CH642876A5

CH642876A5 - Coating for moulds and cores

Info

Publication number: CH642876A5
Application number: CH931578A
Authority: CH
Inventors: Michael J Skubon; John J Spiwak; Richard F Hanesworth
Original assignee: Ashland Oil Inc
Priority date: 1977-09-06
Filing date: 1978-09-05
Publication date: 1984-05-15
Also published as: DE2838845B2; SE438611B; SE7809337L; DE2838845A1; DE2838845C3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Schlichte für Formen und Kerne und deren Verwendung zum Überziehen der Oberflächen von Giessereiformen und -kernen.

Der Ausdruck «Schlichte» wird in der Giesserei-Indu-strie allgemein verwendet, um feuerfeste Materialien zu bezeichnen, welche in einem flüssigen Träger auf geformte, gebundene Aggregate, wie Sandkerne und -formen, aufgetragen werden. Die wichtigste Aufgabe einer Schlichte besteht darin, die Oberflächen der Gussstücke, welche mit For-s men und Kernen, die mit einer Schlichte behandelt sind, hergestellt werden, zu verbessern und die Kosten für die Reinigung der Gussstücke herabzusetzen. Ferner dient eine Schlichte dazu, die Oberfläche des geformten gebundenen ■ Aggregates zu härten, wodurch die Oberfläche vor Metall-lo érosion während des Metallgiessens geschützt wird.

Die Bestandteile der meisten Schlichten umfassen ein feuerfestes Material, ein flüssiges Vehikel, ein Suspensionsmittel und ein Bindemittel. Ausserdem können andere Materialien, wie Fungizide, Netzmittel, Entschäumungsmittel 15 und Geruch maskierende sowie gebende Mittel zugesetzt werden.

Das feuerfeste Material kann Graphit, Koks, Glimmer, Siliciumoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Talk, Zir-konmehl und Gemische dieser Stoffe sein.

20 Das Vehikel besteht im allgemeinen entweder aus Wasser oder einem organischen Lösungsmittel. Das Suspendiermittel wird teilweise durch das verwendete flüssige Vehikel bestimmt, es kann jedoch aus Ton oder einem pflanzlichen Gummi bestehen. Das Bindemittel dient zum Binden der 25 feuerfesten Partikel, nachdem das Vehikel durch Backen, Brennen oder Lufttrocknung aus der Oberfläche entfernt worden ist. Die Art des verwendeten Bindemittels wird ebenfalls zum Teil durch das verwendete Vehikel bestimmt.

Wenn das Vehikel Wasser ist, werden im allgemeinen Koh-30 lehydrate von hohem Molekulargewicht, Salze organischer Säuren von hohem Molekulargewicht, organische Harzsalze und Polymere von hohem Molekulargewicht verwendet.

In den letzten Jahren wurden neue organische und anorganische Bindemittel für das Binden von Giessereisand zu 35 Kernen und Formen entwickelt. Kerne und Formen, welche mit einigen dieser neuen Sandbindemittel hergestellt werden, neigen jedoch dazu, unter der Einwirkung von Feuchtigkeit, welche bei längerer Einwirkung der Atmosphäre absorbiert wurde, zu zerfallen. Dieser Zerfall zeigt sich durch eine zu-40 nehmende Abnahme der Zugfestigkeit während der Lagerung. Um die Feuchtigkeitsabsorption herabzusetzen, wurden Lösungen von Harzen in flüchtigen Lösungsmitteln auf die Oberflächen der Kerne und Formen aufgebracht, doch brachten diese Lösungen keine vollständige Behebung der 45 Schwierigkeiten.

Das Problem der Zersetzung infolge Einwirkung von Feuchtigkeit wird sogar noch offensichtlicher, wenn die Kerne und Formen bei Giessereioperationen verwendet werden, die unter Druck durchgeführt werden.

so Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beschaffung einer Schlichte, welche sowohl mit organischen wie mit anorganischen, gegenüber Wasserdampf empfindlichen Kernbindemitteln verträglich ist und welche das Verhalten von Kernen und Formen, welche mit organischen oder anorgani-55 sehen Bindemitteln gebunden sind, bei Giessoperationen unter Druck zu verbessern vermag.

Die Schlichte sollte ferner ermöglichen, geformte, gebundene Aggregate, wie Giessereikerne und -formen, gegen atmosphärische Feuchtigkeit unempfindlich zu gestalten, in-60 dem die Oberfläche der Kerne und Formen durch Verwendung der neuen Schlichte mit einem feuchtigkeitsundurchlässigen Film überzogen werden.

Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht aus einer Schlichte für Formen und Kerne, welche 65 (a) eine organische Flüssigkeit in einer Menge von 5 bis 90 Gewichtsprozent,

(b) ein Suspendiermittel in einer Menge von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent,

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(c) pulverförmiges feuerfestes Material in einer Menge von 5 bis 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise zwischen 30 und 50 Gewichtsprozent,

(d) ein hartes Harz, welches aus dem Reaktionsprodukt von Fumarsäure, Kolophonium und Pentaärythrit besteht, wobei dieses Harz im Gewichtsverhältnis zwischen 0,5 und 5 Teilen pro 100 Teile der Zusammensetzung vorhanden ist, enthält, wobei die oben genannten Gewichtsprozente sich auf das Gewicht der ganzen Zusammensetzung beziehen.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht aus der Verwendung der Schlichte zum Überziehen der der Oberfläche von Giessereisandkernen oder der -formen.

Wie oben erwähnt, besteht ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung aus einer Schlichte für Formen und Kerne, dessen wichtigste Komponenten eine organische Flüssigkeit, ein Suspendiermittel, ein zerkleinertes feuerfestes Material und ein hartes Harz vom Fumarsäure-Typus sind. Die Schlichte kann ferner 0,01 bis 2 Gewichtsprozent eines Netzmittels sowie sekundäre Komponenten enthalten, wie Fungizide, Netzmittel, Entschäumungsmittel und Geruch maskierende und verbessernde Mittel.

Die Auswahl des flüssigen organischen Vehikels hängt von der Art des zum Binden der Giessereiformen und Kerne verwendeten Bindemittels ab. Wenn das Bindemittel vom anorganischen Typus ist, wie das in den US-PS 3 930 872 und 3 923 525 beschriebene Boraluminiumphosphat-Bindemittel, wird bevorzugt, kein polares organisches Lösungsmittel zu verwenden. Bevorzugte Lösungsmittelträger sind chlorierte Kohlenwasserstoffe, mit 1,1,1-Trichloräthan, Methylenchlorid oder deren Gemische. Wenn das Harzbindemittel für die Form oder den Kern vom organischen Typus ist, wie die in den US-PS 3 485 797,3 409 579 und 3 676 392 beschriebenen Bindemittel, welche Zusammensetzungen vom Benzylätherharz-Typus beschreiben, können die oben aufgezählten organischen Flüssigkeiten sowie polare Lösungsmittel, wie Alkohole und Ketone, verwendet werden.

Als Suspendiermittel können alle im Handel erhältlichen Suspendiermittel verwendet werden, wie Polymere von hohem Molekulargewicht, Polyacrylate, colloidale Siliciumoxi-de, Ton, pflanzliche Gummi oder mit Amin behandeltes Bentonit.

Das Netzmittel kann jedes im Handel erhältliche Mittel sein. Vorzugsweise werden Methylalkohol, Wasser und verschiedene anionische und kationische oberflächenaktive Mittel verwendet.

Das zerkleinerte feuerfeste Material kann jedes übliche derartige Material sein, wie Graphit, Koks, Glimmer, Sili-ciumoxid, Aluminiumoxid, Magnesiumoxid, Kalk, Zirkon-mehl und Gemische dieser Stoffe.

Als feuerfestes Material wird Calciumaluminat, Titandioxid oder deren Gemische bevorzugt. Der Partikelgrössen-bereich des pulverisierten feuerfesten Materials sollte derart sein, dass die Suspension des pulverisierten Materials in der Schlichte gewährleistet ist und eine glatte Oberfläche des behandelten Kernes erzielt wird. Von Calciumaluminat und Titandioxid wird Calciumaluminat der Vorzug gegeben, insbesondere solches mit einer Partikelgrösse von durchschnittlich 20 bis 25 Mikron mit keinen grösseren Partikeln als 70

Mikron. Geeignetes Calciumaluminat ist im Handel unter der Marke «Refcon» von der Universal Atlas Cement, einem Unternehmen der United States Steel Company, erhältlich. Es weist die chemische Formel (CaO ■ (Al2)3 auf. Eine 5 typische Analyse ist die folgende:

A1203 + Ti02 54,51 Gewichtsprozent

CaO 37,65 Gewichtsprozent

Si02 5,82 Gewichtsprozent

Fe203 1,76 Gewichtsprozent

10 MgO 0,11 Gewichtsprozent

S03 0,25 Gewichtsprozent

Die harte Fumarsäurekomponente ist im Handel unter verschiedenen Marken erhältlich, wie z.B. «ARO 533», einem Produkt der Ashland Chemical Company. Diese Harze 15 sind Reaktionsprodukte von Fumarsäure, Kolophonium und Pentaärythrit.

Beispiel 1

Eine Schlichte wurde hergestellt durch Vermischen der 20 folgenden Komponenten in den angegebenen Mengen:

Gewichtsteile Prozent

25 Trichloräthan

Fumarsäureharz («ARO CHEM 533»)

Calciumaluminat («Refcon» Suspendiermittel: mit Amin 30 behandeltes Bentonit («Bentone 34»)

Total

15,000

401 13,829

403 29,633

50,6

1,4 46,6

1,4

100,0

35 Die erhaltene Schlichte wies eine Dichte von 60° Baume auf.

Die erhaltene Schlichte wurde auf eine Anzahl Kerne aufgetragen, welche aus einem Gemisch von Giessereisand und Boraluminiumphosphat-Bindemittel hergestellt und 40 trocknen gelassen worden war. Die Kerne wurden sodann in Spritzgussoperationen bei Giessdrucken bis zu etwa 100 kg/ cm2 (1400 psi) verwendet. Die visuelle Untersuchung der Oberflächen der erhaltenen Gussstücke zeigte, dass der Schlichteüberzug der Erosion und der Penetration durch das 45 geschmolzene Aluminium unter den verwendeten Giessdruk-ken wirksam widerstanden hatte.

Beispiel 2

Eine Schlichte wurde wie in Beispiel I hergestellt, jedoch 50 Titandioxid anstelle des Calciumaluminates in etwa derselben prozentualen Gewichtsmenge verwendet. Die Untersuchungen wurden auf dieselbe Weise wie in Beispiel 1 durchgeführt und zeigten ein gutes Verhalten der mit der Schlichte behandelten Oberflächen.

55 In gewissen Fällen kann es wünschenswert sein, der Schlichte kleine Mengen Paraffinwachs zuzusetzen. Im allgemeinen sollte die Menge an zugesetztem Paraffinwachs zwischen 0,1 und 5,0 Teile pro 100 Gewichtsteile der Zusammensetzung betragen.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

1. Schlichte für Formen und Kerne, dadurch gekennzeichnet, dass sie

(a) ein organisches flüssiges Lösungsmittel in einer Menge von 5 bis 90 Gewichtsprozent,

(b) ein Suspendiermittel in einer Menge von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent,

(c) ein pulverförmiges feuerfestes Material in einer Menge von 5 bis 80 Gewichtsprozent, und

(d) ein hartes Harz, welches aus dem Reaktionsprodukt von Fumarsäure, Kolophonium und Pentaärythrit besteht, wobei dieses Harz im Gewichtsverhältnis zwischen 0,5 und 5 Teilen pro 100 Teile der Zusammensetzung vorhanden ist,

enthält, wobei die oben genannten Gewichtsprozente sich auf das Gewicht der ganzen Zusammensetzung beziehen.
2. Schlichte für Formen und Kerne nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausserdem ein Netzmittel in einer Menge zwischen 0,01 bis 2 Gewichtsprozent enthält.
3. Schlichte nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverförmige feuerfeste Material ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus Calciumalu-minat, Titandioxid und Gemischen davon.
4. Schlichte nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverförmige feuerfeste Material Cal-ciumaluminat ist.
5. Schlichte nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das pulverförmige feuerfeste Material Titandioxid ist.
6. Schlichte nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösungsmittel ein Aldehyd oder Keton ist.
7. Schlichte nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösungsmittel aus der Gruppe, bestehend aus 1,1,1-Trichloräthan, Methylenchlorid oder Gemischen davon, ausgewählt ist.
8. Schlichte nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösungsmittel 1,1,1-Trichloräthan ist.
9. Schlichte nach Patentanspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich 0,1 bis 5,0 Gewichtsteile Paraffinwachs pro 100 Teile der Zusammensetzung enthält.
10. Verwendung der Schlichte nach Patentanspruch 1 zum Überziehen der Oberflächen von Giessereisandformen oder -kernen.
11. Verwendung nach Patentanspruch 10 der Schlichte gemäss Patentanspruch 2 oder 3.
12. Verwendung nach Patentanspruch 10 der Schlichte gemäss Patentanspruch 4 oder 5.
13. Verwendung nach Patentanspruch 10 der Schlichte nach Patentanspruch 6.
14. Verwendung nach Patentanspruch 10 der Schlichte gemäss Patentanspruch 7.
15. Verwendung nach Patentanspruch 10 der Schlichte gemäss Patentanspruch 8 oder 9.