Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней Советский патент 1984 года по МПК B22C3/00 

Изобретение Ьтносится к литейному производству, в частности к составам противопригарных покрытий для форм и стержней, используемых пр производстве литья из черных и цветных сплавов.

Известно противопригарное покрытие для литейных форм и стержней, включающее огнеупорный наполнитель, глинистую суспенйию, жидкое стекло, эмульсол, поверхностно-активное вещество, сульфитно-дрожжевую бражку и воду 1 .

Это покрытие имеет низкую прочность на истирание и повышенную активность при взаимодействии с жидКИМ металлом за счет наличия в краске силикатов натрия. Кроме того, использование в качестве.поверхностноактивного вещества ДС-РЛС увеличивает пористость покрытия, что СПО-:

собствует образованию пригара на отливках.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является противопригарное покрытие для литейных форм и стержней, включающее мае.%: Бентонит (глинистое связующее)1,5-2

Подмыльнып щелок

(поверхностно- .

активное вещество) 3-4 Сульфитная барда 3-4 Водорастворимая кислая смолка побочный продукт очистки сырого бензола коксохимического производства) 3-10 Вода 10-13 Дистенсиллиманит Остальное 2 Однако известное покрытие имеет недостаточные прочность на истирание и кроющую способность. Входящие в состав подмыльного- щелока соли калия и натрия повышают активность покрытия по отношению к жидкому металлу. Сложные номплексные химические соединения под действием высоких температур диссоциируют на СаСО , и с последующим разложением на окислы, что способствует образованию пригара на отливках. Кроме того, это покрытие содержит вредные вещества: толуол, ксилол.

Цель изобретения - повышение кро щей способности и прочности на истирание покрытия, улучшение чистоты поверхности отливок и санитарно-гигнических условий труда.

Поставленная цель достигается те что противопригарное покрытие для литейных форм и стержней, используемых при производстве литья из черны и цветных сплавов, включающее связующее на основе глины, поверхностно-активное вещество сульфитно-дрожевую бражку, продукт очистки сыро бензола коксохимического производства, воду и Дистенсиллиманит, содержит в качестве поверхностноактивного вещества водный раствор натриевой соли сернокислого эфира;этилгексанола сульфирол-8, а в качестве продукта очистки сырого бензола коксохимического производства покрытие содержит промежуточный продукт очистки сырого бензола кокхимического производства при следущем соотношении ингредиентов, мас. Связующее на основе глины. 3-4

Сульфирол-8 0,0-2-0,7 Сульфитно-дрожжевая бражка3-4 Промежуточный продукт очистки сырого бензола коксохимического производства2-4Вода 25-39 Дистенсиллиманит Остальное При этом промежуточный продукт очистки сырого бензола коксохимического производства содержит следующие компоненты, мас.%: Полимеры 1-10 Серная кислота 40-55 Бензольные углев одороды 3-15 Сульфокислоты ароматических углеводородов 21-30 Вода . Остальное и имеет рН 0,01-1 плотность 1,45-1,5 г/см.

Промежуточный продукт очистки сырого бензола коксохимического производства по своему составу и свойствам существенно отличается от используемой в покрытии по прототипу водорастворимой кислой смолки, которая содержит мас.%; полимеры 10-20; серная кислота 16-19; бензольные углеводороды 23-36, Сульфокислоты ароматических углеводородов 18-20 и вода остальное, ее рН составляет 1,5-2, плотность 1,15-1,30 г/см

По сравнению с водорастворимой кислой смолкой в промежуточном продукте очистки сырого бензола содержание полимеров, являющихся балластом, снижено в 2 раза. Содержание серной кислоты увеличено в ,2,5 раза, что приводит к полной нейтрализации примесей, окислов железа, входящих в состав огнеупорно наполнителя противопригарного покртия, и таким образом, к уменьшению пригара на поверхности отливок.

Бензольные углеводороды (бензол толуол, ксилол) являются вредными и токсичными редуцирующими составляю щими, ухудшающими санитарно-гигиенические условия труда в литейных цехах. Применение промежуточного продукта очистки сырого бензола приводит к снижению выделений токсич ных веществ в 6 раз за счет меньшего количества вводимого в покрытие продукта и меньшего содержания этих веществ. Кроме того, в промежуточном продукте очистки сырого бензола из бензольных углеводородов присутствует только бензол, в то время как в водорастворимой кислой смолке имеются вместе с бензолом толуол и ксилол. Повышение содержания сульфокислот в 1,5 раза приводит к увеличению числа гидрофильных групп, улуч шению смачиваемости, увеличению глубины проникновения покрытия в поры смеси. Из всех известных пенообразователей анионоактивного типа основных групп: натриевых солей карбоновых кислот (в том числе синтетические жирные кислоты), алкилсульфатов, алкилсульфонатов, алкилбензолсульфонатов, алкилнафталинсульфонатов натрия, наиболее подходящим для использования в противопригарных покрытиях по изобретению оказался сульфирол-8. Он представляет собой водный раствор натриевой соли сернокислого эфира-2 этилгексанола. Он является наиболее однородным пенообразователе представляет собой водный раствор натриевой соли сернокислого эфира-2 этилгексанола, дающим мелкую пену . с незначительной ее устойчивостью. В отличие от пенообразователей ДС-РА контакт Петрова, мылонафт, моющее средство Прогресс и др. сульфиролснижает поверхностное натяжение раст воров (жидкостекольных, водных)наиб лее интенсивно, способствуя более глубокому проникновению противопригарного покрытия в поверхностные сло формы или стержня, самым, значительно улучшают прочностные свойства противопригарных покрытий (проч ности на истирание и сцепления с материалом формы). Сульфирол-8 ГОСТ-77, химическая формула которого Cgtt - , имеет в углеводородном радикале восемь атомов углерода, а также боковую группу СН, снижающую гидрофобность углеводородного радикала,и, таким образом, устойчивость пены. Имея щелочную реакцию (jpH 9-11 ед сульфирол-8 частично вступает во взаимодействие с сульфокислотами промежуточного продукта очистки сыро го бензола и образует сульфогруппы , увеличивая число гидрофильных групп в противопригарном покрытии и дополнительно уменьшая поверхностное натяжение и снижая устойчивость пены, Составляющие промежуточного продукта очистки сырого бензола имеют идентичную структуру молекул (ароматическое кольцо углеводорода с алифатическими боковыми цепями),но в алкильном радикале имеют несколько меньшее число атомов углерода (порядка 3-4 и меУьшую молекулярную массу. При тепловой обработке противопригарного покрытия (220280 С) в результате полимеризации сульфирола-8 с промежуточным продуктом очистки сырого бензола вокруг зерен наполнителя образуется жесткий пространственный каркас новообразования, значительно увеличивающего прочностные свойства противопригарного покрытия. При заливке жидким металлом из пространственных углерод-углеродводородных связей и имеющегося в алкильном радикале углерода возникают пленочные углеродистые образования, оседающие на зернах наполнителя, благодаря чему уменьшается вероятность взаимодействия окислов металла с наполнителями противопригарного покрытия и формы. Сочетание сульфирола-8 и промежуточного продукта очистки сырого бензола позволяет увеличить глубину проникновения и прочность на ис-г тирание противопригарного покрытия, улучшить чистоту поверхности стальных отливок. В качестве огнеупорного наполнителя, кроме дистенсиллимонита, могут использоваться также циркон, маршалит и др. огнеупорные материалы. При введении в покрытие сульфирола-8 менее 0,02 мас.% и промежуточного продукта очистки сырого бензола менее 2 мас.% снижается седиментационная устойчивость, ухудшается кроющая способность и снижается прочность покрытия, ухудшается качество поверхности отливок. При введении указанных компонентов в количествах, превышающих их верхние пределы, увеличивается пенообразование покрытия, что приводит к снижению его прочности и ухудшению чистоты поверхности отливок. Составы и свойства покрытия по изобретению (1-3) и прототипа (4) приведены в табл.1-2. Приготовление противопригарного покрытия производится в краскомеалке любым известным способом. Нанесение покрытия на поверхность орм и стержней осуществляется общепринятыми способами (пульверизатором, кистью и т.д.) в зависимоси от плотности приготовленного порытия оно используется для мелкого литья (1,48-1,59 г/см, средего (1,6-1,69 г/см) и крупного Д,7-1,8 г/см).

Реализация изобретения позволит повысить кроющую способность и прочность к истиранию покрытия, что обеспечит улучшение чистоты поверхности отливок из черных и цветных

сплавов, снижение брака отливок по пригару, снижение стоимости 1 т литья в среднем на 0,42 руб, а также позволит улучшить санитарно-гигиенические условия труда.

Таблица 1

Глина

Бентонит

Сульфирол-8

Суль фит но-дрожжев ая бражка

Промежуточный продукт очистки сырого бензола коксохимического производства

Вода

Подмыльный щелок

Водорастворимая кислая смолка

Дистенсиллиманит

4,0

3,5

2,0

0,7

0,1

3,5

4,0

3,5

4,0

3,0

13,0 39,0 32,0 3,5

7,0 71,0

48,3

57,9

.

Таблица 2