Теплоизоляционное покрытие для изложник центробежного литья труб

 

Использование: в литейном производстве при центробежном литье тонкостенных чугунных труб. Сущность: теплоизоляционное покрытие для изложниц центрального литья труб включает, мас. %: диатомит 20-40, бентонит 0,5-3,0, жидкое стекло 2-6, углеродсодержащую добавку 0,1-1,5, тетраборнокислый натрий 0,1-1,0 и воду - остальное, а в качестве углеродсодержащей добавки оно может содержать сажу, или черный графит, или каменноугольную пыль с удельной поверхностью не менее 3 м²/г. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к литейному производству, в частности, к теплоизоляционным покрытиям для изготовления центробежным способом литых тонкостенных труб.

Известно покрытие (а. с. 1461583 A1 М. Кл. B 22 C 3/00 "Защитное покрытие для металлических форм"), содержащее, мас. микротальк 14-18; молотый мел 3-5; молотая слюда 25-28; каолин 12- 15; жидкое стекло 36,0-42,5, триполифосфат натрия 0,5-1,0.

Микротальк, молотый мел и молотая слюда являются легковесными наполнителями в данном защитном покрытии. Их суммарная плотность составляет примерно 1,2-1,5 г/см³.

Недостатком данного покрытия при изготовлении тонкостенных чугунных труб является его высокая остаточная прочность после заливки и остывания металла. Это затрудняет удаление отливки из изложницы и очистку изложницы от остатков покрытия. Неудаленные остатки краски приводят к образованию неравномерной толщины покрытия на рабочей поверхности изложницы при последующем нанесении краски, ухудшая качество поверхности труб.

Наиболее близким к заявленному является покрытие (а. с. 1447521 A1 М. Кл. B 22 C 3/00 "Противопригарное покрытие для металлических форм"), содержащее, мас. механоактивированные отходы периклазового производства 15-30; механоактивированные отходы флотационного обогащения золотосодержащих руд 10-15; механоактивированный нефелиновый шлам 10-25; бентонит 5-10; жидкое стекло 2-6; вода остальное.

Отходы периклазового производства, флотационного обогащения, нефелиновый шлам являются наполнителями в данном защитном покрытии. Плотность смеси такого состава примерно 1,8-2,5 г/см³, что обусловливает и высокую вязкость самой краски.

Недостатком данного покрытия является вследствие этого затрудненность получения равномерного слоя при нанесении краски с помощью пульверизатора и кистью тем более. В результате ухудшается качество поверхности труб.

Цель изобретения повышение качества поверхности отливок, снижение трудоемкости их извлечения и изложницы и удаление покрытия с ее рабочей поверхности.

Цель достигается благодаря повышению технологических и служебных свойств покрытия за счет введения в качестве наполнителя диатомита (средняя плотность которого 0,8-1,1 г/см³), дисперсной углеродсодержащей добавки с удельной поверхностью 3 м²/г и тетраборнокислого натрия при заявленном соотношении других компонентов.

Состав покрытия включает, мас. диатомит 20-40; бентонит 0,5-3,0; жидкое стекло 2-6; углеродсодержащую добавку 0,1-0,5; тетраборнокислый натрий 0,1-1,0; вода остальное.

Существо изобретения заключается в следующем. Введение в состав покрытия в заявленном соотношении углеродсодержащей добавки, которая не вступает в химическое взаимодействие с остальными компонентами краски и частично выгорает под действием тепла отливки, способствует разупрочнению покрытия после заливки металла, оставшаяся часть углеродсодержащей добавки, являясь как бы смазкой, облегчает удаление отливки из изложницы. Диатомит и углеродсодержащая добавка являются легковесными материалами с суммарным насыпным весом 0,8-1,4 г/см³ и вводятся в состав смеси в мелкодисперсном виде с удельной поверхностью 3 м²/г, обеспечивая хорошую седиментационную стойкость краски.

Для получения необходимой прочности покрытия при минимальном расходе связующих материалов (жидкое стекло и бентонит) в его состав вводится тетраборнокислый натрий, повышающий прочность покрытия до теплового воздействия жидкого металла.

При введении в состав покрытия углеродсодержащей добавки в количестве менее 0,1 заявленная цель предполагаемого изобретения не достигается.

При введении углеродсодержащей добавки в количестве более 1,5 вследствие выделения избыточного количества газов при кристаллизации отливки ухудшается ее качество.

При введении в состав покрытия тетраборнокислого натрия менее 0,1 указанные действия оказываются недостаточными, а при введении более 1,0 под действием тепла отливки происходит спекание покрытия, затрудняющее его последующее удаление из изложницы.

В составе краски в качестве наполнителя применяется механоактивированный диатомит, который предварительно прокаливается при 800-900 ^oC и подвергается размолу.

Уменьшение количества наполнителя (диатомита) по сравнению с аналогами и прототипом в заявленном составе улучшает технологические свойства краски: седиментационную стойкость, вязкость, кроющую способность, способствуя получению более равномерного слоя покрытия при нанесении краски пульверизатором. Повторным нанесением краски можно регулировать толщину ее слоя.

Жидкое стекло и бентонит в заявленных соотношениях являются связующими компонентами покрытия, а также повышают седиментационную устойчивость краски. При их содержании в составе покрытия выше и ниже заявленных пределов цель изобретения не достигается.

Теплоизоляционный состав может готовиться в любых краскомешалках и наносится на поверхность изложницы нагретым до температуры 260-320 ^oC с помощью пульверизатора слоем 0,2-0,3 мм.

Для удобства распыления краски пульверизатором ее удельный вес должен быть в пределах 1,14-1,18 г/см³, а вязкость по вискозиметру В-3-4 - 12-14 с.

Испытания предложенного состава покрытия в сравнении с прототипом проводились при отливке чугунных труб диаметром 70, длиной 2200 и толщиной 3,5-4,5 мм.

В качестве углеродсодержащей добавки использовалась сажа с удельной поверхностью 5 м²/г. Тетраборнокислый натрий предварительно готовился в виде раствора. В качестве связующего применялись жидкое стекло с удельным весом 1,48 г/см³ и модулем 2,6 и бентонит, предварительно замоченный в воде, при соотношении 1:3 (мас.) в течение не менее 1 сут.

Указанные компоненты в отмеренных количествах вводились в краскомешалку и перемешивались не менее 2 ч. Краска наносилась на поверхность изложницы с помощью пульверизатора за два прохода, при этом толщина готового покрытия составляла 0,4- 0,6 мм. Результаты испытаний приведены в таблице.

Как следует из результатов испытаний, при применении предложенного теплоизоляционного покрытия согласно заявленным составам существенно повышается качество поверхности отливки, устраняется отбел и снижается трудоемкость извлечения трубы из изложницы и удаления покрытия с ее рабочей поверхности.

Формула изобретения

1. Теплоизоляционное покрытие для изложниц центробежного литья труб, содержащее наполнитель, бентонит, жидкое стекло и воду, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит мелкодисперсную углеродсодержащую добавку и тетраборнокислый натрий, а в качестве наполнителя предварительно прокаленный до 800 900^oС и размельченный диатомит при следующем соотношении компонентов, мас.

Прокаленный до 800 900^oС и размельченный диатомит 20 40 Жидкое стекло 2 6 Бентонит 0,5 3,0 Углеродсодержащая добавка 0,1 1,5 Тетраборнокислый натрий 0,1 1,0 Вода Остальное 2. Покрытие по п.1, отличающееся тем, что в качестве углеродсодержащей добавки оно содержит сажу, или черный графит, или каменноугольную пыль с удельной поверхностью не менее 3 м²/г.

РИСУНКИ

Рисунок 1