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DE2331159A1 - Verfahren zur herstellung von gussformen und gusskernen sowie verfahrensgemaess hergestellte erzeugnisse - Google Patents

Verfahren zur herstellung von gussformen und gusskernen sowie verfahrensgemaess hergestellte erzeugnisse

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Publication number
DE2331159A1
DE2331159A1 DE19732331159 DE2331159A DE2331159A1 DE 2331159 A1 DE2331159 A1 DE 2331159A1 DE 19732331159 DE19732331159 DE 19732331159 DE 2331159 A DE2331159 A DE 2331159A DE 2331159 A1 DE2331159 A1 DE 2331159A1
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DE
Germany
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mixture
casting
box
reactant
atmosphere
Prior art date
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Ceased
Application number
DE19732331159
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English (en)
Inventor
Auf Nichtnennung Antrag
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AUTOMATISME ET TECH ARCUEIL
Original Assignee
AUTOMATISME ET TECH ARCUEIL
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Publication date
Application filed by AUTOMATISME ET TECH ARCUEIL filed Critical AUTOMATISME ET TECH ARCUEIL
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Ceased legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C5/00Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose
    • B22C5/04Machines or devices specially designed for dressing or handling the mould material so far as specially adapted for that purpose by grinding, blending, mixing, kneading, or stirring
    • B22C5/0409Blending, mixing, kneading or stirring; Methods therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22C1/00Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
    • B22C1/16Compositions 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
    • B22C1/20Compositions 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
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22CFOUNDRY MOULDING
    • B22C23/00Tools; Devices not mentioned before for moulding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mold Materials And Core Materials (AREA)

Description

Dr.-i. Dipi,Phy8. OSKAR KÖNIG Patoni&n-.valt
Deutsche Bank AG F-..·
Kon"o Nr. 6:ί OC 3<
TplefOP: (0711) 62 85 Gl ' ., „
'irWramm· Koerufpnt 7000 STUTTGART-I. Klüpfels.raße G Postscheck S.gt.64. ,-
p Poatfach 51
3335
AUTOMATISME & TECHNIQUE Arcueil (VaI de Marne) Frankreich
Verfahren zur Herstellung von Gußformen und Gußkernen sowie verfahrensgemäß hergestellte Erzeugnisse.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Gußkernen und Gußformen sowie auf nach diesem Verfahren hergestellte Formen und Kerne.
Es sind bereits verschiedene Herstellungsverfahren für Gußformen und Gußkerne· bekannt. Bei diesen Verfahren sind zwei Kategorien zu unterscheiden: die sogenannten "Karmkasten"-
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Verfahren und die sogenannten "Kaltkasteri-Verfahren .
Was die "Warmkasten"-Verfahren betrifft, so handelt es sich insbesondere um das "Hot Box"-Verfahren, bei welchem eine Mischung aus Sand und einem flüssigen duroplastischen Harz sowie ein Härtungsmittel verwendet wird. Unter der Einwirkung von Wärme (Behandlung bei einer Temperatur von 100 bis 300° C während einer gewissen Zeitdauer) wird die Härtung des Kerns oder der Form erzielt.
Ein anderes "Warmkasten"-Verfahren ist das als "Croning" oder "Shell Molding" bezeichnete Verfahren.
Nach diesem Verfahren wird der Sand vorher mit einem "Novclak"-Harz und einem Vernetzungsmittel (Härtemittel), wie Hexamethylentetramin, umhüllt (vermischt). Unter der Einwirkung einer Wärmebehandlung bei 200 - 300° C wird die Mischung während einer gewissen Zeitdauer gehärtet.
Die hauptsächlichen Nachteile dieser "Warmkasten"-Verfahren bestehen einerseits im erforderlichen Wärmeaufwand/ um die Temperatur des Kastens während einer gewissen Zeit auf die obengenannten Werte zu bringen und andererseits in den daraus sich ergebenden Schwierigkeiten für die Handhabung der Kästen.
Unter den "Kaltkasten"-Verfahren ist seit langem das sog. "Silikat-CO2"-Verfahren bekannt. Nach diesem Verfahren mischt man den Formsand mit einem Silikat und härtet den Kern in der Weise, daß man durch das Sand-Silikat-Gemisch Kohlendioxyd leitet, das die Härtung des Bindemittels bewirkt und die Form des herzustellenden Erzeugnisses fixiert.
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Ein anderes "Kaltkasten"-Verfahren ist das sogenannte "ASHLAND"-Verfahren. Die zu formende Mischung besteht im wesentlichen aus Formsand, dem ein Harz beigegeben wird, das unter dem Einfluß eines Katalysators wie beispielsweise Triäthylamin oder Dimethyläthylamin, polymerisierbar ist. Wenn die Mischung in den Formungshohlraum eingebracht wurde, leitet, man in dieselbe ein Gas, wie beispielsweise Kohlensäureanhydrid mit Beigabe eines Katalysators ein, wodurch eine rasche Härtung des der Mischung beigegebenen polymerisierbaren Harzes hervorgerufen wird.
Dieses Verfahren bietet zahlreiche Vorteile (keine Temperaturerhöhung, Möglichkeit hoher Produktionsleistungen), weist jedoch ebenfalls ernsthafte Nachteile auf, weil die verwendeten Katalysatoren einen unangenehmen Geruch und sogar eine gewisse Giftigkeit haben, wodurch man gezwungen wird, Vorkehrungen zu treffen, um zu vermeiden, daß sich das Härtungsgas in der Atmosphäre ausbreitet, ferner auch deswegen, weil Fonnvorrichtungen vorgesehen werden müssen, die eine gute Verteilung des Härtungsgases gewährleisten, wodurch die Konstruktion dieser Vorrichtungen kompliziert wird. . . . . "
Schließlich sind bei den "Kaltkasten"-Verfahren auch sog. "Selbsthärtungs"-Verfahren bekannt. Diese Verfahren bestehen darin, daß dem Formsand ein Bindemittel, im allgemeinen ein Kunstharz, sowie ein Reaktionsmittel, welches durch ein* fachen Kontakt die Härtung des Bindemittels hervorruft, bei» gemischt wird.
Diese HSelbsthärtungs"-Ver£*hren werden entweder ftle "Verfahren »it langsame» Abbinden" bezeichnet, wenn die Art
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des verwendeten Bindemittels und die Art oder Konzentration des Peaktionsmittels dazu führen, daß die Härtung langsam erfolgt, oder sie werden als "Verfahren mit raschem Abbinden" bezeichnet, wenn die Wahl des Bindemittels sowie die Wahl des Reaktionsmittels zu einem raschen Härten führen.
Die Verfahren mit "langsamem Abbinden" sind allerdings nur bei sehr großen Teilen anwendbar, bei denen keine hohen Produktionsausstöße in Betracht zu ziehen sind.
Die Verfahren mit "raschem Abbinden" können dagegen bei kleinen Teilen angewandt werden, bei denen hohe Produktionsausstöße verlangt werden, jedoch ist leider die Lebensdauer der vorbereiteten Mischung außerordentlich kurz (einige Sekunden) und damit ist die Gefahr einer vorzeitigen Härtung in den Kernbildungseinrichtungen und die Notwendigkeit der vollständigen Leerung des Kernkastens nach jedem Füllvorgar.g verbunden. Durch diese Bedingungen werden die Anwendungsmöglichkeiten der "Selbsthärtungs"-Verfahren mit raschem Abbinden beträchtlich eingeschränkt.
Die Erfindung hat den Zweck, diesen Nachteilen der bekannten Verfahren abzuhelfen und insbesondere ein "Kaltkasten"-Verfahren mit rascher Selbsthärtung zu schaffen, bei welchem die Lebensdauer der Mischung im Vergleich zu den bekannten Verfahren beträchtlich erhöht wird, so daß diese Lebensdauer für eine industrielle Serienproduktion geeignet ist und die Herstellung von Kernen und Formen ermöglicht, gleichgültig wie kompliziert ihre Form ist und welche Anzahl von Kernen oder Formen sich in demselben Kasten befindet, wobei dieses Verfahren außerdem alle Vorteile der "Selbsthärtungs"-Verfahren gegenüber den "Warmkasten"-Verfahren oder Härtungsgas-Verfahren beibehält.
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Zu diesem Zweck bezieht sich die Erfindung auf ein Herstellungsverfahren für Gußkerne und Gußformen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine Mischung aus Formsand, Bindemittel und Reaktionsmittel bei niedriger Temperatur herstellt und die Mischung unter dieser Bedingung der niedrigen Temperatur bis zu ihrem Einbringen in den Kasten hält und dann diese Teirperaturbeeinflussung der Mischung nicht länger anwendet.
Erfindungsgemäß ist es besonders zweckmäßig, das Verfahren so zu treffen, daß man eine Mischung aus Formsand, Bindemittel und einem Reaktionsmittel bei niedriger Temperatur und unter kontrollierter Atmosphäre durchführt und daß man diese Mischung unter diesen Bedingungen der niedrigen Temperatur und kontrollierter Atmosphäre bis zu ihrer Einbringung in den Kasten hält, dann die Kühlung (Klimatisierung) und Kontrolle der Atmosphäre wegläßt und eventuell die Temperatur mäßig erhöht.
Es kann in vielen Fällen zweckmäßig sein, die in den Kasten eingebrachte Mischung Temperaturen auszusetzen, die mäßig über normalen Raumtemperaturen liegen.
Die Temperaturerhöhung, die man nach der Einbringung der Mischung in den Kasten vornimmt, hat den Zweck, die Zeit für das Abbinden der Mischung zu verringern. Diese Temperaturerhöhung wird daher nur dann angewandt, wenn sie erforderlich ist, um die verlangte Produktionsleistung zu gewährleisten und sie ist im allgemeinen nur gering.
Die Kontrolle der Atmosphäre kann zweckmäßig im allgemeinen im wesentlichen darin bestehen, die Oxydationsmöglichkeiten der Mischung zu beseitigen.
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Die Herstellung der Mischung und die Beibehaltung ihrer niedrigen Temperatur unter kontrollierter Atmosphäre können auf verschiedene Weise erzielt werden. Man kann beispielsweise zweckmäßig Klimatisierungseinrichtungen bzw. Kühlungseinrichtungen verwenden und in die klimatisierte bzw. gekühlte Umschließung ein Inertgas einbringen. Gleicherweise kann man in die Mischungsvorbereitungs- und -lagerungsuinschließung eine gewisse Menge Trockeneis einbringen, wobei gleichzeitig die beiden gewünschten Wirkungen, nämlich Kälte und kontrollierte Atmosphäre herbeigeführt werden.
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann die Vorbereitur.es- und Lagerungstemperatur der Mischung zweckmäßig in der Größenordnung von 4 - 5° C sein.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Bindemittel ein Kunstharz, vorzugsweise ein Phenoplast, Aminoplast, Polyester, Puranharz oder eine Mischung derartiger Harze,
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Reaktionsmittel ein Härtemittel (Härter) sein. Dieses Härtemittel kann vorzugsweise eine Verbindung sein, die eine saure organische oder mineralische oder organo-mineralische Funktion
Nachstehend einige Beispiele solcher Verbindungen:
Beispiel eines Härters mit saurer organischer Funktion; Paratoluolsulfonsäure
Beispiele von Verbindungen mit saurer mineralischer Funktion: Phosphorsäure;
ein Salz, ζ. B. Ammoniumchlorid, das geeignet ist, eine Säure in Freiheit zu setzen.
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Beispiel eines Härters mit saurer organo-mineralischer
Funktion:
eine Kombination oder ein Komplex einer organischen Säure und eines Mineralsalzes, beispielsweise eine organische Säure und ein Mineralsalz gemäß den vorangehenden Beispielen.
Bei einer bevorzugten Aus füh rungs form der Erfindung wijd als Reaktionsmittel ein Katalysator, vorzugsweise ein Amin verwendet.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand von Mischungsbeispielen veranschaulicht, die sich zur Verwirklichung des Verfahrens eignen:
1. Beispiel
Man mischt Formsand mit einem Bindemittel in Form eines Kunstharzes, vorzugsweise eines Phenoplastens, Aminoplastes, Polyesters, Furanharzes oder einer Verbindung dieser Harze. Man gibt ein Härtemittel mit saurer organo-mineralischer Funktion bei.
Die Herstellung der Mischung und ihre Lagerung bis zum Augen-Dlick ihrer Verwendung erfolgen bei einer Temperatur von unt^r 5° C und unter neutraler Atmosphäre, beispielsweise unter einer Stickstoffatmosphäre.
Die Mischung wird in einen Kernkasten eingebracht, dessen Temperatur auf ca. 45° C gehalten wird.
Eine Minute nach derEinbringung der Mischung in den Kasten kann der Kern aus der Form entnommen werden und er weist die gewünschten Härte- und Haltbarkeltsmerkmale auf.
Pie verwendete Mischung kann sich wie folgt zusammensetzen: 100 Gew.Teile weißer Siliziumsand; 0,8 bis 3 Gew.Teile Bindemittel; [Iärtemittel eines Gewichtes, das 5 bis 30 Gew.Prozente des Gewichts des Bindemittels ^eträct.
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BAD ORIGINAL
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2. Beispiel
Man mischt Formsand mit einem Bindemittel in Form eines Kunstharzes und gibt ein P.eaktions- oder Vernetzungsmittel bei, beispielsweise ein Polyisocyanat, sowie einen Katalysator, beispielsweise ein tertiäres Amin.
Während ihrer Herstellung und Lagerung wird die Mischung auf einer Temperatur von weniger als 5° Γ und unter inerter Atmosphäre gehalten, hierauf wird sie in einen Kernkasten gebracht, dessen Temperatur in der Größenordnung von 45° C liegt. Die gewünschte Härtung ist 3 Minuten nach dem Füllen des Kastens erreicht.
Die Mischung kann folgende Zusammensetzung haben: 100 Gew.Teile weißer Siliziumsand;
0,4 bis 1,5 Gew.Teile Bindemittel;
0,4 bis 1,8 Gew.Teile Reaktionsmittel; Katalysator (Amin) im Gaszustand in der für die Härtung erforderlichen Menge.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Äusführungsbeispiele begrenzt, da man sich anderer Ausführungsarten und -formen bedienen kann, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen
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BAD ORIGINAL

Claims (12)

- 9 - Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von Gußkernen und Gußformen, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Mischung aus Formsand, Bindemittel und Reaktionsmittel bei niedriger Temperatur herstellt und die Mischung unter dieser Bedingung der niedrigen Temperatur bis zu ihrem Einbringen in den Kasten hält und dann diese Temperaturbeeinflussung der Mischung nicht länger anwendet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß rr.ar. die Herstellung der Mischung unter kontrollierter Atmosphäre durchführt und die Mischung unter dieser Bedingung der kontrollierten Atmosphäre bis zu ihrer Einbringung in den Kasten hält und dann die Kontrolle der Atmosphäre wegläßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man nach Einbringung der Mischung in den Kasten die
Mischung mäßig über normalen Raumtemperaturen liegenden Temperaturwerten aussetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die kontrollierte Atmosphäre eine nichtoxydierende Atmosphäre ist.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mischung während ihrer Herstellung und Lagerung auf einer Temperatur unter 5° C hält.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Bindemittel Mittel auf Kunstharzbasis, vorzugsweise Phenoplaste, Aminoplaste, Polyester, Furanharze, verwendet werden.
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BAD ORIGINAL
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel ein Härtemittel (Härter) ist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Härtemittel eine Verbindung mit einer sauren Funktion ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsinittel ein Katalysator ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Katalysator ein Amin ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, daß das Reaktionsmittel ein Vernetzungsmittel ist,
12. Gußformen und Gußkerne, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 11.
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DE19732331159 1972-06-29 1973-06-19 Verfahren zur herstellung von gussformen und gusskernen sowie verfahrensgemaess hergestellte erzeugnisse Ceased DE2331159A1 (de)

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DE2331159A1 true DE2331159A1 (de) 1974-01-17

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WO2016042378A1 (de) * 2014-09-19 2016-03-24 Tenedora Nemak, S.A. De C.V. Verfahren zum herstellen eines formstoffes für giesskerne

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JPS5480234A (en) * 1977-12-09 1979-06-26 Nissan Motor Resin composition for binding cast sand particles
JPS55165252A (en) * 1979-06-09 1980-12-23 Nissan Motor Co Ltd Resin composition for binding molding sand particle

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