SU833360A1 - Защитное покрытие дл литейныхфОРМ и СТЕРжНЕй - Google Patents

Description

(54) ЗАЩИТНОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ ..

.. .. Изобретение относитс  к литейному производству фасонных заготовок из титановых сплавов, в частности к составам покрытий, инертных по отношению к расплавленному титану.

В насто щее врем  дл  изготовлени  фасонных литых загготовок из титановых сплавов примен ютс  графитовые формы и формы на основе тугоплавких окислов (злектрокорунда и магнезита). Литые титановые заготовки, получаемые в формах на основе электрокоруида, отличаютс  относительно высокой точностью Однако поверхность этих отливок содержит с{.-слой глубиной до 1,5 мм Валичие . хрупкого ( приводит к обрат зованию поверхностных микротрещин, что снижает усталостную прочность литых деталей при знакопеременных нагрузках ..

При литье титановых сплавов в графитовые формы поверхностные слои заготовок имеют однородную структуру без альфированного сло  Недостаток

графитовых форм заключаетс  в нестабильной их усадке и, как результат, низкой точности литых заготовок Замена графитовых форм формами на основе тугоплавких окислов с инертныйи защитными покрыти ми позвол ет получать титановые литые заготовки без альфированного сло  и повысить их точность, . .

Известно защитное покрытие, полученное на основе тугоплавких металлов - , ниоби , молибдена и циркони . зтих металлов н нос т на легкоплавкую модель ввиде суспензии в два-три сло , а затем нанос тс  слои на основе тугоплавких окислов fl .:

Покрытие не нашло распространени  в промышленности из-за дефицитности порошков тугоплавких и с-в зукнцих металлов

Известно также многослойное покрытие на. основе графита с использование В качестве св зующего раствора коллои дальней двуокиси кремни  2. Это покрытие недостаточно инертно и не обеспечивает полную защиту повер ности титановых отливок от взаимодействи , так как расплавленный титан ак тивно взаимодействует с двуокисью и моноокисью кремни . Помимо этого, гра фитовое покрытие при обжиге легко рас трескиваетс  из-за неравномерной усад ки керамической формы и покрыти . Известна также пропитка форм 10%ным раствором кальцита (СаСо) р . Однако при обжиге форм происходит термическа  диссоциаци  к.апьцита с образованием окиси кальци , взаимодействугацего с расплавленным титаном. Известно покрытие литейных керамических и углеродных форм пироуглеродом 4 . Недостаток такого покрыти  состои в том, что при .заливке титана в элек рокорундовые формы в местах сопр же1и поверхностей отливки с paдиyca и зак руглен11Я менее 1-1,5 мм имеют место трудноудал емые пригары с подкорковы газовыми раковинами. Подобшш дефекты отливок образовываютс  в результате взаимодействи  пироуглерода с матери лам окисной формы. Продукты взаймедействи .пироуглерода с окисной формой , в свою очередь, вступают в химическое взаимодействие с жидким титаном , Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  покрытие, содержащее графитовый поро юк, титановый порошок, фенольную смолу (фенольнобаритовую смолу), отвердитель (керосиновый контакт Петрова) и растворитель (спирт). Металлический порошок титана в количестве 2,5-0,8% вводитс  в состав покрыти  с целью частичного превращени  фенольнобаритовой смолы в карбид титана в процессе обжига форм, что в нел оторой степени улучшает качество поверхности титановых литых заготовок . Однако применение приведенного сое тава в качестве защитного покрыти  дл  форм на основе тугоплавких окислов (электрокорунда и магнезита), в которых- св зующим  вл етс -.двуокись кремгш , не обеспечивает хорошего качества поверхности титановых отливок Это объ сн етс  тем, что введение титанового порошка в количество.О,8-2,5 8 4 графитовую смесь недостаточно дл  в зывани  фенольно-баритовой смолы карбид титана. В св зи с этим углеод , оставшийс  в виде кокса, вступает в химическое взаимодействие с SiO ри заливке форм жидким титаном, и образуетс  моноокись кремни , котора  ктивно взаимодействует с жидким титаном что ухудшает качество поверхности отливок. Цель изобретени  - повышение качества поверхности отливок. Указанна  цель достигаетс  тем, что защитное покрытие, включающее титановый порошок, фенольную смолу, растворитель и отвердитель, дополнительно содержит порошок никел , а в качестве фенольной смолы - резольную фенолформальдегидную смолу при следующ м соотношении ингредиентов, вес.%: Титановый порошок50,0-58,7 Порошок никел 0,8-1,5 Смола резольна  25,5-28,5 фено формальдегидна  1,2-2,3 Отвердитель . Остальное. Растворитель Защитное покрытие позвол ет получать литые титановые заготовки- в электрокорундовые и магнезитные формы без альфированного сло . Титановый порошок во врем  обжига форм при 1200-1300 С в вакууме взаимодействует с углеродом из смолы с образова1шем карбида титана TiC, который не взаимодействует с жидким титаном. Инертность покрыти  повышаетс  с увеличением ее плотности. С этой целью вводитс  никель, который с карбидом титана образует легкоплавкий состав и легко проникает в поры покрыти . Резольна  фенолформальдегидна  смола вводитс  как-св зующий материал и компонент содержащий углерод. В качестве отвердител  смолы можно примен ть сол ную, фосфорную либо щавелевую кислоты. Покрытие приготовл ют следующим образом. Шихтовые материалы тщательно перемешивают и, добавл   к ним растворитель , например этиловый спирт, ацетон или эфиро-альдегидную фракцию, довод  в зкость образующейс  суспензии до 13-14 (по вискозиметру ВЗ-4). Нанесение покрыти  на форму осуществл етс  одним из известных способов, например, кистью или краскораспьиштелем . Сушку покрыти  производ т либо на воздухе при 20-25 С в течение 4-5 ч, либо при 120-150 С в течение 40-50 ми Обжиг форм и стержней с покрыти ми производ т в среде инертных газов или в среде газообразных углеводородов при , а затем в вакуумных печах при температуре не ниже 1200с в течение 5 ч. Остаточное давление в камере печи составл ет 5 мм рт.с Охлаждение форм и стержней осущес.твл етс  вместе с печью в вакууме или в среде инертного газа до 150-200с, а затем на воздухе.. Составы и свойства предлагаемого покрыти  приведены в табл. 1 и 2. Оптимальный состав покрыти  зависит от в зкости суспензии. В зкость покрыти  должна составл ть 13-14 с по вискозиметру ВЗ-4. Суспензи  с в зкостью более 14 с ложитс  на поверхность формы толстым неравномерным слоем, что приводит к растрескиванию покрыти  при обжиге. Снижение в зкости суспензии св зано с увеличе- 25

.нием содержани  растворител  и снижеВ зкость , с Кроюща  способность

Толшлна сло , мм ,I

Качество поверхности отливок 8

0,5..

Т а б л и ц а I

13,013,614

Хороша , слой равномерный 0,2-0,30,3-0,40,4-0,6

Claims (2)

1. Альфированный и структурно-измененный слой отсутствует, микротреп ин нет .6 нием содержани .основного компонента титанового порошка, что нежелательно, так как нарушаетс  .стехи(и4етрический состав покрыти ,, и при в зкости покрыти  меньше 13 с. оно сползает, Опуи-. мальный состав покрыти  получен при следующем соотношении ингредиентов, весо%: Титановый порошок 53,4 Порошок 1Ш кел . Резольна  фенолформальдегидна  смола27,6 Сол на  кислота1,8 Спирт (зтиловый)16,0 Отливки из титанового .сплава ВТ5Л, залитые в электрокорундовые формы с предлагаемым покрытием не имеют загр зненного поверхностного сло . Поверхность и основна  часть отливок имеют однородную структуру, отсутствует загр зненный и альфированный слой, повьшаетс  точность литых титановых заготовок .с ЛТ6 (ост 1.41154-72) др ЛТ4, что позвол ет повысить коэффициент использовани  металла (КИЗ с 0,2 до Формула изобретени  1, Защитное покрытие дл  литейных форм и стержней изготовленных на основе тугоплавких окислов и используе1 х при литье титановых плавов, включающее титановый порошок, фенольную смолу , растворитель и отвердитель, о тл и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  качества поверхности отливок из титановых сплавов., покрытие дополнительно содержит порошок никел , при следующем соотношении ингредиентов, вес.%: Титановый порошок50,0-58,7 Никель порошкообразный 0,8-1,5 ФеноЛьна  смола25,5-28,5 Отвердитепь1,2-2,3 РастворительОстальное 08 2. Покрытие ПОП.1, отличающеес  тем, что в качестве фенапьной смолы оно содержит резольную фенолформальдегидную смолу Источники информации, прин тые во внимание, при экспертизе 1. Патент США № 3266107,кл.164-67, 1972.
2. 2. Патент США №3257692, кл. 164-26, Зо Патент Японии № 49-2655, кл. 11 А 231, 1974. 4. Авторское свидетельство СССР №574276, кл. В 22 С 3/00, 1576. 5. Авторское свидетельство СССР № 325079, кл. В 22 С 3/04, 1970.