Двухслойное противопригарно-упрочняющее покрытие для литейных стержней

 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам противопригарно-упрочняющих покрытий, применяемых преимущественно при производстве сложных чугунных отливок. Цель изобретения - устранение пригара и ужимин на отливках за счет повышения глубины проникновения покрытия и поверхностной прочности стержней, а также снижения уровня внутренних напряжений покрытий. В качестве упрочняющего покрытия, предварительно наносимого на поверхность стержня, используют состав, содержащий следующие ингредиенты, мас.%: технические лигносульфонаты 69,5-71,5; графитированная фильтровая пыль 0,5-1,5; мочевина 3-4, вода остальное. Затем на упрочняющий состав наносят противопригарный слой, содержащий следующие ингредиенты, мас.%: тальк 32,9-34,4; графитированная фильтровая пыль 1-2, патока 10,1-10,2; мочевина 1,5-2,0; глина 2,8-3,1; вода остальное. Для упрочняющего слоя используют графитированную фильтровую пыль с размером частиц 0,071 мм. Мочевина в сочетании с органическими связующими приводит к снижению внутренних напряжений в покрытиях за счет увеличения пластических свойств образующего смолообразного продукта. При этом выделяется большое количество кокса, служащего высокотемпературной связкой. Использование изобретения снижает брак стержней и отливок , а тажке уменьшает трудоемкость очистных и обрубных работ. 2 табл. (Л со CN О vl

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 22 С 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4650648/02 (22) 07.10.88 (46) 30.05.92. Бюл, N 20 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) 3.Я. Иткис, Ш,Л, Гималетдинов, B.Â.

Николайзин, В.М. Дадыкин, В.Ф. Тертышный и Ю.И. Дедюхин (53) 621,744.079(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N532450,,кл. В 22 С 3/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР

М 1337184, кл. В 22 С 3/00. 1986. (54) ДВУХСЛОЙНОЕ ПРОТИВОПРИГАРНОУПРОЧНЯЮЩЕЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ СТЕРЖНЕЙ (57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам противопригарно-упрочняющих покрытий, применяемых преимущественно при производстве сложных чугунных отливок, Цель изобретения — устранение пригара и ужимин на отливках за счет повышения глубины проникновения покрытия и поверхностной прочности стержней, а также снижения

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам противопригарно-упрочняющих покрытий для стержней, применяемых преимущественно при производстве сложных чугунных отливок.

Цель изобретения — устранение пригара и ужимин на отливках за счет повышения глубины проникновения покрытия и поверхностной прочности стержней, а также снижения уровня внутренних напряжений покрытий.

„„Ы „„1736671 А1 уровня внутренних напряжений покрытий.

В качестве упрочняющего покрытия, предварительно наносимого на поверхность стержня, используют состав, содержащий следующие ингредиенты, мас.%; технические лигносульфонаты 69,5 — 71,5; графитированная фильтровая пыль 0,5 — 1,5; мочевина 3 — 4, вода остальное. Затем на упрочняющий состав наносят противопригарный слой, содержащий следующие ингредиенты, мас.%: тальк 32,9 — 34,4; графитированная фильтровая пыль 1 — 2, патока

10,1 — 10,2; мочевина 1,5 — 2,0; глина 2,8 — 3,1; вода остальное. Для упрочняющего слоя используют графитированную фильтровую пыль с размером частиц 0,071 мм. Мочевина в сочетании с органическими связующими приводит к снижению внутренних напряжений в покрытиях за счет увеличения пластических свойств образующего смолообразного продукта, При этом выделяется большое количество кокса, служащего высокотемпературной связкой. Использование изобретения снижает брак стержней и отливок, а тажке уменьшает трудоемкость очистных и обрубных работ. 2 табл.

Для приготовления покрытий используются следующие материалы.

Тальк (ТМК-28, ТМК-27, ТМК-24) представляет собой магнезиальный силикат, приближающийся по химическому составу к формуле 4Si02 3M90 . Н20. Получают путем механического измельчения горной породы талькит или путем механического обогащения горной породы талькомагнезит, основным компонентом которых является тальк, Огнеупорность талька

1736671

1200 — 1300 С, плотность 2700 кг/м, В литейном производстве используют тальк, удовлетворяющий следующим требованиям: прокаленный нерастворимый в соляной кислоте остаток, не менее 85%, влажность 5 не более 1,0%. Степень помола: остаток на сите 0090 не более 2%, на сите 014 не нормируется, Применяют в качестве наполнителя красок для чугунного литья. Патока (ОСТ 18-395-82) представляет собой отходы 10 свеклосахарного производства. Содержание — водные растворы сахарозы и несахаристых веществ, Плотность патоки не менее

1300 кг/мз, а содержание сухих веществ не менее 50 о. Используется в качестве связу- 15 ю щего.

Технические лигносульфонаты (ЛСТ)— побочный продукт при переработке древесины на целлюлозу сульфитным способом (ОСТ 13-183-83) марки А. Основные показа- 20 тели ЛСТ: плотность 1230 кгlм . массовая з доля сухих веществ не менее 47.0%, массовая доля золы к массе сухих веществ, не менее 18,0, рН 20 -ного раствора не менее

4,4, вязкость условная не более 320 . также 25 используется в качестве связующего.

Мочевина (карбамид) — бесцветное кристаллическое вещество, без запаха. хорошо растворимое в воде. Массовая доля мочевины не менее 99,8%. Т.пл. 132-133 С. 30

Мочевина вводится в качестве упрочняющего компонента, которая увеличивает глубину проникновения упрочняющего и противопригарного слоев, что обуславливает повышение прочности поверхностного 35 слоя и прочность противопригарной краски в целом. Наряду с этим, мочевина. взаимодействуя с ЛСТ, образует мочевинолигниновый смолообразный продукт. который дополнительно служит в противопригарно- 40 упрочняющем покрытии как связующий и противопригарный материал.

Глина огнеупорная Нижнеувельского месторождения марки НУ-1. ТУ 14-8-336-80.

Плотность 1500 кг/м . Используется в каче- 45 стве дополнительного неорганического связующего, повышающего огнеупорность покрытия.

Графитизированная фильтровая пыль представляет собой сажеподобный поро- 50 шок черного цвета, на ощупь жирный, достаточно подвижный. По физико-химическим свойствам соответствует требованиям ТУ

4814-24-84, о .

Массовая доля золы Не более 10 55

Массовая доля карбида кремния Не более 5

Массовая доля фракций с размером частиц 0.071 мм 100

Массовая доля серы Не более 0,6

Графитизированная фильтровая пыль образуется в результате улавливания специальными фильтрами частиц после механической обработки электродов, прошедших высокотемпературную графитизацию при

2500 С.

Добавка графитированной фильтровой пыли увеличивает противопригарные свойства покрытия, В упрочняющем слое используется графитированная фильтровая пыль с размером частиц не более 0,071 мм.

Ее введение в упрочняющий слой обеспечивает высокое проникновение пыли в поры стержня, что улучшает противопригарн свойства покрытия. Кроме этого, использование мелкодисперсного углеродсодержащего материала улучшает кроющую способность последующего слоя с образованием однородного покрытия без подтеков на поверхности стержня.

Покрытие на стержнях получают после нанесения на их поверхность состава, приготовленного следующим образом.

Для получения упрочняющего (проникающего) состава в емкость загружают ЛСТ, мочевину. графитированную фильтровую пыль и воду, которые постоянно перемешиваются воздухом за счет барботажа. Приготовленный состав имеет плотность

1160 — 1180 кг/м . Для приготовления проз тивопригарного состава в емкость вводят воду, мочевину, па оку, глину, графитированную фильтровую пыль и тальк. Компоненты постоянно перемешиваются механической мешалкой, плотность состава

1380-1420 кг/м". Упрочняющий состав наносят на поверхность стержня пульверизатором. Подсушку стержней с нанесенным составом осуществляют в вертикальном сушиле при 240 — 280 С в течение 1,5 — 2,0 ч.

После сушки стержни подвергаются финишной обработке с последующим нанесением пульверизатором второго противопригарного состава, после чего стержни собирают в кондукторе и пульверизатором дополнительно окрашивают (противопригарным составом) собранный блок стержней. После этого готовый блок стержней подвергают тепловой обработке в проходном сушиле при 240 — 280 С в течение 40-60 мин.

Составы противопригарно-упрочняющего покрытия приведены в табл. 1 (составы

1 — 3 — упрочняющие, а составы 4-6 — противопригарные), а свойства составов, получаемых из них покрытий, а также качество отливок, приведены в табл. 2.

Применение мочевины в сочетании с водорастворимым органическим связующим в покрытии приводит к снижению его внутренних напряжений за счет увеличения пла1736671

Таблица 1

40 стических свойств образующегося смолообразного продукта, способствующего релаксации возникающих напряжений.

Мочевина также увеличивает глубину проникновения покрытия в смесь, что обуславливает повышение прочности поверхностного слоя и прочность противопригарного покрытия в целом. Наряду с этим, мочевина, взаимодействуя с RCT или патокой, образует смолообразный продукт, который выполняет роль связующего и дополнительно способствует выделению большого количества кокса. При высоких температурах смолообразный продукт деструктирует с выделением пироуглерода и кокса, которые дополнительно предохраняют отливку от пригара.

Кроме того, наличие в составе покрытия мочевины способствует более глубокому проникновению краски в стержень и обеспечивает тем самым повышение поверхностной прочности. Присутствие же в обоих слоях покрытия мелкодисперсного углеродосодержащего материала создает условия для защиты тепловых узлов крупных и сложных отливок от пригара.

Использование предложенного противопригарно-упрочняющего покрытия снижает брак стержней и отливок, а также уменьшает трудоемкость обрубных и очистных операций, Формула изобретения

Двухслойное противопригарно-упрочняющее покрытие для литейных стержней, используемых преимущественно для изготовления сложных чугунных отливок, включающее упрочняющий слой, содержащий органическое связующее и жидкостную фазу, и противопригарный слой, содержащий наполнитель, органическое связующее и

5 жидкостнуюфазу, отличающееся тем, что, с целью устранения пригара и ужимин на отливках за счет повышения глубины проникновения покрытия и поверхностной прочности стержней, а также снижения

10 уровня внутренних напряжений покрытий, упрочняющий слой в качестве органического связующего содержит лигносульфонаты технические и мочевину, в качестве жидкостной фазы воду и дополнительно содержит

15 графитированную фильтровую пыль при следующем содержании ингредиентов, мас. :

Технические лигносульфонаты 69,5-71,5

20 Графитированная фильтровая пыль 0,5 — 1,5

Мочевина 3,0-4,0

Вода Остальное а противопригарный слой в качестве напол25 нителя содержит тальк, связующего — патоку и мочевину, жидкостной фазы — воду и дополнительно содержит графитированную графитную пыль и глину при следующем содержании ингредиентов, мас, 4;

30, Тальк 32,9 — 34,4

Графитированная фильтровая пыль 1,0 — 2,0

Патока 10,1-10,2

Мочевина 1,5 — 2,0

35 Глина 2,8 — 3,1

Вода Остальное

173667j

Таблица 2

15

25

Составитель В.Решетов

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор М,Максимишинец

Редактор М.Келемеш

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

Заказ 1853 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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