NO126164B

NO126164B -

Info

Publication number: NO126164B
Application number: NO371868A
Authority: NO
Inventors: Abram Moiseevich Lyass; Pavel Afganasievich Borsuk; Lidia Dorofeevna Snulova; Anna Ivanovna Tsyruleva; Elena Vladimirovna Neifak; Radzhinald Alexeevich Korotkov
Original assignee: Tsniitmash
Priority date: 1968-09-20
Filing date: 1968-09-20
Publication date: 1973-01-02

Description

Fremgangsmåte til fremstilling av en fluid selvherdende blanding særlig for fremstilling av støpeformer og kjerner. Method for the production of a fluid self-hardening mixture, particularly for the production of molds and cores.

Foreliggende oppfinnelse vedrører fremstilling av fluide selvherdende blandinger for fremstilling av støpeformer og støpe-kjerner. The present invention relates to the production of fluid self-hardening mixtures for the production of molds and casting cores.

Det er tidligere kjent å fremstille en fluid selvherdende blanding som omfatter fyllstoffer, f.eks. kvartssand, et bindemiddel, f.eks. vannglass, komponenter for herding av blandingen f.eks. dikalsiumsilikat, vann og et skummiddel, f.eks. sulfonsyre. It is previously known to produce a fluid self-hardening mixture which comprises fillers, e.g. quartz sand, a binder, e.g. water glasses, components for hardening the mixture, e.g. dicalcium silicate, water and a foaming agent, e.g. sulfonic acid.

Skjønt fluide blandinger fremstilt således har viktige tek-nologiske, fordeler (fri fylling av kjerne-forkassen med blandingen uten å gjøre denne kompakt, selvherding av blandingen i fri luft, anvendelse av billige herdere) sikrer de ikke en rimelig lett fjernelse at kjernene fra støpeformen, spesielt når sistnevnte har en komplisert form. Although fluid mixtures produced in this way have important technological advantages (free filling of the core casing with the mixture without making it compact, self-hardening of the mixture in open air, use of cheap hardeners) they do not ensure a reasonably easy removal of the cores from the mold , especially when the latter has a complicated shape.

Videre har de foreslåtte blandinger en time etter herdingen en trykkfasthet på 1.5 til 3 kg/cm 2, og dette er ofte ikke tilstrekke-lig under lagring, transport og sammenstilling av kjernene. Under fremstilling av komplisert formede kjerner med fremspring blir sistnevnte ofte skilt fra kjernene under sammenstillingen. Furthermore, the proposed mixtures have a compressive strength of 1.5 to 3 kg/cm 2 one hour after curing, and this is often not sufficient during storage, transport and assembly of the cores. During the production of complex shaped cores with protrusions, the latter are often separated from the cores during assembly.

Det vil også bemerkes at blandingene fremstilt etter kjente metoder har en lang herdetid (40 til 50 minutter) og således bidrar til å øke varigheten av støpeprosessen betraktelig. Dette betyr at slike blandinger, er utjenlige for masseproduksjon av former og kjerner. It will also be noted that the mixtures prepared according to known methods have a long curing time (40 to 50 minutes) and thus help to increase the duration of the casting process considerably. This means that such mixtures are unsuitable for mass production of molds and cores.

Fra fransk patent nr. 1 441 044 er det kjent flytende selvherdende blandinger hvori det anvendes syntetiske harpikser slik som urea-formaldehyd, fenol-formaldehyd ol. I foreliggende fremgangsmåte anvendes det derimot en naturharpiks som gir produkter med høyere kom-presjonsstyrke og kortere herdetid. Det er videre funnet at natur-harpiksen øker den selvherdende blandings strømningsegenskaper og skumstabilitet, mens de tidligere benyttede syntetiske harpikser re-duserer disse egenskaper. From French patent no. 1 441 044, liquid self-hardening mixtures are known in which synthetic resins such as urea-formaldehyde, phenol-formaldehyde etc. are used. In the present method, on the other hand, a natural resin is used which gives products with higher compressive strength and a shorter curing time. It has also been found that the natural resin increases the self-hardening mixture's flow properties and foam stability, while the previously used synthetic resins reduce these properties.

Hensikten med oppfinnelsen er å komme frem til fluide selvherdende blandinger med høy trykkfasthet av blandingen i fast form, The purpose of the invention is to arrive at fluid self-hardening mixtures with high compressive strength of the mixture in solid form,

en kort herdingstid og lett fjernelse av kjernene fra støpegodset. a short curing time and easy removal of the cores from the casting.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebragt en fremgangsmåte til fremstilling av en fluid selvherdende blanding særlig for fremstilling av støpekjerner og støpeformer, omfattende et fyllstoff, særlig kvartssand, vannglass som bindemiddel, og til-setningsmidler som dikalsiumsilikat eller stoffer inneholdende dikalsiumsilikat for herding av blandingen, et skunmiddel valgt fra anioniske og ikke-ioniske overflateaktive midler samt harpiks og vann, kjennetegnet ved at det som harpiks anvendes abietinsyreharpiks. According to the present invention, there is thus provided a method for the production of a fluid self-hardening mixture, particularly for the production of casting cores and moulds, comprising a filler, in particular quartz sand, water glass as a binder, and additives such as dicalcium silicate or substances containing dicalcium silicate for hardening the mixture, a scouring agent selected from anionic and non-ionic surface-active agents as well as resin and water, characterized in that abietic acid resin is used as resin.

Abietinsyreharpiksen tilsettes hensiktsmessig til blandingen i mengder på 0.1 til 0.5 vektdeler. Abietinsyreharpiksen kan tilsettes i form av et forsåpningsprodukt (natriumabietat) fremstilt ved forsåpning med en alkalisk oppløsning med en konsentrasjon av 10 - 15 vektprosent i en mengde av 0.3 - 1.0 vektdeler. The abietic acid resin is conveniently added to the mixture in amounts of 0.1 to 0.5 parts by weight. The abietic acid resin can be added in the form of a saponification product (sodium abietate) produced by saponification with an alkaline solution with a concentration of 10 - 15 percent by weight in an amount of 0.3 - 1.0 parts by weight.

Følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen. The following examples illustrate the invention.

Eksempel 1 Example 1

Blandingen fremstilles av følgende komponenter (angitt i vektdeler) The mixture is made from the following components (indicated in parts by weight)

De tørre komponenter såsom kvartssand og dikalsiumsilikat The dry components such as quartz sand and dicalcium silicate

i form av pulverisert slagg fra ferrokrom-fremstillingen blandes i en blandemaskin i 1 til 2 minutter ved 30 - 40 omdr./minutt. Deretter omrøres de flytende komponenter i form av alkylarylsulfonat og vann 1 et kar og tilsettes blandemaskinen, og blandingen omrøres på ny i in the form of powdered slag from the ferrochrome production is mixed in a mixing machine for 1 to 2 minutes at 30 - 40 rpm. Then the liquid components in the form of alkylarylsulfonate and water are stirred in a vessel and added to the mixing machine, and the mixture is stirred again in

2 til 3 minutter til en frittflytende (skumaktig) tilstand. 2 to 3 minutes to a free-flowing (foamy) state.

Eksempel 2 Example 2

Blandingen fremstilles av følgende komponenter (angitt i vektdeler). The mixture is made from the following components (indicated in parts by weight).

De tørre bestanddeler såsom kvartssand og pulverisert ferro-kromslagg blandes i en blandemaskin i 1 til 2 minutter ved 30 - 60 omdr./min. Deretter røres de flytende komponenter, såsom bindemiddel, nemlig vannglass, et skummiddel av anionaktiv karakter i form av alkyl-arylsulf onat, vann og natriumabietat i et separat kar, og tilsettes blandemaskinen hvor komponentene blandes på ny i 2 til 3 minutter inn-til blandingen omdannes til en fritt-flytende (skumlignende) tilstand. På grunn av innføring av det skummiddel i mengder på 1/10 til 1/100 av en prosent av blandingens vekt, endres den fra pasta til frittflytende tilstand etter få minutters blanding. Deretter kan den flytende blanding helles i kjernekasse og på støpemodellene. The dry ingredients such as quartz sand and powdered ferro-chrome slag are mixed in a mixer for 1 to 2 minutes at 30 - 60 rpm. Then the liquid components, such as binder, namely water glass, a foaming agent of an anionic nature in the form of alkyl-aryl sulphonate, water and sodium abietate are stirred in a separate vessel, and added to the mixer where the components are mixed again for 2 to 3 minutes into the mixture is converted into a free-flowing (foam-like) state. Due to the introduction of the foaming agent in amounts of 1/10 to 1/100 of one percent of the weight of the mixture, it changes from a paste to a free-flowing state after a few minutes of mixing. The liquid mixture can then be poured into the core box and onto the casting models.

Abietinsyreharpiksen erholdes gjennom en ekstraksjon av granharpiks. Granharpiksen inneholder harpiksstoffer i mengder av 50 - 70 vektprosent og i enkelte tilfeller mer, tilsetningsstoffer i en mengde av 15 - 25 vektprosent og en fuktighet i mengder av 15 - 20%. The abietic acid resin is obtained through an extraction of spruce resin. The spruce resin contains resin substances in amounts of 50 - 70 percent by weight and in some cases more, additives in an amount of 15 - 25 percent by weight and a moisture in amounts of 15 - 20%.

Gjennom ekstraksjon med et aktivt oppløsningsmiddel, f.eks. etyl- eller butylalkohol eller en blanding av butylalkohol og bensin og gjennom en ekstra oksydasjon, f.eks. ved en blåsing med varmluft, oppnår man en hard, sprø harpiks som kalles en abietinsyreharpiks. Abietinsyreharpiks inneholder harpikssyrer i en mengde av 70 vektpro- Through extraction with an active solvent, e.g. ethyl or butyl alcohol or a mixture of butyl alcohol and petrol and through an additional oxidation, e.g. by blowing with hot air, a hard, brittle resin is obtained which is called an abietic acid resin. Abietic acid resin contains resin acids in an amount of 70% by weight

sent eller. mer. late or. more.

Ved forsåpning av abietinsyreharpiksen med alkali* f.eks. natriumhydroksyd, oppnås natriumabietat. When saponifying the abietic acid resin with alkali*, e.g. sodium hydroxide, sodium abietate is obtained.

Prøver har vist at innføring av abietinsyreharpiks og nat-riumab ietat i blandingen hjelper til med å øke dens styrke så meget som 2-2.5 ganger (en trykkfasthet målt på prøver er 6 - 8 kg/cm p en time etter fremstillingen av blandingen), sammenlignet med styrken av de flytende blandinger uten ovennevnte tilsetninger. Videre er herdingen av blandingen påskyndet 1.5-2 ganger (10 til 20 minutter) mens utbanking av kjernene er lettet med 20 til 30 %. Tests have shown that the introduction of abietic acid resin and sodium abietate into the mixture helps to increase its strength as much as 2-2.5 times (a compressive strength measured on samples is 6 - 8 kg/cm p one hour after the preparation of the mixture), compared to the strength of the liquid mixtures without the above additives. Furthermore, the hardening of the mixture is accelerated 1.5-2 times (10 to 20 minutes) while the knocking out of the cores is facilitated by 20 to 30%.

Det er blitt konstatert, at på grunn av nedsettelse av sprø- It has been established that due to the reduction of

het av den herdede blanding, er bruddet av kjerner og fremspringende deler redusert med så meget som 50 %. hot of the hardened mixture, the breakage of cores and protruding parts is reduced by as much as 50%.

De herdede kjerner og former trenger ikke varmeherding og The hardened cores and molds do not need heat hardening and

kan fylles med smeltet metall like etter deres fremstilling. can be filled with molten metal soon after their manufacture.

Kjerner og former av de ovenfor beskrevne blandinger kan anvendes til fremstilling av støpegods, stål, jern og ikke-jernholdige. legeringer. Det er også funnet at ved støping av ikke-jernlegeringer vil tilsetninger av abietinsyreharpiks eller natriumabietat til blandingen hjelpe til å fremstille støp med glatt overflate. Cores and molds of the above-described mixtures can be used for the production of castings, steel, ferrous and non-ferrous. alloys. It has also been found that when casting non-ferrous alloys, additions of abietic acid resin or sodium abietate to the mixture will help to produce smooth surface castings.

I andre tilfelle kan anvendelse av vandig oppløsning av kaliumsilikat anvendes som bindemiddel. In other cases, the use of an aqueous solution of potassium silicate can be used as a binder.

Claims

1. Method for the production of a fluid self-hardening mixture, in particular for the production of casting cores and moulds, comprising a filler, in particular quartz sand, water glass as a binder, and

additive agents such as dicalcium silicate or substances containing dicalcium silicate for curing the mixture, a foaming agent chosen from anionic and non-ionic surfactants as well as resin and water, characterized in that abietic acid resin is used as resin.

2. Method as stated in claim 1, characterized in that abietic acid resin is added in quantities of 0.1 - 0.5 parts by weight in said mixture.

3. Method as stated in claim 1, characterized in that abietic acid resin of 10 - 15% concentration and in the form of a solution of the saponification product of the resin with alkali (sodium abietate) and in an amount of 0.3 - 1.0 parts by weight is added to the mixture.