Покрытие для металлических форм

(51) В 22 СЗ. АНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ 4 - 2010 - 15,537 - 430,5 - 0,750,5 - 0,7523 - 273,5 - 4,5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Волжское объединение по производству легковых автомобилей(54) (57) ПОКРЫТИЕ ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФОРМ, применяемых при производстве отливок преимущественно из алюминиевых сплавов, включающее глинистое связующее, неорганическое растворимое связующее и теплоизоляционный наполнитель,отличающееся тем, что, с целью повышения его стойкости, адгезионной прочности и про тивопригарных свойств, оно содержит в качестве глинистого связующего бентонит и каолин, в качестве неорганического растворимого связующего жидкое стекло и триполифосфат натрия, в качестве теплоизоляционного наполнителя микротальк и мел молотый и дополнительно содержит хлористый натрий при следующем соотношении компонентов, мас. %:БентонитКаолинЖидкое стеклоТриполифосфат натрияХлористый натрийМикроталькМел молотыйИзобретение относится к литейному про. изводству, в частности к составам покрытий для металлических форм, и может быть использовано при производстве отливок из алюминиевых сплавов, 5Известно покрытие для металлических форм, состоящее из теплоизоляционного наполнителя, глинистого связуюшего, растворимого неорганического связующего и воды 1.10Однако это покрытие характеризуется недостаточной химической, механической и адгезионной прочностью, низкой стойкостью в процессе эксплуатации.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому резуль тату является покрытие для металлических форм 12, содержащее в мас,%:Глинистое связуюшее 5 - 10Хром-алюминийфосфор но кислый(неорганическоерастворимое связующее) 25 - 45Теплоизоляционныйнаполнитель Остальное Недостатками известного покрытия являются его. низкая стойкость в процессе заливки форм металлом, низкая адгезионная прочность и недостаточные противопригарные свойства.Целью изобретения является повышение стойкости, адгезионной прочности и противопригарных свойств покрытия.30Поставленная цель достигается тем, что покрытие для металлических форм., применяемых при производстве отливок преимущественно из алюминиевых сплавов, включаюшее глинистое связующее, неорганическое растворимое связующее и теплоизоляционный наполнитель, содержит в качестве глинистого связуюшего бентонит и каолин, в качестве неорганического растворимого связующего жидкое стекло и триполифосфат натрия, в качестве теплоизоляционного наполнителя микротальк и мел молотый и дополнительно содержит хлористый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.%:Бентонит 14 - 20 45 Каолин 10 - 15,5Жидкое стекло 37 - 43Триполифосфат натрия 0,5 - 0,75 Хлористый натрий 0,5 - 0,75 Микротальк 23 - 27Мел молотый 3,5 - 4,5Микротальк ТОСТ 19284 - 79) и мел молотый (ГОСТ 4415 - 75) наряду с функцией теплоизоляционных наполнителей придают покрытию ряд других положительных свойств.Э гТак, коэффициенты линейного теплового расширения мела и талька (16 - 20 - . --- )106 близки к коэффициенту линейного расширения материалов литейных металлических форм, что предотвращает растрескивание и ссыпаемость покрытия в процессе заливки жидким металлом и последующего охлаждения формы.Кроме того, мел и тальк не имеет фазовых превращений в рабочем интервале температур металлической формы.Микротальк является основным компонентом, он хорошо работает на истирание при извлечении отливки из формы, но введение его с глинистыми связующими без мела вызывает в процессе эксплуатации растрескивание поверхности покрытия, что снижает его стойкость из-за отслаивания. Введение мела устраняет этот недостаток, придавая покрытию пористостькоторая дробит структуру покрытия и смягчает эффект спекания глинистых связующих провоцируюших трещины.В указанных соотношениях мел и тальк обеспечивают оптимальную скорость кристаллизации отливок, обуславливая минимальное количество литейных пороков, механическую прочность на стирание и огнеупорность.Микротальк имеет 90 - 98 мас.% частиц размером менее 20 мкм и до 80 мас,% менее 5 мкм,Каолин (ГОСТ 3314 - 63) и бентонит (ГОСТ 3226 - 65) выполняют в покрытии функцию глинистого связуюшего.Связующая способность бентонита и каолина, т. е. способность соединять непластичные материалы (мел, тальк) в однородную массу объясняется их пластическими свойствами. Совместное введение этих ингредиентов необходимо потому, что каолин кроме того, придает покрытию хорошую кроюшую способность в разведенном состоянии, а введение бентонита улучшает седиментационную устойчивость разведенного покрытия,При увеличении содержания этих ингредиентов увеличивается и адгезионная прочность. Предлагаемое соотношение глинистых связующих имеет преимущество в том, что при оптимальной стойкости покрытия оно обеспечивает минимум литейного брака.Между ингредиентами глинистого связующего и мелкодисперсными частицами теплоизоляционного наполнителя происходит физико-химический процесс спекания в результате теплового воздействия жидкого металла. Этот процесс упрочняет покрытие, придавая ему монолитность, что оказывает решающее влияние на повышение стойкости покрытия.Жидкое стекло (ГОСТ 13078 - 81) и триполифосфат натрия (ГОСТ 13493 - 77) выполняют в покрытии функцию растворимых неорганических связующих, Введение жидкого стекла объясняется его хоро1125086 Таблица 1 Глинистое связующее 21 20 18 20,2 15,5 12 бентониткаолин 10 10 10 35 40 43 37 жидкое стекло О,б 0,75 .1,0 0,4 0,5 триполифосфат натрия хромалюминийфосфорнокислый 45 Теплоизоляционныйнаполнительмикротальк 22 23 24,8 27 30 3 3,5 0,4 0,5 4 4,5 50,6 0,75 1,0 мел молотый хлористый натрий шими вяжущими и уплотняющими свойствами для пористых и мелкодисперсных материалов и несет функцию основного растворимого неорганического связующего, Жидкое стекло сохраняет свои свойства при высоких температурах (свыше 1000 С), чем обеспечивает постоянство прочностных и адгезионных характеристик покрытия,Триполифдсфат натрия обладает высокой склонностью к полимеризации при повышенных температурах, что вызывает упрочение слоя покрытия в результате образования полимерных цепей, образующих прочную пленку, и сохраняет своисвойства при температурах свыше 1000 С. Верхний предел содержания триполифсофата в покрытии обусловлен тем, что при еще большей концентрации он начинает вступать во взаимодействие с жидким металлом, вызывая отслаивание покрытия и металлизацию формы (налипания расплава на форму). Неорганическое растворимое связующее Триполифосфат натрия является такжеповерхностно-активным веществом, он снижает вязкость разведенной суспензии покрытия и улучшает его кроющую способность.Хлористый натрий (ГОСТ 13830 - 67)вводится в покрытие с целью обеспечения оптимальной шероховатости поверхности покрытия не в смысле количественного показателя, а с целью обеспечения качествен Оного состояния поверхности покрытия,Действие хлористого натрия заключается в том, что его микрокристаллы, выделяющиеся на поверхности покрытия, разрушают образующиеся при заполнении формы жидки м металлом окисную пленку, кото рая на границе раздела металл - форма способствует образованию дефектов отливки типа спай.Составы предлагаемого покрытия (2 -4), выходящих за пределы опти мальных соотношений компонентов (1, 5) и известного (6) приведены в табл. 1, а их свойства - в табл. 2.); Г /Мьч 2,5 г 2,8 2,8 2,8 2,0 Л 13 Г е 3)) иР )) ськг /см 4,9 5,6 5,5 5,3 5,2 С.Я)к.: ) );)ь) 5Ч)Г 4,5 1 О 1;).):)Ри р:; (,. Й),),) 4,3 3,5 2,7 3,5 э 5 Составитель Н. Кузьмин Редактор О. Черниченко Техред И. Верес Корректор О. Билак Заказ 8395/1 О Тираж 74 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Покрытие наносится на рабочую поверхность металлических форм в виде суспен зии. Для приготовления суспензии составлякнцие компоненты покрытия разводятся водой в сл еду к) щем соотношении, м ас.%:Бентонит 10,4 - 13Као;ин 7,4 - 1 ОЖидкое стекло 11,0 - 14,640Триполифосфат натрия 0,4 - 0,7Хлористый натрий 0,4 - 0,7 Микротальк 12,8 -6,8 Мел молотый 1,4 - 2,0 Вода 47,4 - 5 Приготовленная суспензия наносится на рабочую поверхность металлических форм, нагретых до80 - 210 С пульверизатором до толщины покрытия 0,2 - 0,4 мм,Использование изобретения позволяет повысить в 2 раза стойкость покрытий, уменьшить брак отливок на 2 - 3%, улучшить товарный вид отливок, снизить трудоемкость очистных операций. Зкономический эффект составляет около 30 руб, на 1 т годных отливок из алюминиевых сплавов.