Состав противопригарного покрытия для литейных форм и стержней Советский патент 1992 года по МПК B22C3/00 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам для получения противопригарных покрытий для литейных форм и стержней.

Известно литейное покрытие, содержащее огнеупорный наполнитель, бентонитовую глину, связующее, состоящее из декстрина и лигносульфонатов, а также воду. (См. Сварика А.А. Покрытия литейных форм . Машиностроение. 1977 г., стр.85).

Однако данное покрытие подвержено брожению, требует длительной сушки, склонно к трещинообразованию.

Известен состав противопригарного покрытия, содержащий 18-22 мас.% талька, 26-30 мас.% пылевидного кварца, 3,6-4,0 мас.% графита, 0,1-0,1 мас,% альгината натрия, 4,8-5,5 мас.% УСК, 1,0-1,5 мас.% бентонита (а,с. Мг 544497).

Основным недостатком покрытия является высокая газотворная способность (порядка 30 г/см3).

Наиболее близким к предлагаемому является противопригарное покрытие на основе лигносульфонатов при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Огнеупорный наполнитель 45JD-50,0 Формовочная глина2,0-3,0

Кубовый остаток производства поливинилпирро- лидона органическим синтезом0,5-0,7

Сульфитно-спиртовая - барда2,0-3,0

ВодаОстальное

(см авт.св-во СССР № 1468641, кл. В 22 С

3/00, 1987г.).

N

&

1СЯ

Й

Однако это покрытие имеет ряд недостатков:

в результате высокого содержания в составе покрытия кубовых остатков поливи- нилпирролидона наблюдается сильное пенообразование его в процессе перемешивания в механических мешалках, что отрицательно сказывается на качестве окрасочного слоя и отливок;

после нанесения на поверхность стержней и форм требуется дополнительная сушка при 250°С, что увеличивает Энергозатраты и снижа ет производительность труда:

наличие глины в качестве стабилизатора способствует образованию на поверхности чугунных отливок брака в виде просечек, что увеличивает трудозатраты на очистку литья.

Целью изобретения является повышение устойчивости к трещинообразованию, снижение газотворной способности покрытия и предотвращение пенообразования состава.

Поставленная цель достигается тем, что противопригарное покрытие содержит в качестве огнеупорного наполнителя смесь пылевидного кварца и талька в соотношении 1:(3-4), в качестве стабилизатора декстрин, а в качестве связующего композицию на основе модифицированного литейного связующего (МЛС) и поливинилацетатной дисперсии при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Кварц пылевидный10,0-15,0

Тальк30,0-40,0

Декстрин0,3-1,0

Модифицированное литейное связующее (МЛС)2,2-3,0 Поливинилацетатная дисперсия0,4-0,6 ВодаОстальное Сопоставительный анализ известных технических решений позволяет сделать вывод, что заявляемый состав противопригарного покрытия для литейных форм и стержней отличается от них наличием новых композиций и соответствует критерию новизна.

Предлагаемое противопригарное покрытие обладает существенными отличиями, заключающимися в том, что в качестве огнеупорного наполнителя используется см есь пылевидного кварца и талька в соот- ношенГии 1:(3-4), в качестве стабилизатора - декстрин, а в качестве связующего - композиция на основе модифицированного литейного связующего (МЛ С) и поливинилацетатной дисперсии, которая при оптимальных соотношениях позволяет значительно повысить его качественные показатели.

В качестве огнеупорного наполнителя используется смесь кварца пылевидного

5 марки КП-2 или КП-3 по ГОСТ 9077-82 и талька молотого марки ТРПН по ГОСТ 19729-74, что способствует повышению термостойкости покрытия и улучшению его кроющей способности.

10 Декстрин (ГОСТ 6034-74} используется в качестве стабилизатора, что способствует увеличению податливости покрытия во время заливки форм, исключает растрескивание окрасочного слоя и предотвращает

15 образование просечек на отливках.

Модифицированный литейный материал (МЛС), выпускаемый промышленностью по ТУ 13-15-01-86, представляет собой водный раствор натриевых солей лигносульфо0 новых кислот, содержащих модификатор в виде химически активных составляющих кубового остатка органического синтеза (КО- ОС ТУ 6-00-1014820-1-89).

Модификатор КООС содержит в своем

5 составе олигомеры N-винилпирролидона, амид оксимасляной кислоты, а -пирроли- дон, бутандион, моноэтаноламин и осмоленные продукты.

Содержание модификатора КООС в свя0 зующем МЛС составляет 10-15%, что исключает возможность пенообразования в процессе перемешивания в предлагаемом покрытии.

Поливинилацетатная дисперсия марки

5 Д 50 С (ГОСТ 18992-80) используется в составе покрытия в качестве связующего в сочетании с модифицированным связующим МЛ С с целью увеличения прочности и устойчивости к трещинообразованию окрасочно0 го слоя покрытия. Данный эффект достигается тем, что винилацетатные группы поливинилацетатной дисперсии способствуют дополнительной сшивке олигомеров лигносульфоната. Следует отметить таЪке,

5 что модификатор КООС интенсифицирует процесс отверждения покрытия в процессе сушки за счет протекания полимеризацион- ных процессов по типу амидоальдегидной конденсации (амиды оксимасляной кислоты

0 КООС образуют полимерные композиции с альдегидами и альдегидокислотами лигно- сульфонатов).

Покрытие готовится следующим образом,

5 В краскомешалку заливается вода при 45-50°С, а затем порошковые компоненты (кварц, тальк и декстрин) перемешиваются 20-30 мин. Далее вводится модифицированное связующее и в последнюю очередь Поливинилацетатная дисперсия. Содержимое перемешивается до получения однородного состояния. Такая последовательность введения компонентов способствует образованию гомогенной композиции, обладающей хорошей кроющей и адгезион- ной способностью.

Готовое покрытие должно иметь плотность по ареометру 1,38-1,42 г/см3.

Покрытие наносится на формы и стержни пульверизатором. На горячие стержни (тем-pa 120-150°С) покрытие можно наносить без последующей подсушки. В случае окраски холодных стержней и форм необходима подсушка при 150-220°С в течение 15-20 мин.

Составы и технологические свойства противопригарных покрытий приведены в табл.1 и 2. Технологические свойства противопригарных покрытий оценивались по ГОСТ 107772-78. За продолжительность высыхания покрытий принимается время, в течение которого технологическая проба покрытия толщиной 5 мм высыхает при 150°С.

Состав 1 покрытия взят за прототип, состав 4 характеризует оптимальное значение компонентов, состав 3 - минимальное, в составах № 2, 6-8 компоненты взяты в запредельных значениях.

Анализ данных, приведенных в табл.1 и 2, показывает, что при содержании компонентов выше и ниже оптимальных значений (составы 2, 6-8) резко ухудшаются технологические свойства покрытий. Так, например, при использовании состава 2 снижается седиментационная устойчивость, прочность и кроющая способность покрытия, что приводит к пригару на отливках.

При использовании состава 6 на стерж- нях образуется толстый неровный слой покрытия, который трудно удалим с поверхности отливок после выбивки, ухудшается качество поверхности отливок.

В составе 7, имеющем в качестве огне- упорного наполнителя только тальк, ухудшается прочность окрасочного слоя/ снижаются противопригарные свойства. При использовании в составе 8 только пылевидного кварца снижается седиментаци- онная устойчивость и кроющая способность

покрытия. Поэтому использование составов покрытий с запредельными значениями компонентов нежелательно.

Применение составов с оптимальными значениями компонентов обеспечивает получение покрытий с ускоренным циклом отверждения, хорошей кроющей способностью, высокой прочностью, термостойкостью покрытия. Предлагаемые составы благодаря подбору оптимальных соотношений огнеупорного наполнителя и связующих могут быть использованы для окраски форм и стержней чугунного и цветного литья. Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемого покрытия в условиях Ярославского моторного завода составляет около 26,4 тыс.руб. за счет снижения блока литья, повышения производительности труда, а также снижения количества декстрина.

Формула изобретения Состав противопригарного покрытия для литейных форм и стержней, включающий огнеупорный наполнитель, стабилизатор, органическое связующее и воду, отличающийся тем, что, с целью улучшения его качества за счет повышения устойчивости ктрещинообразованию, снижения газо- творной способности покрытия и предотвращения пенообразования состава, в качестве огнеупорного наполнителя он содержит пылевидный кварц и тальк в соотношении 1:(3-4), в качестве стабилизатора - декстрин, а в качестве органического связующего - связующее на основе лигносульфо- новых кислот, модифицированное кубовыми остатками органического синтеза, и поливинилацетная дисперсия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Пылевидный кварц10-15;

Тальк30-40;

Декстрин0,3-1,0;

Связующее на основе лигносульфоновых кислот, модифицированное кубовыми остатками органического синтеза 2,2-3,0; Поливинилацетатная дисперсия0,4-0,6;

ВодаОстальное.

Таблица 1

Назначение: литейное производство. Сущность изобретения: состав содержит, мас.%: пылевидный кварц 10-15; тальк 30- 40; декстрин 0,3-1,0; связующее на основе лигносульфоновых кислот, модифицированное кубовыми остатками органического синтеза, 2,2-3,0; поливинилацетатная дисперсия 0,4-0,6; вода остальное. Совместное использование в составе гро изопри- гарного покрытия модифицированного лигносульфонатного связуюшего и поливи- нилацетатной смеси повышает прочность покрытия и снижает гигроскопичность окрасочного слоя. Противопригарное покрытие, полученное из такого состава, имеет высокую прочность, термостойкость, низкую гигроскопичность.

Запред.знач.

Таблица