Для литейных заводов качество отливок является ключевым фактором конкурентоспособности. Спиртосодержащие покрытия играют важную роль в улучшении качества поверхности отливок; освоение технологии их составления сродни владению ключом к получению высококачественных отливок. Сегодня мы углубимся в секреты составления спиртосодержащих покрытий.

I. О покрытиях на спиртовой основе

В качестве основного растворителя или дисперсионной среды в покрытиях на основе спирта обычно используется промышленный спирт, изопропанол или другие спирты. Они изготавливаются путем равномерного диспергирования в них огнеупорных заполнителей, связующих веществ, суспендирующих агентов и других функциональных добавок.

Главное преимущество этого покрытия — быстрое высыхание после прокаливания, образующее прочное покрытие на поверхности песчаной формы. Это не только значительно улучшает качество поверхности отливок, но и эффективно предотвращает такие дефекты, как прилипание песка и включения. Наши практические исследования показывают, что научное применение покрытий на основе спирта может снизить процент брака отливок на 10–20% и улучшить шероховатость поверхности на 20–30%.

В типичном составе огнеупорные заполнители составляют 50–70%. Огнеупорные заполнители напрямую определяют огнеупорность, химическую стабильность и антипесчаные свойства покрытия. К распространенным заполнителям относятся: порошок циркона для литой стали и высококачественного чугуна; коричневый и белый плавленый оксид алюминия для легированной стали; а также порошок кварца, графитовый порошок и порошок хромита для чугуна и цветных металлов.

Однако важно отметить, что распределение частиц заполнителя по размерам имеет решающее значение. Более крупные частицы приводят к лучшей проницаемости покрытия, но к более шероховатой поверхности; более мелкие частицы приводят к плотному и гладкому покрытию, но склонны к растрескиванию. Поэтому обычно необходимо смешивать два или более заполнителя с разным размером частиц.

II. Относительно растворителя-носителя:

В качестве растворителя-носителя используется примерно 20–35% растворителя, как правило, промышленный спирт с концентрацией ≥95%. Избыточное содержание влаги серьезно повлияет на суспензию покрытия, его наносимость кистью и эффективность сушки после воспламенения. Изопропанол быстро сохнет и обладает хорошими свойствами, но его стоимость относительно высока. В качестве связующего вещества используется 1,5–3,5%, оно делится на высокотемпературное и низкотемпературное, обеспечивая, соответственно, прочность сцепления покрытия при высоких температурах и его немедленную прочность после воспламенения.

Суспензионные агенты используются для предотвращения осаждения твердых частиц; наиболее часто используемым суспендирующим агентом является органобентонит. Он способен образовывать стабильную гелевую сетку в спирте. Бентонит на основе лития требует обработки активацией; ПВБ обладает как суспендирующими, так и связующими функциями. В качестве добавок используются смачивающие агенты, пеногасители и консерванты, которые дополнительно улучшают обрабатываемость и стабильность покрытия при хранении.

III. Процесс получения покрытий на основе спирта имеет особенно важное значение.

1. Сырье должно подвергаться строгой проверке, оборудование должно быть очищено, а открытый огонь в рабочей зоне строго запрещен. Необходимо поддерживать вентиляцию, а операторы должны носить респираторы, перчатки и другие средства защиты.

2. Влейте весь спирт в смесительный бак. Медленно и равномерно добавляйте органобентонит, постоянно помешивая на высокой скорости (1000 об/мин), в течение 20–40 минут, пока не образуется однородный вязкий коллоид.

3. Переключитесь на среднюю скорость (500–800 об/мин) и медленно добавляйте огнеупорные заполнители, связующие вещества и другие порошкообразные материалы последовательно, предотвращая образование комков и пыли.

4. После добавления всего порошка увеличьте скорость до 1200 об/мин и перемешивайте на высокой скорости в течение 1–2 часов. Для получения более качественного покрытия его можно дополнительно измельчить с помощью коллоидной мельницы или вальцовой мельницы, чтобы сделать покрытие более тонким.

5. Загерметизируйте и выдержите покрытие в течение 12–24 часов. После стабилизации его свойств проверьте вязкость, степень Боме и свойства суспензии. При необходимости выполните тонкую настройку с помощью спирта или предварительно приготовленной бентонитовой суспензии.

IV. Ключевые технические контрольные точки при разработке рецептур покрытий на спиртовой основе

Вязкость/плотность: влияет на эффект покрытия и его толщину; как правило, показатель Боме следует контролировать в диапазоне 40–70 Быть°.

Суспензия: Качественное покрытие должно оставаться однородным в течение длительного времени, с минимальным осаждением и рыхлой текстурой.

Нанесение кистью/выравнивание: Покрытие должно легко наноситься кистью, не самонаносимое, и обладать хорошими выравнивающими свойствами.

Воспламенение и сушка: Требуется быстрая и равномерная сушка без дефлаграции или растрескивания.

Влагостойкость: Предотвращает впитывание влаги и размягчение; этот показатель можно улучшить добавлением ПВБ или смолы.

Кроме того, крайне важно отметить, что покрытия на спиртовой основе являются легковоспламеняющимися и взрывоопасными. Весь процесс составления рецептуры, хранения и использования должен быть строго огне- и взрывозащищенным. Помещение должно хорошо вентилироваться, оборудование должно быть надлежащим образом заземлено, а складские помещения должны находиться вдали от источников тепла и быть оборудованы взрывозащищенным электрооборудованием.

В заключение, ключевыми моментами являются использование качественных материалов, научный подход к рецептуре, строгое соблюдение производственного процесса, обеспечение достаточного времени перемешивания и отверждения, использование результатов испытаний для контроля качества производства и неизменный приоритет безопасности. Освоение этих принципов, несомненно, придаст вам больше уверенности и обеспечит более стабильный путь к улучшению качества литья.