ПРОТИВОПРИГАРНОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ Российский патент 2008 года по МПК B22C3/00 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам противопригарных покрытий для форм и стержней преимущественно при получении стальных и чугунных отливок массой до 200 кг.

Известно противопригарное покрытие для литейных форм и стержней при получении чугунных отливок [SU, авт. свид. №1395418, В22С 3/00, опубл. 15.05.1988]. Состав покрытия включает, мас.%: алюмоборидную композицию (огнеупорный наполнитель) - 15-65, связующее органического и/или неорганического происхождения - 2-15, растворитель - 33-70. Покрытие улучшает качество поверхности отливок, расширяет сырьевую базу противопригарных материалов. Однако данное покрытие содержит дорогостоящие ингредиенты, а также токсичные органические связующие и растворитель.

Известно противопригарное покрытие (краска) следующего состава: электрокорунд - 58,0-62,0%, ультрадисперсный порошок оксида алюминия - 1,4-1,8%, поливинилбутираль - 1,5-2,2%, растворитель 646 - остальное. Недостатком противопригарного покрытия является то, что состав содержит дорогостоящие компоненты, к которым относится электрокорунд, применяемый в качестве огнеупорного наполнителя, поливинилбутираль и растворитель 646 [SU авт. свид. №2048952, В22С 3/00, опубл. 27.11.1995].

В качестве прототипа принято противопригарное покрытие следующего состава, мас.%: огнеупорный материал силикатной породы (тальк, пирофиллит) - 51-55, органическое водорастворимое связующее (технический лигносульфонат) - 5-10, бентонитовая глина - 2-4, цинкосодержащий шлам - отход при производстве вискозного волокна - 3-7, вода - 31-35. Недостатком противопригарного покрытия является то, что оно обладает недостаточной прочностью к истиранию и предназначено для литейных форм и стержней при производстве преимущественно средних чугунных отливок [SU авт. свид. №1395414, В22С 3/00, опубл. 15.05.1988].

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение прочности покрытия к истиранию, повышение кроющей и проникающей способности краски, образующей покрытие, предотвращение образования пригара на отливках при одновременном снижении себестоимости отливок.

Указанная задача решается тем, что противопригарное покрытие для литейных форм и стержней содержит огнеупорный наполнитель, формовочную огнеупорную глину, технический лигносульфонат и техническую воду, согласно изобретению в качестве огнеупорного наполнителя содержит регенерированный продукт абразивного производства (например, ОСТ 2МТ-79-3/88, марка 12АРК или 12АРБ) при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Регенерированный продукт абразивного производства80,0-87,0Формовочная (огнеупорная глина)5,0-6,0Технический лигносульфонат (ЛСТ)6,0-7,0Вода техническаяОстальное.

Регенерированный продукт абразивного производства представляет собой мелкодисперсный порошок с размером частиц 3-6 мкм и имеет следующий состав, мас.%:

оксид алюминия Al₂O₃63,0-68,0оксид кремния SiO₂18,0-20,0оксид кальция СаО0,5-0,9оксид магния MgO0,6-0,8оксид железа (III) Fe₂O₃3,0-6,0оксид титана (IV) TiO₂1,4-1,7оксид хрома (III) Cr₂O₃Остальное.

Используемый мелкодисперсный огнеупорный наполнитель придает огнеупорной краске, образующей покрытие, проникающие свойства, улучшает кроющую способность за счет структурирования и создания тиксотропной структуры. Данное покрытие за счет увеличения глубины проникновения краски повышает поверхностную прочность форм и стержней, обеспечивая наряду со снижением пригара уменьшение дефектов отливок по вине форм и стержней.

Противопригарная краска готовилась следующим образом. В краскомешалку загружали расчетное количество компонентов покрытия. Перемешивание осуществлялось в течение 40-60 минут. На формы и стержни краска наносится в один слой или несколько слоев в зависимости от массы отливок одним из известных способов. Формы и стержни после покраски сушились 2-3 ч при температуре 180-200°С.

Данные о составе покрытий аналогов и заявляемого покрытия представлены в табл.1. Данные о свойствах покрытий аналогов и заявляемого покрытия представлены в табл.2.

Из табл.2 видно, что свойства полученного противопригарного покрытия удовлетворяют требованиям литейной технологии получения качественных отливок (отсутствие пригара, трещин, засоров, плен и т.д.). За счет использования мелкодисперсного огнеупорного наполнителя также повышается кроющая и проникающая способность краски, увеличивается прочность покрытия к истиранию.

Увеличение или уменьшение содержания входящих в состав красок компонентов за указанные пределы может привести к увеличению пригара и ухудшению качества поверхности отливок.

Внедрение заявляемого состава противопригарного покрытия преимущественно при производстве стальных и чугунных отливок массой до 200 кг позволит улучшить качество поверхности отливок за счет снижения и ликвидации пригара, расширить сырьевую базу огнеупорных материалов для покрытий и снизить стоимость покрытия. Это позволит получить экономический эффект за счет снижения себестоимости производства отливок и сократить брак литья по вине форм и стержней.

Таблица 1Наименование ингредиентов противопригарного покрытияСодержание ингредиентов в % для смесейизвестный состав №1395418известный состав №2048952известный состав (прототип) №1395414заявляемые составы противопригарного покрытия123регенерированный продукт абразивного производства   808487алюмоборидная композиция30     огнеупорный наполнитель силикатной породы (пирофиллит)  51,0-55,0   электрокорунд 58,0-62,0    ультрадисперсный порошок оксида алюминия 1,4-1,8    цинкосодержащий шлам  3,0-7,0   глина формовочная огнеупорная  2,0-4,05,05,56,0технический лигносульфонат  5,0-10,06,06,57,0связующее органического и/или неорганического происхождения2-15     поливинилбутираль 1,5-2,2    растворитель 646 остальное    растворитель33-70     вода техническая  31,0-35,0остальноеостальноеостальное

Таблица 2Наименование свойств краскиНаименование составов смесейизвестный состав №1395418известный состав №2048952известный состав (прототип) №1395414заявляемые составы противопригарного покрытия123Плотность ρ, г/см³1,40-1,601,43-1,80-1,601,651,70Условная вязкость по ВЗ-4, с35-45163-22520-22586472Седиментационная устойчивость Sed, %30,5-32,072-9296-98858790Прочность слоя к истиранию, кг/мм--1,5-3,24,55,04,7Кроющая способность (толщина слоя), мм-0,6-1,0-1,41,21,0Глубина проникновения, δ, мм-0,1-1,2-1,51,31,2Качество поверхности отливкиЧистая поверхность без пригараЧистая поверхность без пригараЧистая поверхность без пригараЧистая поверхность без пригараЧистая поверхность без пригараЧистая поверхность без пригара

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано преимущественно при получении стальных и чугунных отливок массой до 200 кг. Противопригарное покрытие содержит, мас.%: регенерированный продукт абразивного производства 80,0-87,0; неорганическое связующее - формовочная огнеупорная глина 5,0-6,0; органическое связующее - технический лигносульфонат (ЛСТ) 6,0-7,0; вода техническая - остальное. Регенерированный продукт абразивного производства содержит, мас.%: оксид алюминия Al₂О₃ 63,0-68,0; оксид кремния SiO₂ 18,0-20,0; оксид кальция СаО 0,5-0,9; оксид магния MgO 0,6-0,8; оксид железа (III) Fe₂O₃ 3,0-6,0; оксид титана (IV) TiO₂ 1,4-1,7; оксид хрома (III) Cr₂O₃ остальное. Использование в качестве огнеупорного наполнителя регенерированного продукта абразивного производства приводит к повышению седиментационной устойчивости, кроющей и проникающей способности краски, образующей противопригарное покрытие, и повышению качества поверхности отливок. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней, преимущественно при получении стальных и чугунных отливок массой до 200 кг, содержащее огнеупорный наполнитель, формовочную огнеупорную глину, технический лигносульфонат и техническую воду, отличающееся тем, что оно в качестве огнеупорного наполнителя содержит регенерированный продукт абразивного производства при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

регенерированный продукт абразивного производства80,0-87,0формовочная огнеупорная глина5,0-6,0технический лигносульфонат6,0-7,0вода техническаяостальное

оксид алюминия Al₂О₃63,0-68,0оксид кремния SiO₂18,0-20,0оксид кальция СаО0,5-0,9оксид магния MgO0,6-0,8оксид железа (III) Fe₂О₃3,0-6,0оксид титана (IV) TiO₂1,4-1,7оксид хрома (III) Cr₂O₃остальное