DE3002113A1 - Verfahren zur herstellung von verlorenen formen - Google Patents
Verfahren zur herstellung von verlorenen formenInfo
- Publication number
- DE3002113A1 DE3002113A1 DE19803002113 DE3002113A DE3002113A1 DE 3002113 A1 DE3002113 A1 DE 3002113A1 DE 19803002113 DE19803002113 DE 19803002113 DE 3002113 A DE3002113 A DE 3002113A DE 3002113 A1 DE3002113 A1 DE 3002113A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- weight
- molds
- binder component
- binder
- component
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- 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
- B22C1/167—Mixtures of inorganic and organic binding agents
-
- 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
- B22C1/18—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 inorganic agents
- B22C1/186—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 inorganic agents contaming ammonium or metal silicates, silica sols
- B22C1/188—Alkali metal silicates
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Description
RÜTGERSWERKE Aktiengesellschaft,'D-6000 Frankfurt
Pat-759-R
Patentan me !dung
15
15
Verfahren zur Herstellung von verlorenen Formen
Als kalthärtende Bindemittel für Formgrundstoffe für verlorene Formen werden vielfach wäßrige Lösungen von
Natrium- oder Kaliumsilikaten (Wasserglas) verwendet.
Die Härtung erfolgt meist durch Begasen mit Kohlendioxid
((^-Verfahren). Durch die chemische Reaktion des Silikats mit dem CO- erfolgt die Verfestigung. Die so
hergestellten Kerne haben 2 entscheidende Nachteile gegenüber nach warmhärtenden Verfahren gefertigten:
1.) Die hohe Hygroskopizität. Durch Feuchtigkeitsaufnahme
ist bereits nach kurzer Zeit ein wesentlicher Festigkeitsabfall zu verzeichnen, der sich bis zur Unbrauchbarkeit
der Formkörper fortsetzt.
-2-
130031/0077
2.) Der schlechte Zerfall nach dem Abgießen, besonders bei hohen Temperaturen (Stahlguß). Ursache, dafür ist das
Sintern des Silikats und Carbonats.
Um besonders den letztgenannten Nachteil zu verringern, werden bekanntlich seit langem zerfallsfordernde Zusätze, wie z.B.
Kohlenstaub, Holzmehl, Stärke, Zuckerderivate zugesetzt. Bekannt ist auch die Zugabe von Harnstoff-, Melamin-,
Phenol-, Furfurylalkohol- oder Furfuryl alkohol-Harnstoff-Formaldehyd-Kondensaten,
die ihrerseits mit weiteren harzartigen Stoffen wie Ketonformaldehydharzen, Kohlenwasserstoffharzen.
Kolophonium, Tallharzen u.a. modifiziert sein können, um die Zerfallsneigung zu unterstützen. Diese dem Stand
der Technik entsprechenden Zusätze sind jedoch unzureichend, vor allem, wenn diese Bindemittel zur Herstellung von kom-
^ liziert gestalteten und mit engen Durchgängen versehenen
Formen verwendet werden.
Eine andere Härtungsmethode wird bei dem "Ashland-Cold-Box-Verfahren"
verwendet. Dabei erfolgt der Aushärtungsvorgang ^ der als Bindemittel verwendeten Isocyanate durch Begasen
von Aminen. Diese Amine haben hygroskopische Eigenschaften und sind hochgiftig.
Da das Ami η teilweise unverändert aus dem Prozeß hervorgeht,
muß es abgeleitet oder vernichtet werden. Hier müssen die entsprechenden Sicherheitsvorschriften beachtet
werden, da diese leichtflüchtigen Amine im bestimmten
Verhältnis mit Luft explosive Gemische bilden und ferner ätzend auf Haut, Augen und Schleimhäute wirken. Eine
^ Cold-Box-Anlage zur automatischen Formfertigung ist, da
alle diese Sicherheitsvorschriften eingehalten werden müssen, sehr aufwendig und teuer.
-3-35
130031/0077
Da auch die so hergestellten Formen und Kerne bei Lagerung hygroskopisch sind und somit an Festigkeit verlieren, müssen
sie in den meisten Fällen geschlichtet oder in öfen vor Gebrauch
getrocknet werden.
Um diese Nachteile der derzeit gebräuchlichen kalthärtenden
Verfahren zur Herstellung von verlorenen Formen zu überwinden, war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein
entsprechendes umweltfreundliches Verfahren zu finden, mit
dem sich auch komplizierte Formen herstellen lassen, die nach dem Abgießen leicht zerfallen. Die so hergestellten
Formen sollen bei Lagerung feuchtigkeitsbeständig sein,
ohne einen Festigkeitsabfall zu zeigen.
Die Aufgabe wird gelöst durch Verfahren zur Herstellung
von verlorenen Formen aus Sand oder anderen Formgrundstoffen und durch Begasen mit Kohlendioxid härtbaren
Bindemitteln auf Basis von Alkalisilicaten und Phenol- oder Furanharzen sowie gegebenenfalls an sich bekannten
Zusatzstoffen wie Silanen, mehrwertigen Alkoholen
und Polysaccariden, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Formgrundstoff 0,3 - 3 Gewichtsprozent einer Bindemittelkomponente
I, bestehend aus Phenol- bzw. Furanharz und 0,1 - 1,5 Gew.-% eines Trockenstoffes, sowie
2-5 Gew.-% einer Bindemittelkompoente II, bestehend
aus Wasserglas und ggf. 0,2-3 Gew.-% Hydroxid eines Erdalkalimetalls oder des Lithiums, zumischt, in
Formen einbringt und in bekannter Weise härtet.
Es ist bekannt, die Festigkeit von Formkörpern zu ver-
bessern, indem man dem Formgrundstoff vor der Zugabe des wasserglashaltigen Bindemittels ein Kondensationsharz beimischt.
130031/0077
überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man sowohl eine
höhere Festigkeit als auch eine bessere Lagerfähigkeit der Formkörper erhält, wenn dem Kondensationsharz eine geringe
Menge eines Trockenstoffes zugefügt wird. Die Zugabe des Trockenstoffs bewirkt den weiteren, nicht vorhersehbaren
Effekt, daß der Zerfall der Formkörper nach dem Abgießen, speziell bei hohen Temperaturen, wesentlich verbessert
wird. Eine weitere Steigerung der Festigkeit der Formkörper wird erreicht, indem man dem Wasserglas Zusätze von Lithiumhydroxid
oder einem Erdalkalimetall hydroxid beifügt. Dadurch
wird die Feuchtigkeitsaufnahme der Formkörper sehr stark herabgesetzt, so daß auch die hohen Festigkeitswerte nach
mehreren Wochen Lagerung nicht abfallen.
Damit werden auf einfache Weise durch Zusetzen geringer Mengen nicht toxischer Stoffe zu den Bindemitteln die
Nachteile eines eingeführten Verfahrens überwunden. Dies hat den weiteren Vorteil, daß der Formenhersteller,
der bislang nach dem CO^-Verfahren gearbeitet hat, weder
umzulernen, noch einen Verfahrensschritt umzuändern braucht, und daß für die Einführung des neuen Verfahrens keine neuen
Investitionen notwendig sind.
Als Formgrundstoff wird bevorzugt Quarzsand verwendet. Es lassen sich jedoch auch die anderen gebräuchlichen
Formstoffe einsetzen, wie Chromit-, Zirkon- oder Olivinsand, Schamotte, Magnesit, Sillimanit oder
Korund.
Die Bindemittel komponente I besteht aus einem Kondensationsharz, dem 0,1 - 1,5 % eines Trockenstoffes zugegeben
sind. Desgleichen werden mitunter geringe Mengen (0,1 - 0,5 %
eines Aminosilans zugefügt.
-5-35
130031/0077
Als Kondensationsharze werden bevorzugt Phenol- oder Furanharze verwendet. Dabei zählt man zu den Furanharzen
sowohl die Furfuryl alkohol-Formaldehyd-Kondensate wie auch
die verschiedenen modifizierten Furanharze, wie z.B. Furfurylalkohol-Harnstoff-Formaldehyd-Kondensate, Furfuryl-
^ alkohol-Phenol-Formaldehyd-Kondensate oder Furfuryl alkohol-Keton-Formaldehyd-Kondensate,
die ihrerseits mit weiteren harzartigen Stoffen modifiziert sein können.
Unter Trockenstoff versteht man nach DIN 55901 in organischen Lösungsmitteln lösliche Metallseifen, wobei als Metalle
vornehmlich Co, Mn u. Pb in Betracht kommen, während als
organische Komponente meist Carbonsäurereste vorhanden sind, wie z.B. Naphthenate, Octoate, Linoleate, Resinate
oder Caprylate. Diese Trockenstoffe übertragen den Luftsauerstoff durch fortwährende Regenerierung, so daß man
lediglich geringe Mengen dieser Stoffe braucht.
Dieses Bindemittel wird mit dem Formgrundstoff gründlich
gemischt. Sodann werden 2-5 Gew.-% Bindemittel komponente II
zugegeben und gemischt.
Als Bindemittel komponente II dient eine wäßrige Lösung von Natrium- oder Kaliumsilicat, die unter der Bezeichnung
Wasserglas im Handel ist und in der gegebenenfalls
0,2 - 3 Gew.-% Lithiumhydroxid oder eines Hydroxids eines
Erdalkalimetalls gelöst wurden. Dieser Lösung können zusätzlich
noch als zerfallsfördernde Zusätze bekannte Stoffe wie Glycerin, Stärke, Zuckerderivate oder Cellulose beigegeben
werden.
30
30
-6-
130031/0077
Die durch gründliches Mischen des Formgrundstoffes mit
den beiden Bindemittel komponenten hergestellte Mischung wird in Formen eingebracht und durch Begasen mit Kohlendioxid
gehärtet. Im Gegensatz zu den bislang nach dem CO,,-Verfahren gehärteten Formen, deren Festigkeit bereits
nach mehrtätiger Lagerung beträchtlich abnimmt, nimmt
die Festigkeit der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formkörper im Laufe der Lagerzeit zu.
Trotzdem aber ist der Zerfall nach dem Abguß wesentlich verbessert.
Die folgenden Beispiele, in denen Bindemittel verschiedener Zusammensetzung sowie die Eigenschaften der damit hergestellten
Formkörper aufgeführt sind, dienen der Erläuterung der Erfindung:
Beispiel 1 Vergleichsbeispiel
Beispiel 2 Vergleichsbeispiel
Beispiel 3 Vergleichsbeispiel
Bindemittel bestehend aus:
100,0 Gew.-Teile Natriumsilikatlösung,
ca. 47%ig mit 50/52° Be, Verhältnis SiO2: Na2O = 2,2:1
Bindemittel bestehend aus: Komponente I: 50,0 Gew.-Teile Furanharz
Komponente II: 50,0 Gew.-Teile
Na-Silicat aus Beispiel 1
Bindemittel bestehend aus: Komponente I : 50,0 Gew.-Teile Furanharz
Komponente II: 49,5 Gew.-Teile Na-Silicat
aus Beispiel 1 0,5 Gew.-Teile Lithiumhydroxid 55%ig
-7-
30031/0077
Bindemittel bestehend aus:
Komponente I : 49,8 Gew.-Teile Furanharz
0,2 Gew.-Teile eines Gemisches aus Metallnaphthenaten
(Co 1,5 - Pb 22 - Mn 1,5) wie z.B. Siccatol-Mischtrockner
Komponente II: 50,0 Gew.Teile Na-Silicat
aus Beispiel 1
Bindemittel bestehend aus:
50 Gew.-% Komponente I aus Beispiel 4 50 Gew.-% Komponente II aus Beispiel 3
15
Bindemittel der Zusammensetzung wie in Beispiel 5 aufgeführt; in der Komponente II
wurde jedoch das Lithiumhydroxid durch Bariumhydroxid ersetzt.
20 25 30
Beispiel 7 Bindemittel der Zusammensetzung wie in
Beispiel 5 aufgeführt; in der Komponente I wurde jedoch das Gemisch aus Naphthenaten
durch ein reines Kobaltoctoat (z.B. Octa-Solingen-Kobalt)
ersetzt.
Mit den Bindemitteln der Vergleichsbeispiele 1 - 3 und der
Erfindungsbeispiele 4-7 wurden Formstoffmischungen hergestellt.
Es wurden 3 beziehungsweise 4 Gewichtsteile Bindemittel auf 100 Gewichtsteile Quarzsand (z.B. AFS 55)
eingesetzt. Im Falle der Beispiele 2-7 wurde der Sand erst 2 min. mit der Komponente I und anschließend mit der Komponente
II gemischt. Aus den Mischungen wurden zylindrische
35
-8-
130031/0077
Prüfkörper (50 χ 50 mm) gerammt. Die Kerne wurden durch Begasen mit CO2 während 6-1Os vorgehärtet. Gemessen
wurde die Scherfestigkeit nach 10 min. sowie 1, 5, 24, 48 und 72 Std.} die Feuchtigkeitsaufnahme nach 8 Wochen
und der Zerfall bei 500 und 10000C.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle
zusammengefaßt.
-9-35
1 30031/0077
Tabelle - Zusammenfassung der Prüfergebnisse
W | co |
O | O |
O | O |
2 | co |
ο | O |
Ψ | O |
Bindemittel | Dosierung | Scherfestigkeit in N/cm nach | 1 h | 5 h | 24 h | 48 h | 72 h | Zerfall | bei Feuchtigkeitsaufnahme | überschritten wurde. | r Kerne n. 8 Wochen |
auf 100 g | 18 | 34 | 28 | 18 | 15 | . d | in % | ||||
Sand 1 | O min. | 29 | 45 | 37 | 24 | 24 | 5000C | 0000C | 1,8 | ||
Beispiel 1 | 3 | 19 | 20 | 37 | 34 | 24 | 21 | 3 | 3-4 | ■ 1,6 | |
4 | 29 | 27 | 39 | 37 | 26 | 22 | 3 | 3-4 | 1,4 | ||
Beispiel 2 | 3 | 18 | 32 | 39 | 72 | 75 | 62 | 3 | 3 | 1.5 | |
4 | 26 | 32 | 42 | 83 | 88 | 63 | 3 | 3 | 0,5 | ||
Beispiel 3 | 3 | 24 | 34 | 55 | 91 | 99 | 105 | 2 | 3 | 0,5 | |
4 | 27 | 38 | 62 | 103 | > 105 | >105 | 2 | 3 | 0,6 | ||
Beispiel 4 | 3 | 27 | 35 | 52 | 95 | 98 | 101 | 1 | 1-2 | 0,5 | |
4 | 29 | 39 | 61 > | 105 | >105 | H 05 | 1 | 1-2 | 0,3 | ||
Beispiel 5 | 3 | 28 | 34 | 48 | 88 | 92 | 98 | 1 | 1 | 0,3 | |
4 | 28 | 35 | 56 | 99 | >105 | >105 | 1 | 1 | 0,4 | ||
Beispiel 6 | 3 | 27 | 33 | 45 | 88 | 93 | 99 | 1 | 1 | 0,4 | |
4 | 27 | 37 | 49 | 97 | 103 | 105 | 1 | 1 | 0 3 W | ||
Beispiel 7 | 3 | 23 | 1 | 1 | 0,3 ο | ||||||
4 | 25 | der Meß | Dereich | der Prüfmaschine | 1 | 1 | ro | ||||
χ | |||||||||||
Bemerkungen: | \.)> 105 bedeu | tet, daß | |||||||||
2.) Bc-" der Beurteilung des Zerfalls bedeutet:
1 = sehr gut, 2 = gut, 3 = schlecht,4 = sehr schlecht
Claims (3)
- ROTGERSWERKE Aktiengesellschaft,'D-6000 FrankfurtPat-759-R
Patentansprücheη/1/. Verfahren zur Herstellung von verlorenen Formen aus Sand oder anderen Formgrundstoffen und durch Begasen mit Kohlendioxid härtbaren Bindemitteln auf Basis von Alkalisilicaten und Phenol- oder Furanharzen sowie gegebenenfalls an sich bekannten Zusatzstoffen wie Silanen, mehrwertigen Alkoholen und Polysaccariden, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Formgrundstoff 0,3 - 3 Gewichtsprozent einer Bindemittel komponente I, bestehend aus Phenol- bzw. Furanharz und 0,1 - 1,5 Gew.-% eines Trockenstoffes, sowie 2-5 Gew.-% einer Bindemittel komponente II, bestehend aus Wasserglas, zumischt, in Formen einbringt und in bekannter Weise härtet. - 2. Verfahren zur Herstellung von verlorenen Formen nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Bindemittel komponente II 0,2 - 3 Gew.-% Hydroxid eines Erdalkalimetalls oder des Lithiums additiv enthält."2-130031/00771
- 3. Verwendung der verlorenen Formen nach Anspruchund 2 zur Herstellung von Gießerei formen und -kernen.130031/0077
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803002113 DE3002113A1 (de) | 1980-01-22 | 1980-01-22 | Verfahren zur herstellung von verlorenen formen |
DE8080200997T DE3062062D1 (en) | 1980-01-22 | 1980-10-21 | Process for producing lost moulds |
EP80200997A EP0032596B1 (de) | 1980-01-22 | 1980-10-21 | Verfahren zur Herstellung von verlorenen Formen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19803002113 DE3002113A1 (de) | 1980-01-22 | 1980-01-22 | Verfahren zur herstellung von verlorenen formen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3002113A1 true DE3002113A1 (de) | 1981-07-30 |
Family
ID=6092618
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19803002113 Withdrawn DE3002113A1 (de) | 1980-01-22 | 1980-01-22 | Verfahren zur herstellung von verlorenen formen |
DE8080200997T Expired DE3062062D1 (en) | 1980-01-22 | 1980-10-21 | Process for producing lost moulds |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE8080200997T Expired DE3062062D1 (en) | 1980-01-22 | 1980-10-21 | Process for producing lost moulds |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0032596B1 (de) |
DE (2) | DE3002113A1 (de) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1302716B (de) * | 1963-03-20 | 1970-10-22 | ||
US4196011A (en) * | 1976-07-28 | 1980-04-01 | Hitachi, Ltd. | Self-hardening water-soluble mold and process for producing the same |
DE2814357C2 (de) * | 1977-04-04 | 1984-05-24 | Hitachi, Ltd., Tokio/Tokyo | Bindemittel für CO↓2↓-härtbare Gußformen |
US4278581A (en) * | 1977-09-28 | 1981-07-14 | Hitachi, Ltd. | Mold binder material |
-
1980
- 1980-01-22 DE DE19803002113 patent/DE3002113A1/de not_active Withdrawn
- 1980-10-21 DE DE8080200997T patent/DE3062062D1/de not_active Expired
- 1980-10-21 EP EP80200997A patent/EP0032596B1/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0032596B1 (de) | 1983-02-16 |
EP0032596A1 (de) | 1981-07-29 |
DE3062062D1 (en) | 1983-03-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2651581B1 (de) | EMISSIONSARMES KALTHÄRTENDES BINDEMITTEL FÜR DIE GIEßEREIINDUSTRIE | |
DE2945653C2 (de) | Verfahren zur Herstellung von Gießereikernen oder -formen und Bindemittel für diesen Zweck | |
DE2615714A1 (de) | Formsandmassen fuer den metallguss | |
DE2809829A1 (de) | Giessereibindemittel | |
DE112009003561T5 (de) | Alkalische Phenol-Aldehyd-Resolharz-Bindemittelzusammensetzungen | |
DE10256953A1 (de) | Heißhärtendes Bindemittel auf Polyurethanbasis | |
DE1816197A1 (de) | Kaeltehaertende Kunstharz-Bindemittel und Verfahren zu ihrer Herstellung | |
DE2854547A1 (de) | Formsande | |
DE1508634A1 (de) | Bindemittel fuer selbsthaertende Giessformen | |
DE1252853B (de) | Bindemittel fuer Giessereisande | |
DE1595817A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von wasservertraeglichen Bindemitteln fuer Feststoffteilchen | |
DE2343312A1 (de) | Bindemittel fuer giessand | |
EP0032596B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von verlorenen Formen | |
DE2010532A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Fui>furylalkohol-Formaldehyd-Vorpolymerisaten und ihre Verwendung als Gießereiformstoff^ Bindemittel | |
EP1417060B1 (de) | Giessform und verfahren zu deren herstellung | |
DE3527086A1 (de) | Durch begasen haertbares bindemittel fuer giesserei-formstoffmischungen | |
DE3403583A1 (de) | Bindemittelgemisch zur verfestigung | |
DE3302330A1 (de) | Verfahren zur herstellung von giessereikernen und giessereiformen, hydrogelbindemittel fuer giessereiaggregate und hiermit hergestellte giessereikerne und giessereiformen | |
DE3049174C2 (de) | Kalthärtende Formmasse zur Vermeidung der Bildung von Blattrippen | |
DE874202C (de) | Form- und Kernsandbindemittel | |
DE2439395C3 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Gießform | |
DE2518485A1 (de) | Bindemittel fuer giesserei-form- und kernmassen und verfahren zu seiner herstellung | |
AT356894B (de) | Verfahren zur herstellung von modifizierten furfurylalkohol-formaldehydharzen | |
DE102016211970A1 (de) | Wässrige alkalische Bindemittelzusammensetzung zur Aushärtung mit Kohlendioxidgas sowie deren Verwendung, eine entsprechende Formstoffmischung zur Herstellung eines Gießereiformkörpers, ein entsprechender Gießereiformkörper sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Gießereiformkörpers | |
DE2413765C3 (de) | Formmasse für die Herstellung von Gießereiformen und -kernen |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |