Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней

Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней

Реферат

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам противопригарных покрытий для форм и стержней преимущественно при получении стальных и чугунных отливок массой до 200 кг.

Известно противопригарное покрытие для литейных форм и стержней при получении чугунных отливок [SU, авт. свид. №1395418, В22С 3/00, опубл. 15.05.1988]. Состав покрытия включает, мас.%: алюмоборидную композицию (огнеупорный наполнитель) - 15-65, связующее органического и/или неорганического происхождения - 2-15, растворитель - 33-70. Покрытие улучшает качество поверхности отливок, расширяет сырьевую базу противопригарных материалов. Однако данное покрытие содержит дорогостоящие ингредиенты, а также токсичные органические связующие и растворитель.

Известно противопригарное покрытие (краска) следующего состава: электрокорунд - 58,0-62,0%, ультрадисперсный порошок оксида алюминия - 1,4-1,8%, поливинилбутираль - 1,5-2,2%, растворитель 646 - остальное. Недостатком противопригарного покрытия является то, что состав содержит дорогостоящие компоненты, к которым относится электрокорунд, применяемый в качестве огнеупорного наполнителя, поливинилбутираль и растворитель 646 [SU авт. свид. №2048952, В22С 3/00, опубл. 27.11.1995].

В качестве прототипа принято противопригарное покрытие следующего состава, мас.%: огнеупорный материал силикатной породы (тальк, пирофиллит) - 51-55, органическое водорастворимое связующее (технический лигносульфонат) - 5-10, бентонитовая глина - 2-4, цинкосодержащий шлам - отход при производстве вискозного волокна - 3-7, вода - 31-35. Недостатком противопригарного покрытия является то, что оно обладает недостаточной прочностью к истиранию и предназначено для литейных форм и стержней при производстве преимущественно средних чугунных отливок [SU авт. свид. №1395414, В22С 3/00, опубл. 15.05.1988].

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение прочности покрытия к истиранию, повышение кроющей и проникающей способности краски, образующей покрытие, предотвращение образования пригара на отливках при одновременном снижении себестоимости отливок.

Указанная задача решается тем, что противопригарное покрытие для литейных форм и стержней содержит огнеупорный наполнитель, формовочную огнеупорную глину, технический лигносульфонат и техническую воду, согласно изобретению в качестве огнеупорного наполнителя содержит регенерированный продукт абразивного производства (например, ОСТ 2МТ-79-3/88, марка 12АРК или 12АРБ) при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Регенерированный продукт абразивного производства	80,0-87,0
Формовочная (огнеупорная глина)	5,0-6,0
Технический лигносульфонат (ЛСТ)	6,0-7,0
Вода техническая	Остальное.

Регенерированный продукт абразивного производства представляет собой мелкодисперсный порошок с размером частиц 3-6 мкм и имеет следующий состав, мас.%:

оксид алюминия Al2O3	63,0-68,0
оксид кремния SiO2	18,0-20,0
оксид кальция СаО	0,5-0,9
оксид магния MgO	0,6-0,8
оксид железа (III) Fe2O3	3,0-6,0
оксид титана (IV) TiO2	1,4-1,7
оксид хрома (III) Cr2O3	Остальное.

Используемый мелкодисперсный огнеупорный наполнитель придает огнеупорной краске, образующей покрытие, проникающие свойства, улучшает кроющую способность за счет структурирования и создания тиксотропной структуры. Данное покрытие за счет увеличения глубины проникновения краски повышает поверхностную прочность форм и стержней, обеспечивая наряду со снижением пригара уменьшение дефектов отливок по вине форм и стержней.

Противопригарная краска готовилась следующим образом. В краскомешалку загружали расчетное количество компонентов покрытия. Перемешивание осуществлялось в течение 40-60 минут. На формы и стержни краска наносится в один слой или несколько слоев в зависимости от массы отливок одним из известных способов. Формы и стержни после покраски сушились 2-3 ч при температуре 180-200°С.

Данные о составе покрытий аналогов и заявляемого покрытия представлены в табл.1. Данные о свойствах покрытий аналогов и заявляемого покрытия представлены в табл.2.

Из табл.2 видно, что свойства полученного противопригарного покрытия удовлетворяют требованиям литейной технологии получения качественных отливок (отсутствие пригара, трещин, засоров, плен и т.д.). За счет использования мелкодисперсного огнеупорного наполнителя также повышается кроющая и проникающая способность краски, увеличивается прочность покрытия к истиранию.

Увеличение или уменьшение содержания входящих в состав красок компонентов за указанные пределы может привести к увеличению пригара и ухудшению качества поверхности отливок.

Внедрение заявляемого состава противопригарного покрытия преимущественно при производстве стальных и чугунных отливок массой до 200 кг позволит улучшить качество поверхности отливок за счет снижения и ликвидации пригара, расширить сырьевую базу огнеупорных материалов для покрытий и снизить стоимость покрытия. Это позволит получить экономический эффект за счет снижения себестоимости производства отливок и сократить брак литья по вине форм и стержней.

Таблица 1
Наименование ингредиентов противопригарного покрытия	Содержание ингредиентов в % для смесей
известный состав №1395418	известный состав №2048952	известный состав (прототип) №1395414	заявляемые составы противопригарного покрытия
1	2	3
регенерированный продукт абразивного производства				80	84	87
алюмоборидная композиция	30
огнеупорный наполнитель силикатной породы (пирофиллит)			51,0-55,0
электрокорунд		58,0-62,0
ультрадисперсный порошок оксида алюминия		1,4-1,8
цинкосодержащий шлам			3,0-7,0
глина формовочная огнеупорная			2,0-4,0	5,0	5,5	6,0
технический лигносульфонат			5,0-10,0	6,0	6,5	7,0
связующее органического и/или неорганического происхождения	2-15
поливинилбутираль		1,5-2,2
растворитель 646		остальное
растворитель	33-70
вода техническая			31,0-35,0	остальное	остальное	остальное

Таблица 2
Наименование свойств краски	Наименование составов смесей
известный состав №1395418	известный состав №2048952	известный состав (прототип) №1395414	заявляемые составы противопригарного покрытия
1	2	3
Плотность ρ, г/см3	1,40-1,60	1,43-1,80	-	1,60	1,65	1,70
Условная вязкость по ВЗ-4, с	35-45	163-225	20-22	58	64	72
Седиментационная устойчивость Sed, %	30,5-32,0	72-92	96-98	85	87	90
Прочность слоя к истиранию, кг/мм	-	-	1,5-3,2	4,5	5,0	4,7
Кроющая способность (толщина слоя), мм	-	0,6-1,0	-	1,4	1,2	1,0
Глубина проникновения, δ, мм	-	0,1-1,2	-	1,5	1,3	1,2
Качество поверхности отливки	Чистая поверхность без пригара	Чистая поверхность без пригара	Чистая поверхность без пригара	Чистая поверхность без пригара	Чистая поверхность без пригара	Чистая поверхность без пригара

1. Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней, преимущественно при получении стальных и чугунных отливок массой до 200 кг, содержащее огнеупорный наполнитель, формовочную огнеупорную глину, технический лигносульфонат и техническую воду, отличающееся тем, что оно в качестве огнеупорного наполнителя содержит регенерированный продукт абразивного производства при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

регенерированный продукт абразивного производства	80,0-87,0
формовочная огнеупорная глина	5,0-6,0
технический лигносульфонат	6,0-7,0
вода техническая	остальное

2. Покрытие по п.1, отличающееся тем, что регенерированный продукт абразивного производства имеет следующий состав, мас.%:

оксид алюминия Al2О3	63,0-68,0
оксид кремния SiO2	18,0-20,0
оксид кальция СаО	0,5-0,9
оксид магния MgO	0,6-0,8
оксид железа (III) Fe2О3	3,0-6,0
оксид титана (IV) TiO2	1,4-1,7
оксид хрома (III) Cr2O3	остальное