Покрытие для стержней Советский патент 1984 года по МПК B22C3/00 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к покрь тиям для стержней, используемых преимущественно при получении металлокерамического слоя на изложницах. 5

Известно покрытие для стержней-, содержащее электрокорунд, датолитовый концентрат, асбест, сульфитнодрожжевую бражку и воду. Это покрытие обеспечивает получение слоя на ра- tO бочей поверхности изложниц, который содержит огнеупорные включения внутри металлической матрицы 1 .

Однако применение указанного покрытия не обеспечивает стабильных pe-j5 зультатов по однородности слоя и его толщине из-за недостаточной смачиваемости жидкимметаллом (). Недостаточная смачиваемость объясняется выделением сажи на поверхности зерен 20 покрытия вследствие сгорания сульфитно-дрожжевой бражки при нагреве. Кроме того, хлопья асбеста, образующиеся при набухании порошка асбеста в воде, закупоривают поры покрытия и препятстйуют как полной пропитке покрытия расплавом, так и массопереносу модифицирукидего компонента (бора) в пропитывающий расплав.

Наиболее близким по технической 30 сущности и достигаемому эффекту является покрытие для стержней, включающее в мае.%:

Кварцевый песок55,7

Борную кислоту15,3 35

Поверхностно-активное вещество

на основе натриевых

солей алкиларилсульфокислот (ДС-РАС) 0,3 40

Пеногаситель на основе

аммиачных солей сульфокислот (НЧК)0,08

ВодуОстальное C2J45

Недостатком известного покрытия является его низкая огнеупорность и недостаточная смачиваемость расплавом. Пропитка жидким расплавом этого покрытия происходит только за счет металлостатического давления, поскольку угол смачивания покрытия расплавом составляет более 90.

Целью изобретения является повышение огнеупорности покрытия и улучше- 55 ние смачиваемости его расплавом.

Поставленная цель достигается тем, что покрытие для стержней, используемых преимущественно при получении металлокерамического слоя на изложницах включающее кварцевый песок, борную кислоту, поверхностно-активное вещесво на основе натриевых солей алкиларилсульфокислот и воду, дополнительно содержит датолитовый концентрат при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Кварцевый песог 60-65 Борная кислота5-7

Датолитовый

концентрат8-10

Поверхностноактивное вещество на основе натриевых солей алкиларилсульфокислот0,15-0,25

ВодаОстальное

При этом покрытие содержит датолитовый концентрат и борную кислоту в соотношении (1,4-1,6):1.

Кварцевый песок используется в качестве огнеупорного наполнителя, Для выполнения этой функции в покрытии по изобретению могут использоваться также электрокорунд, дистенсиллиманит и Другие зернистые тугоплавкие материалы фракции О,1-0,5. мм Огнеупорный наполнитель формирует каркас металлокерамического слоя на рабочей поверхности изложницы и способствует массопереносу бора в ме.талл отливки термофильтрационными силами,

При содержании кварцевого песка в покрытии менее 60 мас.% увеличивается время нанесения покрытия требуемой толщины, а при содержании более 65 мас.% увеличивается время высыхания покрытия.

Борную кислоту вводят в состав покрытия в виде тонкодисперсного порошка (фракция 0,05-0,001 мм),который плакирует зерна огнеупорного наполнителя, При формировании покрытия, в процессе нанесения и при нагреве, борная кислота выполняет роль связующего, а при взаимодействии с пропитывающим расплавом - роль модифицирующего компонента. Уменьшение содержания борной кислоты ниже 5 мас приводит к ухудшению прочности сцепления покрытия с подложкой и снижени механической прочности. При увеличе НИИ ее содержания выше 7 мас.% происходит снижение огнеупорности формирующего покрытия. 3 Поверхностно-активное вещество (ПАВ) на основе натриевых солей алк арилсульфокислот (ДС-РАС, КЧРН) улу шает седиментационную устойчивость и кроющую способность покрытия. При введении ПАВ менее 0,15 мас.% наблю дается снижение седиментационной ус тойчивости и кроющей способности, что приводит к расслоению и стекани покрытия при нанесении на окрашивае мую поверхность. При увеличении содержания ПАВ более 0,25 мас,% умень шается толщина слоя покрытия и ухуд шается качество его поверхности. Датолитовый концентрат (фракция 0,05-0,001 мм) плакирует каналы покрытия и частично заполняет их. Такое распределение датолитового концентрата в покрытии обеспечивает необходимую огнеупорность покрытия, т.е. предупреждает разупрочнение покрытия при. взаимодействии с распла вом. Кроме этого датолитовьй концентрат служит источником модифицирующего компонента (бора) для пропитывающего расплава. Граничные содержания датолитового концентрата в покрытии определены из условия необходимости постоянног отношения содержаний датолитового концентрата и борной кислоты. Оптимальное отношение датолитового концентрата и борной кислоты определено из условий необходимости обеспечения максимальной смачиваемости и огнеупо ности, т.е. наиболее полной пропитки покрытия расплавом и стабильного формирования металлокерамического слоя заданной толщины. Определяющим в соотношении содержаний датолитового концентрата и борной кислоты является содержание датолитового кон центрата. Эмпирическим путем определено, что это отношение должно находиться в пределах от 1,4 до 1,6 При соотношении содержаний датоли тового концентрата и борной кислоты менее ,1,4 увеличивается плотность и вязкость покрытия, что ухудшает кроющую способность покрытия, снижается огнеупорность и смачиваемость а при соотношении более 1,6- снижает ся седиментационная устойчивость, увеличивается время нанесения покрытия, ухудшается смачиваемость покрытия расплавом. В покрытии по изобретению использовался датолитовьй концентрат сле574 . 4 дующего химического состава, -мае.XI окись кальция 33,5; окись кремния 43,4; окись магния 0,3; окись железа 2,4, закись железа 1,0; борный ангидрид 15,4, окись алюминия 1,7, углекислота 3,3. В таблице 1 приведены составы покрытий по изобретению (), прототипа (№4) и для сравнения №5,№6), а в табл.2 - их свойства. Анализ свойств покрытий показывает, что введение только борной кислоты (состав ) или только датолитового концентрата (№6) не обеспечивает необходимого уровня комплекса свойств (смачиваемость, огнеупорность и прочность на истирание) для стабильного формирования мета-плокерамического слоя заданной толщины. Совместное введение в состав покрытия датолитового концентрата и борной кислоты обеспечивает улучшение смачиваемости покрытия расплавом, а следовательно приводит к появлению капиллярного давления, которое совместно с металлрстатическим напором способствует активной пропитке покрытия расплавом. Кроме того, повьш ается огнеупорность и прочность покрытия. Покрытие по изобретению приготавливается следующим образом. В емкость краскомешалки со смесителем пропеллерного типа заливают необходимое количество воды и ПАВ. Содержимое емкости перемешивают в течение 5...8 мин. Затем последовательно загружают-борную кислоту, Датолитовый концентрат и огнеупорный наполнитель и перемешивают в течение 30...35 мин. Покрытие наносят пульверизатором поверх противопригарного покрытия на высушенные Горячие стержни форм для изложниц с температурой поверхности 80...120 С. Толщина слоя покрытия составляет 2,В...3,0 мм. Высыхание покрытия происходит, за счет тепла, аккумулированного стержнем во время сушки. Через 50...60 мин. после нанесения покрытия форму заливают чугуном следующего химического состава, мас.%: 3,9....4,2 углерода; О,7...1,4 кремния; 0,6 ... 1,2 марганца; не более 0,07 серы, не более 0,17 фосфора, Реализация изобретения позволит повысить огнеупорность покрытия

1. ПОКРЫТИЕ J СТЕРЖНЕЙ, используемых преимущественно при получении металлокерамического слоя на изложницах, включающее кварцевый песок, борную кислоту, поверхностно-активное вещество на основе натриевых солей алкиларилсульфокислот и воду, отличающееся тем, что, с целью повышения огнеупорности покрытия и улучшения смачиваемости его расплавом, покрытие дополнительно содержит датолитовый концентрат при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: 60-65 Кварцевьш песок 5-7 Борная кислота Датолитовый кон8-10 центрат Поверхностно-активное вещество i на основе натриевых солей алкиларилсульфо(Л 0,15-0,25 кислот Остальное. Вода 2. Покрытие по П.1, отличающееся тем, что оно содержит датолитовый концентрат и борную кислоту в соотношении