Покрытие для металлических форм

 

ПОКРЫТИЕ ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕCKSiX ФОРМ, применяемых при производстве отливок преимущественно из алюминиевых сплавов, включающее глинистое связующее , неорганическое растворимое связующее и теплоизоляционный наполнитель. отличающееся тем, что, с целью повыщения его стойкости, адгезионной прочности и противопригарных свойств, оно содержит в качестве глинистого связующего бентонит и каолин, в качестве неорганического растворимого связующего жидкое стекло и триполифосфат натрия, в качестве теплоизоляционного наполнителя микротальк и мел молотый и дополнительно содержит хлористый натрий при следующем соотношении компонентов , мае. %: Бентонит14-20 Каолин10-15,5 Жидкое стекло37-43 Триполифосфат натрия0,5-0,75 Хлористый натрий0,5-0,75 Микротальк23--27 § Мел молотый3,5-4,5 сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1125086 з(я) В 22 С 300

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

4 — 20

10 — 15,5

37 — 43

0,5 — 0,75

0,5 — 0,75

23 — 27

3,5 — 4,5

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3538784/22-02 (22) 14.01.83 (46) 23.11.84. Бюл. № 43 (72) Н. И. Шпаков, О. Н. Тищенко и Е. Э. Львов (71) Волжское объединение по производству легковых автомобилей (53) 621.744.079 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 357023, кл. В 22 С 3/00, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР № 71 9781, кл. В 22 С 3/00, 1977. (54) (57) ПОКРЫТИЕ ДЛЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФОРМ, применяемых при производстве отливок преимущественно из алюминиевых сплавов, включающее глинистое связующее, неорганическое растворимое связующее и теплоизоляционный наполнитель, отличающееся тем, что, с целью повышения его стойкости, адгезионной прочности и противопригарных свойств, оно содержит в качестве глинистого связующего бентонит и каолин, в качестве неорганического растворимого связующего жидкое стекло и триполифосфат натрия, в качестве теплоизоляционного наполнителя микротальк и мел молотый и дополнительно содержит хлористый натрий при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Бентонит

Каолин

Жидкое стекло

Триполифосфат натрия

Хлористый натрий

Микротальк

Мел молотый

1125086

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам покрытий для металлических форм, и может быть использовано при производстве отливок из алюминиевых сплавов. 5

Известно покрытие для металлических форм, состоящее из теплоизоляционного на пол нителя, глинистого связующего, растворимого неорганического связующего и воды (1).

Однако это покрытие характеризуется недостаточной химической, механической и адгезионной прочностью, низкой стойкостью в процессе эксплуатации.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому резуль- 15 тату является покрытие для металлических форм (2), содержащее в мас.%:

Глинистое связуюшее 5 — 10

Хром-алюминий фосфор но кислый (неорганическое растворимое связующее) 25 — 45

Теплоизоляционный наполнитель Остальное

Недостатками известного покрытия являются его. низкая стойкость в процессе заливки форм металлом, низкая адгезионная прочность и недостаточные противопригарные свойства.

Целью изобретения является повышение стойкости, адгезионной прочности и противопригарных свойств покрытия.

Поставленная цель достигается тем, что покрытие для металлических форм., применяемых при производстве отливок преиму-щественно из алюминиевых сплавов, включаюшее глинистое связующее, неорганическое растворимое связующее и теплоизоляционный наполнитель, содержит B качестве глинистого связуюгдего бентонит и каолин, в качестве неорганического растворимого связующего жидкое стекло и триполифосфат натрия, в качестве теплоизоляционного наполнителя микротальк и мел молотый и дополнительно содержит хлористый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Бентонит l 4 — 20

Каолин 10 — 15,5

Жидкое стекло 37 — 43

Триполифосфат натрия 0,5 — 0,75

Хлористый натрий 0,5 — 0,75

Микротальк 23 — 27

Мел молотый 3,5 — 4,5

Микротальк(ГОСТ 19284 — 79) и мел молотый (ГОСТ 4415 — 75) наряду с функцией. теплоизоляционных наполнителей придают покрытию ряд других положительных свойств.

rg

Так, коэффициенты линейного теплового расширения мела и талька (16 — 20 —.— — — )

1О 6 близки к коэффициенту линейного расширения материалов литейных металлических форм, что предотвращает растрескивание и ссыпаемость покрытия в процессе заливки жидким металлом и последующего охлаждения формы.

Кроме того, мел и тальк не имеет фазовых превращений в рабочем интервале температур металлической формы.

Микротальк является основным компонентом, он хорошо работает на истирание при извлечении отливки из формы, но введение его с глинистыми связующими без мела вызывает в процессе эксплуатации растрескивание поверхности покрытия, что снижает его стойкость из-за отсл аыв а ноя.

Введение мела устраняет этот недостаток, придавая покрытию пористость„которая дробит структуру покрытия и смягчает эффект спекания глинистых связующих провоцируюших трещины.

В указанных соотношениях мел и тальк обеспечивают оптимальную скорость кристаллизации отливок, обуславливая минимальное количество литейных пороков, механическую прочность на стирание и огнеупорность.

Микротальк имеет 90 — 98 мас.% частиц размером менее 20 мкм и до 80 мас.% менее 5 мкм.

Каолин (ГОСТ 3314 — 63) и бентонит (ГОСТ 3226 — 65) выполняют в покрытии функцию глинистого связуюшего.

Связующая способность бентонита и каолина, т. е. способность соединять непластичные материалы (мел, тальк) в однородную массу объясняется их пластическими свойствами. Совместное введение этих ингредиентов необходимо потому, что каолин„ кроме того, придает покрытию хорошую кроющую способность в разведенном состоянии, а введение бентонита улучшает седиментационную устойчивость разведенного покрытия.

При увеличении содержания этих ингредиентов увеличивается и адгезионная прочность. Предлагаемое соотношение глинистых связующих имеет преимущество в том, что при оптимальной стойкости покрытия оно обеспечивает минимум литейного брака.

Между ингредиентами глинистого связуюгцего и мелкодисперсными частицами теплоизоляционного наполнителя происходит физико-химический процесс спекания в результате теплового воздействия жидкого металла. Этот процесс упрочняет покрытие, придавая ему монолитность, что оказывает решающее влияние на повышение стойкости покрытия.

Жидкое стекло (ГОСТ 13078 — 81) и триполифосфат натрия (ГОСТ 13493 — 77) выполняют в покрытии функцию растворимых неорганических связующих. Введение жидкого стекла объясняется его хоро1125086

Таблица 1

Глинистое связующее

21 20 18

20,2 15,5 12 бентонит каолин

10

10

40

37

45 жидкое стекло

0,6 0,75 .1,0

0,4 0,5 триполифосфат натрия хромалюминий фосфорнокислый

Теплоизоляционный наполнитель микротальк

22 23

24,8 27 30

3 3,5

0,4 0,5

4 4,5 5

0,6 0,75 1,0 мел молотый хлористый натрий шими вяжущими и уплотняющими свойствами для пористых и мелкодисперсных материалов и несет функцию основного раствори мого неор га н ич еского связующего.

Жидкое стекло сохраняет свои свойства при высоких температурах (свыше 1000 С), чем обеспечивает постоянство прочностных и адгезионных характеристик покрытия.

Триполифдсфат натрия обладает высокой склонностью к полимеризации при повышенных температурах, что вызывает упрочение слоя покрытия в результате образования полимерных цепей, образующих прочную пленку, и сохраняет свои свойства при температурах свыше 1000 С. Верхний предел содержания триполифсофата в покрытии обусловлен тем, что при еще большей концентрации он начинает вступать во взаимодействие с жидким металлом, вызывая отслаивание покрытия и металлизацию формы (налипания расплава на форму) .

Неорганическое растворимое связующее

Триполифосфат натрия является также поверхностно-активным веществом, он снижает вязкость разведенной суспензии покрытия и улучшает его кроющую способность.

Хлористый натрий (ГОСТ 13830 — 67) вводится в покрытие с целью обеспечения оптимальной шероховатости поверхности покрытия не в смысле количественного показателя, а с целью обеспечения качествен1Î ного состояния поверхности покрытия.

Действие хлористого натрия заключается в том, что его микрокристаллы, выделяющиеся на поверхности покрытия, разрушают образующиеся при заполнении формы жидки м металлом окисную пленку, котоlS рая на границе раздела металл — форма способствует образова нию дефектов отливки типа «спай».

Составы предлагаемого покрытия (2—

4), выходящих за пределы опти мальных соотношений компонентов (1, 5) и известного (6) приведены в табл. 1, а их свойства— в табл. 2.

1125086

Таб>яица

inò!«!с,, !./ i мз

1,2

1,2

1,2

1,2

1,2

21

25

23

Вл э кос т !> I!>) 8.3 з с

С е.ни ив !! т l. i !. !> а я у (тО!(чи!«>(т!> ч(p! з

3 ч, !>

43

Прочность к ист!!Ран!!!,!, !! Г /к!к!

2,5

2,8 2,8

2,8

2,0

Л;!Гез!!!>!!!I !я !!pe) !I!i)от!> кг,/см

4,9

5,6

5 5 5,3

5,2 (! >, !к . . l! !! pь(I !!>! ! t; с . L > (: ) 4,5

10 Ip I!н.!!!p!f! 1(>|!ы, I !!!! (. i! p,! ê,l ) 4,3

4,3

3,5 2,7 3,5

3 5

Составитель Н. Кузьмин

Редактор О. Черниченко Техред И. Верес Корректор О. Билак

Заказ 8395/!О Тираж 774 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Покрытие наносится на рабочую поверхность металлических форм в виде суспен- 35 зии. Для приготовления суспензии составляк)щие компоненты покрытия разводятся водой в сл еду к)щем соотноше ни и, м ас.%:

Бентонит 10,4 — 13

Као;!ин 7,4 — 10

Жидкое стекло 11,0 — 14,6

Триполифосфат натрия 0,4 — 0,7

Хлористый натрий 0,4 — 0,7

Микротальк 12,8 — 6,8

Мел молотый 1,4 — 2,0

Вода 47,4 — 5!

Приготовленная суспензия наносится на рабочую поверхность металлических форм, нагретых до 180 †2 С пульверизатором до толщины покрытия 0,2 — 0,4 мм.

Использование изобретения позволяет повысить в 2 раза стойкость покрытий, уменьшить брак отливок на 2 — 3%, улучшить товарный вид отливок, снизить трудоемкость очистных операций. Зкономический эффект составляет около 30 руб. на 1 т годных отливок из алюминиевых сплавов.