RU2689473C1 - Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней - Google Patents
Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней Download PDFInfo
- Publication number
- RU2689473C1 RU2689473C1 RU2018136196A RU2018136196A RU2689473C1 RU 2689473 C1 RU2689473 C1 RU 2689473C1 RU 2018136196 A RU2018136196 A RU 2018136196A RU 2018136196 A RU2018136196 A RU 2018136196A RU 2689473 C1 RU2689473 C1 RU 2689473C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxide
- coating
- refractory
- aluminosilicate catalyst
- spent
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C3/00—Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns
Abstract
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении стальных и чугунных отливок. Противопригарное покрытие содержит (мас.%): огнеупорный наполнитель в виде отработанного алюмосиликатного катализатора ИМ-2201 (85,0-87,0), неорганическое связующее в виде формовочной огнеупорной глины (2,0-3,0), органическое связующее в виде технического лигносульфоната (4,0-5,0), вода техническая (остальное). Использование отработанного алюмосиликатного катализатора ИМ-2201 в качестве огнеупорного наполнителя за счет наличия тугоплавкого оксида хрома и оксида алюминия позволяет улучшить технологические свойства покрытия и снизить пригар на отливках. Обеспечивается улучшение качества поверхности отливок. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам противопригарных покрытий для форм и стержней, преимущественно при получении стальных и чугунных отливок.
Известен состав противопригарного покрытия (краски) [SU. авт. свид. №766731, В22С 3/00, опубл. 30.09.1980], который включает в себя цирконовый концентрат (огнеупорный наполнитель) - 20-28%; жидкое стекло - 18-20%; молотый шамот - 4-6%; оксид железа 1-2%; контакт Петрова - 0,10-0,30% и воду - остальное. Авторы утверждают, что данная литейная краска способствует снижению пригара при производстве стальных отливок и улучшает условия смачивания противопригарным покрытием литейной формы за счет уменьшения вязкости суспензии. Краска содержит большое количество жидкостекольного связующего (18-20%), что снижает ее термостойкие характеристики. При таком большом количестве жидкостекольного связующего в составе покрытия совместно с оксидом железа и шамотом снижается его противопригарный эффект. Следует отметить, что такие типы красок (с содержанием шамота с оксидом железа) имеют малую поверхностную прочность, большое количество микропор и микротрещин, которые при воздействии высокой температуры расплавленного металла раскрываются и нарушают целостность покрытия.
Известно защитное покрытие [SU. авт. свид. №1526881, В22С 3/00, опубл. 07.12.1989]. Состав покрытия включает, мас. %: огнеупорную глину - 2-10, металлофосфатное связующее - 10-16, карбид кремния - 10-25, серебристый графит - 5-8 и отработанный алюмосиликатный катализатор (огнеупорный наполнитель) - отход при производстве синтетического каучука - остальное. При этом в качестве металлофосфатного связующего используют однозамещенный алюмофосфат. Реализация покрытия позволяет повысить прочность покрытия, его термостойкость и живучесть. Недостатком использования металлофосфатного связующего является то, что в процессе высокотемпературного нагрева оно может взаимодействовать с бентонитовой глиной, образуя при этом спекшуюся массу, что затруднит выбиваемость литейных форм и стержней и форм.
Известно противопригарное покрытие (краска) [SU. авт. свид. №2048952, В22С 3/00, опубл. 27.11.1995] следующего состава: электрокорунд - 58,0-62,0%, ультрадисперсный порошок оксида алюминия - 1,4-1,8%, поливинилбутираль - 1,5-2,2%, растворитель 646 - остальное. Недостатком противопригарного покрытия является то, что состав содержит дорогостоящие компоненты, к которым относится электрокорунд, применяемый в качестве огнеупорного наполнителя, а также токсичные органические связующие и растворитель.
Известно противопригарное покрытие для литейных форм и стержней [SU. авт. свид. №2151019, 7 В22С 3/00, опубл. 20.06.2000] следующего состава: огнеупорный наполнитель (пылевидный кварц, циркониевый концентрат, кристаллический графит) - 42,0-55,5%, стабилизатор (формовочная глина, бентонит) - 4,0-5,0%, жидкостекольное связующее - 2,5-6,5%, сульфат алюминия - 0,048-0,08%, вода - остальное. Авторы утверждают, что использование в составе покрытия сульфата алюминия в качестве модификатора жидкостекольного связующего обеспечивает снижение расхода жидкостекольного связующего, повышение термической стойкости покрытия и улучшения его технологических и служебных свойств.
Недостатком данного противопригарного покрытия является то, что при сушке противопригарных красок на циркониевом концентрате в покрытиях образуются макро- и микротрещины за счет возникновения внутренних напряжений, релаксация которых затруднена. Образование трещин вызывает необходимость повторной окраски, а увеличение толщины покрытия не исключает его отслоения при заливки жидким металлом. Указанные дефекты окрашенных форм и стержней способствуют образованию просечек металла и усиливают пригар, требующего больших трудозатрат на его устранение. Циркониевый концентрат - дорогой и дефицитный материал и его поставки связаны с высокими транспортными расходами.
Использование тонкодисперсного пылевидного кварца в качестве огнеупорного наполнителя ограниченно санитарными нормами.
Известно противопригарное покрытие (краска) следующего состава: алюмосиликатный катализатор ИМ-2201 - 40,0-41,0%, пылевидный кварц - 4,5-5,0%, глина формовочная - 6,5-7,0%, жидкое стекло - 1,5-4,0%, вода техническая - 44,5-56% (Баранов О.Г. «Исследование и разработка противопригарных покрытий на модифицированном жидкостекольном связующем»: Автореф… дис. кан. техн. наук. - Челябинск. 1997. - с. 9).
Недостатком данного противопригарного покрытия (краски) является невысокое содержание алюмосиликатного катализатора ИМ-2201 в составе, что снижает его противопригарный эффект.
Наличие в составе жидкостекольного связующего до 4% снижает прочностные характеристики противопригарного покрытия при высоких температурах.
Известна противопригарная краска для литейных форм и стержней следующего состава [SU. авт. свид. №2574615, B22C 3/00, опубл. 10.02.2016]: цирконовый концентрат - 60-67%, бентонит - 1-3%, лигносульфонат технический - 2-5%, мыло хозяйственное - 2-5%, вода - остальное. Авторы утверждают, что противопригарная краска обеспечивает улучшение технологических и эксплуатационных характеристик.
Недостатком указанного состава является использование цирконового концентрата - дорого и дефицитного материала.
В качестве прототипа принято противопригарное покрытие следующего состава [SU. авт. свид. №2336968, В22С 3/00, опубл. 27.10.2008]: регенерированный продукт абразивного производства - 80,0-87%, неорганическое связующее (формовочная огнеупорная глина) - 5,0-6,0%, органическое связующее (технический лигносульфанат (ЛСТ)) - 6,0-7,0%, вода - остальное. Недостатком противопригарного покрытия является сравнительно невысокое содержание Al2O3 - 63,0-68,0 в составе огнеупорного наполнителя регенерированного продукта абразивного производства, что может привести к снижению термической стойкости покрытия. Дополнительным фактором, затрудняющим использование регенерированного продукта абразивного производства, является его мелкодисперсность (размер частиц 3-6 мкм).
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение термической стойкости противопригарного покрытия за счет тугоплавкого оксида хрома (III) и большего процента содержания оксида алюминия в составе огнеупорного наполнителя, улучшение технологических и служебных свойств краски, образующей покрытие, предотвращение образования пригара на отливках при одновременном снижении себестоимости отливок.
Техническим результатом, на решение которого направлено изобретение, является снижение уровня внутренних напряжений в покрытиях, значительно уменьшающих возможность образования просечек металла и трудноудаляемого пригара на отливках.
Указанная задача решается тем, что противопригарное покрытие для литейных форм и стержней, содержащее огнеупорный наполнитель, связующее неорганического и органического происхождения и воду, согласно изобретению, в качестве огнеупорного наполнителя содержит отработанный алюмосиликатный катализатор ИМ-2201, являющийся отходом производства синтетического каучука при следующем соотношении ингредиентов, мас. %:
Отработанный алюмосиликатный катализатор ИМ-2201 | 85,0-87,0 |
Неорганическое связующее - формовочная огнеупорная глина | 2,0-3,0 |
Органическое связующее - технический лигносульфонат (ЛСТ) | 4,0-5,0 |
Вода техническая | Остальное. |
Отработанный алюмосиликатный катализатор ИМ-2201 представляет собой отработанный катализатор при получении синтетического каучука. Это порошок серо-зеленого цвета, который имеет следующий состав, мас. %:
оксид алюминия Al2O3 | 70-75 |
оксид хрома (III) Cr2O3 | 15-22 |
оксид железа (III) Fe2O3 | 0,7-0,8 |
оксид кальция СаО | 0,3-0,4 |
оксид магния MgO | 0,3-0,4 |
оксид калия K2O | 0,4-0,5 |
оксид натрия Na2O | 0,4-0,5 |
оксид кремния (IV) SiO2 | остальное |
Гранулометрический состав отработанного алюмосиликатного катализатора ИМ-2201 представлен в таблице 1:
Данные таблицы 1 указывают на то, что материал представляет высокодисперсный порошок, который не требует предварительного дополнительного помола, просева и других операций подготовки для приготовления противопригарных красок и готов к использованию в виде поставки.
Продукт обладает высокой огнеупорностью, нерадиоактивен, не горюч, не токсичен, с неограниченным сроком хранения, прошел экологическую экспертизу и допущен к использованию в качестве огнеупорного наполнителя в противопригарных красках, не дефицитен.
Отработанный алюмосиликатный катализатор ИМ-2201, содержащий 70-75% оксида алюминия и 15-22% оксида хрома (III), имеет температуру плавления около 1900°C. Температура плавления входящих в него ингредиентов равна: Al2O3 - 2050°C, Cr2O3 - 2100°C, СаО - 2600°C, MgO - 2800°C, SiO2 - 1713°C [1, 2]. Наличие в составе катализатора тугоплавкого оксида хрома (III) обеспечивает повышение термической стойкости противопригарного покрытия.
В системе оксид алюминия - оксид кремния (IV) - оксид хрома (III) не образуются химические соединения, способствующие образованию химического пригара [3]. В системе FeO-Al2O3-Cr2O3 тройных химических соединений нет, следовательно, при взаимодействии жидкой стали с противопригарным материалом ИМ-2201 не образуются сложные химические соединения, способствующие образованию химического пригара.
Электронно-микроскопические исследования показали, что отработанный алюмосиликатный катализатор ИМ-2201 содержит мелкие дисперсные частицы как остроугольной, так и округлой формы, по сравнению с цирконовым концентратом, в котором преобладают кристаллы минерала остроугольной формы.
Сочетание мелких огнеупорных частиц остроугольной и округлой формы придают противопригарному покрытию на основе данного материала, наряду с высокими противопригарными свойствами, высокую трещиноустойчивость покрытия за счет релаксации напряжений в нем в процессе сушки или отверждения, а также в процессе заливки металлом формы.
Противопригарное покрытие готовилось следующим образом. В краскомешалку загружали расчетное количество компонентов покрытия. Перемешивание осуществлялось в течение 40-60 минут. На формы и стержни покрытие наносится в один слой или несколько слоев, в зависимости от массы отливки, одним из известных способов. Формы и стержни после покраски сушились 2-3 часа при температуре 180-200°C.
Данные о составе покрытий аналогов и заявляемого покрытия представлены в таблице 2. Данные о свойствах покрытий аналогов и заявляемого покрытия представлены в таблице 3.
Из таблицы 3 видно, что свойства полученного противопригарного покрытия удовлетворяют требованиям литейной технологии получения качественных отливок (отсутствие пригара, трещин, зазоров, плен и т.д.). За счет использования огнеупорного наполнителя, включающего тугоплавкие оксиды алюминия и хрома остроугольной и округлой формы, происходит улучшение технологических и служебных свойств краски, образующей покрытие, а также происходит релаксация внутренних напряжений, возникающих в покрытиях при отверждении и уменьшается возможность образования пригара на отливках при одновременном снижении себестоимости отливок.
Увеличение или уменьшение содержания входящих в состав покрытия компонентов за указанные пределы может привести к увеличению пригара и ухудшению качества поверхности отливок.
Внедрение заявляемого состава противопригарного покрытия позволит улучшить качество поверхности отливок за счет снижения и ликвидации пригара, расширить сырьевую базу огнеупорных материалов для покрытий и снизить стоимость покрытия. Это позволит получить экономический эффект за счет снижения себестоимости производства отливок и сократить брак литья по вине форм и стержней.
Литература
1. Горшков, B.C. Физическая химия силикатов и других тугоплавких соединений / B.C. Горшков, В.Г. Савельев, Н.Ф. Федоров. - М.: Высшая школа, 1988. - 400 с.
2. Ткаченко, К.М. Противопригарные покрытия для форм и стержней / К.М. Ткаченко, Л.Ф. Кемлер, Н.И. Давыдов, Г.С. Балясникова. - М.: Машиностроение, 1968. - 96 с.
3. Эйтель, В. Физическая химия силикатов / В. Эйтель. - М.: Изд-во иностранной литературы, 1962. - 1056 с.
Claims (4)
1. Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней для получения стальных и чугунных отливок, содержащее огнеупорный наполнитель, неорганическое связующее в виде формовочной огнеупорной глины, органическое связующее в виде технического лигносульфоната и воду, отличающееся тем, что в качестве огнеупорного наполнителя оно содержит отработанный алюмосиликатный катализатор ИМ-2201, являющийся отходом производства синтетического каучука, при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
2. Покрытие по п. 1, отличающееся тем, что отработанный алюмосиликатный катализатор ИМ-2201 имеет следующий состав, мас.%:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018136196A RU2689473C1 (ru) | 2018-10-12 | 2018-10-12 | Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018136196A RU2689473C1 (ru) | 2018-10-12 | 2018-10-12 | Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2689473C1 true RU2689473C1 (ru) | 2019-05-28 |
Family
ID=67037140
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018136196A RU2689473C1 (ru) | 2018-10-12 | 2018-10-12 | Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2689473C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2722845C1 (ru) * | 2019-11-27 | 2020-06-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Противопригарная краска для литейных форм и стержней |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4167418A (en) * | 1977-09-26 | 1979-09-11 | Svirsky Lazar D | Protective coating for metal ingot molds and cores |
SU990398A1 (ru) * | 1981-09-17 | 1983-01-23 | Харьковский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Литейного Машиностроения,Литейной Технологии И Автоматизации Литейного Производства | Противопригарное покрытие дл литейных форм и стержней |
SU1154027A1 (ru) * | 1983-10-10 | 1985-05-07 | Харьковский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Литейного Машиностроения,Литейной Технологии И Автоматизации Литейного Производства | Суспензи дл изготовлени литейных форм по выплавл емым модел м |
RU2336968C1 (ru) * | 2007-02-21 | 2008-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней |
-
2018
- 2018-10-12 RU RU2018136196A patent/RU2689473C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4167418A (en) * | 1977-09-26 | 1979-09-11 | Svirsky Lazar D | Protective coating for metal ingot molds and cores |
SU990398A1 (ru) * | 1981-09-17 | 1983-01-23 | Харьковский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Литейного Машиностроения,Литейной Технологии И Автоматизации Литейного Производства | Противопригарное покрытие дл литейных форм и стержней |
SU1154027A1 (ru) * | 1983-10-10 | 1985-05-07 | Харьковский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Литейного Машиностроения,Литейной Технологии И Автоматизации Литейного Производства | Суспензи дл изготовлени литейных форм по выплавл емым модел м |
RU2336968C1 (ru) * | 2007-02-21 | 2008-10-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Уральский государственный университет" | Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2722845C1 (ru) * | 2019-11-27 | 2020-06-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" | Противопригарная краска для литейных форм и стержней |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102976771A (zh) | 一种耐高温轻质绝热浇注料 | |
KR102432071B1 (ko) | 주조 산업에 사용하기 위한 유기 에스테르 화합물 및 입자상, 비정질 이산화 규소를 포함하는 코팅 조성물 | |
CN110483084A (zh) | 一种六铝酸钙原位复合高温陶瓷材料及其制备方法 | |
KR102431208B1 (ko) | 주조 산업에서 산을 함유하는 코팅 조성물의 용도 | |
CN107417289A (zh) | 一种连铸中间包预制件浇注料及其制备方法 | |
CA2334725A1 (en) | Insulating refractory material | |
US3445250A (en) | Precision metal casting molds comprising alumina coated silica and a refractory | |
CN106830958A (zh) | 一种低铝低导热耐碱浇注料 | |
RU2689473C1 (ru) | Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней | |
CN106673672B (zh) | 一种制备铝水流槽用组合物以及一种铝水流槽及其制备方法 | |
US8007580B2 (en) | Material used to combat thermal expansion related defects in high temperature casting processes | |
JP5567353B2 (ja) | 球状耐火粒子及びそれからなる鋳物砂並びにそれを用いて得られた鋳型 | |
CN109020607A (zh) | 一种除尘灰陶粒砂及其制备方法与应用 | |
RU2378082C2 (ru) | Водная противопригарная огнеупорная паста для литейных форм и стержней | |
JP6317995B2 (ja) | 精密鋳造鋳型製造用スラリーのフィラー材及びそれを用いて得られたスラリー並びに精密鋳造鋳型 | |
WO2009062074A1 (en) | Material used to combat thermal expansion related defects in high temperature casting processes | |
JPS5844945A (ja) | 有機自硬性鋳型に用いる浸炭及び浸硫防止用塗型剤 | |
JPS6090867A (ja) | 改善された耐アルカリ性耐火組成物 | |
SU876249A1 (ru) | Суспензи дл изготовлени промежуточных и наружных слоев литейных многослойных керамических форм, получаемых по выплавл емым модел м | |
RU2547071C1 (ru) | Способ изготовления керамических оболочек для литья по удаляемым моделям | |
CN114836062B (zh) | 一种中间包镁质无磷涂抹料 | |
RU2058210C1 (ru) | Огнеупорный наполнитель для изготовления керамических литейных форм | |
RU2722845C1 (ru) | Противопригарная краска для литейных форм и стержней | |
RU2274510C1 (ru) | Суспензия для изготовления керамических форм по выплавляемым моделям | |
US3846145A (en) | Refractory articles for metal pouring tubes and the like |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20201013 |