Паста для получения теплоизоляционного покрытия на металлических формах

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИ)(РЕСПУБЛИК (б1) 4. В 22 C 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ г ()

Ч

I ( с

1 с

1

14,0-28,0

0,3-0,9

0,08-0,25

0,06-0,15

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3771198/22-02 (22) 12 ° 07.84 (46) 07.06,86. Бюл. М- 21 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) В,Г, Горенко> И,М. Распопин, О.М. Ковалев, В.Е. Яковчук, Б.И. Глоба, П.В, Никифоров и В.Ф. Прокопенко (53) 621,744.361.37(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 398322, кл. В 22 С 3/00, 1973.

Авторское свидетельство СССР

У 442002, кл, В 22 С 3/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Р 507392, кл. В 22 С 3/00, 1976.

Авторское свидетельство СССР

11 - 961841, кл. В 22 С 3/00, 1982. (54) (57) 1. ПАСТА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО ПОКРЫТИЯ НА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФОРМАХ, включающая теплоизоляционный наполнитель, глинистое связующее, органическое связующее, крис.таллический графит, поверхностно-активное вещество (ПАВ), содержащее гидроксильные группы, и воду, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения длительности хранения состава, предотвращения скисания, повышения седиментационной устойчивости, увеличения прочностных свойств

„„SU„„1235612 А 1 покрытия и уменьшения его смыва заливаемым в форму жидким металлом, паста дополнительно содержит антисептик и IOX-ный раствор едкого натра, а в качестве ПАВ, содержащего гидроксильные группы, — побочный продукт производства диметилдиоксана (оксаль) — при следующем соотношении ингредиентов, мас.Х:

Теплоизоляционный наполнитель

Глинистое. связующее 9,0-15,0

Органическое связующее

Кристаллический графит ),5-5,0

Побочный продукт производства диметилдиоксана (оксаль)

Антисептик

l0X-ный .раствор едкого натра 0,2-1,5

Вода Остальное

2, Паста по п,l о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве анти; септика используется пентахлорфенолят натрия и формалин технический.

1235612 ме таллом, 20 едкого ду ° .

Таблица 1

Показате

Прозрачная, нерасслаивающаяся жидкость от желтого до коричневого цвета

Внешний вид

Эфирное масло, мг КОН/г!,5-4,0

11ассовал доля гидроксильных групп

23-26

Температура вспышки в открытом тигле, С„ не менее

90. Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано в качестве теплоиэоляционного покрытия для металлических форм, применяемых при изготовлении цилиндричйс- 5 ких заготовок центробежным способом литья, Цель изобретения — повьш ение длительности хранения состава, предот10 вращение скисания, повышение седиментационной устойчивости, увеличение прочностных свойств покрытия и уменьшение его смыва заливаемым в форму

Предлагаемый состав теплоизоляционного покрытия содержит теплоизоляционный наполнитель, глинистое связующее, органическое связующее, кристаллический графит, поверхностно- активное вещество, раствор патра, антисептик и во25

В качестве теплоиэоляционного покрытия могут быть использованы тонкоиэмельченные материалы объемной массой меньше 200 кг/м, с коэффициентом з теплопроводпости меньше 0,15 Вт/м к и размером зерен меньше 0 15 мм. По

ЗО своей природе такие материалы могут иметь пористое, ячеистое или слоистое строение. К таким теплоизоляционным материалам относятся перлит вспученный пылевидный марки ПВП, фильтр-порошок, вспучепный вермикулит, тальк молотый, дистен-силлиманитовый концентрат КДС-П,шлаковая пемза,шунгиэит, белая сажа, а также аглоперлитовый песок или диатомит. Он содержит, мас,X:

72-95; АГ„О 1,5-11; СаО 0,30,5; g 0,10-1,10; окислы железа

0,7-3,2; N Oäî 1,0; К О до 0,4 и

TiO до 0,15. Т.пл, 1270-1570 К, Коэффициент теплопроводности при размере зерен меньше 0,1 им и объемной массе 25-135 кг/м 0,06-0,07 Вт/и К.

Он в основном состоит иэ кремнистых опаловых пород, содержащих полые панцири микроскопических организмов ">0 (диатомитовые водоросли) гидрокремнистого состава.

В качестве глинистого связующего используют огнеупорную глину или бен- 55 тонит, В качестве органических связующих могут использоваться декстрин, патока, сульфитно-дрожжевая бражка, натрий карбоксиметилцеллюлоза, каэеин, лецитин и другие материалы, которые имеют температуру деструк ции в пределах 220-290 С и в о качестве продуктов деструкции получаются углеродсодержащие материалы.

Ввод в состав пасты кристаллического графита способствует уменьшению спекания теплоизоляционных покрытий при соприкосновении их с жидким металлом и улучшает удаление пок- рытий с поверхности мелаллических форм.

В качестве поверхностно-активного вещества используют флотореагент— оксаль, который представляет собой доведенный до необходимой кондиции побочный продукт производства диметилдиоксана. Флотореагент — оксаль используется для флотации руд цветных металлов, угля, некоторых видов минерального сырья и других нужд на родного хозяйства. флотореагент — оксаль должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в табл.1, Иассовая доля диметилдиоксана, Ж, не более 1,0

Продолжение табл. 2

3 ) 235612

Продолжение табл.1

Нор ча для марки

Показатель

1,05-1,08

Плотность, г/см

Растворимость

1 ÷ â 50 ÷ âîäû

Полная, допускается опалесценция и слабая муть

Содержание хлористого натрия, 7, не более

I 5

Содержание свободной щелочи, Е, не более

1,0 се д 35

Таблица 2

Показатель

Норма для марки

А (Б

Внешний вид

Порошок, гранулы, кусочки размером не более 50 х 50 от белого до темнокоричневого цвета

Содержание пентахлорфенолята натрия, Х!

92 не менее

97 не более

В качестве антисептиков могут применяться пентахлорфенолят натрия, муравьиный альдегид, формалин и другие материалы.

Пентахлорфенолят натрия получает- 15 ся путем омыления гексанхлорбензола едким натром. Применяется в сельском хозяйстве в качестве гербицида, в лесной промьппленности для поверхностного антисептирования материалов, 20 в лакокрасочной промышленности для добавок к водоэмульсионным краскам, в бумажной — для борьбы со слизеобразованием, в машиностроительной промышленности и приборостроении для ан- 5 тисептирования отдельных деталей изделий, экспортируемых в тропические страны и для других целей.

Насыпной вес пентахлорфенолята натрия 0,35 г/см, эмпирическая фор- 30 мула: С, СР ОП а Н,О

0 1.12

С(се

Структурная формула

По физико-химическим показателям пентахлорфенолят натрия должен соответствовать нормам, указанным в табл.2.

Формалин технический является

40Х-ным водным раствором муравьиного альдегида, используется как антисептик и дезинфицирующий раствор. Ис-, пользуется для протравливания семян, дубления кож, при синтезе фенолформальдегидных смол и красителей, в медицине для фиксирования анатомических и микроскопических преператов, при изготовлении вакцин и сывороток.

Иуравьиный альдегид, формальдегид, 0 метанол имеет формулу Н вЂ” С и

Н является самым простым альдегидом алифатного ряда. Он является ядовитым газом с резким запахом, используется для синтеза красителей, пластмасс и в виде водногс раствора как антисептик.

В качестве антисептиков для паст и вододисперсионных красок могут использоваться эамещенные фенилдинодометилсульфонолы, комбинации оксидов металлов с меркаптопиридином, а также продуктами взаимодействия его производных с бромсалициламином, галогенсульфопиридиновые производные, соли хлорфенолов и др.

В качестве добавок, являющихся антисептиками и останавливающих рост плесени в пастах и покрытиях, кроме пентахлорфенолята натрия используют . пентахлорфенол, салициланилид, ив толуолсульфомидные препараты, галоген — и пиридинсодержащие соединения, дитиокарбаматы и др.

Исследования показывают, что все материалы, препятствующие разрушению микроорганизмами органических связующих, органических поверхностно-ак.1235612

Т а б ли Б а

Ингредиенты

Состав покрыти»

Иэвестный!

1 I 2 3, 4 1 5

I 2 б 7 8 (9, (10

Вспученный перлит марки ПВП

23э6 14 ° 2 17 ° 5 1410 21эО 28 ° О 12 ° О 16е5 9 ° О 15,5

Дистенсилинманит

80 - 90 50

8,0 9i0 2,0

Тальк.

Огнеупорная глина

12 0 24 0 11 0

21,2 13 ° О

Вен тонит

9,0 12 0 15,0 IO 0

Натрий кар" боксилиетилцеллюпоза

0,4 0,5

Поливннилацетатный клей

3,0 3,2

Скрытокрнс" таллическийграфит

2,5 2„0 тивных компонентов, являются антисептиками паст и покрытий.

Водный раствор едкого натра ис пользуют 107-ной концентрации. Уменьшение концентрации ниже 10Х приводит к уменьшению прочности, увеличение концентрации приводит к увеличению плотности и снижению кроющей способности. В состав покрытия вводят также 10 техническую воду, Приготовление теплоизоляционного покрытия осуществляется в литейных . . бегунах. Порядок загрузки компонентов следующий. В бегуны загружают измель- 15 ченные теплоизоляционные материалы, бентонит или огнеупорную глину и кристаллический графит и перемешивают в сухом состоянии в течение 5-6 мин, Затем добавляют в необходимых коли- 20 чествах натрий карбоксиметилцеллюлозу, флотореагент Т-80, антисептик и раствор едкого натрия, начинают перемешивать и,постепенно добавляют в процессе перемешивания техническую воду. Общее время перемешивания сос-. тавляет 15-20 мин.

Покрытие тарируется в железных бочках с крьш2ками,.Хранение пасты должно проводиться в закрытых помещениях, исключающих попадание влаги, при температуре от 0 до 30 С.

Составы и свойства предлагаемых и известных теплоизоляционных покрытий приведены в табл.3 и 4.

Составы покрытий использованы при отливке заготовок гильз цилиндров двигателей, которые изготавливались центробежным способом в разъемных чугунных кокилях с жидким теплоизоляционным покрытием, Чугун выплавляли в индукционной печи. Химический состав чугуна следующий, мас.X: углерод 3,36-3,42; кремний 2,08-2,17; марганец 0,84-0,86; хром 0,23"0,25; медь 0,28-0,31; никель 0,19-0,22; сурьма 0,09-0,14; фосфор 0,12-0,16; сера 0,03-0,04, железо и примеси " остальное. Температура чугуна при заливке егоs кокиль центробежной машины находилась в пределах 1385о

1420 С. На готовых отливках исследовали чистоту и шероховатость наружной поверхности, микроструктуру чугуна, наличие структурно-свободного цементита, предел прочности и твердость чугуна, 0,8 0,3 0,7 0,9 0,6 0,8

l2356l2

Продолжение табл.3

Инг редиенты

Состав покрытия

Известный

Предлагаемый

1

4 5 6 7

I 1О

1 2

L pbbs целлюлозы

0,2

Тройной сплав

0 !5

Флотореагент Т-80

0,06 0,09 0,15 0,16

Р,05

ОЙ!3 0 ° 08 Ое!!

Формалин

Ое15 Ое35 Ов60 012

0 95 1,25 l 5 1,55

Ос- ОсОсОсОсОс- Ос

ОсОсВода галь- таль- галь- таль-< ное ное ное ное ное . ное ное ное ное

Пентахлорфенолят натрия

Кристаллический графит! 0X-ный раствор едкого натра

0,26 0,11 О,!9 0,25 0,22 0,08 0,16 0,07

1,85 2,40 1,5 3,20 5,0 3,75 4,20 4,65 таль- таль- таль- таль- таль- тальio!

2356!2

СЧ!

1 м

»«

C) Ю

° «

CV

00 1 б

Ф

1

1 л

Ю ,«

Ю м.б

° «

О «

« ° (4 «

Ю л

««

Ю

«О

E о

«О

v

l

1 I

С 4

Ю

° «

l л

1

Ю

С«!

А

E о

Ф вЂ” =4

1

1

Ц

Ю

1.

1«

1

1.г — 1

А

1 х о ох

О 1-«Е

Х О 2«"

О 5 х о о

1 х эхо

X О «л

ailõ«х е ! о оех

0)

° «

A У (» ° и> охэ и о а

С 4 О1

«« Ю

Ю Ю

О1

В ° «

Ю С и с 4 О«

o o

СО

o o

Ю Ю м сч

° \ Ф

«.О ««О

Ю

«О

««

Ю! ф

И

I х,.о о с-!

М О

o:х

1 Х х о

М о I х 3 о ц о м !хо

u o x

Я х (l» Х л Х о 5 х о о о о аао

С! х х

О м

I м м л м

О

С 4.4 м)

Ю м

С 4 м

l л

< 4

123561 2

12 мЪ мЪ О О .мЪ

СЧ О -С мЪ

« « « « «

СЧ вЂ” D л

« « ф О мЪ ф

« . «

ОЪ О мЪ О О О 3 СЧ ф 00 О

« « . «« « сч о ф

° 1 «

ch л мЪ мЪ мЪ мЪ мЪ мЪ сЧ . ф 00 О

«« « «

СЧ иЪ л

« «

ОЪ О мЪ ао

«« о мЪ ,С Ъ сО

« «

СП ЧР

О О О мЪ сЧ о0 л О

« « « . « . «

СЧ О мЪ О ОЪ

««

ОЪ, 4О

О О мЪ О

МЪ СЧ Л 00 О

« « « « « о мЪ

° ф

« ° 1

ОЪ аО мЪ мЪ О мЪ мЪ

1О л мЪ

« « « ° « « ь сО е Ъ

« «

С0 О мЪ мЪ нЪ

« « о

С0

« . « мЪ мЪ мЪ

СЧ ОЪ С Ъ

« « « « « сч — D

D ф С Ъ

° 1 « « « ° \ с7. - .сЧ вЂ” Ю со о

« ° « л ч) о о л л мъ

Ц О cd х а е ее

tao мЪ мЪ О ф

«, ««

СЧ

О мЪ О сЪ D an

« « «

CV о о о о л с л мЪ О

Е»

v м о с о

СО tf 5 С4

cd O 4C а а о

И И

« сса а

Ф И а

v сф

"Я

13

ОО

С 4

I л

CV о о о

1 ч

CV .( о ь ч о

Ю х

Й о о с о о л ь

CV

1 и

I (, »» о— е в о о О

Ю

D ! (Г и ь

В . В л» « х

Й о а о

М ь (Ч

1Г О

Ю о

I ь ю ь

Ю (Ч о а

Cl Л

Ю ° ю л

°, л

lg

cl1

Н о о с о о

СЧ

Ю

I оо о

Ю

° 4Ь о о

Ц

Й о

О о х

Щ

О

1

Ю

Щ

Ю ь

СЧ

Ю о

СМ о О

° о

D л

Ю

1

Ю 1

° с Ф о о

Ц

Й о а о

Х ь

CV CV

I ь

CV о О о

I л

»Г о а

О г о с

Ф ° о о

3Г

Г4

1 л о

4Ч

Ю ь Ю

Ф л о о

С Ъ 1Г

° 1 а

o o

lg

I cd с х.

Ф и х о и о Ф

I л 4

СЧ

iр CO

° в о о л

О1 о л

Ю

Ю

Ю

Ю о

3Г

1Г

I

Q x а Ф

И ICI о и

m

СЧ

° I A о о л и л и

Ю Ю О

Ю о

I (Ц

I о

m «й о а е X

uО О 1I: ХСа

Д

К и о

Х 2

>х а о м о и л о

° В le ь

В g\ л о (1

° ь Ю л о а о ев

Ь Ю ь

«v о а л л

Ф ° л

СО о

° — I

Ю

Ю Ю л о о о

iJ

X m v f<

Ф Х X и :

1О Ф О О 4

ЮФХЕХ

1235612 о О

I л

Ф л ь и О л

О

О

col

Ф ь

Ф о

1 Г

D ь л

Ю о

Ф D

1 1 а о

Ф х м

z w o х 1- и 5 х и ф ф о ао у х

t Е

ОфФ аcdz

Ф а ими

15 ь

СЧ

СЧ

Ю

I О

СЧ О сЧ

Ю в сЧ

CI

Ю сЧ о

t( о

Ю

СЧ

I л Д

СО

СЧ

СЧ

СЧ

СЧ

1 м Ю

СЧ

Ю сЧ

Ю

СЧ

I л

С Ч

М1

Ю

СЧ О

СЧ

1 ю

СЧ

СЧ сЧ

I л

Ю

CV л м

4Ч

Ю

СЧ

СЧ

W о 03 л м

СЧ

СЧ

Р д Ф я

1 ° В 1

s3om

СЧ I л

СЧ

СЧ

1 ф Ж

В р е о

О 4 хох

1235612

1 о

Ф Ж I ж.Х 1О.ОХ м Ф х оамд

Ца1 Х

О И О 1„" н сб X д «о

Р Е ъ

g О 4 Щ 0

10 0 Ж 4 х - х

CO

СЧ

СЧ

О1 м

<Ч

С71

СЧ

СЧ м

П3

О

СЧ

СЧ

&" е.

gus

ЦО СХЕМ.

Э Ж g 01 Q Ж Р Х 4l

6 0 4 М Ы Ю

О. О, W 1- О. М И

Ий ОИ1-Х

17

}235612

° 811}1}}П}1 Заказ 304! /8 Тираж 757 Подписное

Произв.-полигр. пр-тпе, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из данных табл,З и 4, оптимальное содержание в пасте теплоиэоляционного материала находится в пределах 14-287, Если содержание этих материалов меньше 147, то получаемое покрытие имеет низкие теплоизоляционные свойства, а если содержание теплоизоляционных материалов превьш1ает 2,8%, то уменьшаются прочностные своиства покрытия, особенно !

О прочность при истирании.

Огнеупорная глина или бентонит, . взятые в оптимальном количестве, позьш1ают седиментационную устойчивость покрытия, улучшают его кроющую способность и повышают прочностные свойства„ При содержании их в пасте в количествах, мен1ших 9,0%, наблюдается снижение седиментационной устой. чивости и умепьше1п1е прочностных

СВОйСтВ, а ПРИ У1 С11*. 1ЕНЬ1И ИХ КОЛИЧЕства больше 15,0% с ьижаются теплоизоляционпые свойст1:.а покрытия и уменьшается равномерность слоя покрытия, наносимого на поверхность металлической форм61. При содержании в пасте меньше 1„5% кристаллического графита он мало влияет на спекание покрытия и очистку псверхности металлических форм. Если содержание графита больп1е 30

5,0%, то сшпка1отся теплоиэоляционпые и прочностные свойства покрытия.

Использование в качестве связующего натрий карбоксиметилцеллюлозы способствует получению высокой седиментациопной устойчивости, кроющих и прочностных свойс гв покрытия. Если оптимальное содержание связующего меньше 0,3%, то получаютсн низкими седиментационпан устойчивость и про 1-щ ностные свойства покрытия, а если содержание связующего превышает 0,97, то наблюдается повышенное гаэовыделение покрытия и в отливках образуются ГазОв61е р акови11ы, 45

Подавление скисания органических связ чощих наблюдается при вводе в состав покрытия антисептиков в количествах, больших 0,06%, При увеличении в составе покрытия количества антисептиков "îëüøå 0,15% че наблюдается дальнейшего улучшения его действия, Ввод в состав пасты раствора едкого патра с концентрацией 5-157 спо-, собствует повышению активации бентонита, повышению связующих свойств натрия карбоксиметилцеллюлозы и повышению антисептических свойств пентахлорфенолят натрия, Оптимальным условиям соответствует раствор едкого патра с 10%-ной концентрацией ° Положительное влияние едкого натра на свойства покрытия проявляется при его вводе в состав пасты в количествах, превьппающих 0,27.

При увеличении содержания раствора едкого натра . больше 1,57. дальнейше-. го повышения седиментационной устойчивости и прочностных свойств покрытия не набл1одается, При содержании в составе теплоизоляционного покрытия флотореагента

7-80 в количествах, меньших 0,087., его влияние на седиментационную устойчп1зость покрытия оказывается недостаточным. Если содержание его больше 0,25%, то дальнейшее повьпоение седиментационной устойчивости покрытия происходит медленно и одновременно повышается газовыделение покрытия °

Содержание воды в составе покрытия может колебаться в пределах 50-75%.

При длительном хранении содержания в покрытии влаги может быть снижено до 40-507..

Реализация предлагаемого покрытия

IIoзволяет повл1сить седиментационную устойчивость 4 ч с 0,6-0,7 до 0,3 и через 24 ч с 1,5-1,6 до 0,8-1,0, лик1IIIIIHp0Bать склонность пасты и IIoKp61 гин к скпсанию, увеличить прочность красочного слон на истирапие с 1041!3 до 123-}41 г, повысить предел прочности покрытия, высушенного при 1<"..Нературах 470-870 К, на разрыв IIa

5-!0%- и на срез 12-!7%, уменьшитперавномерность красочногo слоя с

0,.3 до 0,05 — 0,15 мм, повысить чисroIy .поверхности отливки с 160 †2 до 60-120 мк, ликвидировать образование в микроструктуре чугуна отливок структурно-свободного цементита и повысить на !07 прочностные свойства чугуна,