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Sunday, 4 August 2024

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Aus Phenol und Formaldehyd durch Polykondensation hergestelltes Kunstharz, das die Gießereianwendung als Formstoffbinder hat, besonders für das Maskenformverfahren, zur Herstellung umhüllter Sande und als Binderkomponente für das Cold-Box-Verfahren, auch als Kaltharzbinder, verwendet wird. Die Bezeichnung ist Phenol-Formaldehyd-Harz (PF). Phenolharz wird durch Vermischen von Phenol mit wässriger Formaldehydlösung bei kontinuierlicher Erhöhung der Temperatur in Gegenwart eines Katalysators hergestellt. Hot-Box-Verfahren. Es besteht die Möglichkeit, durch Absenken der Temperatur den Reaktionsablauf an jeder beliebigen Stelle zu unterbrechen. Als Zwischenprodukt entstehen Phenylalkohole, deren Hydroxyl-(OH)-Gruppen mit einem Wasserstoffatom des Nachbarmoleküls reagieren, wobei Wasser abgespaltet wird (Bild 1). Als Folge dieser Polykondensation steigt die Temperatur von selbst bis zum Siedepunkt an, und als Ergebnis erhält man Phenol-Formaldehydharze, kurz Phenolharze genannt, die aus Kettenmolekülen aufgebaut sind.

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Bei Verwendung von Luft als Trägermedium muss diese weitgehend trocken sein. Der Binder besteht aus einem organischen Zweikomponentensystem, nämlich aus einem Phenolharz (Komponente I) und einem Polyisocyanat (Komponente II). Dieses System härtet bei Raumtemperatur in Gegenwart eines Katalysators rasch aus, so dass der Kern die für das darauf folgende Handling genügend Festigkeit besitzt. Bild 3 ( ASK Chemicals) zeigt eine typische Zusammensetzung eines Cold-Box -Bindersystem. Komponente I ist eine ca. 55%-ige Lösung eines Phenol-Formaldehyd-Harzes. Das Lösungsmittel wird einerseits benötigt, um das hochviskose Harz auf eine verarbeitbare Viskosität abzudünnen, andererseits lassen sich über die Lösungsmittel wichtige Eigenschaften wie beispielsweise Reaktivität, Feuchtebeständigkeit und Sandlebenszeit beeinflussen. Die Komponente II besteht im Wesentlichen aus Diphenylmethandiisocyanat, oder kurz MDI genannt (ca. TRG – Experte für Gießereiservice, Trocknungsservice und Co. // TRG Cyclamin GmbH. 80%). Auch hier werden Lösungsmittel zur Abdünnung und zur Einstellung bestimmter Systemeigenschaften eingesetzt.

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Aus den genannten Gründen darf das Wasserglas-CO 2 -Verfahren nicht aus der Palette der verfügbaren Formverfahren gestrichen werden, sondern auch für diese Verfahrensvariante müssen Binderoptimierungen durchgeführt werden. Cold Box Verfahren - English translation – Linguee. Es leuchtet ein, dass das Potential von Festigkeitssteigerungen bei der Aushärtung mit CO 2 relativ begrenzt ist. Möglichkeiten von Verbesserungen liegen aber beispielsweise in der Verbesserung der Fließfähigkeit zur besseren maschinellen Verarbeitbarkeit der Formstoffmischungen, einer kombinierten Aushärtung oder in einem günstigeren Zerfallsverhalten. Biegefestigkeiten von Cast Clean®-Bindersystemen bei Kohlendioxidbegasung (3% Binder)

Eine wirksame Maßnahme zum nachhaltigen Nutzen für die Ökologie und Wirtschaftlichkeit ist die Erhöhung des Wirkungsgrades eines Bindersystems durch Reaktivitätssteigerung bei gleichzeitiger Senkung der gesamten Binderzugabe. Durch neue Verfahrensweisen bei der Harzsynthese und speziell abgestimmte Lösungsmittelkombinationen ist es möglich, Binder zu konzipieren, deren Wirkungsgrad zum Teil deutlich höher als der von Standardsystemen ist. Die mechanischen Eigenschaften der Sandkerne, die mit diesen Systemen hergestellt werden, sind trotz Binderreduzierung (um bis zu 25%) mit denen herkömmlicher Produkte vergleichbar ( Bild 4, ASK Chemicals). Cold box verfahren gießen. Letztlich bringt die Erhöhung der Reaktivität eine deutliche Steigerung der Sofortfestigkeit. Gerade diese Anfangsfestigkeiten sind in der Kernproduktion häufig der limitierende Faktor. Die Kerne müssen nach Kernherstellung über eine ausreichende Grundfestigkeit verfügen und an allen Stellen des Kerns durchgehärtet sein, um prozesssicher die weiteren Bearbeitungsschritte wie etwa das Roboterhandling, das Fügen oder auch Schlichte durchlaufen zu können.

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