Состав разделительного покрытия для модельной оснастки Советский патент 1989 года по МПК B22C3/00 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к разделительным покрытиям для модельной оснастки, преимущественно при изготовлении крупногабаритных песчано-глинистых и жидксстекольных форм, для которых характерна повыщенная прилипаемость стержневых смесей к оснастке.

Цель изобретения - повышение эксплуатационной стойкости покрытия и интенсификации процесса образования покрытия на модельной остнастке.

Состав разделительного покрытия, который наносят на модельную оснастку, содержит, мас.%:

Сополимер полифенил- силсесквиоксана15-20

Метилтриацетоксисилан2- 3

Керамический материал на основе корунда1,5-3

Органический растворительОстальноеСодержащийся в покрытии в качестве полиоргачосилоксана сополимера поливенил- силсесквиоксана и полидеметилсилоксана позволяет увеличить твердость и прочность покрытия при сохранении его эластичности. Покрытие с высокой прочностью и твердостью не повреждается частицами стержневой смеси, они не внедряются в покрытие.

сд ю со to

4 СП

что обеспечивает гладкую поверхность стержней, формуемых в оснастке с таким покрытием, и отсутствие прилипаемости к оснастке стержневых смесей. Сочетание высокой прочности и эластичности покрытия препятствует его растрескиванию и повышает стойкость к абразивному износу.

Керамический материал на основе корунда представляет собой отходы промышленного производства керамических изделий (обломки, бракованные изделия), размолотые на шаровой мельнице до получения порошка с размером частиц 2-б мкм. Порошок полностью смачивается раствором поли- органсилоксана, закрепляется в покрытии и становится для него активным наполнителем, усиливаюшим его прочностные характеристики и износостойкость.

Введение в состав покрытия керамического порошка на основе корунда увеличивает микрогетерогенность покрытия. Следствием этого является изменение молекулярной подвижности и увеличение сил сцепления покрытия с подложкой, т. е. увеличение адгезионной прочности покрытия. Наличие керамического порошка на основе корунда в составе покрытия позволяет наносить его прямо на обработанную поверхность без предварительной грунтовки, что упрошает технологию нанесения покрытия.

Таким образом, выбор в качестве наполнителя керамического порошка, кроме увеличения адгезии к подложке, обеспечивает и прямую функцию повышения износостойкости, поскольку керамический порошок обладает высокой твердостью, высоким сопротивлением истиранию и находится в поверхностном слое покрытия.

Выбор «Лестосила М в качестве поли- органосилоксана обусловлен следуюшим.

«Лестосил М является наиболее прочным и износостойким из полиорганосилок- санов. Однако по антиадгезионным свойствам он уступает металлосилоксанам, в том числе и алюмосилоксану АС-300 по известному покрытию. Введение в «Лестосил М керамического порошка, на 94% состояшего из АЬОз, компенсирует отсутствие в составе «Лестосила М атомов А1 и повышает антиадгезионные свойства покрытия.

Кроме того, решается проблема нанесения покрытия на алюминиевую оснастку, которая, как известно, всегда покрыта пленкой А12Оз. Керамический порошок, в основном состояший из АЬОз, обладает большим химическим сродством с пленкой окисла, поэтому силы молекулярного взаимодействия значительны и обеспечивают высокую адгезию покрытия к алюминиевой подложке. Экспериментально показано, что увеличивается также адгезия к полимеру и к дереву, что позволяет обходиться без грунтовки.

Состав готовят следующим образом.

Белое порошкообразное вешество - сополимер полифенилсилсесквиксана и полидиметилоксана «Лестосил М в течение 2-3 ч растворяют в толуоле или бензине при механическом перемешивании до полного исчезновения твердых частиц. Полученный

раствор фильтруют, вводят в раствор катализатор метилтриацетоксисилан К-Юс, перемешивают 5-10 мин, вводят керамический порошок на основе корунда и перемешИ вают 5-10 мин. Готовое покрытие наносят

пульверизатором в два слоя с выдержкой между, слоями 20-30 мин. При нанесении последующего слоя предыдущий должен быть сухим. Раствор покрытия можно использовать в течение не более 6 ч с момента введения катализатора.

5 Пример 1. 15 мас.% «Лестосила М растворяют в 81,5 мас.% толуола, добавляют 2 мас.% катализатора К-10с, перемешивают 5-10 мин, вводят 1,5 г керамического порошка и перемешивают мин.

Q Покрытие наносят пульверизатором на подготовленную дробеструйным методом и обезжиренную металлическую поверхность в 2 слоя. После отверждения на воздухе в течение 12 ч покрытие прогревают при 200°С в течение 2 ч.

5 Пример 2. 15 мас.% «Лестосила М растворяют в 80 мас.% толуола, добавляют 2 мас.% катализатора К-Юс и 3 мас.% керамического порошка. Остальное - по примеРУ .1Пример 3. 20 мас.% «Лестосила М 0 растворяют в 74 мас.% толуола, добавляют

2мас.% катализатора К-Юс и 3 мас.% керамического порошка. После перемешивания в течение 10-15 мин покрытие наносят пульверизатором на обезжиренную полимерную поверхность в 2 слоя, отверждают на

воздухе в течение 18 ч при 15-25°С.

Пример 4. Покрытие по примеру 3 наносят на обезжиренную деревянную поверхность пульверизатором в 2 слоя, отверждают на воздухе в течение 24 ч.

Пример 5. 20 мас.% «Лестосила М растворяют в 76 мас.% толуола, добавляют

3мас.% катализатора К-Юс и 1 мас.% керамического порошка. Остальное - по примеру 3.

5 Пример 6. В 20 мас.% «Лестосила М растворяют в 73 мас.% толуола, добавляют 3 мас.% К-Юс и 4 мас.% керамического порошка. Остальное - по примеру 3.

Пример 7. 15 мас.% «Лестосила М растворяют в 81,5 мас.% бензина, добавляют

0.2 мас.% катализатора К-Юс, перемешивают 5-10 мин, вводят 1,5 мас.% керамического порошка, полученного из керамики ЦМ-332, и перемешивают 10-15 мин. Покрытие наносят пульверизатором на подготовленную дробеструйным методом и обезжиренную металлическую поверхность в 2 слоя. После отверждения на воздухе в течение 12 ч покрытие прогревают при 200°С в течение 2 ч.

5

Пример 8. 15 мас.% «Лестосила М растворяют в 80 мас.% бензола, добавляют

2мас.% катализатора К-Юс и 3 мас.% керамического порошка, полученного из керамики ВК98-1. Остальное - по примеру 1.

Пример 9. 20 мас.% «Лестоснла М растворяют в 74 мас.% толуола, добавляют

3мас.% К-Юс и 3 мас.% керамического порошка из керамики В б 100-1. После перемешивания в течение 10-15 мин покрытие наносят пульверизатором на обезжиренную полимерную поверхность в 2 слоя. От- верждают на воздухе в течение 18 ч при 15-25°С.

Пример 10. 20 мас.% «Лестосила М растворяют в 74 мас.% бензина, добавляют 3 мас.% К-10с и 3 мас.% керамического порошка из керамики ВК94-1. Остальное - по примеру 9.

Толш,ина покрытия по примерам 1 -10 составляет 0,06-0,08 мм.

Покрытие отверждается при комнатной температуре в течение 12-24 ч. Прогрев покрытия необязателен. Поэтому покрытие может использоваться как для металлической, так и для металлополимерной и деревянной оснастки. Особенно выгодно применение покрытия для крупногабаритной оснастки сложной формы. Исключение операции грунтовки и отверждения грунтовочного слоя значительно сокраш,ает время получения покрытия и упрош,ает технологию его нанесения.

Технологические режимы предлагаемого и известного покрытий приведены в табл. I.

Образцы,полученные по примерам 1 -10. исследованы на адгезионную прочность, износостойкость и прилипаемость к ним формовочных смесей.

Адгезионная прочность покрытия к подложке определялась на машине УИМ-5 при равномерном отрыве покрытия от подложки.

Износостойкость покрытия определялась на специальном стенде, имитирующем воздействие стержневых смесей на модельную оснастку. Износ покрытия характеризовали потерей веса образца после истирания его в стержневой смеси, отнесенной к первоначальному весу (в %).

Прилипаемость определялась при формовке холодно-твердеющей смеси в эталонном стержневом ящике на образцах с покры- тие,м и характеризовалась увеличением веса образца после 10 формовок, отнесенным к первоначальному весу.

Свойства покрытий по примерам 1 -10 приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2 предлагаемое покрытие имеет более высокую (в 1,5-2 раза) износостойкость, чем известное, которая составляет,%: для оснастки из алюминия 0,0024-0,0039, дерева 0,0033, эпоксиполи- уретана 0,0028, полиуретана 0,0027.

Прилипаемость, %, к первоначальному весу образца из указанных материалов составляет соответственно: 0,09; 0,11; 0,11; 0,11.

Время растворения «Лестосила М в толуоле 3 ч, перемешивая с катализатором - 0,2 ч. Перемешивание с керамическим по- 5 рошком 0,25 г составляет всего 3,45ч. Затем наносят 2 слоя покрытия с выдержкой между слоями 0,5 г, сушка до полного улетучивания растворителя составляет 12- 24 ч.

Полное время на получение готового покрытия составляет 12,5-24,5 г в зависимости от материала подложки.

Реализация изобретения позволит получать износостойкое разделительное покрытие для оснастки как из металла, так и из 5 дерева и полимеров при интенсифицированном процессе его образования на модельной оснастке.

Формула изобретения

0 Состав разделительного покрытия для модельной оснастки при изготовлении форм из песчано-глинистых и жидкостекольных смесей, включающий полиорганосилоксан, катализатор отверждения - метилтриацетокси- лан и органический растворитель, отличаю- 5 щийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости покрытия и интенсификации процесса образования покрытия на модельной оснастке, состав дополнительно содержит порошкообразнь1Й кера- д мический материал на основе корунда, а в качестве полиорганосилоксана состав содержит сополимер полифенилсилсесквиоксана и полидиметилсилоксана при следующем со- отнощении ингредиентов, мас.%:

Сополимер полифенил- 5 силсесквиоксана и

полидиметилсилоксана15-20

Метилтриацетоксилан2-3

Порошкообразный керамический материал на основе корунда1,5-3

0 Органический

растворительОстальное

Покрытие

Таблица 1

Изобретение относится к литейному производству, преимущественно к антиадгезионным разделительным покрытиям для крупногабаритной модельной оснастки, работающей в условиях повышенного абразивного износа при изготовлении форм из песчано-глинистых и жидкостекольных смесей. С целью повышения эксплуатационной стойкости покрытия и интенсификации процесса образования покрытия на модельной оснастке оно содержит сополимер полифенилсилсесквиоксана и полидиметилсилоксана "Летосил М" и керамический материал на основе корунда при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: "Летосил М" 15 - 20

керамический материал на основе корунда 1,5 - 3, метилтриацетоксисилан 2 - 3

органический растворитель - остальное. Сочетание в покрытии "Летосила М" и твердого наполнителя, обладающего высоким сопротивлением к истиранию, каким является керамический материал на основе корунда, позволяет получать износостойкое разделительное покрытие на модельной оснастке без грунтовки и горячего отверждения. 3 табл.

15-25 0,3-0,5 15-25

15-25 1215-25

--12,518,5

Материал подложки Metaлл Металл Полимер Дерево Полимер Полимер Металл Металл Полимер Полимер

Содержание керамического порошка, мае. %

1,5333141,5333

Износостойкость, %

от первонач.веса0,0036 0,0024 0,0028 0,0033 0,0134 0,0096 0,0038 0,0039 0,0027 0,0028

Прилипаемость, % к

первонач. весу0,09 0,09 0,110,11 0,12П,130,09 0,09 0,110,12

Адгезионная прочность,

кг/см 69706762605570706869

15-25 15-25

0,3-0,5 15-2524

2415-2524

1802,5

24,5

50,5

Таблица 2