DE2331159A1 - PROCESS FOR MANUFACTURING CASTING MOLS AND CASTING CORES AND PROCESSLY MANUFACTURED PRODUCTS - Google Patents
PROCESS FOR MANUFACTURING CASTING MOLS AND CASTING CORES AND PROCESSLY MANUFACTURED PRODUCTSInfo
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Description
Dr.-inß. Dipi,Phy8. OSKAR KÖNIG Patoni&n-.valtDr.-i nß . Dipi, Phy 8 . OSKAR KÖNIG Patoni & n-.valt
Deutsche Bank AG F-..·Deutsche Bank AG F - .. ·
Kon"o Nr. 6:ί OC 3<Con "o No. 6: ί OC 3 <
TplefOP: (0711) 62 85 Gl ' ., „TplefOP: (0711) 62 85 Gl '., "
'irWramm· Koerufpnt 7000 STUTTGART-I. Klüpfels.raße G Postscheck S.gt.64. ,-'irWramm · Koerufpnt 7000 STUTTGART-I. Klüpfels.raße G Postscheck S.gt.64. , -
p Poatfach 51 p Poatfach 51
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AUTOMATISME & TECHNIQUE Arcueil (VaI de Marne) FrankreichAUTOMATISME & TECHNIQUE Arcueil (VaI de Marne) France
Verfahren zur Herstellung von Gußformen und Gußkernen sowie verfahrensgemäß hergestellte Erzeugnisse.Process for the production of casting molds and casting cores as well as products manufactured according to the process.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Gußkernen und Gußformen sowie auf nach diesem Verfahren hergestellte Formen und Kerne.The present invention relates to a method for the production of casting cores and molds as well as to molds and cores made using this process.
Es sind bereits verschiedene Herstellungsverfahren für Gußformen und Gußkerne· bekannt. Bei diesen Verfahren sind zwei Kategorien zu unterscheiden: die sogenannten "Karmkasten"-Various manufacturing processes for casting molds and casting cores are already known. There are two in these procedures To distinguish between categories: the so-called "Karmkasten" -
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Verfahren und die sogenannten "Kaltkasteri-Verfahren .Process and the so-called "Kaltkasteri process".
Was die "Warmkasten"-Verfahren betrifft, so handelt es sich insbesondere um das "Hot Box"-Verfahren, bei welchem eine Mischung aus Sand und einem flüssigen duroplastischen Harz sowie ein Härtungsmittel verwendet wird. Unter der Einwirkung von Wärme (Behandlung bei einer Temperatur von 100 bis 300° C während einer gewissen Zeitdauer) wird die Härtung des Kerns oder der Form erzielt.As far as the "hot box" method is concerned, it is particularly the "hot box" method in which a Mixture of sand and a liquid thermosetting resin and a hardening agent is used. Under the influence of heat (treatment at a temperature of 100 to 300 ° C for a certain period of time) the hardening the core or the shape achieved.
Ein anderes "Warmkasten"-Verfahren ist das als "Croning" oder "Shell Molding" bezeichnete Verfahren.Another "warm box" process is called "croning" or "Shell Molding" processes.
Nach diesem Verfahren wird der Sand vorher mit einem "Novclak"-Harz und einem Vernetzungsmittel (Härtemittel), wie Hexamethylentetramin, umhüllt (vermischt). Unter der Einwirkung einer Wärmebehandlung bei 200 - 300° C wird die Mischung während einer gewissen Zeitdauer gehärtet.According to this procedure, the sand is previously coated with a "Novclak" resin and a crosslinking agent (hardening agent) such as hexamethylenetetramine coated (mixed). Under the influence a heat treatment at 200-300 ° C, the mixture is hardened for a certain period of time.
Die hauptsächlichen Nachteile dieser "Warmkasten"-Verfahren bestehen einerseits im erforderlichen Wärmeaufwand/ um die Temperatur des Kastens während einer gewissen Zeit auf die obengenannten Werte zu bringen und andererseits in den daraus sich ergebenden Schwierigkeiten für die Handhabung der Kästen.The major drawbacks of these "hot box" processes consist on the one hand in the required heat consumption / to the temperature of the box during a certain time on the Bringing the above values and on the other hand in the resulting difficulties for handling the boxes.
Unter den "Kaltkasten"-Verfahren ist seit langem das sog. "Silikat-CO2"-Verfahren bekannt. Nach diesem Verfahren mischt man den Formsand mit einem Silikat und härtet den Kern in der Weise, daß man durch das Sand-Silikat-Gemisch Kohlendioxyd leitet, das die Härtung des Bindemittels bewirkt und die Form des herzustellenden Erzeugnisses fixiert. The so-called “silicate CO 2 ” process has long been known as the “cold box” process. According to this process, the molding sand is mixed with a silicate and the core is hardened in such a way that carbon dioxide is passed through the sand-silicate mixture, which causes the binder to harden and fixes the shape of the product to be manufactured.
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Ein anderes "Kaltkasten"-Verfahren ist das sogenannte "ASHLAND"-Verfahren. Die zu formende Mischung besteht im wesentlichen aus Formsand, dem ein Harz beigegeben wird, das unter dem Einfluß eines Katalysators wie beispielsweise Triäthylamin oder Dimethyläthylamin, polymerisierbar ist. Wenn die Mischung in den Formungshohlraum eingebracht wurde, leitet, man in dieselbe ein Gas, wie beispielsweise Kohlensäureanhydrid mit Beigabe eines Katalysators ein, wodurch eine rasche Härtung des der Mischung beigegebenen polymerisierbaren Harzes hervorgerufen wird.Another "cold box" method is the so-called "ASHLAND" method. The mixture to be formed consists essentially of molding sand to which a resin is added, which under the influence of a catalyst such as Triethylamine or dimethylethylamine, is polymerizable. When the mixture into the molding cavity was introduced, passes, one in the same a gas, such as carbonic anhydride with the addition of a Catalyst a, whereby a rapid hardening of the polymerizable resin added to the mixture caused will.
Dieses Verfahren bietet zahlreiche Vorteile (keine Temperaturerhöhung, Möglichkeit hoher Produktionsleistungen), weist jedoch ebenfalls ernsthafte Nachteile auf, weil die verwendeten Katalysatoren einen unangenehmen Geruch und sogar eine gewisse Giftigkeit haben, wodurch man gezwungen wird, Vorkehrungen zu treffen, um zu vermeiden, daß sich das Härtungsgas in der Atmosphäre ausbreitet, ferner auch deswegen, weil Fonnvorrichtungen vorgesehen werden müssen, die eine gute Verteilung des Härtungsgases gewährleisten, wodurch die Konstruktion dieser Vorrichtungen kompliziert wird. . . . . "This process offers numerous advantages (no temperature increase, Possibility of high production output), but also has serious disadvantages because the The catalysts used have an unpleasant odor and even a certain toxicity, which makes one forced will take precautions to prevent the curing gas from spreading in the atmosphere, as well because molding devices must be provided which ensure good distribution of the hardening gas, thereby complicating the construction of these devices will. . . . . "
Schließlich sind bei den "Kaltkasten"-Verfahren auch sog. "Selbsthärtungs"-Verfahren bekannt. Diese Verfahren bestehen darin, daß dem Formsand ein Bindemittel, im allgemeinen ein Kunstharz, sowie ein Reaktionsmittel, welches durch ein* fachen Kontakt die Härtung des Bindemittels hervorruft, bei» gemischt wird.Finally, in the "cold box" method, so-called. "Self-curing" process known. These procedures exist that the molding sand contains a binding agent, generally a synthetic resin, and a reactant, which is produced by a * multiple contact causes the binding agent to harden when »is mixed.
Diese HSelbsthärtungs"-Ver£*hren werden entweder ftle "Verfahren »it langsame» Abbinden" bezeichnet, wenn die Art"-Ver be £ * lead either FTLE" These H Selbsthärtungs procedure »it slow" setting "when the nature
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des verwendeten Bindemittels und die Art oder Konzentration des Peaktionsmittels dazu führen, daß die Härtung langsam erfolgt, oder sie werden als "Verfahren mit raschem Abbinden" bezeichnet, wenn die Wahl des Bindemittels sowie die Wahl des Reaktionsmittels zu einem raschen Härten führen.of the binder used and the type or concentration of the reactant cause the curing to be slow occurs, or they are referred to as "rapid setting processes" when the choice of binder as well as the Choice of the reactant lead to rapid hardening.
Die Verfahren mit "langsamem Abbinden" sind allerdings nur bei sehr großen Teilen anwendbar, bei denen keine hohen Produktionsausstöße in Betracht zu ziehen sind.However, the "slow setting" processes can only be used for very large parts that are not large Production output must be taken into account.
Die Verfahren mit "raschem Abbinden" können dagegen bei kleinen Teilen angewandt werden, bei denen hohe Produktionsausstöße verlangt werden, jedoch ist leider die Lebensdauer der vorbereiteten Mischung außerordentlich kurz (einige Sekunden) und damit ist die Gefahr einer vorzeitigen Härtung in den Kernbildungseinrichtungen und die Notwendigkeit der vollständigen Leerung des Kernkastens nach jedem Füllvorgar.g verbunden. Durch diese Bedingungen werden die Anwendungsmöglichkeiten der "Selbsthärtungs"-Verfahren mit raschem Abbinden beträchtlich eingeschränkt.In contrast, the "rapid setting" methods can be used for small parts that require high production rates are required, but unfortunately the life of the prepared mixture is extremely short (a few seconds) and thus the risk of premature hardening in the nucleation facilities and the need for complete emptying of the core box after each filling process. These conditions make the application of the "self-curing" process with rapid Setting considerably restricted.
Die Erfindung hat den Zweck, diesen Nachteilen der bekannten Verfahren abzuhelfen und insbesondere ein "Kaltkasten"-Verfahren mit rascher Selbsthärtung zu schaffen, bei welchem die Lebensdauer der Mischung im Vergleich zu den bekannten Verfahren beträchtlich erhöht wird, so daß diese Lebensdauer für eine industrielle Serienproduktion geeignet ist und die Herstellung von Kernen und Formen ermöglicht, gleichgültig wie kompliziert ihre Form ist und welche Anzahl von Kernen oder Formen sich in demselben Kasten befindet, wobei dieses Verfahren außerdem alle Vorteile der "Selbsthärtungs"-Verfahren gegenüber den "Warmkasten"-Verfahren oder Härtungsgas-Verfahren beibehält.The invention aims to remedy these disadvantages of the known methods and in particular a "cold box" method to create with rapid self-curing, at which the life of the mixture compared to the known Process is increased considerably, so that this life is suitable for industrial series production and the It is possible to manufacture cores and molds, no matter how complicated their shape is and what number of cores or molds are in the same box, this process also having all the advantages of the "self-cure" process compared to the "hot box" process or hardening gas process maintains.
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Zu diesem Zweck bezieht sich die Erfindung auf ein Herstellungsverfahren für Gußkerne und Gußformen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Mischung aus Formsand, Bindemittel und Reaktionsmittel bei niedriger Temperatur herstellt und die Mischung unter dieser Bedingung der niedrigen Temperatur bis zu ihrem Einbringen in den Kasten hält und dann diese Teirperaturbeeinflussung der Mischung nicht länger anwendet.To this end, the invention relates to a manufacturing method for casting cores and molds, which is characterized in that a mixture of molding sand, binder and Reactant prepares at low temperature and the mixture under this low temperature condition up to their introduction into the box and then this temperature influence no longer apply to the mixture.
Erfindungsgemäß ist es besonders zweckmäßig, das Verfahren so zu treffen, daß man eine Mischung aus Formsand, Bindemittel und einem Reaktionsmittel bei niedriger Temperatur und unter kontrollierter Atmosphäre durchführt und daß man diese Mischung unter diesen Bedingungen der niedrigen Temperatur und kontrollierter Atmosphäre bis zu ihrer Einbringung in den Kasten hält, dann die Kühlung (Klimatisierung) und Kontrolle der Atmosphäre wegläßt und eventuell die Temperatur mäßig erhöht.According to the invention, it is particularly useful to make the process so that a mixture of molding sand, binder and a reactant at low temperature and under a controlled atmosphere and that this mixture under withstand these low temperature and controlled atmosphere conditions until they are placed in the box, then the Leaves cooling (air conditioning) and control of the atmosphere and possibly increases the temperature moderately.
Es kann in vielen Fällen zweckmäßig sein, die in den Kasten eingebrachte Mischung Temperaturen auszusetzen, die mäßig über normalen Raumtemperaturen liegen.In many cases it can be useful to expose the mixture introduced into the box to temperatures, which are moderately above normal room temperatures.
Die Temperaturerhöhung, die man nach der Einbringung der Mischung in den Kasten vornimmt, hat den Zweck, die Zeit für das Abbinden der Mischung zu verringern. Diese Temperaturerhöhung wird daher nur dann angewandt, wenn sie erforderlich ist, um die verlangte Produktionsleistung zu gewährleisten und sie ist im allgemeinen nur gering.The purpose of the temperature increase that is made after the mixture has been introduced into the box is to provide the time for setting to decrease the mix. This increase in temperature is therefore only used when it is necessary to achieve the required To ensure production output and it is generally only low.
Die Kontrolle der Atmosphäre kann zweckmäßig im allgemeinen im wesentlichen darin bestehen, die Oxydationsmöglichkeiten der Mischung zu beseitigen.The control of the atmosphere can advantageously in general essentially consist in the possibilities of oxidation Eliminate mixture.
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Die Herstellung der Mischung und die Beibehaltung ihrer niedrigen Temperatur unter kontrollierter Atmosphäre können auf verschiedene Weise erzielt werden. Man kann beispielsweise zweckmäßig Klimatisierungseinrichtungen bzw. Kühlungseinrichtungen verwenden und in die klimatisierte bzw. gekühlte Umschließung ein Inertgas einbringen. Gleicherweise kann man in die Mischungsvorbereitungs- und -lagerungsuinschließung eine gewisse Menge Trockeneis einbringen, wobei gleichzeitig die beiden gewünschten Wirkungen, nämlich Kälte und kontrollierte Atmosphäre herbeigeführt werden.The preparation of the mixture and the maintenance of its low temperature under a controlled atmosphere can be based on can be achieved in different ways. You can, for example, expediently air-conditioning devices or cooling devices use and introduce an inert gas into the air-conditioned or cooled enclosure. In the same way one can Introduce a certain amount of dry ice into the mixture preparation and storage enclosure, and at the same time the two desired effects, namely cold and controlled atmosphere can be brought about.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann die Vorbereitur.es- und Lagerungstemperatur der Mischung zweckmäßig in der Größenordnung von 4 - 5° C sein.According to another feature of the invention, the preparatory process can and storage temperature of the mixture expediently be of the order of 4-5 ° C.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Bindemittel ein Kunstharz, vorzugsweise ein Phenoplast, Aminoplast, Polyester, Puranharz oder eine Mischung derartiger Harze,According to a preferred embodiment of the invention, this is Binder a synthetic resin, preferably a phenoplast, aminoplast, Polyester, purane resin or a mixture of such resins,
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Reaktionsmittel ein Härtemittel (Härter) sein. Dieses Härtemittel kann vorzugsweise eine Verbindung sein, die eine saure organische oder mineralische oder organo-mineralische FunktionAccording to a preferred development of the invention, the reactant can be a hardener (hardener). This hardener can preferably be a compound that has an acidic organic or mineral or organo-mineral function
Nachstehend einige Beispiele solcher Verbindungen:Below are some examples of such connections:
Beispiel eines Härters mit saurer organischer Funktion; Paratoluolsulfonsäure Example of a hardener with an acidic organic function; Paratoluenesulfonic acid
Beispiele von Verbindungen mit saurer mineralischer Funktion: Phosphorsäure; Examples of compounds having an acidic mineral function : phosphoric acid;
ein Salz, ζ. B. Ammoniumchlorid, das geeignet ist, eine Säure in Freiheit zu setzen.a salt, ζ. B. ammonium chloride, which is capable of releasing an acid.
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Beispiel eines Härters mit saurer organo-mineralischerExample of a hardener with acidic organo-mineral
Funktion:Function:
eine Kombination oder ein Komplex einer organischen Säure und eines Mineralsalzes, beispielsweise eine organische Säure und ein Mineralsalz gemäß den vorangehenden Beispielen. a combination or complex of an organic acid and a mineral salt, for example an organic one Acid and a mineral salt according to the preceding examples.
Bei einer bevorzugten Aus füh rungs form der Erfindung wijd als Reaktionsmittel ein Katalysator, vorzugsweise ein Amin verwendet. In a preferred embodiment of the invention wijd as Reagent a catalyst, preferably an amine, is used.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Mischungsbeispielen veranschaulicht, die sich zur Verwirklichung des Verfahrens eignen:The invention is illustrated below with the aid of mixing examples which can be used to implement the process suitable:
1. Beispiel1st example
Man mischt Formsand mit einem Bindemittel in Form eines Kunstharzes, vorzugsweise eines Phenoplastens, Aminoplastes, Polyesters, Furanharzes oder einer Verbindung dieser Harze. Man gibt ein Härtemittel mit saurer organo-mineralischer Funktion bei.You mix molding sand with a binder in the form of a synthetic resin, preferably a phenoplast, aminoplast, polyester, furan resin or a compound of these resins. Man gives a hardener with an acidic organo-mineral function at.
Die Herstellung der Mischung und ihre Lagerung bis zum Augen-Dlick ihrer Verwendung erfolgen bei einer Temperatur von unt^r 5° C und unter neutraler Atmosphäre, beispielsweise unter einer Stickstoffatmosphäre.The preparation of the mixture and its storage up to the point of view their use take place at a temperature of under ^ r 5 ° C and under a neutral atmosphere, for example under a Nitrogen atmosphere.
Die Mischung wird in einen Kernkasten eingebracht, dessen Temperatur auf ca. 45° C gehalten wird.The mixture is placed in a core box, its temperature is kept at approx. 45 ° C.
Eine Minute nach derEinbringung der Mischung in den Kasten kann der Kern aus der Form entnommen werden und er weist die gewünschten Härte- und Haltbarkeltsmerkmale auf.One minute after placing the mixture in the box the core can be removed from the mold and it has the desired Hardness and durability characteristics.
Pie verwendete Mischung kann sich wie folgt zusammensetzen: 100 Gew.Teile weißer Siliziumsand; 0,8 bis 3 Gew.Teile Bindemittel; [Iärtemittel eines Gewichtes, das 5 bis 30 Gew.Prozente des Gewichts des Bindemittels ^eträct.Pie used can be composed as follows: 100 parts by weight of white silicon sand; 0.8 to 3 parts by weight of binder; [A hardening agent of a weight which is 5 to 30 percent by weight of the weight of the binding agent.
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2. Beispiel2nd example
Man mischt Formsand mit einem Bindemittel in Form eines Kunstharzes und gibt ein P.eaktions- oder Vernetzungsmittel bei, beispielsweise ein Polyisocyanat, sowie einen Katalysator, beispielsweise ein tertiäres Amin.Molding sand is mixed with a binder in the form of a synthetic resin and is a reaction or crosslinking agent, for example a polyisocyanate, and a catalyst, for example a tertiary amine.
Während ihrer Herstellung und Lagerung wird die Mischung auf einer Temperatur von weniger als 5° Γ und unter inerter Atmosphäre gehalten, hierauf wird sie in einen Kernkasten gebracht, dessen Temperatur in der Größenordnung von 45° C liegt. Die gewünschte Härtung ist 3 Minuten nach dem Füllen des Kastens erreicht.During its preparation and storage, the mixture is kept at a temperature below 5 ° Γ and under an inert atmosphere then it is placed in a core box, the temperature of which is of the order of 45 ° C lies. The desired hardening is achieved 3 minutes after filling the box.
Die Mischung kann folgende Zusammensetzung haben: 100 Gew.Teile weißer Siliziumsand;
0,4 bis 1,5 Gew.Teile Bindemittel;
0,4 bis 1,8 Gew.Teile Reaktionsmittel; Katalysator (Amin) im Gaszustand in der für die Härtung erforderlichen
Menge.The mixture can have the following composition: 100 parts by weight of white silicon sand;
0.4 to 1.5 parts by weight of binder;
0.4 to 1.8 parts by weight of reactant; Catalyst (amine) in the gas state in the amount required for curing.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Äusführungsbeispiele begrenzt, da man sich anderer Ausführungsarten und -formen bedienen kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassenOf course, the invention is not limited to those described above Examples of execution are limited, since there are other types of execution and forms can operate without departing from the scope of the invention
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BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
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