Противопригарное покрытие для литейныхформ и стержней
(») 83559
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Сенатских
Социалистических
Ресрублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 09.04.79 (21) 2748707/22-02 с присоединением заявки № (51) М. Кл.
В 22С 3/00 (53) УДК 621.744.079 (088.8) (43) Опубликовано 07.06.81. Бюллетень № 21 (45) Дата опубликования описания 07.06.81
IIo делам изобретений и открытий (54) ПРОТИВОПРИГАРНОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ЛИТЕЙНЪ|Х
ФОРМ И СТЕР)КНЕЙ
Государстееннык комитет (23) П (2 Приоритет
Изобретение относится к области литейного производства, в частности, к противопригарным покрытиям для литейных форм и стержней, используемых преимущественно для стального литья. 5
Известно противопригарное покрытие, включающее, гидролизованный этилсиликат, глицерин и воду при заданном соотношении ингредиентов (1). Глицерин введен в состав покрытия для повышения его
«сырой прочности» и создания восстановительной атмосферы на границе раздела металл-форма. Однако при изготовлении стального литья добавки органических материалов снижают противопригарные свойства покрытий, так как при их термическом разложении выделяются восстановительные составляющие, препятствующие окислению металла и образованию легкоотделимого пригара. 20
Известно также противопригарное покрытие, содержащее дистен-силлматнит, хлористый аммоний, гидрол ДС и жидкое стекло, при заданном соотношении ингредиентов1(2). Однако в этом покрытии в процессе перемешивания происходит интенсивная коагуляция жидкого стекла за счет его реакции с хлористым аммонием с образованием хрупкой структуры скоагулированного геля кремнекислоты, 30
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является покрытие, включающее жидкое стекло, воду, алифатический спирт и огнеупорный наполнитель, при заданном соотношении ингредиентов (3).
Недостатком указанного покрытия является неудовлетворительные свойства покрытия после нанесения его на поверхность форм и стержней, в частности, низкая податливость, склонность к трещинообразованию и низкие противопригарные свойства, при изготовлении стального литья.
Целью изобретения является повышение седиментационной устойчивости и термостойкости покрытия.
Указанная цель достигается тем, что противопригарное покрытие, включающее жидкое стекло, воду, алифатический спирт и огнеупорный наполнитель, дополнительно содержит хлористый аммоний при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:
Жидкое стекло 2 — 6
Алифатнческий спирт 0,2 — 1,8
Хлористый аммоний 0,2 — 2,5
Вода 25 — 30
Огнеупорный наполнитель Остальное
В качестве алифатического спирта покрытие содержит одноатомный спирт этанол или многоатомный спирт глицерин.
835595
Для мелкого стального литья применяют покрытие, содержащее в качестве алифатического спирта этанол, для крупного стального литья применяют покрытие, содержащее в качестве алифатического спирта глицерин.
Сущность изобретения состоит в том, что предварительно перемешанный с алифатическими спиртами хлористый аммоний значительно слабее реагирует с жидким стеклом, так как реакционная поверхность его частиц оказывается изолированной пленками спирта, например, глицерина, от жидкого стекла. Вместе с этим, хлористый аммоний диффузионно вступает во взаимодействие со спиртом и понижает его химическую активность, по отношению к жидкому стеклу, этот процесс многоступенчатый. Сначала происходит разложение хлористого аммония на границе раздела поверхности его твердых частиц со спиртом с образованием водного раствора хлористого водорода, затем последний вступает в реакцию замещения со спиртом, например, глицерином, с образованием глицерата хлора, т. е. происходит взаимное влияние хлористого аммония в спирте, вызывающее снижение их активности к жидкому стеклу. Поэтому в исходном состоянии смесь противопригарного покрытия сохраняет высокую живучесть.
Вместе с тем, за счет сравнительно слабого взаимодействия спирта с жидким стеклом происходит частичная коагуляция последнего с образованием слабо коагулированной эластичной структуры геля полирной кремнекислоты. Поэтому противопригарная смесь приобретает высокую седиментационную устойчивость. При нанесении покрытия на поверхность формы или стержня процесс взаимодействия спирта с жидким стеклом интенсифицируется, в результате чего происходит быстрее упрочнение покрытия. При этом упрочнение происходит практически по всему объему покрытия с сохранением эластичной, пространственной структуры геля полимерной кремнекислоты. Это способствует пластической релаксации возможных напряжений в слое покрытия и оно сохраняет целостность, исключая образование таких дефектов, как трещины и шелушение, свойственные покрытиям на жидком стекле.
По этой же причине покрытие хорошо удерживается на поверхности формы или стержня и при интенсивном нагреве в процессе заливки формы, что обеспечивает высокую термостойкость покрытия. Хорошие противопригарные свойства покрытия при изготовлении стального литья проявляются в том, что при формировании отливки, выделяющиеся из покрытия при термическом зложении спирта, восстановительные составляющие вступают во взаимодействие с хлористым аммонием и нейтрализуется им.
Кроме этого между хлоридами покрытия и металлом отливки происходит химическая реакция образования треххлористого железа, способствующего образованию легкоотделимого пригара.
Таким образом, противопригарные покрытия указанных составов приобретают новые свойства от совместного введения жидкого стекла, спирта и хлористого аммония, в частности, покрытия приобретают высокую седиментационную устойчивость и устойчивость против трещинообразования покрытия после высушивания и при высокотемпературном облучении, а так же улучшают свои противопригарные свойства.
В покрытиях по изобретению применяют любые известные огнеупорные наполнители, но наиболее предпочтительными являются пылевидный кварц марок КП 1,2,3 (ГОСТ
9077 — 59) и дистенсиллиманит, так как с их применением получены наилучшие результаты, что объясняется, по-видимому, лучшим сродством наполнителя и связуемого, содержащих одну и ту же фазовую составляющую — кремнезем.
В качестве связующего используют жидкое стекло различных марок, но наиболее предпочтительной является марка В с содержанием кремнезема 29 — 35 О/О.
Покрытия готовят следующим образом.
Сначала предварительно перемешивают спирт, например, глицерин, с хлористым аммонием. В мешалку загружают огнеупорный наполнитель, жидкое стекло и воду и перемешивают до получения однородной массы. В последнюю очередь в смесь добавляют перемешанные спирт с хлористым аммонием. Покрытия применяют с плотностью 1,6 — 1,9 г/см .
Покрытия с малой плотностью применяют при нанесении его на формы или стержни из пульверизатора. Более плотные покрытия применяют при окрашивании форм и стержней кистью.
Составы и свойства покрытия приведены в таблицах 1 и 2.
Нижний предел содержания алифатического спирта целесообразно держать
0,2 вес. /о, при котором его влияние на свойства покрытий становится заметным.
Верхний предел содержания алифатического спирта целесообразно держать около
1,8 вес. о/,, так как больше, чем 1,8 вес. /о содержания, при практически одинаковом влиянии экономически нецелесообразны.
Влияние хлористого аммония становится заметно при содержаниях 0,2 вес. /О. При содержаниях больших, чем 2,5 вес. о/о, окислптельный эффект хлористого аммония сохраняется, но экономически не выгоден. Поэтому пределы содержания хлористого аммония выбраны от 0,2 до 2,5 вес. /,.
Покрытие по изобретению имеет высокую податливость, т. е. при тепловом ударе покрытие, претерпевая тепловое расширение, 835595
Таблица 1
Состав покрытия, вес. ч;
Ингредиенты № 4 № 3 № ) № 2
65,2
67,3
65,2
65,3
65,4
Пылевидный кварц КП вЂ” 1
Жидкое стекло плотностью
1,48 г/смз, модуля 2,83 ед.
Этанол
67,3
0,2
2,2
2,2
0,8
0,8
0,8
2,0
1,2
1,2
1,5
Глицерин
Хлористый аммоний
Вода
1,5
0,2
0,5
1,8
Таблица 2
Состав ы пои в ыти я по табл. 1
Свойства №2 № 1 № 3 №4 № 5 № 6
1,75
24
99,8
1,8
28
99,8
1,68
22
99,8
),82
32
1,75
1,73
27
99,8
ПЛОтность, г/смз
Вязкость по B3 — 10, сек.
Седиментационная устойчивость по ГОСТ 10772 — 78
0,85
22
3
0,8
1500
0,82
5
1,2
1500
),2
12
1700
0,8
32
3
1,5
1500
1,2
5
2,7
1500
1,5
3
1700
Толщина покрытия, мм
Время высыхания на воздухе при Т 150 С
Живучесть, час.
Прочность на истирание, кг
Термостойкость, С
Составитель И. Волкова
Техред И. Заболотнова
Редактор Т. Авдейчик
Корректор Л. Слепая
Заказ 1141/5 Изд. № 408 Тираж 869 Подписнов
НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2 не растрескивается, релаксируя тепловые напряжения, в чем также проявляется высокая термостойкость покрытия.
Реализация изобретения позволит получать стальные отливки без пригара, 2 — 3 класса чистоты.
Формула изобретения
1. Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней, используемых преимущественно для стального литья, включающее жидкое стекло, воду, алифатический спирт и огнеупорный наполнитель, отлич а ющееся тем, что, с целью повышения седиментационной устойчивости, оно дополнительно содержит хлористый аммоний при следующем соотношении ингредиентов, вес. %:
Жидкое стекло 2 — 6
Алифатический спирт 0,2 в 1,8
Хлористый аммоний 0,2 — 2,5
Вода 25 — 30
Огнеупорный наполнитель Остальное.
2. Противопригарное покрытие по п. 1, отл ич а ющееся тем, что в качестве алифатического спирта оно содержит одноатомный спирт этанол или многоатомный спирт глицерин.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Авторское свидетельство СССР № 49?089, кл. В 22С 3/00, 1974.
2. Авторское свидетельство СССР № 537748, кл. В 22С 3/00, 1975.
3. Авторское свидетельство СССР № 526373, кл. В 22С 3/00, 1975.
