DE1033859B

DE1033859B - Verfahren zur Herstellung von Giessereikernen

Info

Publication number: DE1033859B
Application number: DER18295A
Authority: DE
Inventors: Dr Hans Derlon; Dr Karl Rauh
Original assignee: Dr F Raschig GmbH
Current assignee: Dr F Raschig GmbH
Priority date: 1956-02-13
Filing date: 1956-02-13
Publication date: 1958-07-10

Description

Verfahren zur Herstellung von Gießereikernen Zur Herstellung von Gießereikernen, die im Hochfrequenzfeld getrocknet werden sollen, kamen bisher ausschließlich Kunstharze und/oder Quellstärken bzw. Zellulosederivate in Frage. Die üblichen Kernöle versagen bei dieser Trockenart völlig, da ihre Härtung auf einer Oxydation mit nachfolgender Polymerisation beruht, welche nur relativ langsam verläuft. Außerdem sind Kernöle sehr schlechte Dielektra, d. h., sie nehmen aus einem Hochfrequenzfeld keine nennenswerte Leistung auf, so daß überhaupt keine Erwärmung zustande kommt. Wäßrige Harnstoffharze und Stärkebinder trocknen zwar beim dielektrischen Erhitzen sehr gut, sind aber nicht völlig wasserfest und entwickeln während des Gießens eine große Menge Gas. In bezug auf die beiden letztgenannten Eigenschaften sind wäßrige Phenolharze günstiger. Leider liegen ihre dielektrischen Eigenschaften recht ungünstig, so daß die Kerne die zur völligen Aushärtung benötigte Energiemenge nicht aufnehmen können. Die Folge davon ist, daß auch derart hergestellte Kerne nicht absolut wasserfest sind. Man kann eine weitgehende Aushärtung zwar durch Zusatz von Härtungsbeschleunigcrn erzwingen, jedoch bewirkt der auf diese Weise in den Kern eingebrachte Elelctrolytgehalt eine so starke Erhöhung der dielektrischen Werte, daß man meist einen völlig unkontrollierbaren Temperaturanstieg erhält, der ein Verbrennen des Kernes zur Folge hat.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man Kerne mit ganz hervorragenden Eigenschaften erhält, wenn man anorganische Bindemittel auf der Basis kondensationsfähiger Phosphate oder Silikate einsetzt. Derartige, zunächst als kolloidale wäßrige Lösungen vorliegende Bindemittel haben infolge ihres Wassergehaltes ganz hervorragende dielektrische Eigenschaften, die es gestatten, mit ihnen hergestellte Kerne in kürzester Zeit auszuhärten. Mit zunehmendem Wasserverlust kondensieren diese Bindemittel zu räumlich vernetzten Molekülen mit ausgezeichneten filmbildenden Eigenschaften.
Als besonders günstig erwiesen sich Alkaliphosphate und/oder -silikate niederen bis mittleren Kondensationsgrades mit einem möglichst geringen Alkalianteil. Kerne, die mit solchen für das Hochfrequenzkerntrocknen völlig neuartigen Bindemitteln hergestellt sind, erlangen durch die Trocknung eine ausgezeichnete Wasserbeständigkeit. Es sei hier erwähnt, daß der Einsatz von Alkalisilikaten als Kernbindemittel schon lange bekannt ist, inbesondere in Verbindung mit einer Aushärtung durch Kohlendioxyd. Derart hergestellte Kerne haben aber infolge ihres Gehaltes an Wasser und Soda bzw. Natriumbicarbonat keine sehr hohe Festigkeit und sind außerdem ziemlich hygroskopisch. Auch normale Ofentrocknung von Kernen, welche Silikate als Bindemittel enthalten, wurden schon versucht. Die Festigkeitswerte konnten zwar etwas verbessert werden, jedoch nehmen die Kerne während des Trockenvorganges aus der Luft erhebliche Mengen Kohlendioxyd auf; die hierbei gebildeten Alkalisalze machen die Kerne ebenfalls waserempündlich.
Hingegen vollzieht sich die Trocknung mittels hochfrequenter elektrischer Felder so rasch, daß das Bindemittel keinerlei Gelegenheit hat, mit Luftkohlensäure zu reagieren. Die entstehenden hochpolymeren Phosphate bzw. Silikate sind chemisch nahezu indifferent und im Sinne der Gießereitechnik absolut wasserfest. Man weiß aus anderen Industriezweigen, daß derart weitgehend kondensierte anorganische Makromoleküle nur durch Erhitzen mit hochgespannntem Wasserdampf unter Druck langsam wieder in Lösung gebracht werden können.
Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens ist, daß man die Viskosität der Bindemittel in weiten Grenzen variieren kann. Es ist daher die Möglichkeit gegeben, einerseits völlig lose, andererseits hinreichend grünstandfeste Sande zu erzeugen.
Die Zerfallsneigung der Kerne nach dem Guß ist infolge der geringen Zusätze an Bindemittel hervorragend, kann jedoch durch an sich bekannte Zugaben organischer Stoffe, wie Pech, Steinkohlenstaub, Quellstärke, Holzmehl usw., oder anorganischer Stoffe, wie Duelltone, Eisenoxyd usw., in beliebiger Weise geregelt werden.
Beispiel 1 100 Teile Halterner Quarzsand (MK 0,28 inm)' werden mit 3 Teilen eines handelsüblichen, in Wasser kolloidal löslichen Kaliummetaphosphats gemischt und nach Formgebung in einem HF-Generator 1 Minute bei 1 KV Feldstärke gehärtet.
Biegefestigkeit nach -I- GF -1- 40 kg/cm2. Beispiel 2 ..
100 Teile Sand wie oben werden mit 2 Teilen einer wäßrigen Lösung von Natriumtrisilikat (35° Be) unter den gleichen Bedingungen wie oben gehärtet.
Biegefestigkeit nach +GF+ 30, kg/cm2; Biegefestigkeit nach 2tägiger Lagerung in wasserdampfgesättigter Atmosphäre 25 kg/cm2.
Dieselbe Mischung wurde nach dem C 02 Verfahren ausgehärtet. Es wurden sehr mürbe Kerne erhalten, die in feuchter Atmosphäre völlig zerfielen.
Die gleiche Mischung, in einem Umluftofen bei 220° C 1 Stunde getrocknet, ergab eine Biegefestigkeit von 15 kg/cm2; bei Lagerung in einer feuchten Atmosphäre zerfielen die Kerne.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Kerne für Gießereizwecke, die mittels hochfrequenter Wechselfelder getrocknet werden, gekennzeichnet durch die Verwendung von als Bindemittel für Kernsandmischungen bekannten anorganischen Stoffen, die zur Bildung von vernetzten Makromolekülen befähigt sind.
2. Kerne gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Natriumsilikat.
3. Kerne nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verwendung von Kaliummetaphosphat. In Betracht gezogene Druckschriften: »Gießerei« vom 3.2.1955, S.49ff.