DE1508638C - Formmasse für Gießereiformen und -kerne - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf Formmassen für beträchtlich größeren Ausmaß auf: Beispielsweise bei

Gießereiformen und -kerne auf der Basis von natür- Furanharzen als Bindemittel, die durch Erhitzen ver-

lichem, synthetischem oder halbsynthetischem Quarz- festigt werden, ist das Problem sehr groß, und bei

sand mit einem Gehalt von unter 5°/₀ an Ton sowie Furanharzen als Bindemittel, die kalt verfestigt werden,

öl oder Harz als Bindemittel und insbesondere auf 5 ist das Problem, obgleich es noch ernsthaft ist, nicht

Zusatzmittel für Sandformen und -ke.rne, die deren ganz so schwerwiegend.

Eigenschaften verbessern. Die Erfindung kann auf Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung von Form-Formmassen für Gießereiformen und -kerne ange- massen für Gießereiformen und -kerne von hoher wendet werden, bei welchen irgendein organisches Trockenkompressionsfestigkeit auf der Basis von Bindemittel einverleibt wird; sie ist jedoch von be- ίο natürlichem, synthetischem oder halbsynthetischem sonderer Brauchbarkeit in Verbindung mit ölgebun- Quarzsand mit einem Gehalt von unter 5°/₀ an Ton denen Sandkernen, wie nachfolgend beschrieben ist. sowie öl oder Harz als Bindemittel und insbesondere

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren von Formmassen für Kerne, die zur Verwendung von

zur Herstellung von Gußstücken oder Formungen nicht Haut bildenden Metallen vorgesehen sind und

aus keine Haut bildenden Metallen, welche bei über 15 die bestimmte Zusätze enthalten, durch welche das

750° C vergossen werden. Solche Metalle sind Guß- Auftreten von Rippen- oder Aderbildung herabgesetzt

eisen (Grauguß oder modulares Gußeisen) und Legie- werden kann.

rungen auf Basis von Kupfer, wie Blei-, Zinn- und Die Formmassen für Gießereiformen und -kerne

Phosphorbronzen. gemäß der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet,

Bei der Herstellung von Gußstücken oder Form- ao daß sie als Zusatz Colemanit oder nicht expandierten lingen solcher Metalle unter Verwendung von Formen Perlit oder ein Gemisch der beiden Stoffe enthalten, oder Kernen aus öl oder Harz als Bindemittel enthal- Die gemäß der Erfindung geschaffenen Gießereitenden (öl-oder harzgebundenen) natürlichen synthe- formen und"-kerne werden zum Gießen von keine tischen oder halbsynthetischen Quarzsandmaterialien Haut bildenden Metallen verwendet und besitzen eine (mit einem Gehalt von weniger als 5°/₀ Ton), die eine as Trockenkompressionsfestigkeit von mehr als 14 kg/cm*, hohe Trockenkompressionsfestigkeit besitzen, ergibt Gewünschtenfalls kann zusammen mit den gemäß der sich beispielsweise die Schwierigkeit, die in der Technik Erfindung verwendeten Zusatzmitteln auch Kaliumais »Rippen oder Gratbildung« oder »Ader- oder nitrat verwendet werden.

Streifenbildung« bekannt ist. Wenn solch ein Sandkern Die Wirkungsweise dieser Zusatzmittel ist noch durch das geschmolzene Metall erhitzt wird, können 30 nicht geklärt, insbesondere weil sie in ihren eigenen sich Oberflächenrisse bilden. Das geschmolzene Metall chemischen und physikalischen Eigenschaften verneigt dazu, in diese Risse einzudringen, und infolge- schieden sind. Colemanit ist ein im Handel ,erhältliches dessen kann das Gußstück, wenn es von dem Kern Mineral, etwa der Formel
abgestreift wird, Vorsprünge entsprechend diesen 2Γ Ο.1ΒΠ .SHO
Rissen aufweisen, die sogenannten Rippen oder Adern, 35 ^a " » s' s
die natürlich — sofern möglich — anschließend durch ein in der Natur vorkommendes hydratisiertes CaI-maschinelle Bearbeitung von dem Gußstück entfernt ciumtetraborat, das in der wasserfreien Form bei etwa werden müssen. Die Erscheinung der Rippen- und 1000° C schmilzt und auch als Borcalcit bekannt ist. Aderbildung führt so zu einem Anwachsen der Ge- Perlit ist ein Mineral, das beim Erhitzen aufblättert samtproduktionskosten. Darüberhinaus kann manch- 40 und sich entfaltet und dabei seine ursprüngliche Dichte mal, z. B. wenn die Rippen oder Adern an einem von 2 bis 3 auf einen Wert, der wesentlich unter 1 engen Durchgangsweg des Gußstückes auftreten, die Hegt, vermindert. Es wird angenommen, daß jede Entfernung der Rippen oder Adern praktisch un- dieser Substanzen in ihrer eigenen Art und' Weise möglich sein. wirkt und dabei die relative Bewegung der Sandkörner

Das Vorkommen der Rippen- oder Aderbildung 45 erleichtert, so daß die Ausdehnung der Form oder

scheint je nach Art des Bindemittels zu variieren: des Kernes beim Erhitzen durch das Material der Form

Sandformen und -kerne, welche anorganische Binde- oder des Kernes aufgenommen werden kann, ohne

mitte! besitzen, z. B. solche, welche mit Silicat ge- daß dieses zur Rißbildung führt,

bunden sind, scheinen nur geringe Neigung zu dieser im allgemeinen kann die Menge der Substanz oder

Erscheinung zu besitzen, und solche Formen und 50 des Gemisches der Substanzen, die der Formmasse

Kerne fallen daher nicht in den Bereich der Erfindung. zugesetzt wird, im Bereich zwischen 0,5 und 5% des

Sandformen und -kerne, in welchen das Bindemittel Gesamtgewichtes der trockenen Form oder des troköl ist, z. B. ein trocknendes oder halbtrocknendes öl, kenen Kernes liegen, wenn auch ein etwas höherer wie Leinsamenöl, Tangöl oder Oiticicaöl oder Mi- Anteil gelegentlich erforderlich sein kann,
schungen einiger dieser öle, wobei das öl beliebig 55 Es ist jedoch zu beachten, daß ein zum Erfolg zusammen mit Kohlehydraten aus Getreide od. ä. führendes Zusatzmittel nicht nur die Rippen- oder verwendet wird, die normalerweise ein Metall ent- Gratbildung verhindern soll, sondern auch die Festighalten, z. B. Kobalt oder Blei, sowie Naphthenat als keit aufrechterhalten, wobei weder die Brucheigen-Härter, und die vor der Verwendung eine Vor- schäften beeinflußt noch, die Bindungseigenschaften erwärmung erfordern, zeigen eine gewisse Neigung 60 des Öls oder die Polymerisation des Harzes gehemmt zur Rippen- und Aderbildung. Sandformen und -kerne, werden sollen. Die Gasentwicklung darf nicht verin welchen das Bindemittel aus einem lufttrocknendem größert und die Oberflächenbeschaffenheit soll eher öl (wie vorstehend angegeben) zusammen mit ejnem verbessert als beeinträchtigt werden. Die Zusatzmittel Beschleuniger, z. B. einer anorganischen Peroxyverbin- der Erfindung können alle diese Erfordernisse erfüllen, dung, wie Natriumperborat, besteht, zeigen eine etwas 85 Wenn das Bindemittel für den Sand ein Harz ist, größere Neigung zur Bildung von Rippen, Graten und ,' wird ein Furanharz bevorzugt, jedoch können auch Adern. Die harzgebundenen Sandformen und -kerne andere Harze verwendet werden, z. B. Pheholformweisen im allgemeinen diese Erscheinung in einem aldehyd- oder Harnstoffformaldehydharze; gewünsch-

tenfalls kann mit irgendeinem solcher Harzbindemittel eine Verdünnungsflüssigkeit, weiche die Schaffung eines geeigneten formbaren Sandgemisches unterstützt, verwendet werden. Die gegebenenfalls verwendete Verdünnungsflüssigkeit soll natürlich keinerlei schäd- S liehe, hemmende Wirkung auf die Polymerisation oder Polykondensation des Harzes ausüben, wobei das Harz unter Bildung eines steifen Produktes erhärtet. Geeignete Flüssigkeiten für diesen Zweck sind inerte Mineralöle, to

Die Verwendung der besonderen Zusatzmittel gemäß der Erfindung ermöglicht die Verwendung einer geringeren Menge des Harzbindemittels, wobei noch eine gewünschte Festigkeit in dem Endprodukt erhalten wird. Die Aufnahme eines flüssigen Verdünnungs- mittels, wie beschrieben, erleichtert die Verwendung solcher kleineren Mengen von Harzbindemitteln für die Handhabung in der Praxis.

Obgleich die Zusätze gemäß der Erfindung nicht immer diese Erscheinung der Grat-, Rippen- oder «o Aderbildung vollständig vermeiden können, bewirken sie eine Verringerung des Vorkommens der Grat-, Rippen- oder Aderbildung bei solchen harzgebundenen Sandformen oder Kernen. Andererseits wird bei Anwendung auf ölgebundene Sandformen und -kerne, wie vorstehend beschrieben, eine im wesentlichen vollständige Ausschaltung der Grat-, Rippen- oder Aderbildung erzielt.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Zu einem feinen gewaschenen Quarzsand, der mit SS einem für Wärmehauben oder Gußaufsätze verwendeten Furanharz gebunden ist, wurden 0,5°/* bezogen auf das Gewicht des trockenen Sandes, an Zusätzen, welche unten aufgeführt sind, zugegeben. Dieses Gemisch wurde bis zur gleichmäßigen Dispergierung ge- mahlen. 0,15% eines Katalysators für ein Furanharz einer Art für Wärmehauben oder Gußaufsätze wurden dann hinzugegeben und das Gemisch gemahlen und anschließend wiederum 2¹/« Gewichtsprozent eines Furanharzes für Wärmehauben oder Gußaufsätze hinzugegeben und das Gemisch wiederum gemahlen, bis alle Zusatzmittel in dem Sand gleichmäßig verteilt waren. Das Gemisch wurde dann einer üblichen Gießereikernblasmaschine zur Herstellung von Kernen gemäß der bei Wärmehauben oder Gußaufsätzen 5« zur Anwendung gelangenden Arbeitsweise zugeführt. Diese Kerne wurden Gießereiformen zur Herstellung von Gußstücken aus Gußeisen mit niedrigem Phosphorgehalt, welches bei 1400⁰C vergossen wird, einverleibt.

Die folgenden Ergebnisse zeigen, daß die drei Zusatzmittel gemäß der Erfindung sowohl bei einzelner Verwendung, als auch in Kombination jeweils dazu führten, die Rippenbildung von keine Haut bildenden Metallen herabzusetzen. &>

* Prozentuale Zusammensetzung des Zusatzes	Trocken festigkeit kg/cm'	Rippen* bildung
Keine Zugabe 100% nicht ausgedehnter Perlit	77 87 115 109 78 100 71	sehr stark gar nicht schwach mäßig schwach schwach schwach
100% Borcalcit (Colemanit) . 100% Borcalcit (0,25% Zugabe) 50:50% Kaliumnitrat/nicht ausgedehnter Perlit 50:50% Kaliumnitrat/Bor- calcit
50:25:25% Kaliumnitrat/ nicht ausgedehnter Perlit/ Borcalcit

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Beispiel 2

Das folgende Sandgemisch wurde zur Herstellung as von Kernen für die Anfertigung von Gußstücken aus Gußeisen verwendet:

Sand 181,6 kg

Dextrin 2,72 kg

Kernöl 1120cm*

Wasser 1680cm*

Mittel gegen Rippen- oder Gratbildung (50: 50%-Gemisch von Colemanit und nicht ausgedehntem Perlit) ... 1,82 kg

Kerne, welche aus diesem Gemisch hergestellt wurden, hatten eine Trockenkompressionsfestigkeit von 57 kg/cm* (verglichen mit einer Festigkeit von etwa nur 42 kg/cm¹ bei Verwendung ohne das Zusatzmittel gegen Rippen- oder Gratbildung), und die hegestellten Gußstücke waren gänzlich frei von Adern, Rippen oder Graten, wogegen früher ein ernsthaftes Ausmaß an zerkratzten Gußstücken wegen des Vorkommens derartiger Fehler erhalten wurde.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Formmasse für die Gießereiformen und -kerne auf der Basis von natürlichem, synthetischem oder halbsynthetischem Quarzsand mit einem Gehalt von unter 5% an Ton sowie öl oder Harz als Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Zusatz Colemanit oder nicht expandierten Perlit oder ein Gemisch der beiden Stoffe enthält

2. Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz 0,5 bis.5 Gewichtsprozent beträgt.

3. Formmasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel für den Sand ein trocknendes öl und ein aus Getreide stammendes Kohlehydrat umfaßt.