Состав для получения противопригарного покрытия на литейных формах и стержнях

Авторы патента:

ИПАТОВ АЛЕКСАНДР АЛЕКСАНДРОВИЧ

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (5D 4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

36-48

1-3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3741638/22-02 (22) 16.05,84 (46) 23.02.86. Бюл. Ф 7 (72) А.А. Ипатов (53) 621.744.079(088.8) (56) Патент Японии У 48-24126, кл. 11А213, 1969.

Авторское свидетельство СССР

Р 725780, кл. В 22 С 3/00, 1978. (54)(57) СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ

ПРОТИВОПРИГАРНОГО ПОКРЫТИЯ НА ЛИТЕЙНЫХ ФОРИАХ И СТЕРЖНЯХ, изготавливаемых в нагреваемой оснастке, включающий черный графит, глицерин, во; ду, отличающийся тем, что, с целью повышения его седиментационной устойчивости, адгезионной прочности и термической стойкости покрытия, он дополнительно содержит нефелиновый антипирен, алюмохромфосфатное связующее и кремнийорганическую эмульсию при следующем соотношении ингредиентов, мас;%: °

Черный графит 15-25

Нефелиновый антипирен 5-15

Алюмохромфосфатное связующее

Глицерин

Кремнийорганическая эмульсия 0,5-1,5

Вода Остальное

1212686

Изобретение относится к литейному производству, а именно к применению противопригарных покрытий в производстве литейных форм и стержней, изготавливаемых по нагреваемой оснастке.

Цель изобретения „- повышение седиментацнонной устойчйвости, адге-.:. эионной прочности и термической стойкости покрытия.

Предлагаемый состав является водным и в него входят черный графит, нефелиновый антипирен, алюмохромI фосфатное связующее (АХФС), глицерин, кремнийорганическая эмуль- сия.

Характеристика кремнийорганической эмульсии КЭ-60-09: внешний видмаслянистая жидкость белого цвета, механические примеси отсутствуют, содержание кремния, 17,5-20,0Х рН водного раствора 6,0-7,5. Эмульсия КЭ-60-09 представляет собой водную композицию нетоксичных продуктов поливинилового спирта, нетоксична, взрывобезопасна.

Порядок приготовления предлагаемого состава следующий.

В водно-эмульсионный раствор вво;: дят АХФС и перемешивают, затем постепенно добавляют порошкообразную смесь черного графита и нефелинового анти-, пирена, в полученную смесь добавляют глицерин.

Свойства красок контролируются следующими методами: плотность денсиметрами типа Па и Пб, условная вязкость воронкой В3-4, кроющая способность визуально, адгезионная прочность вЂ” удельным усилием отрыва приклеенного металлического цилиндрика.от окрашенного образца с плоской поверхностью, седиментационная устойчивость через 3 ч седиментометром, 1 коэффициент седиментации по формуле ьу о термическая стойкость вЂ” тепловым облучением прй температуре 1200 С в муфельной печи окрашенного образца сферической формы.

Прочность покрытия на истирание определяется по ГОСТУ 10772-78 и рассчитывается по формуле

30 с высокой термостойкостью и огнеупорностью, что позволяет сохранить высокую адгеэию при заливке металлом. Испытания составов на термостой35 кость показывают, что на образцах, окрашенных краской на основе АХФС, под воздействием температуры 1200 С через 8 мин образуются мелкие трещины, а через 12 мин наблюдается от40 слоение краски. На образцах окрашенных на основе жидкого стекла, по известному составу через 3 .мин появляются мелкие трещины, через 6 мин глубокие, и через 8 мин вЂ” отслоение

45 краски. Термостойкость АХФС выше, чем термостойкость жидкого стекла, поэтому термостойкость предлагаемого состава вьппе, чем известного.

АХФС хорошо совмещается с антипиреном, содержащим соли алюминия и

50 железа, а также комплексные алюмои феррофосфаты натрия и калия. Анти" пирея вЂ” мелкодисперсный порошок с высокими огнезащитными свойствами, позволяет повысить кроющую способ55 ность и седиментационную устойчивость краски, и уменьшить общее количество огнеупорного наполнителя, например, по сравнению с известным на 307.

20 где rq вЂ” масса песка, идущего на истирание между ситами 063 и 0315, кг; толщина слоя краски, мм.

Состав предлагаемой краски целесообразно использовать методом прецизионной окраски для стержней, изготавливаемых иэ сухих песчаносмоляных смесей на основе фенолформальдегидных смол типа ПК-104, СФ-15

СФ-260 или им подобных, а также методом пульверизационной окраски стержней, изготовляемых в нагреваемой оснастке, иэ пластично-вязких смесей на основе органических связующих материалов {M-3, КФ-МТ, фенолоспирт и др.) или лигносульфоновых кислот (СДБ, КБЖ, КБТ).

Используемое в составе краски алюмохромфосфатное связующее содержит 157 хромфосфатных соединений

Cr0э и Сг О, которые, попадая .ча о горячую модель, плавятся при 196 С и вьппе и находятся в расплавленном состоянии в общем составе краски.

За счет этого осуществляется адгезионная связь пленки краски со стержнем, отверждаемым в оснастке.

Кроме того, АХФС обладает свойствами образовывать прочную пленку

1212686

Таблица 1

Количественное содержание ингредиентов, мас.Ж

Ингредиенты

11 оптимальный

Черный графит

Нефелиновый антипирен

10,Алюмохромфосфатное связующее

Соединение АХФС с черным графитом сопровождается образованием устойчивой пены, которая долгое время удерживает твердые частицы краски во взвешенном состоянии, на что указывает хороший коэффициент расслоениявЂ”

0,0013 см" 1 и седиментационная устойчивость 4 35Х что вьппе, чем у известного состава соответственно в

3 и 4 раза.

Введение в состав краски кремнийорганической эмульсии КЭ-60-09 уменьшает прилипание ее к металлической поверхности, что видно из табл. 1 и 2,и тем самым не уменьшается адгезионное взаимодействие с поверхностью стержня во время его извлечения из оснастки. Однако введение в состав краски эмульсии полностью не исключает нанесение разделительного состава на рабочую поверхность оснастки. Кремнийорганическую эмульсию КЭ-60-09 можно заменить другими эмульсиями кремнийорганического клас. са, например КЭ-10-01. Но не могут быть использованы разделительные жидкости наименований СКТ всех модификаций (СКТ-2, СКТ-4, СКТ-P) по следующим причинам: все они представляют собой растворы синтетического каучука в уайт-спирите, предел взрывоопасной концентрации, Е: нижнийвЂ”

33, верхний вЂ” 68, допускаемая концентрация паров растворителя в воздухе рабочих помещений вЂ” 300 мг/м синтетический каучук не растворяется и не набухает в воде.

При содержании графита более

25 мас.Ж и нефелинового антипирена более 15 мас.Ж, АХФС более 48 мас.Ж возрастает вязкость краски и становится затруднительным нанесение ее на оснастку или стержень пульверизацией. Содержание графита-и нефе-. линового антипирена менее 15 и

5 мас.7 соответственно приводит к снижению противопригарных свойств краски, а содержание алюмохромфосфатного связующего менее 36 мас.Е уменьшает адгезионную прочность краски.

Введение в состав краски глицерина в качестве пластификатора повыll0 шает эластичные свойства АХФС и аутогению пленки краски, что способствует хорошей кроющей способности.

Глицерин также выполняет роль смазочного материала металлических ка15 налов краскораспылителя при прохождении через него краски при распылении. Добавление глицерина свыше

3 мас.7 не дает заметных результатов.

20 Вода служит дисперсионной средой.

Оптимальным является состав 11 (табл. 1 и 2).

Как видно из табл. 2, адгезионная прочность, термическая стой25 кость и седиментальная устойчивость у предлагаемого состава выше, чем у известного.

Прочность краски предлагаемого

3Q состава на истирание составляет 6,48 кг/мм, шероховатость внутренней поверхности отливки вЂ” К 80-100 мкм,.

Брак .по пригару и газовым раковинам отсутствует.

Прилипание покрытия к металлической поверхности с разделительным покрытием 0,05 ИПа,.à без разделительного покрытия вЂ” 0,2 МПа. Толщина наносимого слоя позволяет при использовании окрашенных стержней .ликвидировать пригар на отливках, повысить класс шероховатости и точности, уменьшить припуски на механическую обработку.

1212686

Продолжение табл, I

Количественное содержание ингредиентов, мас.7

Ингредиенты

° »..

11 оптимальный

Глицерин

Кремн ийор ганиче ская эмульсия

0 5

l,5

Остальное до плотности

1360 кг/м