Покрытие для металлургической оснастки

Авторы патента:

B22C3 - Выбор составов для покрытия поверхности литейных форм, стержней или моделей

ПОКРЫТИЕ ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ, включающее молотую хромитрвую руду, хромовый ангидрид и технологическую добавку, отличающееся тем, что, с целью расширения сьфьевой базы, упрощения технологии приготовления покрытия, повышения его прочности и огнеупорности , покрытие содержит в качестве технологической добавки антипирен при следующем соотношении ингредиентов, , мае. ч.: Молотая хромитовая руда57-62 Хромовый ангидрид 26-28 Антипирен 14-15

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З(51) В 22 С 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ хромитовая руда

Хромовый ангидрид

Антипирен

57-62. 26-28

14-15 (2 i ) 3513453/22-02 (22) 18. 10. 82 (46) 30. О9. 84. Бюл. N 36 (72) В.И..Дейнеженко, . В.N.Ìàñàëîâè÷, Н. А. Берг и М. А. Дурыманова (53) 621. 744. 079 (088. 8) (56) 1. Солнцев С.С., Туманов А.Г.

Защитные покрытия при нагреве. М., "Машиностроение", 1976, с. 12.

2. Авторское свидетельство СССР

В 833355, кл. В 22 С 3/00, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР

В 971555, кл. В 22 С 3/00, 1981. (54)(57) ПОКРЫТИЕ ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ОСНАСТКИ, включающее молотую

„„SU„„1115837 A хромитовую руду, хромовый ангидрид и технологическую добавку, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения сырьевой базы, уйрощения технологии приготовления покрытия, повышения его прочности и огнеупорности, покрытие содержит в качестве технологической добавки антипирен при следующем соотношении ингредиентов,, мас. ч.:

Молотая

1115837

Молотая хромитовая руда

Xpомитовый ангидрид

Технологическая добавка (гндроксид щелочного или щелочноземельного металла) 60-65

22-25

14-1 7

Изобретение относится к литейному производству, а именно к покрытиям

I для металлругической оснастки,преимущественно для изложниц и кокилей, применяемых при изготовлении стальных слитков н отливок.

Известно применение в качестве покрытия для изложниц неорганических огнеупорных материалов, содержащих оксиды магния и кремния 513.

Недостатком этих покрытий является их слабая адгезия к поверхности изложниц (кокилей) и, как следствие, недостаточные защитные свойства покрытий, что приводит к быстрому разрушению сталеразливочной оснастки и появлению на поверхности отлитых деталей дефектов, затрудняющих обработку.

Известно также покрытие для защиты изложниц, содержащее оксид хрома, гидроксиц магния и оксид магния (23.

Это покрытие обладает достаточно высокими защитными свойствами, однако для его приготовления используют дефицитные материалы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является покрытие «3 1 для изложниц, содержащее, мас. ч .:

Однако известное покрытие характеризуется необходимостью предварительной обработки руды путем ее измельчения и активации в щелочной среде в течение 20-40 мин при 85100 С.

Кроме того, несмотря на высокую адгеэию к поверхности изложниц, покрытие имеет слабую когезию и при многократном использовании разрушается и попадает в металл.

Целью изобретения является расширение сырьевой базы, упрощение технологии приготовления покрытия, повышение его прочности и огнеупорности.

Поставленная пель достигается тем, что покрытие для металлургической оснастки, включающее молотую хромитовую руду, хромовый ангидрид и технологическую добавку, сбдержит в качестве технологической добавки антипирен при следующем соотношении ингоедиентов, мас. ч:

Иолотая хромитовая руда 57-62

Хромовый ангидрид 26-28

Антипирен 14-15

Антипирен вЂ” это каолин, обработанный суперфосфорной кислотой в присутствии карбамида.(ТУ5-08-340-76).

Амидные группы антипирена восстанавливают часть шестивалентного хрома, образуя в момент восстановления активные полифосфаты хрома и алюминия, которые обеспечивают хорошую адгезию покрытия к поверхности оснастки и высокую когезию в слое самого покрытия. По мере нагревания покрытия идет д льнейшее восстановление

Cr (VI) как за счет термического разложения СгОз, так и за счет взаимодействия с антипиреном: при температуре около 350 С появляются пирофосфаты хрома и алюминия. При достижении температуры 850 С заканчиваюся процессы перехода Cr (VI) в Cr (III) и появляются фосфаты хрома ь. и Р модификации. При температуре 1150 С образуются стеклоподобные оксопирофосфаты хрома и алюминия. В этот пе,риод достигается максимальная актив ность соединений. Образовавшиеся хромиты железа, окись хрома, фосфаты и оксопиро@ос@аты хрома и алюминия активно взаимодействуют с поверхностью изложницы (кокиля) и формируются в прочное керамическое покрытие, пропитанное стеклом. Стеклонодобные фосфаты хрома и алюминия увеличивают как адгезию покрытия поверхности, так и когезионную прочность самого покрытия.

Содержание хромового ангидрида должно быть достаточным для смачивания частиц хромовой руды, образования фосфатов, полифосфатов и окиси хрома при нагревании, повышающих термическую устойчивость всего покрытия.

Экспериментально установлено,что минимальное содержание хромового ангидрида в покрытии составляет

1115837

Таблица 1

Ингредиенты

Колотая хромитовая руда

59,5

Хромитовый ингидрид

14 ° 5

Антипир ен

Хидроокись магния

26 мас, ч. Понижение его содержания приводит к снижению огнеупорности покрытия (ниже 2000 С), а повьппение более 28 мас. ч, нецелесообразно, так как покрытие становится настолько реакционноспособным, что вспенивается при приготовлении.

Непременным условием высоких показателей адгезии и когезии является наличие физического и химического средства между веществами. Такое сродство обеспечивается введением в покрытие антипирена в количестве не менее 14 мас.ч. Это количество достаточно, чтобы пропитать хромитсодер" жащую составляющую покрытия пирофосфатами и фосфатами. Повьппение содержания более 15 мас.ч. экономически нецелесообразно, так как антипиренвЂ” дорогой продукт.

Содержание молотой хромитовой руды должно находиться в пределах

57-62 мас.ч. Понижение ее содержания недойустимо из-за ухудшения защитных свойств покрытия, а повьппение не приводит к дальнейшему улучшению этих свойств.

Предлагаемые составы покрытия (1-3) и прототип (4) приведены в табл. 1.

В табл. 2 представлены свойства предлагаемых составов (1-3) и прототипа (4).

Покрытие приготавливают следующим образом.

Молотую хромитовую руду с размером частиц 80-150 мкм смачивают водой при перемешивании до получение густой однородной массы, после чего вводят хромовый ангидрид и перемешивание продолжают до получения однородной смеси.

При этом нерудная часть, главньпк образом серпентин, взаимодействует

10 с образованием хромзтов и бихроматов магния и железа. Происходит активация руды. Внесение в покрытие сразу антипирена приводит к связыванию хрома ангидрида с полифосфорной групtS пой антипирена, поэтому антипирен вводят перед нанесением покрытия на оснастку. Нанесение осуществляется пневмофорсункой или кистью, смесь разбавляют водой до получения жидко-

20 текучей суспензии. Изложницу (кокиль) сушат при 150-200 С для удаления воды, затем заливают расплавленный металл. После извлечения слитка (детали) изложница (кокиль) мо25 жет быть использована многократно.

Реализация изобретения позволяет повысить качество стальных отливок, исключить образование на поверхности трещин разгара и раковин, легко щ извлекать изделие из изложницы (коки- ля), снизить расход металла на изготовление сталераэливочной оснастки, упростить технологию получения покрытия, повысить производительность труда, получить экономию в размере

0,26 р. на 1 т залитой стали.

Составы покрытия, мас. ч.

I!15837

Таблица 2

Показатели составов

Свойства

I 1

Плотность, г/см, при нанесении покрытия:

1,52

1,6

1,57

1,7 кистью