Состав для получения защитного покрытия металлических форм Советский патент 1985 года по МПК B22C3/00 

Изобретение относится к литейному производству, а именно, к составам для получения защитных покрытий металлических форм, преимущественно для литья мелкосортных прокатных валков.

Цель изобретения - улучшение качествй поверхности отливок за счет повьшения седиментаДионной устойчивости и прочности сцепления покрытия с поверхностью металлических форм.

В качестве огнеупорного наполнителя в-составе защитного покрытия применяется доменный шлак, имеющий следующий химсостав, мас.%: СаО 37,8 AliO, 17,7, CaS 1,55; SiO 32,9; FeO 0,35; TiO 0,5-1; MgO 8,7; MnO 1,35; 0,2-0,5,

Состав окислов, входящих в доменньй шлак, способствует образованию защитного слоя покрытия благодаря своим химическим и огнеупорным свойствам, а наличие окислов TiO и улучшает качество поверхности мелкосортных изделий.

Применение доменного шлака ниже приведенного предела не обеспечивает указанной огнеупорности и тем самым не способствует улучшению качества поверхности отливок. Применение доменного шлака вьше указанного предела дает отрицательные результаты вследствие повьш1ения количества огнеупорных окислов, отрицательно влияет на качество поверхности валков

Дополнительная добавка фосфата кобальта в количестве 0,5-1%, введенная в доменньш шлак, повьш1ает адгезионно-когезионные свойства покрытия Введение фосфатакобальтаBbmiel% введен водит к образованию газовых раковин на поверхности отливок, а ниже 0,5% не приводит к улучшению качества поверхности отливок. Фосфат кобальта способствует повьшхению прочности покрытия. При нагреве в процессе заливки металла в форму, когда органическое связующее выгорает, неорганическое связующее (фосфат кобальта), взаимодействуя с компонентами доменного шлака, твердеет, образуя прочный защитный слой покрытия, который защищает кокиль от разрушения и способствует улучшению качества поверхности мелкосортных изделий. Введение фосфата кобальта в составы покрытий для литейных форм повышает седиментационную устойчивость краски и прочность

ее сцепления с поверхностью литейной формы.

5%-ный водньй раствор карбоксиметилцеллюлозы (КМЦ) вьшолняет роль связующего и поверхностноактивного вещества. КМЦ находится в виде отдельных молекул, что придает этим растворам коллоидные свойства. Они проявляют высокую смачивающую способность на поверхности соприкасающихся тел, стабилизируя суспензии покрытий, тем самым, улучшая технологические их свойства.

Введение 5%-ного водного раствора карбоксиметилцеллюлозы ниже 10% снижает смачивающую способность покрытия, а Bbmie 30% не обеспечивает выполнения поставленной цели.

Совместное нахождение перечисленных компонентов в указанных пределах обеспечивает получение прочного защитного покрытия на поверхности металлических форм, применение которого улучшает качество поверхности мелкосортных изделий.

Работоспособность состава для получения защитного покрытия металлических форм путем сравнения пятнадцати вариантов составов покрытия с граничными и оптимальными соотношениями всех ингредиентов, а также содержащих фосфаты различных металлов в количествах, обеспечивающих примерно равную прочность сцепления с поверхностью металлических форм, приведена в табл.1.

Каждый состав покрытия готовят путем смешивания сухих измельченных компонентов. Доменный шлак просушивают, измельчают и просеивают на сите 0,05-0,1 мм, затем загружают в краскомешалку и перемешивают 30 мин по-сухому. Затем вводят фосфаты металлов и перемешивают еще 20 мин до образования однородной массы. Затем заливали 5%-ный водньй раствор карбоксиметилцеллюлозы и перемешивают еще 20 мин. Взаимодействие 5%ного водного раствора КМЦ со смесью компонентов способствует образованию суспензии покрытия с одинаковой коагуляционной структурой и однородными механическими свойствами во всем ее объеме. Воду добавляют до плот-. .ности суспензии покрытия 1,3 г/см, которую замеряют ареометром.

Повьш1ение устойчивости дисперсионной среды достигают вводом таких высокомолекулярных веществ, как карбоксиметилцеллюлоза, которая образует растворы высокой вязкости и держит доменный шлак во взвешенном состоянии. Как показали данные лабораторных испытаний, приведенные в табл.2, лучшие свойства имеют составы покрытий 3-6 и 9. Составы, содержащие фосфат кобальта, обладают более высокой прочностью сцепления при меньшей толщине покрытия. Промьшшен ные испытания показали, что приме14нения оптимальных составов для получения защитного покрытия металлических форм позволяет улучшить качество поверхности литых прокатных валков. Одновременно повышается стойкость металлических форм (за счет снижения теплопроводности покрытия) и снижается брак отливок по трещинам и разовым раковинам. Ожидаемый годовой экономический эффект от .использования изобретения, при производстве 5000 т валков для прокатных валков составит 141 тыс.руб. Таблица 1

Таблица 2

СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАЩИТНОГО ПОКРЫТИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ФОРМ преимущественно для литья мелкосортных прокатных валков, включакнций огнеупорный наполнитель, 5%-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлоэы и воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества по- верхности отливок за счет поввппения седиментационной устойчивости и прочности сцепления покрытия с поверхностью металлических форм, он содержит в качестве огнеупорного наполнителя доменньй шлак и дополнительно фосфат кобальта при следующем соотношении компонентов, мас.%: 30-66 Доменный шлак 5%-ный водньй i раствор карбокО) 10-30 симетилцеллюлозы 0,5-1 Фосфат кобальта Остальное Вода