Исследование и разработка противопригарных покрытий на модифицированном жидкостекольном связующем

• Автор: Баранов, Олег Геннадьевич
• Шифр специальности: 05.16.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1996
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 187 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

1.СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Природа и свойства наполнителя.

1.2.Связующие материалы и дисперсионная среда.

1. 3 . Стабилизирующие добавки

1.4.Свойства противопригарных покрытий

1.5.Противопригарные покрытия, применяемые для изготовления стальных и чугунных

ОТЛИВОК.

1. б. Заключение и задачи работы.

2.ВЫБОР И ОБОСНОВАНИЕ СОСТАВЛЯЮЩИХ ПРОТИВОПРИГАНЫХ ПОКРЫТИЙ.

2 .1. Теоретические предпосылки.
2.2.Исследование относительной смачиваемости связующих композиций на жидком стекле
2.3.Исследование влияния модификаторов на внутренние напряжения, возникающие при отверждении жидкостекольного связующего.
2.3.1.Методика проведения исследований
2.3.2.Проведение эксперимента и обсуждение результатов исследований
2.4. Выводы
3.РАЗРАБОТКА И ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОТИВОПРИГАРНЫХ ПОКРЫТИЙ
3.1.Формирование структуры противопригарных покрытий
3.2.Стандартные методы проведения исследований.
3.3.Разработка составов противопригарных покрытий с заданными свойствами.
3.3.1.Противопригарные покрытия для стального литья.
3.3.2.Противопригарные покрытия для чугунного литья.
3.4.Исследование и сравнительная оценка склонности противопригарных покрытий к образованию поверхностных дефектов
3.4.1.Электронномикроскопические исследования
3.4.2.Методика исследований физической структуры противопригарных покрытий.
3.4.3.Обсуждение результатов исследований
3.5. Выводы
4.ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ПРОТИВОПРИГАРНЫХ СВОЙСТВ ПОКРЫТИЙ.
4.1.Исследование изменения вязкости расплава силикатного связующего.
4.1.1. Методика исследований
4.1.2.Обсуждение результатов экспериментов.
4.1.3.Термогравиметрические исследования немодифицированного и модифицированного жидкостекольного связующего.
4.2.Влияние модифицирования на величину краевого угла смачивания расплавом силиката различных материалов.
4.3.Поверхностная прочность противопригарных покрытий при высоких температурах
4.4. Выводы.
5.ПРОИЗВОДСТВЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ПРОМЫШЛЕННОЕ ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ.
5.1.Внедрение разработанного противопригарного покрытия в чугунолитейном цехе
ПО АТЗ.
5.2.Опытнопромышленные испытания разработанного противопригарного покрытия в литейном цехе чебаркульского ремонтномеханического завода.
5.3.Опытнопромышленные испытания и внедрение противопригарных покрытий на литейном заводе АО КАМАЗ
5.4. Выводы.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Основной составляющей противопригарного покрытия, обусловливающей его противопригарные свойства, является высокодисперсный огнеупорный наполнитель [3,]. Согласно сложившимся представлениям, оптимальная величина зерен наполнителя для противопригарных покрытий должна быть менее мкм. При этом количество частиц указанного размера должно составлять . Мд, Ът и силикаты А1, Мд, гг, а также графит. Ниже приведены краткие характеристики наиболее распространенных в литейном производстве наполнителей. Циркон - природный минерал - силикат циркония ггЗЮ4. Плотность его 4, 6. С. Цирконовый порошок чаще всего используют для приготовления красок при производстве стального литья. В работах [,,] подчеркивается преимущество цирконовых красок перед маршалитовыми, которое объясняется тем, что циркон имеет более низкий коэффициент термического расширения, чем маршалит. Благодаря этому цирконовое покрытие не отслаивается от поверхности форм и в меньшей степени подвержено растрескиванию. В работе [] обращается внимание на то, что абсолютная величина термического коэффициента расширения огнеупорного наполнителя не является достаточной для оценки отношения ПП к нагреву. Большое влияние на свойства покрытий оказывают другие явления, происходящие в них при высоких температурах. Следует отметить, что ггБ4 - дефицитный и дорогой материал, поэтому он находит применение, как правило, при производстве крупных и ответственных отливок. Дистен - силлиманит относится к природным алю-мосиликатным материалам. Минералы этой группы имеют общую формулу А0з-ЗЮ2. Кварц пылевидный (маршалит)ЗІ ,получают путем помола кварцитов, или же чистого кварца-песка. Молотый пылевидный кварц поставляют (согласно ГОСТ -) трех марок: КП-1, КП-2, КП-3. В табл. Таблица 1. Пылевидный кварц широко используется в качестве наполнителя красок в основном для мелкого стального и чугунного литья. Применение маршалита и дистен - силлиманита в качестве наполнителей красок, по данным [. ЗМдОН. Получают его путем измельчения горной породы - талькомагнезита. С, плотность 2,7 г/см3. Степень помола: остаток на сите не более 2%. Тальк применяют в качестве наполнителя противопригарных покрытий для тонкостенного чугунного и цветного литья. Электрокорунд - чистый глинозем А0з, получаемый путем плавки технического глинозема в электропечах . Охлажденный материал дробят и распределяют на ситах по фракциям (ГОСТ -). Огнеупорность электрокорунда ° С, плотность 3,9. Для приготовления красок при производстве стального литья обычно используют мелкодисперсные порошки марок М5, М7 с размером зерен 3. Следует отметить, что вследствие дефицитности и высокой стоимости, электрокорунд широкого применения для приготовления красок не получил. Хромистый железняк (хромит), как наиболее доступный из высокоогнеупорных материалов применяется в противопригарных покрытиях для крупных толстостенных стальных и чугунных отливок. Высокие противопригарные свойства хромита обусловлены большей, чем у кварца огнеупорностью - . С, при плотности материала 4,1. ПП, и что наилучшие результаты обеспечивают, все-таки, цирконовые покрытия. С другой стороны, по данным [б], даже при сравнительно невысокой огнеупорности кварца и алюмосиликатов, покрытия на их основе во многих случаях обеспечивают то же качество поверхности, что и цирконовые краски. Пирофиллит - минерал из класса силикатов химического состава Al2 (Siio) ¦ (ОН) 2. Согласно РСТ УССР - пирофиллитовые сланцы Овручского месторождения, подлежащие помолу в порошок, должны удовлетворять следующим требованиям: цвет сланцев белый или розовый (переработка сланцев сиреневой и темносиреневой разновидности не допускается); плотность 2,. С; химический состав, %: . А, 0, 4. Fe3 , не более 0,5 СаО, не более 0,2 МдО, не более 0,3 Si , не более 0,8 Na + К; потери при прокалке 3. Зерновой состав пирофиллитового порошка характеризуется остатком на сите не более 5%. Сотрудниками института проблем литья АН (Украина) пирофиллитовый порошок был предложен в качестве наполнителя противопригарных красок для чугунного литья. Графит - представляет собой аллотропическую модификацию углерода.