DE2401121B2 - - Google Patents

Description

lorenem Modell nach Hauptpatentanmeldung zustellen.

22 44 954, dadurch gekennzeichnet. Gegenüber diesen Verfahren zur Herstellung von

daß der Katalysator ein Carbonsäureanhydrid ist. Kernen für den Präzisionsguß bringt die Hauptpatent-

2. Verwendung der Formmasse nach Anspruch 1, 15 anmeldung bereits einen beträchtlichen Vorzug, denn dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator- siliconharzhaltige Formmassen besitzen eine beträchtgehalt 0,05 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf liehe Grünfestigkeit und entwickeln beim Brennen nur Silicon-Harz, ausmacht. einen geringen Anteil an flüchtigen Stoffen, so daß

3. Verwendung der Formmasse nach Anspruch 1 auch die Brennschrumpfung gering ist.

oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kataly- 20 Aufgabe vorliegender Erfindung ist nun eine weitere sator ein oder mehrere Anhydride aromatischer, Verbesserung der Formmasse nach der Hauptpatentaliphatischer oder cycloaliphatischer Mono- oder anmeldung, in der die Aushärtung des Silicon-Harzes Dicarbonsäuren ist. durch Anwendung eines bestimmten Katalysator-

4. Verwendung der Formmasse nach Anspruch 1 systems beschleunigt wird, ohne daß dieses Katalybis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator 25 satorsystem die Nachteile aufweist, die die metallein Anhydrid der Formel haltigen Katalysatoren nach dem Hauptpatent hervor-

rufen. Es hat sich nämlich in der Praxis gezeigt, daß

⁰ der Metallgehalt der Katalysatoren aus den Kernen in

die Schmelze übertreten kann und dort zu einer Be-

R¹ --Cv 30 einflussung der Eigenschaften des Gießlings führen

^ O kann.

/ Erfindungsgemäß wird nun als Katalysator für die

^{R c} \ Aushärtung der Silicon-Harze für Kernformmassen

O zum Präzisionsguß von Nickel, Kobalt, Titan, Zirko-

35 nium. Niob, Wolfram oder Hafnium mit verlorenem

ist, worin R¹ und R² Alkyl-, Aryl- oder Cycloalkyl- Modell ein Carbonsäureanhydrid insbesondere in gruppe bedeutet oder sie zusammen einer Arylen-, einer Menge von 0,05 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen Alkylen-, Cycloalkylen- oder Alkenylengruppe an- auf Silicon-Harz, angewandt. Als besonders geeignet gehören. hat sich das Anhydrid der Phthal- oder Benzoesäure

5. Verwendung der Formmasse nach Anspruch 4, 4° erwiesen. Zusätzlich zu dem Carbonsäureanhydrid als dadurch gekernzeichnet, daß der Katalysator das Katalysator kann das Katalysatorsystem auch noch Phthalsäure- oder Benzoesäureanhydrid ist. eine gewisse Menge Magnesiumoxid enthalten.

6. Verwendung der Formmasse nach Anspruch 1 Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäß angebis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu wandten Härter liegt darin, daß sie trotz einwandfreier dem Katalysator noch Magnesiumoxid enthalten ist. 45 Beschleunigung des Aushärtvorgangs der Silicon-Harze in keiner Weise zu einer Verunreinigung der Schmelze und damit der Veränderung der Eigen-

schäften des Gießlings führen können.

Bei dem erfindungsgemäß angewandten Katalysator 50 handelt es sich um die Anhydride von aromatischen, aliphatischen und cycloaliphatischen Mono- und Di-Gegenstand der Hauptpatentanmeldung ist die Ver- carbonsäuren mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen, vorwendung einer Formmasse aus einem Silicon-Harz zugsweise 8 bis 20 Kohlenstoffatomen. Die bevorzug- und einem Füllstoff in Form eines keramischen Ma- ten Anhydride entsprechen der allgemeinen Formel
terials und/oder Graphit, sowie einem Katalysator für 55

die Beschleunigung der Harzaushärtung und gegebe- O

nenfalls Weichmacher zur Herstellung von gebrannten H

Kernen für das Präzisionsgießen von Nickel, Kobalt, R¹ -- C

Titan, Zirkonium, Niob, Wolfram oder Hafnium mit \

verlorenem Modell. Als Katalysator dienen üblicher- ^6o /O

weise angewandte metallorganische Verbindungen, R² ~C·'

wie Zinkacetat, Bleistearat oder Metalloxide, wie Blei- I!

oder Zinkoxide. O

Aus der US-PS 31 25 787 ist ein Verfahren zur

Herstellung von Kernen bekannt, wobei über ein ent- ⁶5 worin R¹ und R² eine Arylgruppe, insbesondere eine

fernbares Modell eine erste Schicht aus Molybdän und ein- oder zweikernige Arylgruppe mit 6 bis 12 Kohlen^

eine weitere Schicht aus einem Metall aufgebracht Stoffatomen (wie Phenyl, Tolyl, Benzyl, Naphthyl),

wird, welches schwer oxidierbar ist und einen höheren eine Alkylgruppe mil 2 bis 14 Kohlenstoffatomen

(wie Propyl, Butyl, Pentyl, Heptyl), eine Cycloalkyl- säureamine, üblicherweise in einer Menge zwischen 0

gruppe mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen (wie Cyclo- und 7 Gewichtsprozent, bezogen auf Harzgehalt,

pentyl, Cyclohexyl, Methylcyclohexyl) sein können. Verschiedene Zusätze, wie Trennmittel oder Schmier-

Darüber hinaus können die Substituenten R¹ und R^a mitte!, kann man der Formmasse zur Verbesserung

zusammen eine der obigen Gruppen bilden oder eine 5 der Verarbeitbarkeit zusetzen.

Alkylengruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen (wie Die Herstellung der Formmassen geschieht nach

Äthenylen, Propenylen). einer der üblichen Mischtechniken. Es folgt ein

Beispiele für solche Anhydride sind die der Phthal-, übliches Abformen, wie Tränier-, Spritz- oder Druck-

Benzoe-, Isobutter-, Cyclohexan-, Malein-, Kampfer- formen.

oder Diphensäure oder Isatin. Im allgemeinen werden _i0 Nach dem Abformen der Formmasse wird der

die aromatischen Anhydride bevorzugt. grüne Kern gehärtet, vorgebrannt und schließlich

Das Katalysatorsystem kann neben dem Carbon- gebrannt. Im allgemeinen findet das Vorbrennen bis

Säureanhydrid auch Magnesiumoxid enthalten. Es etwa über 205⁰C und das Brennen bis etwa 1200⁰C

wurde festgestellt, daß es zur weiteren Beschleunigung statt. Die Brennzeit reicht bis zu 10 h und darüber,

der Aushärtung von Silicon-Harz beiträgt, ohne zu _J5 Die Erfindung wird an folgenden Beispielen weiter

einer Verunreinigung der Schmelze Anlaß zu geben. erläutert. Alle Mengenangaben sind in Gewichts-

Der Mengenanteil an Oxid kann in weiten Grenzen prozent, wenn nicht anders angegeben,
schwanken. Beste Ergebnisse erhält man mit Oxid- .
anteilen von unter 60 Gewichtsprozent, bezogen auf Beispiel 1
das gesamte Katalysatorsystem; der bevorzugte Be- ₂o Es wurde eine Formmasse, enthaltend 79,5% Füllreich ist 1 bis 55 Gewichtsprozent. stoff, 19,4% Silicon-Harz, 0,5% Calciumstearat und

Der Gesamtanteil an Katalysator für die Herstellung 0,6 % Katalysator in Form eines 1:1-Gemisches von

der Kerne kann innerhalb weiter Grenzen schwanken. ultrafeinem Magnesiumoxid und Benzoesäureanhydrid,

Beste Ergebnisse erhält man im allgemeinen mit einer angewandt. Siebanalyse des Füllstoffs:

Katalysatormenge von 0,1 bis 3 Gewichtsprozent, be- ₂₅ Geschmolzener Quarz.. 61,8 % <0,21 mm

zogen au Sihcongewicht Geschmolzener Quarz.. 20,6% <44μΐη

„i^s _K^Ä™ TJ?"Polys'loxane bevoizugt Zirkoniumsilikat 8,6% <0,21mm

(US-PS 30 90 691 31 08 985), bei denen die Substi- Zirkoniumsilikat 2,9 % <44 μιη

tuenten Wasserstoffatome oder organische Gruppen _Tnn.,.j. _ΛΛ/ ^_ft1«_mm

_ο... . ' t .. -ι t ι ι ■ * UIlClUC ............. ",O /_n ^<^. XJ.L^J ililll

am Suiciumatom sein können, insbesondere 1 bis 30 Tonerde 15V <44 «m

3 Wasserstoffatome und/oder Organosubstituenten am ° ^

Siliciumatom. Die organischen Gruppen enthalten 1 Der grüne Formling wurde 3 min bei etwa 175° C

bis 12 Kohlenstoffatome und sind gegebenenfalls mit gehalten und dann mit einer Geschwindigkeit von 27

einer Sauerstoff und/oder Stickstoff enthaltenden bis 55 grd/h auf 650°C erhitzt, bei dieser Temperatur

Gruppe substituiert. 35 etwa 4 h gehalten; dann mit einer Geschwindigkeit

Als Füllstoff eignen sich übliche keramische Stoffe, von 55 grd/h bis auf 1120⁰C gebracht und bis zur

wie Sand oder Quarz, Tonerde und Zirkon. Die Dichte, Beendigung des Brennzyklus auf dieser Temperatur

die scheinbare Dichte, die scheinbare Porosität und gehalten.

andere Eigenschaften der gebrannten Kerne lassen sich Beispiel 2

einstellen durch Veränderung der Mengenanteile von 40

Füllstoff zu Harz, durch Veränderung der Korngrößen- 83,2% Füllstoff, 15,7% Silicon-Harz, 0,5% Calcium-

verteilung des Füllstoffs und/oder durch Zugabe von stearat, 0,6% Katalysator. Es wurde der Füllstoff und

Ausbrennstoffen. der Katalysator des Beispiels 1 angewandt.

Im allgemeinen erhält man beste Ergebnisse mit

Sand oder Quarz, womit dann die gebrannten Kerne 45 B e i s ρ i e 1 3
ein spezifisches Gewicht von 1 bis 3 g/cm³, vorzugsweise 1,4 bis 2 g/cm³, besitzen. Dies entspricht einer 84 bis 84,6% Füllstoff des Beispiels 1, 14% Siliconscheinbaren Dichte von 1,8 bis 2,5 g/cm³ und einer Harz, 0,5% Calciumstearat, 0,7% N,N'-Distearylscheinbaren Porosität von 15 bis 35%. Der Füllstoff äthylendiamin als Weichmacher, 0,8 bis 0,2% Katawird mit einer Körnung zwischen 37 μίτι und 0,149 mm 50 lysator des Beispiels 1.
angewandt. Für die meisten Anwendungszwecke liegt . . , .
das Mischungsverhältnis in der Formmasse zwischen B e 1 s ρ 1 e
50 und 95 Gewichtsteilen Füllstoff auf 50 bis 5 Ge- 79,5% Füllstoff, 19,4% Silicon-Harz, 0,5% Calciumwichtsteile Harz. stearat, 0,6% Katalysator aus Beispiel 1 jedoch mit

Zusätzlich zu obigen keramischen Füllstoffen ist es 55 Phthalsäureanhydrid.

manchmal möglich oder wünschenswert, Graphit an- Als Füllstoff wurde ein Material mit folgender

zuwenden. Beim Brennen erreicht man neben der Siebanalyse angewandt:

silicatischen Bindung eine Bindung über Kohlenstoff Geschmolzener Quarz 21,7% <0,177 mm

und/oder Graphit, wodurch man Kerne mit einem Geschmolzener Quarz 20,0% <0,149mm

minimalen spezifischen Gewicht von 1,2 g/cm³ erhal- 60 Geschmolzener Quarz 40,7% <0,044mm

ten kann. Solche Graphitkerne sind besonders geeignet Tonerde 6,1 % <0,044 mm

für den Titanguß. Zirkoniumsilikat".'.'.'. ll',2% <o!o44mm

Schließlich kann gegebenenfalls die Formmasse

auch einen Weichmacher für das Silicon-Harz zur Beispiel 5

Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften enthal- 65

ten. Man kann für diesen Zweck die verschiedensten 83,2 % Füllstoff des Beispiels 4,15,7 % Silicon-Harz, Weichmacher anwenden, wie Paraffinwachse, Styrol, 0,5% Calciumstearat und 0,6% Katalysator des BeiPhenol, niedermolekulare Phenolharze oder Fett- spiels I.

5 6

Beispiele Beispiel 10

84 bis 84,6% Füllstoff nach Beispki4,14% Silicon- 79,5% Füllstoff des Beispiels 1 mit zuzüglich 1 bis

Harz, 0,5% Calciumstearat, 0,7% N,N'-Distearyl- 10% Graphit, Kohlenstoff oder Holzmehl iu einer

äthylendianün, 0,8 bis 0,2% Katalysator in Form 5 Körnung von <74μΐη, 19,4% Silicon-Harz, 0,5%

eines 1:1-Gemisches von ultrafeinem Magnesium- Calciumstearat, 0,6% Katalysator nach Beispiel 1.
oxid und Kampfersäureanhydrid.

Beispiel? Bsispielll

79,5%Füllstoff(75%gescbjnolzenerQuarz0,21mm, 15 84,2% Füllstoff nach Beispiel 10, 15,7% Silicon-

25% geschmolzener Quarz <0,044mm), 19,4% SiIi- harz, 0,5% Calciumstearat, 0,6% Katalysator nach

conharz, 0,5% Calciumstearat, 0,6% Katalysator in Beispiell.

Form von ultrafeinem Magnesiumoxid und Diphen- Beispiel 12

säureanhydrid (1:1).

_ . . , _o 15 84 bis 84,6% Füllstoff nach Beispiel 10,14% Silicon-Be 1 s ρ ι e 1 8 _harz o,5% Calciumstearat, 0,7% Weichmacher, 0,8

83,2% Füllstoff nach Beispiel 7, 15,7% Siliconharz, bis 0,2% Katalysator in Form von Magnesiumoxid

0,5% Calciumstearat und 0,6% Katalysator nach und Isatin (1:1).

Beispiel 1.

Beispiel ²⁰ Beispiele

84 bis 84,6% Füllstoff des Beispiels 7, 14% Silicon- 79,5% Füllstoff nach Beispiel 10, 19,4% Siliconharz, 0,5% Calciumstearat, 0,7% Weichmacher, 0,8 harz, 0,5% Calciumstearat, 0,6% Katalysator nach bis 0,2% Katalysator des Beispiels 1. Beispiel 1.

Claims (1)

Schmelzpunkt als die Gießtemperatur aufweist. Dieser Patentansprüche: Überzug muß ausreichende Stärke haben, daß er selbsttragend wird. Dann wird das Modell entfernt

1. Vervrendung einer Formmasse aus einem und der Hohlraum mit Feststoffen gefüllt, die bis Silicon-Rarz und einem Füllstoff in Form eines 5 Temperaturen über 540⁰C fest bleiben,
keramischen Materials und/oder Graphit sowie Aus der US-PS 31 42 $75 ist ein anderes Hersteleinem Katalysator für die Beschleunigung der lungsverfahren für Kerne bekannt, wobei ein Kern-Harzaushärtung und gegebenenfalls Weichmacher material mit einer Metallhaut überzogen wird, die zur Herstellung von gebrannten Kernen für das ausreichend oxidationsbeständig und hochschmel-Präzisionsgießen von Nickel, Kobalt, Titan, Zir- i° zend ist.

konium, Niob, Wolfram oder Hafnium mit ver- Kerne dieser Art sind kostspielig und schwer her-