Патент на изобретение №2377093
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) ПРОТИВОПРИГАРНОЕ ПОКРЫТИЕ ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ
(57) Реферат:
Изобретение относится к литейному производству. Покрытие содержит, мас.%: отходы ванн травления 43-47%, отходы ванн фосфатирования 43-47%, декстрин 8-12%, вода остальное. Воду добавляют до плотности 1600 кг/м3. Достигается облегчение удаления пригара отливки и снижение глубины обезуглероженного слоя на стальных отливках. 3 табл.
Изобретение относится к области литейного производства и может быть использовано для приготовления противопригарных покрытий литейных форм и стержней для стальных и чугунных отливок. Известен состав для получения противопригарного покрытия на литейных формах и стержнях (А.С. SU Отход очистки газов металлургического производства – 55-60 Бишофит – 12-16 Вода – остальное В данном изобретении отход очистки газов металлургического производства используется в качестве огнеупорного наполнителя, который при контакте с жидким металлом спекается и препятствует проникновению оксидов металла в поры формы. Однако бишофит имеет высокую гигроскопичность (15%), что на порядок выше гигроскопичности противопригарных покрытий, применяемых в литейном производстве. Противопригарное действие данного состава возможно при наличии в составе бишофита, при снижении содержания которого на отливках образуется пригар и ухудшается шероховатость поверхности. Известен состав противопригарного покрытия для литейных форм и стержней (А.С. SU Отход производства карбида кремния – 60-64 Органическое связующее (сульфитно-дрожжевая бражка) – 6-10 Бентонит – 3-5 Вода – 24-28 Данный состав применяется при изготовлении чугунных отливок и не может использоваться при изготовлении отливок из стали, так как жидкая сталь в отличие от жидкого чугуна растворяет карбид кремния, являющегося основой огнеупорного наполнителя. Это происходит потому, что углеродистая сталь для машиностроительных отливок содержит гораздо меньше углерода (0,2-0,5%) и кремния (0,2-0,4%), чем машиностроительный серый чугун (3,3-3,6% и 1,7-2,4% соответственно). Кроме этого, температура заливки стали (1560-1600°С) выше температуры заливки серого чугуна (1320-1360°С). При растворении карбида кремния в жидкой стали уменьшается толщина противопригарного покрытия и возникает пригар на поверхности стальных отливок. Наиболее близким по составу к предлагаемому является противопригарное покрытие литейных форм и стержней для стальных отливок (Пат. РФ Отход очистки газов металлургического производства, содержащий оксид железа – 30-34 Отход производства карбида кремния – 37-40 Органическое связующее – 4-5 Натрий-карбоксиметилцеллюлоза – 1-2 Вода – остальное Недостатком данного изобретения является применение данного покрытия только для стальных сплавов. Этот недостаток устраняется предлагаемым решением. Решаемая задача – расширение технологических возможностей покрытия за счет использования его как для стальных, так и для чугунных отливок. Технический результат – снижение глубины обезуглероженного слоя на стальных отливках при легком отделении корки пригара. Этот технический результат достигается тем, что в противопригарном покрытии для литейных форм и стержней, включающем отходы производства, содержащие оксид железа, связующее и воду, в качестве отходов производства, содержащих оксид железа, использованы отходы ванн травления и ванн фосфатирования отливок из железоуглеродистых сплавов, а в качестве связующего – декстрин, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
В результате сложных химических реакций на поверхности отливки формируется толстая корка пригара, состоящая из оксидов железа Fе2О3, Fе3O4, FeO и фаялита (2FeO·SiO2), которая за счет внутренних напряжений и термической усадки металла легко отделяется от поверхности отливки. Кроме того, оксид фосфора (Р2О5), входящий в состав отходов гальванического производства и образующий с железом фосфид FeP, переходящий в пригарную корку, обеспечивает пригару дополнительную хрупкость. Улучшение экологической безопасности покрытия достигается за счет применения отходов, высокотемпературный нагрев которых не приводит к изменению экологической обстановки цеха. С другой стороны, применение отходов гальванического производства способствует снижению затрат на утилизацию выбросов, что, в свою очередь, не может не отразиться на сохранении земель, предназначенных под полигоны. Противопригарное покрытие готовится механическим смешиванием компонентов. В емкость с отходами гальванического производства вливается вода, все тщательно перемешивается. Затем добавляется декстрин. Краска перемешивается до однородного состояния в течение 15-20 минут. Плотность краски контролируется ареометром. Покрытие наносится на форму с помощью кисти. После чего форма подсушивается при температуре 120°С в течение 8-10 минут. Состав отходов гальванического производства – ванн травления и ванн фосфатирования отливок из железоуглеродистых сплавов – приведен в таблице 1. В таблице 2 приведены составы противопригарных покрытий по примерам 1-4. Ниже приведены примеры противопригарных покрытий на основе отходов гальванического производства и результаты их использования. Пример 1 Водное противопригарное покрытие на основе отходов гальванического производства для окраски форм и стержней стального литья (сталь 35Л ГОСТ 380-88). В состав покрытия входят отходы гальванического производства, декстрин, вода в следующем соотношении:
Покрытие готовится механическим смешиванием компонентов. В емкость с отходами гальванического производства вливается вода, все тщательно перемешивается. Затем добавляется декстрин. Краска перемешивается до однородного состояния в течение 15-20 минут. Покрытие наносится на форму с помощью кисти. После чего форма подсушивается при температуре 120°С и течение 8-10 минут. Форма запинается металлом, имеющим температуру 1600°С. Результаты приведены в таблице 3. Пример 2 Водное противопригарное покрытие на основе отходов гальванического производства для окраски форм и стержней для стального литья (сталь 35Л ГОСТ 380-88). В состав покрытия входят отходы гальванического производства, декстрин, вода в следующем соотношении:
Покрытие готовится механическим смешиванием компонентов. В емкость с отходами гальванического производства вливается вода, все тщательно перемешивается. Затем добавляется декстрин. Краска перемешивается до однородного состояния в течение 15-20 минут. Покрытие наносится на форму с помощью кисти. После чего форма подсушивается при температуре 120°С в течение 8-10 минут. Форма заливается металлом, имеющим температуру 1600°С для стали. Результаты приведены в таблице 3. Пример 3 Водное противопригарное покрытие на основе отходов гальванического производства для окраски форм и стержней для чугунного литья (СЧ25 ГОСТ 1412-85). В состав покрытия входят отходы гальванического производства, декстрин, вода в следующем соотношении:
Покрытие готовится механическим смешиванием компонентов. В емкость с отходами гальванического производства вливается вода, все тщательно перемешивается. Затем добавляется декстрин. Краска перемешивается до однородного состояния в течение 15-20 минут. Покрытие наносится на форму с помощью кисти. После чего форма подсушивается при температуре 120°С в течение 8-10 минут. Форма заливается металлом, имеющим температуру 1320-1340°С. Результаты приведены в таблице 3. Пример 4 Водное противопригарное покрытие на основе отходов гальванического производства для окраски форм и стержней для чугунного литья (СЧ25 ГОСТ 1412-85). В состав покрытия входят отходы гальванического производства, декстрин, вода в следующем соотношении:
Покрытие готовится механическим смешиванием компонентов. В емкость с отходами гальванического производства вливается вода, все тщательно перемешивается. Затем добавляется декстрин. Краска перемешивается до однородного состояния в течение 15-20 минут. Покрытие наносится на форму с помощью кисти. После чего форма подсушивается при температуре 120°С в течение 8-10 минут. Форма заливается металлом, имеющим температуру 1320-1340°С. Результаты приведены в таблице 3. В этом случае резко снижается седиментационная устойчивость. В других примерах меняли содержание компонентов, проверяя его оптимальное значение. При этом установлено следующее: 1. При снижении количества отходов гальванического производства ниже 43% каждого вида, т.е. применение его в качестве технологической добавки, неэффективно, так как снижается количество оксида железа Fе2О3, входящего в состав отходов, что влечет за собой образование трудноотделимого пригара и ухудшает качество поверхности как чугунных, так и стальных отливок. 2. Увеличение содержания отходов в противопригарном покрытии неэффективно, так как приводит к увеличению содержания фосфора, которое может перейти в отливку и увеличить ее хрупкость. 3. Снижение количества связующего приводит к снижению кроющей способности покрытия и растрескиванию слоя покрытия при предварительной сушке форм. 4. Снижение плотности покрытия ниже 1600 кг/м3 приводит к образованию подтеков на поверхности формы и стержня и увеличению расхода покрытия. Увеличение плотности снижает качество покрытия. Применение представленного состава покрытия для литейных форм и стержней не вызовет трудностей при переходе к его применению, так как покрытие на основе доступных материалов. Применение данного противопригарного покрытия на литейных формах и стержнях для стального и чугунного литья позволит снизить трудоемкость очистных операций и получать чистую от пригара поверхность отливок, снизить затраты на приобретение ингредиентов. Кроме того, применение данного покрытия является экологически безопасным.
Формула изобретения
Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней, содержащее отходы производства, в том числе оксид железа, связующее и воду, отличающееся тем, что в качестве отходов производства, содержащих оксид железа, использованы отходы ванн травления и ванн фосфатирования деталей из железоуглеродистых сплавов в виде осадков, а в качестве связующего использован декстрин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1217552 А, кл. В22С 3/00, опубл. 15.03.86, бюл. 