Спосіб одержання покриття на металевих ливарних формах

Изобретение относится к области литейного производства металлов, конкретно к технологии получения покрытия на поверхности линейных форм, и предназначено для использования в металлургическом производстве. Известна технология нанесения на литейную форму (кокиль) облицовок из сыпучих формовочных смесей путем вдувания смеси в зазор, образующийся между моделью и кокилем при их спаривании, Охлаждение отливок в кокиле с теплоизоляционным слоем толщиной 10мм происходит значительно медленнее, чем в кокиле окрашенном теплоизоляционной краской. Теплоизоляционную краску наносят на облицовку или непосредственно на рабочую поверхность кокиля [1]. Известен способ нанесения покрытия на литейные формы (кокили), состоящий в том, что на предварительно нагретые до 400° формы наносят распылением состав, содержащий (в мас.%): бентонит 0,8, маршаллит 10,3, метасиликат натрия 7,0, вода 81,9, затем формы с нанесенным слоем подвергают термофиксации при температуре 400 - 450° в течение 2 - х часов [1 - 3]. Недостатком указанного способа является наличие отбела на отливках чугуна и невысокая долговечность покрытия. Прототипом предлагаемого изобретения является способ нанесения покрытия на литейные формы, состоящий в том, что на предварительно нагретые формы (кокили) до 400° на установках центробежного литья распылением наносят состав, содержащий, в мас.%: жидкое стекло 18, графит 12, каолин 20, глина огнеупорная 30, шамот молотый 20. Затем кокили подвергают термофиксации с последующей заливкой жидкого стекла. Недостатком известного способа является неудовлетворительная стойкость литейных форм, являющаяся результатом отслаивания покрытия от кокиля при циклическом воздействии повышенных температур, появление отбела на отливках чугуна, являющегося результатом малой толщины покрытия. Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа получения покрытия многоразового использования на литейных металлических формах (кокилях), обеспечивающего повышение стойкости литейных форм путем нанесения при комнатной температуре на кокиль сначала грунтовочного слоя покрытия, затем - теплоизолирующего слоя, а перед каждой эксплуатацией - разделительного слоя покрытия. Поставленная задача достигается тем, что в способе получения покрытия на литейных формах, заключающемся в нанесении состава, включающий графит, каолин, жидкое стекло, воду, отверждении (термофиксации) полученного слоя покрытия, согласно предлагаемого изобретения, при комнатной температуре на литейные формы наносят грунтовочный слой при следующем соотношении компонентов, мас.%: железо или чугун 2 - 10; никель 0,2 - 5; графит 1 - 10; каолин 20 - 40; гидроокись натрия 0,5 - 2; вода 2,4 - 6,3; жидкое стекло - остальное, литейные формы с нанесенным грунтовочным слоем скачала выдерживают при комнатной температуре 24 часа, после чего подвергают термофиксации при температуре 250 - 350°, затем ручным пульверизатором наносят теплоизоляционный слой из покрытия при следующем соотношении компонентов, мас.%: бентонит 0,2 - 1, кремниевая мука (маршаллит фракции 10 : 20мк) 5 - 25, метасиликат Na 2 - 8, вода остальное и перед эксплуатацией на нагретую до 250 - 350° литейную форму дополнительно наносят разделительный слой покрытия при следующем соотношении компонентов, мас.%: кремниевая мука (молотый маршаллит фракции 10 : 20мкм) 5 - 25; суспензия белой сажи (плотностью 1,0 - 1,1) 2 - 15; суспензия диатомита (плотностью 1,1 - 1,15) 2 - 15; вода остальное. Указанный порядок приемов обеспечивает получение монолитного слоя покрытия толщиной до 1 - 1,5мм с хорошей адгезией, без отслаивания и вспучивания. Введение порошкообразных металлов и гидроокиси натрия в состав грунтовочного слоя приводит к повышению адгезии, долговечности, теплопроводности нанесенного слоя, что обеспечивает стойкость покрытия, стабильное качество отливок. Введение графита обеспечивает огнеупорность, вязкость, технологичность, изменение количества графита приводит к повышению хрупкости покрытия, ухудшению технологичности нанесения, потере долговечности и прочности покрытия. Введение каолина обеспечивает термостойкость, а в сочетании с гидроокисью натрия придает составу вяжущие свойства, увеличение прочности слоя покрытия. Но увеличение содержания каолина приводит к увеличению хрупкости покрытия, а уменьшение, - к снижению термостойкости и вспучиваемости покрытия. Изменение количества жидкого стекла приводит к увеличению хрупкости, влагоудерживанию, вспучиваемости покрытия, высокой вязкости, ухудшению технологичности. Гидроокись натрия обеспечивает пластифицирующие свойства покрытия, изменение его количественного содержания либо увеличивает его влагоемкость, снижает долговечность, либо не достигается эффект повышения прочности. Использование минеральных наполнителей бентонита (в состоянии геля) и кремниевой муки (молотого маршаллита) в теплоизоляционном слое обеспечивает высокую теплоизоляционность, а использование в качестве связующего метасиликата натрия обеспечивает увеличение прочности сцепления и монолитность слоя покрытия. Такой комплекс компонентов составов и приемов создает постоянное теплоизоляционное покрытие, которое служит на протяжении всего периода работы литейной формы и обеспечивает получение отливок типа тел вращения с заданной структурой чугуна. Нанесение перед каждой эксплуатацией на литейную форму разделительного слоя, на водной основе, содержащего кремниевую муку суспензии белой сажи и диатомита обеспечивает дополнительную теплоизоляцию и технологичность получения отливок. Предлагаемый способ реализуется следующим образом. При комнатной температуре на холодные литейные формы кистью наносят грунтовочный состав следующего содержания компонентов, мас.%: железо или чугун 5, никель 2, графит 4, каолин 32, жидкое стекло 54, гидроокись натрия 0,6, вода 2,4. Литейные формы с нанесенным грунтовочным слоем выдерживают 24 часа при комнатной температуре, затем термофиксируют при температуре 250 - 350° в течение 8 - 10час. На нагретые до 250 - 350° формы ручным пульверизатором наносят теплоизоляционный слой следующего содержания компонентов, мас.%: бентонит 0,56, кремниевая мука (молотый маршаллит) средн. фракции 10 : 20мк 10, жидкое стекло 7, вода 82,44. Литейные формы с нанесенными слоями покрытия подают на установки центробежного литья, где на них наносят перед каждой эксплуатацией разделительный слой покрытия следующего содержания компонентов, мас.%: кремниевая мука (молотый маршаллит фракции 10 : 20мк) 20, суспензия белой сажи (плотностью 1,0 - 1,1) 7, суспензия диатомита (плотностью 1,1 1,115) 7, вода 66. Нанесенное на литейные формы покрытие является монолитным с материалом кокиля, не растрескивается, не отслаивается, не вспучивается. Сравнительные испытания литейных форм с нанесенным покрытием проведены на промышленной установке типа "Ротолит". Данные сведены в таблицу. Из таблицы следует, что предлагаемая технология нанесения покрытия на литейные формы обеспечивает многоразовое использование форм с повышенной стойкостью кокилей до замены до 1000 - 2000 отливок.