Введение 3
1 Обзор литературы по теме работы 4
1.1 Причины разрушения металлических форм 4
1.2 Методы повышения стойкости форм 6
1.3 Материалы, используемые для покрытий 13
1.4 Фосфатирование 19
Заключение по обзору и постановка задач для исследования 32
2 Исходные материалы и методика исследований 34
2.1 Материалы для получения фосфатных покрытий 34
2.2 Общее понятие о фосфатировании 35
2.3 Методика приготовления грунтового слоя 36
2.4 Методика приготовления рабочего слоя 38
2.5 Установка для определения поверхностного натяжения 40
2.6 Установка для определения коэффициента линейного термического
расширения 42
3 Результаты опытов и их обсуждение 44
3.1 Исследование структуры грунтового слоя 44
3.2 Исследование структуры рабочего слоя 45
3.3 Свойства рабочего слоя покрытия 45
3.3.1 Исследование изменения линейных размеров и коэффициента
термического расширения чугунов от температуры 47
3.3.2 Исследование термостойкости образцов из чугунов 49
3.3.3 Исследование изменения смачивания фосфатных покрытий расплавом
алюминия 50
3.3.4 Лабораторные испытания стойкости двухслойных покрытий при
изготовлении опытных образцов в стальном кокиле 53
Заключение 56
Список использованных источников 57
Скорость протекания процесса создания слитков в результате охлаждения и затвердевания расплавленного жидкого металла в изложнице представляет собой фактор, определяющий производительность литейного производства. Вследствие этого в технологических циклах промышленного производства металлических слитков процесс отвода тепловой энергии, содержащейся в заполненных расплавленным жидким металлом изложницах, обычно искусственно ускоряется путем использования некоторой охлаждающей текучей среды, в качестве которой обычно используется вода и которая вводится в контакт с наружной поверхностью изложницы. Однако, вследствие постоянного увеличения объемов производства, создание слитков может стать стадией, ограничивающей производительность завода. Вследствие этого ведутся постоянные по¬иски технических решений, позволяющих ускорить процесс изготовления слитков металла при сохранении требуемого качества полученных слитков [1].
Экономическая эффективность литья в металлические формы в большей степени определяется их стойкостью. В основном, они выходят из строя из-за трещин и газовой коррозии рабочей поверхности. Во время заливки металла рабочая поверхность форм мгновенно нагревается до высоких температур, в то время как ее нижележащие слои остаются сравнительно холодными. Вследствие этого в расширяющемся от нагревания слое литейной формы возникают сжимающие напряжения, а во внутренних - растягивающие. Чередующиеся пластические деформации рабочей поверхности кокиля приводят к образованию мелких трещин в виде сетки разгара, которая на определенной стадии эксплуатации затрудняет извлечение отливки из формы, ухудшает внешний вид изделия и способствует дальнейшему разрушению от газовой коррозии [2].
1. Выяснили, что одним из важных свойств покрытия изложницы является его инертность по отношению к расплаву алюминия либо низкая адгезия расплава. Это необходимо для того, чтобы алюминий в процессе кристаллизации не загрязнился посторонними примесями.
2. Как показали исследования смачивания расплавом алюминия огне-упорных материалов, применяемых в качестве наполнителей защитных покрытий, электрокорунд хуже смачивается алюминием и имеет к нему наименьшую адгезию, что и позволило использовать его в качестве наполнителя для покрытия.
3. Была разработана технология защиты металлических литейных форм, состоящая из двух слоев: один слой создан в процессе фосфатирования и названный грунтовым, а второй - в виде нанесенной на рабочую поверхность краски или пасты на основе алюмофосфатной связки.
4. В качестве грунтового слоя использовали фосфатирование в одно-замещенном ортофосфате цинка. При взаимодействии фосфата цинка с металлом на поверхности образуются сложные фосфат-цинковые покрытия, которые хорошо сцепляются с металлической основой.
5. Двухслойное покрытие на чугунных образцах показало хорошую термостойкость. Без взаимодействия с алюминием оно выдержало не менее 8 теплосмен.
