Спосіб виготовлення антипригарної фарби
Власники патенту UA 2254203:
Винахід відноситься до ливарного виробництва та може бути використане для покриття ливарних форм. Здійснюють роздільний помел мулітокорундового шамоту, електрокорунду, циркону, глини, каоліну. Помел мулітокорундового шамоту, електрокорунду та циркону здійснюють спільно з поверхнево-активною речовиною (ПАР). ПАР адсорбується на частинках. Змішують отримані порошки. Готують суспензію шляхом введення в суміш порошків рідкого скла та води. ПАР витісняють із поверхні частинок зв'язану воду в розчин. Створюється ефект розрідження суспензії. Стабілізується седиментаційна стійкість суспензії, знижується її в'язкість. Забезпечується підвищення стійкості ливарних форм при чавунному та кольоровому литті. 3 з.п. ф-ли, 2 табл.
Винахід відноситься до ливарного виробництва, зокрема способів виготовлення антипригарних фарб (АПК) для покриття кокілів, призначених для виготовлення чавунного лиття, а також для покриття виливниць для розливу кольорових, зокрема алюмінієвих сплавів.
Недоліком такого способу отримання ливарних фарб є груба дисперсність порошкового наповнювача, а також висока щільність суспензії. Ці параметри не забезпечують отримання тонких рівних покриттів на чавунних кокілях, внаслідок чого є пригар виливків до кокіля і збільшується витрата вихідних матеріалів.
Недоліком зазначеного способу є використання дефіцитного матеріалу – графіту. Крім того, при використанні оксидного вогнетривкого наповнювача з Sуд.=2500-3000 см 2 /г для суспензій без застосування графіту відбувається погіршення седиментаційної стійкості суспензії за рахунок осадження великих частинок важких оксидів.
До недоліків зазначеного способу слід віднести малекількість заливок між двома фарбуваннями кокілів, поява пригару фарби до кокіля і виливків при більш тривалій експлуатації, ніж зазначено в патенті, що веде до погіршення якості виливків (появу на них утяжок), особливо при малих розмірах.
Завданням винаходу є розробка способу виготовлення антипригарної фарби, що дозволяє підвищити стійкість кокілів, забезпечити стабілізацію седиментаційної стійкості суспензії і знизити її в'язкість, при одночасному збереженні необхідної щільності і хорошої суспензії, що криє.
Поставлена задача досягається тим, що в способі виготовлення антипригарної фарби, що включає роздільний помел мулітокорундового шамоту, електрокорунду, циркону, глини, каоліну, змішування порошків, подальше приготування суспензії шляхом введення в суміш рідкого скла і води, при помелі вводять поверх. У процесі приготування суспензії антипригарної фарби поверхнево-активні речовини (ПАР) адсорбуються на частинках компонентів наповнювача і утворюють поверхневі шари, що перешкоджають зближенню структурних елементів суспензії. При цьому знижується в'язкість системи, особливо за наявності глинистих компонентів і суспензія розріджується.
Ефект розрідження зводиться до зниження поверхневої енергії дисперсної фази за рахунок гідрофобізуючої дії ПАР, які, адсорбуючись на твердих частинках компонентів наповнювача, витісняють зв'язану воду в розчин, за рахунок чого збільшується кількість вільної води в суспензії. В'язкість суспензії зменшується без зміни загального вмісту вологи в системі і зниження седиментаційної стійкості. Суспензія не розшаровується за певного часу вистоювання.
Експериментально встановлено, що при використанні поверхнево-активних речовин поза вказаними кількісними межами відбувається погіршення седиментаційної стійкості і здатності суспензії, що криє, що не дозволяє продовжити термін служби кокілів через наявність пригару виливків до кокіля.
Як поверхнево-активні речовини використовуються алкілсиліконати натрію, які вводяться на стадії роздільного помелу компонентів: мулітокорундового шамоту, електрокорунду, циркону. У процесі помелу ПАР рівномірно розподіляється по всьому обсягу матеріалу. Помел порошків мулітокорундового шамоту, електрокорунду, циркону проводиться до Sуд.=5500-6000 см 2 /г, глини - до 12000-14000 см 2 /г. Каолін використовується у стані постачання з Sуд. = 15000-17000 см 2 /р. Процес помелу та змішування мелених порошків здійснюється в кульових млинах з корундовим футеруванням корундовими кулями.
При змішуванні всіх компонентів наповнювача (мелених з ПАР та без ПАР) поверхнево-активна речовина розподіляється по всьому обсягу матеріалів у змішувачі. ПАР із поверхневих шарів частинок мулітокорундового шамоту, електрокорунду, циркону частково адсорбується на частинках глини та каоліну, утворюючи майже мономолекулярний шар навколо всіх інгредієнтів наповнювача.
Суспензія антипригарної фарби, отриманої за пропонованим способом, більш текуча, але її седиментаційна стійкість за рахунок поверхнево-активних речовин залишається хорошою. Суспензія не розшаровується за певного часу вистоювання і потрібен менший час для перемішування при подальшому її використанні, ніж для суспензії без ПАР.
На підігріті до 150°С кокілі суспензію АПК розпорошують пульверизатором, після чого заливають чавун з температурою до 1400°С. Пропонований спосіб виготовлення антипригарної фарби апробований в процесі виготовлення фарбикокілів (як і прототип) при литті тіл, що мелють: чавунні кулі діаметром 25-120 мм.
При цьому, незважаючи на меншу в'язкість суспензії, здатність, що криє, залишалася хорошою, а завдяки флюсующей дії ПАР забезпечувалося хороше покриття фарбою поверхні кокіля і зменшувалася кількість проміжних підфарбувань при збільшенні кількості заливок між двома підфарбуваннями.
При згорянні органічної складової ПАР у шарі фарби утворюється кіптява, що додатково знижує пригар виливків до кокіля зі збільшенням терміну його служби та покращує чищення кокілів від старих шарів фарби.
Пропонований спосіб виготовлення АПК апробований при приготуванні фарби для нанесення на чавунні виливниці при розливанні алюмінієвих сплавів: 200 виливниць (після нанесення на них пульверизатором фарби) заливали 10-12 разів за один цикл заливок, проводилося 3 цикли по 4 години. Встановлено, що якість антипригарної фарби відповідає вимогам, що висуваються до неї, при алюмінієвому литті.
Склади антипригарної фарби, розробленої за пропонованим способом виготовлення, та її технічні характеристики наведені в табл.1 та 2.