Связующее для самотвердеющих противопригарных покрытий

 

Использование: в литейном производстве , в связующих для самотвердеющих противопригарных покрытий литейных форм и стержней пенополистироловых моделей. Сущность изобретения: связующее имеет следующий состав, мас.%: фосфорный ангидрид 30,0-38,0; окись алюминия 3,0-5,0; окись натрия 1.5-2,5; отход электрод тического рафинирования никеля - железистый кек 15,0-20,0; вода - остальное. Введение е состав связующего отхода электролитического рафинирования никеля -железистого кека позволяет исключить отслаивание и растрескивание покрытий на его основе, улучшает качество отливок.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((!) (si)s В 22 С 1/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4937618/02 (22) 04,03.91 (46) 30,10.92. Бюл, N. 40 (7.1) Одесский политехнический инсти тут (72) Г. В, Касперович, Л. А, Иванова, В. М, Доровских, Н, И. Бойченко и А. Я. Танчук (56) Авторское свидетельство СССР

N 316664, кл. В 22 С 3/00, 1970.

Авторское свидетельство СССР

N. 782949, кл. В 22 С 3/00, 1980, (54) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ САМОТВЕРДЕЮЩИХ ПРОТИВОПРИГАРНЫХ ПОКРЫТИЙ

Изобретение относится к области литейного производства, в частности, к связующим для самотвердеющих противопригарных покрытий, И может быть использовано, например. в качестве связующего для противопригарных покрытий на пенополистироловых моделях при литье по газифицируемым моделям с локальным регулируемым отводом продуктов деструкции (ДИ — процесс).

Известно связующее, включающее окись натрия, фосфорный ангидрид, окись алюминия и воду. Однако оно содержит значительное количество легкоплавкого фосфата натрия и имеет недостаточную огнеупорность, а его состав и свойства нестабильны из-за выпадения в осадок гидроокиси алюминия, Кроме того, покры- . тие с этим связующим обладает длительным временем отверждения.

Наиболее близким по технической сущности, составу ингредиентов является связующее, в котором повышение огне(57) Использование: в литейном производстве, в связующих для самотвердеющих противопригарных покрытий литейных форм и стержней пенополистироловых моделей.

Сущность изобретения: связующее имеет следующий состав, мас.%: фосфорный ангидрид 30,0 — 38,0; окись алюминия 3,0 — 5,0; окись натрия 1,5 — 2,5; отход электрол тического рафинирования никеля — железь.стый кек 15,0 — 20,0; вода — остальное. Введение s состав связующего отхода электролитического рафинирования никеля — железистого кека позволяет исключить отслаивание v растрескивание покрытий на его основе, улучшает качество отливок. упорности и стабильности свойств. а также сокращение времени затвердевания достигнуто за счет введения закиси железа и сокращения количества окиси натрия при следующих соотношениях ингредиентов. мас.%:

Фосфорный ангидрид 40,0-60,0

Окись алюминия 6,0 — 8,(2

Окись натрия 2,0-3,0

Закись железа 1,0 — 3,0

Вода Остальное

Однако известное связующее характеризуется недостаточной прочностью. способностью к отслаиванию и растрескиванию покрытий на его основе, в результате чего образуется пригар на поверхности отливок, Кроме того, известное связующее имеет высокую стоимость основного компонента — фосфорного ангидрида.

Целью данного изобретения является создание связующего самотвер,(еющих противопригарных покрытий, при помощи которого исключается отслаивание и р с1771865

4 трескивание противопригарного покрытия, улучшается качество поверхности отливок, .

Указанная цель достигается тем, что связующее для самотвердеющих противопригарных покрытий, включающее фосфорный ангидрид, окись натрия и воду, дополнительно садер>кит продукт отходов злектролитического рафинирования никеля — железистый кек, при следующем соотношении ингредиентов,-мас,%:

Фосфорный ангидрид", 30,0-38,0

Окись алюминия 4 3,0-.5,0

Окись натрия - - 1,5 — 2,5

Железистый кек 15,0 — 20;0

Вода Остальное

Указанный железистый кек является отвальным продуктом, получаемым в процессе вторичной очистки анолита от железа при электралитическом рафинировании никеля, и имеет кристаллическое строение с величиной кристаллов от 10 до 10 см и химиче-3 -5 ский состав, вес,%: 10,5 Ni; 0,1 Са; 4.2 Си;

29,5 Ре(на сухой вес), Эти о1хады, получаемые в настоящее время в достаточном количестве, практиче- ски не используются, а стоимость их не превышает 1,5 руб за тонну, чта значительно удешевляет связку, За счет высокой дисперсности частиц кека (10 — 10 см) предлагаемое связующее имеет высокую седиментацианную устойчивость (не расслаивается в течение суток) и хорошую нулевую газопраницаемасть и создает прочную керамикоподобную корочку, которая не растрескивается, не отслаивается на готовых к заливке окрашенных пенопалистиролавых моделях даже при очень длительном их хранении (балее 3 месяцев).

Прочность покрытия предлагаемого связующего проверялась по ГОСТ 10772-78: после пропускания через вискозиметр 20 «r отмытого песка разрушить покрытие не удалось. Поверхность покрытия в точке удара только шлифуется. При увеличении в 50 раз под микроскопом наблюдалась гладкая поверхность. Примерная прочность покрытия не менее 40 кг/мм.

При опытна-промышленных испытаниях покрытия на пенопалистиролавых моделях литьем по газифицируемым моделям с локальным регулируемым отводом продуктов деструкции (ДИ — процесс) установлено, что после заливки металла в форму, покрытие не разрушается и не трескается, обеспечивая высокое качество поверхности отливок.

Сравнительные составы и «характеристики самотвердеющих пративопригарных связующих приведены в табл. 1 и табл. 2, где

"1" — предлагаемый состав, "2" — прототипный состав, В табл, 3 рассмотрены характеристики покрытий на связующем в зависимости от

5 весового соотношения составляющих его ингредиентов.

Оптимальное:содержание кека в связующем должно быть в пределах от 15 до

20 мас.%:,,÷åì гарантируется получение ка10 чественнага самотвердеющего покрытия.

При.содержании в-связующем кека менее

15 мас.% ухудшается его седиментацианная устойчивость и крающая способность.

При содер>кании кека.в связующем бо15 лее 20 мас,% ухудшается чистота поверхности крупных чугунных отливок.

Требуемые физико-механические свойства связующего обеспечиваются при содержании в нем фосфорного ангидрида от

20 30 до 38 мас.%. При уменьшении содержания фосфорного ангидрида ниже 30 мас.% наблюдается резкое снижение абразивной прочности, трец иноустайчивости иувеличение Вязкости, содержа нйе фосфорного ан25 гидрида выше 38 мас.% приводит к его удорожанию без существенного улучшения свойств.

Содержание окиси алюминия в связующем в .пределах от 3 до 5 мас.%

30 обеспечивает хорошую седиментацион-. ную устойчивость алюмофосфатнаго связующего и кроющую способность покрытия, Количество окиси алюминия в связующем менее 3 мас,% снижает плотность алюма35 фосфатного связующего-дар< 1,5 г/см, что ухудшает и седиментационную устойчивость и кроющую способность. Увеличение содержания окиси алюминия более 5 мас.% также неблагоприятно влияет на качество

40 покрытия, приводит к увеличению вязкости, трещинообразованию.

Содер>кание окиси натрия в связующем определено из соабра>кения обе;печения кислатности алюмофасфатнога связующего

45 в пределах рН = 2,0-2,3. Таким образом. при содержании фосфорного ангидрида от 30,0 д 38,0 мас.%. количество окиси натрия составляет 1,5 — 2,5 мас.%.

50 Пример, При приготовлении связующего, в отдельных кислотастойких емкостях получают алюмофосфэтное связующе плотностью 1,5-1,65 г/см, рН 0,1 — 0,5 и кекфосфатное плотностью 1;6-1,80 r/ñì, при рН

55 1,3-.1,5. Для этого в ортофасфарной кислоте с плотностью 1,33-1,35 г/см в реакторе с з водяной рубашкой растворяют алюминиевую стружку, и в обычной кислотастойкай емкости — водный раствор железис. ого кека.

1771865

Таблица 1

Таблица 2

Составы (по табл.1)

Свойства

Плотность, г/смз

1,35-1,45

98""100

1,35-1,45

80-85

Хорошая,подтеков нет

Удовлетворительная, есть подтеки

Растрескивания и отслаивания нет

Есть растрескивание и отслаивание

С точки зрения технологичности, процесс растворения водного раствора кека значительно проще„чем чугунной или стальной стружки в известном прототипе. Готовые растворы смешивают в весовом отношении 1:1 и получают алюмокекфосфатное связующее, которое затем разводят и нейтрализуют едким натром до плотности

1,35 — 1,45 г/см и рН 2,0-2,3. Связующее готово.

Предлагаются, например, следующие составы покрытий на связующем, мас. Д:

1) Связующее 36,0-40,0

Циркон 26,0-30,0

Графит . 2,0-8,0

Глина огнеупорная 1.0-.1,5

Бура 0,5-0,7

Вода Остальное

2) Связующее 48;0-54.0

Маршалит 18,0-23,0

Глина огнеупорная 14,0 — 16,0

Вода Остальное

Отсутствие отслаивания и растрескивания покрытий на основе предлагаемого связующего, высокое качество отливок; получаемых с ровной и гладкой поверхностью, без пригара, песчаных раковин. "греСедиментационная устойчивость, Кроющая способность

Качество слоя после высыхания бешков", уменьшающийся объем брака, очистных и обрубных работ, позволяют сделать вывод о целесообразности применения с технико-экономической точки зрения пред5 лагаемого изобретения в промышленном производстве.

Формула изобретения

Связующее для самотвердеющих про10 тивопригарных покрытий при получении литья, включающее фосфорный ангидрид, окись. алюминия, окись натрия, воду, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью предотвращения отслаивания и растрескивания по15 крытия на его основе, а также улучшения качества поверхности отливок, оно дополнительно содержит отход электролитического рафинирования никеля-железистый кек с содержанием в нем в качестве основы

20 гидроксида железа при следующем соотношении компонентов, мас. 7,;

Фосфорный ангидрид 30 — 38;

Оксид алюминия 3 — 5;

Оксид натрия 1,5 — 2,5;

25 Отход электролитического рафинирования никеля — железистый кек 15 — 20;

Вода Остальное

1771865

Продолжение табл.2

»»

1 2

»»»

Оз4-,0,б

1,0"1,3

Противопригарные свойства покрытий на основе связующего и качество получаемой отливки

Пригар отсутствует полностью, Отливка полностьа сохраняет форму модели

До 40

Стойкость покрытия на основе связующего к истиранию, гамм,f0CT 10772"78

10 ">15

Допускается любой известный способ:

Только кисть и пульверизатор

Таблица 3

Характеристика покрытия на связующем

Реконендации к применению по наличию пригара по технологнчности нанесенил по прочности, растрес» киваемости и отсланваемости фосэорный ан" гидрид окись окись кек вола алюни- натрия ния

2>8 25 27>2 краска густал, на несение затруднено толстая прочная корочка, растрескиванил нет есть хврактерньй для избытка мелева пригар красного цвета не рекоиендуется

4 5 2 5 20 35 0 густота краски и нанесение удовлетворитсльнье

38 прочнал корочка, растрескиваннл кет пригара нет рсконеидуетсл к использованию

4,0 2,2

4,0 2,0

17,5 1>0,3

12 46>0 пригара нет наносится легко прочная корочка, растрескивания нет низкая сединентацнонная устойчн» вость, плохая кроецая способность> подтеки очень хрупкая,тонкал корочка, низкая проч" ность,отслаивания н растрескивание есть пригар и не реконснду» элементы зава" втсп пивания форм

l5 50,5

1>5 наносится хороюэ, подтеков нет растрескивания и ot» спаивания нет пригара нет рекомендуется к испольэовв нию

1>3

15 52. 7 низкая абразивная прочность, трещины мидкая конснстенцил, есть подтеки есть пригар не рекоменду и злвменты эа- ется валцвання форм

5.5 2,5 краска густел,на» несение затруднено

20 34,0 глубокие трещины на стыках частей иоделей есть пригар и не реконендуэлементы заве- ется . ливання форм

15 51,0

2,5 1,5 низкая седиментационнал устойчи" вость>плохая кроющая способность, подтеки

30 низкая абразивная прочность, трещины есть пригар и г не рекомендуэлементы завали- ется вания форм краска густая,наив- прочнал корочка, сенна удовпетво- растрескиванил нет рительное

20 34,5

5,0 2,5 пригара нет рекомендуется к использова.7

Толщина покрытия, мм

Технология нанесения

Состав ингредиентов в свлзук>це» для противопр. покрытий, вес.8 кисть,пульверизатор,окуна" ние, облива" ние

Есть пригар до

25-30>о, нередки случаи завала фо pM6l