Состав защитных присадок для магниевых сплавов

9.2. Противопригарные краски и пасты

Введение противопригарных добавок в состав формовочных и стержневых смесей не всегда может обеспечить получение отливок без пригара. Одним из наиболее распространенных способов предупреждения образования пригара на отливках является нанесение защитных покрытий на поверхность изготовленных форм и стержней, которые препятствуют проникновению жидкого металла в поры смеси и химическому взаимодействию оксидов металла с материалом формы. Формовочные краски должны обладать следующими свойствами:

- иметь большую температуру плавления и не размягчаться от соприкосновения с расплавом;

- оставаться постоянными по составу во время их приготовления, хранения и использования;

- обладать хорошей кроющей способностью;

- слой краски, нанесенный на поверхность формы или стержня, не должен трескаться при сушке форм и стержней;

- после подсушки удерживаться на поверхности формы или стержня.

Противопригарные краски состоят из огнеупорной основы (наполнителя), связующего материала и растворителя. Для предупреждения преждевременного осаждения наполнителя, т. е. с целью повышения устойчивости красок, в их состав вводят стабилизаторы. В качестве стабилизатора применяют такие вещества, которые неограниченно набухают в жидкости и тем самым создают условия, препятствующие осаждению частичек наполнителя. В состав красок также вводят специальные добавки, предупреждающие брожение (формалин), ускоряющие их упрочнение (катализатор) и др.

В качестве наполнителей красок используют пылевидный кварц, графит, тальк, циркон, а также некоторые другие материалы. Пылевидный кварц применяют для покрытий форм и стержней при стальном литье, графит – для покрытий форм и стержней при чугунном и цветном литье, тальк – при цветном литье и циркон – при крупных стальных отливках.

Для приготовления красок применяют водорастворимые и органо-растворимые связующие материалы. В состав водорастворимых
красок входят органические связующие материалы: сульфитно-дрож­же­вая бражка, декстрин, патока, крахмалит, древесный пек – и не­
органические материалы: жидкое стекло, сульфат алюминия [(Al₂(SO₄)₃ · 18H₂O], сульфат магния (MgSO₄ · 7H₂O), триполифосфат натрия (Na₅P₃O₁₀) _n.

В составе органорастворимых красок (самовысыхающих – не требующих сушки) в качестве связующих применяют органические материалы: нитролак 644, поливинилбутираль и кремнийорганические материалы: лак КО-075 и смолу К-9.

Для разведения красок до требуемой плотности используют воду или органические жидкости. В качестве органических растворителей красок применяют уайт-спирит, этиловый спирт, растворитель 646, растворитель обувного гарнитоля.

В качестве стабилизаторов в состав красок вводят добавку бентонита, а также высокомолекулярные вещества, такие, как поливиниловый спирт (ПВС), карбоксиметилцеллюлозу (КМЦ). Помимо своего назначения, стабилизаторы являются и связующими материалами, повышающими прочность слоя краски.

При подборе составов противопригарных красок принимается во внимание вид сплава, масса изготовляемых отливок, особенности формовочных или стержневых смесей. Учитывая многообразие факторов, определяющих требования к противопригарным покрытиям, оптимальные составы красок, как правило, устанавливаются опытным путем.

9.2.1. Водные противопригарные краски

Водные краски применяют главным образом для форм и стержней, подвергаемых сушке. В отдельных случаях их также применяют при изготовлении форм и стержней из самотвердеющих смесей, но при этом необходимо использовать поверхностную подсушку слоя краски. Состав и свойства водных противопригарных красок с органическими и неорганическими связующими материалами приведены в табл. 9.3 и 9.4.

Водные краски с неорганическими связующими материалами применяют главным образом при массивном чугунном и стальном литье. Характерной особенностью этих красок является использование в качестве связующего материала водных растворов сульфатов алюминия и магния, а также триполифосфата натрия, которые придают краскам высокую термостойкость. Последняя достигается благодаря тому, что в процессе теплового разложения этих связующих материалов при температурах 700–1000°С они прочно спекаются в химически инертное к оксидам металла состояние. Упрочнение красочного слоя происходит после испарения влаги при температуре 100–200°С, поэтому формы и стержни, окрашенные такими красками, подвергают сушке при указанной выше температуре.

Таблица 9.3