Состав разделительного покрытия для модельной оснастки

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК g 4 В 22 С 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4304282/23-02 (22) 07.07.87 (46) 23.11.89. Бюл. № 43 (71) Научно-производственное объединение по механизации и автоматизации производства машин для хлопководства «Технолог» (72) Л. П. Дорофеенко, В. П. Милешкевич, В. И. Зильберман, Э: 3. Каримов, Б. М. Штейнвас и Г; И. Неймарк (53) 621.744.079 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 534288, кл. В 22 С 3/00, 1977..

Дубинская Т. Н. и др. Применение антиадгезионного покрытия на основе алюмосилоксанового каучука. Сб. «Обмен опытом в радиопромышленности». Вып. 8, изд-во.

НИИэкономики и информации по радиоэлектронике. 1982, с. 23 — 24.

Авторское свидетельство СССР № 518200, кл. С 08 1 83/04, 1976.

Авторское свидетельство СССР № 1323211, кл. В 22 С 3/00, 1986. (54) СОСТАВ РАЗДЕЛИТЕЛЬНОГО ПОКРЬ1ТИЯ ДЛЯ МОДЕЛЬНОЙ ОСНАСТКИ (57) Изобретение относится к литейному

Изобретение относится к литейному производству, в частности к разделительным покрытиям для модельной оснастки, r.ðåèìóщественно при изготовлении крупнсгабаритных песчано-глинистых н жидксстекольных форм, для которых характерна повышенная прилипаемость стержневых смесей к оснастке.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной стойкости покрытия и интенсификации процесса образования покрытия на модельной остн астке.

Состав разделительного покрытия, который наносят на модельную оснастку, содержит, маг.00:

„„SU„„1523245

2 производству, преимущественно к антиадгезионным разделительным покрытиям для крупногабаритной модельной оснастки, работающей в условиях повы шенного 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.0 0: «Летосил М» 15 — 20; керамический материал на основе корунда 1,5 — 3; метилтриацетоксисилан 2 — 3; органический растворитель — остальное. Сочетание в покрытии «Летоксила 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.

2 табл.

Сополимер полифенилсилсесквиоксана 15 — 20

Метилтриацетоксисилан 2 в 3

Керамический материал на основе корунда 1,5 — 3

Органический растворитель Остальное

Содержащийся в покрытии в качестве полиорганосилоксана сополи мера пол ивенилсилсесквиоксана 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, 1523245 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 — 6 мкм. Порошок полностью смачивается раствором полиоргансилоксана, закрепляется в покрытии и становится для него активным наполнителем, усиливающим 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 упрощает 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 полиорганосилоксана обусловлен следующим.

«Лестосил М» является наиболее прочным и износостойким из полиорганосилоксанов. Однако по антиадгезионным свойствам он уступает металлосилоксанам, в том числе и алюмосилоксану АС-300 по известному покрытию. Введение в «Лестосил М» керамического порошка, на 94Я состоящего из А1 0з, 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 А! Оз. Керамический порошок, в основном состоящий из А1 0з, 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 вещество сополимер пол ифенилсилсесквиксана 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-10с, перемешивают 5 — 10 мин, вводят керамический порошок на основе корунда и перемешивают 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.

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

25 Пример 2. 15 мас.Я «Лестосила М» растворяют в 80 мас.Я толуола, добавляют

2 мас.Я катализатора К-10с и 3 мас.Я керамического порошка. Остальное — по примеру .1Пример 3. 20 мас. Я «Лестосила М» растворяют в 74 мас. Я толуола, добавляют

2 мас.Я катализатора К-10с и 3 мас.Я 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. о «Лестосила М» растворяют в 76 мас.Я толуола, добавляют

3 мас. Я катализатора К-10с и 1 м ас. Я керамического порошка. Остальное — по примеру 3.

45 Пример б. В 20 мас.Я «Лестосила М» растворяют в 73 мас.Я толуола, добавляют

3 мас. Я К-10с и 4 мас. g керамического порошка. Остальное — по примеру 3.

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

50,2 мас.Я катализатора К-10с, перемешивают

5 — 10 м и н, вводят 1,5 м ас. Я кера м и ческо го 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.

1523245

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

2 мас.% катализатора К-10с и 3 мас.% керамического порошка, полученного из керамики ВК98 — 1. Остальное — по примеру 1.

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

3 мас.% К-10с и 3 мас.% керамического порошка из керамики В 6 100 — 1. 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 10. 20 ма с.% «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.

Толщина покрытия по примерам — 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 сокращает время получения покрытия и упрощает технологию его нанесения.

Технологические режимы предлагаемого и известного покрытий приведены в табл. 1.

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 покрытием и характерйзовалась увеличением веса образца после 10 формовок, отнесенным к первоначальному весу.

Формула изобретения

30 Состав разделительного покрытия для модельной оснастки при изготовлении форм из песчано-глинистых и жидкостекольных смесей, включающий полиорганосилоксан, катализатор отверждения — метилтриацетоксилан и органический растворитель, отличаю35 икайся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости покрытия и интенсификации процесса образования покрытия на модельной оснастке, состав дополнительно содержит порошкообразный керамический материал на основе корунда, а в качестве полиорганосилоксана состав содержит сополимер полифенилсилсесквиоксана и полидиметилсилоксана при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Сополимер полифенил45 силсесквиоксана и полидиметилсилоксана 15 — 20

Метилтриа цетоксилан 2 — 3

Порошкообразный керамический материал на основе кору нда

50 Орга нически и растворитель Остальное

1,5 — 3

Свойства покрытий по примерам 1 в 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, эпоксипол иуретана 0,0028, полиуретана 0,0027.

Прилипаемость, %, к первоначальному

10 весу образца из указанных материалов составляет соответственно: 0,09; 0,11; 0,11;

0,1 1.

Время растворения «Лестосила М» в толуоле 3 ч, перемешивая с катализатором—

0,2 ч. Перемешивание с керамическим по15 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 дерева и полимеров при интенсифицированном процессе его образования на модельной оснастке.

1523245

Та блица 1

Покрьггие

Технологический режим

Предлагаемое иа мезаллич. подложке .

Известное редлагаемое на еревяннои подожке

Предлагаемое на полимер ной подложке

ПродолжительТ емп ер атура сушки, оС

Пр одолжительность

Продолжительность сушки, ч сушки, ч ность сушки, ч

0,3-0,5 15-25 0,3-0,5 15-25 24

15-25 О, 3-0, 5 15-25

1-й слой

15-25 24 15-25 24

180 2,5

15-25

15-25 12 процесса, ч

24,5

50,5

18,5

12,5

Таблица 2

Показатели по примерам

Характеристики покрйтия

) ) ) Г ) 6 ) 7

) 1

Металл Г1еталп Полимер Дерево Полимер Полимер Металл Металл Полимер Полимер

Материал подложки

Содержание керамического порошка, мас. Z

1,5 3

Износостойкость, Х от первонач.веса

О> 0036 О, 0024 0,0028 О, 0033 О, 0134 О, 0096 О, 0038 О, 0039 О, 0027 О, 0028

Припипаемость, Х к первонач. весу

Оэ 09 0109

0,12

0,13

0,12

0,11

0,11

0,11

0,09

0,09

Адгезионная прочность, кг/см

55 70 70

60

67

69

Составитель И. Куницкая

Редактор В, Данко Техред И. Верес Корректор М. Самборская

Заказ 6932/10 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

2-й слой

Прогрев

Длительность емпе- Продолатура жительушки, ность

С сушки,ч

Температура сушки, ос

Температура сушки, ОС