PT1513632E

PT1513632E - Material para machos de fundição

Info

Publication number: PT1513632E
Application number: PT03718779T
Authority: PT
Inventors: Alexander Schrey; Gotthard Wolf; Rolf Rietzscher
Original assignee: Fischer Ag Georg
Priority date: 2002-06-19
Filing date: 2003-04-19
Publication date: 2007-01-31
Also published as: US7645814B2; ES2268348T3; ATE338598T1; DK1513632T3; JP2005533656A; AU2003222830A1; US20050176845A1; AU2003222830B2; BR0308414B1; WO2004000484A1; RU2309813C2; JP4397040B2; CN1662319A; DE50304963D1; CA2484263A1; ZA200409842B; DE10227512A1; CA2484263C; CN1305599C; MXPA04009502A

Description

1 DESCRIÇÃO "MATERIAL PARA MACHOS DE FUNDIÇÃO" A presente invenção diz respeito a um processo para o fabrico de machos de fundição ou de moldes de fundição a partir de um material base para moldes e um aglutinante, e a machos de fundição ou moldes em conformidade com o processo de fabrico.

Os machos de fundição têm a função de formar cavidades na peça fundida ou contornos exteriores para zonas de retenção.

Esse tipo de macho de fundição é fabricado de forma conhecida em caixas de macho, com a ajuda de máquinas sopradoras de macho, em que a areia do molde com o aglutinante e, eventualmente, com aditivos é introduzida nas cavidades das caixas de macho mediante ar comprimido.

Como aglutinantes são usados, geralmente, resinas sintéticas liquidas ou aglutinantes inorgânicos. 2 A presente invenção refere-se a todos os processos de fabrico de moldes e machos orgânicos e inorgânicos, de preferência, ao processo de caixa fria de uretano e/ou ao processo de resol C02. São também possíveis processos físicos, por exemplo, o processo de ultra-sons. A fabricação do macho segundo o processo de caixa fria de uretano realiza-se em caixas de macho frias, sendo utilizados sistemas de aglutinantes orgânicos que solidificam mediante gás directamente na caixa de macho, por exemplo, através de aminas terciárias. A solidificação da mistura dos materiais para o molde (por exemplo, areia de quartzo, sistema de aglutinantes orgânicos, endurecedores) realiza-se depois da introdução do material do molde na caixa de macho fria, através de um catalisador gasoso ou através de uma amina terciária gasosa. A mistura dos vários componentes realiza-se antes disso em equipamentos especiais.

Uma vantagem deste processo de caixa fria de uretano 3 consiste, entre outros, no facto de ser conseguida uma elevada estabilidade dos machos ou moldes.

Outros processos, por exemplo, os chamados processos de resol C02, são processos de fabricação do macho em que a resina fenólica aicalinamente condensada é usada como aglutinante que então é sujeito ao dióxido de carbono para conseguir a solidificação.

Como também no processo de caixa fria de uretano, o material do molde baseia-se, geralmente, na matéria-prima para o molde, areia de quartzo.

Este processo distingue-se pelo facto de serem evitadas as "nervuras foliares" no processo de fundição.

Uma desvantagem deste processo de introdução de gás é a estabilidades menor, devido à erosão mais acentuada e à termoestabilidade insuficiente.

Os machos acabados podem ser revestidos por um isolante.

Trata-se de um material resistente ao fogo que pode apresentar a forma pulverulenta, líquida ou pastosa e cujo objectivo é a obtenção de um revestimento fino dos 4 machos de fundição. 0 isolante tem várias funções. Entre outras coisas, o isolante destina-se ao isolamento térmico e ao alisamento, além de impedir que o metal agarre na parede do molde e que se formem nervuras foliares, assegurando assim uma separação segura da peça fundida da parede do molde durante a desmoldagem.

Depois do processo de fundição da peça fundida acabada os machos de fundição são removidos da peça fundida.

Os machos de fundição são retirados, por exemplo, por aplicação de jacto, por vibração, sopro, batimento ou lavagem.

Da Patente Alemã N.° DE 195 25 307 Al é conhecido um macho de fundição para moldes de fundição. É proposto um macho de fundição para moldes de fundição fabricado a partir de um material seco que é consolidado com a ajuda de um aglutinante e que perde a sua forma sob o efeito de água. A Patente Alemã N.° DE 195 49 469 Al descreve um macho de 5 fundição para moldes de fundição fabricado a partir de areia para moldes, consolidada através de um aglutinante solúvel em água baseado em polifosfatos, em que o aglutinante é polifosfato de sódio em fases e em que se verifica uma proporção de mistura de 3 a 7 partes em peso do aglutinante e 0,5 a 2 partes em peso de água para 100 partes em peso de areia para o molde. A Patente Alemã N.° DE 199 14 586 AI publica um aglutinante à base de resina para a fabricação de areias de fundição destinadas à utilização no sector da fundição. A mistura de aglutinante para a fabricação da areia do macho é constituída por um componente individual (resina individual) ou por uma mistura de um ou vários componentes individuais (mistura de resinas! ! com aditivos. A presente invenção tem por objectivo criar um macho de fundição ou um molde do tipo acima indicado que, por um lado, apresenta uma estrutura porosa e, por outro, evita as desvantagens acima mencionadas.

Nomeadamente, pretende-se prescindir da aplicação do 6 isoiante.

Além disso, pretende-se evitar a desfavorável formação das nervuras foliares durante o processo de fundição.

De acordo com a invenção, este objectivo é atingido pelo facto de ao material para moldes e/ou ao aglutinante ser adicionado um material que forma poros.

Os machos fabricados segundo o processo conhecido de resol/dióxido de carbono mostram uma estrutura porosa típica quando analisados com a ajuda de um microscópio electrónico de varrimento.

Provou-se que esta estrutura porosa evita os defeitos de dilatação acima mencionados (nervuras foliares).

Durante a sua decomposição por agentes acidificantes ou sob o efeito de calor, os materiais que formam os poros libertam, por exemplo, dióxido de carbono que na mistura de materiais para moldes produz a desejada estrutura de poros finos.

Para a formação de estruturas de poros finos pode contribuir também a utilização de métodos físicos, por 7 exemplo, os métodos de ultra-sons. 0 material que forma poros não está limitado à formação de dióxido de carbono. É possível a utilização de qualquer aditivo que forma poros e que forma os poros desejados no macho de fundição ou no molde de fundição.

Seriam igualmente possíveis materiais que produzem azoto. A existência da estrutura porosa permite prescindir do tratamento seguinte que consiste na aplicação de um isolante ao macho de fundição, a fim de evitar os defeitos de dilatação.

Como materiais que formam poros são utilizados, de preferência, materiais que produzem dióxido de carbono como, por exemplo, carbonato de amoníaco, hidrogenocarbonato de amoníaco, carbonato de sódio e/ou hidrogenocarbonato de sódio.

Ficou demonstrado que o mais adequado é o hidrogenocarbonato de sódio.

De modo favorável, é adicionado ao material que forma o dióxido de carbono um agente acidificante e/ou calor. 0 dióxido de carbono é libertado, sobretudo, por um ambiente ácido ou pela adução de energia na forma de calor.

Para controlar a quantidade de dióxido de carbono que se vai libertando e/ou para determinar o momento de libertação do dióxido de carbono, é adicionado ao material que forma o dióxido de carbono um agente acidificante, por exemplo, tártaro.

De acordo com uma concepção preferencial do processo o aglutinante é constituído, numa proporção de 1:1, por um componente de resina fenólica e um componente de isocianato; ambos os componentes do aglutinante são adicionados ao material para moldes, ou simultaneamente ou sucessivamente, e a seguir misturados.

Vantajosamente, o material que forma os poros também pode ser adicionado à mistura do material que forma o molde ou o macho, simultaneamente ou a seguir, juntamente com o aglutinante. 9

Também é pensável que o material que forma o dióxido de carbono seja adicionado juntamente com um dos componentes do aglutinante.

Devido aos processos acima indicados, referentes ao fabrico de machos de fundição, estes apresentam uma estrutura de material porosa.

Pelo menos no macho de fundição são criadas zonas porosas que apresentam as vantagens desejadas durante o processo de fundição e durante a remoção dos machos de fundição da peça metálica fundida.

As vantagens técnicas essenciais são um processo de fundição mais simples e menos trabalhoso, em comparação com a situação actual da técnica, uma vez que devido è estrutura porosa fina e à resistência adequada dos machos de fundição é possível prescindir da aplicação do isolante. A seguir, é indicado um exemplo de execução particularmente vantajoso para a composição da mistura de areia de quartzo e aglutinante para o processo de fabricação em conformidade com a invenção. 10 100 partes em peso de areia de quartzo 0,6 partes em peso de resina (por exemplo, resina fenólica) 0,6 partes em peso de isocianato 0,7 5 partes em peso de um material que forma poros, por exemplo, hidrogenocarbonato de sódio

As partes em peso da resina e dc isocianato podem situar-se entre 0,5 e 1, conforme a resistência desejada dos machos de fundição.

Em regra, a resina e o isocianato são adicionados em quantidades iguais, isto é, numa proporção de 1:1. 0 material que forma poros é adicionado, normalmente, numa quantidade entre 0,5 e 1 parte em peso.

Para controlar a libertação do dióxido de carbono podem ser adicionadas à mistura, opcionalmente, 0,2 a 0,7 partes em peso de um agente acidificante, por exemplo, tártaro. A seguir, é descrito, a titulo de exemplo, o decurso típico do processo de fabricação de um macho de fundição. 11

Os vários passos no processo de caixa fria de uretano são os seguintes: * Pesagem da areia de quartzo ou dosagem volumétrica

Entrada da areia de quartzo numa misturadora descontinua

Dosagem dos componentes resina e isocianato com a ajuda de bombas de dosagem. A dosagem pode ser feita em paralelo ou sequencialmente A adição do material que forma os poros é feita sequencialmente, em paralelo com os dois componentes do aglutinante ou em paralelo com um dos componentes do aglutinante, adicionando, eventualmente, também o agente acidificante 0 tempo de mistura é de 10 a 120 segundos, conforme os requisitos desejados e o tipo de misturador

Processamento da mistura húmida na máquina sopradora de machos

Retirada dos machos

Tratamento térmico, por exemplo, a 200 °C, podendo o tratamento térmico ser variado, em função da aplicação

Introdução dos machos acabados no molde de areia para o processo de fundição propriamente dito 12 A FIG única mostra a estrutura porosa do material destinado médio dos a um macho de fundição, situando-se o tamanho poros entre os 100 nm e os 500 nm. LISBOA, 4 de DEZEMBRO de 2006

Claims

1 REIVINDICAÇÕES 1. Processo para o fabrico de machos de fundição ou moldes a partir de um material base para moldes e um aglutinante que contém uma resina fenólica e isocianato, caracterizado por ao material para moldes ser adicionado um material que forma poros.

2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por serem usados como materiais que formam poros carbonato de amónio, hidrogenocarbonato de amónio, carbonato de sódio e/ou hidrogenocarbonato de sódio ou outros sais de carbonato adequados.

3. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações 1 ou Z f caracterizado por ser adicionado ao material que forma poros, um agente acidificante para controlar a quantidade do dióxido de carbono a libertar e/ou para determinar o momento de libertação. 2

4. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações 1, 2 ou 3, caracterizado por o macho moldado ou o molde serem sujeitos a um tratamento térmico.

5. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações anteriores, caracterizado por o aglutinante ser constituído por um componente de resina fenólica e um componente de isocianato, numa proporção de 1:1, sendo os dois componentes do aglutinante adicionados em simultâneo à areia de quartzo e seguidamente misturados.

6. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado por o material que forma poros ser adicionado à mistura do material para o macho em simultâneo ou a seguir ao aglutinante.

7. Processo de acordo com pelo menos uma das reivindicações de 1 a 5, caracterizado por o material 3 que forma poros ser adicionado juntamente com um dos componentes ou com vários componentes do aglutinante. LISBOA, 4 de DEZEMBRO de 2006