Противопригарное покрытие для вакуумно-пленочной формовки

 

ПРОТИВОПРИГАРНОЕ ПОКРЬРГИЕ . ДЛЯ ВАКУУМНО-ПЛЕНОЧНОЙ ФОРМОВКИ, включающее огнеупорный наполнитель. поливинилацетатную эмульсию, органический растворитель, отличающееся тем, что, с целью улучшения качества и чистоты поверхности отливок, покрытие дополнительно содержит бентонит и борную кислоту, а в качестве наполнителя и органического растворителя соответственно пылевидный кварц и раствор этанола в воде в соотношении 1:1 при следующем соотношении ингредиентов , мае. ч.: 65 Пылевидный кварц Раствор этанола в воде в соотношении 30-35 1:1 Поливинилацетатная л 2-8 эмульсия с 0,14-0,70 Бентонит . 0,016-0;080 Борная кислота

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЛМЛ

РЕСПУБЛИК

3цр В 22 С 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ а3644 Щ у, 30-35

2-8

О, 14-0, 70

0,016-0;080 (21) 3491934/22- 02 (22) 17.09,82 (46) 15.07.84. Бюл. 9 26 (72) В.Г. Пучков, А.А.Гарбузов, В.В.Кравченко, В.С.Голицын, В.П.Кузнецов и Н.А.Бадина (53) 621.744.34(088.8) (56) 1. Дорошенко С.П. и др. Получение отливок без пригара в песчаных формах. М., "Машиностроение", 1978, с. 115.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 531625, кл. В 22 С 3/00, 19753. Авторское свидетельство СССР

У 908470, кл. В .22 С 3/00, 1980. (54)(57) ПРОТИВОПРИГАРНОЕ ПОКРЫТИЕ

ДЛЯ ВАКУУМНО-ПЛЕНОЧНОЙ ФОРМОВКИ, включающее огнеупорный наполнитель,,SU„„102653 А поливинилацетатную эмульсию, органический растворитель, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения качества и чистоты поверхности отливок, покрытие дополнительно содержит бентонит и борную кислоту, а в качестве наполнителя и органического растворителя соответственно пылевидный кварц и раствор этанола в воде в соотношении

1:1 при следующем соотношении ингредиентов, мас. ч.:

Пылевидный кварц 65

Раствор этанола в воде в соотношении

1:1

Поливинилацетатная эмульсия

Бентонит

Борная кислота

1102653

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления форм с применением вакуумно-пленочного метода формовки при производстве стального, чугунного и цветного литья.

Известно противопригарное покры тие для литейных форм и стержней, изготовленных из песчано-глинистых сме10 сей, включающее огнеупорный наполнитель, сульфитно-дрожжевую бражку (СДБ), в качестве связующего, — бентонит для повышения седиментационной устойчивости H воду fl,1.

Однако это покрытие не может быть применено при изготовлении форм с применением метода вакуумно-пленочной формовки, так как недостаточно смачивают поверхность пленки и после высыхания осыпается, Известно покрытие для литейных форм и стержней, содержащее огнеупорный наполнитель (тальк), поливинилацетатную эмульсию, поваренную техни- 25 ческую соль и воду (23

Указанное покрытие невозможно нанести на поверхность синтенической пленки равномерным слоем требуемой толщины, так как высокое содержание поливинилацетатной эмульсии и хлористого натрия (йоваренной технической соли) резко снижают вязкость, вследствие чего покрытие стекает с ровной и гладкой поверхности пленки под действием собственного веса.

К тому же высокое содержание ноливинилацетатной эмульсии способствует образованию в отливках газовых раковин и пористости из-за ее выгора- 40 ния в процессе заливки формы метал лом, Покрытие характеризуется также длительным временем высыхания, что приводит, из-за неврзможности применения тепловой сушки ввиду низкой термостойкости синтетической пленки о (55 С), к увеличению времени изготовления формы.

Существенным недостатком покрытия О является также низкая огнеупорность.

Термостойкость талька не превышает 1200 С, в то время как температура металла при заливке чугуна находится обычно в пределах 1320-1400 С, а стали в пределах 1450-1550 С. о 55

Таким образом, известное покрытие при производстве стального чугуна и чугунного литья не может предохранять поверхность формы от теплового воздействия металла.

Известно также, что чистота поверхности отливок, полученных в формах, изготовленных с применением вакуумнопленочной формовки, зависит от толщины слоя противопригарного покрытия, определяющегося величиной разряжения, зерновым составом песка, толщиной стенки отливки и видом заливаемого сплава. Недостаточная толщина покрытия приводит к повышению шероховатости поверхности отливки и образованию трудноудалимого пригара.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является покрытие для литейных форм и стержней, содержащее органический растворитель, связующее и тальк при следующем соотношении ингредиентов, мас. 7(мас.ч.):

Органический растворитель 62-64(10,3-10,6)

Раствор поливинилацетатной эмульсии в воде в соотношении 1:1 6-10(1 "1,6)

Тальк 30-38(5-6,3)

В качестве органического растворителя покрытие содержит растворитель гранитоля 3 3.

Указанное покрытие не обеспечивает получение вакуумно-пленочной формовкой высококачественных отливок с высокой чистотой поверхности, так как вследствие низкого удельного веса оно стекает с гладкой и скользкой поверхности пленки сразу же после нанесения.

Недостатком покрытия является также низкая огнеупорность из-за применения в качестве огнеупорного наполнителя талька, имеющего температуру плавления 1200-1300 С, что затрудняет его применение при изготовлении отливок из сплавов черных металлов, имеющих температуру плавления в пределах 1320-1550 С.

К тому же растворитель обувного гранитоля является дефицитным и токсичным материалом, так как содержит в своем составе бутилацетат, бензин, ацетон.

Целью изобретения является улучшение качества и чистоты поверхности отливок.

3 1102653

Составы покрытия, мас. ч.

Предлагаемые

1 I I 1 1

Ин гредиен ты

Прототип

Пылевидный кварц

70 65 65 . 65. 65 65

Растворитель (раствор этанола в воде в соотношении 1:1) 30

35

35.

Поливин илацет атная эмульсия

013 056 014

0,35 0,35 0,7

Бентонит

Борная кислота

0,015 0,064 0,064 0,08 0,04 0,04

Указанная цель достигается тем, что покрытие, включающее огнеупорный наполнитель, поливинилацетатную эмульсию и органический растворитель, дополнительно содержит бентонит и борную кислоту,:а в качестве огнеупорного наполнителя и органического растворителя соответственно пылевидный кварц и раствор этанола в воде в соотношении 1:1 при следующем соотношении ингредиентов, мас.ч.:

Пылевидный кварц 65

Pаствор этанола в воде в соотношении 1:1 30-35

Поливинилацетатная эмульсия 2-8

Бентонит, 0,14-0,70

Борная кислота 0,016-0,080

Раствор этанола в воде в соотношении 1:1 обеспечивает быстрое и полное растворение поливинилацетатной эмульсии. . 5 . При большем содержании этанола в воде ухудшается растворение поли- . винилацетатной эмульсии и происходит ее частичное сворачивание, а при меньшем содержании этанола ухудшается кроющая способность, 30

Содержание пылевидного кварца и растворителя в указанном соотношении обеспечивает требуемую плотность покрытия и минимальное время сушки.

Увеличение содержания раствори- З5 теля или уменьшение количества пылевидного кварца приводит к уменьшению вязкости, плотности и увеличению времени сушки, а уменьшение содержания растворителя и повышение количества пылевидного кварца — к получению пастообразной массы, непригодной к применению.

Применение бентонита и борной кислоты в сочетании с поливинилацетатной эмульсией обеспечивает получение полидисперсной структурированной системы, состояние которой,оценивается такими реологическими константами, как динамическое предельное напряжение сдвига, пластическая вязкость, подвижность и тиксотрония, характеризующие толщину слоя покрытия, скорость стекания излишков и образования структурированной сетки.

После нанесения такого покрытия на поверхность пленки происходит быстрое его застудневание за счет образования пространственной структурированной сетки, придающей покрытию упругость, прочность и пластичность.

Оптимальное содержание поливинилацетатной эмульсии (до 10 мас.ч.) уменьшает образование газовйас раковин и пористости за счет резкого снижения газотворной способности покрытия.

Температура плавления пылевидного кварца 1728 С, поэтому его применение обеспечивает высокую термостойкость противопригарного покрытия.

Составы и свойства покрытия приведены в.табл. 1 и 2. .Та блица 1

3 . 4 5 6

6! 102653

Свойства

1 2 3 4

Плотность,г/см 1,551,58

0,6 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,05

Предельное динамическое напряжение сдвига, К/м 97

44 64 8

Пластическая вязкость н.с/м 0,362

0 16 0 11 0 07 0 12 0 09 0 03 0 25

Вязкость, с (no

В3-4) 40

1 9-22

Седиментационная устойчивость,X

93,3 98,5 96,6 99, 1 99

Кроющая способность

Хорошая

Хорошая

Хорошая

Стойкость к истиранию, кг/мм 4,1

Газотворность, г/смз 36

84

60 60 74

Огнеупорность, град.

16501700

1150-1200

Время отверждения (на пленке), с 4, 10-15

Сразу же после нанесения

Шероховатость отливок, К,мкм 35

46 40

52

70!

112

Как видно из табл. 2, регулирова-,ется не путем изменения, как обычно, ние толщины слоя покрытия осуществля- плотности покрытия за счет изменеТолщина слоя противопригарного покрытия (на пленке), мм

Тиксотропия (сравнительные единицы) Подвижность (сравнительные единицы) 1

Количественные показатели свойств для составов

1 ) ) () ) 1,49" 1,49- 1,49- 1,49- 1,49- 1,14-1,17

1,52 . 1,52 1,52 1,52 1,52

0,08 0,24 0;28 0,15 0,24 0,09

2,0 2,0 4,0 1,0 1,0 1,0

4,1 44,7 19,3 19,3 19,3 3,0-3,3

1102653

Составитель И. Куницкая

Редактор И, Бандура Техред И. Асталош Корректор 10. Макаренко

Заказ 4882/8 Тираж 775 .Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ния содержания воды или огнеупорного наполнителя, а путем изменения реологических констант при помощи различных соотношений таких ингредиентов, как бентонит, борная кислота и поли- 5 винилацетатная эмульсия. Кроющая способность покрытий одинакова. Однако основные структурообразующие свойства известного покрытия, такие как предельное динамическое напряжение сдвига и тиксотропия, ниже нижнего уровня, а подвижность значительно выше верхнего уровня предлагаемого покрытия, в связи с чем время отверждения (образования структурированной сетки) резко увеличивается, что способствует стеканню нанесенного покрытия с гладкой и скользкой поверхности пленки.

Получению незначительной толщины известного противопригарного покры тия на пленке способствует также его низкий удельный вес.

Вязкость предлагаемых составов

3,4,5,6 (по В3-4) определить невозможно, так как они вследствие образования структурированной сетки не вытекают.

Стойкость к истиранию у предлагаемого .покрытия значительно выше (вви-ЗО ду применения неразбавленной водой

ПВАЭ), что весьма важно при вакуумной формовке, так как при заполнении опоки песок непосредственно контактирует с нанесенным на пленку про- д тивопригарным покрытием.

Готовится покрытие в краскомешалках любого типа следующим образом.

В краскомешалку заливают этанол и воду в соотношении 1:1, вводят поливинилацетатную эмульсию, борную кислоту, бентонит и производят перемешивание в течение 5-10 мин, затем загружают пылевидный кварц и перемешивают в течение 10-15 мин.

Покрытие наносится кистью или пульверизатором.

Перед нанесением покрытие необходимо перемешать с целью разрушения образовавшейся структурированной сетки, в результате чего вязкость уменьшается и краска приобретает

Хорошую кроющую способность.

Сушка покрытия осуществляется на воздухе, время высыхания в зависимости от толщины слоя противопригарного покрытия находится в пределах

30-68 мин.

Реализация изобретения позволит получать в формах, изготовленных с . применением вакуумно-пленочной формовки, литые детали из сплавов черных и цветных металлов с чистотой ,,поверхности К 40-80 мкм, снизить трудоемкость очистных работ на 1520Х повысить их эксплуатационные свойства за счет уменьшения образования газовых pQKoBHH.è пористости, а также пбвысить производительность труда в 1,5 раза эа счет уменьшения времени высыхания покрытия.