Состав для получения противопригарного покрытия литейных стержней и форм

 

(gg) Я Я gg Ps

ОЛИСАББЕ ИЗОБРЕТЕБИ.

K HATEHTY

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 5008017/02 (22) 04.11.91 (46) 15.11.93 Бюл. Na 41-42 (7I) Акционерное общество "Курганский машиностроительный завод" (72) Гилевич И.Б:, Голуб И.В.; Базарова ГА. (73) Акционерное общество "Курганский машиностроительный завод" (54) СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОТИВОПРИГАРНОГО ПОКРЫТИЯ ЛИТЕЙНЫХ

СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ (57) Использование: литейное производство, в частности получение составов для противопригарных самовысыхающих покрытий литейных стержней и форм из холодно=твердеющих смесей при производстве цветного и мелкого чугунного питья. Цель: повышение качества противопригарного покрытия за счет увеличения термическои стоикости и седиментационной устойчивости. Сущность изобретения; состав содержит ингредиенты, мас%: цирконовый порошок 32 — 48; окись цинка 9 — 31: силикат натрия 0,5 — 1,1; нитролак 04 — 1,0; органический растворитель остальное. Такой состав покрьпия надежно обеспечивает получение ответственных отливок позволяет значительно снизить «рудоемкость зачистки отливок 2 табл.

2002545

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому техническому решению является противопригарный состав для покрытия литейных форм и стержней. принятый за прототип и включающий ингредиенты при следующем соотношении, мас,%:

Цирконовый порошок 53

Нитролак 10

Органический растворитель 37

Недостатком известного противопригарного покрытия является низкая термическая стойкость и значительная газотворная способность ввиду высокого содержания нитролака, Кроме этого, прочное сцепление покрытия с поверхностью стержней затрудняет зачистку знаковых частей при устанбвке стержней в литейную форму. Низкая седиментационивя устойчивость состава приводит к неравномерной толщине покрытия стержней при их окунании, Противопригариое покрытие, содержащее около 10;4 нитролака, практически полностью разупрочияется в интервале температур 200400 С, что связано с его низкой реакционной способностью, 40

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам для полу ения противопригариых самовысыхающнх покрытий литейных стержней и форм при производстве преимущественно цветного и мелкого чугунного литья.

Известно противопригарное покрытие

„;ля стержней и форм, включающее ингредиенты при следующем соотношении, мас,%:

Жидкое стекло 49-53 10 сЬосфорнокислый алюминий 3-5

Цирконовый концентрат Остальное

Известное окрытие не обеспечивает .»:Яу :..ниэ высокой чистоты литых поверху! с:.,*.1 ей, Известен состав для получения противолригарного покрытия литейных форм и ст ржней, включающий ингредиенты при следуюшем соотношении, мас,%:

Олигооксиметилгидридсилме илсилоксисилан 2,1-4,2

Поливинилбутираль 0,7-1,4

Органический растворитвль . 29,4 — 32,2

Силикат натрия 0,11-0,38

Of HP BOPHblA наполнитель Остальное

Однако известный состав покрытия обладает низкой термостойкостью, так как 30

;-:,лнвинилбутираль выгорает полностью уже при 300 С, что приводит к повышению шероховатости лить1х поверхностей.

Цель изобретения — повышение качества противопригарного покрытия эа счет увеличения термической стойкости и седиментационной устойчивости.

Цель достигается тем, что состав противопригарного покрытия для литейных стержней и форм, содержащий цирконовый порошок. нитролак и органический растворитель, дополнительно содержит силикат натрия и окись цинка при следующем соотношении ингредиентов. мас.%;

Цирконовый порошок 32,0-48,0

Окись цинка 9,0 — 31,0

Силикат натрия 0,5-1,1

Нитролак 0,4 — 1,0

Органический растворитель Остальное

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый состав противопригарного покрытия отличается от известного дополнительным введением силиката натрия и окиси цинка и отличительным соотношением ингредиентов, Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "Новизна", Анализ известных составов противопригарных покрытий показал, что при применении в литейном производстве не обеспечивается высокая чистота литых поверхностей алюминиевых заготовок (Rz =

50-80), а точность размеров отливок на длине 400 мм равна 4-1,0 мм, так как все известные противопригарные покрытия не обладают достаточной термостойкостью и седимеитационной устойчивостью.

Для достижения необходимой чистоты литейных поверхностей и повышения точности размеров отливок противопригарное покрытие при контакте с жидким металлом (например, алюминием) должно обладать термостойкостью ие ниже 360 С и иметь седиментационную устойчивость не ниже

75% по ГОСТУ 10772-72. Достижение требуемого результата осуществляется введением в состав покрытия огнеупорных наполнителей (цирконового порошка и дополнительно окиси цинка) и связующих (нитролака и дополнительно силиката натрия), Установлено, что оптимальное содержание цирконового порошка в противопригариом покрытии в отличие от известных составов покрытий составляет 32-48%. Его наличие способствует повышению теплостойкости покрытия, так как он при нагревании не претерпевает аллотропных превращений, Высокая дисперсиость циркоиового порошка способствует получению высокой чистоты поверхностей отливок, особенно из алюминиевых сплавов. При содержании цирконовога порошка в составе покрытия ниже 32% чистота литых поверхностей снижается (увеличивается шероховатость), а при содержании порошка выше

48% уменьшается седиментационная устойчивость покрытия, что приводит к снижению точности размеров отливок, Окись цинка имеет температуру плавления около 1000 С и не смачивается жидким металлом. Поэтому введение окиси цинка в состав покрытия в количестве 9 — 31% существенно повышает седиментационную устойчивость, при увеличении содер>кания окиси цинка выше 31%, седиментационная устойчивость покрытия начинает снижаться. А при содержании окиси цинка ниже 9% противопригарное покрытие не обеспечивает требуемую чистоту литых поверхностей.

Силикат натрия в виде жидкого стекла с модулем 2,50-2,65 повышает термостойкость противопригарного покрытия, Оптимальное содержание его в покрытии установлено 0,5-1,1%. Содер>кание жидкого стекла менее 0,5% приводит к понижению термостойкости покрытия, а увеличение содержания свыше 1,1% повышает вязкость и плотность покрытия, что приводит к снижению точности изготовления размеров отливок.

Другим связующим наряду с силикатом натрия в состав противопригарного покрытия вводят нитролак в количестве 0,4 — 1,0%.

Добавка нитролака менее 0,4% приводит к повышению шероховатости литых поверхностей (чистота уменьшается), а увеличение содержания свыше 1% приводит к снижению термостайкости покрытия и ухудшению противопригарных свойств.

Органический растворитель является жидкой средой, необходимой для получения определенной плотности и вязкости пративопригарного покрытия для нанесения его на поверхности песчаных стержней и форм путем окунания, распыления или кистью.

Таким образом, предлагаемый состав и соотношение ингредиентов придает противопригарному покрытию для литейных стержней и форм новые свойства, что позволяет .сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия", Сведения об ингредиентах заявляемого покрытия, 1. Цирконовый порошок.

Цирконий абезжелезненный, ОСТ 488274, порошок светлосерого цвета, обладает высокой термастойкастью.

2. Цинка окись, ГОСТ 10262-73, аморфный порошок белого или слегка >келтоватога цвета, нерастворимый в воде, растворимый в минеральных кислотах, уксусной кислоте, в растворах щелочей, аммиаке. Формула

Zn0.

3. Силикат натрия в виде жидкого стекла, Стекло жидкое натриевое ГОСТ 1307883, густая жидкость от желтого до коричневого цвета без механических включений, видимых невооруженным глазом; содер>канив глинозема 28,5 — 29,5%; содержание окиси железа и окиси алюминия не более 0 4%; содержание окиси натрия 10 — 12%; силикагный модуль 2,5 — 2,65; плотность 1,36 — 1,50.

4, Нитролак марки HLl,-218 и другие по

ГОСТ 4976-83, Жидкость бесцветная или желтоватого цвета, устойчив к изменению температуры от -12 до +60 С.

5, Органический растворитель марки

645 для лакакрасочных материалов другие по ГОСТ 18188-72. Возможна использование ацетона.

Для экспериментальной проверки заявляемого состава пративопригарного покрытия были приготовлены 6 составов и проведены сравнительные исследования свойств предлагаемого и известного покрытий, Противопригарное покрытие готовят следующим образом, В органический растворитель при постоянном перемешивании вводят нитролак и перемешивают 5 — 10 мин до полного его растворения, Затем вводят жидкое стекло и перемешивают до получени- однороднога раствора. Продал>кая перемешивать засыпают цирконовый порошок и окись цинка, Перемешивание длится 10 — 15 мин до обра."-ования однородной суспензии.

Покрытие на стержнях получают путем нанесения состава методом окунания.

CocTGBLI пративапригарных покрытий для песчаных стержней и форм приведены в табл,1. Состав 1 покрытия соответствует соотношению ингредиентов ниже нижнего предела заявляемого противапригарнога покрытия, Составы 2,3 и 4 — заявляемое противопригарное покрытие. Состав 5 соответствует соотношению ингредиентов выше верхнего предела противопригарнаго покрытия.

Состав 6 соответствует соотношени(о ингредиентов известного противапригарного покрытия.

Составы пративопригарного покрытия исследовали на стержнях из холодно-твердеющих смесей (XTC) для получения сложных литых вл(аминиввы"; колес

2002545

Таблица 1

Состав, мас.

Ингредиент опытный опытный и е лагаемый известный

Цирконовый порошок

Окись цинка

Силикат натрия

Нитролак

Органический раствоитель

32

0,5

0,4

Остальное

0,8

0,7

Остальное

49

32

1.2

1,1

Остальное

48

31

1,1

1,0

Остальное

31

0,4

0,3

OCT3I1b НОе

10,0

Остальное гидротрансформаторв размером Янар.

400 х Я вн. 180 х h 150 мм с толщиной 2-8 мм литых криволинейных лопастей (по 21 и

28 лопастей). Алюминиевые колеса иэ сплава АЛ9 весом 12-14 кгс имеют шерохова- 5 тость литых поверхностей на рабочих лопастях 20Rz и точность изготовления отливок 0,7 мм.

Рабочие поверхности стержней ХТС покрывают пративапригарным покрытием ме- 10 тодам окунания в суспензию, находящуюся в постоянном перемешивании, толщиной

0,2-0,35 мм и выдерживают под вытяжкой в течение 1 ч, а затем зачищают знаковые

-«асти от противопригарнаго покрытия. 15

Свойства исследованных противопригарннх покрытий для песчаных стержней

ХТС представлены в табл.2.

Из табл.2 следует, чта состав 1 противо- 20 пригарного покрытия обеспечивает большую (па сравнению с прилагаемым составом) шероховатость литых поверхнасгей; покрытие состава 5 имеет значительное понижение точности изготовления 25 размеров отливки, Предлагаемый состав (2,3 и 4) позволяет снизить шероховатость литых поверхностей до 15-23Rz против 54 — 80Ву по составу б, повысить точность размеров отливок на 30 д>.-ине 400 мм да +0,70 мм против 1,0 по известному составу 6.

Предлагаемое покрытие обладает достаточной адгезией к песчаной смеси, oío 35 не смывается жидким металлом при заливке, имеет хорошую смачиваемость благодаря высокой дисперсности огнеупорной составляющей, Противопригарное покрытие легко удаляется со знаковых частей стержней, что очень важно при сборке в кондукторе 21-28 стержней сложной конфигурации и установки блока собранных стержней в кокиль для заливки алюминиевым сплавом литьем под низким давлением.

Противапригарное покрытие может быть использовано для покрытия песчаных форм и стержней при получении мелкого чугунного литья, а также бронзового литья; при этом шероховатость литых поверхностей будет не выше, чем на алюминиевом литье.

Таким образом,. предлагаемый состав противопригарйога покрытия надежно обеспечивает получение ответственных отливок со сложными литыми каналами и полостями с высокой чистотой поверхностей (5-й класс шероховатости по ГОСТУ 2789-73) и достаточной очностью изготовления (4-й класс точности ЛТЧ по ОСТ 1.41154-86}, что позволяет . значительно снизить трудоемкость зачистки отливок, повысить КПД гидротрансмиссии и увеличить моторесурс машин.

Кроме вышеперечисленных преимуществ заявляемое противопригарное покрытие является самовысыхающим в течение 1 ч и не требует специальных нагревательных устройств и принудительного обдува. (56) Авторское свидетельство СССР

N . 799894, кл, В 22 С 3/00, 1981, Авторское свидетельство СССР

N 1524962, кл. В 22 С 3/00, 1989.

Крылов В,Г„Фишкин Ю.Е. Изготовление литейных стержней. M.: Высшая школа, 1991: с,78-83.

2002545

Таблица 2

Свойства состава и получаемого из него противогарного покрытия

Состав, мас. опытный известный опытный и е агаемый

1,55

1,70

1,85

1,60

1,65

1,75

350

370

400

380

360

300

23-36

18-23

22-30

18-23

54-80

15-18

+ 0,65

+1,0

+ 0.80

+ 0,70

+ 0,70

=" 0,85

Формула изобретения ингредиенСОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПРОТИВОПРИГАРНОГО ПОКРЫТИЯ ЛИТЕЙНЫХ

СТЕРЖНЕЙ И ФОРМ, включающий цирконовый порошок, нитролак и органический растворитель, отличающийся тем, что он дополнительно содержит силикат натрия и окись цинка

32,0 - 48,0

9,0- 31,0

0,5- 1,1

0,4- I,0

Остальное

Составитель Н,Зенитов

Техред M. Моргентал Корректор М.Петрова

Редактор А.Зробок

Заказ 3203

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Плотность, гlсм

Седиментационная устойчивость по

ГОСТ 10772-78, 7;

Термостойкость покрытия, С

Шероховатость литых поверхностей по

ГО СТу 2789-73,Rä

Точность размеров отливок по . ОСТ 1-41159-86, мм при следующем соотношении тов, мас. j,:

Цирконовый порошок

Окись цинка

Силикат HBTpNsl

Нитролак

Органический растворитель