Состав для противопригарного покрытия литейных форм и стержней

Авторы патента:

B22C3 - Выбор составов для покрытия поверхности литейных форм, стержней или моделей

:;;Х:ТАь ДЛЯ ПРОТИВОПРИГАРНОГО покрьгп;,: итЕйиь х ФОРМ и СТЕРЖ НЕЙ , включакщий гидролизов энный раствор этилсиликата, поливинилбутираль , органический растворитель на основе этилового спирта и цирконовый концентрат, отличающийся тем, что, с целью повьшения седиментационной устойчивости, стойкости к истиранию и прочности при высоких температурах, покрытие дополнительно содержит 2,5-3,5%-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Гидролизованньй 14-20 раствор этилсиликата 0,4-0,6 Поливинилбутираль Органический растворитель на основе 11,5-15,5 этилового спирта 2,5-3,5%-ный водный раствор карбоксиме3f5-6 ,0 тилцеллюлозы Цирконовый концентО ) Остальное рат

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН 1 (1% (111

5 А др В 22 С 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ «1

11, 5-15, 5

3, 5-6,0 ф

С2 (21) 3579515/22-02 (22) 18.02.83 (46) 07.08.84. Бюл.N- 29 (72) А.Ф.Мащенко и Ю.В.Коробейников (53) 621.744.079(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9372017, кл. В 22 С 3/00, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

1383511, кл. В 22 С 3/00, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

9806229, кл. В 22 С 3/00, 1978. (5-)(57) . : Аь Д. Я ПРОТИВОПРИГАРНОГО ПОКРЫ :!::,=.. ЯТЕЙ!1ЫХ ФОРМ И СТЕРЖ

НВИ, включа" р и гидролизованный раствор этилсиликата, поливинилбутираль, органический растворитель на основе этилового спирта и цирконовый концентрат, отличающийся тем, что, с целью повьппения седиментационной устойчивости, стойкости к истиранию и прочности при высоких температурах, покрытие дополнительно содержит 2,5-3,5%-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении ингредиентов, мас.X:

Гидролизованный раствор этилсиликата 14-20

Поливинилбутираль 0,4-0,6

Органический растворитель на основе этилового спирта

2,5-3,5%-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы

Пирконовый концентрат Остальное

1106575

0,2-1,3 спирта 23-32

Полисилоксановую смолу О, 7-4,0

Цирконовый концентрат Остальное.

Известное покрытие имеет низкие значения седиментационной устойчивости, стойкости к истиранию, прочности при высоких температурах и не обеспечивает получения чистой поверхности в тепловых узлах отливок.

Целью изобретения является повышение седиментациониой устойчивости, стойкости к истиранию и прочности покрытия при высоких температурах.

Поставленная цель достигается тем, что состав для противопригарного покрытия литейных форм и стержней, Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам противопригарных покрытий для литейиых форм и стержней, используемых при изготовлении отливок преимущественно из сталей, в том числе высоколегированных, а также из чугуна и сплавов на медной основе.

Известно противопригарное покрытие, содержащее огнеупорный наполнитель !0 и гидролизованный раствор этилсиликата с содержанием в нем двуокиси кремния 22-35Х (1$.

Однако такое покрв!тие характеризуется низкой седиментационной устой- !5 чивостью, недостаточно хорошей крою щей способностью и склонно к растрескиванию.

Известно также противопригарное покрытие, содержащее огнеупорный на- 20 полнитель, гидролиэованный раствор этилсиликата с содержанием в нем двуокиси кремния 6-12Х и флюорит (2 !.

Это покрытие менее склонно к растрескиванию, но также имеет недостаточную седиментационную устойчивость и не предотвращает образование пригара на отливках.

Наиболее близким к предлагаемому является состав 3„ для противопоигарного покрытия литейных форм и стержней, включающий мас.%:

Гидролизованный . раствор этилсиликата 1,0-5, 3

Поливинилбутираль

Органический растворитель на основе этилового

11, 5-15, 5 ное.

Б составе по изобретению используется гидролизованный раствор этилсиликата с содержанием 16-20 мас.X двуокиси кремния (Si0>), Такой раствор может быть приготовлен как на этилсиликате вЂ” 32, так и на этилсиликате-40 по следующей рецептуре, мас.%:

Этилсиликат-32 61

Этилсиликат-40 40

Спирт этиловый 15, 25

Ацетон 15,25 50

Вода 8,25 9,7

Кислота соляная 0,3

0,25

Гидролизованный раствор этилсиликата обеспечивает более жесткую структуру покрытия, что улучшает его физико-механические характеристики (прочность, стойкость к истиранию, прочность сцепления с формой), особенно при высоких температурах.

В то же время повышенное содержание гидролизованного раствора этилсиликата приводит к снижению седиментационной устойчивости, увеличивается склонность покрытия к образованию трещин, а при нанесении его на форму появляются полосы и наплывы.

Для устранения этих факторов в покрытие введен 2,5-3,5%-ный раствор карбоксиметилцеллюлозы, который повышает седиментационную устойчивость и улучшает кроющую способность покрытия, что позволяет существенно улучшить качество покровного и обеспечить стабильность проникающего слоя покрытия, при обеспечении высоких прочностных характеристик покрытия включающий гидролизованный раствор этилсиликата, поливинилбутираль, органический растворитель на основе этилового спирта и цирконовый концентрат, дополнительно содержит

2,5-3,5%-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Гидролизованный раствор этилсиликата 14-20

Поливинилбут.. - аль 0,4-0,6

Органический растворитель на основе этилового спирта

2,5-3,5%-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы 3,5-6,0

Цирконовый концентрат Осталь1106575

Составы покрытия, мас.%

Ингредиенты (2 3

Гидролизованный раствор этилсиликата 1" .Поливинилбутираль

0,4

0,6

0,5

Органический растворитель на основе спирта

11) 5

15,5

12,5

2,5-3,5%-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлоэы ++

3,5

5,0

70,6

Цирконовый концентрат

57,9

69,4

Полисилоксановая смола

В составах 1-3 используются гидролизованные растворы этилсиликата, содержание 16, 18 и 20 мас.% двуокиси кремния соответственно.

В составах 1-3 используются водные растворы карбоксиметилцеллюлозы концентраций 2,5;3,0 и 3,5% соответственно. и ликвидации трещинообразования при термоударе.

Положительное воздействие водного раствора карбоксиметилцеллюлоэы на свойства покрытия можно обьяс-g нить тем, что мелкораспределенная в структуре коллоидного раствора вода, при введении его в покрытие небольшими порциями и при интенсивном перемешивании, частично коагули- 1О рует поливинилбутираль в виде мелкодисперсных пленок, что дополнительно стабилизирует покрытие, снижает напряжение при термоударе, придает ему эластичность, обеспечивает 15 высокое качество и стойкость нанесенного на форму слоя.

При содержании в водном растворе менее 2,5% карбоксиметилцеллюлозы снижается седиментационная устойчивость покрытия, а при содержании . более 3,5% при незначительном повышении стабилизации покрытия уменьшается прочность его сцепления с формой. 25

При содержании в составе покрытия водного раствора карбоксиметилцеллюлозы менее 3,5 мас.% снижается стабилизация покрытия, уменьшается слой разового его нанесения, увеличивается склонность покрытия к трещинообразованию, а при содержании более 6 мас.% снижается прочность на истирание и прочность при высо35 ких температурах, ухудшаются противопригарные свойства.

В табл.1 приведены составы покрытия по изобретению 1-3) и прототипа (4), а в таблице 2 вЂ” их свойства.

Покрытие приготавливается следующим образом.

В мешалку помещают расчетное количество гидролизованного раствора этилсиликата и добавляют предварительно приготовленный спиртовый раствор поливинилбутираля. В качестве огнеупорного наполнителя использовали цирконовыА концентрат, который вводят небольшими порциями при непрерывном перемешивании. Водный раствор карбоксиметилцеллюлозы вводят в последнюю очередь небольшими порциями при непрерывном перемешивании до получения однородной суспенэии непосредственно перед употреблением покрытия. Раствор карбоксиметилцеллюлозы и раствор поливинилбутираля готовят предварительно путем введения их порошков небольшими порциями в расчетное количество теплой воды и спирта этилового соответственно, при непрерывном перемешивании.

Время, стабилизации растворов вЂ” не менее 24 ч.

Реализация изобретения позволит снизить на 25-30% трудоемкость очистных работ, сократить затраты на исправление поверхностных дефектов отливок, обеспечить 1,2-1,8 р. экономии на 1 т годного литья.

Таблица 1

1106575

Свойства

Состав

1,95

2,05

1,9

1,95

Седиментационная устойчивость (через 3 ч),%

Толщина слоя, мм

0,8

0,6