CH520535A - Verfahren zur Herstellung von flüssigen selbsterhärtenden Massen zur Anfertigung von Giesskernen und Giessformen - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung von flüssigen selbsterhärtenden Massen zur Anfertigung von Giesskernen und Giessformen
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von flüssigen selbsterhärtenden Massen zur Anfertigung von Giesskernen und -formen.



   Im Giessereiwesen ist ein Verfahren zur Herstellung von Formmassen aus Quarzsand, Talk, Asbest, Stuckgips, Schaumbildner in Form einer wässrigen Lösung von Alkylsulfonaten und Wasser bekannt.



   Der Schaumbildner wird der Mischung zur Erzielung einer erhöhten Gasdurchlässigkeit der Masse zugesetzt. Da diese Masse im wesentlichen aus Gips besteht, muss eine bedeutende Menge von Wasser zugegeben werden, damit die vollständige Hydratation von Gips und der Übergang der Mischung in den flüssigen Zustand zum Eingiessen in die Kernkästen und Formen gewährleistet wird. Die überschüssige Feuchtigkeit wird durch Wärmetrocknung entfernt, um das sogenannte  Metallsieden  und die dadurch entstehenden Fehler in den Giesslingen zu vermeiden (Brit. Patentschrift Nr.   696 169    der Firma  Aluminium Company of America , USA).



   Darüber hinaus sind flüssige selbsterhärtende Massen bekannt, die Füllstoff, flüssiges Wasserglas als Bindemittel, Schaumbildner und Zusatzmittel, wie Kalziumdisilikate, enthalten, die das selbsttätige Erhärten der Masse an der Luft bewirken (französische Patentschrift Nr.   1 342529,    A. M. Ljass und P. A. Borsuk).



   Die letzteren Massen, die flüssiges Wasserglas enthalten, besitzen neben ihren Vorteilen (Eingiessen der Masse in die Kernkästen und Modelle und Erhärtung an der Luft) eine ungenügende Festigkeit bei hohen Temperaturen. Ferner lassen sich diese Massen nach dem Ausgiessen mit Metall verhältnismässig schwer herausschlagen.



   Für die Herstellung der flüssigen selbsterhärtenden Masse hat man auch Materialien verwendet, die Salze der Ligninsulfonsäuren als Bindemittel und Verbindungen des sechswertigen Chroms als Härter enthalten.



   Dadurch wurde es möglich, andere selbsterhärtende Massen zu erhalten, die mit genügender Genauigkeit die Form der Giesshilfsteile wiedergeben sowie eine befriedigende Ausschlagbarkeit aus den Formkästen aufweisen.



   Jedoch blieb das Problem der Festigkeitserhöhung der Masse im erhärteten Zustand nach wie vor ungelöst, was deren Verwendung für die Herstellung komplizierter Kerne und Formen erschwerte. Ausserdem waren die Kosten der Masse zu hoch, da der Härter, d. h. die Verbindungen des sechswertigen Chroms, ein teures Produkt ist.



   Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt, ein Verfahren zur Herstellung von flüssigen selbsterhärtenden Massen zu entwickeln, die es möglich machen, eine Mischung herzustellen, die eine erhöhte Festigkeit im harten Zustand und Feuerfestigkeit aufweist, die zur Anfertigung von Gussstücken aus verschiedenen Legierungen geeignet ist, keiner Wärmetrocknung bedarf und sich leicht herausschlagen lässt unter Verwendung von billigen, leicht lieferbaren mineralischen Bindemitteln.



   Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung- von flüssigen selbsterhärtenden Massen zur Anfertigung von Giesskernen und -formen aus einem Füllstoff, Gips als mineralischem Bindemittel, einem Schaumbildner und Wasser. Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zu der Masse Salze der Ligninsulfonsäuren und/oder deren Wärmepolymerisate als Zusatz zugegeben werden, um die Festigkeit der Masse zu steigern.



   Vorzugsweise werden die Salze der Ligninsulfonsäure und/oder deren Wärmepolymerisate in einer Menge von 0,1 bis 2,0 Gew.%, bezogen auf die Masse, zugegeben.  



   In die erwähnte Mischung kann auch Zement, vorzugsweise in einer Menge von 0,2 bis 1,0 Gew.%, bezogen auf die Masse, gegeben werden.



   Die vorliegende Erfindung wird nachstehend durch die Beispiele näher erläutert.



   Beispiel 1
Zusammensetzung der Masse in Gewichtsteilen:
Füllstoff: Quarzsand 85,0
Mineralisches Bindemittel: a-Gips-Hemihydrat 15,0
Salze der Ligninsulfonsäuren ent haltendes Sulfitalkoholdestillat 0,2
Schaumbildner DS-RAS (Handels bezeichnung für  Detergent sowjetisches raffiniertes Alkyl    arylsulfonat > )    0,15
Wasser 6,0
Die Masse wird wie folgt hergestellt: Die trockenen Materialien, wie Quarzsand und Gips, mischt man 1-2 Minuten lang und gibt dann zu diesen eine vorher zubereitete flüssige Komposition hinzu, die den Schaumbildner, Na-Alkylarylsulfonat, Salze der Ligninsulfonsäuren, d. h. ein sulfitalkoholisches Destillat und Wasser, enthält. Das Durchmischen wird während 2-3 Minuten bis zum Übergang der Masse in den dünnflüssigen Zustand fortgesetzt, wonach die Masse gebrauchsfähig ist.



   Untersuchungen ergaben, dass die flüssigen selbsterhärtenden Massen, die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wurden, folgende Kennwerte aufweisen:
Druckfestigkeit der erhärteten Probe nach 1 Stunde Härtungszeit: 1,5 bis 2,0   kp/cm2;    Druckfestigkeit der Probe nach 24 Stunden Härtungszeit: 7-9 kp/cm2.



   Beispiel 2
Zusammensetzung der Masse in Gewichtsteilen:
Füllstoff: Quarzsand 87,5
Mineralisches Bindemittel: a-Gips-Hemihydrat 12,0
Salze der Ligninsulfonsäuren ent haltendes sulfitalkoholisches
Destillat 0,15
Portlandzement 0,5
Schaumbildner DS-RAS (Handels bezeichnung für   Detergent sowjetisches   raffiniertes       Alkylarylsulfonat > )    0,1
Wasser 5,0
Bei dieser Zusammensetzung erhält man ein Gemisch mit folgenden Kennwerten: Druckfestigkeit der Probe: nach 1 Stunde Härtungszeit 2,5-4   kp/cm2    nach 24 Stunden Härtungszeit   10c12      kp/cm2   
Eine gleichzeitige Zugabe von Salzen der Ligninsulfonsäuren und von Portlandzement bewirkt eine schnellere Festigkeitserhöhung.



   Die nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten flüssigen selbsterhärtenden Massen weisen nach ihrer Erhärtung eine hohe Gasdurchlässigkeit (200-300 Einheiten) auf. Diese Massen lassen sich zudem nach deren Ausgiessen mit Metall leicht herausschlagen. Die Kernkästen und Modelle brauchen nicht mit irgendwelchen Trennschichten zur Verhinderung eines Anhaftens der Masse überzogen zu werden.



   In den Ausführungsbeispielen für das erfindungsgemässe Verfahren können als Füllstoff in den Massen Quarzsand, Chrommagnesit und ähnliche Materialien verwendet werden, die sich für die Herstellung von Giesskernen und Giessformen eignen.



   Als Material, das Salze der Ligninsulfonsäuren enthält, kann sulfitalkoholisches Destillat verwendet werden, das Kalzium- oder Ammoniumsalze der Ligninsulfonsäuren enthält. Das Sulfitalkoholdestillat stellt ein Abfallprodukt dar, das bei der Verarbeitung von Sulfitlauge durch Vergärung der in dieser Lauge enthaltenen Zuckerstoffe zum Alkohol hergestellt wird.



   Die Wärmepolymerisate, die ein Bestandteil der Masse sein können, stellen Konzentrate dar, die gewöhnlich durch eine Wärmebehandlung von Salzen der Ligninsulfonsäuren hergestellt werden.



   Als Schaumbildner können oberflächenaktive Stoffe aus der Klasse der anionischen, kationischen und nichtionogenen Verbindungen verwendet werden. Die geeignetsten Schaumbildner mit ausreichender Fliessbarkeit und Beständigkeit des Schaums zum Überführen einer gewöhnlichen Masse in den flüssigen Zustand, die keine Verdichtung bei der Herstellung von Kernen und Formen erfordert, sind Alkylarylsulfonate, Alkylsulfonate und Alkylsulfate, die durch Sulfurierung bzw.



  Sulfatierung von Erdölprodukten oder auf synthetischem Wege hergestellt werden. Als Schaumbildner können auch die Oxyäthylierungsprodukte organischer Verbindungen, die aktiven Wasserstoff, Amino-, Nitril- oder quartäre Ammoniumgruppen enthalten, ver -wendet werden.



   Flüssige Massen, die erfindungsgemäss hergestellt werden, benötigen keine Verdichtung bei der Anfertigung von Giesskernen und -formen. Die letzteren werden durch einfaches Eingiessen der Masse in die Kernkästen und auf die Modelle hergestellt. Die Erhärtung der Masse an der Luft erfolgt gleichzeitig über die ganze Oberfläche des Kernes oder der Form. Dabei ist es möglich, die Kerne und Formen 15 bis 25 Minuten nach dem Eingiessen   Ider    Masse herauszunehmen. Die erfindungsgemäss hergestellten Massen benötigen für das Erreichen des flüssigen Zustandes im allgemeinen nicht mehr als 6 Gew.% Wasser.

   Da die flüssigen selbsterhärtenden Massen nur verhältnismässig wenig freies überschüssiges Wasser enthalten, brauchen sie gewöhnlich nicht durch Wärme getrocknet zu werden, und der Prozess der Erhärtung verläuft in der Regel ohne Verwendung von Mitteln, die äusserlich einwirken. 

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH

   Verfahren zur Herstellung von flüssigen selbsterhärtenden Massen zur Anfertigung von Giesskernen und -formen aus einem Füllstoff, Gips als mineralischem Bindemittel, einem Schaumbildner und Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass zu der Masse Salze der Ligninsulfonsäuren und/oder deren Wärmepolymerisate als Zusatz zugegeben werden, um die Festigkeit der erhärteten Masse zu steigern.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstoff Quarzsand ist.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaumbildner ein Alkylarylsulfonat ist.

   3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Salze der Ligninsulfonsäuren und/oder deren Wärmepolymerisate in einer Menge von 0,1 bis 2,0 Gew.%, bezogen auf die Masse, zugegeben werden.

   4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass in die Masse Zement in einer Menge von 0,2 bis 1,0 Gew.%, bezogen auf die Masse, zugegeben wird.