Состав для получения защитного покрытия металлических форм
СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФОРМ преимущественно для литья мелкосортных прокатных валков, включакнций огнеупорный наполнитель, 5%-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлоэы и воду , отличающийся тем, что, с целью улучшения качества поверхности отливок за счет поввппения седиментационной устойчивости и прочности сцепления покрытия с поверхностью металлических форм, он содержит в качестве огнеупорного наполнителя доменньй шлак и дополнительно фосфат кобальта при следующем соотношении компонентов, мас.%: 30-66 Доменный шлак 5%-ный водньй i раствор карбокО ) 10-30 симетилцеллюлозы 0,5-1 Фосфат кобальта Остальное Вода
1 А
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)4 В 22 С 3/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ
К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Доменный шлак
5Х-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы
Фосфат кобальта
Вода
30-66
10-30
0,5-1
Остальное
ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1) 3696685/22-02 (22) 23. 11. 83 (46) 07.10.85. Бюл. Р 37 (72) Д.В. Кириченко, В.А. Воронина, С.С.Рыбинская, Н.Н.Овчинников, И.И.Бурцев, Н.Ф.Чеснокова и P.Х.Гималетдинов (71) Украинский ордена Трудового
Красного Знамени научно-исследовательский институт металлов (53) 621.744.079(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
1(- 532451, кл. В 22 С 3/00, l975.
Патент Японии 1(-. 54-26203, кл. 11а 2 13/В 22 С 3/00 1975. (54)(57) СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФОРМ преимущественно для литья мелкосортных прокатных валков, включающий orнеупорный наполнитель, 5Х-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы и воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества по- верхности отливок за счет повйшения седиментационной устойчивости и прочности сцепления покрытия с поверхностью металлических форм, он содержит в качестве огнеупорного наполнителя доменный шлак и дополнительно фосфат кобальта при следующем соотношении компонентов, мас.7.1
1,1 1832
Изобретение относится к литейному производству, а именно,. к составам для получения защитных покрытий металлических форм, преимущественно для литья мелкосортных прокатных 5 валков °
Цель изобретения - улучшение качества поверхности отливок за счет повышения седиментационной устойчивости и прочности сцепления покрытия 10 с поверхностью металлических форм.
В качестве огнеупорного наполнителя в" составе защитного покрытия применяется доменный шлак, имеющий следующий химсостав, мас.7: СаО 37,8,1S
А1 0 17,7, Са$1,55; SiOg 32,9;
FeO 0,35; TiO< 0,5-1; MgO 8,7;
ПО 1 35 V О 0
Состав окислов, входящих в доменный шлак, способствует образованию 2п защитного слоя покрытия благодаря своим химическим и огнеупорным свойствам, а наличие окислов TiO> и Ч„О улучшает качество поверхности мелкосортных изделий. 25
Применение доменного шлака ниже приведенного предела не обеспечивает указанной огнеупорности и тем самым не способствует улучшению качества поверхности отливок. Примене- 3б ние доменного шлака выше указанного предела дает отрицательные результаты вследствие повышения количества огнеупорных окислов, отрицательно влияет на качество поверхности валков.
Дополнительная добавка фосфата кобальта в количестве 0,5-17, введенная в доменный шлак, повышает адгезионно-когеэионные свойства покрытия. .Введение фосфатакобальтавыше17введен 40 водит к образованию газовых раковин на поверхности отливок, а ниже 0,57— не приводит к улучшению качества поверхности отливок. Фосфат кобальта способствует повышению прочности по- " крытия. При нагреве в процессе заливки металла в форму, когда органическое связующее выгорает, неорганическое связующее (фосфат кобальта), взаимодействуя с компонентами доменного шлака, твердеет, образуя прочный защитный слой покрытия, который защищает кокиль от разрушения и способствует улучшению качества поверхности мелкосортных иэделий. Введение фосфа- N та кобальта в составы покрытий для литейных форм повышает седиментационную устойчивость краски и прочность
81 2 ее сцепления с поверхностью литейной формы.
57-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы (ИЩ) выполняет роль связующего и поверхностноактивного вещества. КИЦ находится в виде отдельных молекул, что придает этим растворам коллоидные свойства. Они проявляют высокую смачивающую способность на поверхности соприкасающихся тел, стабилизируя суспензии покрытий, тем самым, улучшая технологические их свойства.
Введение 57-ного водного раствора карбоксиметилцеллюлоэы ниже 107. снижает смачивающую способность покрытия, а выше 307 не обеспечивает выполнения поставленной цели.
Совместное нахождение перечисленных компонентов в указанных пределах обеспечивает получение прочного защитного покрытия на поверхности металлических форм, применение которого улучшает качество поверхности мелкосортных изделий.
Работоспособность состава для получения защитного покрытия металлических форм путем сравнения пятнадцати вариантов составов покрытия с граничными и оптимальными соотношениями всех ингредиентов, а также содержащих фосфаты различных металлов в количествах, обеспечивающих примерно равную прочность сцепления с поверхностью металлических форм, приведена в табл. 1.
Каждый состав покрытия готовят путем смешивания сухих измельченных компонентов. Доменный шлак просушивают, измельчают и просеивают на сите 0,05-0,1 мм, затем загружают в краскомешалку и перемешивают 30 мин по-сухому. Затем вводят фосфаты металлов и перемешивают еще 20 мин до образования однородной массы. 3атем заливали 57-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы и перемешивают еще 20 мин. Взаимодействие 57ного водного раствора КМЦ со смесью компонентов способствует образованию суспензии покрытия с одинаковой коагуляционной структурой и однородными механическими свойствами во всем ее объеме. Воду добавляют до плот-. .ности суспензии покрытия 1,3 г/см, которую замеряют ареометром.
Повышение устойчивости дисперсионной среды достигают вводом таких
1183281
Таблица 1
Содержание ингредиентов, мас.7
Вариант покрытия г
57-ный водный раствор карбоксиметилВода
Доменный шлак
Фосфаты
Со
;Са целлюлозы
Вода до плотнос0,7
35
6 0
0,3 ти
1,3 г!см
0 5
60
0,6
20
0,8
То же
0,7
4030
0,8
0,9
0,9
20
1,0
10
30
0,7
12
50
50
50 высокомолекулярных веществ, как карбоксиметилцеллюлоза, которая образует растворы высокой вязкости и держит доменный шлак во взвешенном состоянии.
Как показали данные лабораторных. испытаний, приведенные в табл.2, лучшие свойства имеют составы покрытий 3-6 и 9. Составы, содержащие фосфат кобальта, обладают более высокой прочностью сцепления при меньшей толщине покрытия. Промышленные испытания показали, что примекения оптимальных составов для получения защитного покрытия металлических форм позволяет улучшить качество поверхности литых прокатных валков. Одновременно повышается стойкость металлических форм (за счет снижения теплопроводности покрытия) и снижается брак отливок по трещинам и разовым раковинам.
1О Ожидаемый годовой экономический эффект от использования изобретения, при производстве 5000 т валков для прокатных валков составит 141 тыс.руб.
1183281
Таблица 2
Свойства исследуезе!х покрытий
ТеплоСедиментационная устойчивость» см
Огнеупо ность, провод-. ность, Вт/м. Е
Через
7 ч
Через
3 и
0,60
16 О
340
1470
0,3
1,3
0,50 14,0
Оэ55 18э9
320
1460
1,3
0,35
1,3
ЭОО!
450
0,3
0 50 . 20,0
1,3
310
1420
0,3
0,45
20,5
310!
1420
120
0,15
0,3
120 б 0,6
0,40
1,3
20 0!
400
0,,15
О ° 3
0 45
17 8
1380
120
0,15
0,3
120
16,7! ° 3
0,40
280
1380
О ° 1
012
18,5
1,3
280
0,40
1380
120
0,15
О ° Э
0,40 17,0
110
265
1400!
О,!
0,3
0,45 14,5 265
0,9
1400
120
0,1
0,3
0 35!
0,4
1 ° 3
16 ° t
320
1430
11О
0,1
0,3
0,8
1 ° 3
0,7
t7i3!
400
120
Оз25
0,4
0,6 t6,4
О ° 9
0,35
1,3!
370
120
0,15
0,8, 15
1,Э!
5,3
v,4
1410
120
0 25
0 45
Составитель Э.ген
Редактор Н.Данкулич ТехредМ.Гергель
Корректор В.Синицкая
Заказ 6206/14 Тираж 746 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 1 08
2 0,2
3 0,7
4 О,?
5 0,6
7 0,6
8 0,5
9 05
10 05 Темпера тура ко киля пе ред покраской
120 01 15
120 О, 15
120 0,15
120 О, !5
