Противопригарная краска для литейных форм и стержней

Авторы патента:

Андреев Валерий Вячеславович (RU)

Гущин Николай Сафонович (RU)

Ковалевич Евгений Владимирович (RU)

Степашкин Юрий Андреевич (RU)

Нуралиев Фейзулла Алибала оглы (RU)

Кафтанников Александр Сергеевич (RU)

Нуралиев Нурлан Фейзуллаевич (RU)

Кадочников Сергей Владимирович (RU)

B22C3/00 - Выбор составов для покрытия поверхности литейных форм, стержней или моделей

Владельцы патента RU 2773245:

Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (АО "НПО "ЦНИИТМАШ") (RU)

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для покрытия литейных форм и стержней. Противопригарная краска для литейных форм и стержней содержит, мас. %: электрокорунд – 50-65, модифицированную монтмориллонитовую глину – 0,07-0,10, поливинилбутираль – 1,4-2,0, растворитель – остальное. Содержащаяся в краске модифицированная монтмориллонитовая глина структурирует краску и позволяет создать тиксотропную систему, за счет чего сохраняется однородный состав при выстаивании краски и высокие кроющая и проникающая способности при нанесении краски на рабочие поверхности форм и стержней. Обеспечивается равномерное по толщине покрытие литейных форм и стержней повышенной прочности, закрывающее все поры и микротрещины поверхности литейных форм и стержней, что препятствует проникновению в них жидкого металла и образованию пригара на отливках. 2 табл.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к противопригарным краскам, наносимым на поверхность литейных форм и стержней при изготовлении отливок из железоуглеродистых сплавов.

Противопригарные краски представляют собой смесь веществ, где твердое вещество (средне- или высокоогнеупорные минеральные частицы) распределено в жидком веществе во взвешенном состоянии [1].

Известны противопригарные покрытия, содержащие в качестве твердого вещества огнеупорные наполнители в виде дисперсных составляющих: талька, электрокорунда и других с использованием в качестве связующего поливинилбутираля [2, 3]. Недостатком этих покрытий является то, что они не обеспечивают получение чистой поверхности отливок, а имеющие на поверхности отливок дефекты (пригар, ужимины, высокая шероховатость) снижают их качество, вызывают дополнительные затраты труда на очистку и осложняют последующую обработку. Эти операции приводят к неудовлетворительным санитарным условиям труда и низкой культуре производства.

Наиболее близким по достигаемому результату и технической сущности является противопригарная краска для литейных форм, содержащая в качестве огнеупорного наполнителя электрокорунд до 63,5 мас. % [4]. Данная краска обладает рядом недостатков, связанных с достаточно большой величиной частиц порошка электрокорунда, а именно низкой седиментационной устойчивостью и неудовлетворительной кроющей и проникающей способностью.

Задачей изобретения является создание противопригарной краски для литейных форм и стержней с улучшенными свойствами: седиментационной устойчивостью, кроющей и проникающей способностью, позволяющими получать покрытия достаточной толщины и прочности, а также отливки с чистой поверхностью.

Это достигается тем, что в твердую дисперсную составляющую, содержащую электрокорунд, вводят органоминеральный материал в виде порошка модифицированной монтмориллонитовой глины следующего химического состава (в %): SiО₂ – 48-56, A1₂O₃ – 11-22, Fe₂О₃ – 5 и более, MgO – 4-9, СаО – 0,8-3,5 и более, H₂O – 12-24, в количествах 0,07-0,1 мас. %. Структура этого минерала отличается симметричным сложением пачек слоев. Между этими пакетами размещаются молекулы межслоевой воды и атомы обменных оснований Са, Na и др. За счет большого расстояние между пачками слоев минерала его масса при смачивании сильно набухает и увеличивается до 20 раз. При этом он проявляет себя как сильный адсорбент, благодаря чему очищается поверхность песчаных форм и стержней от различных жиров и посторонних вредных примесей, снижающих кроющую и проникающую способность противопригарной краски.

Технический результат достигается за счет сильного и устойчивого во времени набухания глины и как следствие существенного повышения седиментационной устойчивости краски.

Очистка поверхности песчаных форм и стержней от различных жиров и посторонних вредных примесей позволяет повысить эффективность проникновения твердых частиц электрокорунда и молекул Na, Са, Si, Al в мелкие трещины и поры рабочей поверхности литейной формы и стержней, при этом поверхность выравнивается и позволяет получить равномерное по толщине покрытие повышенной прочности.

Введение органоминерального материала в виде модифицированной монтмориллонитовой глины менее 0,07 мас. % не позволяет увеличить необходимую продолжительность седиментационной устойчивости краски и достичь равномерного покрытия, т.к. не закрыты полностью все поры и микротрещины рабочей поверхности литейных форм и стержней. Превышение количества порошка монтмориллонитовой глины выше 0,1 мас. % приводит к увеличению вязкости покрытия и ухудшению кроющей и проникающей способности краски.

Технология получения краски состояла в смешивании порошков электрокорунда и монтмориллонитовой глины.

Поливинилбутираль размешивают в органическом растворителе. Полученный раствор добавляют в композицию электрокорунд-монтмориллонитовая глина и все вместе смешивают в краскомешалке. Приготовленной краской с помощью кисти или распылителя окрашивали рабочую поверхность литейной формы. После сборки формы в нее заливали железоуглеродистые сплавы в виде высоколегированных сталей и чугунов, обладающих высокой температурой заливки литейных форм.

Заявитель провел исследование характеристик: вязкость, седиментационная устойчивость и прочность на истирание предлагаемой противопригарной краски и противопригарной краски (прототип) по составу, приведенному в [4].

Контроль вязкости (условная вязкость) осуществляли на вискозиметре В3-4 (ГОСТ 9070-75). Определение седиментационной устойчивости производили по ГОСТ 10772-78. Прочность покрытий, полученных нанесением краски, оценивали по прочности на истирание в соответствии с ГОСТ 10772-78.

Составы красок, подготовленных в соответствии с заявочными материалами на патент и прототипом, приведены в таблице 1.

Примечание: ММГ - органоминеральный минерал в виде модифицированной монтмориллонитовой глины; УДА - ультрадисперсный порошок окиси А1 (алюминия)

Результаты исследований свойств антипригарных красок и покрытия приведены в таблице 2.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Жуковский С.С. «Формовочные материалы и технологии литейной формы». Справочник. М.: Машиностроение, 1993 г.

2. SU 1289582, МПК В 22 С 3/00, опубл. 15.02.87. Бюл. №6.

3. SU 1202686, МПК В 22 С 3/00, опубл.07.01.86, Бюл. №1.

4. RU 2048952, МПК В 22 С 3/00. Республиканский инженерно-технический центр по восстановлению и упрочнению деталей машин и механизмов СО РАН, опубл. 27.11. 95 г. (прототип).

Противопригарная краска для литейных форм и стержней, содержащая электрокорунд, поливинилбутираль и растворитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит органоминеральный минерал в виде модифицированной монтмориллонитовой глины при следующем соотношении компонентов, мас. %:

электрокорунд	50-65
модифицированная монтмориллонитовая
глина	0,07-0,10
поливинилбутираль	1,4-2,0
растворитель	остальное

Изобретение относится к литейному производству, в частности к центробежному литью. Способ нанесения разделительного покрытия на внутреннюю поверхность вращаемой в горизонтальной плоскости изложницы с применением покрасочного устройства включает нанесение краски посредством покрасочной трубы с распылительной форсункой на внутреннюю поверхность предварительно нагретой до 190-200°С изложницы.

Способ оценки извлекаемости стержневых и формовочных смесей // 2763105

Изобретение относится к литейному производству. Способ оценки извлекаемости стержневых и формовочных смесей заключается в изготовлении экспериментального образца смеси и его предварительном уплотнении в гильзе с нанесенным разделительным покрытием, которая затем помещается в установку, предназначенную для измерения показателя извлекаемости, содержащую в основании кольцо, обеспечивающее гарантированный зазор между образцом смеси и основанием установки, механический привод, приводящий в движение прижимной винт и передающий усилие поршню, соединенному с динамометром, фиксирующим числовое значение максимального усилия, прилагаемого на образец смеси до момента его непосредственного сдвига относительно гильзы в направлении зазора.

Состав для приготовления противопригарного покрытия для литейных форм и стержней и противопригарное покрытие на его основе // 2763056

Изобретение относится к области литейного производства. Состав для приготовления противопригарного покрытия, представляющий собой сухую смесь, включает, мас.%: 20-28 графита скрытокристаллического, 22-30 сахара в качестве органического водорастворимого связующего и 45-55 шамотной глины.

Ремонтный воск для исправления дефектов моделей, используемых при литье по выплавляемым моделям, и способ получения ремонтного воска для исправления дефектов моделей, используемых при литье по выплавляемым моделям // 2762898

Изобретение относится к области литейного производства. Ремонтный воск для исправления дефектов моделей в литье по выплавляемым моделям содержит 25-75 мас.% восковой пасты повторного использования и 25-75 мас.% освежающего компонента.

Способ модифицирования и легирования отливок при формообразовании литьем по газифицируемым моделям // 2744688

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к технологии изготовления отливок методом литья по газифицируемым моделям, и может быть использовано для получения модифицированных или легированных отливок из металлических сплавов. Осуществляют изготовление моделей и элементов литниково-питающей системы из пенополистирола, введение модифицирующих или легирующих добавок, сборку в модельные блоки посредствам крепления элементов литниково-питающей системы с последующим окрашиванием собранных модельных блоков противопригарным покрытием, их сушку и заливку полученных модельных блоков металлическим расплавом.

Состав смазочной композиции для кристаллизатора // 2706352

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в производстве алюминиевых слитков на машинах непрерывного литья. Предложен состав смазочной композиции для кристаллизатора, содержащий воду, нефтяное масло и окислитель.

Противопригарная краска для песчаных форм и стержней, используемых при литье магниевых сплавов // 2697680

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для получения фасонных отливок, в т.ч. крупногабаритных (более 1000 мм) в разовых песчаных формах из холоднотвердеющих смесей с синтетическими связующими (ХТС).

Способ нанесения пироуглеродного покрытия на литейные керамические формы // 2697204

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам нанесения пироуглеродных покрытий на литейные керамические формы для литья преимущественно титановых и других химически активных сплавов. Способ нанесения пироуглеродного покрытия на литейные керамические формы включает термическую обработку путем прокалки литейной формы с нанесенным углерод-содержащим компонентом.

Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней // 2689473

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении стальных и чугунных отливок. Противопригарное покрытие содержит (мас.%): огнеупорный наполнитель в виде отработанного алюмосиликатного катализатора ИМ-2201 (85,0-87,0), неорганическое связующее в виде формовочной огнеупорной глины (2,0-3,0), органическое связующее в виде технического лигносульфоната (4,0-5,0), вода техническая (остальное).

Противопригарная краска для литейных форм и стержней // 2685937

Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для получения отливок из чугуна и стали. Противопригарная краска для литейных форм и стержней содержит цирконовый концентрат, бентонит и воду, при этом она дополнительно содержит соединение оксиэтандифосфонат оксида бора состава 4С2Н8О7Р2⋅В2О3⋅2Н2О при следующем соотношении компонентов, мас.

Порошок для формирования покрытия на внутренней поверхности изложниц и покрытие // 2776245

Группа изобретений относится к порошку для формировния покрытия на внутренней поверхности изложниц и к покрытию из него. Предложенный порошок содержит 10-99,5 мас.% ферросилициевого сплава, 0,5-50 мас.% сульфида железа, и, необязательно, 1-30 мас.% CaSi и/или 1-10 мас.% CaF2. Полученное из порошка покрытие обеспечивает уменьшение количества дефектов поверхности, таких как точечные раковины, в изделиях из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. 2 н. и 21 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр., 1 ил.