Противопригарное покрытие для литейныхформ и стержней

Противопригарное покрытие для литейныхформ и стержней

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(») 83559

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Сенатских

Социалистических

Ресрублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.04.79 (21) 2748707/22-02 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

В 22С 3/00 (53) УДК 621.744.079 (088.8) (43) Опубликовано 07.06.81. Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования описания 07.06.81

IIo делам изобретений и открытий (54) ПРОТИВОПРИГАРНОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ЛИТЕЙНЪ|Х

ФОРМ И СТЕР)КНЕЙ

Государстееннык комитет (23) П (2 Приоритет

Изобретение относится к области литейного производства, в частности, к противопригарным покрытиям для литейных форм и стержней, используемых преимущественно для стального литья. 5

Известно противопригарное покрытие, включающее, гидролизованный этилсиликат, глицерин и воду при заданном соотношении ингредиентов (1). Глицерин введен в состав покрытия для повышения его

«сырой прочности» и создания восстановительной атмосферы на границе раздела металл-форма. Однако при изготовлении стального литья добавки органических материалов снижают противопригарные свойства покрытий, так как при их термическом разложении выделяются восстановительные составляющие, препятствующие окислению металла и образованию легкоотделимого пригара. 20

Известно также противопригарное покрытие, содержащее дистен-силлматнит, хлористый аммоний, гидрол ДС и жидкое стекло, при заданном соотношении ингредиентов1(2). Однако в этом покрытии в процессе перемешивания происходит интенсивная коагуляция жидкого стекла за счет его реакции с хлористым аммонием с образованием хрупкой структуры скоагулированного геля кремнекислоты, 30

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является покрытие, включающее жидкое стекло, воду, алифатический спирт и огнеупорный наполнитель, при заданном соотношении ингредиентов (3).

Недостатком указанного покрытия является неудовлетворительные свойства покрытия после нанесения его на поверхность форм и стержней, в частности, низкая податливость, склонность к трещинообразованию и низкие противопригарные свойства, при изготовлении стального литья.

Целью изобретения является повышение седиментационной устойчивости и термостойкости покрытия.

Указанная цель достигается тем, что противопригарное покрытие, включающее жидкое стекло, воду, алифатический спирт и огнеупорный наполнитель, дополнительно содержит хлористый аммоний при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Жидкое стекло 2 — 6

Алифатнческий спирт 0,2 — 1,8

Хлористый аммоний 0,2 — 2,5

Вода 25 — 30

Огнеупорный наполнитель Остальное

В качестве алифатического спирта покрытие содержит одноатомный спирт этанол или многоатомный спирт глицерин.

835595

Для мелкого стального литья применяют покрытие, содержащее в качестве алифатического спирта этанол, для крупного стального литья применяют покрытие, содержащее в качестве алифатического спирта глицерин.

Сущность изобретения состоит в том, что предварительно перемешанный с алифатическими спиртами хлористый аммоний значительно слабее реагирует с жидким стеклом, так как реакционная поверхность его частиц оказывается изолированной пленками спирта, например, глицерина, от жидкого стекла. Вместе с этим, хлористый аммоний диффузионно вступает во взаимодействие со спиртом и понижает его химическую активность, по отношению к жидкому стеклу, этот процесс многоступенчатый. Сначала происходит разложение хлористого аммония на границе раздела поверхности его твердых частиц со спиртом с образованием водного раствора хлористого водорода, затем последний вступает в реакцию замещения со спиртом, например, глицерином, с образованием глицерата хлора, т. е. происходит взаимное влияние хлористого аммония в спирте, вызывающее снижение их активности к жидкому стеклу. Поэтому в исходном состоянии смесь противопригарного покрытия сохраняет высокую живучесть.

Вместе с тем, за счет сравнительно слабого взаимодействия спирта с жидким стеклом происходит частичная коагуляция последнего с образованием слабо коагулированной эластичной структуры геля полирной кремнекислоты. Поэтому противопригарная смесь приобретает высокую седиментационную устойчивость. При нанесении покрытия на поверхность формы или стержня процесс взаимодействия спирта с жидким стеклом интенсифицируется, в результате чего происходит быстрее упрочнение покрытия. При этом упрочнение происходит практически по всему объему покрытия с сохранением эластичной, пространственной структуры геля полимерной кремнекислоты. Это способствует пластической релаксации возможных напряжений в слое покрытия и оно сохраняет целостность, исключая образование таких дефектов, как трещины и шелушение, свойственные покрытиям на жидком стекле.

По этой же причине покрытие хорошо удерживается на поверхности формы или стержня и при интенсивном нагреве в процессе заливки формы, что обеспечивает высокую термостойкость покрытия. Хорошие противопригарные свойства покрытия при изготовлении стального литья проявляются в том, что при формировании отливки, выделяющиеся из покрытия при термическом зложении спирта, восстановительные составляющие вступают во взаимодействие с хлористым аммонием и нейтрализуется им.

Кроме этого между хлоридами покрытия и металлом отливки происходит химическая реакция образования треххлористого железа, способствующего образованию легкоотделимого пригара.

Таким образом, противопригарные покрытия указанных составов приобретают новые свойства от совместного введения жидкого стекла, спирта и хлористого аммония, в частности, покрытия приобретают высокую седиментационную устойчивость и устойчивость против трещинообразования покрытия после высушивания и при высокотемпературном облучении, а так же улучшают свои противопригарные свойства.

В покрытиях по изобретению применяют любые известные огнеупорные наполнители, но наиболее предпочтительными являются пылевидный кварц марок КП 1,2,3 (ГОСТ

9077 — 59) и дистенсиллиманит, так как с их применением получены наилучшие результаты, что объясняется, по-видимому, лучшим сродством наполнителя и связуемого, содержащих одну и ту же фазовую составляющую — кремнезем.

В качестве связующего используют жидкое стекло различных марок, но наиболее предпочтительной является марка В с содержанием кремнезема 29 — 35 О/О.

Покрытия готовят следующим образом.

Сначала предварительно перемешивают спирт, например, глицерин, с хлористым аммонием. В мешалку загружают огнеупорный наполнитель, жидкое стекло и воду и перемешивают до получения однородной массы. В последнюю очередь в смесь добавляют перемешанные спирт с хлористым аммонием. Покрытия применяют с плотностью 1,6 — 1,9 г/см .

Покрытия с малой плотностью применяют при нанесении его на формы или стержни из пульверизатора. Более плотные покрытия применяют при окрашивании форм и стержней кистью.

Составы и свойства покрытия приведены в таблицах 1 и 2.

Нижний предел содержания алифатического спирта целесообразно держать

0,2 вес. /о, при котором его влияние на свойства покрытий становится заметным.

Верхний предел содержания алифатического спирта целесообразно держать около

1,8 вес. о/,, так как больше, чем 1,8 вес. /о содержания, при практически одинаковом влиянии экономически нецелесообразны.

Влияние хлористого аммония становится заметно при содержаниях 0,2 вес. /О. При содержаниях больших, чем 2,5 вес. о/о, окислптельный эффект хлористого аммония сохраняется, но экономически не выгоден. Поэтому пределы содержания хлористого аммония выбраны от 0,2 до 2,5 вес. /,.

Покрытие по изобретению имеет высокую податливость, т. е. при тепловом ударе покрытие, претерпевая тепловое расширение, 835595

Таблица 1

Состав покрытия, вес. ч;

Ингредиенты № 4 № 3 № ) № 2

65,2

67,3

65,2

65,3

65,4

Пылевидный кварц КП вЂ” 1

Жидкое стекло плотностью

1,48 г/смз, модуля 2,83 ед.

Этанол

67,3

0,2

2,2

2,2

0,8

0,8

0,8

2,0

1,2

1,2

1,5

Глицерин

Хлористый аммоний

Вода

1,5

0,2

0,5

1,8

Таблица 2

Состав ы пои в ыти я по табл. 1

Свойства №2 № 1 № 3 №4 № 5 № 6

1,75

24

99,8

1,8

28

99,8

1,68

22

99,8

),82

32

1,75

1,73

27

99,8

ПЛОтность, г/смз

Вязкость по B3 — 10, сек.

Седиментационная устойчивость по ГОСТ 10772 — 78

0,85

22

3

0,8

1500

0,82

5

1,2

1500

),2

12

1700

0,8

32

3

1,5

1500

1,2

5

2,7

1500

1,5

3

1700

Толщина покрытия, мм

Время высыхания на воздухе при Т 150 С

Живучесть, час.

Прочность на истирание, кг

Термостойкость, С

Составитель И. Волкова

Техред И. Заболотнова

Редактор Т. Авдейчик

Корректор Л. Слепая

Заказ 1141/5 Изд. № 408 Тираж 869 Подписнов

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 не растрескивается, релаксируя тепловые напряжения, в чем также проявляется высокая термостойкость покрытия.

Реализация изобретения позволит получать стальные отливки без пригара, 2 — 3 класса чистоты.

Формула изобретения

1. Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней, используемых преимущественно для стального литья, включающее жидкое стекло, воду, алифатический спирт и огнеупорный наполнитель, отлич а ющееся тем, что, с целью повышения седиментационной устойчивости, оно дополнительно содержит хлористый аммоний при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:

Жидкое стекло 2 — 6

Алифатический спирт 0,2 в 1,8

Хлористый аммоний 0,2 — 2,5

Вода 25 — 30

Огнеупорный наполнитель Остальное.

2. Противопригарное покрытие по п. 1, отл ич а ющееся тем, что в качестве алифатического спирта оно содержит одноатомный спирт этанол или многоатомный спирт глицерин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 49?089, кл. В 22С 3/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 537748, кл. В 22С 3/00, 1975.

3. Авторское свидетельство СССР № 526373, кл. В 22С 3/00, 1975.