DD212444A1 - FORMAL SEALANT FOR ALUMINUM DIE CASTING - Google Patents

Abstract

Erfindungsbetreff ist ein Formentrennmittel fuer den Aluminiumdruckguss auf Basis Phosphorverbindungen enthaenthaltender waessriger Emulsion. Erfindungsziel ist, ueber ein neuartiges Formentrennmittel eine wesentl. Standzeiterhoehung der Giessformen zu erreichen. Erfindungsaufgabe ist es, ein Formentrennmittel fuer den Aluminiumdruckguss mit verbesserter Benetzung der Giessformoberflaeche und gleichzeitig antioxydierender und antikorrosiver Wirkung zu entwickeln. Das Formentrennmittel ist im wesentl. gekennzeichnet durch einen Gehalt an einem Salz der Dithiophosphorsaeure u. einem Alkylamin als wirksame Komposition, an einem Alkylaethersulfat oder ethoxylierten Alkylphenol als Emulgator u. an einem Polyol als Trennhilfsmittel.The subject of the invention is a mold release agent for aluminum diecasting based on aqueous compounds containing phosphorus compounds. The invention goal is, via a novel mold release agent a wesentl. To increase the service life of the molds. It is the object of the invention to develop a mold release agent for aluminum diecasting with improved wetting of the mold surface and at the same time an antioxidant and anticorrosive action. The mold release agent is wesentl. characterized by a content of a salt of Dithiophosphorsaeure u. an alkylamine as an effective composition, an alkyl ether sulfate or ethoxylated alkylphenol as an emulsifier u. on a polyol as a release agent.

Description

Formentrennmittel für den AluminiumdruckgußMold release agent for die-cast aluminum

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Formentrennmittel für den Aluminiumdruckguß auf Basis Phosphorverbindungen enthaltender wäßriger Emulsion.The invention relates to a mold release agent for aluminum die casting based on phosphorus compounds containing aqueous emulsion.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Beim Metalldruckguß wird flüssiges Metall in eine zumeist zweiteilige Form gedrückt, in der die Schmelze erstarrt. Das Gußstück muß sich nach dem Öffnen der Form leicht und ohne Beschädigung seiner Oberfläche oder der der Form herausnehmen lassen. Dies kann nur dadurch erreicht werden, daß ein Formentrennmittel auf die Form aufgebracht wird, bevor die Metallschmelze in die Form gepreßt wird. An ein derartiges Formentrennmittel werden eine Reihe von Anforderungen gestellt. So muß bereits bei Auftragen in geringer Schichtdicke eine hohe Trennwirkung gewährleistet sein. Auf der Oberfläche der Form oder des Gußstücks dürfen sich keine Ablagerungen bilden. Das Trennmittel muß die Oberfläche der Form vollständig und gleichmäßig benetzen und dabei auch an schwer zugängliche Teile gelangen. Das Trennmittel soll weder am Formstück noch an der Form Korrosion hervorrufen, sondern neben dar Trennv/irkur.g r-Cglichst eine Schutzwirkung ce-jitsen. Weiterhin soll das Trennmittel so zusammengesetzt sein, daß beim Auftragen auf die warme Form bzw. bei Berührung mit dem flüssigen Metall keine gefährlichen, gesundheitsschädigenden oder belästigenden Dämpfe entstehen.In metal die casting, liquid metal is forced into a mostly two-part mold in which the melt solidifies. The casting must be easy to remove after opening the mold without damaging its surface or mold. This can only be achieved by applying a mold release agent to the mold before the molten metal is pressed into the mold. Such a mold release agent has a number of requirements. Thus, even when applied in a small layer thickness, a high separation effect must be ensured. No deposits should form on the surface of the mold or casting. The release agent must completely and evenly wet the surface of the mold and also reach hard to reach parts. The release agent should not cause corrosion either on the fitting or on the mold, but should provide a protective effect in addition to the release force. Furthermore, the release agent should be composed so that when applied to the warm form or in contact with the liquid metal no dangerous, harmful or annoying vapors arise.

Es ist außerordentlich schwierig, alle genannten Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen. Oft führt die Verbesserung einer Eigenschaft zur Verschlechterung einer anderen, so daß häufig Formentrennmittel nur für bestimmte Technologien oder Metallegierungen einsetzbar sind.It is extremely difficult to meet all the requirements mentioned at the same time. Often, the improvement of one property leads to the deterioration of another, so mold release agents are often used only for certain technologies or metal alloys.

Es ist bekannt, daß beim Aluminiumdruckgießen mit pastenförmigen Formentrennmitteln auf der Basis von Wachsen gute Entformungen zu erzielen sind (DD-PS 19615). Nachteilig ist hierbei die verschmutzende und auch gesundheitsschädigende Wirkung der bei der Gießtemperatur zwischen 640⁰C und 75O⁰C entstehenden Zersetzungsprodukts. Hinzu kommt, daß wegen der hohen Viskosität dieser pastösen Mittel ein manuelles Auftragen auf die Form erforderlich ist, was einer Automatisierung des Druckgießvorganges entgegensteht.It is known that in aluminum die casting with paste-like mold release agents based on waxes good demolition can be achieved (DD-PS 19615). The disadvantage here is the polluting and harmful to health of the resulting at the casting temperature between 640 ⁰ C and 75O ⁰ C decomposition product. In addition, because of the high viscosity of these pasty agents, a manual application to the mold is required, which precludes automation of the die casting process.

Für den Einsatz in Druckgießautomaten mit schneller Gußfolge werden flüssige Formentrennmittel benötigt, die auf Grund ihrer geringen Viskosität versprühbar sind und damit schnell und gleichmäßig auf die Form aufgebracht werden können. Als derartige Trennmittel werden z.B. bekannt feste oder pastöse Kompositionen, gelöst in organischen Lösungsmitteln (Kohlenwasserstoff-Fraktionen, wie Benzin, Petroleum oder Kerosin o.a.) eingesetzt (vgl. z.B. DE-AS 2 107 103). Bei ihrer Anwendung besteht jedoch eine erhöhte Brandgefahr bzw. eine erhebliche Gesundheitsgefährdung durch die in die. Raumluft abgegebenen Komponenten bzw. deren Zersetzungsprodukte.For use in high-pressure die casting machines, liquid mold release agents are required which, owing to their low viscosity, can be sprayed and thus can be applied quickly and uniformly to the mold. As such release agents, e.g. known solid or pasty compositions, dissolved in organic solvents (hydrocarbon fractions, such as gasoline, kerosene or kerosene, etc.) used (see, for example, DE-AS 2,107,103). In their application, however, there is an increased risk of fire or a significant health risk by in the. Room air discharged components or their decomposition products.

Als weitere flüssige Trennmittel werden in steigendem Maße wässrige Emulsionen trennaktiver Mischungen eingesetzt. Sie enthalten als Wirkkomponenten u.a. Kohlenwasserstoffe, Salze und Ester von Carbonsäuren, substituierte Phenolate, Polysaccharide, Mono- und Polyamine, Natriumsilikate, Phosphorsäure und Phosphorigsäureester, Alkoxyalkylsilane, Graphit und Talkum.As further liquid release agents, aqueous emulsions of solvent-active mixtures are increasingly used. They contain as active components u.a. Hydrocarbons, salts and esters of carboxylic acids, substituted phenolates, polysaccharides, mono- and polyamines, sodium silicates, phosphoric acid and phosphorous acid esters, alkoxyalkylsilanes, graphite and talc.

So wird z.B. in der DE-OS 2 604 710 die Verwendung einer wässrigen Emulsion' von Gemischen aus Estern des Pentaerythrits und einer Monocarbonsäure mit einem nichtionischen Emulgator und geringen Mengen Phosphorsäure als Formentrennmittel beschrieben.For example, in DE-OS 2,604,710 describes the use of an aqueous emulsion 'of mixtures of esters of pentaerythritol and a monocarboxylic acid with a nonionic emulsifier and small amounts of phosphoric acid as a mold release agent.

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Aus der DE-AS 1 558 115 ist die Verwendung einer wäßrigen Schlichte aus einer Polystyrenemulsion, Polyethylen, einem sekundären Alkylsulfonat, Carboxymethylcellulose und Natrium-O-phenylphenalat, gegebenenfalls unter Zusatz von Graphit, als Formentrennmittel für den Aluminiumdruckguß bekannt. Die bisher eingesetzten wäßrigen Trennmittelemulsionen haben jedoch den Nachteil, daß bei ihrer Anv/endung die Gießformen stärker beansprucht werden, z.B. durch geringe Schmierung der Auswerferstoffe, sowie Korrosionsprobleme u.a. auch bei der Lagerhaltung der Formen auftreten. Der Korrosionsschutz erfordert eine zusätzliche Behandlung der Formenoberflächen. So wird. z.B. in der DE-AS 2 242 837 die Herstellung eines Korrosionsschutzes durch Jodierung, nachfolgendes Einbringen von elementarem Schwefel mit einem organischen Lösungsmittel sowie anschließende Hitzbehandlung beansprucht. Ein weiteres Verfahren beruht auf der Behandlung der Gießform in einem Salzbad aus 90 % Borax und 10 % Zirkonerde bei 950⁰C (DE-AS 2 010 323).From DE-AS 1 558 115, the use of an aqueous size of a polystyrene emulsion, polyethylene, a secondary alkyl sulfonate, carboxymethyl cellulose and sodium O-phenylphenalate, optionally with the addition of graphite, as a mold release agent for aluminum die casting known. However, the aqueous release agent emulsions used hitherto have the disadvantage that when they are applied, the casting molds are subjected to greater stress, for example due to low lubrication of the ejection substances, and corrosion problems, inter alia, also occur in the storage of the molds. The corrosion protection requires additional treatment of the mold surfaces. So will. For example, in DE-AS 2,242,837 claimed the preparation of a corrosion protection by iodination, subsequent introduction of elemental sulfur with an organic solvent and subsequent heat treatment. Another method is based on the treatment of the mold in a salt bath of 90 % borax and 10 % zirconia at 950 ⁰ C (DE-AS 2 010 323).

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, über ein neuartiges Formentrennmittel für den Aluminiumdruckguß auf der Basis Phosphorverbindungen enthaltender wäßriger Emulsionen, unter Verwendung handelsüblicher Komponenten, eine wesentliche Standzeiterhöhung der Gießformen, im Vergleich zu den bisher angewende-.ten wäßrigen Trennmitteln, zu erreichen.The aim of the invention is to achieve over a novel mold release agent for aluminum diecasting based on phosphorus compounds containing aqueous emulsions, using commercially available components, a substantial increase in service life of the molds, compared to the previously applied. -Th aqueous release agents.

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wirdThe technical problem which is solved by the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Formentrennmittel für den Aluminiumdruckguß auf der Basis Phosphorverbindungen enthaltender wäßriger Emulsion mit, gegenüber den bisher angewendeten wäßrigen Trennmitteln, verbesserter Benetzung der Gießformoberfläche und gleichzeitig antioxydierender und antikorrösiver Wirkung zu entwiekeln.The invention has for its object to develop a mold release agent for aluminum die casting based on phosphorus compounds containing aqueous emulsion with respect to the previously applied aqueous release agents, improved wetting of the mold surface and at the same time to develop antioxydant and anticorrosive effect.

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Merkmale der ErfindungFeatures of the invention

Es- wurde ein Formentrennmittel für den Aluminiumdruckguß auf der Basis Phosphorverbindungen enthaltender wäßriger Emulsion gefunden. Das Formentrennmittel ist gekennzeichnet durch einen GehaltThere was found a mold release agent for aluminum die casting based on phosphorus compounds containing aqueous emulsion. The mold release agent is characterized by a content

- zwischen 0,5 und 1,5 Masse-% an einem Salz der Dithiophosphorsäure der allgemeinen Formelbetween 0.5 and 1.5% by mass of a salt of dithiophosphoric acid of the general formula

'^X " _rn+' ^X ' _rn +

worin R. und R₀ gleiche oder verschiedene Alkoxyreste - \ d wherein R. and R _{0 are} identical or different alkoxy radicals - \ d

mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen oder der zweiwertigewith 4 to 12 carbon atoms or the bivalent

Rest -NH-CO-NH-CO-NH- und Mⁿ⁺ ein Zink-, Magnesium-, Aluminium- oder Alkylammonium-Ion bedeuten, undRadical -NH-CO-NH-CO-NH- and M ^{n +} denote a zinc, magnesium, aluminum or alkylammonium ion, and

zwischen 0,5 und 1,0 Masse-% an einem Alkylamin der allgemeinen Formel R~-NH_O, worin R-ein Alkylrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen bedeutet, als wirksame Komposition,between 0.5 and 1.0% by weight of an alkylamine of the general formula R 1 -NH _O , in which R represents an alkyl radical having 12 to 24 carbon atoms, as an effective composition,

- zwischen 0,05 und 0,2 Masse-% an- between 0.05 and 0.2 mass%

einem Alkyläthersulfat oder ethoxylierten Alkylphenol als Emulgator,an alkyl ether sulfate or ethoxylated alkylphenol as emulsifier,

- zwischen 0,5 und 5,0 Masse-% an- between 0.5 and 5.0% by mass

einem Polyol, vorzugsweise einem Zucker, einer Methylcellulose, Glycerol oder einer wasserlöslichen Stärke, als Trennhilfsmittel.a polyol, preferably a sugar, a methylcellulose, glycerol or a water-soluble starch, as a release agent.

Das erfindungsgemäße Formentrennmittel kann zusätzlich zwischen 2,0 und 5,0 Masse-% Graphit enthalten.The mold release agent according to the invention may additionally contain between 2.0 and 5.0% by weight of graphite.

Besonders vorteilhaft ist es, von Trennmittelkonzentraten, beispielsweise wie aus den nachfolgenden Ausführungsbeispielen ersichtlich, auszugehen, die beim Anwender mit Wasser oderIt is particularly advantageous to start from release agent concentrates, for example as can be seen from the following exemplary embodiments, which in the case of the user with water or

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wäßrigen Polyol-Lösungen verdünnt werden. Damit wird insbesondere der Transportaufwand vom Hersteller zum Anwender vermindert. Die Trennmittelkonzentrate sind lagerstabil.aqueous polyol solutions are diluted. This reduces in particular the transport effort from the manufacturer to the user. The release agent concentrates are storage stable.

Mittels des erfindungsgemäßen Formentrennmittels werden gute bis sehr gute Entformungen bei fehlerfreier Oberfläche der Gußstücke und gleichzeitig wesentlich höhere Standzeiten der Gießformen, auf Grund der antioxydierenden und antikorrosiven Wirkung des Formentrennmittels, erreicht.By means of the mold release agent according to the invention are good to very good demolitions at error-free surface of the castings and at the same time significantly longer service life of the molds, due to the antioxidant and anticorrosive effect of the mold release agent achieved.

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung wird durch folgende Ausführungsbeispiele noch näher erläutert, wobei die Erfindung aber nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.The invention will be explained in more detail by the following embodiments, but the invention is not limited to these examples.

Das Formentrennmittel wurde auf Druckgußautcmaten an Aluminiumlegierungen erprobt, wobei das Aufbringen der Emulsionen auf die heißen Formen automatisch oder von Hand erfolgte. Die Oberfläche der Gußstücke war ohne Fehler und lediglich bei hohen Polyolanteilen leicht gelblich bis bräunlich gefärbt. Es wurde von Trennmittelkonzentraten ausgegangen, die mit Wasser oder wäßrigen Polyol-Lösungen verdünnt werden.The mold release agent was tested on die casting dimensions of aluminum alloys, with the emulsions being applied to the hot molds automatically or by hand. The surface of the castings was light yellowish to brownish without error and only at high levels of polyol. It was assumed that release agent concentrates, which are diluted with water or aqueous polyol solutions.

Konzentrat AConcentrate A

100 g Zink-di-ethylhexyldithiophösphat 100 g Fettamin C₂₀ 100 g of zinc di-ethylhexyl dithiophosphate 100 g of fatty amine C ₂₀

20 g Emulgator MF20 g emulsifier MF

30 g Graphit 750 ml Wasser30 g graphite 750 ml water

Konzentrat BConcentrate B

100 g Zink-dinonyldithiophosphat 100 g Fettamin C₅₀ 20 g Emulgator MF 780 ml Wasser100 g zinc dinonyl dithiophosphate 100 g fatty amine C ₅₀ 20 g emulsifier MF 780 ml water

59 a3 J59 a3 y

FolyoleFolyole

1. Zucker (10-%ige wäßrige Lösung)1. sugar (10% aqueous solution)

2. Methylcellulose (10-%ige wäßrige Lösung)2. Methylcellulose (10% aqueous solution)

3. Glycerol3. Glycerol

4. Stärke, löslich (5-%ige wäßrige Lösung)4. starch, soluble (5% aqueous solution)

Nachstehend sind einige erprobte Trennraittelsßrühlösungen aufgeführt:Below are some proven separation solutions:

Trennmittel IRelease agent I

100 ml Konzentrat A100 ml of concentrate A

50 ml Methylcellulose (iO-%ige wäßrige Lösung) 850 ml Wasser50 ml of methylcellulose (10% aqueous solution) 850 ml of water

Trennmittel IIRelease agent II

50 ml Konzentrat A50 ml of concentrate A

50 ml Methylcellulose (i0-%ige wäßrige Lösung) 900 ml Wasser50 ml of methylcellulose (10% aqueous solution) 900 ml of water

Trennmittel IIIRelease agent III

100 ml Konzentrat A , 50 ml Glycerol 850 ml Wasser100 ml concentrate A, 50 ml glycerol 850 ml water

Trennmittel IVRelease agent IV

100 ml Konzentrat B 100 ml Zucker (10-%ige wäßrige Lösung) 800 ml Wasser100 ml of concentrate B 100 ml of sugar (10% aqueous solution) 800 ml of water

Claims (2)

J Λ Κ Μ Λ J Λ Κ Μ Λ *» Ή w w *t* "W w * t Sri"¹ indungs an spruchSri ^"1 indungs of entitlement 1. Formentrennmittel für den Aluminiumdruckguß auf Basis Phosphorverbindungen enthaltender wäßriger Emulsion, gekennzeichnet durch einen Gehalt
- zwischen 0,5 und 1,5 Masse-% an1. mold release agent for aluminum die casting based on phosphorus compounds containing aqueous emulsion, characterized by a content
- between 0.5 and 1.5% by mass einem Salz der Dithiophosphorsäure der allgemeinen Formela salt of dithiophosphoric acid of the general formula worin R. und Rp gleiche oder verschiedene Alkoxyreste mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen oder der zweiwertige Rest -NH-CO-NH-CO-NH- und Mⁿ⁺ ein Zink-, Magnesium-, Aluminiumoder Alkylammonium-Ion bedeuten,
undwherein R. and Rp denote identical or different alkoxy radicals having 4 to 12 carbon atoms or the bivalent radical -NH-CO-NH-CO-NH- and M ^{n +} a zinc, magnesium, aluminum or alkylammonium ion,
and zwischen 0,5 und 1,0 Masse-% anbetween 0.5 and 1.0 mass% einem Alkylarain der allgemeinen Formel R,,-NEL, worin R-, ein Alkylrest mit 12 bis 24 Kohlenstoffatomen bedeutet, als v/irksame Komposition,an alkylarain of the general formula R 1 -NEL, in which R 1 denotes an alkyl radical having 12 to 24 carbon atoms, as an active composition, - zwischen 0,05 und 0,2 Masse-% an- between 0.05 and 0.2 mass% einem Alkyläthersulfat oder ethoxylierten Alkyiphenol als Emulgator,an alkyl ether sulfate or ethoxylated alkyiphenol as emulsifier, - zwischen 0,5 und 5,0 Masse-% an- between 0.5 and 5.0% by mass einem Polyol, vorzugsweise einem Zucker, einer Methylcellulose, Glycerol oder einer wasserlöslichen Stärke, als Trennhilfsmittel.a polyol, preferably a sugar, a methylcellulose, glycerol or a water-soluble starch, as a release agent. 2. Formentrennmittel nach Punkt 1, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an Graphit zwischen 2,0 und 5,0 Masse-%.2. mold release agent according to item 1, characterized by an additional content of graphite between 2.0 and 5.0% by mass.