Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней

 

«i> 740380

Союз Советских

Социалнстических

Республик (6f ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01,1277 (21) 2548828/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытиИ

В 22 С 3/00

Опубликовано 1506.80. Бюллетень № 22

Дата опубликования описания 15.06.80 (5Ç) УДК 621. 744..079(088 ° 8) (72) Автор изобретения

A. П. Никифоров

Челябинский политехнический институт имени

Ленинского комсомола (7Ë ) Заявитель (54) ПРОТИВОПРИГДРНОЕ ПОКРЫТИЕ

ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ Изобретение относится к литейному проиэводствут а именно к составам противопригарных покрытий для литейнйх форм и стержней.

Известна краска для форм, в кото5 рой содержится значительное количество карбида кремния. В данной краске используют восстанавливающие для окислов заливаемого металла и графитиjo зирующее действие карбида кремния для получения чугуна с шаровидной формой графита (1).

Однако укаэанная краска не обеспечивает противопригарный эффект при изготовлении стальных отливок, так как карбид кремния при указанном составе ингредиентов сильно окисляется с выделением газообразных продуктов, ухудщающих качество поверх- ности отливок. Окисление карбида кремния в данной краске несколько снижается за счет применения в ее составе жидкого стекла (силиката на- 2» трия) . Кроме того содержание жидкого стекла в составе известной краски незначительно (10-15 вес.Ъ), и

:образующийся из него 3-5 вес.% силиката натрия 3-5 вес.Ъ недостаточно изолирует карбид кремния от окисления кислородом воздуха.

Усиление изоляции карбида кремния от окисления кислородом воздуха достигается увеличением в составе краски количества стеклообразной массы, расплавляющейся от тепла заливаемого металла. Это достигается введением в краску либо легкоплавкнх стеклообразующих ингредиентов,в виде окислов и фосфатов натрия, калия железа, марганца, кальция и др., которые при действии тепла заливаемого металла сплавляются между собой и огнеупорным наполнителем с образованием расплава стекла, либо введением в состав краски готового, предварительно сваренного стекла (2) .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является противопригарное покрытие для литейных форм, включающее огнеупорный наполнитель, стекло и органическое связующее IlpH заданном соотношении ингредиентов (3) .

В данном противопригарном покрытии применен в качестве огнеупорнога н.аполнителя карбид металла {например

740380 карбид кремния) совместно со стеклом

Стекло под.действием тепла заливаемого металла в покрытии расплавляет ся и изолирует от воздействия кислорода воздуха с одной стороны карбид металла, а с другой стороны поверхность отливки.

Недостатком данного противопригар ного покрытия является то, что применение его для изготовления стальных отливок приводит к образованию

I на их поверхности точечной газовой пористости, которая ухудшает товарный нид и служебные свойства литых иэделий. Установлено, что точечная газовая нористость в поверхностном слое металла отливок ноэникает в результате химического взаимодействия карбида металла (например кремния), находящегося в противопригарном покрытии, и окисления железа заливаемого металла по суммарной реакции. 1(роме того, в результате химической реакции выделяется газообразная окись углерода, которая поражает поверхность отливок в виде точечной газовой пористости. При этом образующийся кремноэем (S10<) повышает температуру плавления стекла и его вязкость и тем самым ухудшает условия протекания реакции восстановления окислов железа на поверхности металла и следоватсльно способствует увеличению пригара на отливках.

Целью изобретения является уменьшение пригара и газовой пористости . на поверхности отливок.

Цель достигается тем, что противопригарное покрытие содержит ферросилиций при следующем соотношении ингредиентов, вес.йг .Огнеупорнйй .налолнитель 42,0 — 55 0

Стекло 5,0 — 28,0

Ферросиюпщий 5 0

Органическое .связующее Остальное

Ферросилиций н покрытии является безуглеродистым восстановителем и совместно со стеклом выполняет ту же роль, что и карбиды металлов и не образует газообразных продуктов при химическом взаимодейстнии с окислами металлов стальных отливок. Ферросилиций взаимодействует с окислами заливаемого металла. Продукты реакции н виде окислов железа и кремния взаимодействуют между собой с образованием легкоплавкого соединения фаялита с температурой плавления 1100 С. Образующийся Фаялит увеличивает количество стекла в покрытии и понижает его вязкость. Увеличение количества стекла улучшает изолирующее действие противопригарного покрытия, а сниже ние его вязкости ускоряет диффузионные процессы в стекле и тем самым улучшает условия восстановления окислов заливаемюго металла, и, следователь-. но, обеспечивает улучшение частоты поверхности отливок. При этом в химических реакциях отсутствует выделение газообразных продуктов, следовательно, исключается опасность обраэОвания тОчечнОй газ ОВОй пОристости .в поверхностном слое металла отливок, В предлагаемом противопригарном покрытии используются различные беэуглеродистые восстановители, выпускаемые Ферросплавной промышленностью, такие, как ферросилиций, феррованадий, силикакальций, силикахром, технический кремний и др. В качестве органических снязующих — гидролизованный этилсиликат, поливинилбуте15 раль, сульфитный щелок.

Покрытие roòoaÿT следующим образом.

Все твердые материалы, входящие н состав ротинопригорного покрытия, 2() измельчают, просеивают через сито

900 отв/см и перемешивают в сухом ниде, Затем смесь смешивают со связующим до получения необходимой плотности. Протинопригарное покрытие) применяют как в жидком ниде с нанесением пульвериэацией на поверхность Форм слоем толщиной до 2,5 мм при плотности суспенэии 1,4-1,5 г/см, так и в виде пасты, наносимой на

З() формы слоем толщиной до 5-7 мм при вязкости суспензии .12-18 с по вискоэиметру ВЗ-10, Испытания противопригариого покрытия проводят на отливках иэ углеродистой стали трех весовых категорий: 1-20, 100-300,450-500 кг, Испытывают противопригарное покрытие, в состав которого входят огнеупорный наполнитель — маршалит)

40 силикатное стекло-бой стеклянных блоков (состав, вес.%: Si0<74, 3, СаО 5,6; Na20 14,5;AI203 1 0;

Fe2030,1:MgO 1,6; К20 0,9), восстановитель ГеСц 75 (rOCT 1415-70), связующее — гидролизованный раствор этилсиликата марки 40.

Оценочным критерием качества поверхности отливок являются площадь поверхности отливки, покрытой пригаром, трудоемкость отделения прига5() ра по числу ударов одинаковой силы, по отливке при котором очищается

50% поверхности отливки, наличие на поверхности отливки точечной газовой пористости.

РезУльтаты испытания и примеры составов противопригарного покрытия приведены н таблице.

Результаты испытания показывают, что с увеличением развеса отливок

gp степень окисления поверхности металла увеличивается, что требует повы. —, шения расхода восстановителя н противопригарном покрытии. При этом количество стекла в контактном слое

Отливки с Формой увеличивается. По740380 этому в исходном покрытии количествс стекла уменьшается с тем, чтобы общее количество стекла при формировании отливки было примерно одинаковым.

Испытание показывает, что минимальное содержание безуглеродистого восстановителя для отливок малого раэвеса составляет 5 вес.%. При содер жаниях восстановителя менее 5 весЛ отливки имеют.. пригар и трудоемкость его отАеления увеличивается. Содержание восстановителя в про1 тивопригарном покрытии увеличивают с увеличением развеса отливок. Максимальным содержанием восстановителя в покрытии считают 15 вес.Ъ для Отливок развесом до 500 кг . 15

При содержаниях более 15 вес. В достигаемый эффект сохраняется, а стоимость покрытия увеличивается.

При этом содержание стекла в исходном покрытии пропорционально умень- 20

Составы покрытий, вес.%

Вес отливок, кг

1 — 20 100 — 300 450-500

Ингредиент

1 2 3 4 5 6

3 Т

Огнеупорный наполнительмаршалит 44 42 50 44 42 50 44 50 55

28 28 15 28 28 15 28 15 5

3 5 10 3 5 10 3 10 15

Стекло

FeCu 75

Остальное до получения необходимой плотности суспензии

Раствор этилсиликата марки 40

25 0 0 44 28 0 73 42 0

12 7 5 18 12 6 23 18 3

Площадь при гара, %

Число ударов, ед.

Точечная газовая

IIOPHCTOCTb

Нет Нет Нет Нет Нет Нет Нет Нет Нет

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

55 Р 468688 кл. В 22 С 3/00, 1971.

42,0 — 55,0

5,0 — 28,0

Подписное

Lt iHHnH 3aya3 3281/1

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул . Проектная, 4

Формула изобретения

Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней, включающее огнеупорный наполнитель стекло и органическое связующее, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения пригара и газовой пористости на поверхности отливок, оно, дополнительно содержит ферросилиций, при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ:

Огнеупорный наполнитель

Стекло шают, что сохраняет термостойкость покрытия, при достижении одинакового количества стекла в контактной зоне к концу формирования отливки. Отливки, полученные с применением такого покрытия,не имеют точечной поверхностной газовой пористости.

Предлагаемое противопригарное покрытие имеет преимущество по сравнению с известными в том, что оно дешевле и обеспечивает получении более качественных отливок, в частности по чистоте поверхности и плотности поверхностного слоя металла. Применение в противопригарном покрытии безуглеродистого восстановителя уменьшает образование точечной газовой поверхностной пористости отливок, в результате чего улучшается товарный вид и повышаются служебные свойства;, литых изделий.

Ферросилиций 5 0 — 15 0

Ор гани чес ко е связующее Остальное

2. Авторское свидетельство СССР

414038, кл. В 22 С 1/16, 1971.

3.: Авторское свидетельство СССР

М 506463, кл. В 22 С 3/00, 1975.