|
|
больше ...
Термины запроса в документе
Реферат
[**] 1. Состав для формирования наноструктурированного покрытия, модифицирующего поверхностный слой чугунной отливки, содержащий наполнитель, связующее и воду, отличающийся тем, что он содержит в качестве наполнителя пылевидный кварц, или электрокорунд, или графит, фракционного состава, мас.%: 1-100 нм - не менее 10; 101 нм - 1 мкм - 20-50; 1,5-10 мкм - 20-60; 11-20 мкм - 5-15; более 20 мкм - остальное, в качестве связующего - крахмалит или лигносульфонат технический и дополнительно содержит бентонит при следующем соотношении компонентов, мас.%:  2. Состав для формирования наноструктурированного покрытия, модифицирующего поверхностный слой чугунной отливки, содержащий наполнитель, связующее и воду, отличающийся тем, что в качестве наполнителя он содержит пылевидный кварц, или электрокорунд, или графит, фракционного состава, мас.%: 1-100 нм - не менее 10; 101 нм - 1 мкм - 20-50; 1,5-10 мкм - 20-60; 11-20 мкм - 5-15; более 20 мкм - остальное, в качестве связующего - жидкое стекло и дополнительно содержит феррохромовый шлак, при следующем соотношении компонентов, мас.%: 
Полный текст патента
(57) Реферат / Формула:
1. Состав для формирования наноструктурированного покрытия, модифицирующего поверхностный слой чугунной отливки, содержащий наполнитель, связующее и воду, отличающийся тем, что он содержит в качестве наполнителя пылевидный кварц, или электрокорунд, или графит, фракционного состава, мас.%: 1-100 нм - не менее 10; 101 нм - 1 мкм - 20-50; 1,5-10 мкм - 20-60; 11-20 мкм - 5-15; более 20 мкм - остальное, в качестве связующего - крахмалит или лигносульфонат технический и дополнительно содержит бентонит при следующем соотношении компонентов, мас.%: 2. Состав для формирования наноструктурированного покрытия, модифицирующего поверхностный слой чугунной отливки, содержащий наполнитель, связующее и воду, отличающийся тем, что в качестве наполнителя он содержит пылевидный кварц, или электрокорунд, или графит, фракционного состава, мас.%: 1-100 нм - не менее 10; 101 нм - 1 мкм - 20-50; 1,5-10 мкм - 20-60; 11-20 мкм - 5-15; более 20 мкм - остальное, в качестве связующего - жидкое стекло и дополнительно содержит феррохромовый шлак, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Евразийское 020821 (13) B1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОМУ ПАТЕНТУ
(45) Дата публикации и выдачи патента 2015.02.27
(21) Номер заявки 201101472
(22) Дата подачи заявки
2011.11.07
(51) Int. Cl. B22C3/00 (2006.01) B82Y30/00 (2011.01)
(54) СОСТАВ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО ПОКРЫТИЯ, МОДИФИЦИРУЮЩЕГО ПОВЕРХНОСТНЫЙ СЛОЙ ЧУГУННОЙ ОТЛИВКИ
(31) 2011102118
(32) 2011.01.20
(33) RU
(43) 2012.08.30
(71) (73) Заявитель и патентовладелец:
ФЕДЕРАЛЬНОЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО
ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ "СИБИРСКИЙ
ФЕДЕРАЛЬНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ" (RU)
(72) Изобретатель:
Мамина Людмила Ивановна, Гильманшина Татьяна Ренатовна, Баранов Владимир Николаевич, Безруких Александр Иннокентьевич, Аникина Валентина Ильинична (RU)
(74) Представитель:
Пономарева Л.В. (RU)
(56) RU-C1-2368450 SU-A-1135524 RU-C1-2151019
(57) Изобретение относится к литейному производству, а именно для получению чугунных отливок с модифицированным поверхностным слоем. В состав наноструктурированного покрытия входят наполнитель в виде пылевидного кварца или электрокорунда, или графита, связующее и вода, наполнитель следующего фракционного состава, мас.%: 1-100 нм - не менее 10; 101 нм - 1 мкм - 20-50; 1,5-10 мкм - 20-60; 11-20 мкм - 5-15; более 20 мкм - остальное. В качестве связующего - крахмалит или лигносульфонат технический. Дополительно содержит бентонит. По второму варианту состав наноструктурированного покрытия содержит в качестве связующего жидкое стекло и дополнительно содержит феррохромовый шлак. Улучшается микроструктура поверхностного слоя отливок из серого чугуна.
Изобретение относится к литейному производству, а именно для получения чугунных отливок с модифицированным поверхностным слоем.
Известно противопригарное покрытие, включающее 45-55% терморасширяющегося графита и до 100% воду [патент РФ № 1822355 A3 кл. В 22 С 3/00, 1993]. Однако при использовании данного покрытия размер включений графита по всему сечению отливки остается неизменным.
Известно покрытие [патент РФ № 2368450, кл. В 22 С 3/00. Противопригарное покрытие для литейных форм и стержней, 2009], содержащее, мас.%: ¦ скрытокристаллический графит - 29-56;
- связующее - 5,0-9,5;
- бентонит - 1,7-3,3%;
- вода - остальное.
Однако при использовании данного покрытия наблюдается ярко выраженная зона перехода от мелких к крупным включениям графита от поверхности к середине отливки.
Задачей изобретения является получение покрытия, улучшающего микроструктуру поверхностного слоя отливок из чугуна.
Поставленная задача достигается двумя вариантами:
1. Состав для формирования наноструктурированного покрытия, модифицирующего поверхностный слой чугунной отливки, содержащий наполнитель, связующее, бентонит и воду, согласно изобретению, содержит в качестве наполнителя пылевидный кварц, или электрокорунд, или графит, фракционного состава, мас.%: 1-100 нм - не менее 10; 101 нм- 1 мкм - 20-50; 1,5-10 мкм -20-60; 11-20 мкм- 5-15; более 20 мкм- остальное, в качестве связующего - крахмалит или лигносульфонат технический и дополнительно содержит бентонит, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
наполнитель - 50-85;
связующее - 1,5-10; бентонит - 1,0-3,5; вода-до 100.
2. Состав для формирования наноструктурированного покрытия, модифицирующего поверхностный слой чугунной отливки, содержащий наполнитель, связующее и воду, согласно изобретению в качестве наполнителя содержит пылевидный кварц, или электрокорунд, или графит, фракционного состава, мас.%: 1-100 нм - не менее 10; 101 нм - 1 мкм - 20-50; 1,5-10 мкм - 20-60; 11-20 мкм - 5-15; более 20 мкм -остальное, в качестве связующего - жидкое стекло и дополнительно содержит феррохромовый шлак, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
наполнитель - 50-85;
жидкое стекло - 1,5-10; феррохромовый шлак - 1,0-3,5; вода-до 100.
При использовании в составе покрытия наноструктурированного наполнителя менее 50 мас.% не наблюдается изменения микроструктуры отливки на ее поверхности. Увеличение содержания наноструктурированного наполнителя более 85 мас.% не целесообразно с экономической точки зрения, т.к. не приводит к дальнейшему изменению микроструктуры поверхности отливок.
Использование наполнителя указанного фракционного состава позволяет добиться наибольшего эффекта поверхностного модифицирования чугунных отливок, т.к. обеспечивает покрытию хорошие технологические свойства, а отливкам - улучшение микроструктуры поверхности. Испытания по оптимальному и запредельному составам, которые отражены в табл. Из результатов испытаний видно, что уменьшение содержания фракций 1-100 нм и 100 нм - 1 мкм приводит к снижению эффекта поверхностного модифицирования, а также к увеличению размерам графитовых включений в чугуне.
В качестве связующего использовано жидкое стекло, лигносульфонат технический или крахмалит. При введении в состав покрытия связующего в указанных количествах покрытию обеспечиваются хорошие технологические свойства: высокая прочность сцепления с формой, седиментационная устойчивость, низкая вязкость.
Выбор добавок зависит от типа используемого в составе покрытия связующего. При использовании в качестве связующего лигносульфоната технического или крахмалита используют бентонит, а при использовании жидкого стекла - феррохромовый шлак.
Приготовление состава для покрытия осуществляют следующим образом. Смешивают механоакти-вированный наноструктурированный наполнитель следующего фракционного состава, мас.%: 1-100 нм -не менее 10; 101 нм - 1 мкм - 20-50; 1,5-10 мкм - 20-60; 11-20 мкм - 5-15; более 20 мкм - остальное, с добавкой, выбранной в зависимости от типа связующего. В краскомешалку заливают жидкие компоненты покрытия (лигносульфонта технический или жидкое стекло, смешанные с водой), перемешивают их в течение 3-5 мин, после чего перемешивают с сухими компонентами (наполнитель и бентонит по первому
варианту и наполнитель и феррохромовый шлак по второму варианту). Перемешивание продолжают до получения однородной пастообразной массы. Для приготовления суспензии пасту перемешивают с водой до получения заданной плотности.
Способ нанесения покрытия и его сушки определяется технологией изготовления формы или стержня.
Для испытаний разработанных покрытий была выбрана отливка "Хвостовик" весом 3,5 кг с габаритными размерами 0420x45 мм. Отливка изготавливалась из серого чугуна марки СЧ25 следующего химического состава, %: 3,21 С; 1,86 Si; 0,66 Mn; 0,015 S и 0,01 Р. Температура заливки чугуна 1400-1450°C.
В ходе испытаний окрашивалась нижняя часть формы, выполненная из песчано-глинистой смеси, как наиболее ответственная. Окрашивание осуществлялось кистью, после окрашивания форма сушилась в печи.
В таблице приведены примеры составов и свойства покрытий.
Таблица
Скрыто кристаллический графит расширенный (состав не контролировался) Связующее Бентонит
29,0-56,0 5,0-9,5 1,7-3,3
До 100,0
92,1
Предлагаемое
Механоактивированный наноструктурирован-
ный кварц состава, %: 1-100 нм - 15;
101 нм-1 мкм - 35; 1,5-10 мкм - 35;
11-20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное
Крахмалит
Бентонит
Вода
35,0 11,0 17,0 До 100,0
1,5
91,2
91,6
Механоактивированный наноструктурирован-
ный кварц состава, %: 1-100 нм - 15; 101 нм-1
мкм-35; 1,5-10 мкм -35;
11-20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное
Крахмалит
Бентонит
Вода
67,0 1,6 2,5 До 100,0
Более 5
Механоактивированный наноструктурирован-
ный кварц состава, %: 1-100 нм - 15; 101 нм-1
мкм-35; 1,5-10 мкм - 35;
11-20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное
Крахмалит
Бентонит
Вода
90,0 0,9 0,9 До 100,0
2,5
90,1
91,1
Механоактивированный наноструктуриро-
ванный кварц состава, %: 1-100 нм - 15; 101
нм-1 мкм -35; 1,5-10 мкм - 35;
11-20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное
Лигносульфонат технический
Бентонит
Вода
45,0 11 5,5 До 100,0
1,8
90,1
Механоактивированный наноструктури-
рованный кварц состава, %: 1-100 нм - 15;
101 нм-1 мкм - 35; 1,5-10 мкм -35;
11-20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное
Лигносульфонат технический
Бентонит
Вода
55,0 7,0 3,0 До 100,0
Более 5
81,8
89,7
Механоактивированный наноструктури-
рованный кварц состава, %: 1-100 нм - 15;
101 нм-1 мкм-35; 1,5-10 мкм -35;
11-20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное
Лигносульфонат технический
Бентонит
Вода
90,0 0,9 0,5 До 100,0
3,0
89,8
90,0
Механоактивированный наноструктури-рованный электрокорунд состава, %: 1100 нм - 15; 101 нм-1 мкм - 35; 1,5-10 мкм - 35;
11-20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное
Крахмалит
Бентонит
Вода
35,0 11,0 17,0 До 100,0
1,7
90,5
91,1
Механоактивированный наноструктури-рованный электрокорунд состава, %: 1100 нм - 15; 101 нм-1 мкм - 35; 1,5-10 мкм -35;
11-20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное
Крахмалит
Бентонит
Вода
67,0 1,6 2,5 До 100,0
Более 5
81,8
86,0
Механоактивированный наноструктури-рованный электрокорунд состава, %: 1100 нм - 15; 101 нм-1 мкм - 35; 1,5-10 мкм - 35;
11-20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное
Крахмалит
Бентонит
Вода
90,0 0,9 0,9 До 100,0
2,3 2,6
88,5
90,1
Механоактивированный наноструктури-рованный электрокорунд состава, %: 1100 нм - 15; 101 нм-1 мкм - 35; 1,5-10 мкм - 35;
11-20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное Лигносульфонат технический Бентонит Вода
45,0 11,0
До 100,0
90,5
91,1
Механоактивированный наноструктури-рованный электрокорунд состава, %: 1100 нм - 15; 101 нм-1 мкм - 35; 1,5-10 мкм - 35;
11-20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное Лигносульфонат технический Бентонит Вода
55,0 7,0 3,0 До 100,0
Более 5
79,5
81,8
Механоактивированный наноструктури-рованный электрокорунд состава, %: 1100 нм - 15; 101 нм-1 мкм - 35; 1,5-10 мкм - 35;
11 -20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное Лигносульфонат технический Бентонит Вода
90,0 0,9 0,5 До 100,0
3,7
87,5
90,1
Механоактивированный наноструктури-
рованный графит состава, %:
1-100 нм - 15; 101 нм-1 мкм - 35;
1,5-10 мкм-35; 11-20 мкм-10;
> 20 мкм - остальное
Крахмалит
Бентонит
Вода
35,0 11,0 17,0 До 100,0
2,5
90,5
91,1
Механоактивированный наноструктури-
рованный графит состава, %:
1-100 нм - 15; 101 нм-1 мкм-35;
1,5-10мкм-35; 11-20 мкм- 10;
> 20 мкм - остальное
Крахмалит
Бентонит
Вода
67,0 1,6 2,5 До 100,0
5,5
79,8
80,0
Механоактивированный наноструктури-
рованный графит состава, %:
1-100 нм - 15; 101 нм-1 мкм-35;
1,5-10 мкм - 35; 11-20 мкм - 10;
> 20 мкм - остальное
Крахмалит
Бентонит
Вода
90,0 0,9 0,9 До 100,0
4,0
87,5
88,1
Механоактивированный наноструктури-
рованный графит состава, %:
1-100 нм - 15; 101 нм-1 мкм-35;
1,5-10 мкм-35; 11-20 мкм-10;
> 20 мкм - остальное
Лигносульфонат технический
Бентонит
Вода
45,0 11,0
До 100,0
2,5
90,5
91,1
Механоактивированный наноструктури-
рованный графит состава, %:
1-100 нм - 15; 101 нм-1 мкм-35;
1,5-10 мкм-35; 11-20 мкм-10;
> 20 мкм - остальное
Лигносульфонат технический
Бентонит
Вода
55,0 7,0 3,0 До 100,0
5,5
63,7
66,8
Механоактивированный наноструктури-
рованный графит состава, %:
1-100 нм - 15; 101 нм-1 мкм-35;
1,5-10 мкм-35; 11-20 мкм-10;
> 20 мкм - остальное
Лигносульфонат технический
Бентонит
Вода
90,0 0,9 0,5 До 100,0
4,0
87,5
88,1
Механоактивированный наноструктури-
рованный кварц состава, %:
1-100 нм - 15; 101 нм-1 мкм - 35;
1,5-10 мкм-35; 11-20 мкм - 10;
> 20 мкм - остальное
Жидкое стекло
Феррохромовый шлак
Вода
45,0 3,2 3,0 До 100,0
Более 5
92,1
92,9
Механоактивированный наноструктури-
рованный кварц состава, %:
1-100 нм- 15; 101 нм-1 мкм-35;
1,5-10 мкм-35; 11-20 мкм - 10;
> 20 мкм - остальное
Жидкое стекло
Феррохромовый шлак
Вода
65,0 3,2 3,0 До 100,0
Более 5
83,5
85,6
Механоактивированный наноструктури-
рованный кварц состава, %:
1-100 нм-15; 101 нм-1 мкм-35;
1,5-10 мкм-35; 11-20 мкм-10; > 20 мкм - остальное Жидкое стекло Феррохромовый шлак Вода
45,0 3,2 3,0 До 100,0
Более 5
92,1
92,1
Механоактивированный наноструктур и-рованный электрокорунд состава, %: 1-100 нм- 15; 101 нм-1 мкм-35;
1,5-10мкм-35; 11-20 мкм-10; > 20 мкм - остальное Жидкое стекло Феррохромовый шлак Вода
65,0 3,2 3,0 До 100,0
Более 5
90,9
91,9
Механоактивированный наноструктури-
рованный электрокорунд состава, %:
1-100 нм- 15; 101 нм-1 мкм-35;
1,5-10 мкм - 35; 11-20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное Жидкое стекло Феррохромовый шлак Вода
45,0 3,2 3,0 До 100,0
Более 5
86,8
89,6
Механоактивированный наноструктури-
рованный электрокорунд состава, %:
1-100 нм-15; 101 нм-1 мкм-35;
1,5-10 мкм - 35; 11 -20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное Жидкое стекло Феррохромовый шлак Вода
90,0 3,2 3,0 До 100,0
Более 5
87,0
90,0
Механоактивированный наноструктури-
рованный графит состава, %:
1-100 нм - 15; 101 нм-1 мкм-35;
1,5-10 мкм-35; 11-20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное Жидкое стекло Феррохромовый шлак Вода
45,0 3,2 3,0 До 100,0
Более 5
90,1
91,0
Механоактивированный наноструктури-
рованный кварц состава, %:
1-100 нм- 15; 101 нм-1 мкм-35;
1,5-10 мкм - 35; 11-20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное Жидкое стекло Феррохромовый шлак Вода
65,0 3,2 3,0 До 100,0
Более 5
82,5
82,6
Механоактивированный наноструктури-
рованный графит состава, %:
1-100 нм - 15; 101 нм-1 мкм-35;
1,5-10 мкм - 35; 11-20 мкм - 10; > 20 мкм - остальное Жидкое стекло Феррохромовый шлак Вода
90,0 3,2 3,0 До 100,0
Более 5
86,8
89,6
Механоактивированный наноструктури-
рованный графит состава, %:
1-100 нм - 5; 101 нм-1 мкм - 5;
1,5-10 мкм - 65; 11-20 мкм - 20; > 20 мкм - остальное Лигносульфонат технический Бентонит Вода
55,0 7,0 3,0 До 100,0
5,5
95,3
97,3
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Состав для формирования наноструктурированного покрытия, модифицирующего поверхностный слой чугунной отливки, содержащий наполнитель, связующее и воду, отличающийся тем, что он содержит в качестве наполнителя пылевидный кварц, или электрокорунд, или графит, фракционного состава, мас.%: 1-100 нм - не менее 10; 101 нм - 1 мкм - 20-50; 1,5-10 мкм - 20-60; 11-20 мкм - 5-15; более 20 мкм - остальное, в качестве связующего - крахмалит или лигносульфонат технический и дополнительно содержит бентонит при следующем соотношении компонентов, мас.%:
наполнитель - 50-85;
связующее - 1,5-10; бентонит - 1,0-3,5; вода - до 100.
2. Состав для формирования наноструктурированного покрытия, модифицирующего поверхностный слой чугунной отливки, содержащий наполнитель, связующее и воду, отличающийся тем, что в качестве наполнителя он содержит пылевидный кварц, или электрокорунд, или графит, фракционного состава, мас.%: 1-100 нм - не менее 10; 101 нм - 1 мкм - 20-50; 1,5-10 мкм - 20-60; 11-20 мкм - 5-15; более 20 мкм - остальное, в качестве связующего - жидкое стекло и дополнительно содержит феррохромовый шлак, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
наполнитель - 50-85;
жидкое стекло - 1,5-10; феррохромовый шлак - 1,0-3,5; вода - до 100.
Евразийская патентная организация, ЕАПВ Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2
020821
- 1 -
(19)
020821
- 1 -
(19)
020821
- 1 -
(19)
020821
- 3 -
020821
- 2 -
020821
- 2 -
020821
- 2 -
020821
- 2 -
020821
- 4 -
020821
- 6 -
|
