Исследование влияния качества графита на покрытия пресс-форм для литья под низким давлением

ния покрытий на жидкотекучесть расплава – по спиральным пробам (ГОСТ 16438-70, температура пресс-формы 100 °С, температура расплава 710 °С).

Использование графита обусловлено его высокой теплопроводностью, позволяющей избежать переохлаждения пресс-формы, что способствует устранению такого дефекта литья под низким давлением, как заворот окисной плены. Из литературы [3, 4] известно, что в качестве добавок для покрытий рекомендуется использовать графиты с низким содержанием золы: скрытокристаллические ГЛС-1 и ГЛС-2, кристаллические ГЛ-1, ГЛ-2.

В Красноярском крае сосредоточены большие запасы природного скрытокристаллического графита, поэтому для исследований были выбраны следующие марки графитов:

– ГЛС-2 – природный скрытокристаллический графит (ГОСТ 17022-81);

• –    ГЛС-2А – активированный в планетарно-центробежной мельнице АГО2 по режимам, описанным в работах [5, 6];

• –    ГЛС-0 – обогащенный графит с содержанием золы 2-4 %, технологические режимы подготовки которого описаны в работе [7].

Покрытия наносили на форму в несколько проходов распылителем, в котором используется сжатый воздух под высоким давлением, что позволяет получить равномерный слой без подтёков (35-40 мкм) [8].

Технологические свойства исследуемых покрытий представлены в табл. 1, на рис. 1.

Из представленных результатов видно, что с увеличением содержания графита повышаются основные технологические свойства покрытий: плотность, вязкость, седиментационная устойчивость. Введение графита в количестве более чем 15 мас. % приводит к снижению прочности. С увеличением содержания графита жидкотекучесть расплава АК12 и шероховатость отлитых образцов заметно снижается, что связано с изменением интенсивности теплообмена в системе расплав–покрытие–форма и отводом тепла от металла к поверхности формы. Анализ

Таблица 1. Технологические свойства покрытий с различным содержанием графита

Свойство	Покрытие
	для окраски пуансонов литейных машин					заводских пресс-форм
	Содержание графита
	0	5	10	15	20	0	5	10	15	20
Плотность, г/мм3	1110	1120	1130	1155	1170	1040	1050	1055	1080
Вязкость, с	10	12	14	16	16	10	11	12	14
Седиментационная устойчивость, %, через ч: 0,5	100	43	64	72	82	99	20	22	41	46
1	100	34	49	60	73	98	20	22	37	38
3	100	30	42	57	68	97	19	20	34	36
7	92	28	41	57	68	95	19	20	33	35
24	85	28	41	57	67	87	18	20	33	35
Приведённая прочность, г/мм	29400	22118	25620	29524	24950	850	55	225	253	150

Содержание графита, %

Содержание графита, %

a                                                        б

Рис. 1. Жидкотекучесть (а) и шероховатость образцов (б), полученных с применением покрытия для окраски пуансонов литейных машин с содержанием графита 15 мас. %

Таблица 2. Влияние качества графита и его содержания на жидкотекучесть сплава АК12 (покрытие для окраски пуансонов литейных машин), см

Содержание графита, % Графит ГЛС-2 ГЛС-2А ГЛС-0 0 76 5 36 43 39 10 34 36 38 15 — 40 45 36 20 33 23 — 41 полученных данных показывает, что наиболее оптимальное содержание графита в покрытии 15 мас. %.

Сравнение результатов жидкотекучести при использовании покрытии на основе графитов различного качества приведено в табл. 2.

Сравнение данных показало, что наименьшее снижение жидкотекучести наблюдается при введении в состав покрытия графита ГЛС-2А.

С учётом полученных данных следующая серия экспериментов проводилась с заводских пресс-форм только при добавлении графита ГЛС-2А (рис. 2).

В производственных условиях ООО «КиК» заводская пресс-форма была окрашена покрытием, содержащим 15 % графита ГЛС-2А (рис. 3, 4).

Результаты испытаний показали, что индекс пористости отливки, полученной с серийно применяемым покрытием, составил 4,4 %, а отливки, полученной с графитовым покрытием, – 3,0 %. На поверхности экспериментальных отливок наблюдается слой мелких кристаллов толщиной 3-4 мм. На 10-15 % сократился брак по оксидным пленкам.

Таким образом, для дальнейших исследований можно рекомендовать графит, активированный в планетарно-центробежной мельнице АГО2, в количестве 15 мас. %.

б

а

в

г

д

Рис. 2. Влияние содержания графита ГЛС-2А в заводских пресс-формах жидкотекучесть сплава АК12, %: а – зависимость; б – 5; в – 10; г – 15; д – 20

Рис. 3. Пресс-форма, окрашенная покрытием с графитом ГЛС-2А

а

б

Рис. 4. Сечение экспериментального колеса: а – покрытие без графита, б – покрытие с содержанием графита 15 %