TW404865B - Method for the manufacture of sand cores for metal casting processes - Google Patents

Description

本發明係有關-種金料造過財所使用型蕊之製法。 <i〇4_865 金屬鑄造過程中所使用型蕊之製法為屬習知。有—種方 法為胺基曱酸酯冷芯盒法（coldB〇xPr〇cess)，其係利用 胺類作為催化劑或固化劑，且其被描述於Giesserei 78 (1991)，第11冊，372至374頁十之一特刊文章中。於 此型蕊及壓模製造之已知方法中，係使用一種成形組成 物，其包含^種苄醚樹脂（鄰-酚可溶酚醛樹庳）和一種 異氰酸酯，且其係利用第三胺作為催化劑予以固化。由於 胺之催化效果在氣相中特別有利，所以利用沸點為約3〇c 之三甲胺（TMA)來進行試驗；且因此理由，亦可能利用 氣態胺，以一種相當簡單的方式來固化。第三胺之加速效 果係藉由在聚胺基甲醆酯反應期間，反應性過渡化合物之 形成而來，其可以下列的反應方程式來說明： -RN=C=0 + (CH3)3N — -R_N=C_〇 ㈠ 異氰酸醋 TMA NW(CH3)3 -R-N=C〈〇㈠ + 〇H-R.-〇H — -R-N(H)-C=0 + N(CH)

N(+)(CH3j3 、〇R_-OH 多元醇 聚辟基甲酸酯 當以此習知方法製造型蕊時，其缺點在於第三胺係以相 當超過所需之用量被送入射蕊機中。雖然已顯示第三胺的 使用，與其他胺類相較之下，可有利地降低所使用的胺量 約50% ;但第三胺的應用仍有相關的缺點。一個問題即 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ^ 1^------iT---------- 0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 404865 A7 ______B7 五、發明説明（2 ) 是由氣味所引起的末端污染，使得所用設備的各部份必須 為絕對防漏的。因此所有的管路系統必須以相當高的費用 予以隔離。 由Giesserei文章♦進一步可看出，不同胺類冬反應性 可由“遲緩”增加至“活潑的”，其順序為TEA、DMIA、 DMEA、TMA。TEA徐了他的不佳反應性外，亦有形成氣 懸體的缺點。 供鑄造輕金屬之成形材料所用的黏結劑被描述於DE-A-3017925，其對冷芯盒法之技術有詳細的討論。其中顯示， 例如三甲胺或三乙胺可被用作第三胺。於所述的方法中， 使用包含0..01至30體積％之第三胺的惰性氣流，如空氣、 二氧化碳或氮氣，為有利的。 在 G. Engel 之 ‘Offentiche Diskussion Cold-Box-Verfahren (公開討論冷芯盒法），Stuttgart, Giesserei 58 (1971)，No.9，6 May，第249-254頁中，對三乙胺之應 用有較詳細的描述。其揭示所使用三乙胺之量與型蕊之大 小有關。其並指出，理論上，吾人可使用少至由〇.〇1至〇:〇2 體積％之催化劑的用暈。惟在任何情況下，不應超過0.05 至0.1體積％的添加速率，因為過量是不利的，不僅會有 氣味的污染，也會導致型蕊品質的降低- 本發明的目的在於提供一種金屬鑄造過程中所使用型蕊 之製法，其可大為避免上述的缺點，同時提供一種可以相 當成本有效的方式來實施的方法。

根據本發明，提供一種金屬鑄造過程中所使用砂蕊之製I / -4- — __ 本紙張尺度適用中國國家橾準（CNS ) A4規格（210X297公釐） ' (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) i I.裝-------订-------線一 經濟部智慧財產局員工消资合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 .04865 五、發明説明（3 ) 法，其中氣態三甲胺被輸送通過配量裝置（3)的部分，然 後，以基於每型蕊所使用之砂量為基準，由〇 01至0.12 重量％之濃度，將其送入射芯機（4)中，於此處使其與砂 接觸，其中在氣態三甲胺被導入射芯機（4)之前，先導入 洗務氣，且其中對三甲胺之用量T而言，所用洗滌氣之用 量L為在T: L由1: 1〇〇〇至1: loooo之比例。 通常，被送入射芯機之砂已與苄醚樹脂和異氰酸酯混 r 合，使得型蕊之製造能根據胺基甲酸酯冷芯盒法之原理來 進行°可使用一般的氣體輸送設備，例如一種配量裝置， 其中二甲胺的用量可藉一控制鍵或藉一調節器予以適當地 調整》因此，此設備可包括幾個部分諸如輸送設備、配 量裝置、控制器等；或者它亦可被製成單一的單元。氣態 二甲胺係被導入通過配量裝置的—部分其不須流過所有 的部份。因此，對液態三甲胺而言，其先流過配量裝置的 數個部分，然後被轉變成氣相，並以氣體形式流經配量裝 置的其餘部分是可能的》令人驚訝地，現已發現當利用本 發明之方法時，可大為避免末端的氣味污染無需昂貪之 型在製造機器之零件的隔離材。此外，有利的是在所製 造型蕊之後續貯存期間並沒有氣味的污染。亦令人驚訝的 是，三甲胺可達到幾乎是化學計量上的轉琴，使得本發明 之方法的實施能符合成本效益，因為所使用的三甲胺為相 當低量的。 洗蘇氣的導人可在配量裝置之前或之後進行。有利的是 ，在射芯機中之砂係、同時為三甲胺和洗蘇氣所接觸，使得 —5 — ¥紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規^1丨〇χ297公筹]------- ^----^------=装.-------J (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) A7 B7 五、發明説明（4 ) 在生咖貯存朗能完全避免末端氣味的污染，因為型蕊在 其接觸三甲胺的同時即被洗㈣所洗蘇了。 於本發明之—較佳具體财，絲氣係直接被導入配量 裝置中。藉此方法，可減少導管或配管的量，此當型蕊製 造設備之安裝空間有限的時候尤其有利。 於本發明之一較佳具體例t，三f胺係以液體形式被供 應至構成配量裝置一部分<配量波紋管中之後其以氣體 形式被引導通過一測量、控制或調節單元（其亦構成配量 裝置的-部分）。三甲胺一般在商業上為以液趙形式被取 得。然而，在三乙胺於射芯機中與砂（其同樣已與苄醚樹 脂和異氛睃酯混合）接觸之前，先轉變成氣相是較有利的。 這可使二甲胺與砂有相當完全的均勻混合，且同時增加三 甲胺的反應性。令人驚舒地，已顯示出三f胺由液相至氣， 相的轉變可有利地藉由將三甲胺導入配量波紋管中來達成 。雖然在三甲胺由液相轉變至氣相期間，熱會由周圍被吸 收，但配量波紋管仍能較其他輸送設備有較好的運作。隨 後，氣態三甲胺通過一測量、控制或調節單元其能分配 將要使用之所需指定的三甲胺用量。此訊息藉由一電路直 接傳給配量波紋管，且於該處被轉變成配量波紋管衝程之 對應的調整值。特別有利的是，配量波紋管可採取相當簡 單的形式，因其可容易地被用於目前之型蕊製造設備中。 本發明將藉由於附隨圖式中之實例加以說明，其中： 圖一為根據本發明之金屬鑄造過程中所使用型蕊之製法 -6 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4规格（21〇><297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 404865 五、發明説明（5 ) =、=!Γ程圖’其中1表圓筒，2表導管，3表配 里裝置’ 4表射域’ 5表砂混合器，6表加 線圈，8表水浴，9表導管，1G表導管，U7表加熱 閥· 衣守e 11表導管，以及12表 圖二為本發明方法之另-具體例之簡化、示意的方法流程 圖’其中1表圓筒，3a表配量波紋管，3b表調科元，*表射 芯機，5表砂混合器，9表導管，10表導管，u表導管，12表 閥’ 13表閥’ 14表導管以及15表閥； 參考圖一，將已與苄醚樹脂及異氰酸酯混合之砂由砂混 合器（5)令取出，且藉導管（10)將其輸送至射芯機（4)中。二 圓筒⑴含有液態三f胺，藉助水浴(8)予以加溫。加熱係 由直接連到加熱裝置（6)的加熱線圈來完成。三甲胺由液 態至氣相的轉變係由熱的施加所引起的。使氣態三甲胺經 由導管（2)通入配量裝置（3)中。於配量裝置（3)中測量三 甲胺的量，且根據一給定之特定值將其調整至所需要的用 量。隨後使三f胺經由導管（9)進入射芯機（4)中，其濃度， 以每型蕊所.使用的砂重為基準，為〇.〇1至012重量％， 並於該處與砂接觸。 為避免因三甲胺的氣味而引起末端污染，使洗滌氣體經 由導管（11)及閥（12)進入導管（2)中，使得在三甲胺經由導 管（9)進入射芯機（4)期間，砂的空氣洗滌可同時在射芯機（4) 中進行。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

404865 a? B7 五、發明説明（6 ) 參考圖一，配量波紋管（3a)及測量、控制或調節單元一 起形成對應於圖二配量裝置的配量裝置。三曱胺係以 液體存在於圓筒（1)中。當閥（15)被關閉時液態三▼胺經 由開放閥（13)被引入配量波紋管（3a)，藉此使三甲胺被膨 脹且大部分被轉變成氣相。配量波紋管（3a)之衝程的調^ 值係藉由根據測量、控制或調節單元（3b)之一給定之特定 測量值之電路（14)所得到者。接著，當閥（13)關閉時，氣 態三甲胺經由已打開的閥（15)被引入測量、控制或調節單 元（3b)。洗滌空氣則藉導管（n)及閥（12)來添加。因為配 量波紋管（3a)及測量、控制或調節單元（3b)—起係相當於 圖一之配量裝置（3)，所以於圓二之具體例中，洗蘇空氣 的添加亦直接進入配量裝置中。 (請先閲讀背面之注意Ϋ項再填寫本頁) 訂-—-· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4规格（210X 297公釐）

Claims (1)

1. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 B8 404865__g__ 六、申請專利範圍 1. 一種金屬鑄造過程中所使用砂蕊之製法，其中氣態三甲 胺被輸送通過配量裝置（3)之部分，然後，以基於每型 蕊所使用之砂量為基準，由重量％之濃度， 將其導入射芯機（4)中，於此處使其與砂接觸，其中在 氣態三甲胺被導入射芯機（4)之前，先導入洗滌氣，且 其中對三甲胺之用量τ而言，所用洗滌氣之用量L為 Τ: L· 由 1: 1〇〇〇 至 10000 之比例。 2.根據申請專利範圍第】項之製法其中洗滌氣係直接被 導入配量裝置（3)中。 3-根據申請專利範圍第1或2項之製法其中三甲胺係以 液趙娘式被供應至構成配量裝置（3)一部分之配量波紋 管(3a)中’隨之以氣體形式被引導通過一亦構成配量裝 置（3)之一部分的測量、控制或調節單元（3b)。 9 本紙張尺度遶用中國國家標準（CNS)A4規格（2〗0 X 297公釐）