Противопригарная краска для литейных форм и стержней

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ПРОТИВОПРИГАРНАЯ КРАСКА ДЛЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(72) Авторы Витязь Петр Александрович Ильющенко Александр Федорович Судник Лариса Владимировна Кукуй Давид Михайлович Николайчик Юрий Александрович Жук Елена Владимировна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт порошковой металлургии(57) Противопригарная краска для литейных форм и стержней, содержащая электрокорунд,поливинилбутираль и растворитель, отличающаяся тем, что дополнительно содержит наноструктурированный гидроксид алюминия при следующем соотношении компонентов, мас.электрокорунд 46-48 поливинилбутираль 1,3 наноструктурированный гидроксид алюминия 2-4 растворитель остальное. Изобретение относится к области металлургии, в частности к литейному производству деталей из железоуглеродистых сплавов, и может использоваться при разработке составов противопригарных красок для покрытий литейных форм и стержней. Для названных целей используют противопригарные покрытия российских и украинских фирм Политегмет,Родонит, Техномет, Фосфогипс-Технология, Формовочные материалы Украины, а также западных фирм , ,(Германия). Недостатком этих покрытий является их малая проникающая способность, что неизбежно приводит к дефектам на поверхности отливок. Кроме того, эти покрытия являются импортируемой продукцией, что в современных условиях приводит к постоянной угрозе сроков и объемов поставок и другим сопутствующим проблемам. Противопригарные краски представляют собой смесь веществ, где твердое вещество(средне- и высокоогнеупорные минеральные частицы) распределено в жидком веществе во взвешенном состоянии 1. 15178 1 2011.12.30 Известны противопригарные покрытия, содержащие в качестве твердого вещества огнеупорные наполнители в виде дисперсных составляющих талька, электрокорунда и других с использованием в качестве связующего поливинилбутираля 2, 3. Недостатком этих покрытий является то, что они не обеспечивают получение чистой поверхности отливок, а имеющиеся на поверхности отливок дефекты (пригар, ужимины, высокая шероховатость) снижают их качество, вызывают дополнительные затраты труда на очистку и осложняют последующую обработку. Эти операции приводят к неудовлетворительным санитарным условиям труда и низкой культуре производства. Наиболее близким по достигаемому результату и технической сущности является противопригарная краска для литейных форм, содержащая в качестве твердого компонента порошок электрокорунда до 64,1 мас.4. Данная краска обладает рядом недостатков,связанных с достаточно большой величиной частиц порошка электрокорунда, а именно низкой седиментационной устойчивостью и неудовлетворительной проникающей способностью. Целью изобретения является создание противопригарной краски для литейных форм и стержней с повышенными прочностными свойствами седиментационной устойчивостью,кроющей, проникающей способностью, позволяющими получать покрытия достаточной толщины и прочности. Цель достигается тем, что в твердую дисперсную составляющую, содержащую алюмооксидный компонент, вводят наноструктурированный гидроксид алюминия. При этом его содержание находится в пределах 2-4 мас. . Технический эффект достигается за счет проникания твердых частицв мелкие трещины, поры и др. дефекты рабочей поверхности литейной формы, при этом поверхность выравнивается и позволяет получить равномерное по толщине покрытие повышенной прочности. Введение наноструктурированного порошка гидроксида алюминия менее 29 мас.не позволяет достичь равномерного покрытия, т.к. не закрыты полностью поры, микротрещины рабочей поверхности литьевых форм, а превышение порошка гидроксида выше 4 мас.приводит к увеличению вязкости покрытия и ухудшению кроющей способности. Технология получения краски состояла в смешивании порошка электрокорунда (фракция 50 мкм) с наноструктурированным порошком гидроксида алюминия (глобулы порошка размером 1-3 мкм состоят из наноразмерных частиц). Наноструктурированность гидроксида определяется технологией его получения, в частности гидротермальным синтезом 4. Поливинилбутираль размешивают в органическом растворителе. Полученную смесь добавляют в композицию электрокорунд - гидроксид алюминия и все вместе смешивают в краскомешалке. Приготовленной краской с помощью кисти окрашивали рабочую поверхность литьевой формы. После сборки формы в нее заливались железоуглеродистые сплавы марки СЧ 20, Р 6 М 5. Состав и свойства красок, подготовленных в соответствии с заявочными материалами на патент и прототипом, приведены в табл. 1, 2. Таблица 1 Контролируемые свойства 15178 1 2011.12.30 Таблица 2 Состав краски Номер краски НГА Электрокорунд Поливинилбутираль 1 1,5 48,5 1,3 2 2 48 1,3 3 3 47 1,3 4 4 46 1,3 5 4,5 45,5 1,3 Прототип 63,1-64,1 1,4-1,2 НГА - наноструктурированный гидроксид алюминия. Растворитель остальное остальное остальное остальное остальное 31,5-34,5 Контроль вязкости осуществляли путем продолжительности истечения определенного объема через калиброванное отверстие. Для этого использовали вискозиметр ВЗ-4 (ГОСТ 9070-75). Определение седиментационной устойчивости производили по ГОСТ 10772-78. Цилиндр заполняли контролируемой жидкостью и через определенное время замеряли высоту верхнего осветленного слоя, после чего рассчитывали седиментационную устойчивость в 1 где 1 и 2 - соответственно общий объем столба покрытия в цилиндре и объем верхнего светленного слоя (1100 мл). Прочность покрытий, полученных нанесением краски, оценивали по прочности на истирание в соответствии с ГОСТОМ 10772-78. На стеклянную пластину с нанесенным покрытием насыпали песок с расстояния 70 мм до тех пор, пока на месте удара песка краска не сотрется до стекла. Добавка наноструктурированного порошка гидроксида алюминия увеличивает проникающие свойства противопригарной краски, повышает кроющую способность и прочность покрытия, значительно улучшая качество поверхности отливок. Снижается содержание синтезируемого корунда. Кроме этого, заявляемая краска является импортозамещающей продукцией. Источники информации 1. Жуковский С.С. Формовочные материалы и технологии литейной формы Справочник. - М. Машиностроение, 1993. 2.1289582, МПК 22 3/00 // Бюл.6. - 15.02.87. 3.1202686, МПК 22 3/00 // Бюл.1.- 07.01.86. 4.2048952, МПК 22 3/00. Республиканский инженерно-технический центр по восстановлению и упрочнению деталей машин и механизмов СО РАН, опубл. 27.11.95(прототип). 5. Мазалов Ю.А., Ильющенко А.Ф., Витязь П.А., Судник Л.В. Получение нанопорошков гидроксидов по алюмоводородной технологии // Доклады Национальной академии наук Беларуси. - Минск.2008. - Т. 52,6. - С. 109-115. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3