Противопригарная краска для литейных форм и стержней Советский патент 1988 года по МПК B22C3/00 

(21)4166550/31-02

(22)23.12.86

(46) 30.10.88. Бкнт. № 40

(71)Красноярский политехнический институт

(72)В.Г.Бабкин, Л.П.Мирсанова и И.А.Пихутин

(53)621.744.079 (088.8)

(56)Сварика А.А. Покрытие литейных форм. М.: Машиностроение, 1977, с.77.

Авторское свидетельство СССР № 1107950, кл. В 22 С 3/00. 1982.

(54)ПРОТИВОПРИГАРНАЯ КРАСКА ДЛЯ ЛИ- ТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

(57)Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам противопригарных красок для литейных форм и стержней при получении чугунных отливок. Цель изобретения - улучшение качества краски за счет повыте- ния ее термостойкости и уменьшения адгезии к расплаву чугуна, а также снижение себестоимости. Состав краски, мас.%: отходы углеродистых электродов электролизного производства алюминия 30-50, каолиновая вата или волластонит 2-3, кремнезоль (20-25%- ный) - остальное. Термостойкость опи- сьшаемой краски повьш1ена в 15-20 раз, величина адгезии расплава чугуна к краске уменьшена в среднем в 2 раза. Реализация изобретения позволяет получать экономию за счет снижения, себестоимости краски, уменьшения брака § отливок по вине формы и снижения затрат на обработку и очистку чугунных отливок. 2 табл.

а

С

4

СО 00

Изобретение относится к литейному производству, а именно к противопригарным краскам для литейнь1х форм и стержней, используемых при изготов- лении отливок из чугуна.

Цель изобретения - улучшение качества краски за счет ловышения ее термостойкости и уменьшения адгезии к расплаву чугуна, & такясе снижение ее себестоимостио

Сущность изобретения заключается в следующем.

Углеродистые электроды для производства алюминия получают из анодной I массы, В качестве исходного сьфья дл I изготовления анодной массы применяют I68 мас.% коксов нефтяных малосернис- jтых и 32 мас.% пека каменноугольного I электродного марки Б. Прокалирание I сырых коксов осуществляется при |,12004-30 С при разрежении 2-6 мм вод.ст, (Затем производят дробление, раз- |мал и рассев прокаленного кокса для |получения заданного гранулометричес- кого состава анодной массы Далее осуществляют смешение массы анодной с пеком в смесителе непрерьюного действия, формирование самообжигающихся |анодов и их установку в электролизе- РЫ.

: Отходы углеродистых электродов представляют собой обломки анодов, |анодные остатки и углеродистые блоки

|извлеченные из алюминиевых электроли

iaapoB после эксплуатации в течение |трех лет. Очищенные от корки застывше |го на их поверхности электролита, они по химическому составу состоят из 198% углерода, 1% серы и 1% примесей i(N, Cr и др.). Для применения в (составе противопригарных красок от- йсоды углеродистых электродов подвер- 1гаются дроблению и измельчению в шаровых мельницах, Основакая масса зерновой основы содержит частицы размером менее 0,05 мм (50 мкм). Помол осуществляется в течение 18-24 ч при соотношении шаров и материала 2:1.

Свойства прокаленных коксов следую ища:

Истинная плотность, ,0-2,05

Содержание золы,% Не более Каолиновая вата представляет собой алюмосипикатное волокно с содер- анием 50% AlgOj и предназначена для службы при 1400-1500 с.

Q

5 0 5 0

5

Q с

0

5

Волластонитовый концентрат имеет следующий химический состав, вес.%: SiO 50,12 0,94 MnO CaO MgO 1,72

k,;.00,09

0,37

liO-l 0,06

NajO 0,12

C0c , 2,64

Потери при прокаливании 2, 73

Огнеупорность вол-ластонита1340 0.

Армирующие добавки (волластонит и каолиновая вата) в противопригарной краске должнь содержать частицы размером менее 0,063 мм.

Кремнезоль - водный раствор кремниевой кислоты с концентрацией SiOj. 250-300 г/л (20-25 мас.%) - получали обесщелачиванием жядкого стекла на электродиализной установке.

Свойства кремнезоля: вязкость по вискозиметру 12 cj плотность по ареометру 1,12 величина рН 9-10.

Составы предлагаемой краски приведены в табл. К

Противопригарная краска приготавливается следзоощим образом.

В бак, снабженный мешалкой лопастного типа, загружают порошкообразную - смесь углеродисг ьгх: электродов и каолиновой ваты или волластонита. Сухие составляющие перемешивают в течение 3-5 мин. Затем добавляют кремнезоль и перемешивают содержимое 5-10 миа до получения однообразной суспензии.

Плотность краски контролировали денсиметраг-да общего назначения. Для определения условной вязкости применяли вискозиметр ВЗ-4.

Прочность сцепления противопригарного покрытия с подложкой оценивали по следующей методике. Две пластинки из плавленного кварца соединяли меж- ду собой с помощью противопригарной краски и сушг-шк при 110-120°С. Плас- - тинки приклеивали эпоксид агм клеем к захватам разрывной мапйты. После затвердевания производили обычное испытание на разрьга -и определяли удельное усилие отрьша.

Краевой угол смачивания огнеупорных материалов растворами кремнезоля и краски определяли фотосъемкой капли, помещенной с помощью специальной капельницы на полированную однородную твердую пластинку из исследуемого материала.

Краевой угол смачивания расплавом чугуна противопригарных покрытий опредаляли на вакуумной установке.

Работу адгезии, отнесенную к еди- ницу площади контактной поверхности, для случая контакта твердой и жидкой фаз (противопригарное покрытие и жидкий металл), определяли из уравнения

„

W ГО (1 + c6s0 ), н/м, где поверхностное натяжение

жидкой фазы, н/м; и - краевой угол смачивания

жидкостью твердого тела,

град.

Термостойкость оценивали при испытании покрытий на тепловой удар. Краску слоем 0,3-0,5 мм наносили на стандартный образец иэ жидкостеколь- ной смеси и подвергали сушке при 120-150 с. После сушки образцы с покрытием опускали в разогретуто до печь сопротивления и визуально наблюдали за покрытием до появления в нем трещин. Время с момента опускания образца в печь и до появления в покрытии трещин фиксировали секун-. домером. Существенное повьшение термостойкости предложенной краски объя- ,с брака отливок по вине формы и умень45

сняется способностью армированного покрытия релакскровать термические напряжения с Роль армирующего компонента может вьтолнять каолиновая вата:, создающая в покрытии волокнис- Q тую структуру или воластонит, разделяющий материал матрицы игольчатыми монокристаллами на отдельные фрагменты, обладающие некоторой подвижнос- тью.

При разовом нанесении краски на поверхность форм и стержней она подвергается сушке при 120-15( в течение 15-20 мин. Вторичное окрашивание кистью рекомендуется проводить при температуре первого слоя покрытия не выше УО-ВО С во избежание неравномерного распределения краски по поверхности формы или стержня. При окрашивании пульверизатором крас- ку можно наносить на предварительно разогретз до более высоких температур поверхность форм и стержней, т.е. непосредственно после их сушки. При

50

55

шения затрат на обрубку и очистку отливо Формула изобретения

Противопригарная краска для литейных форм и стержней, содержащая углеродсодержащий наполнитель и крем- незоль, отличающаяся тем что, с целью улучшения ее качества за счет повьш1ения термостойкости краски и уменьшения ее адгезии к расплаву чугуна, а также снижения себестоимости, краска в качестве углеродсодержащего наполнителя содержит отходы углеродистых электродов электролизного производства алюминия и дополнительно содержит каолиновую вату или волластонит при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Отходы углеродистых электродов электролизного производства алюминия30-50 Каолиновая вата или

волластонит2-3

КремкезольОстальное

этом происходит высыхание краски и формирование прочного покрытия.

Термостойкость описываемой краски возросла в 15-20 раз, адгезия расплава чугуна к краске уменьшилась в среднем в 2 раза.

Предлагаемая краска рекомендуется для предотвращения пригара на отливках из чугуна, изготавливаемых в формах из жидкостекольных смесей с применением стержней из холоднотвердеющих смесей. Перед нанесением покрытия поверхность формы должна быть упрочнена продувкой углекислым газом ипи тепловой обработкой. Краска наносится пульверизацией или кистью. Толщина противопригарного покрытия не менее 0,5 мм. При изготовлении крупных отливок требуется 2 - разовая покраска.

Краска обеспечивает получение отливок без пригара с высокой чистотой поверхности. Шероховатость поверхности соответствует 4 классу. Высокая проникающая спосЬбность краски способствует упрочнению поверхностного слоя формы и устранению на отливках поверхностных дефектов (за- соры, ужимикы, пригар).

Свойства красок приведены в табл.2

Реализащм предлагаемой краски позволяет пол Тчить экономию за счет снижения ее себестоимости, снижения

шения затрат на обрубку и очистку отливок . Формула изобретения

Противопригарная краска для литейных форм и стержней, содержащая углеродсодержащий наполнитель и крем- незоль, отличающаяся тем, что, с целью улучшения ее качества за счет повьш1ения термостойкости краски и уменьшения ее адгезии к расплаву чугуна, а также снижения себестоимости, краска в качестве углеродсодержащего наполнителя содержит отходы углеродистых электродов электролизного производства алюминия и дополнительно содержит каолиновую вату или волластонит при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Отходы углеродистых электродов электролизного производства алюминия30-50 Каолиновая вата или

волластонит2-3

КремкезольОстальное

,

25

25

25

20 100

3,5 1200

22 100

3,0 1400

25 98

2,5 1600

115

120

126

681 590 486 Пригар отсутствует

25

25

25 98

2,5 1600

120

126