RU2697680C1 - Противопригарная краска для песчаных форм и стержней, используемых при литье магниевых сплавов - Google Patents
Противопригарная краска для песчаных форм и стержней, используемых при литье магниевых сплавов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2697680C1 RU2697680C1 RU2018145007A RU2018145007A RU2697680C1 RU 2697680 C1 RU2697680 C1 RU 2697680C1 RU 2018145007 A RU2018145007 A RU 2018145007A RU 2018145007 A RU2018145007 A RU 2018145007A RU 2697680 C1 RU2697680 C1 RU 2697680C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- paint
- casting
- mold
- stick paint
- stick
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для получения фасонных отливок, в т.ч. крупногабаритных (более 1000 мм) в разовых песчаных формах из холоднотвердеющих смесей с синтетическими связующими (ХТС). Противопригарная краска содержит компоненты в следующем количестве, мас. %: молотая сера 2-5; поливинилбутираль 1-3; изопропиловый спирт 40-50; борная кислота 1-5; мелкодисперсный графит остальное. Техническим результатом изобретения является создание новой противопригарной краски для формы из ХТС, предназначенной для получения отливок из магниевых сплавов, в т.ч. с цирконием и редкоземельными элементами, обеспечивающей предотвращение взаимодействия магниевого сплава с материалом формы путем создания газовой изоляционной прослойки между металлом и формой и за счет образования на поверхности раздела отливка/форма химически инертной пленки. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области литейного производства, конкретно к составам противопригарных красок для литейных форм и стержней, используемых в производстве отливок из магниевых сплавов и может быть использовано для получения фасонных отливок в разовых песчаных формах из холоднотвердеющих смесей с синтетическими связующими (ХТС).
Сплавы на основе магния обладают хорошей прочностью и низким удельным весом, поэтому они часто применяются в авиакосмической промышленности, в частности в сложных литых деталях вертолетной трансмиссии и реактивных двигателей. Отливки для их изготовления в основном получают в разовых песчаных формах их ХТС. Основным недостатком магниевых сплавов является их высокая склонность к окислению и возгоранию на воздухе и в контакте с песчаной формой при температуре литья. Для предотвращения прямого контакта жидкого металла с песчаной формой применяют различные противопригарные краски и покрытия, наносимые на стенки литейной формы.
Конкретной областью исследования были литейные формы, изготовленные из кварцевого песка с применением литейного связующего, полимеризующегося в присутствии жидкого катализатора (отвердителя), т.н. no-bake процесс, на которые наносилась противопригарная краска. В формы заливался магниевый сплав МЛ19 (ГОСТ 2856-79), который содержит редкоземельные элементы, в т.ч. иттрий, и до 1 мас. % циркония.
Механизм защитного действия противопригарной краски может быть различным, как показано в статье Е.Н Каблова, И.Ю. Мухиной и В.А. Корчагина «Присадочные материалы для формовочных смесей при литье магниевых сплавов»/ Литейное производство, 2007, №5, с. 15-18:
- за счет создания газовой изоляционной прослойки между металлом и формой;
- за счет образования на поверхности отливки химически инертной пленки;
- за счет увеличения скорости теплоотдачи от поверхностных слоев отливки в форму;
- за счет комбинации этих механизмов.
Известно множество различных составов противопригарной краски для литейных форм и стержней, используемых при получении магниевых отливок.
Известно, что противопригарная краска для литейных форм и стержней для литья магниевых сплавов RU 2632753 (дата публикации 09.10.2017 г.), содержащая диоксид титана, олифу, уайт-спирит, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит олеофильный бентонит при следующем соотношении компонентов, мас. %: диоксид титана 15-45, олифа 3-15, олеофильный бентонит 0,5-10, уайт-спирит остальное.
Существенным недостатком этой краски является длительное время ее сушки и отсутствие в ее составе компонентов, способствующих образованию газовой изоляционной прослойки между заливаемым сплавом и формой или плотной оксидной плены на поверхности сплава. Кроме того, магний способен вступать в химическую реакцию с бентонитом, что при литье крупногабаритных отливок может привести к ухудшению качества поверхности и загрязнению расплава неметаллическими включениями.
Также известен состав противопригарного покрытия, описанного в патенте CN 101279356А (Дата публикации 14.05.2008 г.), содержащего от 2 до 20% оксида циркония, от 3 до 15% борной кислоты, от 2 до 10% порошка мела, от 0,5 до 6,5% жидкого стекла, от 0,5 до 5% графитового порошка и остальное вода. Существенным недостатком этой краски является наличие большого количества воды, что затрудняет ее использование в большинстве форм из ХТС, поскольку повышение влажности ХТС формы приводит к ее разупрочнению.
Этого недостатка лишены спиртовые покрытия, например описанное в патенте CN 101985156 А (Дата публикации 08.11.2010 г.) спиртовое покрытие для литья магниевого сплава, которое включает следующие компоненты в массовых частях: 5 частей триоксида железа, 60 частей спирта, 2 части аттапульгита (AT), 1 часть фенольной смолы, 1 часть дигидрофосфата алюминия, 1 часть бентонита и 1 часть борной кислоты. Существенным недостатком этой краски является наличие оксида железа, которое вредно для сплавов магния с редкоземельными элементами, что затрудняет ее использование для литья сплавов типа МЛ19.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемым результатам к заявляемой краске является противопригарная краска для литейных форм и стержней RU 2632313 (Дата публикации 03.10.2017), состава, мас. %:
изопропиловый спирт | 43 |
поливинилбутираль | 2-3 |
смесь природного и активированного графита при соотношении 1:1 | - остальное. |
Краска разработана для изготовления отливок из чугуна. Главным ее недостатком является неприменимость при литье крупногабаритных отливок из магниевых сплавов из-за отсутствия компонентов повышающих прочность оксидной плены на границе расплав/форма.
Техническим результатом изобретения является создание новой краски для формы из ХТС, предназначенного для литья магниевых сплавов, в т.ч. с цирконием и редкоземельными элементами, предназначенного для предотвращения взаимодействия магниевого сплава с материалом формы путем создания газовой изоляционной прослойки между металлом и формой и за счет образования на поверхности раздела отливка/форма химически инертной пленки. Технически это достигается тем, что противопригарное покрытие содержит компоненты в следующем количестве, мас. %:
при этом должны выполняться следующие условия:
а) Вязкость краски должна обеспечивать комфортное равномерное нанесение ее на поверхность формы без образования подтеков и наплывов;
б) Нанесенная краска должна иметь достаточную прочность нанесенного слоя, без излишнего газовыделение, приводящего к образованию газовых дефектов в поверхностном слое отливки, контактирующем с краской.
Выполнение этих условий возможно при содержании изопропилового спирта от 40-50%, т.к. содержание менее 40% приводит к повышению вязкости краски, что усложняет ее нанесение, а более 50% приводит к образованию подтеков краски на окрашиваемой поверхности в процессе нанесении.
Содержание поливинилбутираля 1-3% обусловлено, тем, что менее 1% компонента не обеспечивает достаточной прочности слоя краски, а более 3% поливинилбутираля приводят к повышеннию газовыделения при заливке формы и ухудшению качества поверхности отливки.
Улучшение поверхности отливки за счет противопригарного покрытия происходит за счет ввода ингибитора горения (молотая сера), который, за счет взаимодействия с магниевым расплавом в процессе заполнения литейной формы, обеспечивает формирование прочной оксидно-сульфидной плены на границе расплав-форма, которая предотвращает химическое взаимодействие магния с материалом формы.
Присутствие в составе краски борной кислоты позволяет создать на поверхности частиц огнеупорного наполнителя формы (кварцевого песка) стекловидную пленку, содержащую борный ангидрид, защищающую кварц от контакта с магниевым расплавом.
Присутствие в составе краски мелкодисперсного графита позволяет регулировать вязкость краски и улучшить поверхность получаемых отливок за счет уменьшения шероховатости окрашенной поверхности.
Приготовление краски осуществляется следующим образом. В краскомешалку заливают изопропиловый спирт, борную кислоту и связующее (поливинилбутираль), перемешивают до полного растворения поливинилбутираля и борной кислоты, после чего загружают графит и молотую серу и продолжают перемешивание до получения однородной массы. Способ нанесения покрытия и его сушки определяется технологией изготовления формы или стержня.
Предлагаемые и известное покрытия были опробованы в условиях ПАО «ОДК-Кузнецов» г. Самара при изготовлении отливок «Корпус» массой 44 кг и максимальным габаритом ∅1022 мм и «Крышка» массой 14 кг и максимальным габаритом ∅720 мм из сплава МЛ19. В ходе испытаний была произведена покраска форм, выполненных из песчано-смоляной смеси (Pep-set процесс). Окрашивание осуществлялось пульверизатором. Сушка краски осуществлялась путем поджигания краски после нанесения. В процессе выгорания связующего происходит прогрев окрашенных поверхностей формы.
После окрашивания предлагаемым покрытием следов загара на отливке не наблюдалось.
Сущность изобретения состоит в следующем:
Разработан состав противопригарной краски на неводной основе для покраски формообразующих поверхностей литейных форм и стержней, изготовленных из ХТС с использованием синтетических связующих, предназначенных для получения фасонных отливок, в т.ч. и крупногабаритных, из магниевых сплавов.
Применение спирта в качестве растворителя позволяет применять краску для любых литейных форм и стержней изготовленных из ХТС с использованием синтетических связующих.
Поливинилбутираль в качестве связующего позволяет достигнуть необходимой прочности защитного покрытия.
Молотая сера, входящая в состав краски обеспечивает создание защитной газовой среды при контакте магниевого расплава с окрашенной поверхностью.
Борная кислота, растворенная в краске, равномерно распределяется в слое противопригарной краски и, в контакте с расплавленным металлом, создает стекловидный защитный слой, защищающий магниевый расплав от прямого контакта с магниевым расплавом. Также для этой цели может быть использован тетрафторборат калия, однако он мало растворяется в спирте и, поэтому, менее предпочтителен, чем борная кислота.
Мелкодисперсный графит обеспечивает оптимальную вязкость противопригарной краски, уменьшает шероховатость поверхности отливки и создает благоприятные условия для получения на окрашиваемой поверхности формы равномерного защитного слоя краски достаточной толщины без дефектов и подтеков.
Краска может быть использована для литья любых магниевых сплавов, применяемых в современном литейном производстве.
Claims (2)
- Противопригарная краска на неводной основе для покраски формообразующих поверхностей литейных форм и стержней, состоящая из молотой серы, поливинилбутираля в качестве связующего, изопропилового спирта в качестве растворителя, борной кислоты и мелкодисперсного графита, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
-
Молотая сера 2-5 Поливинилбутираль 1-3 Изопропиловый спирт 40-50 Борная кислота 1-5 Мелкодисперсный графит остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018145007A RU2697680C1 (ru) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | Противопригарная краска для песчаных форм и стержней, используемых при литье магниевых сплавов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018145007A RU2697680C1 (ru) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | Противопригарная краска для песчаных форм и стержней, используемых при литье магниевых сплавов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2697680C1 true RU2697680C1 (ru) | 2019-08-16 |
Family
ID=67640572
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018145007A RU2697680C1 (ru) | 2018-12-19 | 2018-12-19 | Противопригарная краска для песчаных форм и стержней, используемых при литье магниевых сплавов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2697680C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785562C1 (ru) * | 2022-09-26 | 2022-12-08 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1184601A1 (ru) * | 1984-04-24 | 1985-10-15 | Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Литейного Производства | Противопригарна краска дл литейных форм и стержней |
RU2574615C1 (ru) * | 2014-11-26 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Противопригарная краска для литейных форм и стержней |
RU2632313C1 (ru) * | 2016-11-22 | 2017-10-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Противопригарная краска для литейных форм и стержней |
-
2018
- 2018-12-19 RU RU2018145007A patent/RU2697680C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1184601A1 (ru) * | 1984-04-24 | 1985-10-15 | Всесоюзный Проектно-Технологический Институт Литейного Производства | Противопригарна краска дл литейных форм и стержней |
RU2574615C1 (ru) * | 2014-11-26 | 2016-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" | Противопригарная краска для литейных форм и стержней |
RU2632313C1 (ru) * | 2016-11-22 | 2017-10-03 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Противопригарная краска для литейных форм и стержней |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2785562C1 (ru) * | 2022-09-26 | 2022-12-08 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней |
RU2819696C1 (ru) * | 2023-04-25 | 2024-05-22 | Публичное акционерное общество "ОДК-Кузнецов" | Раствор для улучшения смачивания поверхности восковых моделей для литья по выплавляемым моделям |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105964891B (zh) | 一种具有高流动性的磷酸盐无机粘结剂砂及其制备方法 | |
RU2697680C1 (ru) | Противопригарная краска для песчаных форм и стержней, используемых при литье магниевых сплавов | |
US4113499A (en) | Suspension for making molds in disposable pattern casting | |
KR840000923B1 (ko) | 주형 처리용 합성물 | |
RU2532764C1 (ru) | Способ изготовления многослойных оболочковых литейных форм по выплавляемым моделям | |
US11027328B2 (en) | Refractory coating composition for making facings on temporary molds or on cores for iron and steel casting operations | |
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 | |
RU2670115C1 (ru) | Связующее для изготовления керамических форм, используемых для литья по выплавляемым моделям жаропрочных сплавов, и способ получения связующего для изготовления керамических форм, используемых для литья по выплавляемым моделям жаропрочных сплавов | |
US3093494A (en) | Preparation of molded articles | |
RU2689473C1 (ru) | Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней | |
RU2763056C1 (ru) | Состав для приготовления противопригарного покрытия для литейных форм и стержней и противопригарное покрытие на его основе | |
RU2748251C1 (ru) | Способ изготовления керамических форм и стержней по постоянным моделям | |
SU593647A3 (ru) | Смесь дл изготовлени литейных форм и стержней | |
WO2020086040A2 (en) | A coating for casting moulds and cores and a production method for the coating | |
SU1310090A1 (ru) | Суспензи дл изготовлени форм по выплавл емым модел м | |
RU2157292C1 (ru) | Способ изготовления керамических форм и стержней по постоянным моделям | |
US598632A (en) | Samuel johnston | |
JPS5858955A (ja) | 鋳型の通気性の改善法 | |
RU2781346C1 (ru) | Противопригарное теплоизоляционное покрытие для изложниц центробежного литья | |
RU2773245C1 (ru) | Противопригарная краска для литейных форм и стержней | |
RU2784436C1 (ru) | Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней | |
SU810356A1 (ru) | Смесь дл изготовлени литейныхфОРМ и СТЕРжНЕй пО пОСТО ННыММОдЕл М | |
JPS6125452B2 (ru) | ||
SU495154A1 (ru) | Флюс дл поверхностного легировани отливок вольфрамом | |
RU2326750C1 (ru) | Смесь наливная самотвердеющая на цементном связующем для производства точных отливок |