RU1780517C - Состав дл получени противопригарно-упрочн ющего покрыти литейных форм - Google Patents

Abstract

Использование: в качестве противопригарно-упрочн ющего покрыти  литейных форм, преимущественно песчаных, при изготовлении валков резино-технической промышленности массой 2-3 т. Сущность: покрытие получают из состава, содержащего следующие ингредиенты, мас.%: аморфный графит 6.0-/.0; поваренна  соль 3,5-4,5; борна  кислота 2,5-3,0; асбозурит 5,0-6,0; литейный кокс 7,0-9.0; технические лигносульфонаты 10,0-12,0; вода - остальное . Асбозурит, используемый в составе, состоит из 12-15% асбеста и 85-88% диатомита и представл ет собой тонкодисперсный материал, легко проникающий в поры смеси. Диатомит, вход щий в его состав , уменьшает коробление покрыти , а также шелушение и трещинообразование, увеличивает сопротивление покрыти  абразивным воздействи м и повышает седимен- тационную устойчивость состава. Применение состава по изобретению улучшает качество литейных форм и устран ет брак валков по пригару и засорам. 5 табл. сл С

Description

х| 00 О СЛ

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности к составам противопригарных и упрочн ющих покрытий дл  получени  шеек валков в песчаных формах при производстве чугунных валков ре- зино-техничеокой промышленности массой 2-3 т.

Известно противопригарное покрытие дл  литейных Форм, состо щее из следующих компонентов, мас.%1

АсбестовшЛ порошок . 12-14 Гипс 6-7

Аморфный графит2-2 5

Алюминиевый порошок 3-3,5 Поваренна  соль3,4-3,8

Огнеупорна  глина1,5-2,0

Пульвербакелит-1,7-2,0

Сульфитно-спиртова  барда3,0-3,5

5%-ный йодный раствор карбоксиметилцел- люлозы3,5-4,0

ВодаОстальное

После окраски форм валков (резино-технической промышленности-РП) массой 2-3 т, сушки и заливки их металлом было обна СО

ружено довольно большое количество валков с пригаром на шейках и засорами на бочках,

Дл  получени  чистой поверхности шейки вапка необходимо образовать твердую песчаную корку толщиной не менее 6 мм. Образование корки зависит от степени проникновени  покрыти  внутрь формы кроющей способности.

Использование известного покрыти  дл  форм, в которых получают шейки валков массой 2-3 т невозможно, так как глубина проникновени  покрыти  внутрь формы незначительна и масса металла намного меньше , чем при отливке валков массой 10-15 т (дл  которых оно предназначено), и тем самым количество тепла, отданное металлом форме, недостаточно дл  образовани  толстой песчаной корки,

Известно теплоизол ционное покрытие дл  металлических форм, состо щее из следующих ингредиентов, мас.%:

Гипс27,5-29,0

Асбестовый порошок 16,0-17,0 Сульфитно-спиртова  барда2,0-2,5

Перборат натри 0,2-0,3

ВодаОстальное

Это покрытие предназначено дл  окраски металлических форм (кокилей) с целью повышени  прочности сцеплени  покрыти  с поверхностью кокил  при температуре нагрева 80-120°С и повышени  их стойкости за счет снижени  теплового удара на кокиль .

При окраске этим покрытием песчаных форм глубина проникновени  покрыти  составила 1,5-2.0 мм, что недостаточно, т.к. наполнители - асбестовый порошок и гипс остаютс  на поверхности формы и не проникают в поры смеси из-за своей волокнистой структуры (асбестовый порошок) и крупной фракции гипса (02). Поэтому данное покрытие невозможно использовать дл  окраски песчаных форм из-за малой глубины проникновени  его в форму и образовани  тонкой пригарной корки, а следовательно, и образовани  пригара на поверхности шеек валков.

Наиболее близким по техническому существу и достигаемому эффекту к изобретению  вл етс  противопригарное покрытие дл  литейных форм, состо щее из следующих компонентов, мас.%:

Асбестовый порошок 12,0-14,0

Гипс6,0-7,0

Аморфный графит2,0-2,5

Порошкообразный

алюминий2,2-2,5

Поваренна  соль2,4-3,0

Борна  кислота0,8-1,0

Сульфитно-спиртова 

барда3,0-3,5

ВодаОстальное

Покрытие имеет низкую газопроницаемость (88 ед.), высокую в зкость (35 с) и плотность (1,27 г/см О. При окраске этим покрытием форм (нижних шеек) массой 2-3 т дл  валков РП слоем толщиной 0,6-0,8 мм

(вместо 1,0-1,2 мм) глубина проникновени  покрыти  составила 2,5-3,0 мм, седимента- ционна  устойчивость 89%.

После заливки форм металлом образовалась земл на  корка толщиной только 3-4

мм, котора  не смогла преп тствовать образованию пригара на поверхности шейки валка. Из отлитых 24 шт. валков массой 2-3 т был обнаружен на 29% частичный пригар и 37,5% сплошной пригар и земл ные раковины .

Образование пригара, веро тнее всего,

зависит от того, что глубина проникновени 

покрыти  внутрь формы (шейки валка) была

недостаточной из-за более крупных фракций наполнител  , При определении ситового анализа указанного покрыти  (прототип) установлено, что основна  масса материалов распределилась на ситах 04-02 (54,1 %), а на тазике только 25,6%. Кроме того, содержание остатка на тазике размером частиц 20-50 мкм составило 82,6%, а частиц 20 мкм и менее - 17,4%, Этот анализ показывает, что проникающих частиц размером 20 мкм и менее в покрытии прототипа незначительное количество, т.к. при отдельном ситовом анализе асбестового порошка и гипса содержание их частиц по фракци м в тазике составило 20 и 10% соответственно и в основном фракции 20-50 мкм.

На образование пригара также вли ет и кроюща  способность покрыти , котора  определ лась методом потечности и составила 1,49%, т.е. покрытие распредел етс  по поверхности неравномерно.

Целью изобретени  дл  получени  валков резино-технической промышленности массой 2-3 т  вл етс  улучшение качества литейных форм и устранение брака валков по пригару и засорам за счет повышени 

проникающей способности состава, его се- диментационной устойчивости и кроющей способности.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что покрытие, содержащее аморфный графит, поваренную соль, борную кислоту, технические лигносульфонаты и воду, дополнительно содержит асбозурит и литейный кокс при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Аморфный графит6,0-7,0

Поваренна  соль3,5-4,5

Борна  кислота2,5-3,0

Асбозурит5,0-6,0

Литейный кокс7,0-9,0

Технические лигно- сульфонаты. 10,0-12,0

ВодаОстальное

Асбозурит (ТУ 36-130-77) - изол ционный порошкообразный материал, состо щий из смеси асбеста (12-15%) и тонко измельченного диатомита (85-88%), который обладает высокой маслоемкостью, хорошей прилипаемостью, уменьшает коробление краски, шелушение, трещино- образование, увеличивает сопротивление краски абразивным воздействи м и не оседает .

Асбозурит примен етс  в качестве мастичной изол ции поверхности промышленного оборудовани  и трубопроводов при температуре их нагрева до 900°С. После нагрева его до 1300°С он тер ет свои свойства . Химический состав после прокаливани , исследованный в 1979 г.,% SI02-77.2; А 20з-5,38; Ре2Оз-1,32; FeO-0,22; CaO- 0,39; КаО-0,93; MgO-6,23; Na20-0,39; PaOs- 0,32; TI02-0.11; ,34; п.п.п. 6,48. Исследованный в 1985 г..%: 5102-76,2; А120з 3,35; СаО-1,22; МдО-7,2; Рв20з 1,1: 50з-0,35; п.п.п. 10,58,

Технические требовани . Дл  изготовлени  асбозурита примен етс  асбест м гкой группы марок К-6-30 или К-6-20 по ГОСТ 12871-67.

В зависимости от величины объемной массы асбозурит изготавливаетс  марок 600, 700, 800 (табл.1).

Содержание частиц диатомита размером более 10 мм не разрешаетс , а более 5 мм не более 50% по массе, Содержание неразмокающих частиц асбозурита не должно быть более 15% по массе.

Асбозурит повышает эластичность, глубину проникновени  покрыти  внутрь формы , уменьшает в зкость и увеличивает прочность сцеплени  с поверхностью формы . Он  вл етс  стабилизатором и способствует повышению седиментационной устойчивости покрыти  и улучшает кроющую способность. При проникновении внутрь формы служит св зующим.

Кокс литейный (ГОСТ 3340-71) с фракцией помола 0,2-0,3 мм вводитс  в состав дл  повышени  газопроницаемости сло  краски и тем самым ускор ет удаление влаги из форм и устран ет трещинообразова- ние в слое покрыти  при сушке, а также создает защитно-восстановительную атмосферу между поверхностью формы и жидким металлом, что обеспечивает уменьшение пригара на отливках.

По имеющимс  данным в известных решени х отсутствуют признаки, сходные со 5 всеми признаками, которые отличают от прототипа за вл емое техническое решение , что позвол ет сделать вывод о его соответствии критерию существенные отличи .

0 Граничные значени  аморфного графита , поваренной соли, борной кислоты, асбозурита , литейного кокса и технического лигносульфоната в за вл емом покрытии определены экспериментально.

5 В краскомешалку наливают 2/3 части необходимого количества воды, загружают асбозурит и поваренную соль, после 25-30 мин перемешивани  добавл ют аморфный графит, борную кислоту и литейный кокс.

0 После 12-15 мин перемешивани  добавл ют воду до плотности 1,36-1,38 г/см3, а затем ввод т технические лигносульфонаты и перемешивают 10-15 мин, Плотность покрыти  должна быть 1,16-1,18 г/см3.

5 Дл  определени  эффективности состава дл  получени  проти вопригарно-упроч- н ющего покрыти  в зависимости от количества введенного аморфного графита, поваренной соли, борной кислоты, асбозу0 рита, литейного кокса и технических лигно- сульфонатов были приготовлены составы с граничными и оптимальными соотношени ми компонентов, а такж е выход щими за граничные новых компонентов.

5Дл  выбора оптимальных значений было

приготовлено 7 составов смесей и один известного противопригарного покрыти  дл  литейных форм (прототип), указанных в табл. 2. При определении ситового анализа по0 крытий прототипа и за вл емого установлено , что средн   величина (%) остатка на тазике составила дл  прототипа 25.6%, а за вл емого 47,4% (см. табл, 3, п, 1.2). Это, веро тнее всего, зависит от того, что асбо5 зурит имеет большее количество тонкодисперсных частиц, чем асбест и гипс, т.к. остаток на тазике распределилс  по размерам следующим образом; размер 20-50 мкм дл  прототипа 82,6%, за вл емого 65,2%,

0 т.е. меньше в 1,27 раза, размер 10-20 мкм 7.8% и 11,1 % соответственно, т.е. больше в 1,42 раза и размером менее 10 мкм 9,6% и 23,7%, т.е. больше в 2,47 раза. Следовательно , в за вл емом покрытии частиц разме5 ром менее 20 мкм больше в 2 раза, чем у прототипа, поэтому оно более эффективно проникает в поры, пропитыёа  более толстый слой смеси.

Дл  сопоставлени  некоторых материалов на зерновую основу был проведен ситовый анализ асбестового порошка, гипса и асбозурита (табл 3, 4, 5).

Как видно из табл. 3, остаток на тазике дл  асбестового порошка составл ет 20%, а асбозурит а 55%, что в 2,5 раза выше и распредел етс  по размерам частиц 10-20 мкм и менее 10 мкм в сумме 9 и 52% соответственно . Таким образом, в асбозурите тонкодисперсных частиц в шесть раз больше, чем в асбестовом порошке, потому что асбест  вл етс  волокнистым материалом (горный лен). Он хорошо разм гчаетс  водой, но волокниста  структура его не измен етс  и при применении в покрыти х дл  окраски поверхности форм и стержней он плохо проникает внутрь и в основном остаетс  на поверхности .

Сопоставл   содержание асбестового порошка в известном покрытии (прототип 12-14%) с содержанием асбозурита в за вл емом (5-6%) количество тонкодисперсных частиц размером 10-20 мкм и менее 10 мкм составит в 2 раза больше, т.е. против 52% в асбозурите что в три раза меньше,

Количество остатка на тазике гипса составило 10% (табл, 3,4) и распределилось по размерам 10-20 мкм и менее 10 мкм. Поэтому существенной роли на проникновение покрыти  в поры формы гипс не имеет, он остаетс  на поверхности.

Как видно из табл. 3, 6 7, ни кокс, ни алюминиевый порошок на глубину проникновени  покрыти  в поры формы не вли ет, т.к. нет частиц менее 10-20 мкм,

Кроющую способность состава оценивают по потечности. Изготавливают образцы в виде пластин (130 х 25 х 25) из испытываемого материала. Пластины окрашивают однократным окунанием в испытуемое покрытие с двухсекундной выдержкой. Затем производ т 10 мин, сушку при 200°С в вертикальном положении. После охлаждени  измер ют толщину окрашенных образцов в верхней и нижней част х пластины на рассто нии 100 мм друг от друга. Из полученных замеров вывод т средние результаты толщины образца с покрытием в верхней и нижней част х пластины (табл. 4).

Потечность определ етс  по формуле

ПВ - А

100%,

где П - потечность покрыти , %;

А - средн   толщина пластины с покрытием в верхней ее части мм

В - средн   толщина пластины с покрытием в нижней ее части, мм:

I - рассто ние между симметричными верхними и нижними точками на пластине равное 100 мм,

Например, потечность дл  прототипа составл ет

П28 ,71 -27,22

100

. Ю0 1,49%;

дл  за вл емого состава 3 27,15-26,41

П

100

100-0,74%.

Как видно из полученных значений потечности , она в два раза меньше у за вл емого покрыти . Поэтому использование в составе покрыти  асбозурита с большим количеством тонкодисперсных частиц, веро тнее всего, способствует уменьшению потечности, т.е. улучшению кроющей способности покрыти .

В таблице 5 приведены показатели свойств составов дл  получени  противопригарно-упрочн ющего покрыти  литейных форм и известного (прототипа).

Окраска форм производилась с помощью кисти слоем толщиной 0,6-0,8 мм и в два последовательных приема. С каждым

составом покрыти  было отлито по 24 шт. валков массой 2-3 т. Сушка форм производилась при температуре 420-440°С.

Согласно данным проведенных исследований и опробований в промышленных

услови х за вл емое изобретение с базовым объектом (прототипом) обладает следующими преимуществами:

повышена седиментационна  устойчивость покрыти , была 89%, стала (в среднем)

96% или выше на 8%;

увеличилась кроюща  способность по крыти , котора  определ лась методом потечности , была 1,49 %, стала (средн  ) 0,74 % или в два раза меньше;

повышена глубина проникшего сло  покрыти  в форму (проникающа  способность ), вместо 2,8 мм стала в среднем 7,3 мм или в 2,6 раза выше;

увеличилась толщина легкоотделимой

земл ной корки с 3.5 мм до 7,7 мм, т.е. в два раза выше;

брак валков по сплошному и частичному пригару, а также засорам отсутствовал.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Состав дл  получени  противопригарно-упрочн ющего покрыти  литейных форм, преимущественно песчаных дл  получени  валков резинотехнической промышленности массой 2-3 т. включающий аморфный графит, поваренную соль, борную кислоту, технические лигносульфонаты и воду, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества литейных форм и устранени  брака валков по пригару и засорам за счет повышени  проникающей способности состава, его седиментацией ной устойчивости и кроющей способности, он дополнительно содержит асбозурит и литейный кокс при

   следующем соотношенииингредиенте

   мае %:

   Аморфный графит6,0 7.0 Поваренна  соль3,5 -4 5 Борна  кислота2 5-3,0 Асбозурит50-60 Литейный кокс7,0-9.0 Технические лигносульфонаты10 .0-120 ВодаОстальное

   Т   Pi л и ц а 1

   Таблица 2

   Продолжение табл.2

   в числителе среднее значение толщин, полученных на четырех образцах верхних точек образца, а в знаменателе - нижних точек.

   Таблица 3

   Продолжение табл.3.

   Таблица 4

   Продолжение табл.4.

   Таблица 5