RU2819959C1 - Release coating composition for casting metal moulds - Google Patents
Release coating composition for casting metal moulds Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819959C1 RU2819959C1 RU2023123712A RU2023123712A RU2819959C1 RU 2819959 C1 RU2819959 C1 RU 2819959C1 RU 2023123712 A RU2023123712 A RU 2023123712A RU 2023123712 A RU2023123712 A RU 2023123712A RU 2819959 C1 RU2819959 C1 RU 2819959C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- coating
- alkali
- aluminosilicates
- dolomite
- earth metals
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000005266 casting Methods 0.000 title abstract description 9
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 title description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims abstract description 30
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 13
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims abstract description 13
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims description 9
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims description 9
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 claims description 8
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims description 6
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 6
- FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxomagnesium;hydrate Chemical compound O.[Mg]=O.[Mg]=O.[Mg]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O FPAFDBFIGPHWGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 235000012222 talc Nutrition 0.000 claims 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 2
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 abstract 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 10
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 7
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 7
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к литейному производству, а именно, к изготовлению разделительных покрытий на основе огнеупорных наполнителей с жидкостекольным связующим, и может быть использовано для литья цветных металлов и сплавов в литейные металлические формы.The invention relates to foundry production, namely to the production of release coatings based on refractory fillers with a liquid-glass binder, and can be used for casting non-ferrous metals and alloys into foundry metal molds.
Известен состав краски для литейных пресс-форм и кокилей [Вейник А.И. Испытания кокильных красок на теплопроводность. / А.И. Вейник. - Москва: Машгиз, 1956. -232 с], содержащий, мас. %:The composition of the paint for foundry molds and chill molds is known [Veynik A.I. Testing of chill paints for thermal conductivity. / A.I. Veynik. - Moscow: Mashgiz, 1956. -232 pp], containing, wt. %:
- мел - 8,0;- chalk - 8.0;
- окись цинка - 5,5;- zinc oxide - 5.5;
- двуокись титана - 4,0;- titanium dioxide - 4.0;
- жидкое стекло - 4,5;- liquid glass - 4.5;
- вода - 78.- water - 78.
Данная краска обладает недостаточной прочностью слоя к истиранию не только при повышенной, но и при комнатной температурах, поэтому не обеспечивает требуемое количество отливок, получаемых в металлических литейных формах.This paint has insufficient layer strength to abrasion not only at elevated but also at room temperatures, and therefore does not provide the required number of castings obtained in metal casting molds.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является покрытие на основе двуокиси титана с размером частиц до 1 мкм, талька с размером частиц до 25 мкм, пылевидного кварца и сульфата бария с размером частиц до 6 мкм, при следующем соотношении компонентов, масс. %: двуокись титана 3-6, тальк 1-4, пылевидный кварц 0,5-2,0, сульфат бария 0,5-3,0, жидкое стекло 6-11, вода - остальное [патент RU 2604163, В22С 3/00, опубл. 10.12.2016].The closest to the stated technical solution is a coating based on titanium dioxide with a particle size of up to 1 micron, talc with a particle size of up to 25 microns, dusted quartz and barium sulfate with a particle size of up to 6 microns, with the following ratio of components, mass. %: titanium dioxide 3-6, talc 1-4, dusted quartz 0.5-2.0, barium sulfate 0.5-3.0, liquid glass 6-11, water - the rest [patent RU 2604163, B22C 3/ 00, publ. 12/10/2016].
Недостатком покрытия-аналога является недостаточная седиментационная устойчивость, что приводит к быстрому расслоению покрытия и вызывает трудности при его нанесении на поверхность литейной металлической формы.The disadvantage of the analogue coating is insufficient sedimentation resistance, which leads to rapid delamination of the coating and causes difficulties when applying it to the surface of a metal casting mold.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка разделительного покрытия, обладающего высокими технологическими свойствами, а именно седиментационной устойчивости, кроющей способности и прочность слоя покрытия к истиранию при температуре 400°С.The problem to be solved by the invention is the development of a release coating with high technological properties, namely sedimentation resistance, covering ability and abrasion resistance of the coating layer at a temperature of 400°C.
Достигается это тем, что в разделительном покрытии для литейных металлических форм содержащем в качестве наполнителя, имеющего фракцию -0,250 мм, доломит, тальк, алюмосиликаты щелочных и щелочно-земельных металлов (вермикулит, перлит, цеолит), красный шлам, пылевидный кварц при следующем соотношении компонентов, мас. %:This is achieved by the fact that in the separating coating for foundry metal molds containing as a filler having a fraction of -0.250 mm, dolomite, talc, aluminosilicates of alkali and alkaline earth metals (vermiculite, perlite, zeolite), red mud, pulverized quartz in the following ratio components, wt. %:
- доломит-до 5;- dolomite - up to 5;
- тальк-до 10;- talc-up to 10;
- алюмосиликаты щелочных и щелочно-земельных металлов (вермикулит, перлит, цеолит) - до 10;- aluminosilicates of alkali and alkaline earth metals (vermiculite, perlite, zeolite) - up to 10;
- красный шлам - до 1;- red mud - up to 1;
- пылевидный кварц - до 5;- dusty quartz - up to 5;
- жидкое стекло - 5-15;- liquid glass - 5-15;
- вода - остальное.- water - the rest.
Чешуйчатое строение талька придает поверхности покрытия эффект скольжения, что облегчает извлечение отливки из литейной металлической формы и уменьшает износ слоя покрытия. Введение талька в количестве более 10 мас. % повышает вязкость покрытия, что ухудшает процесс его нанесения на поверхность литейной металлической формы.The scaly structure of talc gives the coating surface a sliding effect, which makes it easier to remove the casting from a metal casting mold and reduces wear of the coating layer. Introduction of talc in an amount of more than 10 wt. % increases the viscosity of the coating, which worsens the process of applying it to the surface of a metal casting mold.
В качестве теплоизоляционных материалов используют доломит и алюмосиликаты щелочных и щелочно-земельных металлов (вермикулит, перлит, цеолит). Введение в состав покрытия доломита в количестве более 5 мас. % и алюмосиликатов щелочных и щелочно-земельных металлов (вермикулит, перлит, цеолит) в количестве более 10 мас. % приводит к повышению плотности и вязкости покрытия, что затрудняет равномерное нанесение покрытия на поверхность литейной металлической формы.Dolomite and aluminosilicates of alkali and alkaline earth metals (vermiculite, perlite, zeolite) are used as thermal insulation materials. Introduction of dolomite into the coating composition in an amount of more than 5 wt. % and aluminosilicates of alkali and alkaline earth metals (vermiculite, perlite, zeolite) in an amount of more than 10 wt. % leads to an increase in the density and viscosity of the coating, which makes it difficult to uniformly apply the coating to the surface of the metal casting mold.
Красный шлам используются в составе покрытия для обеспечения хорошей адгезии покрытия к поверхности металлической литейной формы. Введение в состав покрытия более 1 мас. % красного шлама является экономически не целесообразно, т.к. не улучшает физико-механических свойств покрытия.Red mud is used in the coating composition to ensure good adhesion of the coating to the surface of the metal casting mold. Introduction into the coating composition of more than 1 wt. % of red mud is not economically feasible, because does not improve the physical and mechanical properties of the coating.
Пылевидный кварц придает покрытию термическую стойкость (температура плавления 1713°С), тепловое расширение которого компенсируется теплоизоляционными свойствами талька (температура плавления 1530°С).Dust-like quartz imparts thermal resistance to the coating (melting point 1713°C), the thermal expansion of which is compensated by the thermal insulation properties of talc (melting point 1530°C).
Использование наполнителя указанного фракционного состава (фракция всех порошковых материалов должна составлять -0,250 мм) позволяет обеспечить покрытию хорошие технологические свойства и добиться улучшения качества поверхности отливок. Увеличение фракции входящих в состав покрытия порошков ведет к снижению седимен-тационной устойчивости покрытия за счет оседания тяжелых частиц, а также к неоднородности слоя покрытия на поверхности литейной металлической формы.The use of a filler of the specified fractional composition (the fraction of all powder materials should be -0.250 mm) makes it possible to provide the coating with good technological properties and improve the quality of the surface of castings. An increase in the fraction of powders included in the coating leads to a decrease in the sedimentation stability of the coating due to the settling of heavy particles, as well as to the heterogeneity of the coating layer on the surface of the casting metal mold.
Применение жидкого стекла в качестве связующего, особенно в сочетании с пылевидным кварцем и тальком, позволяет получить повышенную прочность слоя покрытия на поверхности литейных металлических форм. Пределы содержания жидкого стекла в составе покрытия определяются тем, что недостаточное его количество (менее 5%) приводит к снижению прочности покрытия. При содержании жидкого стекла в количестве более 15% влечет за собой растрескивание слоя покрытия при литейной металлической формы.The use of liquid glass as a binder, especially in combination with dusted quartz and talc, makes it possible to obtain increased strength of the coating layer on the surface of cast metal molds. The limits for the content of liquid glass in the coating composition are determined by the fact that an insufficient amount (less than 5%) leads to a decrease in the strength of the coating. When the liquid glass content is more than 15%, it results in cracking of the coating layer during the metal casting mold.
Изготовление покрытия может быть осуществлено следующим образом. Сухие компоненты (доломит, тальк, алюмосиликаты щелочных и щелочно-земельных металлов (вермикулит, перлит, цеолит), красный шлам, пылевидный кварц) при необходимости "измельчают и просеивают через сито -0,250 мм. После чего их смешивают и к полученной смеси добавляют жидкое стекло. Пасту разбавляют водой до получения заданной плотности.The production of the coating can be carried out as follows. Dry components (dolomite, talc, aluminosilicates of alkali and alkaline earth metals (vermiculite, perlite, zeolite), red mud, pulverized quartz) are, if necessary, crushed and sifted through a 0.250 mm sieve. After which they are mixed and liquid is added to the resulting mixture glass. The paste is diluted with water until the desired density is obtained.
Пример 1. Красный шлам измельчают в мельнице и просеивают через сито с размером ячейки - 0,250 мм, доломит, тальк, вермикулит, пылевидный кварц просеивают через сито с размером ячейки -0,250 мм. После чего все сухие компоненты смешивают (3,5 мас. % доломита, 5,5 мас. % талька, 5,3 мас. % вермикулита, 0,5 мас. % красного шлама) и к смеси добавляют 10 мас. % жидкого стекла. Все тщательно перемешивают. К полученной пасте добавляют 73% воды, и снова все перемешивают. Плотность покрытия составляет 1026 кг/м3.Example 1. Red mud is crushed in a mill and sifted through a sieve with a mesh size of -0.250 mm, dolomite, talc, vermiculite, pulverized quartz are sifted through a sieve with a mesh size of -0.250 mm. Then all the dry components are mixed (3.5 wt.% dolomite, 5.5 wt.% talc, 5.3 wt.% vermiculite, 0.5 wt.% red mud) and 10 wt.% is added to the mixture. % liquid glass. Mix everything thoroughly. 73% water is added to the resulting paste and everything is mixed again. The coating density is 1026 kg/ m3 .
В таблице 1 приведен состав и технологические свойства покрытия-прототипа (пример 1), в таблице 2 приведены составы покрытия и его технологические свойства с учетом заявляемых и заграничных пределов (примеры 2 - 13).Table 1 shows the composition and technological properties of the prototype coating (example 1), table 2 shows the composition of the coating and its technological properties, taking into account the declared and foreign limits (examples 2 - 13).
Плотность, вязкость и седиментационную устойчивостью определяют согласно ГОСТ 10772-78. Прочность на истирание также определяют согласно ГОСТ 10772-78, но к образцу предварительно подводят электрический ток, благодаря чему температура образца составляет 400°С.Методика скорректирована под специфику работы литейных металлических формы в их рабочих температур (рабочая температура литейных металлических формы, как правило, составляет 400°С)Density, viscosity and sedimentation resistance are determined according to GOST 10772-78. Abrasion strength is also determined according to GOST 10772-78, but an electric current is first applied to the sample, due to which the sample temperature is 400°C. The technique is adjusted to the specifics of the operation of metal casting molds at their operating temperatures (the operating temperature of metal casting molds is usually is 400°C)
Составы 1, 5, 6, 7 и 8 обладают неудовлетворительной кроющей способностью т.к. покрытие не образует на поверхности литейной формы ровного плотного слоя. Кроме того, данные покрытия обладают низкой прочностью к истиранию при температуре 400°С.Compositions 1, 5, 6, 7 and 8 have unsatisfactory covering power because the coating does not form an even, dense layer on the surface of the mold. In addition, these coatings have low abrasion resistance at a temperature of 400°C.
Составы 6 дополнительно обладают низкой седиментационной устойчивостью и прочность слоя покрытия к истиранию при температуре 400°С.Низкой седиментационной устойчивостью покрытие обладает по причине того, что оно расслаивается, что существенно затрудняет нанесение покрытия на поверхность литейной металлической формы. Неудовлетворительная кроющая способность влечет за собой низкую прочность слоя покрытия к истиранию.Compositions 6 additionally have low sedimentation resistance and abrasion resistance of the coating layer at a temperature of 400°C. The coating has low sedimentation resistance due to the fact that it delaminates, which significantly complicates the application of the coating to the surface of a metal casting mold. Unsatisfactory covering ability entails low abrasion resistance of the coating layer.
Таким образом, результаты исследований и испытаний показывают, что разработанное покрытие на основе доломита, талька, шлама, кварца, вермикулита, жидкое стекло и воду для литейных металлических форм по уровню технологических свойств в жидком состоянии, а именно, высокой седиментационной устойчивостью и кроющей способностью, и более высокой прочностью к истиранию при температуре 400°С, поэтому оно может быть рекомендовано для использования в литейных цехах.Thus, the results of research and testing show that the developed coating based on dolomite, talc, sludge, quartz, vermiculite, liquid glass and water for foundry metal molds in terms of technological properties in the liquid state, namely, high sedimentation resistance and covering ability, and higher abrasion resistance at a temperature of 400°C, so it can be recommended for use in foundries.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2819959C1 true RU2819959C1 (en) | 2024-05-28 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1268278A1 (en) * | 1985-06-21 | 1986-11-07 | Научно-исследовательский институт автотракторных материалов | Adhesive compound for sticking moulds and cores |
| SU1752481A1 (en) * | 1990-03-11 | 1992-08-07 | Гомельский политехнический институт | Antiburnt coating for casting moulds and mould corses |
| RU2461438C1 (en) * | 2011-01-20 | 2012-09-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Nanostructured coat for surface modification of foundry goods |
| RU2604163C1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Parting coating for casting moulds |
| CN108555231B (en) * | 2018-01-23 | 2020-03-24 | 广西欧迪姆重工科技有限公司 | Metal mold environment-friendly coating for casting low-carbon iron alloy and preparation process thereof |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1268278A1 (en) * | 1985-06-21 | 1986-11-07 | Научно-исследовательский институт автотракторных материалов | Adhesive compound for sticking moulds and cores |
| SU1752481A1 (en) * | 1990-03-11 | 1992-08-07 | Гомельский политехнический институт | Antiburnt coating for casting moulds and mould corses |
| RU2461438C1 (en) * | 2011-01-20 | 2012-09-20 | Федеральное Государственное Автономное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Сибирский Федеральный Университет" | Nanostructured coat for surface modification of foundry goods |
| RU2604163C1 (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Parting coating for casting moulds |
| CN108555231B (en) * | 2018-01-23 | 2020-03-24 | 广西欧迪姆重工科技有限公司 | Metal mold environment-friendly coating for casting low-carbon iron alloy and preparation process thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2017133685A1 (en) | Curing agent for water glass molding and manufacturing method and use thereof | |
| CN105102147B (en) | The purposes of molding material mixture, mold or mold core and its manufacturing method and barium sulfate containing barium sulfate | |
| CN105834351B (en) | A kind of resistant to elevated temperatures mold material | |
| EP0476966A1 (en) | Foundry sand | |
| CN112334246A (en) | Coating composition, method for coating a casting mould and use of said coating composition for coating a casting mould | |
| EP0373196B1 (en) | Coated expendable cores for die casting dies and dies and castings therefrom | |
| RU2819959C1 (en) | Release coating composition for casting metal moulds | |
| RU2336968C1 (en) | Non-stick dressing for molds and bars | |
| US2081558A (en) | Casting investment material and process | |
| US2558402A (en) | Mold composition | |
| JP6962222B2 (en) | Alumina-Magnesian Castable Refractory Durability Evaluation Method | |
| RU2604163C1 (en) | Parting coating for casting moulds | |
| US2948627A (en) | Molding composition and process for producing same | |
| RU2820106C1 (en) | Separating coating for casting metal moulds | |
| RU2461438C1 (en) | Nanostructured coat for surface modification of foundry goods | |
| JP4401588B2 (en) | Inorganic composite particles | |
| US1517778A (en) | Foundry wash and process of manufacturing the same | |
| RU2089327C1 (en) | Heat-insulation coating for centrifugal pipe casting molds | |
| CN109290514B (en) | Low-pressure sand core coating and preparation method thereof | |
| RU2773245C1 (en) | Non-stick paint for casting molds and rods | |
| JPH03164479A (en) | Casting refractory material for blast furnace tapping spout | |
| SU876249A1 (en) | Composition for making intermediate and outer layers of casting multilayer cyramic moulds obtained by investment patterns | |
| US20240253107A1 (en) | Inorganic binder system | |
| JP6449644B2 (en) | Disappearance model coating composition | |
| SU1232357A1 (en) | Composition for obtaining the modifying coat on moulds and cores |