RU2226445C1 - Filler for burning-inhibiting coatings - Google Patents

Filler for burning-inhibiting coatings Download PDF

Info

Publication number
RU2226445C1
RU2226445C1 RU2002121708/02A RU2002121708A RU2226445C1 RU 2226445 C1 RU2226445 C1 RU 2226445C1 RU 2002121708/02 A RU2002121708/02 A RU 2002121708/02A RU 2002121708 A RU2002121708 A RU 2002121708A RU 2226445 C1 RU2226445 C1 RU 2226445C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
slag
aluminum
filler
castings
burning
Prior art date
Application number
RU2002121708/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002121708A (en
Inventor
И.О. Леушин
А.Н. Грачёв
ничников В.А. Пр
В.А. Пряничников
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего и послевузовского образования Нижегородский государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное образовательное учреждение высшего и послевузовского образования Нижегородский государственный технический университет filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего и послевузовского образования Нижегородский государственный технический университет
Priority to RU2002121708/02A priority Critical patent/RU2226445C1/en
Publication of RU2002121708A publication Critical patent/RU2002121708A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2226445C1 publication Critical patent/RU2226445C1/en

Links

Landscapes

  • Mold Materials And Core Materials (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

FIELD: foundry, namely manufacture of burning-inhibiting coatings for casting molds and cores. SUBSTANCE: slag formed at remelting secondary aluminum alloys is used as filler for coating compositions. Said slag contains metallic aluminum in quantity 3.4 - 23.2 mass% and silica in quantity 6.85 mass%. Due to presence of Al2O3 and SiO2, having high refractoriness, thermal burning on castings is reduced. Metallic aluminum in the result of contact with melt forms additional quantity of Al2O3. Use of flux components provides formation at high temperature of activated gas phase in the form of chlorine-, fluorine- and hydrogen-containing ions and radicals. When metallic aluminum, slag and iron from melt metal react with said gas phase chlorides are formed. Said chlorides form "crust" preventing realization of chemical reactions between casting and mold. EFFECT: enhanced quality of castings due to complex action of slag. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам противопригарных покрытий для литейных форм и стержней при изготовлении отливок из черных сплавов.The invention relates to the field of foundry, and in particular to compositions of non-stick coatings for foundry molds and cores in the manufacture of castings from ferrous alloys.

Известен состав для получения противопригарного покрытия на литейных формах и стержнях, содержащий в качестве огнеупорного наполнителя отход водовоздушной грануляции шлака углеродистого передельного феррохрома (а.с. СССР №1323206, В 22 С 3/00, 1987).A known composition for producing a non-stick coating on foundry molds and cores, containing as a refractory filler a waste of water-air granulation of carbon slag ferrochrome slag (AS USSR No. 13233206, B 22 C 3/00, 1987).

Однако этот состав имеет следующие недостатки: используется только для чугунных отливок, чистота поверхности достигается только лишь за счет повышения прочностных свойств покрытия, т.е. устраняется возникновение только механического пригара.However, this composition has the following disadvantages: it is used only for cast iron castings, surface cleanliness is achieved only by increasing the strength properties of the coating, i.e. the occurrence of only a mechanical burnout is eliminated.

Известен наполнитель и связующее для противопригарных покрытий, представляющий собой отвальный продукт травления алюминиевых сплавов щелочью (а.с. СССР №1357116, В 22 С 3/00, 1987).Known filler and binder for non-stick coatings, which is a waste product of etching aluminum alloys with alkali (AS USSR No. 1357116, 22 C 3/00, 1987).

Однако сырьевая база для изготовления наполнителя может быть расширена. Кроме того, высокая вязкость покрытий 42-43 с может вызвать неравномерность при нанесении на форму или стержень. Помимо этого при применении данного наполнителя в противопригарных покрытиях пригар устраняется только за счет образования оксида алюминия (термический и механический) и действия газовой прослойки (механический).However, the raw material base for the manufacture of filler can be expanded. In addition, the high viscosity of 42-43 s coatings can cause unevenness when applied to a mold or core. In addition, when using this filler in non-stick coatings, the stick is eliminated only due to the formation of aluminum oxide (thermal and mechanical) and the action of the gas layer (mechanical).

Эти недостатки устраняются предлагаемым решением.These shortcomings are addressed by the proposed solution.

Решаемая задача - расширение сырьевой базы за счет утилизации отхода, образующегося при переплаве алюминиевых сплавов, комплексное воздействие на образование пригара, а также снижение себестоимости.The problem to be solved is the expansion of the raw material base due to the disposal of waste generated during the remelting of aluminum alloys, a comprehensive effect on the formation of burns, as well as cost reduction.

Технический результат – улучшение кроющей способности за счет снижения вязкости.The technical result is an improvement in hiding power by reducing viscosity.

Этот технический результат достигается за счет применения шлака, образующегося при переплаве вторичных алюминиевых сплавов, в качестве наполнителя для противопригарных покрытий форм и стержней.This technical result is achieved through the use of slag formed during the remelting of secondary aluminum alloys as a filler for non-stick coatings of molds and cores.

Данный материал может быть использован как в чистом виде, так и в сочетании с известными наполнителями в водных и самовысыхающих покрытиях.This material can be used both in pure form or in combination with known fillers in aqueous and self-drying coatings.

Применение шлака, образующегося при переплаве алюминиевых сплавов, в качестве наполнителя противопригарных покрытий позволяет получать отливки с чистой поверхностью. 2 табл.The use of slag formed during the remelting of aluminum alloys as a filler of non-stick coatings makes it possible to obtain castings with a clean surface. 2 tab.

Используемый шлак, образующийся при переплаве вторичных алюминиевых сплавов (алюмошлак), имеет следующий усредненный химический состав, %:Used slag formed during the remelting of secondary aluminum alloys (aluminum slag) has the following average chemical composition,%:

Аl2О3 30,3Al 2 O 3 30.3

SiO2 6,85SiO 2 6.85

MgO 3,08MgO 3.08

CaO 1,28CaO 1.28

CuO 0,32CuO 0.32

2O3 1,2Fe 2 O 3 1,2

ТiО2 0,5TIO 2 0.5

Содержание металлического алюминия в шлаках составляет от 3,4 до 23,2%.The content of aluminum metal in the slag ranges from 3.4 to 23.2%.

Кроме того, в качестве примесей в отходах содержатся соединения Si, Mg, Са, Сu, Cr, Fe, Ti, Zn, Mn, Ni, Co, V, Mo, Sr, Pb, Ag, Sn, Ga, Be, Y, Zr, Li, Ba.In addition, the compounds Si, Mg, Ca, Cu, Cr, Fe, Ti, Zn, Mn, Ni, Co, V, Mo, Sr, Pb, Ag, Sn, Ga, Be, Y, Zr, Li, Ba.

Алюмошлак представляет собой механическую смесь указанных элементов с истинной плотностью 2990 кг/м3 и удельной поверхностью 40,33 м2/кг.Aluminum slag is a mechanical mixture of these elements with a true density of 2990 kg / m 3 and a specific surface area of 40.33 m 2 / kg.

В составах противопригарных покрытий используется алюмошлак с размером частиц менее 0,063 мм, предварительно размолотый и просушенный. Выбор именно такой фракции алюмошлака не случаен, так как именно она обеспечивает получение покрытий в виде однородной суспензии с оптимальными свойствами при выбранных для исследований соотношениях компонентов. При изменении процентного соотношения компонентов в составе покрытий появляется возможность использования всего ряда фракционного состава алюмошлака. При этом полученные покрытия могут быть как в виде краски, так и в виде пасты.The compositions of non-stick coatings use aluminum slag with a particle size of less than 0.063 mm, previously ground and dried. The choice of just such a fraction of aluminum slag is not accidental, since it is it that provides coatings in the form of a homogeneous suspension with optimal properties for the selected ratios of the components. With a change in the percentage ratio of components in the coating composition, it becomes possible to use the entire range of the fractional composition of aluminum slag. In this case, the resulting coating can be both in the form of paint, and in the form of a paste.

Предпосылками применения алюмошлака в качестве наполнителя противопригарных покрытий является наличие в его составе Аl2О3 с высокой огнеупорностью, относительно постоянный химический состав; достаточно стабильный зерновой состав, обеспечивающий получение необходимой мелкой и пылевидной фракции до 30% от массы материала; металлический алюминий, входящий в состав алюмошлака; несмачиваемость жидким расплавом.The prerequisites for the use of aluminum slag as a filler of non-stick coatings is the presence in its composition Al 2 O 3 with high refractoriness, a relatively constant chemical composition; sufficiently stable grain composition, providing the necessary fine and dusty fraction up to 30% by weight of the material; metallic aluminum, which is part of aluminum slag; non-wettable by liquid melt.

Кроме того, данный материал обладает интенсивным газовыделением при контакте с жидким чугуном и сталью и значительно изменяет свою массу при прокаливании.In addition, this material has an intense gas evolution in contact with molten iron and steel and significantly changes its mass during calcination.

Применение алюмошлаковых покрытий литейных форм и стержней для стального и чугунного литья оказывает комплексное действие на предотвращение образования пригара.The use of aluminum-slag coatings of foundry molds and cores for steel and iron casting has a complex effect on the prevention of burnout.

Снижение термического пригара достигается наличием в составе алюмошлака Аl2О3 и SiO2, обладающих высокой огнеупорностью.Reducing the thermal burnout is achieved by the presence of Al 2 O 3 and SiO 2 in the composition of the aluminum slag, which have high refractoriness.

Уменьшение механического пригара достигается применением алюмошлака мелкой и пылевидной фракции, несмачиваемость алюмошлака жидким расплавом. Металлический алюминий при контакте с расплавом раскисляет его, образуя Аl2О3, являющийся частью нерастворимой окисной пленки, создающей препятствия на пути проникновения расплава в поры формовочной смеси. Образующаяся в результате термодеструкции покрытия газовая прослойка играет роль “газового затвора” или теплоизолирующей газовой подушки, мешающей проникновению первых горячих струек расплава в поры литейной формы. Кроме того, газовая прослойка на начальных этапах заливки металла в форму вместе с литейной корочкой противодействует давлению жидкого расплава на рабочую поверхность формы.The reduction of mechanical burning is achieved by the use of aluminum slag of a fine and dusty fraction, the non-wettability of aluminum slag by a liquid melt. When in contact with the melt, aluminum metal deoxidizes it, forming Al 2 O 3 , which is part of an insoluble oxide film that creates obstacles to the penetration of the melt into the pores of the moldable mixture. The gas layer formed as a result of thermal degradation of the coating plays the role of a “gas shutter” or a heat-insulating gas cushion, which interferes with the penetration of the first hot melt streams into the pores of the mold. In addition, the gas layer at the initial stages of pouring the metal into the mold together with the casting crust counteracts the pressure of the molten liquid on the working surface of the mold.

Наличие в шлаке компонентов покровного флюса, используемых при переплаве вторичных алюминиевых сплавов (в основном KCl, NaCl, Nа3АlF6, KBF4), а также высокая гигроскопичность шлака способствуют образованию при высоких температурах в составе выделяемой покрытием газовой фазы активных составляющих в виде хлор-, фтор- и водородсодержащих ионов и радикалов, в результате чего происходит так называемая "активация газовой фазы". Активированная газовая фаза в зоне продвижения температурного фронта создает условия для реагирования с ней металла расплава и покрытия. Результатом такой реакции является образование на поверхности литейной корочки, а затем и отливки особого слоя, содержащего, прежде всего, хлориды железа и алюминия и представляющего собой легко удаляемую "скорлупу", которая так же выполняет защитную функцию и препятствует продвижению газов в отливку.The presence in the slag of the coating flux components used in the remelting of secondary aluminum alloys (mainly KCl, NaCl, Na 3 AlF 6 , KBF 4 ), as well as the high hygroscopicity of the slag contribute to the formation of active components in the form of chlorine at high temperatures in the gas phase emitted by the coating -, fluorine - and hydrogen-containing ions and radicals, resulting in the so-called "activation of the gas phase". The activated gas phase in the zone of advancement of the temperature front creates the conditions for the reaction of the molten metal and the coating with it. The result of this reaction is the formation on the surface of the casting crust, and then the casting of a special layer containing, first of all, iron and aluminum chlorides and representing an easily removable "shell", which also performs a protective function and prevents the gas from moving into the casting.

Водное противопригарное покрытие наносят на поверхность формы или стержня, подвергают сушке. Самовысыхающее покрытие наносят на теплую поверхность формы или стержня.An aqueous non-stick coating is applied to the surface of the mold or rod, and is dried. Self-drying coating is applied to the warm surface of the mold or core.

Алюмошлаковый наполнитель может использоваться в сочетании с другими наполнителями, например, при получении чугунного литья в сочетании с углеродсодержащими наполнителями.Aluminum-slag filler can be used in combination with other fillers, for example, in the production of iron castings in combination with carbon-containing fillers.

Применение алюмошлака в качестве наполнителя в противопригарных покрытиях приводит к отсутствию пригара.The use of aluminum slag as a filler in non-stick coatings leads to the absence of a stick.

Примеры приготовления покрытия с алюмошлаковым наполнителем. Составы покрытий приведены в табл. 1, а их свойства - в табл. 2.Examples of the preparation of coatings with aluminum-slag filler. The coating compositions are given in table. 1, and their properties are in table. 2.

Пример 1.Example 1

Водное противопригарное покрытие на основе алюмошлака для окраски форм и стержней для мелкого и среднего стального литья. В состав покрытия входят: алюмошлаковый наполнитель, глинистая суспензия плотностью 1,3-1,5 г/см3, лигносульфонат технический плотностью 1,25-1,27 г/см3, вода. Покрытие готовится механическим смешением компонентов. В емкость с алюмошлаковым наполнителем вливается вода, все тщательно перемешиватеся. Затем добавляется глинистая суспензия и лигносульфонат. Краска перемешивается до однородного состояния в течение 15-20 мин.Water-based non-stick coating based on aluminum slag for painting molds and cores for small and medium steel castings. The coating composition includes: aluminum-slag filler, clay suspension with a density of 1.3-1.5 g / cm 3 , technical lignosulfonate with a density of 1.25-1.27 g / cm 3 , water. The coating is prepared by mechanical mixing of the components. Water is poured into the container with aluminum-slag filler, everything is thoroughly mixed. Then a clay suspension and lignosulfonate are added. The paint is mixed until smooth for 15-20 minutes.

Пример 2.Example 2

Самовысыхающая краска на основе алюмошлака для окраски форм и стержней для мелкого и среднего стального литья. В состав покрытия входят: алюмошлаковый наполнитель, поливинилбутираль и эфироальдегидная фракция, ацетон. Покрытие готовится механическим смешением компонентов. В емкость с предварительно подготовленным составом: поливинилбутиральным порошком и эфироальдегидной фракцией добавляется ацетон, производится перемешивание до образования однородной массы. Затем вводится алюмошлаковый наполнитель. Краска перемешивается в течение 20 мин.Self-drying paint based on aluminum slag for painting molds and cores for small and medium steel castings. The coating composition includes: aluminum-slag filler, polyvinyl butyral and ether-aldehyde fraction, acetone. The coating is prepared by mechanical mixing of the components. Acetone is added to a container with a pre-prepared composition: polyvinyl butyral powder and an ether-aldehyde fraction, mixing is performed until a homogeneous mass is formed. Then an aluminum-slag filler is introduced. The paint is mixed for 20 minutes.

Пример 3.Example 3

Водное противопригарное покрытие на основе алюмошлакового наполнителя с добавкой углеродсодержащих наполнителей для окраски форм и стержней для мелкого и среднего чугунного литья. В состав покрытия входят: алюмошлаковый наполнитель, графит кристаллический (серебристый), графит скрытно-кристаллический (черный), глинистая суспензия плотностью 1,3-1,5 г/см3, лигносульфонат технический плотностью 1,25-1,27 г/см3, вода. Покрытие готовится механическим смешением компонентов. В емкости смешиваются графит черный, графит серебристый и алюмошлаковый наполнитель. Затем добавляется вода и все тщательно перемешивается. После этого добавляется глинистая суспензия и лигносульфонат. Краска перемешивается до однородного состояния в течение 15-20 мин.Water-based non-stick coating based on aluminum-slag filler with the addition of carbon-containing fillers for painting molds and cores for small and medium iron castings. The coating composition includes: aluminum-slag filler, crystalline graphite (silver), crystalline carbon graphite (black), clay suspension with a density of 1.3-1.5 g / cm 3 , technical lignosulfonate with a density of 1.25-1.27 g / cm 3 , water. The coating is prepared by mechanical mixing of the components. Black graphite, silver graphite and aluminum-slag filler are mixed in the tank. Then water is added and everything is thoroughly mixed. After this, a clay suspension and lignosulfonate are added. The paint is mixed until smooth for 15-20 minutes.

Пример 4.Example 4

Самовысыхающее покрытие на основе алюмошлакового наполнителя с добавкой углеродсодержащих наполнителей для окраски форм и стержней для мелкого и среднего чугунного литья. В состав покрытия входят: алюмошлаковый наполнитель, графит серебристый, графит черный, поливинилбутираль и эфироальдегидная фракция, ацетон. Покрытие готовится механическим смешением компонентов. В емкость с предварительно подготовленным составом: поливинилбутиральным порошком и эфироальдегидной фракцией добавляется ацетон, производится перемешивание до образования однородной массы. Затем вводится смесь, состоящая из алюмошлакового наполнителя, черного и серебристого графита. Краска перемешивается в течение 20 мин.Self-drying coating based on aluminum-slag filler with the addition of carbon-containing fillers for painting molds and cores for small and medium iron castings. The coating composition includes: aluminum-slag filler, silver graphite, black graphite, polyvinyl butyral and ether-aldehyde fraction, acetone. The coating is prepared by mechanical mixing of the components. Acetone is added to a container with a pre-prepared composition: polyvinyl butyral powder and an ether-aldehyde fraction, mixing is performed until a homogeneous mass is formed. Then a mixture is introduced, consisting of an aluminum-slag filler, black and silver graphite. The paint is mixed for 20 minutes.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Вывод. Предлагаемый наполнитель противопригарных покрытий для окраски форм и стержней для стального литья обеспечивает качество поверхности отливок, сравнимое с качеством отливок, получаемых в формах с покрытиями на основе маршаллита, электрокорунда, дистен-силлиманита и цирконового концентрата (при существенно более высокой стоимости последних), для чугунного литья достигается снижение брака по поверхностным дефектам ~ на 15%.Conclusion. The proposed filler of non-stick coatings for painting molds and rods for steel casting provides a surface quality of castings comparable to the quality of castings obtained in molds with coatings based on marshallite, electrocorundum, distene sillimanite and zircon concentrate (at a significantly higher cost of the latter), for cast iron casting achieves a reduction in defect by surface defects of ~ 15%.

Claims (1)

Применение шлака, образующегося при переплаве вторичных алюминиевых сплавов, содержащего металлический алюминий в количестве 3,4-23,2 мас.% и оксид кремния в количестве 6,85 мас.% по усредненному составу, в качестве наполнителя для противопригарных покрытий форм и стержней.The use of slag formed during the remelting of secondary aluminum alloys containing metallic aluminum in an amount of 3.4-23.2 wt.% And silicon oxide in an amount of 6.85 wt.% By average composition as a filler for non-stick coatings of molds and cores.
RU2002121708/02A 2002-08-06 2002-08-06 Filler for burning-inhibiting coatings RU2226445C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002121708/02A RU2226445C1 (en) 2002-08-06 2002-08-06 Filler for burning-inhibiting coatings

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002121708/02A RU2226445C1 (en) 2002-08-06 2002-08-06 Filler for burning-inhibiting coatings

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002121708A RU2002121708A (en) 2004-02-20
RU2226445C1 true RU2226445C1 (en) 2004-04-10

Family

ID=32465306

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002121708/02A RU2226445C1 (en) 2002-08-06 2002-08-06 Filler for burning-inhibiting coatings

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2226445C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛАРИОНОВ Г.В. Вторичный алюминий. - М.: Металлургия, 1967, с. 242. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2002121708A (en) 2004-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0056662B1 (en) Extrudable compositions for making refractory cores for sandcasting of ferrous alloys
US4248631A (en) Casting powder for the continuous casting of steel and method for producing the same
RU2226445C1 (en) Filler for burning-inhibiting coatings
DD296747A5 (en) CERAMIC WELDING PROCESS AND POWDER MIXTURE DAFUER
JPS5844945A (en) Mold coating material for prevention of carburization and sulfurization used for organic self-hardening mold
US3144690A (en) Exothermically reacting shaped products for use in foundry practice
US4167418A (en) Protective coating for metal ingot molds and cores
US3949803A (en) Method of casting molten metal using mold additives
JP2673082B2 (en) Exothermic type granular mold powder for continuous casting of steel
JPH09301780A (en) Lightweight monolithic refractory
EP4129904A1 (en) Method for synthesizing cuspidine and fluorosilicates and uses thereof
JP2760751B2 (en) Immersion nozzle for continuous casting
JP3685568B2 (en) Indefinite refractory for secondary smelting ladle lining
SU1747230A1 (en) Composition of refractory crucible coating
RU2130358C1 (en) Suspension for production of shell molds in investment casting
SU1614884A1 (en) Self-hardening sand for making moulds and cores when casting magnesium alloys
RU2002544C1 (en) Protective coat composition for ingot molds and stools
RU2148464C1 (en) Mixture for casting form and rod making
JPS6127350B2 (en)
JPS58179536A (en) Oxidative casting mold
JPS6140622B2 (en)
JPH0769744A (en) Refractory coating material and member for aluminum melt
JPH0725668A (en) Refractory for casting work
RU2170155C1 (en) Composition of burning-proof coating for casting molds and cores
RU2024344C1 (en) Method for manufacture of ceramic molds

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040807