Состав для получения противопригарного покрытия на литейных формах
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) (Я) 4 В 22 С 3/00
". j
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ /
М ДВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
0,5-3,0
Остальное
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3735471/22-02 (22) 03.05.84 (46) 07.04,86.Бюл. № 13 (71) Украинский ордена Трудового
Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (72) Д.В.Кириченко, В.А.Воронина, С.С.Рыбинская, С.В.Чесноков, В.И.Комляков и И.И.Бурцев (53) 62!.744.079(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 380390, кл. В 22 С 3/00, 1971.
Патент Великобритании № 1356264, кл. В 22 С 3/00, 1974.
Авторское свидетельство СССР № 499025, кл. В 22 С 3/00, 1974.
Патент ЧССР № 126554, кл. 31 С 3, 1969.
Авторское свидетельство СССР № 850259, кл. В 22 С 3/00, 1979. (54) (57) СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОТИВОПРИГАРНОГО ПОКРЫТИЯ НА ЛИТЕЙНЫХ
ФОРМАХ, включающий огнеупорный материал на основе оксида магния, карбоксиметилцеллюлозу, воду, связующее, о т л и .ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества форм за счет повьппения прочности поверхностного слоя формы и кроющей способности состава, в качестве огнеупорного материала на основе оксида магния он содержит отходы при модифицировании чугуна, а в качестве связующего — глину огнеупорную и декстрин при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
Отходы при модифицировании чугуна 30-60
Декстрин 5-10
Глина огнеупорная 3-6
Карбоксиметилцеллюлоза
Вода
122239ц
Изобретение относится к литейному производству, а именно к получению литейных форм и стержней, в которых отливают прокатные валки.
Целью изобретения является .улучше- 5 ние качества форм за счет повышения прочности поверхностного слоя формы и кроющей способности состава.
Используемые в составе отходы при модифицировании чугуна имеют следующий состав, мас.7: NgO 67; Si0> 2,3;
СаО 2,0; FeO 8,2; А1 О > 0,60; п.п.п.
14.
Окись магния характеризуется высокой огнеупорностью (выше 2000 С), химической инертностью к железу и
его окислам, небольшим коэффициентом термического расширения. При размер1 ности частиц 50 мкм имеет место проявление межмолекулярных сил,, взаимодействие которых способствует повышению прочностных свойств покрытия.
Окись магния, взаимодействуя с водой, затвердевает, образуя брусит
Ид(ОН), который в процессе сушки уп- 5 рочняет пропитанную земляную форму, повышая ее прочность.
Кроме того, составляющие компоненты отходов, взаимодействуя под влиянием тепла, образуют двухкальциевый силикат — 13 -2СаО SiO, который после остывания переходит в g --фазу и способствует образованию легкоотделимого пригара.
Окислы FeO,находящиеся в наполни- З теле, способствуют устранению поверхностньгх раковин, что обеспечивает снижение припуска на механическую обработку валков. Кроме того, в отходах находятся такие окислы, как СаО и 1а
SiO, которые положительно влияют на технологические и эксплуатационные свойства покрытий.
Окись магния выполняет еще дополнительное функциональное назначение, 45 являясь связующим. Отходы при модифицировании чугуна магнием являются недефицитными, они имеются в цехе, стоимость их незначительна.
В сочетании с остальными компонен- gg тами окись магния препятствует взаимодействию жидкого металла с формой при заливке, создавая прочный противопригарный слой покрытия.
Введение отходов производства нее 5
30 мас.% не образует противопригарный слой покрытия, а более 60 мас.%— уменьшает прочность поверхности фовмы и ухудшает прочностные свойства покрытия.
Декстрин вводят в состав покрытия с целью обеспечения надежного склеивания зерен огнеупорного наполнителя и сцепления с поверхностью формы. Взаимодействуя с остальными компонентами„ декстрин обеспечивает высокую о прочность до 230 С, после чего он выгорает. Введение декстрина менее
5 мас.% не обеспечивает необходимого склеивания зерен, более 1О мас.7 ухудшает технологические свойства покрытия.
Глина огнеупорная выполняет функцию высокотемпературного связующего и, кроме того, стабилизатора покрытия. Вв едение ее в состав выше
6 мас„% увеличивает склонность покрытия к растрескиванию, расслоению состава и образованию пригара, ниже
3 мас„7 — снижаются связующие свойства покрытия.
Карбоксиметилцеллюлозу вводят в количестве 0,5-3,0 мас.7. как смачивающий диспергатор, взаимодействие которого с окисью магния, глиной и декстрином увеличивает глубину пропитки и прочность формы. В поры земляной формы совместно с жидкой фазой покрытия увлекаются все ингредиенты покрытия, упрочняя и закупоривая поры на глубину до 6 мм. 06раэуется прочный защитный слой, который способствует улучшению качества поверхности валков, ликвидируя пригар и засоры.
Кроме того, наблюдается неожиданнъФ эффект эа счет совместного использования декстрина, глины и карбоксиметилцеллюлозы, снижается вязкость покрытия, что приводит также к глубокой пропитке формы покрытием.
Противопригарное покрытие закупоривает поры земляной формы, предотвращая пригар.
Карбоксиметилцеллюлоза вводится в состав покрытия в виде 3%-ного водного раствора, причем введение ее ниже
0,5 мас.% ухудшает смачивающую способность покрытия, выше 3 мас.% ухудшает технологические свойства покрытия. Кроме того, карбоксиметилцеллюлоза, полимеризуясь, обволакивает зерна наполнителя, что позволяет достаточно увеличить механическую прочность покрытия.
1222394
Механизм действия составляющих покрытия следующий. При выгорании органических связуюп(их (декстрина при
200 С и карбоксиметилцеллюлозы при
600 C) происходит процесс деструирования основной цепи органического связующего с образованием низкомолекулярных продуктов с их возгонкой.
Огнеупорная глина теряет воду при
900-1000 С. Происходит перестройка и упрочнение кристаллической решетки с образованием огнеупорного муллита, повышающего термостойкость покрытия и прочность слоя покрытия.
Окись магния, взаимодействуя с водой, упрочняет покрытие выше 1000 С и способствует образованию легкоотделимого пригара.
Для определения эксплуатационных свойств предлагаемого состава для получения противопригарного покрытия на литейных формах готовят 26 составов с граничными и оптимальными значениями всех ингредиентов, а также с граничными и оптимальными соотношениями новых ингредиентов при фиксированных значениях остальных и известный состав.
В табл.! приведено содержание компонентов в предлагаемом и известном составах.
Отходы при модифицировании чугуна перед употреблением просушивают о пффф 600 С, затем просеивают через сито 01-02 и засыпают в краскомешалку.
Декстрин по рецепту засыпают в горячую воду и перемешивают 20 мин, затем засыпают измельченную огнеупорную глину и перемешивают еще 30 мин.
В подготовленную суспензию выливают
37-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы и перемешивают еще 20 мин.
Подготовленную жидкую композицию выливают в краскомешалку с огнеупорным наполнителем и перемешивают
30 мин. Получают однородную суспензию компонентов покрытия,, которую после доведения до плотности
À
1,6 г/см наносят на земляные формы после чего их сушат. Сушка форм не о должна превышать 200 С, так как выше этой температуры теряются прочностные свойства противопригарного покрытия.
При исследовании физико-механических и технологических свойств покрытий получены результаты, приведенные в табл.2.
1О
Как видно из табл.2,лучшие свойства имеют составы 5-8, 12, 13, 17, 18, 23-2S.
Покрытия исследуют на земляных формах шеек при отливке прокатных
15 валков размером 710х1400. Температуо ра заливки металла 1330-1350 С.
Согласно данным проведенных опробований в промышленных условиях и
20,лаб6раторных испытаний предлагаемый состав обладает следующими преиму25 ществ ами.
Поверхностная прочность формы после нанесения покрытия возростает в
2 раза (с 8 до 16 кг/мм ).
30 Снижение вязкости покрытия (до
0,4 Па c) способствует улучшению его кроющей способности и более глубокому проникновению покрытия в земляную форму, что положительно влияет на улучшение качества формы и, соответственно, отливок.
Снижают брак по пригару и газовым раковинам на шейках прокатных валков (с 8 до ЗЕ) и затраты на меха40 ническую обработку (на 20K).
Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения на 1 т валков составит 11,8 руб. За счет снижения брака по пригару и газовым ра45 ковинам и снижения объема механической обработки валков. !
1222394
Содержание ингредиентов,мас.7
Состав
Декст- Графит Огнерин сереб- упорристый ная
Карбоксиметил
Тальк
Суль фитн спир това бард
МагнеСульфат Вода магОтходы при модифицировании чугуна целлюлоза зит лина ния
29 8
4,5 2
Остальное
60 8
61 8
50 4
50 5
50 6, 10
4,5 2
Остальное
50 10
50 11
4,5 2
4,5 2
50 8
50 8
50 8
50 8
17
19
50. 8
7 0,4
50 8
50 8
50 8
50 8
4,5 2
4,5 014
4,5 1
4,5 115
30 8
35 8
40 8
45 8
50 8
55 8
4,5 2
4,5 2
4,5 2
4,5 2
4,5 2
4,5 2
4,5 2
4,5 2
4,5 2
Таблица 1
4«! «1
1222394
Содержание ингредиентов,мас.7
РСостав
Карбок- Тальк симетил
Декст- Графит Огнерин сереб- упорристый ная глина
Вода целлюлоза
50 8
50 8
4,5 2,5
4,5 3
25 и
4,5. .4
50 и
Авт. св.
В 499025
40 — 8
20 3 20
Авт. св.
Ф 850259
45 — 25
0,8
Т а б л и ц а 2
ТеплоГлубина проникноПоверхностная римечание прочность формы . кг/мм
СосКроющая способОгнеВяэ тав кость
Па ° с ность вения в форму,мм до нанесения после нанесе ния по крытия вость покрытия через
24 ч, Хорошая 4-5 8
1 0,7 1890 290 83 5
2 0,7 1900 310 84 5
Пригар и»
4-5
3 0,6 1910 320 86 4
4 0,6 1920 320 88 4
5 0 6 1920 330 90 5
4-5
4-5
4-5
6 0,5 1930 330 91 5
4-5
7 0 4 1930 340 93 5
8 0 4 1940 320 95 4
4-5
10
9 О 6 1920 310 е
10 0,6 1910 300
96 4
88 5
4-5
Пригар
Плохая 4-5
Хорошая 4-5
Хорошая 4-5
11 0 5 1920 300 89 5
12 0,4 1920 320 90 5
15 тходы ри мо ифици овани угуна упорность, С провод ность
Вт/м К
Седиментационная устойчиМаг.— иезит
Продолжение табл.1, Суль- Сульфитно фат спир- магтовая ния барда
1222394
Продолжение табл.2.
ТеплоПоверхностная прочность формы, кг мм
Кроющая способГлубина про никноримечание
СедиментаОгиеВяз кость, Па с
Состав . провод ность
Вт/м К упорность
bc ность вения в форму,мм до нанесения покрытия вость через
24 ч, 4-5
13 0,4 1930 330 92 6
14 0,6 1920 330 92 5
15 0,4 1910 340 90 5
; 16 0,4 1920 330 91 5
1
Плохая 4-5
Пригар
4-5
Хорошая 4-5
4-5
17 0,4 1920 330 93 6
18 0,4 1930 320 94 6
19 0,4 1930 320 94 S
4-5
16, Плохая 4-5
Механический пригар
20, 0 5 1920 300 89 4
4-5
Пригар
1930 300 90 4
1930 310 91 5
Хорошая 4-5
14
1940 310 93 6
4-5
4-5
1950 320 95 7
25 0,4 1940 320 96 7
I
Плохая
1940 320 96 6
1630 280 - 50 2
26 0,5
4-5
Авт. 1,1 св.
М 499025
Удовлет- 2-3 ворительная
1800 250 80 3
Ав.св 1,2
11t850259
Плохая 4-5
Составитель И.Куницкая
Редактор И.Николайчук Техред Л.Олейник Корректор О. Луговая
Заказ 1645/10 Тираж 757 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
21 0,5 ,- 22 0,4
23 0,4
24 0,4 цион-. ная устойчипосле нанесе ния по крытия
