RU2355505C1 - Antiburning-on heat insulating paint for rotary casting mould - Google Patents
Antiburning-on heat insulating paint for rotary casting mould Download PDFInfo
- Publication number
- RU2355505C1 RU2355505C1 RU2007139267/02A RU2007139267A RU2355505C1 RU 2355505 C1 RU2355505 C1 RU 2355505C1 RU 2007139267/02 A RU2007139267/02 A RU 2007139267/02A RU 2007139267 A RU2007139267 A RU 2007139267A RU 2355505 C1 RU2355505 C1 RU 2355505C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- paint
- bentonite
- antiburning
- coating
- heat insulating
- Prior art date
Links
Landscapes
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству, в частности к противопригарным теплоизоляционным краскам, наносимым на внутреннюю поверхность крупногабаритных изложниц при изготовлении массивных (10-25 т) биметаллических прокатных валков методом центробежного литья.The invention relates to foundry, in particular to non-stick heat-insulating paints applied to the inner surface of large-sized molds in the manufacture of massive (10-25 tons) bimetallic rolls by centrifugal casting.
При изготовлении подобных заготовок роль разделительного покрытия между изложницей и отливкой становится определяющей, так как ее воздействие сказывается на формировании качества рабочего слоя валков (чистота поверхности, структура, физико-механические свойства, в том числе твердость и прочность, величина припуска на механообработку), а также на эксплуатационную стойкость изложниц.In the manufacture of such blanks, the role of the separation coating between the mold and the casting becomes decisive, since its effect affects the formation of the quality of the working layer of the rolls (surface cleanliness, structure, physicomechanical properties, including hardness and strength, size of machining allowance), and also on the operational resistance of the molds.
Основная проблема в этом случае состоит в необходимости разработки такого состава покрытия, которое отличается как высокой термостойкостью и хорошей кроющей способностью, обеспечивающими высокую чистоту поверхности отливки, так и защитными теплоизолирующими свойствами, позволяющими продлить срок службы дорогостоящих крупногабаритных изложниц.The main problem in this case is the need to develop such a coating composition that is distinguished by both high heat resistance and good hiding power, providing high surface finish of the casting, and protective heat-insulating properties, which extend the life of expensive large-sized molds.
В настоящее время при изготовлении крупногабаритных заготовок из чугуна и стали методом центробежного литья получили широкое применение теплоизоляционные покрытия на основе сыпучих материалов: диатомита и бентонита (пат. РФ №2089326) или диоксид циркония с индустриальным маслом (пат. РФ №2297300), а также смеси кварцита, окиси магния, окислов кальция, железа, карбида кремния, графита, диоксида циркония и связующего (пат. РФ №2258577).Currently, in the manufacture of large-sized billets of cast iron and steel by centrifugal casting, thermal insulation coatings based on granular materials: diatomite and bentonite (US Pat. RF No. 2089326) or zirconia with industrial oil (US Pat. RF No. 2297300), and also a mixture of quartzite, magnesium oxide, oxides of calcium, iron, silicon carbide, graphite, zirconium dioxide and a binder (US Pat. RF №2258577).
Несмотря на высокие теплоизолирующие свойства указанных покрытий все они обладают рядом серьезных недостатков:Despite the high heat-insulating properties of these coatings, they all have a number of serious drawbacks:
- отсутствие ровной поверхности, бугристость;- lack of a flat surface, tuberosity;
- резко выраженный пригар на поверхности отливки;- pronounced burning on the surface of the casting;
- сравнительно высокая толщина слоя покрытия (4-8 мм);- a relatively high coating layer thickness (4-8 mm);
- разрушение покрытия и его вымывание при заливке металла;- destruction of the coating and its leaching when pouring metal;
- высокая трудоемкость при извлечении отливки.- high complexity when removing the casting.
Указанные недостатки приводят к увеличению припуска отливки на механообработку и значительному их браку из-за неравномерного отбела рабочего слоя, а также затрудняют извлечение заготовок из изложницы.These shortcomings lead to an increase in the allowance of the casting for machining and their significant marriage due to uneven bleaching of the working layer, and also make it difficult to remove the workpieces from the mold.
Поэтому наиболее рациональным покрытием, обеспечивающим решение настоящей проблемы, является использование его в виде литейной краски, способной устранить недостатки сыпучего покрытия и в то же время, обладая высокой термостойкостью и защитными теплоизолирующими свойствами, иметь высокие физико-механические свойства, позволяющие противостоять от разрушения усилиям, возникающим при взаимодействии струи металла при ее заливке с поверхностью покрытия на внутренней поверхности вращающейся формы.Therefore, the most rational coating that provides a solution to this problem is to use it in the form of foundry paint, which can eliminate the shortcomings of a free-flowing coating and at the same time, having high heat resistance and protective heat-insulating properties, have high physical and mechanical properties that allow it to withstand stress arising from the interaction of a metal jet during its pouring with the coating surface on the inner surface of a rotating form.
В связи с этим требования к литейной краске на внутренней поверхности крупногабаритной изложницы сводятся к следующему:In this regard, the requirements for casting paint on the inner surface of a large-sized mold are as follows:
- высокий уровень прочности к истиранию в пределах 0,8-1,2 кг/мм2;- a high level of abrasion resistance in the range of 0.8-1.2 kg / mm 2 ;
- высокая термостойкость, обеспечивающая чистоту поверхности отливки;- high heat resistance, ensuring a clean surface of the casting;
- достаточная толщина слоя краски - до 2,0 мм;- sufficient thickness of the paint layer - up to 2.0 mm;
- вязкость по ВЗ-4 - 11,0-12,0 с;- viscosity according to VZ-4 - 11.0-12.0 s;
- высокая седиментационная устойчивость 80-85%;- high sedimentation stability of 80-85%;
- хорошая кроющая способность;- good hiding power;
- отсутствие токсичных компонентов.- lack of toxic components.
Известен состав антипригарной краски, используемой для покраски кокилей при изготовлении чугунных отливок, типа мелющих тел (патент РФ №2164457), отличающейся тем, что дополнительно содержит электрокорунд, огнеупорную глину и каолин при следующем соотношении компонентов, мас.%:The known composition of non-stick paint used for painting chill molds in the manufacture of cast iron castings, such as grinding bodies (RF patent No. 2164457), characterized in that it further comprises electrocorundum, refractory clay and kaolin in the following ratio of components, wt.%:
Недостатком указанного состава краски является наличие пригара на поверхности отливок, а также недостаточная толщина слоя покрытия (0,1-0,5 мм), что приводит к вымыванию краски при заливке больших масс металла (10-25 т) и, как следствие, к привариванию отливки к изложнице и ее разрушению.The disadvantage of this paint composition is the presence of a burn on the surface of the castings, as well as the insufficient thickness of the coating layer (0.1-0.5 mm), which leads to leaching of the paint when pouring large masses of metal (10-25 tons) and, as a result, welding the casting to the mold and its destruction.
Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению (прототип) является патент (РФ №2254203) на состав краски с добавлением поверхностно-активного вещества, в качестве которого используется алкилсиликонаты натрия (этилсиликонат натрия или метилсиликонат натрия) в количестве 0,015-0,1% от суммы компонентов смеси.The closest technical solution to the claimed invention (prototype) is a patent (RF No. 2254203) for a paint composition with the addition of a surfactant, which is sodium alkyl siliconates (sodium ethyl siliconate or sodium methyl siliconate) in an amount of 0.015-0.1% of the total components of the mixture.
Недостатком прототипа является более низкая прочность краски по сравнению с аналогом, что приводит к уменьшению толщины слоя краски до 0,3 мм, которая дает удовлетворительные результаты при изготовлении мелких до 10 кг отливок (чугунные шары ⌀ 25-100 мм), но неприемлема при изготовлении крупных заготовок типа прокатных валков массой в несколько тонн из-за вымывания покрытия при заливке, оголения изложницы и, как следствие, приваривания к ней массивной отливки, а также появления трещин в отливке из-за высокой интенсивности охлаждения. По этой же причине при изготовлении массивных заготовок защитные теплоизоляционные свойства указанной в прототипе краски по отношению к изложнице настолько низки, что стойкость их по количеству отливок оценивается 2-4 штуки и их использование считается нерентабельным.The disadvantage of the prototype is the lower strength of the paint compared to the analogue, which leads to a decrease in the thickness of the paint layer to 0.3 mm, which gives satisfactory results in the manufacture of small up to 10 kg of castings (cast iron balls ⌀ 25-100 mm), but is unacceptable in the manufacture large workpieces such as rolling rolls weighing several tons due to leaching of the coating during pouring, exposure of the mold and, as a result, welding of a massive casting to it, as well as the appearance of cracks in the casting due to the high cooling rate. For the same reason, in the manufacture of massive blanks, the protective thermal insulation properties of the paint specified in the prototype with respect to the mold are so low that their resistance to the number of castings is estimated to be 2-4 pieces and their use is considered unprofitable.
Указанные недостатки, присущие прототипу, объясняются низкими прочностными свойствами краски и перенасыщенностью ее состава компонентами аналогичного по своим физико-механическим свойствам влияния на свойства краски.These disadvantages inherent in the prototype are explained by the low strength properties of the paint and the oversaturation of its composition with components of a similar effect on the properties of the paint in terms of their physical and mechanical properties.
Наличие жидкого стекла в составе прототипа в количестве 4,3-4,8% нецелесообразно при необходимости повышения толщины слоя краски, т.к. ее прочность при высоких температурах снижается.The presence of liquid glass in the composition of the prototype in the amount of 4.3-4.8% is impractical if necessary to increase the thickness of the paint layer, because its strength at high temperatures is reduced.
Предлагаемая краска в заявленном составе позволяет обеспечить наряду с чистотой поверхности отливки и высокие защитные по отношению к изложнице теплоизоляционные свойства, позволяющие наносить слои толщиной 1,1-2,0 мм краски на внутреннюю поверхность вращающейся крупногабаритной изложницы при заливке больших масс металла (10-25 т) с высокими прочностными характеристиками.The proposed paint in the claimed composition allows to ensure, along with the cleanliness of the surface of the casting, high thermal insulation properties with respect to the mold, allowing to apply layers with a thickness of 1.1-2.0 mm of paint on the inner surface of the rotating large mold when pouring large masses of metal (10-25 r) with high strength characteristics.
Указанный технический результат достигается тем, что в противопригарной теплоизоляционной краске для изложниц центробежного литья, содержащей цирконовый порошок, бентонит, поверхностно-активное вещество (диспергатор) и воду, в качестве диспергатора применяется пенообразователь на основе α-алифинов и пенорегулятор на основе полиметилполисилаксанов в соотношении 1,0:0,1 при следующем содержании компонентов, мас.%:The specified technical result is achieved by the fact that in a non-stick heat-insulating paint for centrifugal casting molds containing zircon powder, bentonite, a surfactant (dispersant) and water, a foaming agent based on α-aliphins and a foam regulator based on polymethylpolysilaxanes in a ratio of 1 are used as a dispersant , 0: 0.1 in the following content of components, wt.%:
Добавление диспергатора, содержащего пенообразователь и пеногаситель, позволяет регулировать состоянием суспензии, ограничивая чрезмерное образование пены в краске.Adding a dispersant containing a foaming agent and antifoam, allows you to adjust the state of the suspension, limiting the excessive formation of foam in the paint.
Одновременно с этим компоненты диспергатора, адсорбируясь на частицах цирконового порошка и бентонита, способствуют снижению вязкости раствора путем вытеснения связанной воды в суспензию без изменения ее общего влагосодержания и снижения седиментационной устойчивости. Наличие в составе краски цирконового порошка в количестве 70-75% в качестве наполнителя способствует повышению ее термостойкости и улучшению качества поверхности отливок.At the same time, the components of the dispersant, adsorbed on particles of zircon powder and bentonite, help to reduce the viscosity of the solution by displacing the bound water into the suspension without changing its overall moisture content and reducing sedimentation stability. The presence in the paint composition of zircon powder in an amount of 70-75% as a filler helps to increase its heat resistance and improve the surface quality of castings.
Бентонит в качестве связующего в заявленном соотношении компонентов в количестве 2,5-4,5% обеспечивает наряду с действием диспергатора высокую прочность суспензии после тепловой обработки, что позволяет наносить слой краски на внутренней поверхности изложницы толщиной до 2,0 мм и этим самым обеспечить защиту изложниц от разрушающего напора заливаемого металла.Bentonite as a binder in the claimed ratio of components in an amount of 2.5-4.5% provides, along with the dispersant, a high suspension strength after heat treatment, which allows you to apply a paint layer on the inner surface of the mold up to 2.0 mm thick and thereby provide protection molds from the destructive pressure of the poured metal.
Изменения соотношения пенообразователя и пеногасителя в составе краски меньше или больше чем 1,0:0,1 приводят к ухудшению состояния суспензии по вязкости и ее седиментационной устойчивости.Changes in the ratio of the foaming agent and antifoam in the paint composition less or more than 1.0: 0.1 lead to a deterioration in the state of the suspension in viscosity and its sedimentation stability.
Увеличение содержания диспергатора в краске сверх 0,20% понижает вязкость суспензии сверх требуемых по техническим условиям значений, а понижение более 0,11% увеличивает ее.An increase in the content of dispersant in the paint in excess of 0.20% lowers the viscosity of the suspension in excess of the values required by the technical conditions, and a decrease of more than 0.11% increases it.
При содержании цирконового порошка в заявленном составе краски ниже 70% уменьшается ее термостойкость, что ведет к ухудшению чистоты поверхности отливок и появлению шероховатости, а при содержании цирконового порошка выше 75% уменьшается седиментационная устойчивость покрытия, что приводит к расслоению краски.When the content of zircon powder in the claimed paint composition is lower than 70%, its heat resistance decreases, which leads to a deterioration in the surface finish of castings and the appearance of roughness, and when the content of zircon powder above 75% decreases the sedimentation stability of the coating, which leads to delamination of the paint.
При содержании бентонита в заявленном составе краски ниже 1,5% нарушается гомогенность суспензии и ухудшается ее кроющая способность, при этом прочность покрытия снижается.When the content of bentonite in the claimed composition of the paint is below 1.5%, the homogeneity of the suspension is violated and its hiding power deteriorates, while the coating strength decreases.
Завышение содержания бентонита сверх 4,5% приводит к рыхлости покрытия и его разрушению при заливке металла. В таблице 1 и 2 приведены составы и основные свойства предлагаемой краски по сравнению с прототипом.An overestimation of the bentonite content in excess of 4.5% leads to friability of the coating and its destruction upon pouring the metal. Table 1 and 2 shows the compositions and basic properties of the proposed paint in comparison with the prototype.
Пример использования предлагаемой краскиAn example of the use of the proposed paint
Предварительно измельченный цирконовый порошок, а также бентонит в заявленных количествах смешиваются в смесителе валкового типа. В перемешанную сухую смесь добавляется вода с последующим выстаиванием в течение 24 часов.Pre-ground zircon powder, as well as bentonite in the declared amounts, are mixed in a roller type mixer. Water is added to the mixed dry mixture, followed by aging for 24 hours.
Полученная сухая смесь подается в растворомешалку, куда вводится диспергатор с добавлением воды и последующим перемешиванием для получения однородной суспензии.The resulting dry mixture is fed into a mixer, where a dispersant is added with the addition of water and subsequent stirring to obtain a homogeneous suspension.
Вязкость суспензии проверяется на отобранной пробе и должна составлять по ВЗ-4 11,0-12,0 с. Все применяемые материалы для приготовления краски не обладают токсичностью.The viscosity of the suspension is checked on the selected sample and should be 11.0-12.0 s according to VZ-4. All materials used for the preparation of paint are not toxic.
Подготовленная краска наносится методом пульверизации на внутреннюю поверхность предварительно нагретой до температуры 200-210°С изложницы в процессе ее вращения.The prepared paint is applied by spraying onto the inner surface of a mold pre-heated to a temperature of 200-210 ° C during its rotation.
Апробирование заявленного состава краски производилось при изготовлении биметаллических прокатных валков массой 15-25 т. При заливке рабочего слоя массивных валков из легированного чугуна со скоростью ~ 100 кг/с толщина слоя краски составляла 1,5-2,0 мм. Поверхность отливок, полученных с применением заявленного состава краски, отличалась ровным рельефом и не имела пригара, а внутренняя поверхность изложницы не имела сетки разгара и других дефектов.The claimed paint composition was tested in the manufacture of bimetallic rolling rolls weighing 15-25 tons. When pouring the working layer of massive alloyed iron rolls at a speed of ~ 100 kg / s, the paint layer thickness was 1.5-2.0 mm. The surface of the castings obtained using the claimed paint composition was characterized by a smooth relief and had no burn, and the inner surface of the mold had no heat grid and other defects.
Свойства полученных прокатных валков с использованием заявленного в изобретении состава противопригарной теплоизоляционной краски отвечали всем предъявляемым техническими условиями требованиям к их качеству.The properties of the obtained rolls using the composition of the non-stick heat-insulating paint declared in the invention met all the quality requirements of the technical specifications.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007139267/02A RU2355505C1 (en) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Antiburning-on heat insulating paint for rotary casting mould |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007139267/02A RU2355505C1 (en) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Antiburning-on heat insulating paint for rotary casting mould |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2355505C1 true RU2355505C1 (en) | 2009-05-20 |
Family
ID=41021626
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007139267/02A RU2355505C1 (en) | 2007-10-24 | 2007-10-24 | Antiburning-on heat insulating paint for rotary casting mould |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2355505C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102397982A (en) * | 2011-11-29 | 2012-04-04 | 朱小英 | Sand casting water-based coating |
| RU2453391C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ") | Antipenetration and low-conductivity coating for moulds of centrifugal casting |
| RU2478019C1 (en) * | 2011-08-23 | 2013-03-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Non-stick thermostable paint for sand and metal moulds (versions) |
| CN103100656A (en) * | 2012-12-11 | 2013-05-15 | 芜湖恒坤汽车部件有限公司 | Method for preparing quick-drying solid-mold casting coating material |
| RU2489225C2 (en) * | 2011-08-23 | 2013-08-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Non-stick thermally stable paint for sand and metal moulds (versions) |
| RU2671520C1 (en) * | 2017-12-25 | 2018-11-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Parting paint for foundry molds and rods |
| CN110508744A (en) * | 2019-09-20 | 2019-11-29 | 四川耀业科技股份有限公司 | A kind of production technology of the coating for being used to form cylinder jacket burr and burr cylinder sleeve |
-
2007
- 2007-10-24 RU RU2007139267/02A patent/RU2355505C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2453391C1 (en) * | 2011-06-08 | 2012-06-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Центральный научно-исследовательский институт технологии машиностроения" (ОАО НПО "ЦНИИТМАШ") | Antipenetration and low-conductivity coating for moulds of centrifugal casting |
| RU2478019C1 (en) * | 2011-08-23 | 2013-03-27 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Non-stick thermostable paint for sand and metal moulds (versions) |
| RU2489225C2 (en) * | 2011-08-23 | 2013-08-10 | Российская Федерация, От Имени Которой Выступает Министерство Промышленности И Торговли Российской Федерации | Non-stick thermally stable paint for sand and metal moulds (versions) |
| CN102397982A (en) * | 2011-11-29 | 2012-04-04 | 朱小英 | Sand casting water-based coating |
| CN103100656A (en) * | 2012-12-11 | 2013-05-15 | 芜湖恒坤汽车部件有限公司 | Method for preparing quick-drying solid-mold casting coating material |
| CN103100656B (en) * | 2012-12-11 | 2016-05-18 | 芜湖恒坤汽车部件有限公司 | A kind of preparation method of quick-drying full-mold casting coating |
| RU2671520C1 (en) * | 2017-12-25 | 2018-11-01 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Parting paint for foundry molds and rods |
| CN110508744A (en) * | 2019-09-20 | 2019-11-29 | 四川耀业科技股份有限公司 | A kind of production technology of the coating for being used to form cylinder jacket burr and burr cylinder sleeve |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2355505C1 (en) | Antiburning-on heat insulating paint for rotary casting mould | |
| CN104325067B (en) | High-temperature wear-resisting coating for casting and preparation method thereof | |
| JP5422196B2 (en) | Disappearance model coating composition and disappearance model casting method | |
| UA88342C2 (en) | sizing Composition for casting moulds | |
| Karimian et al. | Effect of pattern coating thickness on characteristics of lost foam Al–Si–Cu alloy casting | |
| JP6978404B2 (en) | Refractory for steel casting and plates for sliding nozzle equipment | |
| KR20140073576A (en) | Coating compositions for inorganic casting molds and cores, containing salts, and use thereof | |
| JP5063251B2 (en) | Alcohol-based coating composition for disappearance model | |
| CN107470551A (en) | A kind of mold wash and its compound method | |
| CN102407279A (en) | Method for preparing water-based coating for sand mold casting | |
| US3146113A (en) | Mould paint | |
| RU2378082C2 (en) | Aquatic antiburning refractory paste for casting moulds and rods | |
| RU2297300C1 (en) | Protecting-releasing coating and its application method | |
| JP4528366B2 (en) | Coating mold and coating method | |
| RU2453391C1 (en) | Antipenetration and low-conductivity coating for moulds of centrifugal casting | |
| JPS5844945A (en) | Mold coating material for prevention of carburization and sulfurization used for organic self-hardening mold | |
| RU2358827C1 (en) | Suspension for manufacturing of ceramic shell moulds into foundring by dispensable pattern | |
| Aćimović-Pavlović et al. | Ceramic Coating for Cast House Application | |
| RU2781346C1 (en) | Non-stick thermal insulation coating for centrifugal casting molds | |
| JP5701428B1 (en) | Paint structure | |
| RU2521540C2 (en) | Thermostable ceramic composite | |
| JP4549953B2 (en) | Coating agent composition | |
| RU2773245C1 (en) | Non-stick paint for casting molds and rods | |
| RU2634107C2 (en) | Protective coating for casting metal moulds | |
| SU839650A1 (en) | Protective coating for casting metallic moulds |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101025 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20130120 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20171025 |