RU2820106C1 - Разделительное покрытие для литейных металлических форм - Google Patents
Разделительное покрытие для литейных металлических форм Download PDFInfo
- Publication number
- RU2820106C1 RU2820106C1 RU2023122764A RU2023122764A RU2820106C1 RU 2820106 C1 RU2820106 C1 RU 2820106C1 RU 2023122764 A RU2023122764 A RU 2023122764A RU 2023122764 A RU2023122764 A RU 2023122764A RU 2820106 C1 RU2820106 C1 RU 2820106C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- oxide
- zirconium
- iii
- cerium
- iron
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 24
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 238000005266 casting Methods 0.000 title abstract description 9
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N iron(III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]=O JEIPFZHSYJVQDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 claims abstract description 12
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 abstract description 7
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000010422 painting Methods 0.000 abstract 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- GNKTZDSRQHMHLZ-UHFFFAOYSA-N [Si].[Si].[Si].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti] Chemical compound [Si].[Si].[Si].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti].[Ti] GNKTZDSRQHMHLZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 10
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 8
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N Iron oxide Chemical compound [Fe]=O UQSXHKLRYXJYBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 3
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 2
- 239000004115 Sodium Silicate Substances 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N sodium silicate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Si]([O-])=O NTHWMYGWWRZVTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052911 sodium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для окрашивания литейных металлических форм, предназначенных для литья алюминиевых сплавов. Разделительное покрытие для литейных металлических форм включает наполнитель, содержащий оксид железа (III), связующее в виде жидкого стекла и воду, при этом наполнитель дополнительно содержит силикат титана, церия, циркония или гафния, при следующем соотношении компонентов, мас.%: оксид железа (III) и силикат титана, церия, циркония или гафния - 10-20; жидкое стекло - 10-15; вода - остальное. В наполнителе соотношение оксида железа (III) к силикату титана, церия, циркония или гафния составляет 0,5:1,5. Покрытие обладает высокими значениями седиментационной устойчивости и кроющей способности. 2 табл., 1 пр.
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 алюминиевых сплавов в литейные пресс-формы.
Известно разделительное 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].
Недостатком данного разделительного покрытия является сложность приготовлением данного покрытия, заключающаяся в получении частиц размером не более 1 мкм у двуокиси титана, не более 25 мкм у талька и не более 6 мкм у пылевидного кварца и сульфата бария.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является покрытие Fo-seco DYCOTEG R87 для кокильного литья, содержащее в себе оксид железа, силикат циркония, силикат натрия [John R. Brown - Foseco Non-Ferrous Foundryman's Handbook - c. 129, табл. 10.2.; ссылка на источник http://www.iqytechnicalcollege.com/Foseco_Non-errous_Foundryman%20Handbook_11 E.pdf].
Недостатком покрытия-аналога является недостаточная седиментационная устойчивость, что приводит к быстрому расслоению покрытия и вызывает трудности при его нанесении на поверхность литейной пресс-формы.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка разделительного покрытия, обладающего высокими технологическими свойствами, а именно седиментационной устойчивости и кроющей способности.
Достигается это тем, что в разделительном покрытии для литейных пресс-форм, содержащем в качестве наполнителя двуокись титана, воду, а в качестве связующего - жидкое стекло, согласно изобретению, в качестве наполнителя содержит порошков оксида железа (III) и силикат титана или редкоземельных металлов (церия, циркония, гафния) при соотношении оксид железа (III): силикат титана или редкоземельных металлов (церия, циркония, гафния) = 0,5:1,5, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
| оксид железа (III) и силикат титана или редкоземельных металлов (церия, циркония, гафния) при соотношении 0,5:1,5 | 10-20 |
| высокомодульное жидкое стекло | 10-15 |
| вода | остальное |
Смесь оксида железа (III) и силиката титана или редкоземельных металлов (церия, циркония, гафния) играют роль огнеупорного наполнителя в покрытии, обеспечивая покрытию высокую кроющую способность. Введение оксида железа (III) позволяет обеспечить хорошую кроющую способность. Введение в состав покрытий оксид железа (III) и силиката титана или редкоземельных металлов (церия, циркония, гафния) меньше 10% не обеспечивает получение ровного слоя на поверхности литейной формы. Введение в состав покрытий оксид железа (III) и силикат титана или редкоземельных металлов (церия, циркония, гафния) выше 20% не обеспечивает высокой седиментационной устойчивости покрытий.
При соотношении оксид железа (III) и силикат титана или редкоземельных металлов (церия, циркония, гафния) менее 0,5:1 покрытия не обладает удовлетворительной кроющей способностью, поскольку на поверхности металлической формы не образуется равномерный плотный слой. При соотношении оксид железа (III) и силикат титана или редкоземельных металлов (церия, циркония, гафния) более 1,5:1 является нецелесообразным поскольку не позволяет улучшить технологические свойства, а именно кроющую способность и седиментационную устойчивость.
Использование высокомодульного жидкого стекла обеспечивает высокую скорость твердения покрытия при его нанесении.
Изготовление покрытия может быть осуществлено следующим образом. Сухие компоненты (оксида железа (III) и силикат титана или редкоземельных металлов (церия, циркония, гафния)) смешивают с жидким стеклом.
Пример 1. Смешивают 8 мас. % оксида железа и 8 мас. % силиката титана, к полученной смеси добавляют 11 мас. % высокомодульного жидкого стекла, и все перемешивают. К полученной пасте добавляют 73% воды, и снова все перемешивают. Плотность покрытия составляет 1026 кг/м3.
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), определенные согласно ГОСТ 10772-78.
Составы 2, 6, 7 и 10 обладают неудовлетворительной кроющей способностью т.к. покрытие не образует на поверхности литейной формы ровного плотного слоя.
Составы 6 и 10 дополнительно обладают низкой седиментационной устойчивость, по причине которой покрытие было расслаивается, что существенно затрудняет нанесение покрытия на поверхность литейной металлической формы.
Таким образом, результаты исследований и испытаний показывают, что разработанное покрытие на основе оксида железа (III), силиката титана или редкоземельных металлов (циркония, церия, гафния) и высокомодульного жидкого стекла для литейных металлических форм по уровню технологических свойств в жидком состоянии, а именно, высокой седиментационной устойчивостью, может быть рекомендовано для использования в литейных цехах.
Claims (3)
- Разделительное покрытие для литейных металлических форм, включающее наполнитель, содержащий оксид железа (III), связующее в виде жидкого стекла и воду, отличающееся тем, что наполнитель дополнительно содержит силикат титана, церия, циркония или гафния, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
оксид железа (III) и силикат титана, церия, циркония или гафния 10-20 жидкое стекло 10-15 вода остальное, - причем в наполнителе соотношение оксида железа (III) к силикату титана, церия, циркония или гафния составляет 0,5:1,5.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2820106C1 true RU2820106C1 (ru) | 2024-05-29 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU944728A1 (ru) * | 1980-09-01 | 1982-07-23 | Днепродзержинский Ордена Трудового Красного Знамени Индустриальный Институт Им.М.И.Арсеничева | Покрытие дл изложниц и поддонов |
| RU2051003C1 (ru) * | 1992-11-10 | 1995-12-27 | Михаил Евгеньевич Кононов | Состав противопригарного покрытия для литейных форм и стержней |
| CN102909320A (zh) * | 2011-08-02 | 2013-02-06 | 上海航天精密机械研究所 | 一种镁合金砂型精密铸造的方法 |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU944728A1 (ru) * | 1980-09-01 | 1982-07-23 | Днепродзержинский Ордена Трудового Красного Знамени Индустриальный Институт Им.М.И.Арсеничева | Покрытие дл изложниц и поддонов |
| RU2051003C1 (ru) * | 1992-11-10 | 1995-12-27 | Михаил Евгеньевич Кононов | Состав противопригарного покрытия для литейных форм и стержней |
| CN102909320A (zh) * | 2011-08-02 | 2013-02-06 | 上海航天精密机械研究所 | 一种镁合金砂型精密铸造的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| John R. Brown. Foseco Non-Ferrous Foundryman's Handbook, 11th ed., Butterworth Heinemann, 1994, c.129. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11179767B2 (en) | Compositions and methods for foundry cores in high pressure die casting | |
| CA1147506A (en) | Investment shell molding materials and processes | |
| JP2003507189A (ja) | シェルモールドバインダー組成物および方法 | |
| JP2004524977A (ja) | 鋳物サンドコア及びそのための膨張制御方法 | |
| RU2820106C1 (ru) | Разделительное покрытие для литейных металлических форм | |
| EP0373196A1 (en) | COATED EXPANDABLE CORE PIECES FOR CASTING MOLDS AND CASTING MOLDS AND CASTINGS THEREOF. | |
| US3436236A (en) | Refractory composition | |
| RU2604163C1 (ru) | Разделительное покрытие для литейных пресс-форм | |
| US1331816A (en) | Method of casting metal | |
| RU2489225C2 (ru) | Противопригарная термостойкая краска для песчаных и металлических форм (варианты) | |
| RU2819959C1 (ru) | Состав разделительного покрытия для литейных металлических форм | |
| Reddy | Development of Alumina Investment Shell Molds to Cast 7075 Al-Alloy | |
| RU2252103C1 (ru) | Смесь наливная самотвердеющая для изготовления форм и стержней при производстве отливок по выплавляемым моделям | |
| WO2009046128A1 (en) | Material used to combat thermal expansion related defects in the metal casting process | |
| JP3213609B1 (ja) | 塗型剤組成物 | |
| RU2773245C1 (ru) | Противопригарная краска для литейных форм и стержней | |
| SU876249A1 (ru) | Суспензи дл изготовлени промежуточных и наружных слоев литейных многослойных керамических форм, получаемых по выплавл емым модел м | |
| RU2461438C1 (ru) | Наноструктурированное покрытие для поверхностного модифицирования чугунных отливок | |
| Reddy | Structure and Morphology of Recycled Iron-Rich Al-Si Alloys Cast in Thin-Walled Investment Shell Moulds | |
| US20040016531A1 (en) | Molding body for the production of cavities | |
| RU2207932C1 (ru) | Формовочная смесь для изготовления литейных форм | |
| SU1373464A1 (ru) | Состав дл получени литейных форм | |
| SU790023A1 (ru) | Токопровод щее покрытие дл изготовлени литейных форм по разовым модел м методом электрофореза | |
| RU2281830C2 (ru) | Смесь для изготовления литейных форм и стержней | |
| Asmael et al. | Effect of Mish Metal Cerium Addition on Fluidity of Aluminum Eutectic Silica Alloys-LM6 |