DE1040192B

DE1040192B - Formmasse zur Herstellung schalenfoermiger Formen fuer Giessereizwecke

Info

Publication number: DE1040192B
Application number: DEC10274A
Authority: DE
Inventors: Manfred Lottermoser
Original assignee: ELLY CRONING GEB BOERNSEN
Current assignee: ELLY CRONING GEB BOERNSEN
Priority date: 1954-11-16
Filing date: 1954-11-16
Publication date: 1958-10-02
Also published as: FR1135608A; GB821317A; BE542786A; US2881082A; CH345424A; NL92709C; NL201914A

Description

Die Erfindung betrifft eine Formmasse zur Herstellung schalenförmiger Formen für Gießereizwecke aus Mischungen von feuerfestem körnigem Material mit wärmehärtenden Bindern, und besteht darin, daß die wärmehärtenden Binder aus einem Gemenge eines oder mehrerer bitumenverwandter Stoffe mit elementarem Schwefel bestehen.

Bei der in neuerer Zeit bekanntgewordenen Herstellung schalenförmiger Formen für Zwecke der Metallgießerei, der sogenannten Formmasken wird so verfahren, daß eine streufähige Mischung aus körnigem Material (insbesondere Quarzsand.) und einem wärmehärtenden Binder auf eine heiße Modellplatte aufgestreut wird. Nach einer kurzen Wartezeit wird die Modellplatte gewendet, wobei einerseits ein Großteil der zuvor aufgestreuten Mischung abfällt und der Weiterverwendung zugänglich gemacht wird, andererseits eine Kruste (Maske) aus durchwärmter und dadurch klebrig gewordener Mischung am Modell haften bleibt. Diese Kruste wird auf dem Modell durch Hitze vollends ausgehärtet und dann als fertige Halbform vom Modell abgehoben. In. analoger Weise werden unter Verwendung gleicher Formmassen Hohlkerne für Gieß er ei zwecke hergestellt.

Als wärmehärtende Binder zur Herstellung oben charakterisierter Mischungen werden hauptsächlich wärmehärtende¹ Kunstharze in fester oder flüssiger Form benutzt. Auch ist vorgeschlagen worden, diese wärmehärtenden Kunstharze mit thermoplastischen Stoffen (das sind Stoffe, die in der Wärme flüssig bleiben und sich erst beim Abkühlen verfestigen) zu vermischen. Ferner ist bekannt, daß als wärmehärtende Binder Di- oder Polyisocyanate in Mischung mit reaktionsfähigen organischen Verbindungen, z. B. solchen, die im Molekül Hydroxyl-, Sulfhydryl- oder Aminogruppen besitzen., verwendbar sind. Weiterhin eignen sich als wärmehärtende Binder auch Salze aus hochmolekularen mehrbasischen Säuren und Di- oder Polyaminen.

Auf einer anderen Ebene liegt ein Vorschlag, die wärmehärtenden Binder vollständig durch thermoplastische Stoffe zu ersetzen. Als Beispiele für thermoplastische Stoffe werden dabei unter anderem thermoplastische Kunstharze und auch destillierte und. geblasene Bitumen, das sind »Bitumen im engeren Sinn«, genannt. (Bei Bitumen im engeren Sinn handelt es sich um Destillationsrückstände aus Erdölen.) Die tatsächliche Verwendbarkeit dieser Stoffe kann nur in dem Rahmen vorhanden sein, innerhalb dessen diese Stoffe ebenfalls wärmehärtende Eigenschaften besitzen, denn auch thermoplastische Stoffe können bei Überhitzung quasi aushärten, indem sie entweder durch chemische Zersetzung oder partielle Verkohlung oder Alvga.be hitzeflüchtiger Bestandteile oder durch Formmasse zur Herstellung

schalenförmiger Formen

für Gießereizwecke

Anmelder:

ElIy Croning, geb. Börnsen,

Hamburg-Nienstedten,

Kurt-Küchler-Str. 35

Manfred Lottermoser, Hamburg,
ist als Erfinder genannt worden

mehrere dieser Vorgänge zugleich feste Rückstände hinterlassen, die eine gewisse Festigkeit aufweisen.

Diese Quasiaushärteeigenschaften sind aber bei den Bitumen im engeren Sinn so ungünstig, daß Bitumen im engeren Sinn für den obengenannten Zweck nicht verwendbar sind. Will man nämlich die naturgemäß thermoplastischen Bitumen im engeren Sinn zu einer Quasiaushärtung zwingen, so muß man sie entweder so hohen Temperaturen aussetzen, wie sie in der Praxis ohne Modellbeschädigung nicht angängig sind, oder man muß die Temperaturbehandlung bei üblichen Temperaturen zeitlich so lange ausdehnen, daß jegliche Rentabilität des Verfahrens ausgeschlossen wird.

Gegenstand der Erfindung ist es demgegenüber, als wärmehärtende Binder Gemenge eines oder mehrerer bitumenverwandter Stoffe mit elementarem Schwefel zu verwenden. Die bitumenverwandten Stoffe sind durch destruktive Destillation aus Naturstoffen entstanden und zählen deshalb gemäß der von der Fachgruppe für Brennstoff- und Mineralölchemie: im Verein Deutscher Chemiker aufgestellten Defination weder zu den Bitumen im weiteren Sinn noch zu den Bitumen im engeren Sinn. Auch nach dem vom Deutschen Normenausschuß im Einvernehmen mit dem DVM und der Deutschen Gesellschaft für Mineralölforschung aufgestellten Entwurf für einheitliche Bezeichnung dieser Stoffe wird zwischen Bitumen im weiteren Sinn einerseits, wozu die bereits vorgeschlagenen obengenannten Bitumen im engeren Sinn gehören, und verwandten Stoffen andererseits, wozu die erstgenannten Komponenten der beanspruchten Gemenge gehören, unterschieden. Als bitumenverwaaidte Stoffe kommen z. B. in Frage: Braunkohlenteere,

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Braunkohlenteerpeche, Schieferteere, Schieferteerpeche. Steinkohlenteere, Steinkohlenteerpeche, Fettteere, Fetteerpeche usw.

Das Wärmehärten der erfindungsgemäßen Binderkombination beruht im wesentlichen auf einer chemischen Reaktion des Schwefels mit den bitumenverwandten Stoffen. Die Herstellung der Formmasse geschieht derart, daß man das körnige Material in geeigneten Knet- oder Rührwerken gegebenenfalls unter Anwendung von Wärme mit einer oder mehreren der erstgenannten Komponenten der l>eanspruchten Kombinationen so lange verarbeitet, bis sich die Körner gleichmäßig mit diesen Stoffen überzogen haben und die ganze Masse homogen geworden ist. Nachdem die Masse infolge Abkühlung hinreichend fest geworden ist, wird sie nach Zusatz von eventuell pulverförmigem Schwefel so lange einer reibenden Mahlung unterworfen, bis ein streufähiges Material entstanden ist. Der Schwefel hat neben seinem Hauptzweck, zur Wärmehärtung mit den erstgenannten Komponenten der beanspruchten Kombinationen chemisch zn reagieren, bei dem Mahlprozeß noch die Funktion, das Aneinanderkle1>en der überzogenen Körner zu verhindern. In dieser Funktion kann der Schwefel noch durch Zugabe von Talkum, Gesteinsmehlen oder ähnlichen Stoffen unterstützt werden. Die auf diese Weise hergestellten Mischungen besitzen gegenül>er den bekannten genannten Mischungen den Vorteil größerer Wirtschaftlichkeit sowie bestmöglicher Staubfreiheit.

Als weiterer Vorteil ergibt sich für die mit den beanspruchten Gemengen hergestellten Mischungen die Möglichkeit, durch entsprechende Dosierung des Schwefels und durch entsprechende Zusammenstellung der erstgenannten Komponenten die Temperaturen, bei denen die Gießformen brüchig werden, weitergehend zu variieren, als dies bei Verwendung der bisher bekannten Mischungen möglich ist. Beispielsweise kann man mit den 1>eanspruchten Kombinationen Kerne herstellen, die zunächst ausreichende Festigkeit besitzen, aber nach dem Abguß niedrigvergießbarer Metalle genügend brüchig sind, um leicht aus dem Gußstück entfernt werden zu können.

Die Verwendung von Schwefel im Zusammenhang mit Destillationsrückständen von Fetten, ölen, Harzen, harzartigen Körpern und Teeren ist für die Herstellung von Kernölen l>ekannt. Der grundlegende Unterschied gegenül>er der vorliegenden Erfindung l>esteht jedoch darin, daß l>ei der Herstellung von Kernölen die vorgenannten Stoffe mit Schwefel behandelt werden, wol>ei sich die Destillationsrückstände chemisch verändern. Demgegenüber muß bei der Formschalenherstellung ein Aushärten der Formmasse unter Hitzeeinwirkung eintreten. Für diesen Aushärtevorgang ist al>er die chemische Reaktion mit dem Schwefel unbedingt erforderlich. Dieses wird dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß die bitumenverwandten Stoffe mit dem elementaren Schwefel nicht Ix'handelt. sondern vermengt werden, so daß die chemisch? Reaktion zwischen beiden das äußerst schnelle Aushärten der Formmasse bewirkt.

Als Ausführungsbeispiel für das vorstehend beschriebene Verfahren kann folgendes dienen:
100 Gewichtsteile feiner Ouarzsand mit einem Feuchtigkeitsgehalt von nicht mehr als 5% werden in einem Flügelrührer bei etwa 110 bis 160⁰C mit Gewichtsteilen Stearinpech, das einen Krämer-Sarnow-Erweichungspunkt von etwa 60° C hat, bis

ίο zu völliger Homogenität verarbeitet. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wird die Masse mit 2,5 Gewichtsteilen Schwefelpulver und 5.0 Gewichtsteilen Talkum bis zur Streufähigkeit verkugelt.
Abweichend von dem vorbeschriebenen Verfahren ist auch eine Vermischung in üblicher Weise möglich, für die folgendes Ausführungsbeispiel dienen möge:

10 Gewichtsteile springharten Stearinpechs werden

unter Zusatz \^ron 2,5 Gewichtsteilen Schwefel und 5,0 Gewichtsteilen Talkum zu feinem Pulver vermahlen und nachher mit 100 Gewichtsteilen feinem, scharf getrocknetem und abgekühltem Quarzsand vermischt.

Claims

Patentansprüche:

1. Formmasse zur Herstellung schalenförmiger Formen für Gießereizwecke, bestehend aus Mischungen von feuerfestem körnigem Material mit wärmehärtenden Bindern, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmehärtenden Binder aus einem Gemenge eines oder mehrerer bitumenverwandter Stoffe mit elementarem Schwefel l>es tehen.

2. Verfahren zur Herstellung einer Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das körnige, feuerfeste Material mit den bitumenverwandten Stoffen überzogen und dann unter Zusatz von elementarem Schwefel vermählen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Überziehen des körnigen Materials mit den bitumenverwandten Stoffen durch Rühren oder Kneten unter Anwendung von Wärme geschieht.

4. Verfahren zur Herstellung einer Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bitumenverwandten Stoffe mit Zusatz von elementarem Schwefel feinst vermählen und mit dem feinen, trockenen und abgekühlten feuerfesten körnigen Material vermischt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vermählen die Klebwirkung der bitumenverwandten Stoffe herabmindernde Zusätze zugegeben werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 386 032;
Foundry Trade Journal. Oct. 20, 1949, S. 485 bis 490.

® 809 640/3Si 9.58