DE2116767A1 - Verfahren zur Herstellung von Gießformen und -kernen - Google Patents

Description

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Tsentralny nautschno-issledowatelsky s? 56 2.ο/ institut technologii maschinostrojenioa ^ ΑόγΙΙ

Moskau/UdSSR RZ/Br

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON GIEßFORMEN UND - KTRNEi/,

Die . 'Erfindung betrifft Gießereiwesen,insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von Gießformen und - kex-nen bei dem eine selbsterhärtende verformbare oder flüssige Masse verwendet wird·

Besonders erfolgreich kann die Erfindung bei der Jferstel lung von größeren Gießformen und - kernen ihre Anwendung finden Bei der Verwendung solcher Formen und Kerne,die HAch dem an sich bekannten Verfahren hergestellt worden sind,ent»teilen Schwierigkeit^die damit verbundensind,daß diese Formen und <frerformungsnoigun0^bei höheren l'emperaturen'aufweiser.. Die se Erscheinung kann man,beispielsweise,bei der Verwendung eine Gemisches von zerkleinertem feuerfestem Material-, jrfic (Suarzs-.,-»»,

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Olivin, Zirkon,das als Füllstoff dient und im folgenden al-Formsand bezeichnet wird,sowie bei der Verwendung von Uatri.jiasilikat als Bindemittel,von Bikalziumsilikat oder von Bikalziumsilkat enthaltenden Materialien beobachten·Außerdem vei-v/er-dot man Wasser und es kann ei^i schaumbildendes Mittel verwendet, werden.(, W-?s 1342529,

· 0B-P5 1085651, .

DT-PS 1249461).Das Verfahren enthält Ar^iü^^y ^ die mit dem Formen der Gießkerne und der Slidung der ForciGn .as der hergestellten.Masse zusammenhängen,die man ir. der Luft .;.. härten läßt .Die Erhärtungsdauer ist relativ iang and ^ ^e bewegt eioh, in einem Boreich von 40 bis 50 Ivlinutwn.Jie Draci; festigkeit der hergestellten Formen und Kerne übersteigt die Größe 1,5 bis 2,0 kp/cm nicht·

Zweck der Erfindung ist die Beseitigung der

genannten Schwierigkeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ,ein λι^ -fahren zur Herstellung von Gießformen und - kernen aus einer in der Luft seibat erhärtenden Masse zu schaffen, bei dem das Bindemittel eine wesentliche Verbesserung der physikalisch mechanischen Eigenschaften der Formen und der jie:-:iv gewährleistet.

Als Bindemittel verwendet τη« η erf indungs^emäß Crthopho^ .^orsäure und EisenCII )-oxyd oder ein Material,das zumindest $0,:. Eisen(II )-oxyd enthält,Durch die Umsetzung der Orthophosphor —

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säure mit Eisen(II )-oxyd bilden sich hochfeste Gießformen und - kerne.Dabei erhöht sich Wesentlich) die ^rhärtungsge schwindigkeit^Die Arbeitsgänge und deren Beihenfolge sind beim erfindungsgemäßen Verfahren älinlich wie bei dea oben besciiTiebenen Verfahren· " .

Der größte Effekt wird bei einem Gehalt von Orthophosphorsäure von 2,0 bis 10,0%,besogen auf das Gewicht an Formsand.

Als ein Material, das Eisen(Il )~oxyd enthält ,wird zweck mäßigerweise Eisenzunder verwendet.Das ist ein besonders ver — breitetes Material,das in großen Mengen Eisen(II )-oxyd (bis zu 70/») enthält.

Die besonders geeignete Menge von Eisen(II )-oxyd im Bindemittel beträgt 1,5 bis 6,0%,bezogen auf das Gewicht des Formsandes·

Eine zusätzliche Erhöh/ung der Festigkeit der Gießformen und — kerne wird durch das Zusetzen eines Oxydes oder eines Ilydroxydos von einem Metall wie Kalzium,Kadmium,Zink bzw. Kupfer zum Bindemittel erreicht.

Erfahrungen haben gezeigt,daß eine Menge von Oxyd oder Hydroxyd in Höhe von 0,005 bis D,i2%,bezogen auf das Gewicht des Formsandes,ausreicht.

Die genannten Bestandteile gestatten es,veri'orr-bare. Massen herzusteIlen,Wenn man iia Bindemittel zusätzlich noch , .

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einen Schaumbildner verwendet,sind die Idassen in diesem Fall flüssig.Ein besonders geeigneter Schaumbildner ist ein Natriumalkylarylsulfonat,beispielsweise Sulfonsäure butylnaphthalin.liine Iuenge dieses Salzes von 0,1 bis 1,0>-J,b"e zogen auf das Gewicht des Formsandes,recht aus.

Dieselben Eigenschaften,wie die genannten Oxyde oder Hydroxyde,kann der verformbaren Masse auch ein mehrwertiger Alkohol der Fettreihe verleihen.Als solcher Alkohol icömien A'thylenglyJirol,Diäthylenglyi:ol,PropylenglyJtol oder Glyzerin verwendet werden.Ein entsprechender Effekt kann erreicht werden, wenn dieser Alkohol in Höhe von 0,5 bis 3|O#,bezogen auf dat> Gewicht des Formsandes,in der Masse enthalten ist·

Das Eisen(Il )-oxyd wird der Masse in feinvormahleiicr Form zugesetzt.Die Mahlfeinheit oder die Größe der spezifischen Oberfläche,die durch die Filtration der Luft durch eine Schicht von. vermahlonem Material bestimmt und nach der Kczeny-Karinan Methode berechnet wird,betrug 5OO bis ^OOPcmVg-Jg höher dabei die Größe der spezifischen Oberfläche war,desto höher war die Erhärtungsgeschwindigkeit der Masse und die Festigkeit der herje.steilten- Formen und Kerne.Neben Eisenzunder kann, man auch Konzentrate von Magneteisenerz,Titaneiscners(llnenit), Giderit sowie auch Chromeisenerz verwenden.Bei der Verwendung dieser Llaterial'e»? sind jedoch die Festigkeit der i.,ast;e und die L'rhärtungsgeschwindigkeit von der Iviengo des in dieson

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Liatorialon enthaltenen Eisen(II )Oxydes abhängig.Es ist ver ständlich,daß je holier der Gehalt an Eisen(II )oxyä. in diesen I-.Iaterial'en ist,desto höher die Festigkeit und die Erhärtungs geschwindigkeit

Die Konzentration der Orthophosphorsäure kann.sicn in einem Bereich von 30 bis Q0% bewegen.Iuan darf jedoch nicht vergessen, daß sich bei einer höheren Konzentration die Festigkeit der Llasse und die Erhärtungsgeschwindigkeit der Kasse erhöhen·

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung be -

steht darin,daß sich die Wärmefestigkeit der Gießformen und -kerne um das 2 bis ^fache und die Erhärtiingsgeschwindigkeit um das 4- bis ^fache erhöhen.

Es v/ird^bedeutendj>das Ausleeren der erhärteten Kasse aus den GÜssen^OrleichiBrt«

liachstehend werden Ausführungsbeispiole des erfindungsge mäßen Vorfalirens angefülirt*

Bei«T)iol 1. 92,0 Gewicht steile Formsand worden mit 8,0 Gewichtsteilen des feinvermahlenen Eisenzunders mit einer spe zifischen Oberfläche von 2000 cm /g, und einem Eisen (II )oxyd -Gehalt von 50% während 1 bis 2 min vermischt.Die zubereitete LIischung von trockenen !Bestandteilen wird mit 5»0 Gewichtstei len Orthophosphorsäure mit 40%iger Konzentration wahrend einer ...inuLo vermischt.Es ergab sich eine verformbare IUassG,aus /.olchor nach dom bekannten Verfahren Kern oder Form angefertigt wurden,die dann in dor Luft während 3 min erhärteten.

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wach einer Stunde Erhärtung betrug die Druckfestigkeit 5>0

2 "2

kp/cm ,nach 24- Stunden 7,0 kp/cm .

Beispiel 2. 9^i5 Gewichtsteile Formsand wurden während 1 bis 2 min mit 5i5 Gewichtsteilen f einverraahlenom Liscn — zünder mit einer spezifischen Oberfläche von 2000 cm /g mit

-Gehalt

einem i;isen(II )oxyd^vvon 50% vermischt.Die zubereitete !.'lischung von trockenen Bestandteilen wurde mit 8,0 Gewichtsteilen Orthophosphorsäure mit einer 35%i&en Konzentration und 0,15 Ge wichtsteilen Natriumsalz der B^itylnaphthalinsulfonsäure ver — mischt,wobei das Vermischen während 1 bis 1,5 Llinuteii fort^e setzt wurde.Es wurde eine flüssige Kasse mit einer ochaundauer von 13 min her^sGtoI₁It *l)io iiacae wurde in clie Kerrücästen odor auf die Modelle gegossen und anschließend während 20 min in der Luft erhärtet*

Nach einer Stunde betrug die Druckfestigkeit 5,0 kp/cm ,

nach 24 - Stunden - 10 kp/cm .

Beispiel 5» 92,0 Gewichtsteile Formsand wurden während 1 bis 2 min mit 8,0 Gewicht 3 to ilen von feinvermahlenem Eisen zünder mit einer spezifischen Oberfläche von 2000 cm /g bei einem Eisen(II )oxyd-Gehalt von 50£> vermischt»Die zubereitete Mischung wurde während einer Minute mit 5,0 Geuichtsteilen Orthophosphorsäure mit einer 4Q;5isen Konzentration und mit 0,01 Gewichtsteilon Kadiniumoxyd vermischt.Aus der herbesoulltun verformbaren Masse wurde nach einem an sich bekannten Verfahren

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ein Kern oder eine Form angefertigt und in der Luft erhärtet. Han kann nach. 7 min- &en Kern oder das Ilodell aus der i'orm aus ziehen·

liach einer Stunde L'rhärtung betrug die Druckfestigkeit

7,5 kp/cm , nach 24 Stunden 16,0 kp/cm .

Eeispiel 4. 94,5 Gewichtsteile Formsand wurden während 1 bis 2 min mit 5,5 Gewichtsteilen von feinvormahlenein Sison zünder mit einer spezifischen Oberfläche von 1700 cm /g bei einem i;isen(II )oxyd-Gehalt von 50% vermischt.Die zubereitete Mischung von trockenen Bestandteilen wurde mit 8,0 Gewichts teilen Orthophosphorsäure mit einer ^/»igen Konzentration,0,01

* 4-

Gov/ichtsteilen Kupferoxyd und 0,15 Gewichtfeilen liatriumsalz der Butylnaphthalinsulfonsäure vermischt.Die Vermischung wurde während 1 bis 1,5 Elin fortgesetzt .Es wurde eine flüssige Masse hergestellt,deren Schaumdauer 10 min betrug.Die Masse wurde in die Kernkasten odor auf die Modelle gegossen und in der Luft innerhalb von 15 min. erhärtet.

.Uach einer Stunde Erhärtung betrug die Druckfestigkeit

P ' 2

7,0 kp/cm ,nach 24 Stunden 15 kp/cm · Beispiel 5. 92,0 Gewichtsteile Formsand wurden während

1 bis 2 min ciit 8,0 Gewichtsteilen von feinvermahlenem iisen -

ρ zünder mit einer spezifischen Oberfläche von 2000 cm /g bei einen aiisen(II )oxyd-Gehalt von 50>ό vermischt.Die zubereitete Löschung von trockenen Bestandteilen wurde mit 2,7 Gowichtstoilen Orthophosphorsäure mit einer 80^igen Konzentration und 2,3

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Gewichtsteilen Xthylenglykol vecmiecht.Die Vermischung wurde während einer I.iinute durchge führt .Es wurde eine vcrf omDare luasse hergestellt,aus welcher nach einem an sich Dg.Kannten Verfahren ein Kern oder eine i'Orm angefertigt und während 5 in der Luft erhärtet wurde,

Nach einer Stunde Erhärtung betrug die Druckfestigkeit

2*2 der Masse 8 kp/cm , nach 24 Stunden 14 kp/cm ·

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Claims (12)

P 36 218/2 6. April 1971 E: RZ/Br

1. Verfahren zur Herstellung von Gießformen und - kernen, bei dom aus Formsand und einem Bindemittel eine was se zubereitet wird,aus der Formen und Korne geformt Q_n^ anschließend erhärtet werden,dadurch gekennzeichnet.,daß sich das Bindemittel aus Orthophosphorsäure und Eison(II )oxyd oder einem LIaterial<zusammensetz1^,das zumindest 30^ Eisen(ll )oxyd enthält, O ist.

2. Vorfahren nach Ansjjruch 1,dadurch gekennzeichnet,daß der Orthophosphorsäure-Gehalt 2 bis 10,0?S,bezogen auf das Gewicht des Formsandes,boträßt.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1, 2,dadurch gekennzeichnet, daß als I.Iaterial,das Eisen(II )oxyd enthält,Eisenzunder verv;endet wird·

^f-. Verfahren nach Ansx^ruch 3|dadurch gekennzeiclinet,daß der Eisen(ll )oxyd~Gehalt des Bindemittels 1,5 bis 6,0%,be zogen auf das Gewicht des i'ornsandes, be trägt·

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4,dadurch gekennzeiclinet, daß das Bindemittel zusätzlich ein Oxyd oder Hydroxyd eines Letalls wie Kalzium,Kadmium,Zink, Kupfer enthält.

6. Verfahren nach Anbruch 5,dadurch gekonnzeichnet,daß der wehalt an I.Ietalloxyd oder Metallhydroxyd 0,005 bis O,1#, bezogen auf das Gewicht dos !-'Drmsandes, be trägt.

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7· Vorfahren nach Anspruch. 1 bis 6,dadurch gekennzeichnet_f daß das Bindemittel zusätzlich eine Schaumbildner enthält.

8. Vorfahren nacli Einspruch 71 dadurch gekennze lehnet, daß dor Schaumbildnergehalt 0,1 bis· 1 ,Ojj, bezogen auf das Gewicht des Formsandes,beträgt.

9· Verfahren nach Anspruch 7j 8,dadurch gekennzeichnet, daß als Schaumbildner iiatriucialkylarylsulfonat verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4,dadurch gekennzeichnet, daß das Bindemittel zusätzlich einen mehrwertigen Alkohol der Fettreihe enthält.

11. Verfahren nach Anspruch 10,dadurch gekennzeichnet,daß alo mohrwortiger Alkohol dor Fottroilie XtliylQnglykoljDiäthylen-SlyfcoljPropylenglyifcol· bzw. Glyzerin verv/endet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 10 und 11,dadurch, gekennzeic/f-. net,daß der Gehalt des mehrwertigen Alkohols der Pettreihe 0,5 bis 3>0%,bezogen auf das Gewicht des Formsandes,beträgt.

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