DE1215872B - Process for producing a cast core binder - Google Patents
Process for producing a cast core binderInfo
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Description
DEUTSCHESGERMAN
PATENTAMTPATENT OFFICE
AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL
Int. Cl.:Int. Cl .:
BlZJfC-BlZJfC-
Deutsche KL: 31c -1/03 German KL: 31c -1/03
Nummer: 1215 872 ^3 Number: 1215 872 ^ 3
Aktenzeichen: Q 651VI a/31 cFile number: Q 651VI a / 31 c
Anmeldetag: 11. April 1961Filing date: April 11, 1961
Auslegetag: 5. Mai 1966Opening day: May 5, 1966
21 -N21 -N
Die Erfindung betrifft ein Verf ahren'zur Herstellung eines Gießkernbindemittels unter Verwendung von Furfurylalkohol und Formaldehyd.The invention relates to a method of production a core binder using furfuryl alcohol and formaldehyde.
Ein Gießkern kann als geformtes Teil aus Sand und Bindemittel bezeichnet werden, das als Hilfsmittel zur Ausbildung der Innenflächen eines Metallgußkörpers dient. Ein Gießkernbinder kann als der Teil des Gießkerns bezeichnet werden, der die Haftung zwischen den Sandteilchen bewirkt. Die Eigenschaften eines Gießkerns werden in großem Ausmaß durch die Eigenschaften bestimmt, die ihm durch das jeweils verwendete Bindemittel verliehen werden. An einen Gießkern müssen bestimmte Anforderungen gestellt werden: Er muß der Wasch- und Brennwirkung eines Stroms aus heißem Metall widerstehen, den ungehinderten Austritt von Gasen zulassen, als Innenkörper seine Form dem Metallgußkörper aufprägen, eine so hohe Zugfestigkeit aufweisen, daß er während des Hantierens und seiner Anwendung nicht zerbricht, und schließlich nach dem Erstarren des Metallgußkörpers zusammenbrechen und herausfallen.A casting core can be referred to as a molded part made of sand and binder, which is used as an aid serves to form the inner surfaces of a cast metal body. A cast core binder can be used as the Part of the casting core that causes the adhesion between the sand particles. The properties of a casting core are determined to a large extent by the properties that are given to it by the binders used are imparted. Certain requirements must be placed on a casting core become: He has to withstand the washing and burning effects of a stream of hot metal, the unhindered Allow gases to escape, imprint its shape on the cast metal body as the inner body, have such a high tensile strength that it does not break during handling and use, and finally collapse and fall out after the cast metal body has solidified.
Die verschiedenartigsten Bindemittel wurden bisher mit unterschiedlichem Erfolg in Gießereien verwendet. Einer der ältesten bekannten Binder ist der Kornmehl-Kernölbinder. Der hauptsächliche damit verbundene Nachteil ist seine lange Härtungszeit. In mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden automatischen Anlagen ist ein rasch härtendes Bindemittel außerordentlich wünschenswert.The most varied of binders have been used in foundries with varying degrees of success. One of the oldest known binders is the grain flour kernel oil binder. The main one associated with it The disadvantage is its long hardening time. In high-speed automatic systems a fast setting binder is highly desirable.
Eine weitere Art von Kernbindern wird aus Phenolharzen hergestellt. Auf Grund der hohen Kosten für derartige Harze dient das Bindemittel lediglich zur Bindung einer Schale und nicht für den gesamten Kern. Die Verwendung von Phenolharzbindern führt zu Kernen, die, insbesondere beim Gießen von niedrigschmelzenden Nichteisenlegierungen, dazu neigen, dem Ausrütteln nach dem Erstarren des Metallgußkörpers zu widerstehen. Weitere Nachteile der Phenolharzbindemittel sind verlängerte Härtungszeiten der Kerne und Zugfestigkeiten, die den Anforderungen nicht genügen.Another type of core binder is made from phenolic resins. Because of the high cost of With such resins, the binder only serves to bind a shell and not for the whole Core. The use of phenolic resin binders leads to cores which, especially when casting low-melting non-ferrous alloys, tend to to withstand shaking after solidification of the metal casting. Further disadvantages of phenolic resin binders are the extended curing times Cores and tensile strengths that do not meet the requirements.
Eine dritte Art von Kernbindern sind die Harnstoff-Formaldehyd-Kornmehl-Binder.
Die mit Hilfe dieses Bindemittels hergestellten Kerne brechen bei der Berührung mit hochschmelzenden Metallen zu rasch
zusammen und büßen in einer Atmosphäre mit hohem Feuchtigkeitsgehalt einen Teil ihrer Festigkeit ein. Zur
Herstellung dieser Bindemittel ist ein Lösungsmittel erforderlich, um eine Kristallisation oder Gelbildung
zu verhüten. Als solches Lösungsmittel wurde Wasser verwendet, doch sind damit gewisse unerwünschte
Wirkungen verbunden, beispielsweise eine verlängerte Verfahren zur Herstellung eines
GießkernbindemittelsA third type of core binders are the urea-formaldehyde-grain flour binders. The cores produced with the help of this binding agent collapse too quickly on contact with refractory metals and lose some of their strength in an atmosphere with a high moisture content. A solvent is required to make these binders to prevent crystallization or gel formation. Water has been used as such a solvent, but it has certain undesirable effects such as a prolonged process for making one
Cast core binder
Anmelder:Applicant:
The Quaker Oats Company, Chicago, JU.The Quaker Oats Company, Chicago, JU.
(V. St. A.)(V. St. A.)
Vertreter:Representative:
Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. I. M. Maas,Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. I. M. Maas,
Patentanwalt, München 23, Ungererstr. 25Patent attorney, Munich 23, Ungererstr. 25th
Als Erfinder benannt:Named as inventor:
Lloyd Hubert Brown, Crystal Lake, JlL;Lloyd Hubert Brown, Crystal Lake, JIL;
David Derby Watson, Barrington, JU. (V. St. A.)David Derby Watson, Barrington, JU. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:Claimed priority:
V. St. v. Amerika vom 11. Juli 1960 (41728) - -V. St. v. America July 11, 1960 (41728) - -
Härtungszeit und eine übermäßige Schrumpfung des Gießkerns nach der Härtung. Außerdem führt Wasser, da es' kein reaktionsfähiges Lösungsmittel ist, zu keiner Verbesserung der dem Harnstorr-Formaldehyd-Harz innewohnenden Schwächen.Curing time and excessive shrinkage of the casting core after curing. In addition, water leads since it is not a reactive solvent, it does not improve the urine-formaldehyde resin inherent weaknesses.
Die Nachteile der bekannten Bindemittel werden durch die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Bindemittel beseitigt.The disadvantages of the known binders are caused by the process according to the invention obtained binder eliminated.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man aus einem nicht polymerisierten, wäßrigen Gemisch aus Formaldehyd, Harnstoff und beim Gleichgewicht vorliegenden Reaktionsprodukten daraus, das höchstens etwa 15 Gewichtsprozent Wasser enthält, Furfurylalkohol und, falls nötig, so viel zusätzlichen Harnstoff eine Lösung herstellt, daß das Molverhältnis von insgesamt verfügbarem Harnstoff zu verfügbarem Formaldehyd im Bereich von 1 :1,75 bis 1 : 3,0 liegt und der Furfurylalkohol in solcher Menge vorliegt, daß er 15 bis Gewichtsprozent der Lösung ausmacht, daß man die Lösung auf einen pH-Wert im Bereich von 5,0 bis 6,5 einstellt, bei 95 bis 1050C unter Rückflussieden erhitzt, bis sie eine Viskosität im Bereich von 350 bis cP/25°C aufweist, und dann das pH der Lösung auf einen Wert im Bereich von 6,5 bis 8,5 einstellt.The process according to the invention is characterized in that a solution is prepared from an unpolymerized, aqueous mixture of formaldehyde, urea and reaction products present therefrom at equilibrium, which contains at most about 15 percent by weight water, furfuryl alcohol and, if necessary, so much additional urea that the molar ratio of total available urea to available formaldehyde is in the range from 1: 1.75 to 1: 3.0 and the furfuryl alcohol is present in an amount such that it constitutes 15 to percent by weight of the solution that the solution is brought to pH adjusts in the range from 5.0 to 6.5, heated to reflux at 95 to 105 0 C until it has a viscosity in the range from 350 to cP / 25 ° C, and then the pH of the solution to a value in the range of 6.5 to 8.5.
609 567/414609 567/414
Das Molverhältnis von insgesamt verfügbarem Harnstoff zu verfügbarem Formaldehyd liegt vorzugsweise im Bereich, von 1 : 2,0 bis 1 : 2,5.The molar ratio of total available urea to available formaldehyde is preferably in the range from 1: 2.0 to 1: 2.5.
Es hat sich als günstig erwiesen, eine 25 bis 40 Gewichtsprozent Furfurylalkohol enthaltende Lösung zu verwenden.It has proven advantageous to use a solution containing 25 to 40 percent by weight of furfuryl alcohol to use.
Der pH-Wert der Lösung wird vor dem Sieden unter Rückfluß vorzugsweise auf 5,5 bis 6,0 eingestellt. Es ist besonders zweckmäßig, wenn man beim Sieden unter Rückfluß hält, bis eine Viskosität im Bereich von 400 bis 1500 cP/25°C erreicht ist.The pH of the solution is preferably adjusted to 5.5 to 6.0 before refluxing. It is particularly useful when refluxing is maintained until a viscosity in the range from 400 to 1500 cP / 25 ° C is reached.
Gemäß der britischen Patentschrift 832 999 werden Furfurylalkoholpolymerisate und Furfurylalkohol-Formaldehyd-Harze als Kernbindemittel verwendet. Derartige Stoffe bestehen weitgehend aus Furanringen, die durch Methylenbrücken miteinander verbunden sind. Die erfindungsgemäß erhältlichen Bindemittel ergeben bei der Kernherstellung mit Furfurylalkohol modifizierte Harnstoffharze, d. h., das Grundnetz wird durch - Kondensationspolymerisation von Dimethylolharnstoff aufgebaut. Furfurylalkohol wird in irgendeiner Weise in dieses Netz eingebaut.According to British Patent 832 999, furfuryl alcohol polymers and furfuryl alcohol-formaldehyde resins are used used as a core binder. Such substances largely consist of furan rings, which are connected to one another by methylene bridges. The binders obtainable according to the invention produce urea resins modified with furfuryl alcohol during core production, i. i.e., the basic network is built up by - condensation polymerization of dimethylolurea. Furfuryl alcohol is used built into this network in some way.
Auf Grund dieses Unterschieds ist bei dem erfindungsgemäß erhältlichen Bindemittel möglich, Ammoniumchlorid als Katalysator zu verwenden. Stoffe der gemäß der britischen Patentschrift verwendeten Art werden durch Ammoniumchlorid nicht wirksam katalysiert, sondern erfordern starke Säuren. Bei den erfindungsgemäß hergestellten Bindemitteln wirkt Ammoniumchlorid als latenter Katalysator: es katalysiert das Bindemittel bei Zimmertemperatur sehr langsam, seine katalytische: Wirkung springt jedoch bei erhöhten Temperaturen an. Deshalb ist das erfindungsgemäß erhaltene Gießkernbindemittel in Gegenwart des Katalysators bei gewöhnlichen Temperaturen während langer Zeit lagerfähig, ohne daß die Gefahr besteht, daß in einem heißen Kernkasten keine rasche Härtung eintritt. Die bekannten Harze härten beiDue to this difference, ammonium chloride is possible with the binder obtainable according to the invention to use as a catalyst. Substances of the type used in accordance with the British patent specification Kinds are not effectively catalyzed by ammonium chloride, but require strong acids. Both In binders prepared according to the invention, ammonium chloride acts as a latent catalyst: it catalyzes the binder very slowly at room temperature, but its catalytic effect jumps at elevated temperatures. Therefore, the core binder obtained according to the invention is in the presence the catalyst can be stored for a long time at ordinary temperatures without the risk is that rapid hardening does not occur in a hot core box. The known resins harden at
5' gewöhnlichen Temperaturen sehr rasch, sind daher praktisch nicht lagerfähig und müssen jeweils zum Zeitpunkt der tatsächlichen Verwendung hergestellt werden.5 'normal temperatures very quickly, are therefore practically not storable and have to be used in each case Date of actual use.
Ein weiterer beträchtlicher Vorteil des erfmdungsgemäß erhaltenen Bindemittels gegenüber dem bekannten ist in seinen ausgezeichneten Eigenschaften beim Ausrütteln zu erblicken, insbesondere wenn es für leichtere Metalle und Legierungen verwendet wird, die verhältnismäßig niedrige Schmelztemperaturen besitzen, wie Aluminium. Ein Maß für das Ausrütteln ist die Zeit, die ein Kern braucht, um unter einer gegebenen Belastung infolge des Ausbrennens des Bindemittels zusammenzubrechen. Eine kurze Zusammenbrechzeit ist im hohem Maße erwünscht, insbesondere wenn es sich um mit hohen Geschwindigkeiten arbeitende Produktionsmethoden handelt. (Hierbei wird als selbstverständlich vorausgesetzt, daß die übrigen Eigenschaften den Minimalanforderungen genügen.) Bei den bekannten Harzen ist die Zusammenbrechzeit übermäßig lang, insbesondere bei den niedrigeren Temperaturen, wie sie bei niedrigschmelzenden Metallen angewandt werden.Another considerable advantage of the binder obtained according to the invention over the known can be seen in its excellent properties when shaken out, especially when it is used for lighter metals and alloys, which have relatively low melting temperatures, such as aluminum. A measure of the shaking is the time it takes a core to under a given load as a result of the burning out of the Collapse binder. A short breakdown time is highly desirable especially when it comes to high-speed production methods. (Here It is taken for granted that the remaining properties meet the minimum requirements suffice.) With the known resins, the breakdown time is excessively long, especially with the lower temperatures, such as those used for low-melting metals.
Es wird angenommen, daß der Formaldehyd, der Harnstoff und die beim Gleichgewicht vorliegenden Reaktionsprodukte daraus, wie sie in wäßrigen Harnstoff-Formaldehyd-Gemischen (im folgenden als wäßrige H. F.-Gemische bezeichnet) zugegen sind, durch folgende Gleichgewichtsformehl ausgedrückt werden können:It is believed that the formaldehyde, urea and those present at equilibrium Reaction products from it, as they are in aqueous urea-formaldehyde mixtures (hereinafter referred to as aqueous H. F. mixtures) are present, can be expressed by the following equilibrium formula can:
NH2CONH2 + HCHONH 2 CONH 2 + HCHO
NH2CONHCH8OH + HCHONH 2 CONHCH 8 OH + HCHO
HOCH2NHCONHCh2OH + HCHOHIGH 2 NHCONHCh 2 OH + HCHO
HOCH2NHCON(CH2Oh2 + HCHO
NH2CONHCH2OH
HOCH2NHCONHCh2OH
HOCH2NHCON(Ch2OH)2
(HOCH2)2NCON(CH2OH)2 HIGH 2 NHCON (CH 2 Oh 2 + HCHO NH 2 CONHCH 2 OH
HIGH 2 NHCONHCh 2 OH
HIGH 2 NHCON (Ch 2 OH) 2
(HIGH 2 ) 2 NCON (CH 2 OH) 2
Die vorstehenden Formeln erläutern die Angabe »ein nicht polymerisiertes, wäßriges Gemisch aus Formaldehyd-Harnstoff und beim Gleichgewicht vorliegende Reaktionsprodukte daraus«. Diejenigen der in den obigen Gleichungen dargestellten Harnstoffmoleküle, die mehr als eine Methylolgruppe tragen, werden manchmal als Polymethylolharnstoffe bezeichnet. Es ist schwierig, zwischen den verschiedenen Polymethylolharnstoffen in wäßrigen H. F.-Gemischen zu unterscheiden. Aus diesem Grund .wird die Zusammensetzung der wäßrigen H. F.-Gemische am besten dadurch definiert, daß man die' Gewichtsprozente Harnstoff und Formaldehyd angibt. Nach einer typischen Analyse enthält ein wäßriges H.F,-Gemisch 59 Gewichtsprozent Formaldehyd, 26 Gewichts-Prozent Harnstoff und höchstens 15 Gewichtsprozent Wasser.The above formulas explain the statement “an unpolymerized, aqueous mixture Formaldehyde-urea and reaction products from it present at equilibrium «. Those of the urea molecules shown in the above equations that carry more than one methylol group, are sometimes referred to as polymethylolureas. It's difficult to choose between the different To differentiate between polymethylolureas in aqueous H.F. mixtures. Because of this, the composition the aqueous H.F. mixtures best defined by the 'weight percent Indicating urea and formaldehyde. According to a typical analysis, an aqueous H.F, mixture contains 59 percent by weight formaldehyde, 26 percent by weight urea and a maximum of 15 percent by weight Water.
Die in der beschriebenen erfindungsgemäßen Lösung enthaltene Gesamtmenge an Harnstoff und Formaldehyd wird in Form eines Molverhältnisses angegeben. Die getrennt zugesetzte Harnstoffmenge (im Gegensatz zu dem in dem wäßrigen H. F.-Gemisch enthaltenen Harnstoff) schwankt mit der analytischen Zusammensetzung des jeweils angewandten wäßrigen H. F.-Gemisches. So kann die gesondert zuzusetzende Harnstoffmenge auf Grund des erwähnten Molverhältnisses und der ' Analyse des jeweils verwendeten wäßrigen H. F.-Gemisches bestimmt werden.The total amount of urea and formaldehyde contained in the solution according to the invention described is given in terms of a molar ratio. The separately added amount of urea (im In contrast to that in the aqueous H.F. mixture contained urea) fluctuates with the analytical composition of the applied aqueous H. F. mixture. For example, the amount of urea to be added separately can be determined on the basis of the molar ratio mentioned and the analysis of the aqueous H.F. mixture used in each case will.
Die Bezeichnung »verfügbarer Harnstoff« bezieht sich auf freien Harnstoff sowie auf Methylolgruppen enthaltenden Harnstoff gemäß den oben angegebenen Gleichungen. Die Bezeichnung »verfügbarer Formaldehyd« bezieht sich auf freien Formaldehyd sowie auf Formaldehyd, der, wie in den oben wiedergegebenen Gleichungen dargestellt, mit Harnstoff verbunden ist.The term "available urea" refers to free urea and methylol groups containing urea according to the equations given above. The term "available formaldehyde" refers to free formaldehyde as well as to formaldehyde, as in those reproduced above Equations shown associated with urea.
Der Endpunkt der Behandlung beim Sieden unter Rückfluß kann bestimmt werden, indem man entweder den Brechungsindex oder die Viskosität der Lösung mißt. Die Messung der Viskosität ist jedoch zur Bestimmung des Endpunktes der Rückflußbehandlung bevorzugt. Der Brechungsindex sowie die Viskosität stellen Indikatoren für die Verharzungsstufe der Lösung dar. Die Verharzungsstufe ist insofern von besonderer Bedeutung, als die Binder-The end point of the reflux treatment can be determined by either measures the refractive index or the viscosity of the solution. The measurement of viscosity is however preferred for determining the end point of the reflux treatment. The refractive index as well as the Viscosity are indicators of the resinification level of the solution. The resinification level is of particular importance as the binder
lösung instabil ist, wenn die Verharzung nicht ausreicht. Geht dagegen der Verharzungsgrad über einen bestimmten Punkt hinaus, dann verhindert die hohe Viskosität der Binderlösung die Ausbildung einer vollständigen Mischung des Bindemittels mit dem Sand in der Gießerei.solution is unstable if the resinification is insufficient. If, on the other hand, the degree of resinification exceeds one In addition to a certain point, the high viscosity of the binder solution prevents the formation of a complete mixing of the binder with the sand in the foundry.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne sie zu beschränken. Die in Teilen angegebenen Mengen beziehen sich auf das Gewicht, wenn nichts anderes erwähnt ist. Die angegebenen Prozentsätze Bindemittel beziehen sich auf das Gewicht des Formsands. Die angegebenen Prozentsätze der Binderbestandteile (z. B. Furfurylalkohol, Katalysator und Wasser) beziehen sich, wenn nichts anderes erwähnt ist, auf das Gesamtgewicht des Bindemittels. AUe Zugfestigkeiten sind in kg/cm2 angegeben.The following examples illustrate the invention without restricting it. The amounts given in parts relate to the weight, unless otherwise stated. The specified percentages of binding agent relate to the weight of the molding sand. The stated percentages of the binder components (e.g. furfuryl alcohol, catalyst and water) relate, unless otherwise stated, to the total weight of the binder. The tensile strengths are given in kg / cm 2 .
In 2710 Teile eines wäßrigen H. F.-Gemisches wurden 2025 Teile Furfurylalkohol und 645 Teile Harnstoff eingemischt. Der pH-Wert der erhaltenen Lösung wurde durch Zugabe yon 50%iger wäßriger Phosphorsäure auf 5,7 eingestellt. Diese Lösung wurde dann in einen mit einem Rührer, Thermometer und Rückflußkühler ausgestatteten Dreihalskolben gegeben. Die Lösung wurde eine Stunde lang auf 100° C erhitzt und dann weitere 2 Stunden bei etwa der gleichen Temperatur unter Rückflußsieden gehalten. Der Verharzungsgrad wurde durch Überprüfung der Viskosität nach gleichmäßigen Zeitabständen verfolgt. Sobald eine Probe der Lösung eine Viskosität von 380 cP/25°C (gemessen mit einem Brookfield-Viskosimeter) aufwies, wurde das Rückflußsieden abgebrochen, und es wurden 28 Teile Natriumphosphat (in 125 Teilen Wasser) zugesetzt, wodurch ein pH-Wert von 8,08 eingestellt wurde. Nach dem Abkühlen war die erhaltene Binderzusammensetzung eine schwach trübe, hellbernsteinfarbene Flüssigkeit.In 2710 parts of an aqueous H.F. mixture there were 2025 parts of furfuryl alcohol and 645 parts Urea mixed in. The pH of the solution obtained was made more aqueous by adding 50% strength Phosphoric acid adjusted to 5.7. This solution was then put into a thermometer with a stirrer and a three-necked flask equipped with a reflux condenser. The solution was on for an hour Heated to 100 ° C. and then refluxed for a further 2 hours at approximately the same temperature. The degree of resinification was determined by checking the viscosity at regular time intervals tracked. As soon as a sample of the solution has a viscosity of 380 cP / 25 ° C (measured with a Brookfield Viscometer), the reflux was stopped and 28 parts became Sodium phosphate (in 125 parts of water) was added, adjusting the pH to 8.08. After cooling, the resulting binder composition was a slightly cloudy, light amber color Liquid.
40 Beispiel 240 Example 2
Zum Nachweis der Bedeutung der Zugabe von Furfurylalkohol zu dem wäßrigen H. F.-Gemisch wurden Binder im wesentlichen wie im Beispiel 1 beschrieben, jedoch mit schwankenden Mengen Furfurylalkohol hergestellt. Die so erhaltenen Binder wurden dann zur Herstellung von Gießkernen verwendet. Zur Herstellung der Gießkerne wurden die Binder mit Sand und Katalysator in den weiter unten angegebenen Mengenverhältnissen vermischt und die gebildeten Gemische in Kernbehälter mit den Abmessungen 28,575 · 50,8 mm gerammt. Die erhaltenen Kerne wurden aus den Kernbehältern entnommen und 5 Minuten in einem Ofen bei 218° C gehärtet. Die gehärteten Kerne wurden dann in einem Dietert-Thermolab-Dilatometer 5 Minuten bei 816 und 1370° C gehalten. Es wurde eine komprimierende Belastung angewandt. Die Heißfestigkeit beim Bruch wurde in kg/cma bestimmt. Es wurden die folgenden Ergebnisse für drei Kerne unter Verwendung von 1,5 % Binder erhalten:To demonstrate the importance of adding furfuryl alcohol to the aqueous HF mixture, binders were prepared essentially as described in Example 1, but with varying amounts of furfuryl alcohol. The binders obtained in this way were then used to manufacture casting cores. To produce the casting cores, the binders were mixed with sand and catalyst in the proportions given below and the mixtures formed were rammed into core containers with the dimensions 28.575 × 50.8 mm. The obtained cores were removed from the core boxes and cured in an oven at 218 ° C. for 5 minutes. The hardened cores were then held in a Dietert Thermolab dilatometer at 816 and 1370 ° C. for 5 minutes. A compressive load was applied. The hot strength at break was determined in kg / cm a . The following results were obtained for three cores using 1.5% binder:
Kerncore
°/o Furfurylalkohol
im Binder° / o furfuryl alcohol
in the binder
0 25 400 25th 40
Heißfestigkeit
8160C I 1370°CHot strength
816 0 CI 1370 ° C
3,78 (54)
4,48 (64)
5,04 (72)3.78 (54)
4.48 (64)
5.04 (72)
0 (0)
0,28 (4)
1,47 (21)0 (0)
0.28 (4)
1.47 (21)
Die folgenden Ergebnisse wurden für drei Kerne unter Verwendung von 2,0% Binder erhalten:The following results were obtained for three cores using 2.0% binder:
Kerncore
% Furfurylalkohol
im Binder% Furfuryl alcohol
in the binder
25
4025th
40
Heißfestigkeit
8160C I 1370° CHot strength
816 0 CI 1370 ° C
3,57 (51)
6,23 (89)
9,1 (130)3.57 (51)
6.23 (89)
9.1 (130)
0 (0)
1,26 (18)
4,13 (59)0 (0)
1.26 (18)
4.13 (59)
Aus den vorstehenden Ergebnissen ist ersichtlich, daß durch den Zusatz von Furfurylalkohol zu dem Binder die Heißfestigkeit beträchtlich erhöht wird.From the above results it can be seen that by adding furfuryl alcohol to the Binder the hot strength is increased considerably.
Claims (5)
Britische Patentschrift Nr. 832 999.Considered publications:
British Patent No. 832 999.
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Cited By (1)
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DE2831528A1 (en) * | 1978-07-18 | 1980-02-07 | Kruglikov | Carbamide-furan resin binder for foundry cores - prepd. from a urea!-formaldehyde! resin, urea and furyl alcohol |
Families Citing this family (5)
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Citations (1)
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GB832999A (en) * | 1955-12-02 | 1960-04-21 | Freeman Chemical Corp | Method and compositions for foundry use |
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Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB832999A (en) * | 1955-12-02 | 1960-04-21 | Freeman Chemical Corp | Method and compositions for foundry use |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2831528A1 (en) * | 1978-07-18 | 1980-02-07 | Kruglikov | Carbamide-furan resin binder for foundry cores - prepd. from a urea!-formaldehyde! resin, urea and furyl alcohol |
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