противопригарное покрытие для литейных форм и стержней

Формула изобретения

1. Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней, преимущественно при получении стальных и чугунных отливок массой до 200 кг, содержащее огнеупорный наполнитель, формовочную огнеупорную глину, технический лигносульфонат и техническую воду, отличающееся тем, что оно в качестве огнеупорного наполнителя содержит регенерированный продукт абразивного производства при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

регенерированный продукт абразивного производства	80,0-87,0
формовочная огнеупорная глина	5,0-6,0
технический лигносульфонат	6,0-7,0
вода техническая	остальное

2. Покрытие по п.1, отличающееся тем, что регенерированный продукт абразивного производства имеет следующий состав, мас.%:

оксид алюминия Al2О 3	63,0-68,0
оксид кремния SiO2	18,0-20,0
оксид кальция СаО	0,5-0,9
оксид магния MgO	0,6-0,8
оксид железа (III) Fe 2О3	3,0-6,0
оксид титана (IV) TiO 2	1,4-1,7
оксид хрома (III) Cr2O3	остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам противопригарных покрытий для форм и стержней преимущественно при получении стальных и чугунных отливок массой до 200 кг.

Известно противопригарное покрытие для литейных форм и стержней при получении чугунных отливок [SU, авт. свид. №1395418, В22С 3/00, опубл. 15.05.1988]. Состав покрытия включает, мас.%: алюмоборидную композицию (огнеупорный наполнитель) - 15-65, связующее органического и/или неорганического происхождения - 2-15, растворитель - 33-70. Покрытие улучшает качество поверхности отливок, расширяет сырьевую базу противопригарных материалов. Однако данное покрытие содержит дорогостоящие ингредиенты, а также токсичные органические связующие и растворитель.

Известно противопригарное покрытие (краска) следующего состава: электрокорунд - 58,0-62,0%, ультрадисперсный порошок оксида алюминия - 1,4-1,8%, поливинилбутираль - 1,5-2,2%, растворитель 646 - остальное. Недостатком противопригарного покрытия является то, что состав содержит дорогостоящие компоненты, к которым относится электрокорунд, применяемый в качестве огнеупорного наполнителя, поливинилбутираль и растворитель 646 [SU авт. свид. №2048952, В22С 3/00, опубл. 27.11.1995].

В качестве прототипа принято противопригарное покрытие следующего состава, мас.%: огнеупорный материал силикатной породы (тальк, пирофиллит) - 51-55, органическое водорастворимое связующее (технический лигносульфонат) - 5-10, бентонитовая глина - 2-4, цинкосодержащий шлам - отход при производстве вискозного волокна - 3-7, вода - 31-35. Недостатком противопригарного покрытия является то, что оно обладает недостаточной прочностью к истиранию и предназначено для литейных форм и стержней при производстве преимущественно средних чугунных отливок [SU авт. свид. №1395414, В22С 3/00, опубл. 15.05.1988].

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение прочности покрытия к истиранию, повышение кроющей и проникающей способности краски, образующей покрытие, предотвращение образования пригара на отливках при одновременном снижении себестоимости отливок.

Указанная задача решается тем, что противопригарное покрытие для литейных форм и стержней содержит огнеупорный наполнитель, формовочную огнеупорную глину, технический лигносульфонат и техническую воду, согласно изобретению в качестве огнеупорного наполнителя содержит регенерированный продукт абразивного производства (например, ОСТ 2МТ-79-3/88, марка 12АРК или 12АРБ) при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Регенерированный продукт абразивного производства	80,0-87,0
Формовочная (огнеупорная глина)	5,0-6,0
Технический лигносульфонат (ЛСТ)	6,0-7,0
Вода техническая	Остальное.

Регенерированный продукт абразивного производства представляет собой мелкодисперсный порошок с размером частиц 3-6 мкм и имеет следующий состав, мас.%:

оксид алюминия Al2O 3	63,0-68,0
оксид кремния SiO2	18,0-20,0
оксид кальция СаО	0,5-0,9
оксид магния MgO	0,6-0,8
оксид железа (III) Fe 2O3	3,0-6,0
оксид титана (IV) TiO 2	1,4-1,7
оксид хрома (III) Cr2O3	Остальное.

Используемый мелкодисперсный огнеупорный наполнитель придает огнеупорной краске, образующей покрытие, проникающие свойства, улучшает кроющую способность за счет структурирования и создания тиксотропной структуры. Данное покрытие за счет увеличения глубины проникновения краски повышает поверхностную прочность форм и стержней, обеспечивая наряду со снижением пригара уменьшение дефектов отливок по вине форм и стержней.

Противопригарная краска готовилась следующим образом. В краскомешалку загружали расчетное количество компонентов покрытия. Перемешивание осуществлялось в течение 40-60 минут. На формы и стержни краска наносится в один слой или несколько слоев в зависимости от массы отливок одним из известных способов. Формы и стержни после покраски сушились 2-3 ч при температуре 180-200°С.

Данные о составе покрытий аналогов и заявляемого покрытия представлены в табл.1. Данные о свойствах покрытий аналогов и заявляемого покрытия представлены в табл.2.

Из табл.2 видно, что свойства полученного противопригарного покрытия удовлетворяют требованиям литейной технологии получения качественных отливок (отсутствие пригара, трещин, засоров, плен и т.д.). За счет использования мелкодисперсного огнеупорного наполнителя также повышается кроющая и проникающая способность краски, увеличивается прочность покрытия к истиранию.

Увеличение или уменьшение содержания входящих в состав красок компонентов за указанные пределы может привести к увеличению пригара и ухудшению качества поверхности отливок.

Внедрение заявляемого состава противопригарного покрытия преимущественно при производстве стальных и чугунных отливок массой до 200 кг позволит улучшить качество поверхности отливок за счет снижения и ликвидации пригара, расширить сырьевую базу огнеупорных материалов для покрытий и снизить стоимость покрытия. Это позволит получить экономический эффект за счет снижения себестоимости производства отливок и сократить брак литья по вине форм и стержней.

Таблица 1
Наименование ингредиентов противопригарного покрытия	Содержание ингредиентов в % для смесей
	известный состав №1395418	известный состав №2048952	известный состав (прототип) №1395414	заявляемые составы противопригарного покрытия
				1	2	3
регенерированный продукт абразивного производства				80	84	87
алюмоборидная композиция	30
огнеупорный наполнитель силикатной породы (пирофиллит)			51,0-55,0
электрокорунд		58,0-62,0
ультрадисперсный порошок оксида алюминия		1,4-1,8
цинкосодержащий шлам			3,0-7,0
глина формовочная огнеупорная			2,0-4,0	5,0	5,5	6,0
технический лигносульфонат			5,0-10,0	6,0	6,5	7,0
связующее органического и/или неорганического происхождения	2-15
поливинилбутираль		1,5-2,2
растворитель 646		остальное
растворитель	33-70
вода техническая			31,0-35,0	остальное	остальное	остальное

Таблица 2
Наименование свойств краски	Наименование составов смесей
	известный состав №1395418	известный состав №2048952	известный состав (прототип) №1395414	заявляемые составы противопригарного покрытия
				1	2	3
Плотность , г/см3	1,40-1,60	1,43-1,80	-	1,60	1,65	1,70
Условная вязкость по ВЗ-4, с	35-45	163-225	20-22	58	64	72
Седиментационная устойчивость Sed, %	30,5-32,0	72-92	96-98	85	87	90
Прочность слоя к истиранию, кг/мм	-	-	1,5-3,2	4,5	5,0	4,7
Кроющая способность (толщина слоя), мм	-	0,6-1,0	-	1,4	1,2	1,0
Глубина проникновения, , мм	-	0,1-1,2	-	1,5	1,3	1,2
Качество поверхности отливки	Чистая поверхность без пригара	Чистая поверхность без пригара	Чистая поверхность без пригара	Чистая поверхность без пригара	Чистая поверхность без пригара	Чистая поверхность без пригара