Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней Советский патент 1981 года по МПК B22C3/00 

1

Изобретение относится к литейному произ одству, в частности к термостойким противог пригарным покрытиям для литейных форм и стержней.

Известна краска для литейных форм истержней, содержащая-100 мае. ч. цирконрвого порошка; 1-5 мае, ч. гидролизованного этилсиликата; 0,5-2,0 мас.ч. природной смолы и остальное - метиловый спирт в качестве растворителя 1.

Однако эта краска имеет низкую термостойкость и плохие технологические свойства.

Известна также противопригарная краска для литейных форм и стержней, включающая поливинилбутиральную смолу, кремнийорганкчес- j кую эмульсию и огнеупорный наполнитель 2. Высокое содержание полив инилбутиральной смолы и высокая плотность краски снижают ее технологические свойства и затрудняют процесс нанесения ее на поверхность 1гитейных .ц форм и стержней. Термостойкость краски не превышает 900° С.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемой является краска, содержащая смоляное связующее (полисилоксановую смолу), 10-20%-ный раствор метилоксипропилцеллюлозы, растворитель и огнеупорный наполнитель при заданном соотношении ингредиентов..

Плотность известной краски 1,85 г/см, а термическая стойкость достигает. 900-950 С 3.

Отмечаются недостаточные технологические свойства: низкая кроющая способность, затруднительная размещиваемость осадка и низкая вязкость. Это исключает возможность использования пульверизатора для нанесения краски на поверхность литейных форм и стержней и затрудняет процесс нанесения данной краски кистью. При нанесении на поверхность форм и стержней она тянется за кистью, что приводит к образованию намывов и неровностей на поверхности отливок.

Цель .изобретения - повышение термостойкости и седиментационной устойчивости и улучшение кроющей способности покрытия. Поставленная цель достигается тем, что покрьггие дополнительно содержит полибутиятнтанат It борную кислотупри следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Смоляное связующее2,2-12,7 10-20% раствор метилоксипропилцеллюлозы1,7-5,3 Полибутилтитанат1,3-2,7 Борная кислота0,1-1,5 Растворитель26,5-33,0 Огнеупорный Остальное наполнитель С целью повышения качества толстостенного литья из железоуглеродистых, превдзионных и цветных сплавов при индивидуальном и мел косерийном производстве с использованием жидкостекольных, синтетических, жидкоподвиж ных и других смесей холодного отверждения в качестве смоляного связующего покрытие содержит 2,2-3,6 вес.% полисилоксановой смо лы. С целью повышения качества мелкого и среднего литья из легированных железноуглеродистых и цветных сплавов при массовом и крупносерийном производстве с использован ем формовочных смесей преимущественно с повыщенными показателями рН (более 7,5), в качестве отвердителя в которых используются цементы и некоторые щлаки, содержащие силикаты и алюмосиликаты, органические эфиры, при смешивании которых достига ется нужное время тверждения, и различные катализаторы, в качестве смоляного связующего покрытие содержит 6,5-12,7 вес.% поли вшгилбутиральной смолы. Формы и стержни, изготовленные по этим процессам, обеспечивают получение более чистой поверхности отливок, чем применение дру гих холоднотвердеющих процессов. На прочность и другие свойства стержней и форм при таких процессах оказьтает влияние присутствие влаги в воздухе цеха, поэтому после нанесения краски на повертность форм и стерж ней используют специальные методы подсущки Например, при поджигании свеженанесенной краски сухой красочный слой может быть по лучен за 1-2 мин., что в условиях конвейерного производства часто является очень важньш и оправдывает повышенные затраты поли винилбутиральной смолы и других компонентон предлагаемой краски.и Важным преимуществом поливишшб)ггираля является то, что в составах противопригарных красок он играет роль не только стабшгазатора наполнителя, но и роль связующего мат риала. После нанесения такой краски на поверхность форм и стержней растворитель испа ряется, а поливинбутираль образует на окрашенной поверхности вместе с наполнителем другими компонентами сплошную и прочную пленку. При растворении поливинилбутираль дает в среднем в три раза меньшую вязкость, чем полисилоксановая смола, поэтому при выборе оптимального содержания состава крас- . ки, в частности по содержанию поливинилбутираля, с целью, получения необходимой по ГОСТ 19772-78 вязкости, прочности слоя покрьггия к истиранию и других свойств содержание поливинилбутиральной смолы в составе покрытия по предлагаемому изобретению в три раза выше, чем в кремнийорганических красках. Введение в состав покрытия полисилоксановой смолы в количестве от 2,2 до 3,6 вес.%, обеспечивает необходимые с соответствием с требованиями по ГОСТ 10772-78 физические, технологические и механические показатели, а также способствует повышению термической стойкости противопригарных покрытий, так как в ней содержится не менее 36 вес.% кремния. При снижении в предлагаемой краске содержания полисилоксановой смолы менее 2,2 вес.% уменьшаются, термическая стойкость и качественные показатели технологических свойств и внешнего вида нанесенного, высушенного и охлажденного слоя покрытия, а при увеличении более 3,6 вес.% - наблюдается расслаивание покрытия при повышении температуры металла более 1400° С. В качестве растворителя используют этиловый спирт или смесь зтилового спирта с такими органическими растворителями, как ацетон этилацетат и др. Содержание спирта в смеси составляет йе менее 57,0 вес.%. В качестве огнеупорного наполнителя покрытие содержит молотый обезжелезный циркон, молотый пороппсообразный тальк и состав черного и серебристого графита в соотношении :1. Применение борной кислоты в покрытии обеспечивает значительное повышение его термостойкости и получение неокисленной поверхности на отливках. Содержание борно кислоты в иокрьггиии обуславливается ее ограниченной растворимостью в коллоидном растворе. Применение поли тилтитаната (ТУ 6-09-2647-75) обеспечивает повышение влажности, кроющей способности и термостойкости краски. В состоянии поставки Полибутилтитанат представляет собой прозрачную жидкость от светложелтого до коричневого цвета с содержа нием сухого остатка 45-55 вес.% плотностью 1,01-1,06 , Метилоксипропилцеллюлоза используется со следующими характеристиками: содержание метоксипьных групп 19-29% (степень замещения 140-170) и опроксильных групп 412% (степень замещения 10-28), а вязкость водного раствора (10-20%-ного) составляет 5 40-70 с по вискозометру ВЗ-4. В случае снижения концентрации метнлоксипропнлцеллюлозы в воде ниже 10% увеличивается количество вво да в краске, что приводит к увеличению продолжительности процесса ее высыхания. Составы и свойства покрытия по предлагаемому изобретению приведены в таблицах 1 и 2. Технология изготовления покрытия следующая. В смеситель водят поливинилбутиральную или полисилоксановую смолу (в раздробленном виде), полибутилтитанат и растворитель и перемешивают до полного растворения смолы. Затем в полученный раствор вводят расчетное количество борной кислоты и 10-20%ного раствора метилоксипропилцеллюлозы. По-6лученную эмульсию перемешивают в течение 6-12 мин. Затем добавляют огнеупорный наполнитель и перемешивают 9-15 мин. Покрытие наносится на поверхность форм и стержней пульверизацией. i Реализация предлагаемого изобретения повышает качество поверхности и размереш т весовую точность отливок из легнрсквакньш чугунов, сталей и других сптавов, получаемых . в литейных формах с использованием смесей холодного отверждения и термостойких противопригарных CMec-ju, и обеспечивает покрытию необходимые технолснические свойства в условиям конвейерного проюводства, повьншет era термостойкость и прочность сцоикния с поверхностью форм и стержней. Таблица 1

Формула изобретения

1.Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней, включающее смоляное связующее, 10-20%-ный раствор метилоксипропилцеллюлозы, растворитель и огнеупорный наполнитель, отличающееся тем, что, с целью повышения термостойкости и седиментационной устойчивости и улучшения кроющей способности покрытия, оно дополнительно содержит полибутилтитанат и борную кислоту при следующем соотнощении ингредиентов, вес.%:

Смоляное связующее2,2-12,7 10-20%-ный раствор метилоксипропилцеллюлозы1,7-5,3 Полибутилтитанат1,3-2,7 Борная кислота0,1-L,5 Растворитель26,0-33,0 Огнеупорный наполнительОстальное

2.Покрытие по п. 1, о т л и ч а ю. щ е е с я тем, что, с целью повышения

качества толстостенного литья из железоуглеродистых, прецезионных и цветных сплавов при индивидуальном и мелкосерийном производстве, в качестве смоляного связующего покрытие содержит 2,2-3,6 вес.% полисилоксановой смолы.

3. Покрытие по п. 1,-о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества мелкого и среднего литья из легированных железноуглеродистых и цветных сплавов при массовом и крупносерийном производстве, в качестве смоляного связующего покрытие содержит 6,5-12,7 вес.% поливинилбутиральной смолы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Акцептованная японская заявка № 53-39216, кл. 11 В 213, 1978.

2.Авторское свидетельство СССР N 618174, кл. В 22 С 3/00, 1978.

3.Авторское свидетельство СССР N 638418, к л. В 22 С 3/00, 1978.