DE1934371B1

DE1934371B1 - Liquid, self-solidifying molding compound for foundry cores and molds

Info

Publication number: DE1934371B1
Application number: DE19691934371D
Authority: DE
Inventors: Borsuk Pavel A; Snulova Lidija D; Cyruleva Anna I; Fiskina Pachil J; Ljass Abram M
Original assignee: TSNII TECHNOLOGII MASINOSTROJE
Current assignee: TSNII TECHNOLOGII MASINOSTROJE
Priority date: 1969-07-07
Filing date: 1969-07-07
Publication date: 1970-11-19

Description

Die Erfindung betrifft flüssige, selbsterstarrende Massen zur Herstellung von Gießkernen und -formen. The invention relates to liquid, self-solidifying compositions for manufacture of casting cores and molds.

Nach einem bekannten Verfahren zur Herstellung seibsterstarrender Massen werden als Füllstoff Quarzsand, als Bindemittel Wasserglas, ein Schaumbildner sowie gegebenenfalls zur Beschleunigung des Erstarrens der Masse Dikalziumsilikat sowie ein Harnstoff-Formaldehyd-Furfurol-Harz verwendet (vgl. französische Patentschrift 1 342 529 und britische Patentschrift 1 085 651). Die erzeugten flüssigen Massen gewährleisten jedoch - trotz großer technologischer Vorteile, wie leichtes Füllen der Kernkästen mit flüssiger Masse, die nicht verdichtet wird und die an der Luft selbsttätig erstarrt, und Verwendung billiger Härter - kein ausreichend leichtes Ausschlagen der Kerne aus den Gußstücken, vor allem aus Gußstükken von komplizierter Gestalt. Außerdem weisen die erstarrten Massen nach einer Stunde nur eine Druckfestigkeit von 1,5 bis 2 kp/cm2 auf, die zum Lagern, Befördern und Zusammensetzen der Kerne nicht immer ausreichend ist. In einer Reihe von Fällen werden beim Herstellen der Kerne von komplizierter Gestalt und mit vorspringenden Teilen letztere beim nachfolgenden Zusammenbau vom Kern abgesplittert. According to a known method for the production of self-staring Compounds are used as a filler, quartz sand, as a binding agent, water glass, and a foaming agent and, if necessary, dipicalcium silicate to accelerate the solidification of the mass and a urea-formaldehyde-furfural resin is used (cf. French patent 1,342,529 and British Patent 1,085,651). The generated liquid masses guarantee, however, despite great technological advantages such as easy filling the core boxes with a liquid mass that is not compressed and which is exposed to air self-solidifies, and the use of cheap hardeners - not a sufficiently light one Knocking out the cores from the castings, especially from complex castings Shape. In addition, the solidified masses only show compressive strength after one hour from 1.5 to 2 kp / cm2, which are used for storing, transporting and assembling the cores is not always sufficient. In a number of cases, when making the Cores of complex shape and with protruding parts of the latter in the following Assembly chipped from the core.

Außerdem ist die Erstarrungsdauer der erzeugten Massen sehr groß (40 bis 50 Minuten), wodurch der Gießvorgang derart verlängert wird, daß das Verfahren für eine industrielle Massenfertigung nicht anwendbar ist.In addition, the solidification time of the masses produced is very long (40 to 50 minutes), whereby the casting process is extended so that the process is not applicable for industrial mass production.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht in der Beseitigung der aufgezählten Nachteile durch Entwicklung einer selbsterstarrenden flüssigen Masse, die eine hohe Erstarrungsgeschwindigkeit und eine hohe Festigkeit der erstarrten Masse sowie ein leichtes Ausschlagen der Kerne aus den Gußstücken gewährleistet. The object on which the present invention is based exists in eliminating the disadvantages listed by developing a self-freezing one liquid mass, which has a high rate of solidification and high strength the solidified mass as well as a slight knocking out of the cores from the castings guaranteed.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine flüssige, selbsterstarrende Masse auf der Grundlage von Quarzsand als Füllstoff, Wasserglas als Bindemittel, Dikalziumsilikat oder letzteres enthaltenden Stoffen als das Erstarren der Masse gewährleistenden Zusatz, oberflächenaktiven anionischen oder nichtinogenen Stoffen als Schaumbildner sowie weiteren Zusätzen und Wasser, welche erfindungsgemäß durch den weiteren Zusatz der bei der Erzeugung von Furanharz anfallenden wäßrigen Flüssigkeit, die aus dem Reaktionswasser und dem Waschwasser besteht, gekennzeichnet ist. This task is solved by a liquid, self-freezing Composition based on quartz sand as a filler, water glass as a binding agent, Dicalcium silicate or substances containing the latter as the solidification of the mass guaranteeing additive, surface-active anionic or noninogenic substances as a foaming agent and other additives and water, which according to the invention by the further addition of the aqueous liquid resulting from the production of furan resin, which consists of the reaction water and the washing water, is marked.

Zweckmäßigerweise werden 0,1 bis 1,0, vorzugsweise 0,3 bis 1,0 Gewichtsteile der Abfallflüssigkeit zugesetzt. Diese enthält an aktiven Stoffen 10 bis 15 0/o Furfuralkohol, Methanol und Formaldehyd und steigert bedeutend das Bindevermögen des Wasserglases. It is expedient to use 0.1 to 1.0, preferably 0.3 to 1.0, parts by weight added to the waste liquid. This contains 10 to 15% of active substances Furfural alcohol, methanol and formaldehyde and significantly increases the binding capacity of the water glass.

Durch Zugabe der Abfallflüssigkeit zur Formmasse wird eine 1,5- bis 2fache Festigkeitserhöhung der Masse im Vergleich zur Festigkeit der herkömmlichen flüssigen Massen erzielt; die Druckfestigkeit der Versuchsstücke beträgt nach Ablauf einer Stunde 5 bis 6 kp/cm2. Außerdem wird der Erstarrungsvorgang der Masse um das 1,5- bis 2fache beschleunigt und das Ausschlagen der Kerne um 20 bis 30 ovo erleichtert. By adding the waste liquid to the molding compound, a 1.5 to Twice the strength of the mass compared to the strength of the conventional one liquid masses achieved; the compressive strength of the test pieces is after expiry one hour 5 to 6 kp / cm2. In addition, the solidification process of the mass around the Accelerated 1.5 to 2 times and the knocking out of the kernels made easier by 20 to 30 ovo.

Gegenüber der eingangs erwähnten Mitverwendung eines mit Furfurol modifizierten Harnstoff-Formaldehyd-Harzes bewirkt der erfindungsgemäße Zusatz der Abfallflüssigkeit nicht nur eine Beschleunigung des Härtungsvorgangs, sondern auch eine Erhöhung der Haltbarkeit der flüssigen Formmasse und der Schaumbeständigkeit sowie trägt zur schnelleren Wiederherstellung der Gasdurchlässigkeit der Fertigerzeugnisse bei. Beispiel Beispiel Zum Bereiten der Masse werden angewandt: Quarzsand ................... 95,0 Gewichtsteile Natronwasserglas (Wichte 1,48, Modul ................ 2,7) 6,0 Gewichtsteile Dikalziumsilikat in Form von bei der Ferrochromerzeugung anfallender gepulverter Schlacke 6,0 Gewichtsteile Abfallflüssigkeit von der Furanharzgewinnung ............. 0,6 Gewichtsteile Alkylarylsulfonat-Schaumbildner 0,1 Gewichtsteil Wasser . . . 1,5 bis 2,0 Gewichtsteile Statt Natronwasserglas kann auch Kaliwasserglas angewandt werden. Compared to the aforementioned use of one with furfural modified urea-formaldehyde resin causes the addition according to the invention Waste liquid not only accelerates the hardening process, but also an increase in the shelf life of the liquid molding compound and the foam resistance as well as contributes to the faster restoration of the gas permeability of the finished products at. Example Example The following are used to prepare the mass: Quartz sand ................... 95.0 parts by weight of soda waterglass (density 1.48, module ................ 2.7) 6.0 Parts by weight of dicalcium silicate in the form of ferrochrome production powdered slag 6.0 parts by weight waste liquid from furan resin production ............. 0.6 part by weight of alkylarylsulfonate foaming agent 0.1 part by weight Water . . . 1.5 to 2.0 parts by weight Potassium waterglass can also be used instead of soda waterglass can be applied.

Die Trockenbestandteile (Quarzsand und die pulverartige Schlacke) werden im Mörtelmischer bei 30 bis 60 U/min im Laufe von 1 bis 2 Minuten gemischt. The dry components (quartz sand and the powdery slag) are mixed in a mortar mixer at 30 to 60 rpm for 1 to 2 minutes.

Dann werden die flüssigen Bestandteile (Wasserglas, Schaumbildner, Wasser und Abfallflüssigkeit), die in einem besonderen Gefäß vermischt waren, in den Mörtelmischer eingebracht, worauf man die Masse zusätzlich im Laufe von 2 bis 3 Minuten, d. h. bis sie dünnflüssig und schaumartig wird, durchmischt.Then the liquid components (water glass, foaming agent, Water and waste liquid) mixed in a special container into introduced the mortar mixer, whereupon you add the mass in the course of 2 to 3 minutes, i.e. H. until it becomes thin and foam-like, mixed.

Die einen derartigen flüssigen Zustand erreichte Formmasse kann nunmehr in die Kernkästen eingegossen bzw. auf die Modelle gegossen werden. The molding compound reached such a liquid state can now poured into the core boxes or poured onto the models.

Zum Erstarren der Kerne und Gießformen ist kein Warmtrocknen erforderlich; sie können vielmehr bald nach ihrer Herstellung mit Metall um- bzw. ausgegossen und damit zur Erzeugung von Guß stücken aus Stahl, Gußeisen und Nichteisenlegierungen verwandt werden. No hot drying is required to solidify the cores and molds; rather, they can be encased or poured out with metal soon after their production and thus for the production of castings made of steel, cast iron and non-ferrous alloys be used.

Die Schaumbildner können in Mengen von Hundertstel oder Zehntel vom Prozent des Formmassengewichts eingeführt werden, wodurch die einige Minuten durchmischte Masse aus dem wenig verformbaren in den flüssigen Zustand übergeht. Bei den anionischen Schaumbildnern wird die erstrebte Zähigkeit und Beständigkeit des Schaums durch Alkylarylsulfonate, Alkylsulfonate und Alkylsulfate, die durch Sulfürieren oder Sulfatieren der Veredelungsprodukte von Erdöl und Ölschiefer oder auf synthetischem Wege gewonnen werden, gewährleistet. Als nichtinogene Schaumbildner werden hauptsächlich die durch Anlagerung von Äthylenoxyd an aktiven Wasserstoff aufweisende organische Verbindungen erzeugten Stoffe verwandt. Es können aber auch Schaumbildner aus der Gruppe oxyäthylierter Alkylphenole, Alkohole, Fettsäuren, aliphatischer Amine, Alkylnaphthole und Merkaptane benutzt werden. The foaming agents can be in quantities of hundredths or tenths of the Percent of the molding compound weight are introduced, causing the mixed for a few minutes Mass passes from the little deformable to the liquid state. With the anionic Foam formers achieve the desired toughness and durability of the foam Alkylarylsulfonate, Alkylsulfonate and Alkylsulfate, which by Sulfürieren or Sulphating of refined products from petroleum and oil shale or on synthetic ones Ways to be won are guaranteed. The main non-inogenic foaming agents are the organic one obtained by the addition of ethylene oxide to active hydrogen Compounds produced substances related. But it can also foam from the Group of oxyethylated alkylphenols, alcohols, fatty acids, aliphatic amines, alkylnaphthols and mercaptans are used.

Patentansprüche: 1. Flüssige, selbsterstarrende Formmasse für Gießkerne und -formen auf der Grundlage von Sand, Wasserglas, Dikalziumsilikat oder letzteres enthaltenden Stoffen, anionischen oder nichtinogenen Schaumbildnern sowie weiteren Zusätzen und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß sie als weiteren Zusatz die bei der Erzeugung von Furanharz anfallende wäßrige Flüssigkeit, die aus dem Reaktionswasser und dem Waschwasser besteht, enthält. Claims: 1. Liquid, self-solidifying molding compound for casting cores and molds based on sand, water glass, calcium silicate or the latter containing substances, anionic or noninogenic foaming agents and others Additives and water, characterized in that they are used as a further additive the production of furan resin resulting from the aqueous liquid from the reaction water and the wash water.

Claims

2. Composition according to claim 1, characterized in that it is 0.3 to Contains 1.0 part by weight of the waste liquid.