DE2520363C3 - Form- und Kernsandbindemittel - Google Patents
Form- und KernsandbindemittelInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B22C1/22—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 resins or rosins
- B22C1/2233—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 resins or rosins obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
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Description
Zur Herstellung von Gießereiformen und -kernen werden heute im großen Maßstab sogenannte säurehärtende
BindemiUelsysteme eingesetzt Hierbei handelt es sich vorwiegend um Kunstharze auf der Basis
Phenol-Formaldehyd, Harnstoff-Formaldehyd, MeI-amin-Formaldehyd
und Furfurylalkohol-Formaldehyd, die entweder für sich oder als Mischungen oder als
Mischkondensate verwendet werden.
Die Mischung besteht üblicherweise aus 100 Gewichtsteilen Quarzsand, 0,5 bis 3 Gewichtsteilen Kunstharz,
0,1 bis 2 Gewichtsteilen eines sauer reagierenden Katalysators und gegebenenfalls weiteren Zusatzstoffen
'/ie Eisenoxid und dergleichen.
Je nach der Wahl des Katalysators wird die Verarbeitung
durch Verschießen in heiße Kernkasten (Hot-Box-Verfahren) oder durch Einbringen in kalte Formoder
Kernkästen und Erstarrenlassen bei Raumtemperatur (No-Bake-Verfahren) vorgenommen.
Diesen modernen Form- und Kemherstellungsverfahren haftet lediglich der Mangel an, daß ungeschlichtet
abgegossene Formen und Kerne in den meisten Fällen keine befriedigende Gußoberfläche ergeben.
Durch das zeitraubende und materialintensive Schlichten geht ein Teil der wirtschaftlichen Erfolge wieder
verloren.
Es hat daher nicht an Versuchen gefehlt, durch geeignete Zusätze das Schlichten einzusparen. So ist
z. B. aus der US-Patentschrift 26 83 296 bekannt, beim Maskenformverfahren dem als Bindemittel verwendeten
Phenol-Formaldehydharz, Melamin- oder Harnstoffliarz ein thermoplastisches Harz, wie z. B. Polystyrol,
zuzusetzen, um die Oberflächengüte der Gußstücke m verbessern.
In der US-Patentschrift 28 61 307 wird vorgeschlagen,
als Sandbindemittel eine Mischung aus duroplastischem und thermoplastischem Binder zu verwenden,
wobei der thermoplastische Anteil aus Rückständen der Erdöldestillation besteht und frei von Methoxyl-
und Hydroxylgruppen ist. In DE-OS 23 42 371 wird Bkumenpulver.in DE-OS2040734ein»kohlenwasserstoffhaltiges
Polykondensate«, in DE-OS 20 64 700 ein Petrolharz und schließlich in DE-Patentanmeldung
V 2841 VI a-31c, 1/03, ausgeh 20.3,52 der Zusatz
von Thermoplasten wie Polyvinylchlorid, Polystyrol U. a. Vorgeschlagen,
Diese Zusatzstoffe haben den Nachteil, daß sie sich mit dem in der Regel flüssigen Kunstharz bzw. K
lysator nicht vermischen lassen und daher getrennt zugesetzt werden müssen.
Die wenigen bisher bekanntgevordenen Zusatzstoffe, die in den Furanharzen löslich sind bzw. sich
mit diesen vermischen lassen, müssen, um überhaupt eine oberflächenverbessernde Wirkung zu zeigen, in
solchen Mengen den Kunstharzen zugegeben werden, so daß die Abriebfestigkeit der Kerne und Formen
stark abnimmt. Um diesen Festigkeitsverlust auszugleichen, muß somit ein höherer Bindemittelanteil
eingesetzt werden, was zweifelsohne die Wirtschaftlichkeit beeinträchtigt.
Ziel der vorliegenden Erfindung war es, geeignete oberflächenverbessernde, d. h. das Schlichten ersparende
Zusatzstoffe zu finden, die mit dem flüssigen Kunstharzbindemittel nicht nur verträglich sind, sondern
darüber hinaus noch einen Beitrag zur Biege- und Abriebfestigkeit leisten, wodurch man in erheblichem
Maß Furfurylalkohol einsparen kann.
Als besonders geeignet haben sich BenzolkohlenwasserstofT-Formaldehydharze
wie Xylol-Formaldehyd-, Naphthalin-Formaldehyd- und Toluol-Formaldehyd-Harze
erwiesen.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung besteht darin, daß man bei den Furan- bzw. Phenol-Formaldehyd-Harzen
oder deren Gemischen in irgendeinem Stadium der Herstellung die erfindungsgemäßen oberflächenverbessernden
und festigkeitssteigernden Stoffe zusetzt.
Der Anteil der oberflächenverbessernden Stoffe soll je nuch Gußart und Gußwandstärke so bemessen sein,
daß die Sandmischung 0,05 bis etwa 3% davon enthält. Bei sehr hohen Anteilen, also etwa über 1 %, wie sie
bei sehr dickwandigem Guß eventuell notwendig sind, kann eine Aufteilung derart vorgenommen werden,
daß man einen Teil der erfindungsgemäßen Stoffe über die Harzkomponente und den Rest getrennt in
die Sandmischung einbringt.
Einem silanisierten Furanharz, das auf bekannte Weise aus Furfurylalkohol, Formaldehyd Und Harnstoff
durch saure Kondensation hergestellt Würde, wurde erfindungsgemäß ein Xylol-Formaldehyd-Harz
iri verschiedenen Anteilen zUgemischt, Außerdem
Wurden noch andere Zusätze, welche die Güßoberfläche verbessern sollen, zum Vergleich herangezogen.
Harz-Nr.
| 1 | 100% Furanharz |
| 2 | 85% Furanharz |
| 3 | 75% Furanharz |
| 4 | 70% Furanharz |
| 5 | 60% Furanharz |
| 6 | 50% Furanharz |
| 7 | 75% Furanharz |
| 8 | 75% Furanharz |
| 9 | 75% Furanharz |
| 9a | 75% Furanharz |
| 9b | 75% Furanharz |
| 9c | 75% Furanharz |
| 9d | 75% Furanharz |
Alle Harz-Typen enthielten 0,1 % einer siliziumorganischen
Verbindung (z. B. Aminopropyltriäthoxysilan).
100 Gewichtsteile Halterner Sand H 31 wurden mit 0,4 Gewichtsteilen einer 65%igen wäßrigen Lösung von
p-ToluoIsulfonsäure und 1,2 Gewichtsteilen der oben
angeführten Harze vermischt und in der +GF+Biegestab-Kernbüchse
zu +GF+Biegeprüfstäben verformt. Da sich bei den Harzen 9a-9d die Zusatzstoffe nicht
im Furanharz lösen ließen, wurde so verfahren, daß dem Sand 0,9GT (= 75%) Furanharz und 0,3 GT
(= 25%) Zusatzstoff getrennt zugegeben wurden. Nach der Formgebung wurden die S'äbe bei Raumtemperatur
24 Stunden gelagert und anschließend auf Biegefestigkeit
mit dem üblichen +GF+ Festigkeitsprüfgerät gemessen. Aus Tabellen sind die gefundenen
Biegefestigkeiten ersichtlich.
Harz-Nr.
Biegefestigkeiten aB (N/cm2)
2
3
4
5
6
3
4
5
6
9a
9b
9c
9d
540 600 560 510 430 290
280 260 360 400 300 425 420
Außerdem wurden aus den Sandmischungen dieser Harze bei Raumtemperatur aushärtende Formen hergestellt. Es wurden Stufenplatten mit abgestuften
Wandstärken von 10 bis 50 mm Grauguß (GG 22) abgegossen.
Die Stufenplalten wurden gestrahlt und danach auf die OberflächenbeschafTenheit mit Hilfe der Oberflächennormalie
Typ S des schwedischen Gießereiverbandes beurteilt.
+ 15% Xylol-Formaldehyd-Harz
+ 25% Xylol-Fermaldehyd-Harz
+ 30% Xylol-Formaldehyd-Harz
+ 40% Xyloi-Formaldehyd-Harz
+ 50% Xylol-Formaldehyd-Harz
+ 25% Xylol-Fermaldehyd-Harz
+ 30% Xylol-Formaldehyd-Harz
+ 40% Xyloi-Formaldehyd-Harz
+ 50% Xylol-Formaldehyd-Harz
+ 25% Cumaron-Indenharz
+ 25% Wurzelharz
+ 25% Keton-Formaldehydharz
+ 25%Polykondensat nach DE-OS 20 40 734
+ 25% Bitumenpulver
+ 25% Polyvinylchlorid
+ 25% PolvstvrolDuIver
Alle Gußstücke, mit Ausnahme derjenigen, die mit dem Harz Nr. 9 eingeformt wurden, zeigten eine we-25
sentüch verbesserte Oberfläche gegenüber den Vergleichsgußstücken,
die mit Harz Nr. I eingeformt waren.
30 Einem handelsüblichen Phenol-Formaldehyd-Harz, Molverhältnis 1: 1,2 Phenol/Formaldehyd, in Gegenwart
von Natrium- oder Bariumhydroxid hergestellt, wurde eine Lösung von Xylol-Formaldehyd-Harz in
Furfurylalkohol zugemischt.
Harz-Nr. 10: Phenolharz - ohne erfindungs-
gemäßen Zusatz
Harz-Nr. 11: 85,0 Gewichtsteile Phenolharz
Harz-Nr. 11: 85,0 Gewichtsteile Phenolharz
15,0 Gewichtsteile Furfurylalkohol nick', erfindungsgemäß
Harz-Nr. 12: 70,0 Gewichtsteile Phenolharz
Harz-Nr. 12: 70,0 Gewichtsteile Phenolharz
15,0 Gewichtsteile Furfurylalkohol
15,0 Gewichtsteile Xylol-Formaldehyd-Harz
15,0 Gewichtsteile Xylol-Formaldehyd-Harz
Alle Harz-Typen enthielten 0,2% einer siliziumorganischen Verbindung (z. B. Aminopropyltriäthoxysilan).
Die Verarbeitung und Prüfung erfolgte analog dem Beispiel I.
Aus der nachfolgenden Tabelle III sind die gefundenen Biegefestigkeitswerte ersichtlich.
| 55 | Tabelle III | Harz- Nr. 10 |
Harz- Nr. 11 |
Harz- Nr. 12 |
| 430 | 390 | 410 | ||
| 60 | Biegefestigkeit, aB (N/em2) |
|||
Die Gußstücke in den erfindungsgemäßen Form-
65 massen zeigten wesentlich verbesserte Oberflächen
gegenüber den Gußstücken in den Vergleichsformen.
Die angeführten Beispiele sollen die Erfindung erläutern,
aber in keiner Weise einschränken.
Claims (4)
1. Formmassen für Gießereizwecke auf der Grundlage von gekörnten mineralischen Stoffen,
silanisierten Furanharzen und/oder Phenolharzen und organischen und/oder anorganischen Säuren
als Härter sowie einem kohlenwasserstoffhaltigen Zusatzmittel, dadurch gekennzeichnet, daß
das Zusatzmittel ein BenzolkohlenwasserstolT-Formaldehydharz ist.
2. Formmassen nach Anspruch !,gekennzeichnet
dadurch, daß das Benzolkohlenwasserstoff-Formaldehydharz
in Mengen von 5-50% in der Harz-
IO komponente enthalten ist und mit ihr in die Formmasse eingebracht werden kann.
3. Formmassen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Benzolkohlenwasserstoff-Formaldehydharz
in Mengen von 0,05 bis 3% direkt der Formmasse zugegeben werden kann.
4. Formmassen nach Anspruch 1 -3, gekennzeichnet dadurch, daß als Benzolkohlenwasserstoff-Formaldehydharze
Xylol-Formaldehydharze, Naphthalin-Formaldehydharze
und Toluol-Formaldehydharze verwendet werden.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752520363 DE2520363C3 (de) | 1975-05-07 | 1975-05-07 | Form- und Kernsandbindemittel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19752520363 DE2520363C3 (de) | 1975-05-07 | 1975-05-07 | Form- und Kernsandbindemittel |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2520363A1 DE2520363A1 (de) | 1976-11-18 |
| DE2520363B2 DE2520363B2 (de) | 1978-04-13 |
| DE2520363C3 true DE2520363C3 (de) | 1979-01-04 |
Family
ID=5946016
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19752520363 Expired DE2520363C3 (de) | 1975-05-07 | 1975-05-07 | Form- und Kernsandbindemittel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2520363C3 (de) |
-
1975
- 1975-05-07 DE DE19752520363 patent/DE2520363C3/de not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2520363A1 (de) | 1976-11-18 |
| DE2520363B2 (de) | 1978-04-13 |
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|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
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