Противопригарные материалы

В качестве материала для чугунных отливок широко используют серебристый графит. Это естественный продукт с гексагональной структурой, плотностью 2100—2300 кг/м3, температурой возгонки 3700 °С. Графит не смачивается водой, и, в отличие от других углеродосодержащих материалов, слабо смачивается жидким металлом. Минеральные примеси в графите не должны превышать 18 %.

Черный графит.

Минеральный продукт с аморфной структурой, его плотность 1500—2000 кг/м3. Высокая дисперсность черного графита обеспечивает малую осаждаемость красок. Используют графит с содержанием золы не более 17 %.

Молотый кокс.

Низкокачественный противопригарный материал. Его недостаток — растрескивание красок на его основе. Общий недостаток графита и кокса — их быстрое сгорание при заливке крупных отливок, что приводит к пригару. Для предупреждения быстрого выгорания при высоких температурах в такие краски добавляют Н3ВО3, фосфорную кислоту H3РО4 или фосфат аммония (NH4)3PO4.

Кварцевый порошок.

Имеет кислую реакцию, его расширение близко к расширению кварцевого песка, поэтому краски на его основе устойчивы к термическим трещинам. Добавки графита в кварцевый порошок ухудшают противопригарные свойства. По санитарным соображениям стараются не применять пылевидный кварц.

Пылевидный цирконовый концентрат

Получают размалыванием и обезжелезнением цирконового песка, главным компонентом которого является ZRO2*SiO2. Чистый цирконовый концентрат химически инертен по отношению к железу и его окислам. При нагревании он не претерпевает аллотропических превращений, мало расширяется и расплавляется при 2600 °С. Обезжелезненный цирконовый концентрат имеет высокую плотность — 4600 кг/м3, поэтому цирконовые краски быстро расслаиваются. Для стабилизации в краску добавляют поверхностно-активные вещества. Для экономии цирконового концентрата при изготовлении чугунных отливок часто используют графито-цирконовые краски. Заменителями циркона при литье стали могут быть корунд Аl2O3 и дистенсилиманит Al2O3-SiO2.

Оливинит.

(MgFe) SiO4 применяют в качестве противопригарного материала для марганцовистой стали. Его плотность 3000—3500 кг/м3, температура плавления 1750—1860 °С. Оливинит не следует наносить на кварцевый песок, так как он имеет щелочную реакцию (рН-9,8) и реагирует с песком при высокой температуре. В НРБ оливинитовые краски получают из спекаемых дунитов Крумовграда.

Магнезит.

(MgO) и хромомагнезит используют в красках для магнезитовых и хромомагнезитовых форм, в которые заливают марганцовистые и легированные стали.Тальк (3MgO-4SiO2-H20) имеет рН-8,8, плотность 2700— 2800 кг/м3, огнеупорность 1200—1300 °С, не смачивается водой. Чешуйчатое строение талька обеспечивает хорошую кроющую способность паст и красок. Краску из смеси талька с графитом часто применяют для всех видов чугунных отливок.

Хромитовый порошок.

(FeCr2O4) относится к нейтральным огнеупорам (рН-8); его плотность 4100—4400 кг/м3; огнеупорность 1600—1800 °С. Хромитовый порошок используют в красках и пастах для крупных стальных отливок.Шамотный порошок содержит 30 % А1203 и 50—65 %' Si02, рН-7,8, плотность 3200 кг/м3, огнеупорность выше 1700 °С. Он устойчив к термическим ударам в интервале 20—1200 °С, так как имеет низкий коэффициент линейного расширения. Шамот используют как составную часть в красках для отливок из серого чугуна и марганцовистой стали.

Растворители.

В водных красках имеются составляющие, которые взаимодействуют с. минеральными солями воды и «поведение» которых зависит от рН среды. Некоторые европейские литейщики предпочитают изготовлять графитовые краски на морской воде, что обеспечивает получение плотного толстого слоя краски.В само высыхающих красках используют органические жидкости с температурой испарения 55—85 °С (тетрахлорметан, хлорэтан, циклогексан и др.). Общие недостатки этих растворителей — токсичность, легкая воспламеняемость, взрывоопасность. Как известно из литературных источников, в качестве растворителя можно применять фреон. Применение растворителей с низкой температурой испарения, например, ацетона или эфира, ограничено их большими потерями и плохой способностью покрывать формы.Для изготовления самовысыхающих красок наиболее подходят этиловый и изопропиловый спирты. Употребление метилового спирта ограничивается его токсичностью. Растворители должны гореть с умеренной скоростью, не развивая высокой температуры. Это очень важно, так как в противном случае будут выгорать связующие вещества, которыми часто являются органические смолы.При очень медленном выгорании возможна недосушка отдельных частей формы или стержня, что приводит к пригару или образованию газовых раковин в отливке. Такие участки следует досушивать пламенем пропан-бутановой горелки без подачи кислорода. Если сушить слой краски горячим пламенем, то возможно; отслоение краски и ее растрескивание.

Спирт с примесями воды горит плохо, поэтому перед применением его анализируют. Даже чистый спирт при сгорании выделяет воду, которая пропитывает верхний слой формы. На рисунке показано изменение содержания воды в поверхностном слое формы, изготовленной из жидкостекольной кварцевой смеси. При заливке металла избыточная влага приводит к отслоению поверхностной части формы. Во избежание этого после сгорания паров спирта необходимо выдержать формы один час на воздухе (для испарения влаги с поверхности формы).Быстро сгорающие растворители выделяют много тепла, от которого сгорают связующие в краске и форме. Это происходит, например, при использовании бензина.

В некоторых литейных цехах в качестве растворителей используют газойль и керосин для сырых форм. Это приводит к появлению песчаных включений в отливках.