183135. lajstromszámú szabadalom • Öntödei forma- és/vagy magbevonó kompozíció és eljárás azok előállítására
1 183 135 2 A találmány tárgya öntödei forma- és/vagy magbevonó anyagként alkalmazható kompozíció, mely tartalmaz alkoholos hordozófolyadékban szuszpendált szilárd tűzállóanyag-őrleményt, kötőanyago(ka)t és szuszpendáló szert. A szakirodalomban és az ipari gyakorlatban is fekecsnek nevezett anyagok a vas-, acél- és színesfémöntészetben használt formák és magok bevonására szolgálnak. Használatuk célja, hogy egyrészt szilárdabbá tegyék a formák és magok felületét, így meggátolva a kipörgést, másrészt kiküszöböljék a formázóanyagoknak az öntvény felületére való ráégését, így biztosítva az öntvényfelület tisztaságát. A Foundry Trade Joumal-ban [132, 2890. (1972), 561-567, 569-570] D. F. Knight taglalja a fekecsek rendeltetését, alapvető kritériumait, megadja az osztályozást és csoportosítást, részletesen ismerteti felhasználásuk módját, a vizsgálati módszereket és magyarázatot ad a hibás fekecselés következményeiként fellépő öntvényhibákra is. Knight a fekecsek két főtípusaként tárgyalja; az ún. száraz, illetve nedves vagy folyékony fekecseket. A gyakorlatban a nedves fekecsek jelentősége nagyobb, melyeket a hordozóanyag minősége szerint két csoportra oszthatunk, a vizes, illetve a szerves folyadék közegűek csoportjára. A fekecsekkel szemben támasztott növekvő követelményeket leginkább a szerves folyadék közegű anyagok elégítik ki, ezért hosszabb ideje a kutatás és fejlesztés súlypontja ezekre irányul; a fekecsek minőségét leginkább ilyenekkel lehet megjavítani, bár alkalmazási körülményektől függően más típusoknak is van még jelentőségük. A folyékony fekecsek négy alapvető összetevő keverékei: hordozófolyadék, a hordozófolyadékban szuszpendált, finomra őrölt tűzálló anyag, a bevonó réteg feltapadását biztosító kötőanyag és valamilyen szuszpendáló szer. Az ilyen típusú fekecsekkel a forma vagy a mag felületét mártás, kenés, ecsetelés vagy szórás útján vonják be. A bevonatokkal szemben támasztott különböző követelményekből adódik, hogy a fekecseknek ki kell elégíteniük az alábbi főbb követelményeket : =■= — a szuszpenzió legyen állékony, ne ülepedjen vagy legfeljebb csak kismértékben úgy, hogy az üledék laza szerkezetű és könnyen felkeverhető legyen ; — felhordása az említett módszerek bármelyikével egyaránt legyen elvégezhető; — a felhordás és megszilárdulás tartama alatt függőleges felületen se folyjon meg; — a forma, illetve a mag felületén képezzen teljesen sima felületű, egyenletes és megkívánt vastagságú bevonatot, ami magában foglalja a fekecsek ún. eloszlási állandóságát. A fenti követelmények kielégítésének mértéke elsősorban függ a szuszpenziók Teológiai tulajdonságaitól (a Teológiai tulajdonságok megnevezésénél és értelmezésénél e leírásban a Contraves cég által T 990d-7907 táskaszámmal, „Messungen Theologischer Eigenschaften” címmel kiadott közleményből indulunk ki). Ezt a kérdést tárgyalja pl. a Bányászati és Kohászati Lapok - öntöde c. folyóiratban megjelent két cikk: Lathwesenné Szántó K., Tokár I. és Vrabély E. cikke a 29, 9. sz. 193—200. oldalakon (1978). Bokor F., Lathwesenné Szántó K., Tokár I. és Vrabély E. cikke a 28, 12. sz. 261-266. oldalakon (1977). Az utóbbi időben publikált fejlesztési eredmények is a Teológiai tulajdonságok megjavításával kapcsolatosak. így pl. az 1,165,807 lsz. brit szabadalmi leírás az ülepedés meggátlására adalékanyagként hidrogénezett (keményített) növényi olajok 0,05—5 %-ban történő alkalmazását ismerteti. Az 1,197,960 lsz. brit szabadalmi leírás 0,5-2 %-nyi mennyiségű proteinféleség, célszerűen zein (kukoricaprolamin) ülepedésgátlókénti használatát írja le. A 343 723 lsz. szovjet szerzői tanúsítvány leírása fenolformaldehid gyanta kötőanyagú és polivinil-acetát szuszpendáló szert tartalmazó bevonóanyagot ismertet. Baier J. szerint (GIESSEREI 59, 5, 146-151, 1972) a vizes fekecsekhez kötőanyagként és szuszpendáló szerként egyaránt ásványi bentonitot alkalmaznak, főként a néhány helyen természetes környezetben is bányászható nátrium-bentonitot. Ugyanezen közlemény szerint az alkoholos közegű bevonóanyagokhoz szuszpendáló szerként felhasználható sztearát, cellulóz és szerves vegyülettel módosított felületű bentonit (melynél a nátriumiont valamilyen szerves kationnal helyettesítették). Bár az említett újabb megoldásokkal bizonyos javulás érhető el a Teológiai tulajdonságok terén, különösen a szuszpenzió ülepedési sebességének - korlátozott mértékű — csökkenése, a folyékony fekecsekkel szemben támasztott valamennyi követelmény, a jó bevonatképzéshez szükséges Teológiai tulajdonságok optimális biztosítása ezekkel még nem érhető el. A feladat megoldását nehezíti (Knight szerint szinte lehetetlenné teszi) az a körülmény, hogy igen jelentős a hordozófolyadék és a tűzálló anyag fajsúlyai közötti különbség, ami a gyors kiülepedés okozója. További nehézség, hogy jó bevonat meghatározott mérettartományú tűzállóanyag-szemcsékkel érhető el, ennél finomabb aprítás nem kívánatos. Ismeretes, hogy a szerves vegyülette! módosított felületű ún. organofil-bentonitok poláros közegben, pl. rövid szénláncú alkoholokban alig, illetve nehezen duzzadnak, a szuszpenzió gyorsan ülepszik, az üledék nehezen felkeverhető, a részecskék nem mutatnak a szuszpenzióban szerkezetképző tulajdonságokat. így szuszpendálószerkénti kisebb hatás is csak nagyobb arányú alkalmazásuk esetén várható, ami nem kívánt mértékben növeli a bevonat szervesanyag-tartalmát, s ennek következtében a bevonat a szárító vagy ráégető folyamat közben megrepedezik; ez a leginkább kerülendő fekecshiba. A találmány alapja az a felismerés, hogy a fekecsekkel szemben támasztott valamennyi követelményt optimálisan kielégítő folyékony forma- és magbevonó kompozíciót akkor kapunk, ha a szokásosan is alkalmazott alkoholos hordozófolyadékban a szilárd tűzállóanyag-őrleményt olyan szer alkalmazásával szuszpendáljuk, mely szuszpendáló szer a kompozíció 0,5-10 s%-át kitevő, szerves folyadékelegyben diszpergált organofil-bentonit alkotta paszta, melynek összetétele (a paszta súlyszázalékában): 35—75 s% apoláros és/vagy gyengén poláros szerves folyadék(elegy), melyben a molekulák dipólus-momentuma nem haladja meg az 1,00 Debye egységet (3,34 TO"30 Cm) és mely alifás, aliciklusos, illetve aromás szénhidrogén(ek elegye) ; 5-25 s% erősen poláros szerves folyadék(elegy), mely lehet metanol, etanol, aceton, propilén-karbonát vagy ezek elegye; és 20-40 s% organofil-bentonit. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
