surface quality of the casting is greatly impaired by graphite traces, the removal of which is very difficult and in many cases not operationally feasible. Foam cavity washings with potassium ferrocyanide or sodium tetraborate solutions in water remove the formed zinc oxide layer

209 971 jen částečně. Opakovanými výplaohy dochází vlivem tepelných šoků k předčasnému poškození povrchu pracovní části formy.209 971 only partially. Repeated irrigation results in premature damage to the working surface of the mold due to thermal shocks.

Uvedené nedostatky odstraňuje vodou ředitelný dělicí a mazací prostředek pro ošetře ní forem pro tlakové odlévání neželezných kovů podle vynálezu, jehož podstatou je, že obsahuje 2,3 až 6,75 hmotnostních dílů směsi etoxylovanýoh mastných alkoholů s počtem uhlíků 8 až 20 a s 5 až ?5 články v etoxylovaném řetězci, 6,5 až 19,1 hmotnostních dílů směsi lehkých a středních minerálních olejů získaných vakuovou destilací ropy, 3,2 ažThe water-dilutable separating and lubricating agent for the treatment of the die-casting molds of the non-ferrous metals according to the invention, which comprises 2.3 to 6.75 parts by weight of a mixture of ethoxylated fatty alcohols having a carbon number of 8 to 20 and 5 to? 5 links in ethoxylated chain, 6.5 to 19.1 parts by weight of a mixture of light and medium mineral oils obtained by vacuum distillation of crude oil, 3.2 to 5

10,2 hmotnostních dílů vinního tuku nebo lanolinu, 0,8 až 1,7 hmotnostních dílů smáóedla jako je laurylsíran sodný, 40 až 120 hmotnostních dílů vody, 0,8 až 2,1 hmotnostníoh dílů karboxymetylcelulozy, 0,5 až 2,5 hmotnostních dílů alkylfenylpolyglykoléteru, kde alkyl má 8 až 12 uhlíků v řetězci a molekula obsahuje 6 až 12 etylenoxidových článků a 8,1 až 16,2 hmotnostníoh dílů tetraboritanu sodného.10.2 parts by weight of wine fat or lanolin, 0.8 to 1.7 parts by weight of a surfactant such as sodium lauryl sulfate, 40 to 120 parts by weight of water, 0.8 to 2.1 parts by weight of carboxymethylcellulose, 0.5 to 2.5 parts by weight of alkylphenyl polyglycol ether, wherein the alkyl has 8 to 12 carbons in the chain and the molecule contains 6 to 12 ethylene oxide cells and 8.1 to 16.2 parts by weight of sodium tetraborate.

Další podstatou vynálezu je, že obsahuje 1,7 až 8,5 hmotnostníoh dílů syntetického paznehtového oleje.It is a further object of the invention to contain 1.7 to 8.5 parts by weight of synthetic hoof oil.

Vinní tuk není živočišným tukem v chemickém slova smyslu, tedy esteru glycerinu, ale látkou jiného charakteru, která podle složení v odborné literatuře není dosud zcela objasněná, obsahuje přes 50 % cholesterolu a vyšší mastné kyseliny jako palmitovou, myristovou, oeratovou a vyšší mastné alkoholy jako cerylalkohol a kamaubutylalkohol.Wine fat is not an animal fat in the chemical sense, a glycerine ester, but a substance of a different nature which, according to the composition in the literature, is not yet fully understood, contains over 50% cholesterol and higher fatty acids such as palmitic, myristic, oeratic and higher fatty alcohols. ceryl alcohol and kamaubutyl alcohol.

Po vyčištění a emulgaci s 20 až 25 hmotnostními díly vody dává lanolin, hojně používaný v kosmetickém průmyslu.After purification and emulsification with 20 to 25 parts by weight of water, it yields lanolin, widely used in the cosmetics industry.

Prostředek podle vynálezu po nanesení na líc formy, nejlépe tlakovým vzduchem, působí současně jako dělicí, mazací a chladicí činidlo. Zabraňuje naletování slitiny na formu a současně i tvorbě vrstvy kysličníku zinecnatého na činné ploše formy. Maže pohyblivé části formy a umožňuje snadné vyjímání odlitků z formy. Povrch odlitků je čistý beze stop přípravku.The composition according to the invention, when applied to the mold face, preferably by compressed air, simultaneously acts as a separating, lubricating and cooling agent. It prevents the alloy from soldering onto the mold and at the same time forming a layer of zinc oxide on the active surface of the mold. It lubricates the moving parts of the mold and allows easy removal of the castings from the mold. The surface of castings is clean without any traces of the product.

Dobré mazací a dělicí účinky prostředku podle vynálezu jsou oproti známým mazacím prostředkům, obsahujíoím grafit, dány vyšším podílem vinního tuku ve směsi. Pro případy náročného použití jsou mazací a dělicí účinky zvýšeny ještě přísadou syntetického paznehtového oleje. Tím, že prostředek neobsahuje grafit, nedochází ke'znehodnocování povrchu odlitku. Roztok tetraboritanu sodného ve vodě obsažený v prostředku zabraňuje současně Usazování oxidu zinku na povrchu formy. Tím, že je součástí prostředku, působí nepřetržitě a k usazování oxidu zinku vůbec nedojde. Působením smáČedla jako je laurylsíran sodný dochází k rovnoměrnému ulpění vrstvy mazadla na stěně formy i .za vyšších teplot, jako je tomu u odlévání mosaznýoh slitin. Vzájemné váhové poměry ostatních látek v prostředku podle vynálezu jsou dány optimálním složením směsi z hlediska emulgace a dispergaoe vzhledem k uvedeným podílům vinního tuku syntetického paznehtového oleje a k vhodné koncentraci roztoku tetraboritanu sodného.The good lubricating and separating effects of the composition according to the invention are due to the higher proportion of wine fat in the mixture compared to the known lubricants containing graphite. For demanding applications, the lubricating and separating effects are enhanced by the addition of synthetic hoof oil. Because the composition does not contain graphite, the casting surface is not degraded. The solution of sodium tetraborate in water contained in the composition prevents the zinc oxide from depositing on the mold surface at the same time. Being part of the composition, it acts continuously and no zinc oxide deposits. The action of a surfactant such as sodium lauryl sulphate results in a uniform adhesion of the lubricant layer to the mold wall at higher temperatures, such as in the casting of brass alloys. The relative weight ratios of the other substances in the composition according to the invention are given by the optimum composition of the mixture in terms of emulsification and dispersion with respect to the stated amounts of wine fat of synthetic hoof oil and to the appropriate concentration of sodium tetraborate solution.

Jeho další výhodou je, že neobsahuje žádná pevná, ve vodě nerozpustná aditiva.Its further advantage is that it contains no solid, water-insoluble additives.

209 971209 971

Příklad 1 'Example 1 '

V duplikátorovém kotli opatřeném míchadlem se při teplotě 70 až 80 °C roztaví 2,5 kg směsi etoxylovsnýoh mastných alkoholů s 12 až 18 atomy uhlíku v molekule a s 10 až 20 články etylenoxidu v molekule, 0,7 kg etoxylovaného alkylfenolu s 9 atomy uhlíku v řetězci a s 9 články etylenoxidu v molekule. Postupně se do kotle vloží 7,1 kg směsi lehkých a středních olejů získaných vakuovou destilací ropy, která je charakterizována bodem vzplanutí alespoň 150 °C a viskozitou při 50 °C v rozmezí 16 až 22 mm²s“^, 4 kg vinního tuku, 1,1 kg laurylsíranu sodného. V oddělené nádobě se připraví 47 kg roztoku karboxymetylcelulozy ve vodě tak, že se rozpustí 2 kg karboxymetylcelulozy v 45 kg vody. Do takto získaného roztoku se přidá 8,5 kg tetraboritanu sodného. Roztok se zahřívá na teplotu 80 °C. V duplikatorovém kotli se potom oba základní roztoky smísí. Důkladným promícháním a ochlazením se získá výsledný mazací a dělicí prostředek.2.5 kg of a mixture of ethoxylated fatty alcohols having from 12 to 18 carbon atoms per molecule and from 10 to 20 cells of ethylene oxide per molecule, 0.7 kg of ethoxylated alkyl phenol with 9 carbon atoms, are melted at 70-80 ° C in a duplicator stirrer equipped with a stirrer. chain and with 9 ethylene oxide cells per molecule. Step by step, 7.1 kg of a mixture of light and medium oils obtained by vacuum distillation of crude oil, characterized by a flash point of at least 150 ° C and a viscosity at 50 ° C of 16 to 22 mm ² s “4 kg of wine fat, 1.1 kg of sodium lauryl sulphate. In a separate vessel, 47 kg of a solution of carboxymethylcellulose in water is prepared by dissolving 2 kg of carboxymethylcellulose in 45 kg of water. 8.5 kg of sodium tetraborate are added to the solution thus obtained. The solution was heated to 80 ° C. The two basic solutions are then mixed in a duplicator boiler. Thorough mixing and cooling yields the resulting lubricating and separating agent.

Příklad 2Example 2

Do duplikátorového kotle se předloží 18 kg směsi lehkých a středních olejů získaných vakuovou destilací ropy, která je charakterizována bodéta vzplanutí alespoň 150 °C a viskozitou při 50 °C 16 až 22 mm²s“^ a 10 kg lanolinu. Tato směs se vyhřeje na 70 °C. Po zahřátí se v ní za neustálého míchání rozpustí 6 kg směsi etoxylovaných mastných alkoholů s 12 až 18 atomy uhlíku v molekule a s 10 až 20 články etylenoxidu v molekule, 2,2 kg nonylfenyldodecylglykoléteru, 1,5 kg laurylsíranu sodného, 5 kg syntetického paznehtového oleje. V oddělené nádobě se do 100 kg vody ohřáté na 75 °0 za neustálého míchání postupně přidá 1 kg karboxymetylcelulozy a 15 kg tetraboritanu sodného. Po důkladném rozpuštění obou látek ve vodě se získaný roztok přidá do duplikátorového kotle. Po smíchání a zhomogenizování obou základních roztoků se ochlazením získá výsledný mazací a dělicí prostředek.A 18 kg blend of light and medium oils obtained by vacuum distillation of crude oil, characterized by a flash point of at least 150 ° C and a viscosity at 50 ° C of 16 to 22 mm ² s -1 and 10 kg lanolin, is charged to a duplicator boiler. This mixture was heated to 70 ° C. After heating, 6 kg of a mixture of ethoxylated C12-C18 fatty alcohols and 10 to 20 cells of ethylene oxide per molecule, 2.2 kg of nonylphenyldodecyl glycol ether, 1.5 kg of sodium lauryl sulfate, 5 kg of synthetic hoof oil are dissolved therein while stirring. . In a separate vessel, 1 kg of carboxymethylcellulose and 15 kg of sodium tetraborate are added successively to 100 kg of water heated to 75 ° C with stirring. After thoroughly dissolving both substances in water, the obtained solution is added to a duplicator boiler. After mixing and homogenizing the two basic solutions, the resulting lubricant and separator are cooled.

Dělicí prostředek podle příkladu 1 byl odzkoušen v provozu tlakového lití mosazných slitin. Byl nanášen na formu stříkáním pneumatickou pistolí před každým odlitím. Před použitím byl naředěn vodou v poměru 1:10. Ze zkoušek vyplynulo, že pro jednoduché a středně složité odlitky má prostředek dostatečné mazací a dělicí vlastnosti. Zabraňuje přímému styku kovu s lícem formy a umožňuje snadné vyjmutí odlitku z dutiny tvarové vložky. Současně zabránil úplně usazování oxidu zinku na formě tak, že forma nemusela být po celou dobu své životnosti ani jednou mechanicky nebo chemicky čištěna. Životnost forem se zvětšila proti stávajícímu stavu v průměru o 27 %.The separating agent of Example 1 was tested in a brass alloy die casting operation. It was applied to the mold by spraying with a pneumatic gun before each casting. It was diluted 1:10 with water before use. The tests showed that for simple and moderately complex castings, the composition has sufficient lubricating and separating properties. It prevents direct contact of the metal with the mold face and allows easy removal of the casting from the mold cavity. At the same time, it completely prevented the zinc oxide from settling on the mold so that the mold did not have to be mechanically or chemically cleaned during its lifetime. The service life of the molds increased by an average of 27% compared to the current situation.

Při odlévání velkých a složitých odlitků docházelo u tepelně extrémně namáhaných míst formy k nedostatečnému mazání a i k mírnému usazování kysličníku zinku.During the casting of large and complex castings, insufficient lubrication and even slight deposition of zinc oxide occurred at the extremely stressed points of the mold.

Prostředek podle příkladu 1 byl také zkoušen při tlakovém odlévání odlitků slitin hliníku. Prostředek má dobré mazací a dělicí schopnosti pro jednoduché a středně složité formy.The composition of Example 1 was also tested in die casting of aluminum alloy castings. The composition has good lubricating and separating capabilities for simple and medium complex molds.

Jeho použití však proti známým vodou ředitelným prostředkům nepřineslo žádné výhody (rozuměno u slitin hliníku).However, its use did not bring any advantages over known water-borne agents (understood as aluminum alloys).

209 971209 971

Dělicí prostředek podle příkladu 2 byl odzkoušen v provozu tlakového lití mosazných slitin. Byl nanášen na formu stříkáním pneumatickou pistolí vždy po každém odlití. Prostředek byl před použitím naředěn vodou v poměru 1 díl prostředku na 10 dílů vody. Zkoušky prokázaly, že prostředek měl velmi dobré mazací a dělicí vlastnosti a současně úplně zabránil usazování kysličníku zinku ve formě. Rozsah použití pro různé náročné a složité formy je umožněn různým stupněm naředění prostředku vodou. Prostředek nezanechává stopy ani na formě ani na odlitku. Životnost forem se zvětšila obdobně jako při použití prostředku podle příkladu 1.The separating agent of Example 2 was tested in a brass alloy die casting operation. It was applied to the mold by spraying with a pneumatic gun after each casting. The composition was diluted with water at a rate of 1 part of the composition to 10 parts of water prior to use. Tests have shown that the composition had very good lubricating and separating properties and at the same time completely prevented the deposition of zinc oxide in the mold. The range of applications for various demanding and complex forms is made possible by varying degrees of dilution of the composition with water. The product leaves no marks on the mold or on the casting. The durability of the molds was increased in a manner similar to that of Example 1.

Claims

A water-dilutable separating and lubricating agent for the pressure casting of non-ferrous metals, in particular brass alloys, comprising a mixture of ethoxylated fatty alcohols having a carbon number of 8 to 20 and 5 to 25 cells in the ethoxylated chain, a mixture of light and medium mineral oils obtained by vacuum distillation a fat or lanolin, a wetting agent such as sodium lauryl sulfate, water, carboxymethylcellulose, an alkylphenyl polyglycol ether wherein the alkyl has 8 to 12 carbons in the chain and the molecule contains 6 to 12 ethylene oxide cells, characterized in that it contains 2.3 to 6.75 parts by weight of the mixture ethoxylated fatty alcohols with 8 to 20 carbon numbers and 5 to 25 cells in the ethoxylated chain,

6.5 to 19.1 parts by weight of a mixture of light and medium mineral oils obtained by vacuum distillation of petroleum, 3.2 to 10.2 parts by weight of wine fat or lanolin,

0.8 to 1.7 parts by weight of a wetting agent such as sodium lauryl sulphate, 40 to 120 parts by weight of carboxymethylcellulose, 0.5 to 2.5 parts by weight of alkylphenyl polyglycol ether, wherein the alkyl has 8 to 12 carbons in the chain and the molecule contains 6 to 12 ethylene oxide cells and 8.1 to 16.2 parts by weight _of sodium tetraborate.

2 _O Waterborne separating agent and lubricant according to claim 1, characterized in that it further contains 1.7 to 8.5 parts by weight of synthetic neatsfoot oil.