Склад для одержання протипригарно-зміцнюючого покриття доріг

Изобретение относится к области литейного производства, в частности, к составам противопригарных покрытий для получения" шеек валков в песчаных формах при производстве чугунных валков резинотехнической промышленности массой 2-3 тонны. Известно противопригарное покрытие для литейных форм (21. состоящее из следующих компонентов, масс. %: Асбестовый порошок 12-14 Гипс 6-7 Графит аморфный 2-2,5 Алюминиевый порошок 3-3,5 Поваренная соль 3,4-3,8 Огнеупорная глина 1,5-2,0 Пульвербакелит 1,7-2,0 Сульфитно-спиртовая барда 3-3,5 Сульфитно-спиртовая барда 3-3,5 5-ный водный раствор карбоксиметилцеллюлозы 3,5-4,0 Вода остальное. После окраски форм валков (резинотехнической промышленности - РП) массой 2-3 т, сушки и заливки их металлов было обнаружено довольно большое количество валков с пригаром на шейках и засорами на бочках. Для получения чистой поверхности шейки валка необходимо образовать твердую песчаную корку толщиной не менее 6 мм. Образование корки зависит от степени проникновения покрытия внутрь формы, кроющей способности. Использование известного покрытия для форм, в которых получают шейки валков массой 2-3 т с получением ожидаемого технического результата невозможно, так как глубина проникновения покрытия внутрь формы незначительна, и масса металла намного меньше, чем при отливке валков массой 10-15 т (для которых оно предназначено), и, тем самым, количество тепла, отданное металлом форме, недостаточно для образования толстой песчаной корки. Известно теплоизоляционное покрытие для металлических форм [I], состоящее из следующих ингредиентов, масс. %: Гипс 27,5-29,0 Асбестовый порошок 16,0-17,0 Сульфитно-спиртовая барда 2,0-2,5 Перборат натрия 0,2-0,3 Вода остальное. Это покрытие предназначено для окраски металлических форм (кокилей) с целью повышения прочности сцепления покрытия с поверхностью кокиля при температуре нагрева 80~120°С и повышения их стойкости за счет снижения теплового удара на кокиль, При окраске этим покрытием песчаных форм глубина проникновения покрытия составила 1.5-2 мм, что недостаточно для получения ожидаемого технического результата, так как наполнители - асбестовый порошок и гипс, остаются на поверхности формы и не проникают в поры смеси из-за своей волокнистой структуры (асбестовый порошок) и крупной фракции гипса (02). Поэтому данное покрытие невозможно использовать для окрас?ки песчаных форм из-за малой глубины проникновения его в форму и образования тонкой пригарной корки, а, следовательно, и образования пригара на поверхности шеек валков. Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигн утому эффекту является выбранное в качестве прототипа противопригарное покрытие для литейных форм [З], состоящее из следующих компонентов, масс. %: Асбестовый порошок 12,0-14,0 Гипс 6,0-7,0 Графит аморфный 2,0-2,5 Алюминиевый порошок 2,2-2,5 Поваренная соль 2,4-3,0 Борная кислота 0,8-1,0 Сульфитно-спиртовая барда 3,0-3,5 Вода остальное. Покрытие имеет низкую газопроницаемость (88 ед.), высокую вязкость (35 с) и плотность (1,27 г/см 3). При окраске этим покрытием форм (нижних шеек) массой 2-3 т для валков РП слоем толщиной 0,6-0,8 мм (вместо 1,0-1,5 мм) глубина проникновения покрытия составила 2,5-3,0 мм, седиментационная устойчивость - 89%. После заливки форм металлом образовалась земляная корка толщиной только 3-4 мм, которая не Смогла препятствовать образованию пригара на поверхности шейки валка. Из отлитых 24 валков массой 2-3 т был обнаружен на 29% частичный пригар и на 37,5% - сплошной пригар и земляные раковины. Образование пригара и отсутствие ожидаемого технического результата, вероятнее всего, связано с тем, что глубина проникновения покрытия внутрь формы (шейки валка) была недостаточной из-за более крупных фракций наполнителя. При проведении ситового анализа указанного покрытия (прототип) установлено, что основная масса материалов распределилась на ситах 04-02 (54,1%), а на тазике - только 25,6%. Кроме того, содержание остатка на тазике размером частиц 20-50 мкм составило 82,6%, а частиц 20 мкм и менее - 17,4%. Этот анализ показывает, что проникающих частиц размером 20 мкм и менее в покрытии незначительное количество, так как при отдельном ситовом анализе асбестового порошка и гипса содержание их частиц по фракциям в тазике составило 20% и 10% соответственно и в основном фракции 20-50 мкм. На образование пригара также влияет и кроющая способность покрытия, которая определялась методом потечности и составила 1,49%, т.е. покрытие распределяется по поверхности неравномерно. В основу изобретения поставлена задача создать такой состав для получения противопригарноупрочняющего покрытия литейных форм, преимущественно песчаных, для получения валков резинотехнической промышленности массой 2-3 т, в котором новая совокупность ингредиентов позволила бы обеспечить повышение проникающей способности состава, его седиментационной устойчивости и кроющей способности, и за счет этого снизить брак валков по пригару и засорам. Поставленная задача решается тем, что состав, содержащий графит аморфный, поваренную соль, борную кислоту, те хнические лигносульфонаты и воду, согласно изобретению, дополнительно содержит асбозурит и кокс литейный при следующем соотношении ингредиентов, масс. %. графит аморфный 6,0-7,0 соль поваренная 3,5-4,5 борная кислота 2,5-3,0 асбозурит 5.0-6,0 кокс литейный 7,0-9,0 технические лигносульфонаты 10,0-12,0 вода остальное. Асбозурит (ТУ 36-130-77) - изоляционный порошкообразный материал, состоящий из смеси асбеста (12-15%) и тонко измельченного диатомита (85-88%). который обладает высокой маслоемкостью, хорошей прилипаемостью, уменьшает коробление краски, шелушение, трещинообразование, увеличивает сопротивление краски абразивным воздействиям и не оседает. Асбозурит применяется в качестве мастичной изоляции поверхности промышленного оборудования и трубопроводов при температуре их нагрева до 900°С. После нагрева его до 1300°С он теряет свои свойства. Химический состав асбозурита после прокаливания, исследованный в 1979 г.. %: SiO2 -77,2; АІ2 О3 - 5,38; Fе2O3 - 1,32%: FeO -0,22; CaO -0,39; K2O - 0.93: MgO - 6,23; Na2О - 0,39; P2О 5 - 0,32; ТіО2 - 0,11: SO3 - 0.34; ППП, - 6,48; исследованныйвв1985г.,%: SiO2 - 76,2; АІ2 О3 - 3,35; СаО-1,22; MgO - 7,2; Fе2O 3 - 1.1; SO 3 - 0,35; ППЛ. - 10.58. Технические требования. Для изготовления асбозурита применяется асбест мягкой группы марок -6-30 или і К-6-20 по ГОСТ 12871-67. ' В зависимости от величины объемной массы асбозурит изготавливается марок 600,700,800. Содержание частиц диатомита размером 10 мм не разрешается, а более 5 мм - не более 50% по массе. Содержание не размокающих частиц асбозурита не должно быть более 15% по массе. Использование покрытия заявляемого состава позволяет получить технический результат, заключающийся в повышении кроющей способности состава и его седиментационной устойчивости. Асбозурит повышает эластичность, глубину проникновения покрытия внутрь формы, уменьшает вязкость и увеличивает прочность сцепления с поверхностью формы. Он является стабилизатором и способствуе т повышению седиментационной устойчивости покрытия и улучшает кроющую способность. При проникновении внутрь формы служит связующим. Кокс литейный (ГОСТ 3340-71) с фракцией помола 0.2-0,3 мм вводится в состав для повышения газопроницаемости слоя краски и тем самым ускоряет удаление влаги из формы и устраняет трещинообразование в слое покрытия при сушке, а также создает защитно-восстановительную атмосферу между поверхностью формы и жидким металлом, что обеспечивает уменьшение пригара на отливках. Граничные значения графита аморфного, соли поваренной, борной кислоты, асбозурита, кокса литейного и технических лигносульфонатов в заявляемом покрытии определении экспериментально, В краскомешалку наливают 2/3 необходимого количества воды, загружают асбозурит и соль поваренную, после 25-30 мин перемешивания добавляют графит аморфный, борную кислоту и кокс литейный. После 12-15 мин перемешивания добавляют воду до плотности 1,36-1,38 г/см 3. а затем добавляют воду до плотности 1,361,38 г/см 3, а затем вводят технические лигносулъфоматы и перемешивают 10-15 мин. Плотность покрытия должна быть 1,16-1,18 г/см 3. Для определения эффективности состава для получения противопригарно-упроч-няющего покрытия в зависимости от количества введенного графита аморфного. соли поваренной, борной кислоты, асбозу-рита, кокса литейного и технических лигносульфонатов были приготовлены составы с граничными и оптимальными соотношениями компонентов, а также выходящими за граничные соотношения новых компонентов. Для выбора оптимальных значений были приготовлены 7 составов в соотве тствии с изобретением и один известного противопригарного покрытия для линейных форм (прототип), проведенные в таблице 1. При проведении ситового анализа известного и заявляемого составов установлено, что средняя величина (%) остатка на тазике составила для известного 25,6%, а для заявляемого - 47.4% (см. табл.2, п. 1.2). Это, вероятнее всего, зависит от того, что асбозурит имеет большее количество тонкодисперсных частиц, чем асбест и гипс, т.к. остаток на тазике распределился по размерам частиц следующим образом: частицы размером 20-50 мкм составили для прототипа 82,6%. для заявляемого состава - 65,2%. т.е. меньше в 1,27 раза, размером 10-20 мкм - 7,8% и 11,1% соответственно, т.е. больше в 2,47 раза. Следовательно, в заявляемом составе частиц размером менее 20 мкм больше в 2 раза, чем в прототипе, поэтому оно более эффективно проникает в поры, пропитывая более толстый слой смеси. Для сопоставления некоторых материалов на зерновую основу был проведен ситовый анализ асбестового порошка, гипса и асбозурита (см. табл.2, п.3.4,5). Как видно из таблицы 2, остаток на тазике для асбестового порошка составляет 20%, а для асбозурита 55,0%, что в 2,5 раза выше, и распределяется по размерам частиц на 10-20 мкм и менее 10 мкм. в сумме 9% и 52% соответственно. Таким образом, васбозурите тонкодисперсных частиц в 6 раз больше, чем в асбестовом порошке, потому что асбест является волокнистым материалом (горный лен). Он хорошо размягчается водой, но волокнистая структура его не изменяется. и при применении в покрытиях для окраски поверхности форм и стержней он плохо проникает внутрь и. в основном, остается на поверхности. Сопоставление содержания асбестового порошка в известном покрытии (12-14%) с содержанием асбозурита в заявляемом (5-6%) показало, что количество тонкодисперсных частиц размером 10-20 мкм и менее 10 мкм составит в 2 раза больше, то есть против 52% в асбозурите, что в 3 раза меньше. Количество остатка на тазике гипса составило 10% (см.табл.2, п.4) и распределялись по размерам частиц 10-20 мкм и менее 10 мкм. Поэтому существенного влияния на проникновение покрытия в поры формы гипс не оказывает, он остается на поверхности. Как. видно из таблицы 2 (п.6, 7) ни кокс. ни алюминиевый порошок на глубину проникновения покрытия в поры формы не влияют, т.к. нет частиц менее 10-20 мкм. Кроющую способность состава оценивают по поточности. Изготавливают образцы в виде пластин (130х25х25 мм) из испытываемого материала. Пластины окрашивают однократным окуианием в испытуемое покрытие с двухсекундной выдержкой. Затем производят 10 мин сушку при 200°С в вертикальном положении. После охлаждения измеряют толщину окрашенных образцов в верхней и нижней части пластины на расстоянии 100 мкм друг от друга. Из полученных замеров выводят средние результаты толщины образца с покрытием в верхней и нижней части пластины (см. табл.3). Потечность определяем по формуле: где П - потечность покрытия, %; А - средняя толщина пластины с покрытием в верхней ее части, мм; В - средняя толщина пластины с покрытием в нижней ее части, мм; I - расстояние между симметричными верхними и нижними точками на пластине, равное 100мм. Например, поточность для прототипа составляет для заявляемого состава 3 Как видно из полученных значений потечности, она в 2 раза меньше у заявляемого покрытия. Поэтому использование в составе покрытия асбозурита с большим количеством тонкодисперсных частиц, вероятнее всего, способствуе т уменьшению потечности, т.е. улучшению кроющей способности покрытия. В таблице 4 приведены показатели свойств составов для получения противопригарно-упрочняющего покрытия литейных форм и известного (прототипа). Окраска форм производилась с помощью кисти слоем толщиной 0,6-0,8 мм в два последовательных приема. С каждым составом покрытия было отлито по 24 валка массой 2-3 т. Сушка форм производилась при температуре 420-440°С. Согласно данным проведенных исследований и опробований в промышленных условиях, заявляемое изобретение в сравнении с прототипом обеспечивает достижение следующего те хнического результата: - повышена седиментационная устойчивость покрытия с 89% до 96% (в среднем), или на 8%; - увеличилась кроющая способность покрытия, которая определялась методом по-течности. Поточность уменьшилась с 1,49% до 0,74% (средняя), или в 2 раза; - повышена проникающая способность с 2,8 мм до 7,3 мм (в среднем), или в 2.6 раза; - увеличилась толщина легкоотделимой земляной корки с 3,5 мм до 7,7 мм, т.е. в 2 раза; - брак валков по сплошному и частичному пригару, а также засорам отсутствовал.