SE438611B - Kern- och formvetska samt forfarande for behandling av gjutsandkernor eller -formar med vetskan0 - Google Patents

Description

15 20 25 §O 35 40 ai”. _ _. 7809337-'4 2 ningsmedel. Suspensionsmedlet är delvis beroende av vilken f-fätske- formig bärare som användes men kan bestå av lera eller ett vegeta- biliskt gummimaterial. Bindemedlet bidrar till att binda samman de eldfasta partiklarna efter det att bäraren har avlägsnats från kärnans yta genom uppvärmning, glödgning eller lufttorkning. Den använda typen av bindemedel bestämmes också delvis av den använda bäraren. Om bäraren är vatten, användes högmolekylära kolhydrater. salter av högmolekylära organiska syror, organiska hartssalter det polymerer med hög molekylvikt.

Under de senaste åren har nya organiska och oorganiska binde- medel utvecklats för sammanbindning av gjuterisand till kärnor och formar. Kärnor och formar framställda med vissa av dessa nya sand- bindemedel har emellertid tenderat att försämras under inverkan av fukt, som absorberas vid långvarig Denna försämring visar sig i en progressiv försämring av kärnans draghållfasthet under lagring. I syfte att minska fuktabsorptionen har lösningar av hartser i flyktiga lösningsmedel applicerats på ytan av kärnorna och formarna, men detta förfaringssätt har inte inneburit någon slutgiltig lösning på problemet.

Problemet med försämring av kärnorna, när dessa står under inverkan av fukt, blir ännu större när kärnor användes i gjutnings- exponering för atmosfären. operationer som utföres under tryck.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en kärnvätska som är kombinerbar med såväl organiska som oorganiska kärnbindemedel vilka är känsliga för vattenånga.

Ett annat syfte med uppfinningen är att åstadkomma formade bundna aggregat, såsom gjuterikärnor och -formar, vilka är okänsliga för atmosfärisk fukt därigenom att man täcker ytan av kärnan med en fuktogenomtränglig film. Ännu ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en kärnvätska som förbättrar möjligheterna att under tryck utföra gjutoperationer med kärnor bundna antingen med organiska eller oorga- niska bindemedel.

Enligt en aspekt av uppfinningen åstadkommas sålunda gene- rellt en kärntvätt- eller kärnvätskekomposition innefattande: l. En organisk vätska i en mängd av ca 5-68 vikt-% av komposi- tionen; 2. Ett suspensionsmedel i en mängd av O,l-2 vikt-% av komposi- tionen; 5. Ett vätmedel i en mängd av 0,01-2 vikt-% av kompositionen; 4. Partikelformigt eldfast material i en mängd av 30-50 vikt-3 10 15 20 25 50 35 #0 ams-___., ,. 7809537-4 LH av kompositionen; 5. Ett hårt harts av fumarsyratyp 1 en mängd av l-3 vik:-1 av kompositionen.

Enligt en andra aspekt av uppfinningen åstadkommes ett för- farande för behandling av en gjuterikärna eller -form, vilket fdr- farande innebär att man belägger ytan av sandkärnan eller -formen med en vätska med ovanstående sammansättning.

Såsom angivits ovan åstadkommes enligt uppfinningen en kärn- och formvätska, vars väsentliga komponenter är en organisk vätska, ett suspensíonsmedel, ett vätmedel, partikelformigt eldfast mate- rial och ett hårt harts av fumarsyratyp. Kärnvätskekompositionen kan även innehålla sådana sekundära komponenter som fungicider, vätmedel, anti-skumningsmedel samt luktmaskeringsmedel och doft- ämnen.

Valet av den flytande organiska bäraren baserar sig på den typ av bindemedel som användes för att binda gJutkärnorna. Om bin- demedlet är av oorganisk typ, såsom den borerade aluminiumfosfat- bindemedelskomposition som beskrivs i de amerikanska patentskrif- terna 5 950 872 och 5 923 525, är det lämpligt att undvika polära organiska lösningsmedel. Föredragna lösningsmedelsbärare är klore- rade kolväten, såsom l,l,l-trikloretan, metylenklorid eller bland- ningar av dessa. Om kärnhartsbindemedlet är av organisk typ, såsom det bindemedel som beskrivs i de amerikanska patentskrifterna 5 485 797, 5 409 579 och 5 676 592, vilka avser kompositioner av bensyleterhartstyp, kan också de ovan angivna organiska vätskorna liksom även polära lösningsmedel, såsom alkoholer och ketoner, an- vändas.

Vad beträffar suspensionsmedlet kan vilka som helst av de kommersiellt tillgängliga_suspensionsmedlen användas, såsom högmo- lekylära polymerer, polyakrylater, kolloidala kiseldioxider, lera, vegetabiliska gummimaterial eller med amin behandlad bentonit.

Vätmedlet kan vara vilket som helst av de kommersiellt till- gängliga medlen. Föredragna är metylalkohol, vatten och olika an- joniska och katjoniska ytaktiva ämnen.

Det partikelformiga eldfasta materialet kan vara vilket som helst av de vanligen använda eldfasta materialen, såsom grafit, koks, glimmer, kiseldioxid, aluminiumoxid, magnesiumoxid, talk, zirkoniummjöl och blandningar av dessa material.

Som eldfast material föredras emellertid kalciumaluminat, titandioxid eller blandningar därav. Partikelstorleksområdet för det pulverformiga eldfasta materialet bör vara sådant att man er- 5 10 15 20 25 7809337-4 4 håller en suspension av det pulvriserade eldfasta materialet i kärnvätskekompositionen och så att man erhåller en jämn yta på den behandlade kärnan. Av kalciumaluminat- och titandioxidmaterialen är kalciumaluminat speciellt föredraget och i synnerhet det mate- rial som har en partikelstorlek, vars medeltal ligger mellan 20 “§ och 25/um och där inga partiklar är större än 70/um. Ett lämpligt kalciumaluminat finns kommersiellt tillgängligt nnder varubeteck- ningen "Refcon" från Universal Atlas Cement, som är en avdelning av United States Steel Company. Det har den kemiska formeln Ca0(XAl2) En typisk viktanalys är: 3.

Al2O3+Ti02 54,51 procent CaO §7,65 " SiO2 5,82 " Fe2O3 1,76 " MgO O,ll " SO 0,25 " 5 Den hårda fumarsyrahartskomponenten saluföres kommersiellt under olika varubeteckningar, såsom "RRO CHEM 555", som saluföres av Ashland Chemical Company. Dessa hartser kan bäst beskrivas som reaktionsprodukten av fumarsyra, kolofonium och pentaerytritol.

Exempel l En kärnavätska framställdes genom blandning av följande kom- ponenter i de angivna förhållandena: Viktdelar Procent Trikiorecan 15. ooo 50, 6 Fumarsyraharts (Varubeteckning "ARo CHEM 555" ) 401 1, 4 Kalciumaluminat (Varubeteckning "Refcon") l3.829 H6,6 Suspensionsmedel.

Med amin behandlad bentonit ávarube- teckning 'Bentone 54") 40§ l,4 Totalt 29.653 100,0 Den erhållna kärnvätskekompositionen hade en specifik vikt av 600 Baume.

Kärnvätskan applicerades därefter på ett antal kärnor till- verkade av en blandning av gjuterisand och borerat aluminiumfos- fatbindemedel och tilläts torka. Kärnorna användes därefter i press- gjutningsoperationer vid gjuttryck upp till 98 kg/omg. Visuell un- 5 10 7809337-4 dersökning av ytorna på de erhållna gjutdetaljerna visade att kärnvätskebeläggningen på ett effektivt sätt hade motstàtt ero- sion och penetrering av smält aluminium under de använda gjut- tryoken.

Exempel 2 En kärnvätskekomposition framställdes såsom i Exempel l med undantag av att titandioxid användes 1 stället för kalciumalumí- natet i ungefär samma viktprocentandel. Test utförda på samma sätt som i Exempel l visade att kärnvätskan gav de goda egenskaperna.

I vissa fall kan det vara önskvärt att till kompositionen enligt föreliggande uppfinning även sätta en mindrf mängd pararfin~ vax. Vanligen bör den tillsatta mängden paraffinvax ligga mellan 0,1 och 5,0 viktdelar per lOO viktdelar av kompositionen.

Claims (10)

7809337-4 6 PATENTKRAV

1. l. Kärn- och formvätska, k ü n n e t e c k n a d av att den innefattar: I Z (a) ett organiskt flytande lösningsmedel i en mängd av ca S-68 viktprocent av kompositíonen; (b) ett suspensionsmedel i en mängd av 0,1-Z víktprocent av kom- positionen; (c) ett vätmedel i en mängd av mellan 0,01 och 2 viktprocent av kompositionen; (d) ett pulverformigt eldfast material i en mängd av 30-50 vikt- procent av komposítionen; och (e) ett hårt harts, som är reaktionsprodukten av fumarsyra, kolofoníum och pentaerytritol, vilket harts föreligger i en mängd av l-3 víktprocent av komposítíonen, samt eventu- ellt; (f) från ca 0,1 till ca 5,0 viktdelar paraffinvax per 100 delar av kompositionen. 7

2. Kärn- och formvätska enligt krav 1, k ä n n e t e c k- n a d av att det pulverformiga eldfasta materialet är valt bland kalciumaluminat, titandioxid och blandningar därav.

3. Kärn- och formvätska enligt krav 2, k ä n n e t e c k- n a d av att det pulverformiga eldfasta materialet är kalcium- aluminat. 1

4. Kärn- och formvätska enligt krav 2, k ä n n e t e c k- n a d av att det pulverformíga eldfasta materialet är titandi- oxid.

5. Kärn- och formvätska enligt något av de föregående kraven, k ä n n e t e c k n a d av att det organiska lösnings- medlet är en aldehyd eller keton.

6. Kärn- och formvätska enligt något av kraven l-4, k ä n n e t e c k n a d valt bland l,l,1-trikloretan, metylenklorid och blandningar där- av att det organiska lösningsmedlct är av.

7. Kärn- och formvätska enligt krav 6, k ä n n e t e c k- n a d av att det organiska lösningsmedlet är 1,l,l-trikloretan.

8. Kärn- och formvätska enligt något av de föregående kraven, niska lösningsmedlet är ca 50 víktprocent.

9. Kärn- och formvätska enligt något av kraven 2-3 k ä n n e t e c k n a d av att mängden av det orga- 7809337-4 och 5-8, k ä n n e t e c k n a d av att kalciumaluminatet har en partíkelstorlek, vars medeltal ligger mellan 20 och Z5 /um och där inga partiklar är större än 70

10. Förfarande för behandling av gjutsandkärnor eller -formar, k ä n n e t e c k n a t av att man belägger ytun av gjutsandkärnorna eller -formarna med komposítíoncn enligt något /Um- av kraven 1-9.