Противопригарная краска для литейных форм и стержней

 

СОО3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51}4 22 C 00

С

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4166550/31-02 (22) 23. 12. 86 (46) 30. 10.88. Бюп. Ф 40 (71) Красноярский политехнический институт (72) В.Г.Бабкин, Л.П.Мирсанова и И.А.Пихутин (53) 621.744.079 (088.8) (56) Сварика А.А. Покрытие литейных форм. М.: Машиностроение, 1977, с.77.

Авторское свидетельство СССР

У 1107950, кл. В 22 С 3/00. 1982. (54) ПРОТИВОПРИГАРНАЯ КРАСКА ДЛЯ ЛИ, ТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ (57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам противопригарных красок для литейных форм и стержней при получении чугун„„SU,„, 14 3630 А1 ных отливок. Цель изобретения - улучшение качества краски за счет повышения ее термостойкости и уменьшения адгезии к расплаву чугуна, а также снижение себестоимости. Состав краски, мас.Х: отходы углеродистых электродов электролизного производства алюминия 30-50, каолиновая вата или волластонит2-3, кремнезоль (20"25Xный) — остальное. Термостойкость описываемой краски повышена в 15-20 раэ, величина адгезии расплава чугуна к краске уменьшена в среднем в 2 раза.

Реализация изобретения позволяет получать экономию эа счет снижения, себе стоимости краски, уменьшения брака р отливок по вине формы и снижения затрат на обработку и очистку чугунных отливок. 2 табл.

1433630

Изобретение относится к литейному производству, а именно к противопригариым краскам для литейных Форм и стержней, используемых при изготовлении отливок из чугуна.

Цель изобретения — улучшение качества краски sa счет .ловышения ее термостойкости и уменьшения адгезии, к расплаву чугуна, а также снижение ее себестоимости.

Сущность изобретения заключается и следующем.

Углеродистые электроды для произ,водства алюминия получают из анодной 15 массы. В качестве исходного сырья для . изготовления анодной массы применяют

;68 мас. . коксов нефтяных малосернис-! тых и 32 мас. пека каменноугольного

,электродного марки Б. Прокали! ание 20, ñûðûõ коксов осуществляется при 1200+30 C при разрежении 2-6 мм вод.ст,,Затем производят дробление, раз,мол и рассев прокаленного кокса для получения заданного гранулометричес! кого состава анодной массы. Далее осуществляют смешение массы анодной с пеком в смесителе непрерывного дей ствия, формирование самообжигающихся анодов и их установку в электролизе- 30, рые

Отходы углеродистых электродов представляют собой обломки анодов,,анодные остатки и углеродистые блоки, извлеченные из алюминиевых электроли" зеров после эксплуатации в течение трех лет, Очищенные от корки застывше.го на их поверхности электролита, они по химическому составу состоят из 98 углерода, 1% серы и 1 примесей (Ni, Cr и др.). Для применения в составе противопригарных красок от ходы углеродистых электродов подвер гаются дроблени!о и измельчению в паровых мельницах. Основаная масса зерновой основы содержит частицы раз" мером менее 0,05 мм (50 мкм). Помол осуществляется в течение 18-24 ч при соотношении шаров и материала

2:1.

Свойства прокаленных коксов следующие!

Истинная плотность, г/см 2,0- 2,05

Содержание золы, Не более 0,8

Каолиновая вата представляет собой алюмосиликатное волокно с содержанием 50 А1 0 и предназначена для службы при 1400-1500 { .

Волластонитовый концентрат имеет следующий химический состав, вес.%:

SiQ< 50,12

Pe>0 > 0,94

InQ 0,93

СаО 4 2,96

ago 1, 72 ко 0,09

Al!!0> 0,37

Тз-О 0,06

Nag0 0,12

Сое 2,64

Потери при прокаливании 2,73

Огнеупорность волластонита 1540©С

Армирующие добавки (волластонит и каолиновая вата) в противопригарной краске должны содержать частицы размером менее 0,063 мм.

Кремнезоль — водный раствор кремниевой кислоты с концентрацией

Si0 250-300 г/л (?0-25 мас. ) — получали обесщелачиванием жидкого стекла на электродиализной установке.

Свойства кремнезоля: вязкость по вискозиметру 12 с; плотность по ареометру 1, 12 г/см ; величина рк 9-10.

Составы предлагаемой краски приведены в табл.

Противопригарная краска приготав- . ливается следукпцим образом, В бак, снабженный мешалкой лопастного типа, загружают порошкообразную смесь углеродистых электродов и каолиновой ваты нли волластонита. Сухие составляющие перемешивиот в течение

3-5 мин. Затем добавляют кремнезоль и перемешивают содерю!мое 5-10 мин до получения однообразной суспензии.

Плотность краски контролировали денсиметрамн общего назначения. Для определения условной вязкости применили вискозиметр ВЗ-4.

Прочность coerrz.eH!!H противопригарного покрытия с подложкой оценивали по следующей методике. Две пластинки из плавленного кварца соединили между собой с помощью противопригарной краски и сушили при 110-120"С, Пластинки приклеивали эпоксидным клеем к захватам разрывной машины. После затвердевания производили обычное исп тание на разрыв и определяли удельное усилие отрыва.

Краевой угол смачивания огнеупорных материалов растворами кремнезо1433630 ля и краски определяли фотосъемкой капли, помещенной с помощью специальной капельницы на полированную однородную твердую пластинку из исследуе5 мого материала.

Краевой угол смачивания расплавом чугуна противопригарных покрытий определяли на вакуумной установке.

Работу адгеэии, отнесенную к единицу площади контактной поверхности, для случая контакта твердой и жидкой фаз {противопригарное покрытие и жидкий металл), определяли из уравнения

И ° 10 = б,к, (1 + cos 8 ), н/м, где б г — поверхностное натяжение жидкой фазы, н/м;

8 — краевой угол смачивания жидкостью твердого тела, град.

Тармостойкасть оценивали при испытании покрытий на тепловой удар.

Краску слоем 0,3-0,5 мм наносили на стандартный образец иэ жидкастеколь- 25 най смеси и подвергали сушке при

120-150 С. После сушки образцы с покрытием опускали в разогретую да

800 С печь сопротивления и визуально наблюдали за покрытием до появления 39 в .нем трещин. Время с момента опускания образца в печь и да появления в покрытии трещин фиксировали секундомером. Существенное повышение термостайкости предложенной краски объясняется способностью армированного покрытия релаксировать термические напряжения, Роль армирующего компонента может выполнять каолиновая вата, создающая в покрытии волокнистую структуру или воластонит, разделяющий материал матрицы игольчатыми монокристаллами на отдельные фрагменты, обладающие некоторой подвижнос1 тью.

При разовом нанесении краски на поверхность форм и стержней она подвергается сушке при 120-159 С в течение 15-20 мин, Вторичное окрашива- . ние кистью рекомендуется проводить при температуре первого слоя покры50 тия не выше 70-80 С во избежание неравномерного распределения краски по поверхности формы или стержня.

При окрашивании пульверизатором крас55 ку можно наносить на предварительно разогретую до более высоких температур поверхность форм и стержней, -..е, непосредственно после их сушки. При волластонит

Кремнеэаль

2-3

Остальное этом происходит высыхание краски и формирование прочного покрытия.

Термостойкасть описываемой краски возрасла в 15-20 раэ, адгезия расплава чугуна к краске уменьшипась в среднем в 2 раза.

Предлагаемая краска рекомендуется для предотвращения пригара на отливках из чугуна, изготавливаемых в формах из жидкостекольных смесей с применением стержней из холоднатвердеющих смесей. Перед нанесением покрытия поверхность формы должна быть упрочнена продувкой углекислым газом или тепловой обработкой. Краска наносится пульверизацией или кистью. Толщина противапригарного покрытия не менее 0,5 ьм. При изготовлении крупных отливок требуется 2 — разовая покраска.

Краска обеспечивает получение отливок беэ пригара с высокой чистотой поверхности. Шероховатость поверхности соответствует 4 классу.

Высокая проникающая способность краски способствует упрочнению поверхностнога слоя формы и устранению на отливках поверхностных дефектов (saсары, ужимины, пригар).

Свойства красок приведены в табл.2

Реализация предлагаемой краски позволяет получить экономию за счет снижения ее себестоимости, снижения брака отливок по вине формы и уменьшения затрат на обрубку и очистку отливок.

Формула изобретения

Пративопригарная краска для литейных фарм и стержней, содержащая углеродсодержащий наполнитель и кремнезоль, а - л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения ее качества за счет повышения термостойкости краски и уменьшения ее адгезии к расплаву чугуна, а также снижения себестоимости, краска в качестве углеродсодержащего наполнителя содержит отходы углеродистых электродов электролизного производства алюминия и дополнительно содержит каолиновую вату или валластонит при следующем соотношении ингредиентов, мас.X."

Отходы углеродистых электродов электрализнаго производства алюминия 30-50

Каолиновая вата или

1433630

Ингредиенты

30

68

57,5

Креснезоль

2,5

2,0

3,0

Свойства

1951

Плотность, r

13

Вязкость, с

25

20

100

100

2,5

3,0

1400

1600

126

120

681

590 тходы углеродисть электродов

Каолиновая вата или волластонит

Краевой угол смачивания кремнезолем наполнителя краски, граде

Краевой угол смачивания краской подложек из кварцаосновного крмпонента формовочных и стержневых смесей, P °

Кроющая способность, Ж

Прочность сцепления с подложкой из кварца, МПа 3,5

Термостойкость, с 1200

Краевой угол смачивания покрытий чугуна, град. (Т" 1350 С) Адгезия расплава к покрытию, W -10 н/м

Площадь, занятая пригаром, 7.

Класс чистоты поверхности отливок

Таблица

Пригар отсутствует