DE1926663A1 - Bindemittelsystem fuer Formstoffe - Google Patents

Description

• Bindemittelsystem für Formstoffe Die Erfindung betrifft of anische Bindemittelsysteme und deren Anwendung zur Herstellung von Gießereiformstoffen für Formen und Kerne, die bei Raumtemperatur extrem schnell aushärten.
• Bei Raumtemperatur selbstaushärtende Bindemittelgemische auf Kunstharzbasis sind bekannt. Als Kunstharze werden beispielsweise Furan-, Harnstoff- und Phenolharzgemische verwendet. Das Kunstharz wird in einem bestimmten Prozentsatz einem Formgrundstoff zugemischt, dem vorher eine entsprechend der Aushätrezeit dosierte Menge Härter zugegeben wurde. Als Härter sind saure Medien bekannt und die Aushärtezeiten liegen in der Größanordnung von 30 Minuten bis mehrere Stunden. Dieses Verfahren ist nur für große Formstoffvolumen wirtschaftlich anwendbar.
• Für kleinere und mittlere Formstoffvolumen, wie Kerne, sind Methoden zur Kernherstellung bekannt, die eine Wärmebehandlung und Trockenschalen benötigen.
• Der Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß man ein längeres Erwärmen in einer Trockenschale benötigt, um einen festen ausgehärteten Kern zu erhalten. Zusätzlich zu der Wärmebehandlung wird eine größere Anzahl Kerntrookenschalen benötigt, die die gerne während der langen Aushärtezeit stützen und die Einhaltung der Abmessungen gewährleisten.
• Andere Verfahren verwenden den Einsatz von Bindemittelsystemen für Aushärtungen in erwärmten Kernkästen bzw.
• eine Beg#sung der Gießereiformstoffe. Dabei traten andere Nachteile auf.
• Bei erwärmten Kernkästen liegen die Nachteile bei der schlechten Manipulierbarkeit der heißen Formwerkzeuge und dem hohen Kostenaufwand für beheizbare Kernkästen, die nur bei großen Stückzahlen gerechtfertigt ist.
• Beim Begasen liegen die Nachteile darin daß bei dar Aushärtung des Gemisches von Gießereiformstoff und an organischem Bindemittel entweder die Zerfallsneigung des Formstoffes und/oder die Gußstückoberfläche ungenUgend und/oder die Kernfestigkeit zu gering sowie der Formstoffabrieb zu hoch ist.
• Wird die Aushärtung des Gemisches von Formstoff und organischem Bindemittel durch Begasen durchgeführt, entstehen auf den menschlichen Organismus stark giftig wirkende Medien, die kostenaufwendige Schutzmaßnahmen erforderlich machen.
• Es ist Zweck der Erfindung, die angeführten Nachteile zu überwinden, wobei sowohl die Notwendigkeit von Kerntrockenschalen entfällt, als auch das Manipulieren mit Kornen geringer Festigkeit, wie es bei den konventionellen Verfahren der Fall ist, vermieden wird.
• Außerdem soll der Formstoff leicht verarbeitbar sein und die Kerne sollen nach dem Gießen eine gute Zerfalleneigung besitzen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bindemittelsystem für Gießereiformstoffe zu schaffen, des es ermöglicht, kleinere und mittlere Formstoffvolumen - insbesondere für Kerne - vorteilhaft mit hoher Qualität herzustellen und die schnell bei Raumtemperatur im Kernkasten aushärten.
• Erfindungsgemäß besteht das Bindemittelsystem für die Formstoffe für Gießereizwecke aus einem Kunstharz und hochkonzentrierter wasserfreier p-Toluolsulfosäure als Härter. Als Formgrundsto f kann in herkömmlicher Weise ein inertes, körniges Füllmaterial verwendet werden, zum Beispiel Sand, Quarzmahl, Ton, Asbest und ähnliches.
• Von diesen Materialien wird meistens Sand benutzt.
• Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann Querzsand eingesetzt werden, wie er für die Kernherstellung benutzt wird. Dieser Sand enthält gewöhnlich geringe Mengen en Ton, Feuchtigkeit und organischen Stoffen. Nimmt man gewaschenen und getrockneten Sand, aus dem die Verunreinigungen weitgehend entfernt sind, erhält man bei gleichen Bindemittelgehalt eine höhere Kernfestigkeit und bessere Gußstückqualität. Soll die Festigkeit nicht erhöht werden, so kommt mag mit geringen Bindemittelmengen aus.
• Als Kunstherze im Bindemittelsystem eignen sich bestimmte hochreaktionsfähige mit sauren Medien kalthärtende Kunstharzgemische, zum Beispiel auf der Basis von Furan- und Phenolharzen. Als Härter wird hochkonzentrierte wasserfreie p-Toluolsulfosäure eingesetzt, die man aus konzentrierter Schwefelsäure und Toluol herstellt.
• Erfindungsgemäß wird der Gießereiformstoff hergestellt.
• indem möglichst reiner Formgrundstoff mit dem angegebenen Kunstharzbindemittel innig durchgemischt und danach der angeführte Härter zugesetzt wird.
• Es ist auch eine umgekehrte Reihenfolge der Komponentenzugabe möglich, wobei aber in jedem Fall die erste Komponente vor der Zugabe der zweiten Komponente vollkommen durchgemischt sein muß. Des Untermischen der ersten Komponente wird durch einfaches Mischen mit dem Sand erreicht. tangere Mischzeiten dieser Vormischung sind nicht nachteilig. Das Untermischen der zweiten Komponenten in die Vormischung muß extrem schnell innerhalb weniger Sekunden erfolgen Die so hergestellte Mischung ist unmittelbar nach dem Mischen zu einem verdichteten Formstoffvolumen (Kern) zu verarbeiten. Die Aushärtezeit dieses Formstoffvolumens bis zur Formbeständigkeit, bei der das Ausschalen erfolgen kann, liegt innerhalb von einigen Sekunden.
• Durch diese kurze Aushärtezeit nach dem beschriebenen Verfahren ist die Grundlage für eine wirtschaftliche Fertigung kleiner und mittlerer Formstoffvolumen, insbesondere von Kernen, gegeben.
• Nachfolgend soll die Erfindung anhand eines Beispiels naher erläutert werden 1 kg Sand wird mit 10 g der els Härter wirkenden ungelösten wasserstoff p-Toluolsulfonsäure gemischt.
• Der Härter wird durch Sulfonierung von 100 Teilen Toluol mit 40 Teilen konzentrierter Schwefelsäure unter Rückfluß bei 1090 C hergestellt, wobei 10 Teile Wasser abgeschieden werden. Anschließend werden 25 g eines modifizierten Phenol-Formeldehyd-Harzes mit 75 % Peststoffgehalt zudosiert und in sechs Sekunden bei Raumtemperatur untergemischt. Der unmittelbar aus dem Gemisch gerertigte Kern kann nach 30 Sekunden ausgeschalt werden, besitzt nach einer Stunde seine Endfestigkeit und ist längere Zeit lagerfähig.
• Der Wießereiformstoff aus Sand, Kunstharzbindemittel und Härter ist im frischen Zustand helifarbig entsprechend der Farbe des Sandes. Beim Aushärten wird dieser Formstoff dunkler. Wiese Farbänderung kann als Hinweis auf die Festigkeit verwendet werden und ermöglicht, den richtigen Zeitpunkt des Ausschalens festzustellen.
• Nach dem beschriebenen Verfahren werden, je nach Kunstharzgemischqualität, Kunstherzgemisch- und Härtermenge, Biegefestigkeiten zwischen 25 und 60 kp/cm² erreicht.

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r ü c h:

   Bindemittelsystem für Gießereiformstoffe und deren Anwendung, die bei Raumtemperatur extrem schnell aushärten, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus eienm Bindemittel auf Kunstharzbasis und hochkonzentrierter wasserfreier p-Toluolsulfosäure als Härter bestehen.