ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ИЗЛОЖНИЦ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ЛИТЬЯ ТРУБ Российский патент 1997 года по МПК B22C3/00 

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

Известно покрытие (а. с. SU 1303250, B 22 C 3/00 AI от 15.04.87 г. "Защитное покрытие для изложниц центробежного литья"), содержащее, мас. огнеупорный наполнитель 56,0-72,0; бентонит 1,5-2,5; коллоидный раствор золя кремниевой кислоты с содержанием двуокиси кремния 20 3,5-8,0; окись магния 0,4-0,8; активированная щелочная вода с водородным показателем pH 8,0-9,5 - остальное.

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

Наиболее близким к заявленному является покрытие (а. с. SU 1340880 AI B 22 C/00 от 30.09.87 г. "Состав для получения теплоизоляционного покрытия изложниц центробежных машин"), содержащее, мас. диатомит, предварительно термообработанный при 800-900 ^oC, 55-70; бентонит 1,5-2,5; золь кремниевой кислоты 3,0-9,0; вода остальное.

Недостатком данного покрытия является низкая когезионная прочность, что не позволяет получать теплоизоляционное покрытие достаточной толщины. В результате из-за высокой интенсивности отвода тепла получаются трубы с отбеленной структурой чугуна. Тонкий слой покрытия не в состоянии играть роль "смазки" при извлечении отливки из изложницы, трудоемкость процесса извлечения велика.

Цель изобретения повышение качества поверхности отливок, предупреждение образования в них отбела и снижение трудоемкости их извлечения из изложницы.

Цель достигается благодаря повышению технологических и служебных свойств покрытия за счет введения мелкодисперсной углеродосодержащей добавки с удельной поверхностью ≥3 м²/г и тринатрийфорсфата при заявленном соотношении других компонентов.

Покрытие включает, мас. диатомит 20-40; бентонит 0,5-3,0; коллоидный раствор золя кремниевой кислоты 3-8; углеродсодедержащую добавку 0,1-1,5; тринатрифосфат 1,1-1,0; вода остальное.

Существо изобретения заключается в следующем. Введение в состав покрытия в заявленном соотношении углеродсодержащей добавки, которая сгорает, образуя газовую прослойку, резко снижает теплопроводность краски и препятствует непосредственному взаимодействуют жидкого металла с другими составляющими покрытия, что способствует повышению качества поверхности отливок.

Углеродсодержащая добавка, являющаяся графитизатором, также уменьшает склонность чугуна к отбеливанию.

Увеличение количества компонентов краски с высокой удельной поверхностью благодаря введению углеродсодержащих добавок повышает седиментационную стойкость красок.

Давление углеродсодержащей добавки, которая не вступает в химическое взаимодействие с остальными ингредиентами покрытия и частично выгорает под действием тепла отливки, способствует разупрочнению покрытия после заливки металла. В то же время несгоревшая часть углеродсодержащей добавки является как бы смазкой и облегчает удаление отливки из изложницы.

При введении в состав покрытия углеродсодержащей добавки в количестве менее 0,1 поставленная 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 тринатрийфосфата менее 0,1 указанные действия оказываются недостаточными, а при введении более 1,0 происходит спекание покрытия, затрудняющее его последующее удаление из изложницы.

Уменьшение количества диатомита в заявленном составе улучшает технологические свойства краски, способствуя получению более равномерного слоя покрытия при нанесении краски пульверизатором.

Бентонит и коллоидный раствор золя кремниевой кислоты в заявленных соотношениях являются связующими компонентами покрытия, а также повышают седиментационную устойчивость краски.

Теплоизоляционный состав может готовиться в любых краскомешалках и наносится на поверхность изложницы, нагретой до температуры 260-320 ^oC с помощью пульверизатора слоем 0,1-0,2 мм. Для удобства распыления краски пульверизатором ее удельный вес должен быть в пределах 1,14-1,18 г/см³. Требуемая толщина покрытия обеспечивается повторным нанесением слоев.

Испытания предложенного состава покрытия в сравнении с прототипом проводились при отливке чугунных труб диаметром 70, длиной 220 и толщиной 3,5-4,5 мм. В качестве углеродсодержащей добавки использовалась сажа с удельной поверхностью 5 м²/г. В качестве связующего применялись коллоидный раствор золя кремния кислоты с содержанием SiO₂ 20 и бентонит, предварительно замоченный в воде при соотношении 1:3 (мас.) в течение не менее 1 сут.

Краска наносилась на поверхность изложницы с помощью пульверизатора за четыре прохода, при этом толщина готового покрытия составляла 0,8-1,0 мм.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Как следует из приведенных данных, при применении предложенного теплоизоляционного покрытия согласно заявленным составам существенно повышается качество поверхности отливки, устраняется отбел и уменьшается трудоемкость извлечения трубы из изложницы.

Использование: в области литейного производства при центробежной отливке тонкостенных чугунных труб. Сущность: теплоизоляционное покрытие для изложниц центробежного литья труб содержит , мас. %: диатомит 20-40, бентонит 0,5- 3,0, коллоидный раствор золя кремниевой кислоты 3- 8, углеродсодержащую добавку 0,1-1,5, тринатрийфосфат 0,1-1,0 и воду - остальное. В качестве углеродсодержащей добавки может использоваться сажа, черный графит или каменноугольная пыль с удельной поверхностью не менее 3 м²/г. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Теплоизоляционное покрытие для изложниц центробежного литья труб, содержащее диатомит, бентонит, коллоидный раствор золя кремниевой кислоты и воду, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит мелкодисперсную углеродсодержащую добавку и тринатрийфосфат при следующем соотношении компонентов, мас.

Диатомит 20 40
Бентонит 0,5 3,0
Коллоидный раствор золя кремниевой кислоты 3 8
Углеродсодержащая добавка 0,1 1,5
Тринатрийфосфат 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 менее 3 м²/г.