Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия

Т. Р. Гильманшина, доцент, канд. техн. наук, эл. почта: gtr1977@mail.ru
Т. А. Богданова, доцент, канд. техн. наук
И. В. Дубова, доцент, канд. техн. наук

ООО «Литейно-механический завод «СКАД», Дивногорск, Россия

Д. И. Ягодин, исполнительный директор

Показана возможность использования красного шлама в качестве наполнителя разделительных покрытий для металлических форм. Рассмотрен красный шлам АО «РУСАЛ УРАЛ» филиал «РУСАЛ Каменск-Уральский» с размером частиц 4–100 мкм. Материал представлен гематитом, канкринитом и каолинитом. Шлам содержит около 30 % (мас.) Fe, которое связано в основном в гематит, 1–10 % (мас.) суммарно алюминия, кальция, натрия, титана, углерода и кремния. Алюминий представлен в канкрините, каолините и катоите. Титан находится в фазах анатаза, рутила и перовскита. В составе присутствует также ряд аморфных фаз, не определяемых рентгенофазовым анализом. Исследованы физико-химические и технологические свойства водных покрытий с различным содержанием красного шлама. Определено, что покрытия с содержанием 8–13 % (мас.) красного шлама обладают хорошей кроющей способностью, образуя ровный тонкий слой без видимых дефектов. Покрытия, содержащие 13–20 % (мас.) красного шлама, обладают неудовлетворительной кроющей способностью, так как покрытие быстро осаждается и поэтому ложится неровно. Покрытия, содержащие менее 8 % (мас.) красного шлама, не образуют на поверхности металлических форм слой достаточной толщины.

Работа выполнена в Центре коллективного пользования «Наукоемкие методы исследования и анализа новых материалов, наноматериалов и минерального сырья» ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет».

1. Знаменский Л. Г., Ивочкина О. В., Захаров Н. А., Старшинов В. Огнеупорные покрытия для специальных способов литья // Технологии металлургии, машиностроения и материалообработки. 2020. № 19. С. 170–178.
2. Климош Ю. А., Баранцева С. Е., Курило И. И. и др. Магматические породы Беларуси — тугоплавкий наполнитель разделительных покрытий для кокильного литья алюминиевых сплавов // Труды БГТУ. Серия 2: Химические технологии, биотехнология, геоэкология. 2019. № 2 (223). С. 23–29.
3. Пивоварчик А. А., Слепнева Л. М., Розум В. А. Разработка разделительных покрытий на основе кремнийорганических материалов для пресс-форм литья под давлением // Литейщик России. 2007. № 1. С. 36–40.
4. Воеводина М. А., Курасов А. А. Расчетная модель для выбора характеристик огнеупорного покрытия // Технологическая кооперация науки и производства: новые идеи и перспективы развития : сб. ст. Международной научно-практической конференции. — Челябинск, 2018. С. 19–22.
5. Хакимова В. А. Анализ возможности управлять температурой кокиля в процессе его работы // Мавлютовские чтения : сб. трудов. — Уфа : Уфимский гос. авиационный техн. ун-т, 2021. С. 315–323.

6. Сергеев Н. Н., Сергеев А. Н., Кутепов С. Н. и др. Использование защитных износостойких покрытий для повышения долговечности литейных пресс-форм // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2022. Т. 12. № 2. С. 8–25.
7. Гавариев Р. В., Савин И. А., Леушин И. О. Влияние функциональных покрытий на эксплуатационную стойкость пресс-форм литья под давлением для цинковых сплавов // Цветные металлы. 2016. № 1. С. 66–70.
8. Roorda S. Influence of mold coating wear on heat transfer coefficient in aluminum permanent molds. — Worcester Polytechnic Institute, 2021. 67 p.
9. Campbell J. Complete casting handbook: metal casting processes, techniques and design. — Butterworth Heinemann, 2011. — 1220 р.
10. Гильманшина Т. Р., Косович А. А. и др. Разделительные покрытия для литья под низким давлением : монография. — Красноярск : Сибирский федеральный университет, 2019. — 160 с.
11. Gavariev R. V., Savin I. A., Soldatkina E. N. Choice of protective coating of metal molds for casting non-ferrous alloys // Solid State Phenomena. 2020. Vol. 299. P. 867–871.
12. Климош Ю. А., Курило И. И., Харитонов Д. С., Баранцева С. Е. Влияние природы наполнителя на коррозионные свойства разделительных покрытий // Современные электрохимические технологии и оборудование – 2019 : мат-лы Международной научно-технической конференции. — Минск : Белорусский государственный технологический университет, 2019. С. 193, 194.
13. Mu K. et al. Effect of powder mold release agent on aluminum alloy melt under gravity casting conditions // International Journal of Automation Technology. 2022. Vol. 16, Iss. 6. P. 888–896.
14. Леушин И. О., Макаров В. С., Леушина Л. И., Гейко М. А. Возможности применения отходов автоэмали в производстве чугунного литья // Черные металлы. 2020. № 12. С. 22–26.
15. Пягай И. Н. Опыт переработки красных шламов с получением ряда ценных элементов (Sc, Zr, Y) и железосодержащего сырья для черной металлургии // Черные металлы. 2019. № 1. С. 49–54.
16. Зиновеев Д. В. и др. Обзор мировой практики переработки красных шламов. Часть 1. Пирометаллургические способы // Известия вузов. Черная металлургия. 2018. Т. 61. № 11. С. 843–858.
17. Васюнина Н. В., Дубова И. В., Гильманшина Т. Р. и др. Методы извлечения ценных элементов (Fe, Al, Na, Ti) из красных шламов // Экология и промышленность России. 2020. Т. 24. № 9. С. 32–38.
18. Xiao Liu, Yuexin Han, Fayu He et al. Characteristic, hazard and iron recovery technology of red mud – A critical review // Journal of Hazardous Materials. 2001. Vol. 420. 126542.
19. Samal S. Utilization of red mud as a source for metal ions – A review // Materials. 2021. Vol. 14, Iss. 9. 2211. DOI: 10.3390/ma14092211
20. Antunes M. L. P. et al. Use of industrial waste to produce ceramic coatings on metal // European Journal of Sustainable Development. 2019. Vol. 8, Iss. 5. 9.
21. Singh S., Aswath M. U., Ranganath R. V. Effect of mechanical activation of red mud on the strength of geopolymer binder // Construction and building materials. 2018. Vol. 177. P. 91–101.
22. Bao Li., Ting-an Zhang, Zhi-he Dou, Guo-zhi Lue et al. Kinetics of AlOOH dissolving in caustic solution studied by high-pressure DSC // Transactions of nonferrous metals society of China. 2011. Vol. 21, Iss. 1. P. 173–178. DOI: 10.1016/S1003-6326(11)60695-X
23. ГОСТ 10772–78. Покрытия литейные противопригарные водные. Общие технические условия. — Введ. 01.01.1979.
24. ГОСТ 8420–74. Материалы лакокрасочные. Методы определения условной вязкости. — Введ. 01.01.1975.
25. Сварика А. А. Покрытия литейных форм. — М. : Машиностроение, 1977. — 216 с.