01.06.2015 | Ausgabe 6/2015

Ultraschalluntersuchungen von Kinetik und Aushärtungszeiten von PUR-Cold-Box-Kernen zur Bewertung des Einflusses technologischer Hauptparameter

Versuchsstand für Ultraschalluntersuchungen der Härtungsprozesse von PUR-Cold-Box-Formstoffen (Quelle: Fakultät für Gießerei der Berg und Hüttenakademie Krakau AGH, Krakau, Polen)

Versuchsstand für Ultraschalluntersuchungen der Härtungsprozesse von PUR-Cold-Box-Formstoffen (Quelle: Fakultät für Gießerei der Berg und Hüttenakademie Krakau AGH, Krakau, Polen)

Das vorgestellte Ultraschallverfahren zur Untersuchung der Bindungskinetik von Formstoffen mit chemischen Bindemitteln und flüssigen Härtern, ist ebenfalls ein gutes Werkzeug zur Überwachung dieser schnellhärtenden Verfahren. Die Idee des Verfahrens ist unverändert: Während der Aushärtung der Formstoffe durch Härtegase werden in kurzen Zeitabständen Geschwindigkeitsmessungen von Ultraschallwellen durchgeführt. Die in diesem Zeitraum steigende Elastizität des Systems aus Bindemittel und Matrix führt zu einer Erhöhung der Wellengeschwindigkeit. Die Kinetik der Härtung der ausgewählten Formstoffe kann unter den gegebenen Bedingungen beschrieben werden.

Einführung
Chemisch härtende Formstoffe sind Verbundwerkstoffe, die bei Umgebungstemperatur aushärten, wobei der Härter bzw. Katalysator nicht in den Mischer, sondern in den verdichteten Formstoff in Form des Kerns oder des Formteils gegeben wird. Im Zusammenhang damit zeichnen sich schnellhärtende Formstoffe durch verlängerte Lebensdauer im Vergleich zu Formstoffen mit Bindemitteln aus, bei denen der Härter während des Mischens zugegeben wird. Die Realisierung des Abbindeprozesses nach der Verdichtung der Formstoffe bewirkt, dass bei diesen Verfahren Härter eingesetzt werden können, die ein schnelles Abbinden der Formstoffe bewirken. Dies ermöglicht der Erhöhung der Produktivität des Herstellungsprozesses der Formelemente – und zwar dank der großen Effizienz, der langen Lebensdauer der Formstoffe, der guten Fließfähigkeit, der kurzen Herstellungszeit der Kerne und der Variationsfreiheit, die diese Technologie bietet.
Neben weiteren Verfahrensvarianten wenden die Gießereien aktuell das PUR-Cold-Box-Verfahren unter Verwendung von Aminen als Katalysatoren des Aushärtungsprozesses an. Die große Härtungsgeschwindigkeit war entscheidend für die Verbreitung dieses Verfahrens. Trotz der Entwicklung der Technologie selbst wird die Herstellungszeit des Kerns weiterhin durch Messungen an Probekörpern durchgefürt. Dies folgt vor allem daraus, dass kein von der Industrie akzeptiertes Verfahren zur Untersuchung der Aushärtezeiten existiert.


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