Состав защитных присадок для магниевых сплавов

Присадка	Состав	Смесь	Количество присадки, %
Фтористая	Не менее 61,5% фтора; 22,5% аммония; 4,5–5,5% бора	Формовочная	4–8
Серный цвет	Не менее 98% серы	Стержневая	2
Борная кислота	Не менее 99% Н3ВО3	Формовочная Стержневая	До 0,3
ВМ	Мочевина СОNH2; коагулянт Al2(SO3) · 18Н2О; борная кислота Н3ВО3	Формовочная	4–6

9.2. Противопригарные краски и пасты

Введение противопригарных добавок в состав формовочных и стержневых смесей не всегда может обеспечить получение отливок без пригара. Одним из наиболее распространенных способов предупреждения образования пригара на отливках является нанесение защитных покрытий на поверхность изготовленных форм и стержней, которые препятствуют проникновению жидкого металла в поры смеси и химическому взаимодействию оксидов металла с материалом формы. Формовочные краски должны обладать следующими свойствами:

- иметь большую температуру плавления и не размягчаться от соприкосновения с расплавом;

- оставаться постоянными по составу во время их приготовления, хранения и использования;

- обладать хорошей кроющей способностью;

- слой краски, нанесенный на поверхность формы или стержня, не должен трескаться при сушке форм и стержней;

- после подсушки удерживаться на поверхности формы или стержня.

Противопригарные краски состоят из огнеупорной основы (наполнителя), связующего материала и растворителя. Для предупреждения преждевременного осаждения наполнителя, т. е. с целью повышения устойчивости красок, в их состав вводят стабилизаторы. В качестве стабилизатора применяют такие вещества, которые неограниченно набухают в жидкости и тем самым создают условия, препятствующие осаждению частичек наполнителя. В состав красок также вводят специальные добавки, предупреждающие брожение (формалин), ускоряющие их упрочнение (катализатор) и др.

В качестве наполнителей красок используют пылевидный кварц, графит, тальк, циркон, а также некоторые другие материалы. Пылевидный кварц применяют для покрытий форм и стержней при стальном литье, графит – для покрытий форм и стержней при чугунном и цветном литье, тальк – при цветном литье и циркон – при крупных стальных отливках.

Для приготовления красок применяют водорастворимые и органо-растворимые связующие материалы. В состав водорастворимых
красок входят органические связующие материалы: сульфитно-дрож­же­вая бражка, декстрин, патока, крахмалит, древесный пек – и не­
органические материалы: жидкое стекло, сульфат алюминия [(Al₂(SO₄)₃ · 18H₂O], сульфат магния (MgSO₄ · 7H₂O), триполифосфат натрия (Na₅P₃O₁₀) _n.

В составе органорастворимых красок (самовысыхающих – не требующих сушки) в качестве связующих применяют органические материалы: нитролак 644, поливинилбутираль и кремнийорганические материалы: лак КО-075 и смолу К-9.

Для разведения красок до требуемой плотности используют воду или органические жидкости. В качестве органических растворителей красок применяют уайт-спирит, этиловый спирт, растворитель 646, растворитель обувного гарнитоля.

В качестве стабилизаторов в состав красок вводят добавку бентонита, а также высокомолекулярные вещества, такие, как поливиниловый спирт (ПВС), карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ). Помимо своего назначения, стабилизаторы являются и связующими материалами, повышающими прочность слоя краски.

При подборе составов противопригарных красок принимается во внимание вид сплава, масса изготовляемых отливок, особенности формовочных или стержневых смесей. Учитывая многообразие факторов, определяющих требования к противопригарным покрытиям, оптимальные составы красок, как правило, устанавливаются опытным путем.

9.2.1. Водные противопригарные краски

 Водные краски применяют главным образом для форм и стержней, подвергаемых сушке. В отдельных случаях их также применяют при изготовлении форм и стержней из самотвердеющих смесей, но при этом необходимо использовать поверхностную подсушку слоя краски. Состав и свойства водных противопригарных красок с органическими и неорганическими связующими материалами приведены в табл. 9.3 и 9.4.

Водные краски с неорганическими связующими материалами применяют главным образом при массивном чугунном и стальном литье. Характерной особенностью этих красок является использование в качестве связующего материала водных растворов сульфатов алюминия и магния, а также триполифосфата натрия, которые придают краскам высокую термостойкость. Последняя достигается благодаря тому, что в процессе теплового разложения этих связующих материалов при температурах 700–1000°С они прочно спекаются в химически инертное к оксидам металла состояние. Упрочнение красочного слоя происходит после испарения влаги при температуре 100–200°С, поэтому формы и стержни, окрашенные такими красками, подвергают сушке при указанной выше температуре.

 

 

Таблица 9.3

Состав водных противопригарных красок
с органическими связующими материалами

Назначение красок

Марка пасты

Массовая доля составляющих, %

Плотность краски, 10^3 кг/м^3

Наполнитель

Связующий материал

Растворитель (вода)

Пылевидный кварц

Циркон

Графит скрыто- кристаллический

Графит кристаллический

Тальк

КБЖ

Бентонит

Декстрин

Крепитель КВ

Патока

Крахмалит

Крепитель ДП

Для стального литья

СТ

91–95

–

–

–

–

2–6

3

–

–

–

–

–

25

1,40–1,45

Для массивного стального и чугунного литья

ЦБ

–

92–96

–

–

–

2–6

2

–

–

–

–

–

16

1,8–2,0

Для чугунного литья

ГП-2 ГП-1

– –

– –

84 89,2

– 3, 3

– –

– 3,3

5 3,1

– –

5,5 –

5,5 –

– –

– 1,1

35 35

1,3–1,35 1,28–1,30

Для отливок из цветных сплавов

ТП-2 Тп-1

– –

– –

– –

– –

92,4 92,5

– –

1,8 3,1

3, 4 –

– –

– –

– 1,6

2,4 2,8

36 35

1,40–1,42 1,35–1,40

 

Примечание. Для предупреждения процесса брожения в состав красок вводят формалин из расчета 40 г на 100 кг пасты. Данные составы красок приготавливаются из паст, которые поставляются централизованно.

 

 

Таблица 9.4

Составы водных противопригарных красок
с неорганическими связующими материалами для чугунного и стального литья

Наименование смеси

Массовая доля составляющих, %

Плотность краски, 10^3 кг/м^3

Наполнитель

Связующий материал

Растворитель

Циркон

Дистен-силлима­нит

Жидкое стекло

Водные растворы

Бен­тонит

Вода

Водный раствор ПВС или КМЦ вязкостью по В 3–4, с

сульфата алюминия плот­ностью 1250 кг/м^3

сульфата магния плот­ностью 1200 кг/м^3

триполи-фосфата натрия плот­ностью 1150 кг/м^3

20–22

35–40

50–55

1 2 3 4 5

68 68 68 – 68

– – – 45 –

5 – – – –

– 20 – – –

– – 15 15 –

– – – – 15–20

– 2 – – –

– 10 – – –

27 – – 40 –

– – 17 – –

– – – – 12–17

1,92–1,95 1,95–2,00 1,90–1,95 1,45–1,50 1,90–1,95

 

 

Номенклатура и свойства наиболее распространенных промышленно выпускаемых водных противопригарных красок, а также рекомендации по их применению представлены в табл. 9.5.

Таблица 9.5

Номенклатура готовых противопригарных красок
из порошков, выпускаемых промышленностью

Марка противо- пригарной краски	Наполнитель	Влажность порошка, %, не более	Свойства разведенных красок		Область применения
			Плотность разведенной краски, кг/м^3	Вязкость условная, с, не более
ГС-1М	Графит	9,0	1300–1320	25	Отливки из чугуна, цветные сплавы
КГС-1	Кварц, графит	4,0	1380–1430	18
ТС-1М	Тальк	9,0	1460–1520	25
ТГС-1М	Тальк, графит	9,0	1340–1380	25
ДСК-1	Дистен-силлиманит	4,0	1670–1680	25	Стальные отливки
ЭС-1	Электрокорунд	2,0	1810–1910	22
ЭКС-1	Электрокорунд	2,0	1940–1980	25

 

Они поставляются в виде порошкообразных композиций, содержащих все необходимые компоненты (наполнитель, связующее, стабилизаторы, технологические добавки). Для получения готовых к употреблению противопригарных красок эти порошки разводят в воде до нужной консистенции.

В табл. 9.6 приведены составы самотвердеющих водных красок, которые не требуют подсушки.

В качестве связующего материала в них применяют сульфитно-дрожжевую бражку. В качестве окислителя связующего, который придает краске способность к самотвердению, используется добавка персульфата аммония [(NH₄)₂S₂O₈]. Для получения требуемой плотности при оптимальном количестве воды в состав краски вводят добавку технической мочевины. В отличие от обычных водных красок, у которых при сушке происходит испарение воды, из данных красок вода не испаряется, а лишь химически связывается, поэтому в отдельных случаях, во избежание вскипов жидкого металла, формы и стержни целесообразно подсушивать. Водные самотвердеющие покрытия применяют для окраски форм и стержней, изготовленных из самотвердеющих смесей, при стальном и чугунном литье.

Таблица 9.6