Selection of protective coatings of moulds for castings of high-manganese cast steel in dependence of the applied moulding sand kind

High-manganese cast steels are characterised by a high abrasion resistance under friction conditions with a simultaneous influence of pressure and impacts. This cast steel is especially suitable for castings of excavator’s scoops, track links, streetcars crossovers, parts of crushers and mills for braking up of hard materials [1-4]. In order to obtain high quality castings of high-manganese cast steels in moulds on the high-silica sand matrices it is necessary to apply protective coatings, which prevent a direct contact between metal and matrix (SiO2). Manganese after being poured into a mould can undergo a partial oxidation forming MnO, which reacts with silica. As a result low-melting manganese silicates are formed, which in a form of a tight layer adhere to the casting surface, significantly increasing a labour input related to cleaning. Three kinds of protective coatings were tested: zirconium, corundum and magnesite. As a base moulding sands on high-silica sand matrices with three kinds of resol resins were applied. The quality of the obtained casting surface was assessed in dependence of the protective coating and resin kind and also in dependence of the metallostatic pressure value.

Staliwo wysokomanganowe odznacza się dużą odpornością na ścieranie w warunkach tarcia z jednoczesnym działaniem nacisku i uderzeń. Staliwo to nadaje się szczególnie na odlewy czerpaków koparek, ogniwa gąsienic traktorów, krzyżownic tramwajowych, części kruszarek i młynów do rozdrabniania twardych materiałów [1-4]. Aby uzyskać wysokiej jakości odlewy ze staliwa wysokomanganowego w masach na osnowie piasku kwarcowego konieczne jest stosowanie powłok ochronnych, które zapobiegają bezpośredniemu kontaktowi metalu z osnową, a konkretnie z SiO2. Mangan, po zalaniu metalu do formy może ulegać częściowemu utlenieniu tworząc m.in. MnO, który reaguje z krzemionką. W wyniku tworzaąsię niskotopliwe krzemiany manganu, które szczelną warstwą przylegają do powierzchni odlewu, znacznie zwiększając nakład pracy na oczyszczanie. Przebadano trzy rodzaje powłok ochronnych: cyrkonowa, korundowa i magnezytowa. Jako podłoże stosowano masy na osnowie piasku kwarcowego z trzema rodzajami żywicy rezolowej. Oceniano jakość uzyskiwanej powierzchni odlewu w zalezności od rodzaju powłoki ochronnej, rodzaju zywicy oraz wielkości ciśnienia metalostatycznego.