Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам противопригарных покрытий для литейных форм и стержней. Противопригарное покрытие содержит активированный, или обогащенный, или окисленный, или расширенный скрытокристаллический графит с зольностью 2-13% и размером частиц 2-20 мкм (29-56 мас.%), связующее (1,7-3,3 мас.%), бентонит (5,0-9,3 мас.%) и воду (остальное). Повышаются технологические свойства покрытия и сокращается расход сухих компонентов. 1 табл.

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам противопригарных покрытий для литейных форм и стержней.

Известно противопригарное покрытие, включающее терморасширяющийся графит, поверхностно-активное вещество, воду. [Патент РФ №1822355 A3, кл. В22С 3/00, 1993]. Недостатком этого покрытия является низкая прочность покрытия к воздействию жидкого металла.

Известно противопригарное покрытие, включающее скрытокристаллический графит, связующее, бентонит, формалин и воду (Сварика А.А. Покрытия литейных форм. - М.: Машиностроение, 1977. - 216 с. (77 с.)). Недостатками покрытия являются невысокая прочность к воздействию жидкого металла, слабая седиментационная устойчивость, неудовлетворительная кроющая способность, в результате чего на поверхности отливок возникает повышенная шероховатость и ряд других поверхностных дефектов.

Задача изобретения - повышение технологических свойств противопригарного покрытия и сокращение расхода сухих компонентов.

Поставленная задача достигается тем, что в противопригарном покрытии для литейных форм и стержней, включающем скрытокристаллический графит, связующее, бентонит и воду, используют скрытокристаллический графит активированный, или обогащенный, или окисленный, или расширенный зольностью 2-13% и размером частиц 2-20 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

- скрытокристаллический графит - 29-56;

- бентонит - 1,7-3,3%;

- связующее - 5,0-9,5;

- вода - остальное.

Улучшение технологических свойств противопригарного покрытия происходит за счет использования в составе противопригарного покрытия скрытокристаллического графита улучшенного качества (с зольностью не более 2-13% и средним размером частиц 2-20 мкм в зависимости от способа подготовки графита), т.е. за счет увеличения геометрической, энергетической и химической активности частиц скрытокристаллического графита.

В покрытии были использованы следующие виды скрытокристаллического графита: активированный, обогащенный, окисленный и расширенный.

Механоактивацию графита осуществляли в планетарно-центробежной мельнице АГО-2. Обогащение графита производили по механохимической схеме, включающей механоактивацию графита с поверхностно-активными веществами, терморафинирование и химическое обогащение.

Окисление графита производили по персульфатной схеме, расширение графита - в режиме термоудара.

Использование активации направлено на улучшение геометрической и энергетической активности; обогащения - на увеличение химической активности; окисления и расширения - на увеличение геометрической, энергетической и химической активности скрытокристаллического графита.

Геометрическую активность частиц оценивают по изменению среднего размера и формы частиц графита; энергетическую активность - по изменению интенсивности и ширины характерных пиков на рентгенограммах; химическую активность - по изменению зольности.

Основные характеристики механоактивированного обогащенного, окисленного и расширенного графитов используемого графита приведены в табл.1

Графитовые частицы, становясь более активными, способны притягивать к себе больше молекул воды; в результате увеличивается структурная вязкость покрытия, что, в свою очередь, влечет за собой улучшение основных технологических свойств покрытия. Повышение расхода воды, в свою очередь, обеспечивает экономию твердых компонентов покрытия (графита, бентонита) и снижение его себестоимости.

Приготовление покрытия может быть осуществлено следующим образом. В краскомешалку заливают воду и связующее, перемешивают их в течение 3-5 мин, после чего загружают предварительно смешанные графит и бентонит. Перемешивание продолжают до получения однородной пастообразной массы. Для приготовления суспензии пасту перемешивают с водой до получения плотности 1,4-1,45 г/см³. Способ нанесения покрытия и его сушки определяется технологией изготовления формы или стержня.

Предлагаемые (№№1-4) и известный (№5), принятый за прототип, составы и свойства покрытий приведены в таблице 1.

Из представленных данных видно, что использование в составе противопригарного покрытия графитов улучшенного качества позволяет увеличивать седиментационную устойчивость (через 3 ч) на 5-12%, прочность - на 1,5-2 кг кг/мм, термостойкость - на 40-60%, покрытия обладают хорошей кроющей способностью.

Реализация изобретения наиболее целесообразна для получения чугунных отливок и отливок из цветных металлов и сплавов.

Предлагаемые и известное покрытия были опробованы в условиях чугунолитейного цеха ОАО «АОМЗ» при изготовлении отливок «Крышка люка», имеющих диаметр 845 мм и высоту 40 мм. В ходе испытаний была произведена покраска форм, выполненных из песчано-глинистой смеси. Окрашивание осуществлялось пульверизатором.

При окрашивании формы известным покрытием на поверхности формы наблюдались подтеки, а на поверхности отливок - трудноотделимый пригар.

После окрашивания предлагаемыми покрытиями формы имели чистую поверхность без подтеков и наплывов. После сушки красочный слой не имел трещин, сцепление красочного слоя с подложкой было хорошим. Все чугунные отливки имели чистую поверхность.

Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней, включающее скрытокристаллический графит, связующее, бентонит и воду, отличающееся тем, что используют активированный, или обогащенный, или окисленный, или расширенный скрытокристаллический графит с зольностью 2-13% и размером частиц 2-20 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.%:

скрытокристаллический графит	29-56
связующее	1,7-3,3
бентонит	5,0-9,5
вода	остальное