Модифицирующее покрытие для литейной формы

,ЯО 1105 0 З(Я) В 2 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ДЕТЕЛЬСТ АВТОРСМОМУ видетельство ССС 22 С 3/00, 1982. видетельство ССС 22 С 3/00, 1971ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТ(71) Белорусский ордена Трудового Красиого Знамени политехнический институт(53) 621744,079 (0888) (56) 1.ВцС 11 п 1,3., Иагп 1 к М.Е. Пве ой юоц 1 й.чавпес сопСа 1 п 1 пд апй апС 1 вопу 1 о гедц 1 айе 1 йе вцгйасе вггцсцге оГ согей 1 гоп сав 11 пдвГоцпдгу Тгаде 3.", 1982, 152, Р 3231, р,р.16 169, 171.2.Авторское с Р Р 904871, кл. ВЗ.Авторское с Р М 468688, кл. В(54)(57) МОДИФИЦИРУЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЫ, содержащее магии порошковый, соединение кремния и жид кое стекло, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения термической стойкости отливок путем получения структуры перлитного чугуна с шаровидным графитом в поверхностном слое отливки, оно содержит в качестве соединения кремния ферросилиций исурьму при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:Магний порошковый 12-20 Сурьма 0,05-0,10 Ферросилиций 13-20 Жидкое стекло Остальное1105270 2 Изобретение относится к литейному производству, в частности к поверхностно-модифицирующим краскам, предназначенным для получения шаровидного графита в поверхностном слое чугунных отливок с целью повы шения термической стойкости, и может быть использовано при производстве литейной технологической оснастки.Известно модифицирующее покрытие с добавкой сурьмы для уменьшения количества свободного феррита и глубины ферритных ободков на поверхности чугунной отливки состава, В: С 2,8; Бз. 2,2 у Р 004 у Мп 0,8 у Бп 0,02, Сц 0,02 у Сг 0,02 у БЬ 0,05 у РЬ 0,015 у И 1 0,015.Недостатком данного покрытия является то что использование значи-. тельного количества сурьмы (10-30 г на 100 мм изопропилового спирта и 20 10 г бентонита) .приводит к десфероидизации графитовых включений.Известно покрытие для легирования внутренней поверхности изложниц, содержащее карбид бора, гидролизиро ванный этилсиликат и металлический магний 2 3Недостатком указанного покрытия является то, .что при .использовании их для отливок с толщиной стенок 30- 50 мм в .структуре поверхностного слоя образуются участки .со свободным .це- . ментитом. Легирование рабочей поверхности бором не может значительным об-. разом повысить стойкость тех изделий, у которых при термоциклическом напряжении износ рабочей поверхности не является одним из определяющих факто" ров стойкости.Кроме того, использование гидроли зованного этилсиликата усложняет тех-ф нологию его приготовления.Известно, что модифицирование чу" гуна, склонного к переохлаждению ферросилицием, препятствует появлению структурно свободного цементита. 45Наиболее близким к предлагаемому является поверхностно-модифицирующее покрытие, содержащее порошкообразный магний, соединение кремния (карбид кремния), натриевое жидкое 50 стекло и воду. Это покрытие используется для нанесения на стержни, оформляющие внутреннюю поверхность изложниц.Г 33. Недостатком известного покрытияявляется то, что при использованииих для отливок с толщиной стенок30-50 мм в структуре поверхностногослоя образуются участки со свободнич цементитом.Цель изобретения - повышение термической стойкости отливок путемполучения структуры перлитного чугуна с шаровидным графитом в поверхностном слое отливки,Указанная цель достигается тем,что модифицирующее покрытие длялитейной Формы, содержащее магнийпорошковый, соединение кремния ижидкое стекло, содержит в качествесоединения кремния ферросилиций идополнительно сурьму при следующемсоотношении ингредиентов, мас.%уМагний порошковый 12-20Сурьма 0,05 -Ор 10Ферросилиций 13-20Жидкое стекло Остальное В покрытии используются магнийпорошковый марки МПФ, жидкое стекло с модулем 2,31-2,60, ферросилиций марки ФС 75 размером частичек0,1-0,2 и сурьма марки СУ 2 фракцией 0,001-0,01 мм,Покрытие готовят известным способом в краскомешалках любого типа.В краскомешалку заливают расчетноеколичество жидкого стекла, в который при перемешивании вводят магнийпорошковый и Ферросилиций, послечего смесь тщательно перемешиваютв течение 15-20 мин. После этогодобавляют расчетное количество сурьмы и перемешивают смесь в течение25-30 мин до получения однородногоее состава. Покрытие толщиной 1 01,5 мм наносят любым известным спо"собом на рабочую поверхность формьу,предварительно покрытую .противопригарной краской и подсушивают при150"180 С в течение 20-30 мин. Послепросушки форму собирают и заливаютчугун состава, Зу С 3,2-3,б; Б 1 1,8-,.22 у Мп Ок 5 08 уу Б Ок 05-Оф 12 у Р О, 1.0,2,Составы покрытий представлены втабл. 1.Состав 8 соответствует известно"му покрытию 33 состав 9 - покрытию13, состав 10 - покрытию 23.Жидкое стеклозначения даны в г 1 ф значения даны в мм В табл. 2 приведены характеристики структурыслоя с.шаровидным графитом на поверхности отливки взависимости от состава покрытия. Карбидкремния Порошкообразныймагний Натриевое жидкоестекло ВодаСурьма Изопропиловый спирт фф Карбидбора Металлическиймагний Гидролизованный этилсили- кат 12,5 35,5 10010Характерис-.тика слоя 1. . 2 . 3 4 . .5 б . 7 8 9 10 Толщинаслоя мм 2 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 3,5 Пер- Перлит лит Перлит Структураметаллической основы Перлит Перлит Перлит Пер- лит Перлит,феррит Перлит Перлит, Феррит, бори- ды ф использование состава покрытия 9 не изменяет формы графита в поверхностном слое отливки, который остается пластинчатым,Таблица 3 Показатели термостойкости отливок, модифицированных составами Параметрытермической стойкости 2 3 4 5 б 7 8 9 1 10 Количествотрещин попериметруобразца 10 10 10 10 18 25 22 12 10 б Средняядлинатрещин, мм О,б 0,4 0,3 0,4 0,4 . 0,4 0,4 О,б 1,9 0,8 Таким образом, использование пред- лагаемого состава позволяет получить в поверхностном слое перлитную структуру с шаровидным графитом и повы сить стойкость чугуна, который можетбыть использован для изготовлениялинейной технологической оснастки, работающей в условиях термоциклирования. Толщина перлитного слоя с шаровидным графитом при использовании состава покрытия в предлагаемых пределах зависит от содержания магния в смеси и содержания серы в чугуне и составляет 3-5 мм.При добавке магниевого порошка ниже нижнего предела в структуре поверхностного слоя присутствует наряду с шаровидным графитом графит вермикулярной формы или пластинча" тый графит в зависимости от содержания серы в чугуне, Добавка магниевого порошка выше верхнего предела приводит к появлению дефектов на поверхности, связанных с пироэффектом.При добавлении сурьмы ниже нижнего предела в структуре поверхностного слоя отливки не происходит полной перлитизации. Добавки сурьмы выше верхнего предела действуют как десфероидеэаторы, ухудшая форму графита.При использовании Ферросилиция 5 ниже нижнего предела в поверхностном слое отливки появляетея структурно свободный цементит, Добавкиферросилиция выше верхнего пределанежелательны, так как увеличиваютего расход.В табл. 3 приведены результатыиспытаний на термическую стойкостьповерхностного слоя чугунной отливки в зависимости от состава покрытий. Испытания проводили на обраэ цах диаметром 30, толщиной 5 мм,нагреваемых в свинцовой .ванне при710"730 С.и охлаждаемых в проточнойводе до 120-140 С. Термическая стойкость оценивалась по количеству и .4 О средией гЛубине появившихся по периметру Образца трещин после 100циклов испытаний..Экспериментально установлено, что только .совокупное .использование .Фер-. росилиция и сурьмы обеспечивает получение перлитной структуры чугуна с шаровидным графитом в поверхностном5,Таблица 4 Состав,.мас.Ъ.1 1 1 1 Ингредиенты 10 1112 1314 15 17 17 17 17 17 17 0,05 0,07 0,10 13 17 20 Остальное Остальное Остальное Остальное Остальное Остальное,Жидкое стекловидным графитом отливки. В табл. 5 приведены характе ристики структуры слоя с шарона поверхности Таблица 5 фХарактеристикаслоя Состав1 1 1 1 10111213 14. 15 феррит, Феррит, феррит, Перлит, Перлит, Перлит, перлит перлит перлит цемен- цемен- , цементит тит тит Структура металлической основы П р и м е ч а н и е , Толщина слоя во всех случаях составляла 3,5 мм,В табл. б приведены результатыиспытаний на термическую стойкость Параметры термической стойкости Показатели термической стойкости отливок, модифицированных составом 11 12 13 14 15 10 Количество трещинпо периметру образца 16 16 19 20 22 Средняя длинатрещин, мм 0,06 0,06 1,5 0,6 1,3 1,2 Результаты испытаний (табл. 6) показывают, что раздельное содержание в покрытии ферросилиция и сурьмы не обеспечивает такого повышения термической стойкости, которое можно достигнуть при их совместном использовании в покрытии (см. табл. 3) . ВНИИПИ Заказ 5428/7Тираж 775 Подписное Филиал ППП фПатентф, г. ужгород, ул.Проектная, 4 Магний порошковыйСурьмаФерросилиций слое отливки и повышения термостойкости покрытия,В табл. 4 представлены составы предлагаемого модифицирующего покрытия с содержанием отдельно Ферросилиция и сурьмы образцов с поверхностным слоем после100 циклов нагрев - охлаждение.Таблица б Реализация изобретения позволяет. сэкономить модифицирующие добавки,а также повысить производительностьтруда.Ожидаемый экономический эффектна одну отливку кокиля массой 50 кг .путем уменьшения расхода магниясоставляет 0,09 руб.