CS220040B1

CS220040B1 - Shaping mixture

Info

Publication number: CS220040B1
Application number: CS501881A
Authority: CS
Inventors: Bohumir Kutej; Frantisek Danhofer; Leos Rotter
Original assignee: Bohumir Kutej; Frantisek Danhofer; Leos Rotter
Priority date: 1981-06-30
Filing date: 1981-06-30
Publication date: 1983-03-25

Abstract

Vynález se týká formovací směsi, zejména formovací směsi na sušení, určené k výrobě slévárenských forem a jader, které jsou tvarově náročné a u nichž je po vysušení vyžadována zvýšená pevnost. Formovací směs podle vynálezu obsahuje na 100 hmotnostních dílů ostřiva 1 až. 10 hmotnostních dílů škrobového pojivá a 0,1 až 2 hmotnostní díly aktivátoru rozpuštěného ve ivodě, kde aktivátorem je chlorid alkalického kovu a/nebo ohlorid kovu alkalické zeminy ze souboru kovových prvků druhé, třetí a čtvrté řady první a druhé skupiny periodické soustavy prvků.The invention relates to a molding mixture, in particular a molding mixture for drying, intended for the production of foundry molds and cores, which are difficult to shape and for which increased strength is required after drying. The molding mixture according to the invention contains, per 100 parts by weight of the grinding material, 1 to 10 parts by weight of starch binder and 0.1 to 2 parts by weight of an activator dissolved in water, where the activator is an alkali metal chloride and/or an alkaline earth metal chloride from the set of metal elements of the second, third and fourth rows of the first and second groups of the periodic table of elements.

Description

Vynález, se týká* [orniovac-í směsi, zejnméé na,faenawací směsi na, sušení, určené k výv robě. slévárenských forem a jácler, které jsou tvarově náročné au. nichž je po vysušení vyžadována zvýšená pevnostiBACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a dressing composition, in particular to a formulation for drying. foundry molds and jacler, which are shape demanding au. which after drying requires increased strength

V současné době jsou ve slévárnách k výr robě forem- a jader používány formovací směsi, které-se zpracovávají sušením za zvýšených teplot: U těchto formovacích směsí se jako pojivo používají nejčastěji vysýchavé oleje nebo syntetické pryskyřice, zpravidla na bázi fenolformaldehydu nebo močovinoformaldehydu. Nevýhodou těchto stávajících formovacích směsí je především jejich hygienická závadnost v důsledku velkého vývinu zdraví škodlivých výparů jak při vlastní výrobě forem a jader, tak při jejich sušení, ikdy dochází k dalšímu vývinu zdraví škodlivých exhalací. U slévárenských pracovníků, kteří přicházejí do styku se stávajícími formovacími směsmi tohoto složení, je vysoká četnost onemocnění ekzémy, a to přesto, že v provozech se uskutečňují předepsaná nákladná a komplikovaná hygienické¹ opatření,· zvláště u příslušných · vzduchotechnických zařízení a ochranných pomůcek. Další nevýhody stávajících formovacích směsí jsou tvarové a rozměrové změny, vznikající u forem a jader v průběhu sušení, způsobené snížením viskozity umělých pryskyřic při dlouhodobě zvýšených teplotách. Dlouhá doba sušení a nutná sušicí teplota mají na provozní, zvláště energetické náklady ve slévárnách rovněž negativní vliv.At present, molding compositions are used in foundries to produce molds and cores, which are processed by drying at elevated temperatures. In these molding compositions, drying oils or synthetic resins, usually based on phenol-formaldehyde or urea-formaldehyde, are most commonly used as binders. The disadvantage of these existing molding compositions is their hygienic defects due to the large development of harmful fumes both during the production of the molds and cores and during their drying, even if the further development of harmful emissions occurs. At the foundry workers who come into contact with the existing molding mixtures of this composition is a high frequency of disease eczema, and despite the fact that the operations are carried out prescribed costly and complicated hygiene measures ¹ · · particularly relevant for air conditioning equipment and protective gear. Further disadvantages of the existing molding compositions are the shape and dimensional changes occurring in the molds and cores during drying, due to the decrease in the viscosity of the synthetic resins at long-term elevated temperatures. Long drying times and the required drying temperature also have a negative effect on the operating, particularly energy, costs in foundries.

Při použití dalších známých slévárenských formovacích směsí, vytvořených na bázi škrobových pojiv, se sice ve značné míře odstraní prakticky všechny uvedené nedostatky, nelze však při něm u zhotovených forem a jader dosáhnout potřebnou vysokou pevnost, jaká je obvyklá u slévárenských směsí, připravených ina bázi olejových, případně pryskyřičných pojiv. Další nevýhodou škrobových směsí a z nich zhotovených forem a jader je jejich zvýšená navlhavost. Proto také bylo používání škrobových směsí, které jsou hygienicky naprosto nezávadné, v posledních letech nahrazováno zejména směsmi s fenolformaldehydovými pryskyřicemi.The use of other known foundry molding compositions based on starch binders largely eliminates virtually all of the above-mentioned drawbacks, but it is not possible to achieve the required high strength in the molds and cores produced, as is customary in foundry compositions prepared on an oil-based basis. or resin binders. Another disadvantage of starch blends and molds and cores made therefrom is their increased wettability. Therefore, the use of starch mixtures, which are wholesome in terms of hygiene, has also been replaced in recent years, in particular by mixtures with phenol-formaldehyde resins.

Jsou známy též formovací směsi, u kterých ke zvýšení pevnosti jsou použitý, různé přísady, jako například dextrln, sulfitový výluh, případně melasa, a dále jsou : známy formovací směsi, u nichž s ohledem na zpracovatelnost a dosažení dostatečných pevností po vysušení je potřebný obsáhl vlhkosti nahrazen různými přísadami. Například podle československého autorského osvědčení č. 156 629 je tato přísada tvořena 40 až 80 % vodným roztokem reakčního produktu 69 až 30 hmotnostních dílů sulfitového výluhu s 30 až 40 hmotnostními díly močoviny a s 1 až 30 hmotnostními díly kyseliny fosforečné nebo kyseliny chlorovodíkové nebo hexahydrátu chloridu zinečnatéliof: neb¹®) chloiňdM' želěznatéha nebo tetrahiydrátir chloridunžÉlezitého nebo chloridu· vápenatého, chloridu manganatého nebo hexahydrátu chloridu hlinitého. Nevýhodou přísad* podle čs·. autorského osvědčení číslo 156 629 je nepříznivý vliv močoviny na hygienu práce a na pracovní prostředí.Molding compositions in which various additives are used, such as dextrin, sulphite liquor and possibly molasses, are also known, and furthermore, molding compositions are known which, in view of the processability and the achievement of sufficient strength after drying, require moisture has been replaced by various additives. For example, according to Czechoslovakian Patent No. 156,629, the additive comprises a 40 to 80% aqueous solution of the reaction product of 69 to 30 parts by weight of a sulphite liquor with 30 to 40 parts by weight of urea and 1 to 30 parts by weight of phosphoric acid or hydrochloric acid or zinc chloride hexahydrate. or ¹ ®) gelatinous chloride or tetrahydrate of magnesium chloride or calcium chloride, manganese chloride or aluminum chloride hexahydrate. The disadvantage of additives * according to MS ·. No. 156,629 is an adverse effect of urea on work hygiene and the working environment.

Dále je známa formovací a jádrová směs podle československého: patentu č: 112 828, u něhož je . jako pojivá: použito hydřolyzátu z odipadních škrobnatých látek, například škrobárenských kalů, upravenou jeho částečnou reverzí, výhodně alkáliemi s přídavkem konzervujících solí, například chloridu amonného. Tato směs: má nevýhodu v poměrně obtížné dostupnosti surovin, především škrobárenských kalů, a přitom nedosahuje pevnostních vlastností,, potřebných: pro výrobu tvarově náročných forem. a jader.Further, a molding and core mixture is known according to the Czechoslovakian Patent No. 112 828, in which it is present. as a binder: a hydrolyzate of waste starchy substances, for example starch sludge, modified by its partial reversion, preferably with alkali with the addition of preserving salts, for example ammonium chloride, is used. This mixture has the disadvantage of the relatively difficult availability of raw materials, especially starch sludge, and yet does not achieve the strength properties needed to produce molds demanding in shape. and cores.

Uvedené nedostatky z velké části odstraňuje formovací směs podle vynálezu. Podstatou složení formovací směsi podle vynálezu je, že sestává ze 100 hmotnostních dílů ostřivad až 10 hmotnostních dílů škrobového pojivá a 0,1 až 2 hmotnostních dílů aktivátoru, rozpuštěného ve vodě, kde aktivátorem je chlorid alkalického kovu a/nebo chlorid kovu alkalické zeminy ze souboru kovových prvků druhé, třetí a čtvrté řady první a druhé skupiny periodické soustavy prvků:These deficiencies are largely overcome by the molding composition according to the invention. The composition of the molding composition according to the invention consists in that it consists of 100 parts by weight of burrs to 10 parts by weight of starch binder and 0.1 to 2 parts by weight of an activator dissolved in water, wherein the activator is an alkali metal chloride and / or alkaline earth metal chloride. metallic elements of the second, third and fourth rows of the first and second groups of the Periodic Table of Elements:

Pod pojmem ostřivo se zde rozumí tvrdá složka formovací směsi.The term grit is used herein to mean the hard component of the molding composition.

Slévárenská formovací směs ve složení podle vynálezu je hygienicky nezávadná, je použitelná i pro výrobu tvarově náročných forem? a jader, přičemž umožňuje: vytvrzování při sušicích teplotách o 50 až 70 °C nižších, než u první skupiny stává jících, forinovacích směsí s olejovými nebo pryskyřičnými pojivý. Dosahované pevnosti! forem i jader; zhotovených z formovací směsDpodlě vynálezu, jsou vzhledem k této první skupině stávajících! směsí stejné.· Vzhledem ke druhé skupině slévárenských formovacích směsí se zdravotně: nezávadnými škrobovými pojivý se pak u forem a jader, vyrobených z formovací směsi podle vynálezu·,, dosáhne 35: %i. až· 55 %.·· zvýšení· pevnosti:- Slezení formovací směsi podle vynálezu , je v. podstatě založeno na objevení a stanovení dosud neznámé závislosti mezi pevností škrobové formovací směsi a množství aktivátoru, to je chloridu alkalického kovu a/nebo chloridu kovu alkalické zeminy ze souboru kovových prvků ze druhé, třetí a čtvrté řady první a druhé skupiny periodické soustavy prvků podle Mendělejeva. Způsob přípravy formovací směsi pak je v podstatě výsledkem experimentů, provedených za účelem dosažení dokonalého rozptýlení aktivátoru ve formovací směsi, zejména pak v jeho vazbě na její škrobovou pojivovou složku. Na připojeném výkresu je tato dosud neznámá závislost mezi pevností v ohy2 2 0 004®The foundry molding composition in the composition according to the invention is hygienically harmless, can it also be used for the production of shape-demanding molds? and cores, allowing: curing at drying temperatures 50 to 70 ° C lower than for the first group of existing forging mixtures with oil or resin binders. Achieved strength! molds and cores; made of the molding composition according to the invention are existing with respect to this first group. With respect to the second group of foundry molding compositions with a health-friendly starch binder, the molds and cores produced from the molding composition according to the invention will then reach 35% by weight. The reduction of the molding composition according to the invention is essentially based on the discovery and determination of the hitherto unknown relationship between the strength of the starch molding composition and the amount of activator, i.e. alkali metal chloride and / or alkali metal chloride soils from the set of metallic elements from the second, third and fourth series of the first and second group of the periodic system of elements according to Mendeleev. The process for preparing the molding composition is essentially the result of experiments carried out in order to achieve a perfect distribution of the activator in the molding composition, in particular in its binding to its starch binder component. In the attached drawing, this hitherto unknown dependence between the bending strength is 20,0004

S bu škrobové směsi po vysušení a obsahem aktivátoru znázorněna pro fortaovací směs s 5% obsahem škrobového pojivá. Na křivce, vyjadřující tuto parciální závislost, je patrné maximum. Pro formovací směsi s jinými obsahy škrobového pojivá jsou ovšem maxima těchto parciálních závislostí obecně různá.With either a starch blend after drying and an activator content, it is shown for a blend with a 5% starch binder content. There is a maximum on the curve expressing this partial dependence. However, for molding compositions with other starch binder contents, the maxima of these partial dependencies are generally different.

Dále jsou uvedeny dva příklady složení formovací směsi podle vynálezu, včetně divo příkladů provádění jejich přípravy i účelu jejich ipoužití.Two examples of the composition of the molding composition according to the invention are given below, including wild examples of their preparation as well as their intended use.

Příklad 1Example 1

Složení formovací směsi:Composition of the molding mixture:

Křemičitý písek střední zrnitosti dso = 0,27 rota BentonitMedium density quartz sand dso = 0.27 Bentonite

Škrobové pojivo v práškovém stavu Chlorid sodný VodaPowdered starch binder Sodium chloride Water

Bentonit v tomto prvním příkladu složení je sám o sobě známou a běžně používanou jílovitou pojivovou složkou stávajících formovacích směsí, škrobovou pojivovou složku pak v tomto prvním i v následujícím druhém příkladu tvoří opět o sobě známý práškovitý škrob, známý také pod obchodním označením ikaolit.The bentonite in this first composition example is a known and commonly used clay binder component of existing molding compositions, and the starch binder component in this first and subsequent second examples is again known powdered starch, also known under the trade name ikaolite.

Postup přípravy formovací směsi:Preparation of the molding mixture:

Formovací směs se připravuje ve slévárenském mísiči tak, že se nejprve asi 1 minutu mísí křemičitý písek s bentonitem a škrobovým pojivém v práškovém stavu, pakThe molding composition is prepared in a foundry mixer by first mixing the quartz sand with the bentonite and starch binder in powder form for about 1 minute, then

Křemičitý písek o střední zrnitosti dso = 0,22 mm Křemičitý písek o střední zrnitosti dso = 0,36 mm Škrobové pojivo v práškovém stavu Chlorid vápenatýQuartz sand with medium grain size dso = 0,22 mm Quartz sand with medium grain size dso = 0,36 mm Powdery starch binder Calcium chloride

VodaWater

Použití formovací směsi:Use of molding compound:

Takto připravená formovací směs je vhodná k ruční výrobě jednoduchých a středněThe molding composition thus prepared is suitable for the simple and medium hand manufacture

100 hmotnostních dílů 1 hmotnostní díl 5 hmotnostních dílů 0,8 hmotnostních dílu 4,2 hmotnostních dílu se přidá chlorid sodný rozpuštěný ve vodě a mísí se dalších 8 až 10 minut.100 parts by weight 1 part by weight 5 parts by weight 0.8 parts by weight 4.2 parts by weight sodium chloride dissolved in water is added and mixed for a further 8 to 10 minutes.

Použití formovací směsi:Use of molding compound:

Takto připravená formovací směs je vhodná k ruční výrobě i nejsložitějších jader všech velikostí, vytvrzovaných sušením na podložkách, pískovém loži, případně volně v sušicích pecích při teplotě 140 až 180 °C po dobu, odpovídající velikosti jader. Dosahovaná pevnost v ohybu po vysušení je asi 4,4 MPa.The molding composition thus prepared is suitable for the manual production of even the most complex cores of all sizes, cured on a support, a sand bed, or freely in drying ovens at a temperature of 140 to 180 ° C for a time corresponding to the size of the cores. The achieved flexural strength after drying is about 4.4 MPa.

Příklad 2 Složení formovací směsi:Example 2 Composition of the molding composition:

hmotnostních dílů hmotnostních dílů hmotnostní díly 0,8 hmotnostího dílu 4 hmotnostní díly.parts by weight parts by weight parts by weight 0.8 parts by weight 4 parts by weight.

složitých jader, vytvrzovaných sušením. Dosahovaná pevnost v ohybu po vysušení je asi 4,4 MPa.of complex cores, cured by drying. The achieved flexural strength after drying is about 4.4 MPa.

Claims

A molding composition, in particular a molding composition for the manufacture of foundry molds and cores, characterized in that it contains 1 to 10 parts by weight of starch binder and 0.1 to 2 parts by weight of the activator dissolved in water, where the activator is an alkali metal chloride and / or an alkaline earth metal chloride of the second, third and fourth series of metal elements of the first and second groups of the Periodic Table of the Elements.

1 sheet of drawings