ПОКРЫТИЯ ЛИТЕЙНЫХ ФОРМ И СТЕРЖНЕЙ

Классификация и состав литейных покрытий. Литейными покрытиями называют слои, наносимые на рабочие поверхности форм и стержней для придания их и получаемым отливкам заданных свойств.

Различают противопригарные покрытия, предназначенные для получения отливок с чистой, свободной от пригара поверхностью; упрочняющие покрытия, обеспечивающие упрочнение поверхности стержней и форм с целью повышения их термостойкости и предотвращения образования таких дефектов отливок, как ужимины и засоры; теплоизоляционные покрытия, уменьшающие скорость теплоотвода при остывании жидкого сплава, залитого в кокильные формы; легирующие покрытия, предназначенные для насыщения поверхности отливки нужным легирующим элементом.

В исходном состоянии (до нанесения на стержень или форму) покрытия представляют собой порошки, растворы, суспензии или пасты. Наиболее широко используют покрытия в виде суспензий, состоящих из наполнителя, связующего, растворителя и специальных добавок.

Наполнители — мелкодисперсные огнеупорные вещества, используемые для придания покрытиям требуемых свойств. Наиболее широко применяют пылевидный кварц, черный графит, тальк, дистен-силлиманит, циркон. Пылевидный кварц чаще всего используют при изготовлении стальных отливок, графит — отливок из чугуна, тальк — отливок из цветных сплавов, дистен- силлиманит и циркон — при изготовлении крупных стальных и чугунных отливок. В теплоизоляционные покрытия в качестве наполнителей вводят перлит, вермикулит, асбест, каменноугольную золу и др.

Связующие — пленкообразующие вещества, используемые для скрепления частиц наполнителя и обеспечения прочного сцепления слоя покрытия с поверхностью форм и стержней. В составах водорастворимых покрытий используют как органические связующие материалы (сульфитно-дрожжевую бражку, декстрин, крахмалит, древесный пек), так и неорганические (жидкое стекло, фосфаты и сульфаты алюминия и магния и др.).

нилбутироль, нитролаки, фенолоформальдегидные смолы и др.

Растворители — жидкости, используемые для растворения связующего и придания исходному составу покрытия свойств, требуемых технологией его нанесения. В качестве растворителей используют воду или органические жидкости, такие, как уайт- спирит, этиловый спирт, изопропиловый спирт, растворитель АКР, растворитель Ns 646, растворитель обувного гранитоля и др.

Специальные добавки — вещества, используемые для улучшения или придания покрытию тех или иных свойств. К ним относят стабилизаторы, отвердители, поверхностно-активные вещества, антисептики, легирующие добавки и др.

В качестве стабилизаторов — материалов, повышающих се- диментационную устойчивость покрытий, т. е. снижающих скорость оседания частиц наполнителя и повышающих однородность суспензий,— используют чаще всего бемтонит, поливиниловый спирт (ПВС) и карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ). Указанные материалы обладают не только стабилизирующими, но и связующими свойствами.

Типовые составы противопригарных покрытий. Успех применения покрытий определяется конкретными условиями производства, т. е. зависит от материала отливки, ее массы, толщины стенки, технологии изготовления форм и стержней, наличия необходимых исходных материалов, технологии приготовления и нанесения покрытий, культуры производства и других факторов. Число разработанных покрытий очень велико.

В табл. 2.12 и 2.13 даны составы водных красок, которые требуют сушки или поверхностной подсушки окрашенных форм и стержней. В табл. 2.12 приведены составы водных красок на основе органических связующих веществ. Приготовление их в литейном цехе заключается в растворении в воде до требуемой плотности противопригарных паст, изготовление и поставку которых производят централизованно. Покрытие № I применяют при изготовлении массивных отливок из чугуна и стали, № 2 — при изготовлении отливок отливок из чугуна, а № 3 — при изготовлении отливок из цветных сплавов.

В табл. 2.13 приведены составы водных противопригарных покрытий на основе неорганических связующих материалов, отличающиеся высокой термостойкостью, отливок из чугуна и стали.

В табл. 2.14 приведены составы водных самотвердеющих противопригарных красок (в их состав введен отвердитель — персульфат аммония, благодаря чему они могут применяться без подсушки). Самотвердеющие покрытия рекомендуется применять для окраски форм и стержней из самотвердеющих смесей: покрытия Ns I и 2 — при изготовлении отливок из стали, а № 3 — отливок из чугуна.

В табл. 2.15 приведены составы самовысыхающих противопригарных покрытий, в которых используют быстроиспаряющие- ся органические растворители. Такие покрытия не требуют подсушки и применяют для окраски форм и стержней из самотвердеющих смесей. Покрытия № I и 2 используют при изготовлении отливок из стали, № 3 и 4 — из чугуна, № 5 — из цветных сплавов.

Покрытия в виде паст применяют для приготовления суспензионных составов посредством их растворения до требуемой плотности или для непосредственного нанесения на рабочие поверхности форм и стержней. В последнем случае их называют натирочными пастами. Их чаще всего используют при изготовлении крупных стержней и форм для получения особо чистой поверхности на отдельных поверхностях отливок ответственного назначения.

При изготовлении чугунных отливок может использоваться паста следующего состава: тальк 50%, графит серебристый 35, каолиновая глина 15 и вода 60% (сверх 100%); при изготовлении стальных отливок: циркон 65%, жидкое стекло 35%. При литье отливок из алюминиевых и медных сплавов применяют пасту следующего состава: графит серебристый 70%, тальк 15, каолиновая глина 15 и вода 20—25% ( сверх 100%). Пасты наносят на поверхности форм и стержней после их сушки или затвердевания и втирают вручную куском ткани.

Составы водных противопригарных покрытий связующими материалами, получаемых из стандартных паст*

Примечание. Знаком «*» отмечено, что для предупреждения процесса брожения в состав паст вводят формалин из расчета 40 г на 100 кг пасты. Состав водных противопригарных покрытий с неорганическими связующими материалами

Составы самотвердеющих водных противопригарных покрытий

Составы самовысыхающих противопригарных покрытий с органическими связующими материалами

Противопригарные покрытия в виде порошков (припылов) используют при изготовлении мелких отливок в сырых песчаных формах. При литье стальных отливок применяют пылевидный кварц, дистен-силлиманит, циркон, при изготовлении отливок из чугуна и медных сплавов — графит, молотый древесный уголь, тальк, цемент, феррохромовый шлак, а при получении алюминиевых отливок — цемент, тальк, гипс, бентонит.

Упрочняющие покрытия, применяемые в виде растворов, представляют собой растворы связующих веществ, способные впитываться в поверхностные слои форм и стержней. Упрочнение обработанных поверхностей наступает после соответствующей выдержки на воздухе, подсушки или поджигания. Существенный упрочняющий эффект, например, дает использование 5— 10%-ных растворов фенолоформальдегидных смол в органических растворителях. Упрочнение при этом достигается поджиганием окрашенных поверхностей. Время выгорания растворителя обычно составляет 3—5 мин, а время остывания упрочненных поверхностей 20—40 мин.

Оборудование для нанесения покрытий. Для приготовления паст используют бегуны. Составы покрытий, применяемые в виде растворов или суспензий, приготовляют в красном е- ш а л к а х различной конструкции.

Нанесение покрытий в виде суспензий и растворов осуществляют пульверизацией, окунанием или кистью.

Метод пульверизации является наиболее распространенным и высокопроизводительным. Нанесение покрытия на рабочие поверхности форм и стержней производят сжатым воздухом или безвоздушным распылением. В качестве инструмента при этом используют пульверизаторы (краскораспылители) различной конструкции. При безвоздушном распылении подача наносимого состава к краскораспылителю осуществляется под давлением из специальных красконагнетательных бачков. Недостаток метода пульверизации по сравнению с окраской окунанием или кистью состоит в повышенном на 15—20% расходе покрытий (за счет потерь при окрашивании).

Окраску окунанием применяют для нанесения покрытий на сухие или химические отвержденные стержни небольших размеров.

Нанесение покрытий кистями практикуется чаще всего в единичном и мелкосерийном производстве форм, подлежащих сушке, и химически отверждаемых форм и стержней. Для окраски форм и стержней сложной конфигурации с глубокими пазами вместо малярных кистей нередко применяют самодельные кисти из длинных волокон пеньки, мягких хлопчатобумажных нитей или ткани (марли). Недостатки этого метода нанесения — малая производительность и трудность нанесения равномерного слоя покрытия.

Покрытия в виде припылов обычно наносят на обрабатываемые поверхности встряхиванием наполненного соответствующим порошком мешочка из редкой ткани. Для лучшего прилипания лрипыла формы и стержни предварительно опрыскивают раствором связующего. Нанесение припылов возможно также на специальных установках окунанием стержней в виброкипящий слой порошкообразного материала.