Противопригарное покрытие для литейных форм

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А (1Е (11) уш) В 22 С 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Г,, ... й(1--: "!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

V СВИДЕТЕЛЬСТВУ

К АВТОРСКОМ

2,4 -3,0

3,0 -3,5

Остальное (21) 3366227/22-02 (22) 11. 12. 81 (46) 23.08.83. Бюл. 11 31 (72) Н. С. Филипченко, .В.А. Воронина

Е . П . - Губенко, H.À. Буда гьянц, Э. С. Церковский, А. А. Сирота, .В;И. Кондратенко и Т.В. Шкуро (71) Украинский ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (53) 621 ° 744.37.(088 8) (56). 1. Авторское свидетельство СССР

Ч 398322, кл. В 22 C 3/00, 1972

2. Авторское свидетельство СССР

М 818724, кл. В 22 С 3/00, 1976.

3. Авторское свидетельство по . заявке И 3214509, кл. В 22 С 3/00, 04.06.81. (54)(57) ПРОТИВОПРИГАРНОЕ flOKPHTHE ДЛЯ

ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ, преимущественно песча- ных, для получения отливок типа шеек лрокатных чугунных валков развесом 5-8 т, включающее асбестовый порошок, гипс, графит аморфный, поваренную соль, сульфитно-спиртовую барду, воду, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения брака валков по пригару за счет получения на отливке легкоотделимой пригарной корки, покрытие дополнительно содержит алюминий порошкообразный и борную кислоту при следующем соотношении ингредиентов, мас.3:

Асбестовый порошок l2,0-14,0

Гипс 6,0 -7,0

Графит аморфный 2 .-2,5 . Алюминий порошкообразный . 2,2 -2,5

Поваренная соль

Борная кислота 0,8-1,0

Сульфитноспиртовая барда

Вода

45-55

2 -4

1,16-1,2

Остальное м

При использовании этой краски для песчаных форм на отливках образуется пригар. Образование пригара за .является результатом наличия в составе краски большого количества огнеупорной глины, которая при высыхании слоя краски дает трещины, в которые проникает жидкий металл и взаимодей- З5 ствует с окислами формы, образуя пригар. Имелись частые случаи отслаивания слоя покрытия от формы при нагреве до 400 С, оголяющего окрашен" ную поверхность, тем самым способствующего образованию как механического, так и химического пригара. Кроме того, краска расслаивалась, так как малое количество вводимой соли КИЦ не стабилизирует раствор краски и серебристый графит оседает. При нанесении слоя краски на поверхность песчаной формы и дальнейшей сушке при 350-400 С краска осыпалась, образуя засоры в отливках. Гаэопрони- 50 цаемость этой краски низкая и при нанесении слоя1,2-1,5 мм она равна нулю. Поэтому для обеспечения качественной поверхности формы необходимо удлинять время сушки что увели" чивает затраты производства. Из-за низкой гаэопроницаемости нет воэможности применять более сокращенные режи1 10364

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению отливок в песчаных формах, Известны составы покрытий, используемые в литейном производстве, содер- 5 жащие огнеупорные наполнители, связую-.. ,щие и добавки, применяющиеся для улучшения качества поверхности отливок.

Известно покрытие 1 1, содержащее мас. 3:

Асбестовый порошок 38-41

Огнеупорная глина

Серебристый гра„фит 5 -10

Соль карбоксиметил

20 целлюлозы

fêèö)

Вода до удельного веса суспен-

25 зии, г/см з

11-12

2,0-2 5

31 2 мы сушки, так как образуются поверхностные трещины в покрытии.

Известно также покрытие k2), состоящее иэ следующих ингредиентов, мас.3:

Асбестовый порошок 14-17

Глинистые составляю-, щие

Барная кислота 14-15

При опробовании данного состава покрытия для песчаных форм, в которых получают чугунные валки весом 5-8 т, на валках были обнаружены мелкие волосовидные трещины при температуре о сушки до 380 С. После заливки этих форм металлом на шейках валков в некоторых местах образовался пригар., Трещины в формах, вероятнее всего, образовались из-за большого количества глинистых связующих и недостаточной теплопроводимости и газопроницаемости покрытия, кроме того, при заполнении форм металлом происходит растрескивание и скалывание покрытия что способствует образованию пригара.

Таким образом, данное покрытие не целесообразно применять для форм шеек валков весом 5-8 т,, а пригодно до 1,5 i

Наиболее близким по технологичес кой сущности и достигаемому результату к изобретению является противопригарное покрытие (3) для литейных форм, содержащее следующие ингредиен" ты, мас.4:

Асбестовый порошок 16-20

Гипс 6 -8

Графит аморфный

Кокс литейный 5 -6

Поваренная соль 5 -б

Сульфитноспиртовая барда 4,5-5,0

Вода Остальное

После покраски земляных форм для верхних и нижних шеек валков весом

5-8 т, сушке их при 350 С в течение

8 - 9 ч (существующий режим сушки) и заливки их металлом был обнаружен сплошной пригар на 9 шт. валков и частичный пригар на 15 шт. Всего отлйто !84 шт. валков, !

45

2,2-2,5

3 1036

Из производственного опыта устано- г влено,что при образовании противопригарной корки толщиной менее 6 мм брак по пригару возрастает, а образование корки зависит от степени проникновения покрытия внутрь формы, теплопроводности его и температуры нагрева поверхности формы при заливке ее металлом.

Использовать известное покрытие для форм, в которых получают шейки валков весом 5-8 т, нельзя, так как количество металла намно -о меньше, чем при отливке валков весом 1О- 15 т, и тем самым количество тепла, отдан- 15 ное металлом форме, недостаточно для образования толстой противоприг арной корки, так как теплопроводность покрытия низкая и не нагревает поверхность формы до необходимой температу- 20 ры,. при которой начинает образовываться корка,.

Нанесение тонкого слоя покрытия (покраска один раз) также не принесет желаемого результата, так как 25 бывают случаи некачественной покраски (лысины ) иэ-за темного цвета по" крытия и формы. Поэтому требуется двсйная покраска слоем не менее 1,01,2 мм.

Целью изобретения является уменьшение брака валков по пригару за счет получения на отливке легкоотделимой пригарной корки.

Поставленная цель достигается тем, что покрытие, включающее асбестовый порошок, гипс, графит аморфный, поваренную соль, сульфитно-спирто- вую барду, воду, дополнительно содержит алюминий порошкообраэный и 40 борную кислоту при следующем соотнршении ингредиентов, мас.3:

Асбестовый порошок 12-14

Гипс 6 -7

Графит аморфный 2 -2,5

Алюминий порошкообразный 50

Поваренная соль 2,4-3 0

Борная кислота 0,8-1,0

Сульфитноспиртовая барда 3,0-3,5

Вода Остальное

431 4

Вводимый в состав покрытия асбестовый порошок (ГОСТ 12871-67) повышает огнеупорность и служит наполнителем.

Графит аморфный (ГОСТ 5420-50 ) является противопригарной частью покрытия.

Гипс (ГОСТ 125-79) с температурой плавления 1400-1450 С введен как теплоизоляционный наполнитель. Одним из положительных факторов является то, что он обладает незначительной водозатворностью и теряет связанную воду при 107- 115 С и тем самым умень-. шает выделение пара и газа при заполнении форм металлом, что способствует устранению пригара.

Поваренная техническая соль (йаС1) (ГОСТ 13830-68) способствует получению легкоотделимого пригара, так как увеличивает-глубину пропитки и создает рыхлую, стекловидную.пригарную корку между формой и металлом, ïðåпятствующим проникновению окислов металла в. Форму. Кроме-того, она повышает действие покрытия как восстановителя и повышает срок хранения его, так как при вводе в состав алюминиевого порошка покрытие окисляется и начинает бродить..

Сульфитно-спиртовая барда (ССБ) (ГОСТ 8618-57) вводится в состав для повышения термодеструкции, повышения прочности слоя покрытия, сцепления с поверхностью формы и его кроющей способности, что улучшает проникновение покрытия в поры уплотненной формовочной смеси, а также для увеличения интервала схватываемости гипса.

Алюминиевый порошок (ГОСТ 6058"73) фракции 0,2-0,4 мм .введен в состав покрытия как частичный заменитель кокса литейного, который повышает газо-. проницаемость и теплопроводность, чем способствует получению формы беэ трещин и отслоений, а также образованию толстой противопригарной корки. Кроме того, он является хорошим восстановителем окислов металла, т.е. обладает высокой химической инертностью и тем самым улучшает ка" чество поверхности отливок.

Борная кислота (Н ВО ) (ГОСТ

18704-73) введена как активизирующая добавка, повышающая проникновение покрытия внутрь формы, во время сушки при 350 С улучшает сцепление его с материалом и способствует образова1036431 нию противопригарной корки, так как борная. кислота, которая при темперао туре нагрева 185 С и выше, расплавляясь, Проникает внутрь формы, обвалакивает зерна песка и после охлаждения цементирует их.

Совместное использование алюминиевого порошка и борной кислоты позволяет получать толстую легкоотделимую пригарную корку за счет. более интен» 10 сивного прогрева формы и нагрева ее слоев, соприкасающихся с ра1сплавленч ным металлом дс темйературы 800 850 С, при которой образуется пригарная корка. 15

Предлагаемое покрытие приготавливается следующим образом.

Сухой асбестовый порошок, графит аморфный, алюминиевый порошок, ССБ и 1/3 часть необходимой воДы загружа- 20 ют в смешивающие бегуны и перемешивают в течение 10-15 мин., затем. добавляют гипс и перемешивают до потери им свойств схватывания.

Приготовленную пасту загружают 25 .в краскомешалку, добавляют поаеренную соль, барную кислоту, и оставшуюся воду до плотности 1,27-.

1,29 г/см и перемешивают в течение 30-35 мин. Краска после процеживания готова к применению.

Составы предлагаемого 1-3 и известного покрытий приведены в табл. 1.

При этом лучшая поверхность отливок, масса которых составляла 535

8 т, получена при применении состава, физико-механические и технологические свойства составов 1-4 приведены в табл. 2.

Покраска форм производилась слоем

v c 40 толщиной 1,0- 1,2 мм с дальнеишеи сушкой при 350 C в течении 8-9 ч.

Формы имели прочную поверхность без трещин и отслоений, и после заливки их металлом и выбивки валков установ45 лено образование противопригарной корки, ТЬлщина которой была достаточйа для ликвидации пригара на валках.

Это свидетельствует о том, что степень проникновения покрития в форму, газопроницаемость, теплопроводность и восстановительная способность его повысилась за счет введения .в состав борной кислоты и алюминиевого порошка, В покрашенные формы противопригарной краской состава 1-3 было отлито

208 шт. чугунных валков весом 5-8 т, из.них 104 шт, с использованием состава 2. Количество брака по частичному пригару составило 6 отливок или

2,94, а сос авом 2 " 2 шт., т.е.

l,923. Это свидетельствует о том, что предлагаемое покрытие. имеет лучшие свойства по сравнению с соСтавом

4, где брак по пригару в сумме сос" тавил 13,13.

Меньшее количество брака по пригару обусловлено тем, что борная кислота, растворяясь и расплавляясь при более низкой температуре нагрева

240 С, проникает между зернами песка и тем самым образует толстую противопригарную корку, а алюминиевый порошок обладает высокой теплопроводностью, что способствует нагреву . форм до больших температур и на боль. шую глубину, кроме того, алюминий является хорошим восстановителем оки слов металла. «

Таким образом, использование предлагаемого противопригарного покрытия позволит получить чугунные валки массой 5-8 т с более чистой nîâåðõностью шеек за счет улучшения качества форм, на.рабочую поверхность которых нанесено такое покрытие.

Зкономический эффект от внедрения изобретения при производстве 30.тыс.т. валков составит 47 тыс. руб. за счет уменьшения брака по пригару и расхода режущего инструмента.

1036431

Т а б л и ц а 1

Инг редиенты

6,5

2 5

2,2

Кокс литейный

2,4

2,7

2,2

Алюминиевый. порошок

2,0

2 5, Борная кислота (техническая ) 0,9

1,0

4,7 3,0

3,5

64,2..Вода

68,7

57,3

Т а б л и ц а 2

Количественные показатели для составов по табл. 1

Свойст в покрытий

Предпагаемого

Из вест ного

Газопроницаемость (при толцине 1,2195 мм ) Прибор 042 62

45-38

Прочность сцепле- По методиния с поверхностью ке формы, кг/см укрНИИМет 8,0

Огнеупорность, С Метод конусов 1580

8,5

6-7

1580

: 1600

1585

Кроющвя способ-. ность

Визуально Хоровая Хорошая Хорошая

Хорошая

Асбестовый. порошок

Гипс технический

Графит аморфный

Поваренная техническая соль

Методы определения свой ст в

Количественное содержание мас. 3, в составах

1036431

Продолжение табл. 2

Свойства поКрытий

° В Ю O W& ° й

Известного

ГОСТ

10772"64

2 7

3,0

2,85

3,5-4,0

Вязкость, с

Вис козимет р, В3-4

27-31 г«ую ам

Э

Плотность, г/см ГОСТ

1300-74

1,28

1,28-1,32

1,27

1,29

Толщина пригар" ной корки, мм 111тангенциркуль 14

2-3

Брак валков по пригару,3;

Визуально

4,9

8,2

„4 35

2,86

1 92 Ф\ÔЭ ° l

a,à мм

Составитель И. Куницкая

Редактор В. Данко Техреду.Гергель Корректор В. Бутяга

Ю Ю

Заказ 5894/9 Тираж 813 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35, Рауаская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Седиментационная устойчи" вость, ч

Сплошной

Частичйый

Иетоды определения свойств личественные показатели рля составов по табл,