Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования
1.1. Условия возникновения пригара и методы его профилактики 8
1.2. Противопригарные покрытия для чугунного и стального литья 27
1.3. Опыт применения в составах противопригарных покрытий 45 техногенных материалов - отходов различных производств Выводы и задачи исследования 50
Глава 2. Алюмошлак как материал покрытия литейной формы
2.1. Источник образования шлака и предварительная подготовка к использованию 53
2.2. Методики экспериментальных испытаний и результаты 56
2.3. Определение поверхностных свойств шлака 68
2.4. Оценка химического состава газовой фазы, образующейся при нагревании алюмошлака 69
2.5. Теплофизические свойства алюмошлака 69
2.6. Физико-химические и термодинамические предпосылки применения противопригарных алюмошлаковых покрытий 75
Выводы по главе 90
Глава 3. Моделирование работы покрытия литейной формы на основе алюмосодержащего наполнителя
3.1. Физическая схема работы покрытия 92
3-2. Математическая модель и расчетная схема 95
3.3. Приближенные оценки основных параметров расчетной схемы 101
3.3 1. Оценка коэффициента теплоотдачи при работе противопригарного алюмошлакового покрытия 101
3.3.2, Оценка оптимального размера частиц алюмошлакового наполнителя противопригарных покрытий 107
3.3.3. Задача о тепловом импульсном воздействии на покрытие 115
3.3.4. Задача о газовом противодействии капиллярной фильтрации 119
3.3.5. Расчет толщины противопригарного алюмошлакового покрытия для стального и чугунного литья 125
3.4. О влиянии внешних воздействий на коэффициент теплоотдачи и возможности управления 129
Выводы по главе . 130
Глава 4. Разработка технологий изготовления и применения противопригарных алюмошлаковых покрытий литейных форм
4.1. Технология применения алюмошлаковых покрытий для стального литья 132
4.1.1. Приготовление алюмошлаковых красок на водной основе для стального литья 132
4.1.2. Приготовление алюмошлаковых самовысыхающих красок для стального литья 133
4.1.3. Предварительная оценка работы противопригарных алюмошлаковых покрытий на стальных отливках-пробах 134
4.1.4. Промышленное опробование опытного алюмошлакового покрытия литейных форм и стержней на водной основе на фасонных отливках в условиях действующего производства140
4.2. Технология применения алюмошлаковых покрытий для чугунного литья 143
4.2.1. Приготовление алюмошлаковых красок на водной основе для чугунного литья144
4.2.2. Приготовление алюмошлаковых красок на основе органических растворителей для чугунного литья145
4.2.3. Оценка работы противопригарных алюмошлаковых покрытий на чугунных отливках146
4.3. Исследования технологических свойств алюмошлаковых покрытии148
Выводы по главе 161
Глава 5. Реализация разработанных технологий на производстве
5.1. Организационные вопросы внедрения алюмошлаковыхпротивопригарных покрытий 162
5.2. Оценка экономической эффективности результатов работы 165
5.3. Экологическая экспертиза предлагаемых техническихрешений 170
5.4. Область применения и перспективы 172
Выводы по главе 177
Выводы по работе 179
Список литературы 181
Приложения 198
- Противопригарные покрытия для чугунного и стального литья
- Оценка химического состава газовой фазы, образующейся при нагревании алюмошлака
- Приближенные оценки основных параметров расчетной схемы
- Технология применения алюмошлаковых покрытий для чугунного литья
Введение к работе
В современных условиях литейно-металлургическое производство, являясь до сих пор основной заготовительной базой машиностроения,
испытывает ряд проблем, одной из которых является проблема утилизации и переработки отходов производства, в первую очередь, в виде шлаков. Решение этой проблемы позволит снизить расходы на приобретение и содержание земельных участков под отвалы, уменьшить штрафные санкции со стороны контролирующих органов, оздоровить экологическую и санитарно-гигиеническую обстановку» предотвратить изменение ландшафта.
Другой важной проблемой для литейно-металлургического производства на сегодняшний день является поиск и применение новых и недорогих материалов на всех стадиях передела.
При этом до сих пор неразрешенной остается проблема пригара на стальном и чугунном литье: несмотря на значительное количество существующих противопригарных покрытий, большинство из которых даже при высокой цене поставки по различным причинам не обеспечивают необходимую чистоту литой поверхности отливок. Результаты подавляющего большинства исследований данного вопроса направлены на профилактику конкретного вида пригара (термический, химический и механический), носят весьма ограниченный характер и часто противоречат друг другу.
Утилизация шлаков литейно-металлургического производства представляет интерес по следующим причинам; 1) шлаки - один из самых объемных отходов [1]; 2) независимо от происхождения они содержат и образуют при хранении элементы и соединения, отрицательно влияющие на окружающую среду; 3) захоронение шлаков вызывает изъятие земель из хозяйственного оборота; 4) состав и свойства шлаков позволяют им быть ценным сырьем для различных отраслей промышленности.
Основываясь на литературных данных [1], можно сказать, что доменный шлак используют в производстве цемента, бетона, минеральной ваты, стекла,
асбеста и керамики, в строительстве дорог и абразивной обработки металлических изделий, а также в жидком виде перерабатывают в низкомарочные вяжущие. Для утилизации доменных шлаков применяют технологию шлакокаменного литья.
Ваграночный шлак может использоваться в качестве основы пористых фильтроэлементов при рафинировании силуминов [2].
Сталеплавильные шлаки. используются [1 ] в сельском хозяйстве, в цементной промышленности, для строительства дорог и изготовления абразивных материалов. Конвертерный шлак утилизируется в доменном производстве как комплексный флюс металлургического производства. На основе мартеновских шлаков изготавливают железомарганецсодержащий флюс для металлургической шихты.
Литературные данные содержат мало информации о применении шлаков, образующихся при производстве и переплаве цветных сплавов. Известно, что шлаки, содержащие медь и алюминий стараются максимально использовать как шихтовый материал или извлекать из них металл путем переплава, например, в индукционных печах, что не всегда экономически выгодно.
Данная работа направлена на решение задач расширения сырьевой базы материалов для литейного производства, повышения степени использования шлаков, образующихся при производстве цветных сплавов, а также исследования работы противопригарных покрытий и их эффективности,
В данной работе приводятся результаты теоретических исследований и практических рекомендаций, направленных на применение в литейном производстве покрытий форм и стержней для стального и чугунного литья с комплексным противопригарным эффектом на основе алюмошлака - шлака, образующегося при переплаве вторичных алюминиевых сплавов.
Работа выполнена на кафедре «Литейно-металлургических процессов и сплавов» Нижегородского государственного технического университета и предприятиях г- Нижнего Новгорода,
7 Основные положения, выносимые на защиту;
Теоретическое обоснование применимости алюмошлака в качестве наполнителя противопригарного покрытия литейных форм по результатам анализа его свойств как формовочного материала.
Результаты сравнительного анализа полученных экспериментальных данных и теоретических прогнозов в виде расчетной схемы работы алюмошлаковых покрытий, разработанной на основе физической схемы и математической модели.
Разработанные методики определения основных параметров расчетной схемы.
Результаты экспериментальных исследований по разработке составов и технологии изготовления алюмошлаковых покрытий.
Технология применения алюмошлаковых покрытий для стального и чугунного литья и результаты опытно-промышленных испытаний в условиях действующего производства-
Противопригарные покрытия для чугунного и стального литья
В работе [58] Сварика А. А., основываясь на определении противопригарных покрытий по Бергу П.П. [3], классифицирует покрытия разовых литейных форм по признаку воздействия на металл, физическому состоянию до нанесения на форму, способу отверждения и роду зерновой основы (рис. 1), Данная классификация является единственной в своем роде.
К сухим противопригарным покрытиям относятся высокодисперсные порошки огнеупорных материалов и металлов-восстановителей. При литье в сырые песчано-глинистые формы в качестве припылов используют: пылевидный кварц, ди стен-силлиманит или циркон (отливки из углеродистой стали); алюминиевую пудру (отливки из легированных сталей); графит, молотый древесный уголь, тальк, цемент (чугунные отливки), иногда взамен используют дешевый феррохромовый шлак [88]. Также к припылам относятся железная окалина и покрытия из пиролитического углерода [58],
Упрочняющие растворы и краски для сырых форм представляют собой подвижные растворы различных связующих, которые, впитываясь в поры формовочной смеси, упрочняют ее поверхность посредством провяливания или нагрева. Их применяют в основном при литье черных сплавов и приготавливают из искусственных материалов, а в роли растворителей служат вода или углеводородные жидкости. Материалами для приготовления упрочняющих растворов могут служить лигносульфонаты, пектиновый клей, декстрин, жидкое стекло, мазут, вода, уайт-спирит. Упрочняющими растворами могут быть паточный раствор, раствор бета-смолы в бензоле, трихлорэтилене спирте и других растворителях, растворы термопластичных смол в органических растворителях [58]. В ЧССР поверхность форм и стержней упрочняли с помощью эмульсии, включающей в себя: полиметил метакр и лат, СБД и воду [89], а также применяли упрочняющий раствор из фенолформальдегидной смолы и денатурированного спирта [90],
К широко распространенным листовым покрытиям для сырых форм относится асбестовая теплоизоляционная бумага толщиной 1 мм, которую накладывают при набивке верхней полуформы на поверхность модели, а при отделке полуформы прошпиливают. Иногда применяют из специальной лучезащнтной алюминиевой фольги, упрочненной стеклотканью, которые укрепляют на поверхностях формы, склонных к разрушению при нагреве. Для устранения проникновения металла в поры формы и для местного поверхностного легирования отливок используют углеродистые и графитизированные ткани и бумага [91]. В настоящее время за рубежом фирма Zircar Refraktory Composites Inc. производит листовой огнеупорный материал повышенной прочности Д5-1200, не содержащий асбест и другие экологически вредные вещества и предназначенный для термомеханической и электроизоляции при температурах до 1300 С. В этом листовом материале упрочняющие волокна плотно упакованы в глиноземистой керамической матрице [92].
Натирочные пасты применяют, когда необходимо получить особо чистую поверхность отливок. Их наносят на поверхность окрашенных и высушенных стержней вручную. После натирки стержни просушивают- Наполнителями натирочных паст служат серебристый графит, тальк и циркон.
Активные плавящиеся покрытия содержат порошки или гранулы ферросплавов или легирующих металлов. Во время заливки основной металл проникает в пористый слой легирующего покрытия и сплавляет или растворяет легирующие материалы.
Для приготовления активных диффундирующих красок в качестве легирующих элементов применяют неметаллы (серу), металлы (теллур, висмут, алюминий), а также кислородные соединения металлов и неметаллов (ванадия, бора). Последние восстанавливаются во время формирования отливки из своих окислов металлами-восстановителями, вводимыми в состав покрытия. Все эти элементы оказывают сильное действие на структуру железоуглеродистых сплавов. Благодаря сильному влиянию на структуру сплавов поверхностное легирование этими элементами протекает стабильно. Легирующие элементы диффундирующих покрытий отличаются от легирующих плавящихся покрытий тем, что они во время контакта покрытия с жидким металлом находятся в газообразном сильно перегретом состоянии, близком к кипению, или атомарном, виде в момент восстановления. Кроме того, элементы диффундирующих покрытий — сильно действующие модифицирующие вещества, способные изменять свойства сплава на значительную глубину при содержаниях в тысячные или сотые доли процента [58],
В настоящее время для борьбы с пригаром на автомобильных и машиностроительных заводах во всем мире широко применяют пассивные противопригарные краски для сухих форм на основе высокоогнеупорных и химически инертных материалов, представляющие собой, общем случае, суспензии, в состав которых входят; огнеупорный наполнитель, связующее, стабилизатор и растворитель.
Оценка химического состава газовой фазы, образующейся при нагревании алюмошлака
Оценка химического состава газов, выделяющихся при нагревании алюмошлака в работе проводилась с помощью газовой хроматографии. В результате был зафиксирован следующий химический состав газовой фазы, % по объему: Определение теплофизических свойств алюмошлака по правилу аддитивности с учетом результатов химического анализа (см. п. 2.2 Л). Поскольку работа противопригарных покрытий начинается в температурной области вблизи 1600 С для стального литья то и теплофизические свойства алюмошлака определялись при этих температурах. Водное алюмошлаковое покрытие, используемое в данной работе имеет следующий состав компонентов, мас,%; алюмошлаковый наполнитель, глинистая суспензия (р = 1,4 г/см3) 7, ЛТС (р = 1,26 г/см3); вода 16%. Химический состав алюмошлакового наполнителя см. п. 2.2.1. Поскольку ари сушке форм перед заливкой температурный режим превышает температуры термостойкости ЛСТ, а также происходит удаление влаги, то активными компонентами в составе покрытия будут алюмошлаковый наполнитель и глина. Пересчет активных компонентов на 100% с учетом того, что глина в суспензии составляет 85% по массе дает следующий результат: алюмошлаковый наполнитель 92,5%; глина 7,5%. Основные физико-химические и термодинамические аспекты работы противопригарных покрытий на основе алюмошлакового наполнителя изложены в работах [149, 150]. В данном разделе дается более пристальное их рассмотрение. При контакте жидкого стального расплава с формой, окрашенной алюмошлаковым покрытием имеют место реакции окисления материала отливки в газовой среде литейной формы. Начальный состав газовой среды литейной формы формируется в процессе ее сушки при подготовке к заливке. При этом в момент заливки начинается, а в последствие получает дальнейшее распространение в постоянно изменяющемся составе газовой среды литейной формы процесс окисления материала отливки, В связи с этим возможно протекание следующих химических процессов [37]. Таким образом, реакция (41) протекает в прямом направлении. Помимо реакций раскисления алюминий, входящий в состав покрытия может образовывать оксиды по следующим реакциям [151]. Оценка значений изменения энергии Гиббса для данных реакций показала, что при температуре заливки жидкой стали 1873 К имеют место только реакции (50) и (51), по которым метакаолинит распадается на муллит 3Al20y2Si02 и силлиманит Al20ySi02. Для остальных реакций значение АСР -Ц положительное. Как упоминалось выше в составе алюмошлака присутствуют хлориды натрия и калия. Этот факт можно расценивать с двух ПОЗИЦИЙ. Во-первых, при высоких температурах» несмотря на положительное значение энергии Гиббса, возможно протекание химических реакций, происходящих при наведении покровного для изменения энергии Гиббса этой реакции имеет вид (43) при М=- 519163 Дж,N= 243,88 Дж/К, При температуре заливки жидкой стали 1873 К значение ДС1873=- 62375,76 Дж. Реакция (62) возможна в интервале температур 371 - 1405 К. Для этой реакции изменение энергии Гиббса определим по выражению (43) при М = 421401 Дж, N= 147,12 Дж/К. При максимальной температуре 1405 К значение ДСио5 = - 214697,4 Дж. Таким образом, приведенные химические реакции и термодинамическая оценка возможности их протекания дает следующую картину работы алюмошлаковых покрытий.
При заливке стального расплава в форму происходит его окисление с образованием оксидов железа. Этот процесс получает развитие при контакте расплава с газовой средой литейной формы по реакциям (32) и (33) Металлический алюминий в составе покрытия частично раскисляя расплав по реакциям (37) и (39), а частично окисляясь по реакции (42) образует оксид АІ2О1, Свежеобразованный и имеющийся в составе алюмошлакового покрытия АІ2О3 частично взаимодействует с оксидом кремния SiOz покрытия с образованием силикатов таких как силлиманит AhOj-Si02 и муллит ZAhOy2Si02 по реакциям (48) и (49), Данные соединения являются высокоогнеупорными формовочными материалами [95], Причем силлиманит входит в состав дистен-силлиманите в ого концентрата, используемого в составах противопригарных покрытий для стального литья. Другая часть AI2O3 вместе с образующимися тугоплавкими соединениями, например нитрида алюминия АШ по реакции (46) являются твердыми высокоогнеупорными включенрями в силикатном слое, что придает дополнительную прочность. В результате на поверхности формы под воздействием жидкого расплава образуется огнеупорный слой силикатов с вкраплением огнеупорных включений оксидов A Oj и SiU2 (не вступивших в силикатообразование) и нитрида алюминия АШ9 что способствует снижению механического (закупорка пор) и термического пригара (все материалы огнеупорные). Дополнительный вклад в - борьбу с механическим и термическим пригаром вносит силикатообразование в песчано-глинистой форме по реакциям (50) и (51), В результате также как и в случае с алюмошлаковым покрытием образуется силлиманит и муллит. Положительным моментом здесь является кристаллохимическое сродство одноименных силикатов в покрытии и форме, что является гарантией, что покрытие в процессе работы не подвергнется эрозии при взаимодействии со стальным расплавом. Остановимся на этом подробнее. Как известно [53], покрытие формы должно противостоять гидравлическому и тепловому ударам, эрозионному и структурному разрушению жидким металлом и нежелательным химическим процессам взаимодействия. Для установления возможности и степени взаимодействия алюмошлакового покрытия с металлом отливки или материалом формы необходимо было дать его кристаллохимическую характеристику, учитывая, что поверхность покрытия состоит из плоскостей разрушения исходных материалов и на 70.,.85% представлена элементарными площадками наполнителя. Для обеспечения нормальной работы противопригарного покрытия нужно кристаллохимическое сродство наполнителя покрытия к материалу формы, большее, чем к металлу отливки. Именно этот принцип гарантирует легкоотделяемость или отсутствие пригара. Под кристаллохимическим сродством в данном случае понимается возможность сопряжения плоских стенок материалов из-за наличия у них одного - двух элементов симметрии одного порядка, сходства межатомного взаимодействия. Это сродство определяется наиболее вероятными плоскостями разрушения, характеризующимися наибольшим межплоскостным расстоянием и наименьшей силой связанности. Проведенный целевой литературный поиск выявил данные о разрушении алюмосиликата в основном по плоскостям (100) и (010). Эти плоскости структурно не соответствуют ни одной из плоскостей устойчивого в высокотемпературной области 5-железа при полном разрушении элементов симметрии плоскостей, что позволяет оценить их кристаллохимическое сродство (алюмосиликата и 5-железа) как малое. В то же время плоскости разрушения алюмосиликата и кремнезема сопрягаются достаточно хорошо Следовательно, следует ожидать проявления алюмошлаковым покрытием хороших рабочих свойств.
Приближенные оценки основных параметров расчетной схемы
Математическое моделирование работы противопригарных покрытий на основе алюмошлака реализуется в работе с практической точки зрения - для оценки необходимой толщины противопригарного покрытия применением дифференциального уравнения теплопроводности Фурье с различными граничными условиями [155]. В главе 2 были сделаны выводы о применимости алюмошлака в качестве наполнителя противопригарного покрытия, основанные на его специфических особенностях при высоких температурах (значительном уменьшении массы при прокаливании и высокой газотворности). Однако именно этими особенностями и осложняется аналитическая оценка толщины алюмошлакового покрытия, основанная на математическом решении типовой задачи теплопроводности. В данных условиях был выбран вариант проведения математического моделирования с нарастающей степенью сложности и учетом все большего числа дополнительных факторов в расчетной схеме. В ходе моделирования инвариантным оставался ранее упомянутый принцип: за время затвердевания отливки расплав должен проникнуть в поверхностный слой литейной формы на глубину не более толщины нанесенного покрытия (условие невозникновения пригара), Этап1 Решается задача стационарной теплопроводности через плоскую стенку [158], соответствующую покрытию на основе алюмошлака. Из рассмотрения исключается основная часть формы, а газотворность и непостоянство объема наполнителя покрытия игнорируются. Схема к расчету толщины покрытия є по этапу I представлена на рис, 8 Рис, 8. Схема к расчету толщины алюмошлакового покрытия по этапу I Зададимся уравнением теплопроводности в форме непрокаленный (с учетом газовыделения и изменения массы и объема при контакте покрытия с жидким расплавом), и в данном расчете учитывается закон теплоотдачи Ньютона. В данном расчете на этапе I температура 7 2 и на этапах II, III температура Т2 приняты равными Гсол из-за того, что при данной температуре гарантировано обеспечивается невозникновение механического пригара. 3.3 Приближенные оценки основных параметров расчетной схемы При расчете необходимой толщины противопригарного покрытия литейных форм на основе алюмошлакового наполнителя (3.2) возникает необходимость оценить величину а - коэффициент теплоотдачи, образующейся при работе противопригарного алюмошлакового покрытия [160] поскольку он является важнейшим экспликантом выведенной формулы (84). Принимаем, что при заполнении полости литейной формы имеет место ламинарный режим течения расплава, т. к. литниковая система рассчитывается именно с этим условием. Также положим, что движение расплава обусловлено силой тяготения и, исходя из этого, определим теплоотдачу как естественную конвекцию [161]. Интересующий нас коэффициент теплоотдачи входит в критерий Нуссельта Связь критерия Нуссельта с критериями Грасгофа (Gr) и Прандтля (Рг) приведена в (85) [161] здесь p — температурный коэффициент объемного расширения, К"1; g -ускорение силы тяжести, 9,81 м/с3; Д/ - разность температуры между двумя областями жидкости, С; Х- характерный размер системы, м; р - плотность, кг/м3; ц - динамическая вязкость, Н с/м2; Ср - удельная теплоемкость при постоянном давлении, Дж/(кгС); X - коэффициент теплопроводности, Вт/(М С); С, п — константы; К - поправочный коэффициент, Поскольку источником теплоты является стальной или чугунный расплав, то расчет проведем соответственно, используя характеристики стали и чугуна. В первом случае в (89) подставим характеристики жидкой углеродистой стали р = 7000 кг/м3; X = 23,3 Вт/(м-С); Ср = 920 Дж/(кгС) [79]. Значение динамической вязкости р. примем равным при температуре 1610 С 0,023 г/см-сек (Пз) [159] или 0,0023 Н-с/м2 Температурный коэффициент объемного расширения р найдем из соотношения [161] Откуда где рх - плотность холодной жидкости, кг/м3; рг - плотность нагретой жидкости, кг/м3. В качестве рх примем плотность твердой стали, а в качестве рг -плотность жидкой стали. Соответственно рх= 7500 кг/м3, рг = 7000 кг/м3. За Д В качестве характерного размера системы X в (94) и (93) принимается ширина пластины. В условиях литья в песчано-гл инистую форму значение X примем равным ширине области литейной формы, окрашенной противопригарным покрытием и расположенной снизу при заливке. Формулы (94) и (93) получены для конвективной теплоотдачи от жидкого стального расплава. С другой стороны, критерий Нуссельта имеет вид (85), Приравняв (85) и (93), получаем Во втором случае в (89) подставим характеристики жидкого серого чугуна [79] р = 6950 кг/м3; Х= 16,7 Вт/(м-С); Ср = 838 Дж/(кг-С). Значение динамической вязкости \х примем равным при температуре 1250 С 0,021 г/см-сек (Пз) [159] или 0,0021 Н-с/м2. Температурный коэффициент объемного расширения р найдем из соотношения (90) при плотности плотность твердого чугуна рх= 7200 кг/м3 и плотности жидкого рг = 6950 кг/м3. За At примем разность температур заливки и окружающей среды Дґ= 1350-20 = 1330 С, В результате подстановки числовых значений (89) примет вид Для горизонтальных поверхностей выражение (98) имеет вид Поскольку противопригарное покрытие на основе алюмошлакового наполнителя имеет особый механизм предотвращения образования пригара всех трех видов, то и размер частиц основного компонента (наполнителя) не должен определяться только одним требованием, традиционно связанным с условием закрытия пор формы. Исходя из принятого в работе условия невозникновения пригара любой природы, основанного на том, что металл не должен проникать вглубь литейной формы от ее поверхности на расстояние, большее толщины нанесенного покрытия, а также на том факте, что алюмошлаковое покрытие обладает повышенным газовыделением, были выдвинуты основные требования к размеру зерна алюмошлакового наполнителя. Оптимальный размер зерна алюмошлакового наполнителя должен, с одной стороны, обеспечивать проникновение металла в капилляры формы на глубину, равную толщине нанесенного покрытия є (первое требование), а с другой стороны, обеспечивать газопроницаемость формы не менее задаваемой технологом критической величины (второе требование) с целью недопущения проникновения газов из «газового затвора» в тело отливки [162].
Технология применения алюмошлаковых покрытий для чугунного литья
При получении алюмопшаковых противопригарных покрытий ЛШЄЙНЬА форм и стержней ДЛ5І чуіунною литы, в составах, помимо ЦЛЮМОЗІПІШІ пеобхолпмо иепользовагь традиционные пршшширигарные шітериальь в частности углероде олсржгпцЕїс, например кристаллический п скрытно кристалл и чеекий грж(шт. В состав покрытия входят: алюмошлаковый наполнитель, графит кристаллический (серебристый), графит скрытно-кристаллический (черный), глинистая суспензия плотностью 1,3 - 1,5 г/см3, лигносульфонат технический плотностью 1,25 - 1,27 г/см3, вода. Покрытие готовится механическим смешением компонентов- В емкости смешиваются графит черный, графит серебристый и алюмошлаковый наполнитель. Затем добавляется вода, и все тщательно перемешивается. После этого добавляется глинистая суспензия и лигносульфонат. Краска перемешивается до однородного состояния в течение 15-20 мин.
Водное противопригарное покрытие наносят на поверхность формы или стержня, подвергают сушке. Состав алюмошлаковых покрытий литейных форм и стержней на водной основе для получения чугунного литья приведен в таблице 14. Свойства опытных алюмошлаковых красок литейных форм и стержней на водной основе для чугунного литья (см. таблицу 14) приведены в таблице 15. графит, поливинилбутираль и эфироальдегидная фракция, ацетон. Покрытие готовится механическим смешением компонентов. В емкость с подготовленным составом: поливи нилбутиральным порошком и эфироальдегидной фракцией добавляется ацетон, производится перемешивание до однородной массы. Затем вводится смесь алюмошлакового наполнителя, черного и серебристого графита. Краска перемешивается в течение 20 мин. Самовысыхающее покрытие наносят на теплую поверхность формы. Состав опытных алюмошлаковых красок литейных форм и стержней на основе органических растворителей для чугунного литья приведен в таблице 16
Свойства опытных алюмошлаковых красок литейных форм и стержней на основе органических растворителей для чугунного лйтья (см, таблицу 16) приведены в таблице 17.
В условиях литейного цеха № 11 ОАО «Нижегородский машиностроительный завод» были проведены испытания алюмошлаковых покрытий литейных форм для чугунного литья. С этой целью применялись водные углеродсодержащие алюмошлаковые покрытия состава, приведенного в таблице 14.
На первом этапе проводилась качественная оценка эффективности работы алюмошлаковых покрытий литейных форм и стержней для чугунного литья. С Проводилась сравнительная оценка работы противопригарных углеродсодержащих покрытий, применяемых в цехе, и опытных алюмошлаковых. В качестве опытной была приготовлена алюмошлаковал краска состава, указанного в таблице 14. Для сравнения был взят состав цеховой краски, приготовляемой из пасты разбавлением водой до заданной плотности. Состав пасты следующий (% шт объему): графит черный 86; графит серебристый 2,5; глина 9,5; олифа 2,0; вода до плотности 1,38 г/см3. Окраска полости литейной формы покрытиями проводилась с помощью пульверизатора. Изготовленные формы подвергались сушке при помощи газовой горелки по заводской технологии. После того, как были получены опытные отливки-пробы, проводился визуальный осмотр их поверхностей и давалась сравнительная оценка, В результате был сделан вывод о том, что какой-либо разницы в качестве поверхности анализируемых отливок-проб не наблюдается. Следующим этапом исследований углеродсодержащих алюмошлаковых покрытий на чугунном литье были испытания на цеховых отливках. Для испытаний была выбрана отливка «Барабан». Опыты на данных отливках проводились аналогично описанному выше для отливок-проб, с той разницей, что при формовке использовалась облицовочная смесь следующего состава. Краски наносились на полость литейной формы, после чего проводилась сушка по заводской технологии. После получения " опытных отливок с использованием углеродсодержащей алюмошлаковой и цеховой красок, был проведен визуальный осмотр их поверхностей и дана сравнительная оценка. В результате был сделан вывод о том, что какой-либо разницы в качестве поверхности анализируемых отливок не наблюдается.
