DE2430951A1 - Verfahren zur herstellung von giessformen und -kernen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von giessformen und -kernen

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DE2430951A1
DE2430951A1 DE19742430951 DE2430951A DE2430951A1 DE 2430951 A1 DE2430951 A1 DE 2430951A1 DE 19742430951 DE19742430951 DE 19742430951 DE 2430951 A DE2430951 A DE 2430951A DE 2430951 A1 DE2430951 A1 DE 2430951A1
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resin
silane
cores
mixture
urea
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Application number
DE19742430951
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English (en)
Inventor
William Gardiner
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Dow Silicones UK Ltd
Original Assignee
Dow Corning Ltd
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    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22C—FOUNDRY MOULDING
    • B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents
    • B22C1/20—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents
    • B22C1/205—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds characterised by the use of binding agents; Mixtures of binding agents of organic agents of organic silicon or metal compounds, other organometallic compounds

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  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Description

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Dow Corning Limited, 12 Whitehall, London, England Verfahren zur Herstellung von Gießformen und -kernen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Gießformen und -kernen, und sie bezieht sich ferner auf die nach diesem Verfahren hergestellten Formen und Kerne.
Die Herstellung von Formen und Kernen zum Gießen von Metallgegenständen ist bekannt. Solche Kerne und Formen werden bis jetzt normalerweise dadurch hergestellt, daß man einen Gießereizuschlagstpff mit einem Syntheseharz sowie einem Härter für das Harz vermischt, Und das erhaltene Gemisch in eine entsprechende Form bringt und dann härten läßt. Als Syntheseharz verwendet man normalerweise ein Harnstoffuranharz, ein Phenolresolharz oder eine Kombination aus beiden. In GB-PS 1 143 351 wurde bereits die Verbesserung dieses Verfahrens vorgeschlagen, indem man in das Gemisch ein Silan der Formel R1Si(OR)3 einarbeitet, worin R1 für Alkylen steht, das unter anderem an eine Amino- oder eine aminosubstituierte Alkylaminogruppe gebunden ist. Typische derartige Silane sind NH3(CH2)3Si(OC3H5)3 und )3Si(OGH3)3.
409083/1071
Der Bequemlichkeit halber sollte man das Gemisch aus dem Silan und dem Harz zunächst herstellen und dann bis zum Gebrauch lagern können. Leider sind jedoch Gemische aus Phenolresolharzen und Silanen der oben angegebenen Art, wie sich zeigte, nicht über ausreichend lange Zeitspannen stabil. Nach längerer Lagerung, beispielsweise nach 2 bis 3 Monaten, läßt die Wirkung des Gemisches aus Silan und Harz derart nach, daß man nur mehr Formen und Kerne niedriger Festigkeit erhält. Es wurde nun gefunden, daß sich der oben erwähnte Wirkungsabfall verringern läßt, indem man das Aminosilan durch ein Silan mit einem Harnstoffsubstituenten ersetzt. Die Verwendung dieses harnstoffsubstituierten Silans führt zu einer Festigkeitsverbesserung von Formen und Kernen, die aus einem Silan/ Harnstoffuran-Harzsystem hergestellt wurden.
Erfindungsgemäß wird daher ein Verfahren zur Herstellung einer Gießform oder eines Gießkernes geschaffen, das darin besteht, daß man
(A) (1) einen Gießereizuschlagstoff, (2) ein Phenolresolharz, ein Harnstoffuranharz oder ein Gemisch dieser Harze, (3) einen Härter für das Harz und (4) ein Silan der allgemeinen Formel RSi(OR1)-, worin R1 für Alkyl oder Alkoxyalkyl mit jeweils 1 bis einschließlich 4 Kohlenstoffatomen steht, und R einen Rest der Formeln -ONHCh0CH0NHSONH0 oder
-QNCH0CH0NH
V 2/
bedeutet, worin Q für -(CH0K-, -(CH0).- oder -CH0CHCK0CH0-steht, miteinander vermischt, und
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(B) das so erhaltene Gemisch formt und das geformte Gemisch härtet.
Zum Gegenstand der Erfindung gehören ferner nach obigem Verfahren erhaltene Gießformen und -kerne.
Für das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich jeder bekannte Gießereizuschlagstoff verwenden, worunter beispielsweise Harz, Zirkonsilikat, Aluminiumoxid oder calciniertes Cyanit in vermahlener Form gehören. Die Silicate, insbesondere Sand, sind die allgemein bevorzugten Aggregat- bzw. Zuschlagstoffe.
Das Bindeharz (2) für den Gießereizuschlagstoff sollte ein Phenolresolharz, ein Harnstoffuranharz oder eine Kombination aus beidem sein. Zu solchen Bindeharzen gehören Phenolformaldehydharze sowie Harze, die durch Umsetzen von Furfurylalkohol, Harnstoff und Formaldehyd erhalten wurden. Die Harze und die für diese Harze geeigneten Härter, beispielsweise Phosphorsäure oder p-Toluolsulfonsäure, sind dem Gießerei— fachmann bekannt. "
Als Silane (4) werden diejenigen mit cyclischer Harnstoffstruktur bevorzugt. Die OR'-Gruppen sind vorzugsweise ferner Methoxy oder Äthoxyreste. Man kann bis zu etwa 20 Teile Silan pro 100 Teile Harz (2) verwenden. Der Einsatz von mehr als etwa 10 Teilen Silan bringt jedoch infolge erhöhter Kosten keine besonderen Vorteile mehr, und man verwendet daher vorzugsweise 0,05 bis 5 % Silan, bezogen auf das Gewicht an Harz.
Die Formung und Härtung des Gemisches kann nach bekannten Verfahren erfolgen. Das Gemisch härtet bei normalen Umgebungstemperaturen. Gewünschtenf al Is kann man das geformte Gemisch jedoch zur Beschleunigung des Härteverfahrens auch erhitzen.
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Die Erfindung wird anhand der folgenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Für dieses Beispiel werden als Silane folgende Verbindungen verwendet:
(CH3O)3-, Si(CH2J3NHCH2CH2NHCONH2 (Silan A) und (CH-O)oSi(CH0)-NCH0CH0NH (Silan B).
00
Zur Herstellung von HarzZubereitungen werden 100 g eines Gemisches aus einem Harnstoffuranharz (5 Gewichtsteile) und einem Phenolresolharz (2 Gewichtsteile) entweder mit 0,2 g Silan A oder Silan B vermischt. Ein Teil einer jeden der beiden HarzZubereitungen wird unmittelbar darauf verwendet, um hieraus nach dem im folgenden angegebenen Verfahren Teststücke herzustellen. Den Rest der HarzZubereitungen lagert man jeweils bei 21 0C in Glasflaschen.
600 g Erith-Quarzsand werden in einen Mischer gegeben und darin mit 3 g 67-prozentiger Phosphorsäure versetzt. Die beiden Bestandteile vermischt man 1 Minute. Sodann wird das Gemisch aus Harz und Silan (7,2 g) zugesetzt, und man mischt weitere 2 Minuten. Das so hergestellte Gemisch entnimmt man aus dem Mischer und verwendet es ohne Verzögerung zur Herstellung von Standardteststücken zur Ermittlung der Zugfestigkeitsprobe, wozu man einen Georg Fischer Sand-Stampfer Typ PRA verwendet (wobei man dreimal einstampft).
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Man läßt die Teststücke 7 Tage bei Raumtemperatur härten, worauf man ihre Zugfestigkeiten unter Verwendung eines Georg Fischer Universalzugfestigkeitprüfgerätes Typ PFA ermittelt.
Nach dem gleichen Verfahren stellt man dann aus dem 3 Monate gelagerten Harz/Silan-Gemischen ähnliche Teststücke her, die ebenfalls untersucht werden.
Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind wie folgt:
Zugfestigkeit (kg/cm )
Anfangs 3 Monate
Silan A 12,3 15,8
Silan B . 10,0 15,6
Beispiel 2
Drei Harz/Silan-Gemische werden hergestellt, indem man ein
Harnstoff-Formaldehyd-Furan-Gießharz mit 0,1 Gewichtsprozent Silan A, Silan B oder Aminopropyltriäthoxysilan (Silan C)
versetzt, wobei die Silane A und B in Beispiel 1 beschrieben sind.
Aus jedem der so erhaltenen Harz/Silan-Gemische stellt man
dann wie folgt Teststücke her. In den Behälter eines kleinen Mischers gibt man Quarzsand (600 g) sowie 67-prozentige Phosphorsäure (3,0 g). Sand und Säure werden 2 Minuten vermischt, worauf man das Harz/Silan-Gemisch (8,4 g) zusetzt. Das Ganze wird weitere 2,75 Minuten vermischt. Sodann wird das Gemisch entnommen und durch Kompression mit 5 Hieben in einem Georg
Fischer Sand-Stampfer zu Biegefestigkeitsprüfstücken geformt.
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Nach Entfernen aus der Form setzt man die Prüfstücke der Atmosphäre (2O 0C, 60 % relative Feuchtigkeit) aus, worauf man nach 5, 24 sowie 48 Stunden jeweils Biegefestigkeitsmessungen durchführt.
Herstellung der Teststücke und Messung der Biegefestigkeit erfolgen unmittelbar nach Herstellung der Harz/Silan-Zubereitung und ferner nach 2-monatiger Lagerung der Zubereitung. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt.
Si lan
A B C
Biegefestigkeit (kg/cm ) Silan nach zweimonatiger Lagerung
A B C
5 Stdn. ,5 24 Stdn. 48 Stdn.
25 ,0 49,5 58
43 ,5 53,0 46
33 45 38
42 ,6 60 /7 57 ,4
47 ,4 61 ,5 62 ,4
46 ,6 46 ,4 56 ,6
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Claims (3)

·» 17 —. Pate ntansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Gießformen oder Gießkernen, indem man (A) (1) einen Gießereizuschlagstoff, (2) ein Phenolresolharz, ein Harnstoffuranharz oder eine Kombination aus beidem, (3) einen Härter für das Harz und (4) ein stickstoffhaltiges Silan miteinander vermischt und dann (B) das Gemisch formt und das geformte Gemisch härtet, dadurch gekennzeichnet, daß man als Silan (4) Silane der allgemeinen Formel RSi(OR1)- verwendet, worin R1 für Alkyl oder Alkoxyalkyl mit 1 bis einschließlich 4 Kohlenstoffatomen steht und R einen Rest der Formeln
-QNHCH2Ch2NHCONH2 oder -QNCH2CH2NH
Il
bedeutet, worin Q für -(CH2J3-, -(CH2J4- oder -CH2CHCH3CH2-steht.
2. Verfahren nach Anspruch 1 r dadurch gekennzeichnet, daß das Silan (4) in einer Menge von 0,05 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Harzes, eingesetzt wird.
3. Gießformen oder Gießkerne, herstellbar gemäß Verfahren von Anspruch 1 und/oder 2.
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DE19742430951 1973-06-28 1974-06-27 Verfahren zur herstellung von giessformen und -kernen Pending DE2430951A1 (de)

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EP0006973A1 (de) * 1978-07-06 1980-01-23 Hüls Troisdorf Aktiengesellschaft Harzbindemittel mit lagerstabilen alkylsubstituierten Organoaminosilanen als Haftvermittlern
WO2009130335A2 (de) * 2008-12-19 2009-10-29 Hüttenes-Albertus Chemische Werke GmbH Modifizierte phenolharze

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