DE10065270A1 - Composition used in the production of feeds in the casting industry comprises a particulate filler, an organic binder system, an oxidant for the binder system, and an easily oxidizable metal - Google Patents
Composition used in the production of feeds in the casting industry comprises a particulate filler, an organic binder system, an oxidant for the binder system, and an easily oxidizable metalInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Speiser (Speisereinsätze, Speiserkappen u. dgl.) zur Speisung von Gussstücken sowie eine Zusammensetzung zur Herstellung derartiger Speiser für die Gießereiindustrie. Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Dichtspeisung von Gussstücken.The present invention relates to feeders (feeder inserts, feeder caps and the like) for feeding castings and a composition for manufacturing such feeder for the foundry industry. The invention also relates to a Process for the sealing feeding of castings.
Hinsichtlich der bisher bekannten Zusammensetzungen zur Herstellung von Spei
sern für die Gießereündustrie werden zwei Hauptgruppen unterschieden:
With regard to the previously known compositions for the production of spies for the foundry industry, two main groups are distinguished:
-
A) Isoliermassen, d. h. formbare und aushärtbare Zusammensetzungen (Mas
sen) zur Herstellung von wärmeisolierenden Speiserumhüllungen oder
Isolierkissen bzw. -taschen. (Ausgehärtete) Isoliermassen nehmen beim
Abgießen der Form zuerst etwas Wärme aus dem flüssigen Metall auf, bis
sich ein Temperaturausgleich einstellt; von diesem Zeitpunkt ab schützen
sie das flüssige Gießmetall eine gewisse Zeit gegen weitere Wärmeverluste.
Aus Isoliermassen geformte Speiser (die auch Speisereinsätze, Speiserkap pen, Speiserumhüllungen o. dgl. genannt werden) oder Isoliertaschen ver zögern somit den Erstarrungsbeginn und fördern die Dichtspeisung eines Gussstücks.
Isoliermassen umfassen regelmäßig einen partikulären (körnigen) Füllstoff, und ein Bindemittel.A) insulating materials, ie moldable and curable compositions (mass sen) for the production of heat-insulating food wrappings or insulating pillows or bags. When the mold is poured off, (hardened) insulating materials first absorb some heat from the liquid metal until a temperature equalization occurs; from this point on, they protect the liquid cast metal against further heat losses for a certain time.
Feeders molded from insulating materials (which are also called feeder inserts, feeder caps, feeder casings or the like) or insulating pockets thus delay the start of solidification and promote the sealing feed of a casting.
Insulating compounds regularly comprise a particulate (granular) filler and a binder. -
B) Exotherme Speiserheizmassen, d. h. formbare exotherme Massen, die sich
durch eine aluminothermische oder ähnliche Reaktion während des Ab
gießens der Form selbst erwärmen. Aus exothermen Speiserheizmassen
(auch exotherme Formstoffe genannt) lassen sich Speiser herstellen, die in
die Form eingesetzt werden und in Berührung mit der Schmelze Wärme er
zeugen können. Die Wärmeabgabe erfolgt dabei aufgrund der aluminother
mischen oder ähnlichen Umsetzungsreaktion der Heizmasse. Die freiwer
dende Wärme dient in Ausnahmefällen zur Aufheizung des flüssigen Metalls
im Speiser, in jedem Falle aber zur (teilweisen) Kompensation der Wärme
verluste. Durch die Verwendung exothermer Heizmassen bleiben die Speiser
im Vergleich mit der Verwendung von Isoliermassen (siehe oben B) länger
flüssig. Man kann deshalb die Dichtspeisung eines Gussstücks verbessern
und ggf. kleinere Speiser verwenden, so dass der Kreislaufanteil gesenkt
und das Gussausbringen erhöht wird. Exotherme Speiserheizmassen sind
aber deutlich teurer als Isoliermassen.
Exotherme Speiserheizmassen umfassen regelmäßig einen partikulären (körnigen) Füllstoff, ein Bindemittel, einen recht hohen Anteil an einem leicht oxidierbaren Metall (wie Aluminium, Magnesium oder Silizium) sowie ein Oxidationsmittel für das leicht oxidierbare Metall (z. B. Kalium- oder Natriumnitrat).B) Exothermic feed heating masses, ie moldable exothermic masses which heat themselves by an aluminothermic or similar reaction during the casting of the mold. Exothermic feed heating masses (also called exothermic molding materials) can be used to produce feeders that are inserted into the mold and that can generate heat in contact with the melt. The heat is released due to the aluminothermic or similar reaction of the heating mass. The heat released is used in exceptional cases to heat the liquid metal in the feeder, but in any case to (partially) compensate for the heat losses. Due to the use of exothermic heating compounds, the feeders stay liquid longer compared to the use of insulating compounds (see B above). It is therefore possible to improve the sealing feed of a casting and, if necessary, use smaller feeders, so that the proportion of the circuit is reduced and the casting yield is increased. Exothermic feed heating masses are, however, significantly more expensive than insulating masses.
Exothermic feed heating masses regularly include a particulate (granular) filler, a binder, a fairly high proportion of an easily oxidizable metal (such as aluminum, magnesium or silicon) and an oxidizing agent for the easily oxidizable metal (e.g. potassium or sodium nitrate).
Die heutige Technik von Formanlagen für hochwertige Gießformen erfordert den Einsatz von Speisern mit besonders hoher Festigkeit. Dieses Erfordernis betrifft sowohl Isolierspeiser als auch exotherme Speiser und führt insbesondere bei formbaren Speiser-Zusammensetzungen (isolierend oder exotherm), die ein organi sches Bindemittel enthalten, zu einer Erhöhung des Bindemittelanteils im Vergleich mit Speisern (Speiser-Zusammensetzungen), die zu Zeiten eingesetzt wurden, in denen die Anlagentechnik noch nicht weit fortgeschritten war.The current technology of molding plants for high-quality casting molds requires that Use of feeders with particularly high strength. This requirement concerns both insulated feeders and exothermic feeders and leads in particular mouldable feeder compositions (insulating or exothermic), which an organi contain binder, compared to an increase in the proportion of binder with feeders (feeder compositions) that were used at times in for whom the plant technology was not yet very advanced.
Wie sich jetzt gezeigt hat, werden besonders hohe Speiserfestigkeiten primär für den mechanisch anspruchsvollen Vorgang des Einformens des Speisers in die Form benötigt, bei dem Kernformmaschinen eingesetzt werden, und sie wären im Anschluß daran durchaus entbehrlich. Eigenen Erkenntnissen zufolge erweisen sich die hohen, eine besondere Festigkeit vermittelnden Bindemittelanteile nach dem Einfüllen des Metalls in die Gießform, wenn der Speiser ja erst seine eigentliche Aufgabe erfüllen soll, sogar in manchen Fällen als nachteilig, da sie die Isolier wirkung des Speisers herabsetzen können.As has now been shown, particularly high feed strengths are primarily for the mechanically demanding process of molding the feeder into the mold needed using core molding machines, and they would be in Connection to it is absolutely unnecessary. According to our own knowledge, it turns out the high proportion of binding agent which provides a special strength after Pour the metal into the casting mold, if the feeder does its real job Task is intended to perform, even in some cases as a disadvantage as it isolates the can reduce the effect of the feeder.
Bei der Verwendung organischer Bindemittel in formbaren isolierenden oder exothermen Zusammensetzungen werden beim Abguss überdies regelmäßig Crack produkte emittiert, die allenfalls als Glanzkohlenstoffbildner nutzbar sind.When using organic binders in moldable insulating or Exothermic compositions also regularly crack when cast emits products that can only be used as glossy carbon formers.
Ausgehend von den bislang bekannten Isolierspeiser-Zusammensetzungen mit organischen Bindemitteln war es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Zusammensetzung zur Herstellung eines Speisers anzugeben, der eine zumindest annähernd gleich gute, vorzugsweise aber verbesserte Isolierleistung besitzt und bei vergleichbarer Festigkeit eine verringerte Emission von Crackprodukten wäh rend des Gießvorganges gewährleistet.Based on the insulation feeder compositions known so far organic binders, it was the object of the present invention, a Specify composition for the production of a feeder, which at least one has approximately the same good, but preferably improved insulation performance and with comparable strength, a reduced emission of cracked products guaranteed during the casting process.
Erfindungsgemäß wird die gestellte Aufgabe durch Angabe einer Zusammensetzung
zur Herstellung von Speisern für die Gießereiindustrie erreicht, umfassend:
According to the invention, the object is achieved by specifying a composition for producing feeders for the foundry industry, comprising:
- - einen partikulären (körnigen) Füllstoff,- a particulate (granular) filler,
- - ein organisches Bindemittelsystem und - an organic binder system and
- - ein Oxidationsmittel für das Bindemittelsystem,- an oxidizing agent for the binder system,
wobei die Zusammensetzung zwischen 0 und 4 Gew.-% eines leicht oxidierbaren Metalls umfasst. Übliche Zugschlagstoffe wie Fasern oder dergleichen können vorhanden sein.wherein the composition between 0 and 4 wt .-% of an easily oxidizable Metal includes. Common tensile impact materials such as fibers or the like can to be available.
Im Rahmen des vorliegenden Textes umfaßt der Begriff "organisches Bindemittel
system" dabei
In the context of the present text, the term "organic binder system" includes
- a) das oder die eigentlichen Bindemittel bzw. Bindemittelkomponenten wie Phenolharze o. dgl.,a) the or the actual binder or binder components such as Phenolic resins or the like,
- b) die zur Auflösung von Bindemitteln oder Bindemittelkomponenten ein gesetzten Lösungsmittel,b) a to dissolve binders or binder components put solvent,
- c) typische organische Additive eines Bindemittelsystems, wie z. B. Lösungsvermittler.c) typical organic additives of a binder system, such as. B. Solubilizers.
Als partikulärer Füllstoff können z. B. Sand (insbesondere Quarzsand), keramische (Hohl-)Kugeln (Sphäroliten) oder sonstige feuerfeste Materialien eingesetzt werden.As a particulate filler such. B. sand (especially quartz sand), ceramic (Hollow) spheres (spherulites) or other refractory materials can be used.
Der Anteil von maximal 4 Gew.-% eines leicht oxidierbaren Metalls liegt deutlich unter dem Anteil an leicht oxidierbarem Metall in den bekannten exothermen Speiserheizmassen, so daß man die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen auch dann nicht ohne weiteres als exotherme Speiserheizmasse im üblichen Sinne auffassen kann, wenn der erfindungsgemäß maximale Anteil an oxidierbarem Metall eingesetzt ist.The proportion of a maximum of 4% by weight of an easily oxidizable metal is clear under the proportion of easily oxidizable metal in the known exothermic Food heating masses, so that the compositions according to the invention also then not simply as an exothermic heating element in the usual sense can understand if the maximum proportion of oxidizable according to the invention Metal is used.
Der Anteil an leicht oxidierbarem Metall in einer erfindungsgemäßen Zusammenset zung wird aber vorzugsweise sogar unter 2 Gewichtsprozent liegen.The proportion of easily oxidizable metal in a composition according to the invention tongue will preferably even be below 2 percent by weight.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen lassen sich zu Speisern formen, deren organisches Bindemittelsystem im Gießbetrieb (nach Zündung der Zusam mensetzung) aufoxidiert wird, so daß der hohe Bindemittelanteil (der im Gießbetrieb aus besagten Gründen nachteilig ist) verringert und der Emission von Crackproduk ten entgegengewirkt wird. Als formgebendes Verfahren für die Speiserherstellung kann eines der üblichen Verfahren eingesetzt werden, also insbesondere das Filterschlickerverfahren oder das Schießverfahren.The compositions according to the invention can be shaped into feeders, their organic binder system in the foundry (after ignition of the co composition) is oxidized so that the high proportion of binder (that in the casting operation is disadvantageous for the reasons mentioned) and the emission of crack product is counteracted. As a shaping process for the production of feeders one of the usual methods can be used, in particular that Filter slip process or the shooting process.
Vorzugsweise sind das organische Bindemittelsystem und das Oxidationsmittel für das organische Bindemittelsystem stofflich und mengenmäßig so aufeinander abgestimmt, dass nach einer Zündung der Zusammensetzung eine Oxidation von zumindest einem Teil des organischen Bindemittelsystems zu Kohlendioxid (also bis auf die höchste Oxidationsstufe des Kohlenstoffs) resultiert.The organic binder system and the oxidizing agent are preferably for the organic binder system in terms of material and quantity voted that after ignition of the composition an oxidation of at least part of the organic binder system to carbon dioxide (i.e. up to to the highest oxidation state of carbon) results.
Vorteilhafterweise ist das Oxidationsmittel aus der Gruppe ausgewählt, die aus Nitraten, Peroxodisulfaten und deren Mischungen besteht. Diese Oxidationsmittel sind besonders gut zur Oxidation organischer Substanzen geeignet und dabei gut mit den sonstigen üblichen Bestandteilen einer Speiser-Zusammensetzung verträglich. Kaliumnitrat ist ein besonders bevorzugtes Oxidationsmittel.The oxidizing agent is advantageously selected from the group consisting of Nitrates, peroxodisulfates and mixtures thereof. This oxidizer are particularly well suited for the oxidation of organic substances and are good at the same time with the other usual components of a feeder composition compatible. Potassium nitrate is a particularly preferred oxidizing agent.
Der Anteil an Oxidationsmittel wird vorzugsweise im Bereich zwischen 5 und 40 Gewichtsprozent liegen. Der Fachmann kann anhand einfacher Vorversuche ermit teln, welche Menge eines gegebenen Oxidationsmittels benötigt wird, um das organische Bindemittelsystem soweit wie gewünscht zu oxidieren, vorteilhafter weise also zumindest teilweise bis zu Kohlendioxid.The proportion of oxidizing agent is preferably in the range between 5 and 40 Percent by weight. The person skilled in the art can use simple preliminary tests what amount of a given oxidant is needed to achieve that to oxidize organic binder system as far as desired, more advantageous so at least partially up to carbon dioxide.
Als Bindemittelsystem kann eines der im Gießereibetrieb üblichen organischen Bindemittelsysteme eingesetzt werden.The binder system used can be one of the organic ones found in foundries Binder systems are used.
Das organische Bindemittelsystem kann dabei vorteilhaft ein zur Verwendung im Cold-Box-Verfahren geeignetes Zwei-Komponenten-System umfassen, das eine Phenolharz- und eine Isocyanat-Komponente umfasst. In solchen Fällen ist die Verwendung bestimmter Fettsäuremethylester als Lösungsmittel bevorzugt, wie sie in der EP 0 804 980 A1 Cold-Box-Anmeldung beschrieben sind; unter den Fett säuremethylestern ist wiederum die Verwendung von Rapsölmethylester vorteil haft. Der Inhalt der genannten EP-Veröffentlichung ist im Wege der Verweisung Bestandteil des vorliegenden Textas, insbesondere was die dort angegebenen Lösungsmittel angeht.The organic binder system can advantageously be used for Cold box processes include suitable two-component system, one Phenolic resin and an isocyanate component. In such cases Use of certain fatty acid methyl esters preferred as solvent, such as them are described in EP 0 804 980 A1 cold box application; under the fat Acid methyl esters, in turn, the use of rapeseed oil methyl ester is advantageous way. The content of the mentioned EP publication is by reference Part of this text, especially what is specified there Solvent is concerned.
Alternativ kann das organische Bindemittelsystem ein zur Verwendung im Methyl formiatverfahren geeignetes alkalisches Phenolresol umfassen.Alternatively, the organic binder system can be one for use in methyl suitable alkaline phenol resol.
Weiter alternativ können organische Bindemittel eingesetzt werden, die zur Ver wendung im Hot-Box- oder im Croning-Verfahren (Maskenformverfahren) geeignet sind.Further alternatively, organic binders can be used, which are used for ver suitable in the hot box or croning process (mask molding process) are.
Der Anteil des Bindemittelsystems an der erfindungsgemäßen Zusammensetzung solte im Bereich zwischen 5 und 25 Gewichtsprozent liegen.The proportion of the binder system in the composition according to the invention should be between 5 and 25 percent by weight.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch Speiser zur Dichtspeisung von Gussstücken, die aus einer der vorstehend beschriebenen formbaren Zusammensetzungen herstellbar ist.The present invention also relates to feeders for the sealing supply of castings, those of one of the moldable compositions described above can be produced.
Und schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Dichtspeisung von
Gussstücken mit folgenden Schritten:
Finally, the invention also relates to a method for the sealing supply of castings with the following steps:
- - Integrieren eines erfindungsgemäßen Speisers in eine Gießform,Integrating a feeder according to the invention into a casting mold,
- - Einfüllen von flüssigem Metall in die Gießform und den Speiser, so dass die Zusammensetzung zündet und eine Oxidation von zumindest Teilen des im Speiser enthaltenen organischen Bindemittelsystems zu Kohlendioxid bewirkt wird.- Pour liquid metal into the mold and feeder so that the Composition ignites and oxidation of at least parts of the im Feeders contain organic binder system to carbon dioxide is effected.
Für die Oxidation ist dabei das im erfindungsgemäßen Speiser enthaltene Oxidationsmittel, also z. B. Kaliumnitrat, verantwortlich.The oxidation contained in the feeder according to the invention Oxidizing agents, e.g. B. Potassium nitrate, responsible.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Beispiele unter Bezugnahme auf die beigefügte Fig. 1 und die zugehörige Tabelle 1 erläutert.Preferred embodiments of the invention are explained below using the examples with reference to the attached FIG. 1 and the associated table 1.
Es stellt dar:It shows:
Fig. 1 Abkühlungskurven zur Erstarrung einer Aluminiumlegierung in Speisern unterschiedlicher Zusammensetzung. Fig. 1 cooling curves for solidification of an aluminum alloy in feeders of different compositions.
Es wurden insgesamt sechs ihrer Geometrie nach identische Speiser unterschied licher Zusammensetzung hergestellt.A total of six identical feeders were distinguished according to their geometry licher composition.
Zur Herstellung eines jeden Speisers wurden
For the production of each feeder
- - als partikulärer Füllstoff keramische Hohlkugeln auf Basis Aluminiumsilikat ("Extendospheres"; Mittlere Körnung MK ca. 0,25 mm) mit dem jeweiligen- as a particulate filler, ceramic hollow spheres based on aluminum silicate ("Extendospheres"; medium grain size MK approx. 0.25 mm) with the respective
- - Bindemittelsystem (siehe dazu unten) und- binder system (see below) and
gegebenenfalls (Beispiele 2-6)
if necessary (Examples 2-6)
- - Kaliumnitrat als Oxidationsmittel- Potassium nitrate as an oxidizing agent
in einem Labormischer gemischt und mittels einer Schießmaschine des Typs Röper H 2,5) zu Speiserkappen EK (40/70) mit Williamsleiste geformt.mixed in a laboratory mixer and using a Röper shooting machine H 2.5) formed into feeder caps EK (40/70) with Williams bar.
Die geformten Speiserkappen wurden mit dem jeweils zugehörigen Katalysator begast und ausgehärtet.The molded feeder caps were fitted with the associated catalyst fumigated and cured.
Die ausgehärteten Kappen wurden ohne weitere Behandlung (insbesondere ohne Trocknung) in grünen Sand eingeformt.The cured caps were treated without further treatment (especially without Drying) molded in green sand.
Zur Aufnahme von zur Beurteilung der thermischen Wirksamkeit der Speiserkappen geeigneten Abkühlungskurven wurde in jede eingeformte Speiserkappe ein geschlichtetes Thermoelement (NiCrNi) mittig in die Speiserkappe eingeführt. To accommodate to assess the thermal effectiveness of the feeder caps appropriate cooling curves were inserted into each molded feeder cap Placed thermocouple (NiCrNi) inserted in the middle of the feeder cap.
Die eingeformten und mit einem mittig angeordneten Thermoelement versehenen Speiserkappen wurden dann mit einer Aluminiumlegierung bei ca. 720°C abgegos sen. Die Speisermasse zündete und das jeweilige Bindemittelsystem wurde aufoxidiert.The molded and provided with a centrally located thermocouple Feeder caps were then cast with an aluminum alloy at approx. 720 ° C sen. The feed mass ignited and the respective binder system became oxidized.
Mittels der Thermoelemente wurden Abkühlungskurven aufgenommen, aus diesen wiederum die Erstarrungszeiten ermittelt und die zugehörigen technologischen Werte berechnet, nämlich: Erstarrungszeitverlängerung, Modulvergrößerung, effektiver Modul.Cooling curves were recorded from the thermocouples again the solidification times determined and the associated technological Values calculated, namely: solidification time extension, module enlargement, effective module.
Die Zusammensetzungen der untersuchten Speiserkappen und die erhaltenen Untersuchungsergebnisse sind in Tabelle 1 und Fig. 1 zusammengefaßt. Alle untersuchten Speiserkappen waren im wesentlichen (d. h. bis auf unvermeidbare Verunreinigungen) frei von leicht oxidierbaren Metallen. Alle in Tabelle 1 enthal tenen Angaben zur Zusammensetzung sind Gewichtsteile. Alle Zusammensetzun gen enthielten 100 Gewichtsteile Formstoff (gegebenenfalls inklusive Oxidationsmittel) und 15,9 Gewichtsteile Bindemittelsystem.The compositions of the examined feeder caps and the test results obtained are summarized in Table 1 and Fig. 1. All examined feeder caps were essentially free of easily oxidizable metals (except for inevitable impurities). All of the composition information contained in Table 1 is by weight. All compositions contained 100 parts by weight of molding material (possibly including oxidizing agent) and 15.9 parts by weight of binder system.
(Vergleichs-)Beispiel 1 betrifft eine nicht-erfindungsgemäße Speiserkappe, die aus einer Zusammensetzung ohne Oxidationsmittel-Anteil hergestellt wurde.(Comparative) example 1 relates to a feeder cap which is not according to the invention a composition without an oxidizing agent was produced.
Die Beispiele 2-6 betreffen erfindungsgemäße Speiserkappen, die unterschiedliche Anteile des Oxidationsmittels Kaliumnitrat enthalten.Examples 2-6 relate to feeder caps according to the invention, which are different Contain proportions of the oxidizing agent potassium nitrate.
Die Beispiele 1-5 betreffen Speiserkappen, die mittels eines Cold-Box-Bindemittel systems abgebunden wurden (Begasung mit dem tertiären Amin Dimethylisopropylamin).Examples 1-5 relate to feeder caps using a cold box binder systems were set (fumigation with the tertiary amine Dimethylisopropylamine).
Dabei enthielten die Bindemittelsysteme der für die Herstellung der Speiserkappen gemäß den Beispielen 1-3 eingesetzten formbaren Zusammensetzungen in anleh nung an die technische Lehre der EP 0 804 980 A1 Rapsölmethylester als Lösungs mittel.The binder systems included those for the production of the feeder caps moldable compositions used according to Examples 1-3 in anleh Solution to the technical teaching of EP 0 804 980 A1 rapeseed oil methyl ester medium.
Die Zusammensetzungen für die Speiserkappen gemäß den Beispielen 4-5 enthiel ten zum Vergleich ein Bindemittelsystem, in dem im Unterschied zu den Beispielen 1-3 statt Rapsölmethylester Aceton als Lösungsmittel für die eigentlichen Bin demittelkomponenten (Phenolharz und Isocyanat) eingesetzt wurde; ansonsten bestand kein Unterschied zwischen den Lösungsmitteln aus den Beispielen 1-3 und 4-5.The compositions for the feeder caps according to Examples 4-5 contained for comparison, a binder system in which, in contrast to the examples 1-3 instead of rapeseed oil methyl acetone as a solvent for the actual bin detergent components (phenolic resin and isocyanate) was used; otherwise there was no difference between the solvents from Examples 1-3 and 4-5.
Nach dem Aushärten des jeweiligen Bindemittelsystems aus den Beispielen 1-5 waren die Speiserkappen gemäß den Beispielen 4-5 zumindest im wesentlichen lösungsmittelfrei (das Aceton war verdampft), die Speiserkappen gemäß den Beispielen 1-3 enthielten hingegen auch nach dem Aushärten Rapsölmethylester.After curing of the respective binder system from Examples 1-5 were the feeder caps according to Examples 4-5 at least essentially solvent-free (the acetone had evaporated), the feeder caps according to the Examples 1-3, however, contained rapeseed oil methyl ester even after curing.
Die in Beispiel 6 eingesetzte Speiserkappe wurden mittels eines alkalischen Phenol resols als Bindemittel (Begasung mit Methylformiat; Methylformiatverfahren) abgebunden. Das Bindemittelsystem war wässrig und umfasste nur geringe Men gen an organischem Lösungsvermittler.The feeder cap used in Example 6 was made using an alkaline phenol resols as a binder (gassing with methyl formate; methyl formate process) tied. The binder system was watery and contained only small amounts organic solubilizer.
Weitere Einzelheiten zu den eingesetzten Zusammensetzung lassen sich der bei
gefügten Tabelle 1 entnehmen, in der bedeutet:
Extendospheres SL 350: Hohlkugeln auf Basis Aluminiumsilikat, Mittlere
Körnung MK ca. 0,25 mm
KNO3: Kaliumnitrat, rieselfähige Handelsware
Resan 5277: Handelsname der Hüttenes-Albertus GmbH,
Düsseldorf, Deutschland; Alkalisches Phenolre
sol für das Methylformiatverfahren, wässrig, mit
geringen Mengen an Lösungsvermittler
Gasharz 6348: Handelsname der Hüttenes-Albertus GmbH;
Phenolharzkomponente zur Verwendung im
Cold-Box-Verfahren (ca. 50% Phenolresol in
Rapsölmethylester)
Aktivator 6324: Handelsname der Hüttenes-Albertus GmbH;
Isocyanatkomponente zur Verwendung im Cold-
Box-Verfahren
Gasharz 6348 -RME +Aceton: Phenolharzkomponente zur Verwendung im
Cold-Box-Verfahren; Zusammensetzung wie
Gasharz 6348, Rapsölmethylester durch Ace
ton ersetzt.
Speiser EK 40/70: Speiser-Einsteckkappe mit 40 mm Deckel
durchmesser und 70 mm Höhe; für Testzwec
ke; konisch zum Einstecken in vorgefertigte
Öffnungen.
Erstarrungszeit: Zeit die zwischen beendigten Giessen und
beendigter Erstarrung (Erreichen des Solidus)
vergeht.
Erstarrungszeitverlängerung: Quotient aus der jeweiligen Erstarrungszeit und
der Erstarrungszeit einer gleichformatigen
Sandhülse; die Erstarrungskurve für eine
gleichformatige Sandhülse ist in Fig. 1 mit
eingetragen und mit einem S (für "Sand")
gekennzeichnet.
Modulvergrößerung: Maß für die erhöhte Wirkung eines jeweiligen
Speisers im Vergleich mit dem Sandspeiser
(geometrischer Modul)
Modul: Erstarrungsmodul des jeweiligen Speisers
(Erstarrungsmodul = Volumen des Speisers in
cm3/Oberfläche des Speisers in cm2). Je
größer der Modul, desto besser die isolierende
Wirkung eines Speisers.
Further details on the composition used can be found in Table 1, which means:
Extendospheres SL 350: Hollow balls based on aluminum silicate, medium grain size MK approx. 0.25 mm
KNO3: potassium nitrate, free-flowing commercial goods
Resan 5277: trade name of Hüttenes-Albertus GmbH, Düsseldorf, Germany; Alkaline phenol sol for the methyl formate process, aqueous, with small amounts of solubilizer
Gas resin 6348: trade name of Hüttenes-Albertus GmbH; Phenolic resin component for use in the cold box process (approx. 50% phenolic resole in rapeseed oil methyl ester)
Activator 6324: trade name of Hüttenes-Albertus GmbH; Isocyanate component for use in the cold box process
Gas resin 6348 -RME + acetone: phenolic resin component for use in the cold box process; Composition like gas resin 6348, rapeseed oil methyl ester replaced by Ace ton.
Speiser EK 40/70: feeder insert cap with 40 mm lid diameter and 70 mm height; for testing purposes; conical for insertion into prefabricated openings.
Solidification time: Time that elapses between the completion of casting and the completion of solidification (reaching solidus).
Freezing time extension: quotient of the respective freezing time and the freezing time of a sand sleeve of the same format; the solidification curve for a sand sleeve of the same format is entered in FIG. 1 and marked with an S (for "sand").
Module enlargement: Measure of the increased effect of a respective feeder compared to the sand feeder (geometric module)
Module: solidification module of the respective feeder (solidification module = volume of the feeder in cm 3 / surface of the feeder in cm 2 ). The larger the module, the better the insulating effect of a feeder.
Aus Tabelle 1 und Fig. 1 wird ersichtlich, daß die erfindungsgemäßen Speiserkap pen aus den Beispielen 2 und 3 in ihrer Wirkung den Vergleichsspeiser (ohne Oxidationsmittel) aus Beispiel 1 übertreffen. Der Modul stieg von 1,55 in Beispiel 1 (kein Oxidationsmittel) über 1,58 in Beispiel 2 (14 Gewichtsanteile Kaliumnitrat) auf hervorragende 1,69 in Beispiel 2 (24 Gewichtsanteile); ein weiterer Anstieg bei weiterer Steigerung des Oxidationsmittelanteils ist zu erwarten.It can be seen from Table 1 and Fig. 1 that the feeder caps according to the invention from Examples 2 and 3 outperform the comparison feeder (without oxidizing agent) from Example 1 in their effect. The modulus rose from 1.55 in Example 1 (no oxidizing agent) to 1.58 in Example 2 (14 parts by weight of potassium nitrate) to an excellent 1.69 in Example 2 (24 parts by weight); a further increase with a further increase in the proportion of oxidizing agent is to be expected.
Die Speiser aus den Beispielen 4 und 5 sind nur bedingt mit dem Speiser aus Beispiel 1 vergleichbar, da sie im Unterschied zu diesem kein Rapsölmethylester umfassen.The feeders from Examples 4 and 5 are only partially compatible with the feeder Comparable to Example 1 since, unlike this, it is not a rapeseed oil methyl ester include.
Ein Vergleich der Beispiele 2 und 4 (jeweils 14 Gewichtsanteile Kaliumnitrat) bzw. 3 und 5 (jeweils 24 Gewichtsanteile Kaliumnitrat) zeigt, dass der Anteil an Rapsöl methylester in den Zusammensetzungen gemäß den Beispielen 2 und 3 eine überaus positive Wirkung auf die Isolierleistung der entsprechenden Speiser besitzt. Möglicherweise wird das Lösungsmittel Rapsölmethylester durch das Oxidationsmittel Kaliumnitrat besonders gut aufoxidiert, und die dabei freigesetzte Wärme fördert die Isolierleistung des jeweiligen Speisers.A comparison of Examples 2 and 4 (14 parts by weight of potassium nitrate each) and 3 and 5 (each 24 parts by weight of potassium nitrate) shows that the proportion of rapeseed oil methyl ester in the compositions according to Examples 2 and 3 a has a very positive effect on the insulation performance of the respective feeders. The solvent may be rapeseed oil methyl ester Oxidizing agent Potassium nitrate oxidized particularly well, and the released Heat promotes the insulation performance of the respective feeder.
Beispiel 6 zeigt, daß auch wässrige Bindemittelsysteme (hier: ein Bindemittelsystem zur Verwendung im Methylformiatverfahren) in Anwesenheit eines Oxidationsmittels (hier: Kaliumnitrat) einen sehr guten Modul aufweisen können. Example 6 shows that aqueous binder systems (here: a binder system for use in the methyl formate process) in the presence of a Oxidizing agent (here: potassium nitrate) can have a very good modulus.
Claims (9)
einen partikulären (körnigen) Füllstoff,
ein organisches Bindemittelsystem und
ein Oxidationsmittel für das Bindemittelsystem, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusammensetzung zwischen 0 und 4 Gewichtsprozent eines leicht oxidierbaren Metalls umfasst.1. A composition for producing feeders for the foundry industry, comprising:
a particulate (granular) filler,
an organic binder system and
an oxidizing agent for the binder system, characterized in that the composition comprises between 0 and 4 percent by weight of an easily oxidizable metal.
- - Integrieren eines Speisers nach Anspruch 8 in eine Gießform,
- - Einfüllen von flüssigem Metall in die Gießform und den Speiser, so dass die Zusammensetzung zündet und eine Oxidation von zumindest Teilen des im Speiser enthaltenen organischen Bindemittelsystems zu Kohlendioxid bewirkt wird.
- Integrating a feeder according to claim 8 into a casting mold,
- - Filling liquid metal into the mold and the feeder, so that the composition ignites and an oxidation of at least parts of the organic binder system contained in the feeder to carbon dioxide is effected.
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