Противопригарное покрытие для литейных форм

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 918 САНИЕ ИЗОБРЕТ ньшения брака у путем получеотделимой приповышения тероно дополни ниевыйпорошок порную глину ор карбоксимем соотношеующе 14 2,0- ,0 6,0-7,0 2,0-2,5 морФвый ГраФит АлюминишокПоварен Огнеупо на Пульвер СульФит ро 0-3,5 4-3,8Ж ая соль ная гли-. акелито-спиртоаодныйкаобоксилюлоэы, вая бар 5 Ф-ныйрастворметилцеВода стальное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ Н,АВТОРСНРМУ СВИДЕТЕЛЬС 1 ВУ 121) 3364567/22-0222) 11.12.ф 1(71) Украинский ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследова.-тельский институт металловй 3) 621 744.37(088. 8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР621443, кл. В 22 С 3/00, 1976.2. Автооское свидетельство СССРУ 831336, кл В 22 г. 3/00, 1979.3. Авторское свидетельство СССРпо заявке Мф 3214509/02,кл. )3 22 С 3/00, 04,06. 81,(54)(57:) ПРОТИВОПРИГАРНОЕ ПОКРЫТИЕДЛЯ ЛИТЕйнЫХ ФОРМ, преимущественнопесчаных, дпя получения отливок типашеек прокатных валков развесом10-15 т,.включающее асбестовый порошок, типс, грашит аморфный, поваренную соль, сульФитно-сйиртовую бар-,ду, воду, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уме шеек валков по пригао ния .на отливах легко гарной корки, а также мостойкости покрытия, тельно содержит алюми пульвербакелит, огнеу и 53-ный водный раста тилцеллюлозы при след нии компонентов, мас.Асбестовый порошок Гипса ныйИзобретение относится к отрасли литейного производства, в частности к получению отливок в песчаных Формах.Известны составы покрытий 1 , используемые в литейном производстве, содержащие огнеупорный наполнитель, связующие и упрочняещие добавки, применяющиеся для улучшения кацества поверхности отливок. К такому типу покрытий относится краска, содержащая следующие ингредиенты, мас,Ф:Асбестовый порошок чООгнеупорная глина 5-10 5 Г-ный водный раствор карбоксиметилцеллелозы (КМЦ) 1-б Кокс пековый электродный 10-20 ГоаФит аморФный 5 1 О Патока 3-5 Вода Остальное Для покоаски земляных Форм веРхних и нижних шеек валков эта краска имеет следующие недостатки: при введении ускоренного (с 1 О до 8-9 ч) режима сушки Форм за счет повышения температуры сушки с 490 до 500 С на поверхности Форм в окрашенном слое образуется большое количество трещин в виде рванин с развернутыми концами внутрь Формы. Это обусловлено тем, цто при сокращении времени сушки и повышении температуры нагрева идет интенсивное образование и выделение гара и газа из йормы, которые должны пройти через слой краски.Однако вследствие недостаточной газопроницаемости слоя краски он не успевает пропускать образующиеся пао и газ, что и приводит к образованию трещин в окрашенном слое, особенно в верхней части Формы.Наличие трещин на поверхности земляных Форм после сушки ведет к их браку, а также к ухудшению качества поверхности шеек валков и появлению земляных раковин на бочке валка. Кроме того, пои необходимой температуре сушки до 500 С на некоторых Формах слой краскй осыпается, что свидетельствует о недостаточной прочности сцепления краски с поверхностью йормы из-за выгорания связующего.- патоки при температуре выше ч 00 С, а КМЦ при нанесении покрытия на холодную поверхность Формы роль связующего выполняет недостаточно, что и приводит к осыпаемостикраски.Известна также краска 2 1,жащая следующие ингредиенты, 5 Асбестовый порошок1 ирконовый концентрат 1Кокс литеиныи (Фр, кции 03 Орй мм)Грайит аморйныйСульйитно-спиртоваябарда (ССБ) 3,54-ный водный раствор карбоксиметил целлюлозы (КМ 1)Вода слоя содермас.3: 9-11 ч5-6,5 0-25 1 О 5-4,0 3 Ос 0-3,5тальное Кроме того, при нагреве поверхности Формы до высоких температур свя-зующее ССБ и частично КМЦ выгорают ипокрытие теряет свое прочность, чтотакже может частично влиять на образование пригара. Краска указанного состава не может быть применена для Форм, в которых будут получены отливки шеек валков развесом 10- 15 т, так как послепокраски земляных Форм, последующейсушке при 500 С в течение 8-9 ц изаливки их металлом был обнаруженкак частный, так и сплошной пригар.При осмотре высушенных Форм ониимели деФекты, т.е, трещины, отслоения, и осыпались.Образование трещин, отслоений исоответственно пригара происходитиз-за того, что при отливке массивных валков, где металл длительноевремя находится в жидком состоянии,покрытие и песцаная Форма нагреваются до высоких температур, а разныематериаль 1 при нагреве, особенно прирезком, имеет и разные линейные изменения, например кварцевыйпесок притемпературе нагрева 600 оС составляет60.10 , граФит аморФный на 1 ОС - 49; . -63,5 10, цирконовый концентоат притемпературе 20-1000 С - 5,5.10 6,а обьемные в три раза выше, то неравномерность расширения может вызватьвнутренние местные напряжения в материалах, которые могут превысить их 45прочность сцепления и механическуюпрочность и вызвать деФормацию корки покрытия с образованием трещин,в которые могут попадать окислы ме таллов, образуя такой вид брака какпригар.3,0-3,5 3 1016038 4Причем эта краска дорога по своей Поставленная цель достигаетсястоимости и неприемлема в производст- тем, что покрытие для литейных Форм,.веиз-за дефицитности цирконового преимущественно песчаных, для получе.концентрата, ния отливок типа,шеек.прокатных валНаиболее близким по техническомуков развесом 10- 15 т, включающее ассуществу и достигаемому эффекту к бестовый порошок, гипс, графит аморфизобретению является противопригар- ный, поваренную соль, сульфитно-спирное покрытие 3 ) для литейных форм, товую барду, воду, дойолнительно сосодержащее следующие ингредиенты, держит алюминиевый порошок, пульвермас.4: 1 Ф бакелит, огнеупорную глину и 53-ныйАсбестовы порошок 16-20 водный раствор карбоксиметилцеллюлоГипс технический 6-8 зы при следующем соотношении ингреГрафит аморфный 2-2 5 диентое, мас.4:Кокс литейный 5-6 Асбестовый порошокПоваренная техничес- и Гипская соль 5-6 Графит аморфныйСульфитно-епиртовая Алюминиевый поробарда 4,5-5,0шок 3,0-3,5Вода Остальное Поваренная соль 34-3,8Эта краска также не может быть д Огнеупорная глина 1,5-2,0применена для земляных форм, в кото- Пульвербакелит 1,7-2,0рых получают отливки шеек валков Сульфитно-спирто(весом 10-15 т.), так как при сушке вая барда(при 470-500 С) в течение 8-9 ч и за-ный водный растливки их металлом часть Форм (153) ду вор карбоксиметилимеет брак по трещинам и отслоениям, ллю зыцеллюлозы 3,5-4,0кроме того, они осыпаются а брак по1 В ода О стальноепригару составляет 12 5. Всего б - Вводимый в состав покрытия асбесло покрашено и залито 74 шт. форм. товый порошок (ГОСТ 12871-67) повыПричина образования трещин и от- шает огнеупорность и Служит наполнислоении на форме, а следовательно,ъЗФ телем, графит аморфный (ГОСТ 5420 и пригара на валках, обусловлена тем, 50) - противопригарыой частью покрычто не образовывалась противопригар- тия.,ная корка из-за того, что связующее . ССБ (ГОСТ 8518-57) вводится в соспри.нагреве Форм до 500 ОС выгорает . тав для повышения термодеструкции(это:подтверждается его осыпаемостью) фф (до 400 ОС), повышения прочности слояи при заливке таких форм покрытие покрытия, сцепления с поверхностьюсмывается, оголяя Форму и жидкий ме- Формы и его кроющей способностью,талл, непосредственно соприкасается ччто улучшает проникновение покрытияс песком, окисляясь, образуя пригар, в поры уплотненной Формовочной смеси,Кроме того, трещины образуются ф а также для увеличения интервалаи из-за того, что покрытие имеет не-схватываемости гипса.достаточную газопроницаемость, таккак при резком подъеме температуры Поваренная техническая соль (аС 1)сушки начинается интенсивно выделять- (ГОСТ 13830-68) способствует получе"ся пар и газ, которые не успевают 4 ф нию легкоотделимого пригара, так какпроходить через слой покрытия, раз-. Увеличивает глубину пропитки и создает рыхлую, стекловидную пригарнуюрушают его.Таким образом, это покрытие имеет. корку между формой и металлом, пренизкую термодеструкцию, т.е. термо- пятствующую проникновению окисловстойкость. В этом и заключается егометалла в форму, Кромероме того, она поглавный недостаток, из-за которого вышает прочность и скорость отверде"вания покрытия при сушке за счеткристаллизации растворенной соли поЦелью изобретения является умень- зернам покрытия и песка формы и пришение брака шеек валков по пригаРУ фф гарной норки при заливке формыметал.путем получения на отливках лекоот- :, лом, за счет ее плавления при болееделимой пригарной. Корки, а также по- высоких температурах и может замемвышение термостоикости покрытий, нить частично выгоревшее связующее101605ССБ и тем самым устранять потерюпрочности покрытия, а также она повышает действие покрытия как восстановителя и повышает срок храненияего, так как при вводе в состав алюминиевого пооошка покрытие окисляется и начинает бродить,Гипс технический (ГаЯО Н 20)(ГОСТ 125-79) с температурой плавления 1400- 1450 С вводится в состав 10покрытия как теплоизоляционный наполнитель, водородный показатель которого равен 6,1, Одним из положительных Факторов является то, что он об 1ладает незначит ель ной водозат ворностью и начинает терять связанную водупри температуре нагрева 107 оС и прекращает при 115 оС. Известно, что тем. -пература удаления влаги из материалов влияет как на процесс сушки и 20качество Форм, так и на пара-газовыделение после заполнения их металлом, которое способствует образованию пригара на отливках. Кроме того,гипс обладает хорошей огнеупорностью 25и вяжущей способностью.Алюминиевый порошок (ГОСТ 6058-73)Фракции 0,2-0,4 мм введен в составпокрытия как астичный заменителькокса, который повышает газопроницаемость и теплопроводность, чем способствует получению Форм без трещини отслоений, а также образованию толстой противопригарной корки, Крометого, он является хорошим восстановителем окислов металла, т.е, обладает высокой химической инертностью,и тем самым улучшает качество поверхности отливок. Огнеупорная глина (каолин)40 (ГОСТ 3226"65 введена в состав по-, крытия для повышения термостойкости (термодеструкции), в сочетании с органическим связующим, связующего дей 45 ствия и частичной седиментационнои .устойчивости .Пульвербакелит ПК(ГОСТ 13507- -68) - тонкоизмельченная смесь, не растворяющаяся в воде, введен как связующий материал, полимеризующийся 5 О при высокой температуре сушки, формы и заполнении ее жидким металлом и тем самым повышает термостойкость покрытия.55КМЦ (5-ный водный раствор)(ГОСТ 5 .588-70) введена в покрытие как стабилизатор и связующее. КМЦ как стабилизатор необходим в покрытии из-за того, что при введении,в покрытие алюминиевого порошка в больших количествах, он начинает выпадать в осадок, Таким образом она повышает седиментационную устойчивость покрытия.Предложенное покрытие приготэвливают следующим образом .Сухой асбестовый порошок, графит аморфный, алюминиевый порошок, огнеупорную глину, пульвербакелит, ССБ, КМЦ и 1/3 часть необходимой воды загружают в смешивающие бегуны и перемешивают в течение 12-15 мин. Затем добавляют гипс и перемешивают до потери свойств схватывайияПриготовленную пасту. загружают в краскомешалку, добавляют:поваренную соль и оставшуюся воду".до:плотности 1,26- 1,28 г/сми перемешивают в течение 30-35 мин, Краска после процеживания готова к употреблению.Составы предлагаемых и известного покрытий приведены в табл, 1.Лучшая поверхность отливок, масса которых составляет 10-15 т при новом режиме сушки Форм, получена при применении состава 2 .Физико-механические и технологические свойства составов приведены в табл. 2. Покраска Форм производится слоем толщиной 1,2- 1,5 мм с дальнейшей сушкой при 470-500 оС в течение 8-9 ч. Формы имеют прочную поверхность без трещин и отслоений, а после заливки их металлом и выбивки валков установлено образование противопригарной корки, толщина которой достаточна для ликвидации брака по пригару на валках, хотя образование более толстой противопригарной корки, вероят" нее всего, не получается из-за того, что часть связующего .выгорает при нагреве до высоких температур. Это свидетельствует о том, что газопроницаемость, теплопроводимость, седиментационная устойчивость, термостойкость при высоких температурах нагрева и восстановительная способность покрытия повышается за счет введения в состав алюминиевого порошка, огнеупорной глины, пульвербакелита в КМЦ.В формы, покрашенные противопригарным покрытием состава 1-3 отливают 138 шт, валков весом 10-15 т, из них 81 шт, с использованием состава 2,7 1016038 8 Таблица 1 Асбестовый порГипс 4 рафит аморфный 2 Кокс литеи оваренная со 31 Алюминиевый порошо,г гнеупорная глина Пуль верба ке 2 Сул ьфит но-спиртбарда 3Ос О Ост альное ода о н Количество брака по частичному прига- . ствует- комплексное связующее, состояру составляет 3 шт. или 2,187 а сос- щее из органических связующих " ССБ, .тавом 2- 1 шт ., т .е. 1,123, Это сви- пульвербакелита и КМЦ и неорганичес. детельствует о том, что данное покры" кого - огнеупорной глины (каолина), тие имеет лучшие свойетва по сравне- з которые в совокупности повышают темнию с составом 4, где брак форм сос- пературу полимеризации его, а следотавляет .153 и брак валков по прига- вательно, и температуру нагрева форм. ру 12,53. Таким образом, использование предМеньшее .количество брака форм и ложенного противопригарного покрытия пригара на валках по сравнению с иэ позволяет получить валки массой вестным покоытием 3 "1 получается из-15 т при новом режйме сушки с бо" за того, что алюминиевый порошок по- . лее чистой поверхностью шеек за счет вышает газопроницаемость, теплопро- улучшения качества Форм.водность и химическую инертность, Экономический эффект от внедрения покрытия, который способствует нагре- И данного изобретения при производству вйутренних частей формы до более ве 25 тес, т. валков в год составляет высоких температур, что обуславли- ". 34 тыс. руб,. за счет снижениа фасхо" вает образование толстой противопри- . да газа, повьвения производитепьносгарной корки. Повышению термостойкос- ти труда и уменьшения брака по при-. ти (термодеструкции) покрытия способ гару.в1016038 10Т Газопроницаемость притолщине слоя 1,5-1,7 мм Прибор 042 67 70 42-38 65 По методу УКРНИИМет 4,3 4,9 4,6 0,9-1,2 Огнеупорность Со Метод, конусов 15851585 1600 1590 Кроющая способность посырому Визуально Седиментационная устойчивость ч ГОСТ 10772-64 4,0 3,8 3,5-4,0 3,5 Вязкость покрытия, с ВискозиметрВЗ. 29 27-31 Плотность, г/см ГОСТ 1300;74 1,26 1,27 1,28 1,28-1,2 Толщина пригарной корки, мм Втангенциркуль 12,5 14 Отсутствует брак форм по трещинами отслоениям, 3 Визуально Брак валков по пригару 3,45 1,12 12,5 Редактор М. 4 ылын Заказ 327 /11 Тираж 13 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва, Ж, Раушская наб. д 4/5Филиал ППП Патент ,. г. Ужго 1 Прочность сцепления споверхностью формы,кг/см Хорошая Хорошая Хорошая Хорошая Составитель И, КуницкаяТехред М.Коштура. Кооректор Й.Шароши