Составы огнеупорных покрытий (красок) кокилем

* Составы применяют для покрытия поверхности литниковых каналов и выпоров.

       В соответствии с необходимой скоростью отвода теплоты от различных мест отливки толщину   и теплопроводность λ_кр огне­упорного покрытия можно делать разными в различных частях кокиля, создавая условия для направленного затвердевания отливки, регулируя скорость ее охлаждения в отдельных местах.

       Огнеупорное покрытие уменьшает скорость нагрева рабочей поверхности кокиля; благодаря термическому сопротивлению огнеупорного покрытия температура рабочей поверхности будет ниже, чем без покрытия. Это снижает разность температур по толщине кокиля, уменьшает температурные напряжения в нем и повышает его стойкость.

Огнеупорное покрытие на поверхности кокиля должно иметь заданную теплопроводность, хорошо наноситься и удерживаться на поверхности формы, противостоять резким колебаниям темпе­ратуры, не выделять газов при нагреве, способных растворяться в отливке или создавать на ее поверхности газовые раковины. Покрытия приготовляют из огнеупорных материалов, связую­щих, активизаторов и стабилизаторов (см. табл. 2.3).

       В качестве огнеупорных материалов применяют пыле­видный кварц, шамотный порошок, окислы и карбиды металлов, тальк, графит, асбест. Связующие для покрытий — жидкое стекло, огнеупорная глина, сульфитный щелок.

       Активизаторы применяют для улучшения схватывания с поверхностью кокиля. В качестве активизаторов используют для шамотных и асбестовых покрытий буру (Na₂B₄O7* lOH₂O) и борную кислоту (Н₃ВO₄); для маршалитовых — кремнефто-ристый натрий (Na₂SiF₆), для тальковых — буру, борную кислоту или марганцевокислый калий. Перед приготовлением огнеупорные материалы просеивают через сито 016—01.

       Стабилизаторы применяют для того, чтобы уменьшить седиментацию огнеупорных составляющих покрытия. Чаще всего это поверхностно-активные вещества ОП5, ОП7.

При литье в кокиль чугуна для устранения отбела в отливках на огнеупорное покрытие наносят копоть (сажу) ацетиленового пламени.

       Толщину слоя огнеупорного покрытия контролируют измери­тельными пластинами, проволочками, прямым измерением, элект­роконтактным способом. При прямом измерении толщину слоя облицовки определяют микрометром (рис. 2.14): измеряют рас­стояние от базовой поверхности 1 до поверхностей 2 и 3, соответст­венно не покрытой и покрытой облицовкой. Разность дает толщину слоя облицовки.

           Схема распределения температур в системе отливка — покрытие — форма практически реализуется только для поверхностей отливки, которые при усадке образуют плотный контакт с кокилем, между охватываемыми поверхностями отливки и кокилем образуется зазор, изменяющийся по мере усадки отливки. Этот зазор заполнен воздухом и газами, выделяющимися из покрытия. Образо­вание зазора приводит к увеличению термического сопротивления переносу теп­лоты от отливки в кокиль. Поэтому со стороны внутренних стенок отливка охлаж­дается интенсивнее, чем со стороны внеш­них. В результате смещается зона образо­вания осевой пористости отливки к наружной ее стенке, что следует учитывать при разработ­ке системы питания усадки отливки.

           Рассмотренное явление используют для устранения отбела в поверхностных случаях чугунных отливок. Для этого после образо вания в отливке твердой корочки достаточной прочности кокиль слегка раскрывают гак чтобы между поверхностями отливки и кокиля образовался воздушный зазор. Тогда теплота затвердевания внутренних слоев отливки, проходя через затвердевающую наружную корку, разогревает ее и в результате происходит «самоотжиг» отливки — она не имеет отбела.

       Скорость отвода теплоты от расплава и отливки зависит от разницы между температурами поверхностей отливки Т₀ и кокиля Т_п С повышением температуры заливаемого расплава возрастает температура То и скорость отвода теплоты от отливки; с повыше­нием температуры Т _n скорость отвода теплоты от отливки умень­шается. Поэтому на практике широко используют регулирование скорости отвода теплоты от расплава и отливки, изменяя темпе­ратуры заливаемого сплава или кокиля перед заливкой. Однако чрезмерное снижение температуры заливаемого сплава приводит к ухудшению заполняемости кокиля. Повышение температуры кокиля увеличивает опасность приваривания отливки к кокилю, особенно при литье чугуна и стали, снижает стойкость кокиля.

       Практически установлено, что оптимальная темпера­тура кокиля перед заливкой зависит от заливаемого сплава, толщины стенки отливки и ее конфигурации (табл. 2.4).

       Температура заливки расплава в кокиль зависит от его химического состава, толщины стенки отливки, способа ее пита­ния при затвердевании. Оптимальные температуры заливки в ко­киль различных сплавов приведены ниже.