Содержание
Покрытие для литейного оборудования
ПОКРЫТИЯ ЛИТЕЙНЫЕ ПРОТИВОПРИГАРНЫЕ ВОДНЫЕ
Общие технические условия
Water foundry coatings for mould paints. General specifications
Дата введения 1979-01-01
1. РАЗРАБОТАН И ВНЕСЕН Министерством станкостроительной и инструментальной промышленности СССР
Н.И.Давыдов, канд. техн. наук; Л.Г.Гурулева
2. УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета стандартов Совета Министров СССР от 22.05.78 N 1353
4. ССЫЛОЧНЫЕ НОРМАТИВНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ДОКУМЕНТЫ
Обозначение НТД, на который дана ссылка
«Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений» (ОСП-72)*
* Заменен на СП 2.6.1.799-99. Здесь и далее. — Примечание изготовителя базы данных.
5. Ограничение срока действия снято по протоколу N 3-93 Межгосударственного совета по стандартизации, метрологии и сертификации (ИУС 5-6-93)
6. ИЗДАНИЕ с Изменениями N 1, 2, утвержденными в декабре 1983 г., декабре 1987 г. (ИУС 3-84, 2-88)
Настоящий стандарт распространяется на водные противопригарные покрытия, выпускаемые в виде водоразбавимых паст и порошков.
Покрытия после разведения предназначаются для окраски песчаных литейных форм и стержней.
1. КЛАССИФИКАЦИЯ
1.1. Покрытия, в зависимости от огнеупорного наполнителя, подразделяются на виды, указанные в табл.1.
1.2. По физическому состоянию покрытия подразделяются на две группы: пасты (П), порошки (С).
1.3. По седиментационной устойчивости разведенного покрытия и прочности слоя покрытия к истиранию (см. табл.3) покрытия подразделяются на классы, указанные в табл.2.
Предел седиментационной устойчивости,
%, не менее
Предел прочности к истиранию,
кг/мм, не менее
Норма для марок
Влажность, %, не более
Условная вязкость разведенного покрытия по вискозиметру ВЗ-4, с, не более
Седиментационная устойчивость разведенного покрытия, %, не менее
Внешний вид нанесенного, высушенного и охлажденного слоя
Ровный слой без включений и трещин
Прочность слоя покрытия к истиранию, кг/мм, не менее
2. ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ
2.1. Покрытия должны изготавливаться в соответствии с требованиями настоящего стандарта по рецептуре и технологическому регламенту, утвержденным в установленном порядке.
2.2. По физико-механическим показателям покрытия должны соответствовать техническим требованиям, указанным в табл.3.
2.3. Покрытия не должны содержать посторонних примесей, видимых невооруженным глазом.
2.4. Перед употреблением покрытия разводятся водой.
2.5. Рекомендации по назначению покрытий указаны в приложении 1.
3. ПРАВИЛА ПРИЕМКИ
3.1. Пасты и порошки должны приниматься партиями. За партию принимают количество продукта одной марки, представленного к приемке по одному документу. Размер партии устанавливается не более 10 т.
3.2. При приемосдаточных испытаниях следует проводить проверку на соответствие требованиям пп.2.2, 2.3. Испытания проводятся на пробах, отобранных по п.4.1.1.
3.3. При получении неудовлетворительных результатов испытаний хотя бы по одному из показателей проводят повторную проверку на удвоенном количестве проб от той же партии.
Пример условного обозначения покрытия на основе талька (Т), выпускаемого в виде пасты (П), с пределом седиментационной устойчивости 95% и прочности к истиранию 1 кг/мм (2):
ТП-2 ГОСТ 10772-78
Результаты повторных испытаний являются окончательными и распространяются на всю партию.
3.4. По результатам приемки на каждую партию заполняется паспорт. Паспорт должен содержать:
наименование предприятия-изготовителя или товарный знак;
наименование и марку продукции;
номер и массу нетто партии;
обозначение настоящего стандарта;
номер и дату выпуска продукции.
4. МЕТОДЫ ИСПЫТАНИЙ
4.1. Подготовка проб к испытанию
4.1.1. Отбор средней пробы
4.1.1.1. При контроле паст частичные пробы отбирают от 10% мест каждой партии, но не менее чем от 5 мест. Частичные пробы отбирают из бочек в равных количествах с верхнего уровня и на глубине 300-400 мм от верхнего уровня пасты.
4.1.1.2. При контроле порошков частичные пробы отбирают от 5% мест каждой партии, но не менее чем от 10 мест. Частичные пробы отбирают в равных количествах сверху (при вскрытии мешка) и с глубины 100-150 мм.
4.1.1.3. Отобранные частичные пробы соединяют вместе, перемешивают и методом квартования усредняют. Масса средней пробы не должна быть менее 1 кг.
4.1.1.4. Среднюю пробу делят на две равные части и помещают в плотно закрываемые стеклянные или фарфоровые банки. На банки наклеивают этикетки с указанием наименования и марки покрытия, наименования предприятия-изготовителя, номера партии, даты изготовления, даты отбора пробы, фамилии пробоотборщика. Одну банку с покрытием передают в лабораторию для анализа, другую хранят в течение гарантийного срока.
ПРОТИВОПРИГАРНЫЕ ДОБАВКИ И ПОКРЫТИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ
Качество литой поверхности во многом определяет качество и свойства отливок. При улучшении качества поверхности повышается точность отливок, сокращается трудоемкость очистных работ, улучшается обрабатываемость, уменьшаются припуски на механическую обработку.
Формирование поверхности отливок – сложный процесс, определяемый физико-химическим взаимодействием оксидов металла и формы, температурным режимом и габаритами отливки, газовым режимом и термическими напряжениями в литейной форме. В результате этого сложного вероятностного процесса формируется литая поверхность с той или иной степенью шероховатости.
Качество поверхности отливки оценивается по шероховатости, наличию поверхностных дефектов в виде пригара, наростов, плен, ужимин и т.д.
Пригар представляет собой слой формовочной или стержневой смеси, прочно удерживаемый на поверхности отливки и резко ухудшающий поверхность отливки. Различают три вида пригара: механический, химический, термический.
Механический пригар. В результате внедрения сплава в поры формы возникает механический пригар. Факторами, влияющими на внедрение металла в поры формы, являются металлостатический напор и капиллярное давление, газовое давление в форме и глубина прогрева формы до температуры плавления внедряющихся в форму струек металла.
При заполнении формы жидким металлом происходит так называемое «захолаживание» металла с образованием твердой корки. По мере прогрева литейной формы до температуры плавления сплава, что характерно для толстостенных отливок, корка разогревается и струйки могут продвигаться в поры литейной формы. Следует отметить, что возникающий при этом пригар чаще встречается на крупных отливках, у которых в течение более длительного времени, чем в случае мелких и средних отливок, происходит взаимодействие жидкого металла с литейной формой и, следовательно, на большую глубину прогревается форма.
Химический пригар. В результате реакций между оксидами металла и формы, которым способствуют высокие температура плавления и реакционная способность образующихся оксидов металла, на поверхности проявляется так называемый «химический пригар». Одной из радикальных мер его предупреждения является использование химически инертных по отношению к оксидам металла формовочных материалов, таких, как циркон, дистенсиллиманит, хромит и т. п. Химический пригар характерен лишь для сплавов с высокой температурой плавления, например для стали и чугуна.
В процессе взаимодействия оксидов металла и формы может возникать трудноотделимый и легкоотделимый пригарный слой.
Если между металлом отливки и пригарной коркой возникает слой оксидов железа оптимальной толщины (для жидкостекольных смесей он составляет 100 мкм), то пригарная корка легко отделяется от металла по этому слою. Так, на толстостенных стальных отливках, полученных в жидкостекольных формах без применения покрытий, образуется легкоотделимый пригар, поскольку сталь легко окисляется и пригарная корка содержит большое число оксидов. На чугунных отливках получается трудноотделимый пригар.
Термический пригар. При заливке металла вследствие низкой огнеупорности формовочных материалов происходит оплавление поверхности формы с образованием термического пригара на отливке, который легко отделяется от поверхности отливок в виде толстой «шубы».
Описанные три вида пригара в чистом виде практически не встречаются, так как формирование отливки протекает в условиях совместного действия давления металла, его температуры и химического взаимодействия с формой.
По современным представлениям образование пригара происходит следующим образом. Как правило, заливаемый металл не смачивает кварцевый песок, но реагирует с кислородом воздуха. Оксиды образуются в большей степени на поверхности контакта металл–форма. Оксиды в виде жидких масс смачивают кварцевые зерна смеси, при этом облегчается их внедрение в поры смеси под действием давления (напора) металла, капиллярного давления и давления газа в полости формы. Внедрившаяся в поры струйка металла, покрытая пленкой оксидов, во-первых, вступает в химическое взаимодействие с частицами кварца, во-вторых, быстро охлаждается и, затвердевая, останавливается. Дальнейшее ее продвижение зависит от степей прогрева формы. При нагреве струйки выше температуры ликвидуса металла, возможно некоторое увеличение глубины ее внедрения. Практически во всех технологических мероприятиях по уменьшению пригара используются описанные ранее представления образовании пригара. Во-первых, стремятся к минимальному размеру пор; во-вторых, обеспечивают несмачивание формовочной смеси металлом и его оксидами; в-третьих, создают восстановительную атмосферу, препятствующую протеканию окислительных реакций; в-четвертых, обеспечивают быстрое затвердевание струек металла подбором более теплопроводного материала. Наконец, в-пятых, обеспечивают быстрое окисление внедрившихся струек, что приводит к потере ими прочности и легкому отделению пригара.
Для предотвращения пригара на чугунных отливках в формовочную смесь вводят каменноугольную пыль, мазут и другие углеродистые добавки.
Противопригарное действие каменного угля и других углеродистых добавок связывают с созданием в полости формы восстановительной атмосферы и образованием пиролитического («блестящего») углерода при температуре 600 °С. Восстановительная атмосфера препятствует протеканию окислительных реакций, пиролитический углерод оседает в виде прочной пленки на зернах кварца, которая не смачивается ни металлом, ни его оксидами и затрудняет внедрение металла в поры формовочной смеси.
В составе единой формовочной смеси следует использовать угли, содержащие 25… 35 % летучих и дающие выход блестящего углерода не ниже 10 %. На автоматических линиях для увеличения газопроницаемости и прочности в зоне конденсации применяется гранулированный уголь с размером частиц 0,160…0,315 мм и их содержанием в добавке до 65… 85 %. При машинной формовке допустимо использовать каменный уголь более тонкого помола – не менее 0,063 мм.
Из-за недостатков, связанных с применением каменного угля, (низкий выход блестящего углерода, ухудшение условий труда и т.п.), изыскиваются другие материалы (например, пеки, битумы), в том числе жидкие углеродсодержащие добавки (эмульсионные масла, синтетические полимеры), отличающиеся более высоким выходом блестящего углерода (более 40 %). Противопригарные добавки содержат 3… 6 % молотого каменного угля или 1,6…2,0 % синтетических композиций, или 0,75…2,00 % жидких углеродсодержащих материалов.
Для предотвращения пригара на стальных отливках с толщиной стенки до 50 мм в смесь вводят мелкодисперсные огнеупорные добавки, например пылевидный кварц (маршаллит), который, уменьшая поры смеси, препятствует внедрению струек металла в них.
Для отливок с толщиной стенок более 50 мм используются смеси с высокими показателями теплопроводности и теплоаккумуляции, например, в облицовочных смесях используют вместо кварцевых песков цирконовые пески.
При введении в смесь щелочи или мочевины образуются вязкие массы эвтектического состава, эти массы заполняют поры, предотвращая внедрение оксидов металла в поры литейной формы.
При изготовлении отливок из алюминиевых сплавов используют мелкозернистые пески и сильно уплотняют смесь, что уменьшает размер пор. В случае получения отливок из магниевых сплавов используют гидроксид бора В(ОН)3 (тривиальное название борная кислота»), сульфитную серу, препятствующие окислению и воспламенению магниевых сплавов.
Противопригарные покрытия. Для предотвращения пригара на поверхности отливок используют припылы, пасты и краски. В качестве припылов для стального литья применяют: маршалит, дистенсиллиманит; для чугунного литья – графит; для цветного литья – тальк. Для покрытия поверхностей крупных литейных форм используют пасты, изготовленные на основе припылов.
Наибольшее распространение получили краски, которые представляют собой суспензии – дисперсные структуры, включающие огнеупорный наполнитель (основу), связующее, специальные добавки и растворитель. В качестве огнеупорной составляющей как основы красок используют по видам сплавов те же минералы, что и в припылах. В качестве связующих в красках широко используются неорганические и органические материалы. В качестве неорганических связующих используются (глина, жидкое стекло). В свою очередь, различают три класса органических связующих в зависимости от температуры их термодеструкции. При разработке термостойких покрытий предпочтение следует отдавать связующим с температурой термодеструкции 180…250 °С и кремнийорганическим смолам с температурой термодеструкции 250… 500 °С (полифенилсиликсоновая – Ф-1, полиметилсиликсоновая – КМ-9к).
Специальными добавками в красках являются добавки, повышающие седиментационную устойчивость, и добавки антисептиков, препятствующих брожению органических веществ и выделению запахов.
Действенным способом повышения седиментационной устойчивости литейных красок является увеличение вязкости жидкой фазы путем введения стабилизирующих веществ (стабилизаторов). Стабилизаторы представляют собой вещества, сильно набухающие и создающие коллоидные растворы повышенной вязкости. Для водных красок наилучшим не только связующим, но и стабилизатором является глина (бентонит). Содержание глины в составе краски не должно быть больше 3… 4 %. Избыток глины вызывает растрескивание покрытия. В качестве стабилизаторов неводных красок используют: полиизобутилен, клей резиновый, бентоны – органические бентониты, полученные путем обработки глин соединениями аминов.
В качестве антисептиков в красках для предотвращения брожения органических добавок используют формалин технический, изопропиловый спирт, салициловую кислоту и бензонат натрия.
В качестве растворителя в литейных красках применяют воду и различные органические растворяющие вещества. К основным характеристикам растворителей относятся: растворяющая способность, температура кипения, скорость испарения, взрывоопасность, токсичность. Растворяющую способность, например, оценивают по вязкости растворов с одинаковой концентрацией растворенного вещества: чем ниже вязкость, тем активнее растворитель. Наибольшей активностью обладают ацетон и спирты, наименьшая растворяющая способность у углеводородов (бензина, керосина, уайт-спирита).Практический интервал кипения, при котором растворитель может быть использован в быстросохнущих красках, находится в пределах 55…85 ºС.
Краски, выпускаемые промышленностью, имеют специальные обозначения: водные краски для стального литья – СТ-1, СТ-2, СТ-3 (от слова «сталь») (в их составе пылевидный кварц, декстрин, патока, сульфитно-спиртовая барда, стабилизатор бентонит), ЦБ (цирконобентонитовая), СБ (силлиманитобентонитовая), МБ (магнезитобентонитовая). Для чугунного литья выпускается водная краска ГБ (графитобентонитовая), для цветных сплавов – водная краска ТБ (талькобентонитовая).
Водные краски после нанесения на поверхность форм и стержней обязательно должны подвергаться сушке. Самовысыхающие краски упрочняются после определенной выдержки окрашенных стержней на воздухе или при поджигании краски.
Приготовление красок из паст в литейном цехе ведется путем их растворения до необходимой плотности. На поверхность форм и стержней краски наносят кистью, посредством окунания или из пульверизатора.
Материалы для литейного производства
Противопригарные покрытия серий ПК и ВПК представляют собой суспензии на основе полимерного связующего, огнеупорного наполнителя, изопропилового спирта или воды и специальных добавок. Покрытия обладают хорошими тиксотропными свойствами, что обеспечивает легкость нанесения и получение ровного слоя, и высокой седиментационной устойчивостью. Покрытия могут быть использованы для окрашивания песчаных форм и стержней, изготовленных по технологии ХТС, ПГС, ЖСС, а также для вакуум-пленочной формовки и литья по газифицируемым моделям. Покрытия можно наносить различными способами: окунанием, поливом, распылением и кистью.
Цвет.
сплавы
Состав Наполнителя
Область применения
Мелкое, среднее литье
Среднее, крупное, толстостенное литье
Литье из марганцовистой стали
Магниевое и алюминиевое литье
Крупное чугунное литье, мелкое стальное литье
Крупное чугунное и стальное литье, марганцовистое литье
Мелкое, среднее литье
Литье из марганцовистой стали
Мелкое и среднее чугунное ,цветное литье по газ. моделям
Среднее и крупное чугунное, цветное литье по газ. моделям
Стальное литье по газ. моделям
— Разделительные покрытия
разделительное покрытие для ХТС — РП-2 ;
разделительное покрытие для Cold-box-amine процесса — РП-2.1 ;
разделительное покрытие для ПГС — РП-3 ;
— Отмывающий состав для очистки оборудования и оснастки
— Клей для ремонта сложных стержней и форм КФС-1
— Изопропиловый спирт — Пенокерамические и керамические фильтры
— Экзотермические вставки, прибыли и оболочки — Уплотнительные шнуры – Уплотняющая паста
Фурановая система, отверждаемая кислотными катализаторами
Марка смолы
Технологические преимущества
Экологические характеристики
Цветные сплавы
Высокопрочный чугун
Массовая доля азота,%, не более
Массовая доля свободного формальдегида, %, не более
Безазотная смола с повышенной прочностью, отсутствие газовых раковин и пористости
Универсальная система для получения чугунных и стальных отливок с наилучшими экологическими параметрами
Оптимальная система для получения отливок из любого вида чугуна
Предпочтительный вид смолы для чугунных отливок и специально для отливок из цветных сплавов
Марка отвердителя
Характеристика
Применение при температуре, С
Щелочная фенольная система Alpha — set процесс
Марка смолы
Виды сплава
Технологические преимущества
Экологические характеристики
Цветные сплавы
Массовая доля Свободного фенола, %
Массовая доля свободного формальдегида, %
Самые высокие прочностные характеристики, пониженное содержание свободного формальдегида
Оптимальная система для требуемых прочностных характеристик при лучшем сочетании цена/качество
Отвердители для жидкостекольных смесей
— Отвердители АМ-5, АМ-10, АМ-20, АМ-30, АМ-40, АМ-60
Отличаются разным временем живучести. Расход отвердителей составляет 10,0-15,0% от массы жидкого стекла, расход жидкого стекла при этом составляет 3,5-4,0 % от массы песка. Основные параметры жидкого стекла — модуль (2,4-3 ед.) и плотность. При жидком отвердителе смесь более пластичная (лучше раскантовка), в отличие от продувки СО2.
— Модификатор ПВС-П для улучшения выбиваемости смеси. Уменьшает работу и энергозатраты на выбиваемость при работе с отвердителями АМ.
Cold Box системы
Фенол — уретановая система, отверждаемая газообразным третичным амином (Амин процесс)
— связующие компоненты КБ-А (фенольная смола), КБ-Б (ПИЦ), катализатор КБ-К
Расход связующих составляет 0,6-1% от массы песка (А+Б). Полученные стержни обладают высокими прочностными характеристиками и пониженной газотворной способностью.
Для Cold Box систем рекомендуется — Разделительное покрытие РП-2.1
Щелочная фенольная система, отверждаемая СО2 (Resol-CO2-процесс)
— Смола ФС-06СО2 . Продувка СО2
Расход смолы составляет 2,0-3,0% от массы песка.
Термоотверждаемые системы SHELL/ CRONING
— Новолачная малофенольная гранулированная смола СК-92
Рекомендуемый расход смолы к песку – 2,4-3,0 %. Аналоги на российском рынке – СФ-015Г, СФЛ-020Л (работают при расходе смолы к песку – 3,0-4,0%).
Смола СК-92 содержит свободного фенола менее 1%; что значительно улучшает экологию, а так же поставляется в гранулированном виде, что так же значительно улучшает экологию, и существенно снижаются потери смолы при транспортировке и загрузке (по нашему практическому опыту – 10…20%).
Науглероживатель (искусственно измельчённый графит) представляет собой углеродосодержащий материал, который производится при высоких температурах и предназначается для науглероживания стали и чугуна. Ключевой характеристикой этого материала является особо низкое содержание азота.
На углероживатели марок GPC и CPC , СА применяются при производстве (выплавке) стали с пониженной массовой долей чугуна (сплава стали с углеродом) в шихте (смеси исходных материалов, подлежащих переработке) в мартеновском, кислородно-конверторном и электроплавильном процессах.
В металлургическом производстве науглероживатель широко используется для вспенивания шлаков, при изготовлении углеграфитовых продуктов и материалов, в качестве наполнителя для графитопластов.
Источник https://docs.cntd.ru/document/1200011557
Источник https://extxe.com/383/protivoprigarnye-dobavki-i-pokrytija-litejnyh-form/
Источник https://intema.ru/content/materialy-dlya-liteynogo-proizvodstva
