Суспензия для изготовления керамических оболочковых форм

Суспензия для изготовления керамических оболочковых форм

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: изобретение относится к литью по выплавляемым моделям. Сущность: суспензия содержит, мас.%. этилсиликат 9,0-14,0; вода 21,0-26,0; соляная кислота 0,3-2,0; поверхностно-активное вещество 0,05-0,3; аморфный кремнезем - пыль электрофильтров кремниевого производства 0,7-7,0; пылевидный кварц - остальное Аморфный кремнезем, обладая развитой поверхностью, усиливает тиксогропные свойства суспензий. Повышение прочностных показателей керамики обусловлено образованием в суспензии кремнекислоты при взаимодействии тонкодисперсной части кремнезема и воды. Кроме того ускоряется сушка керамики ввиду присутствия в аморфном кремнеземе оксидов кальция и магния, которые ускоряют переход золя СЗР- зующего в гель, а образовавшаяся при это1 вода быстро удаляется из керамики 3 счет этого ускоряется сушка керамика 2 табл. 1Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ((9) (R!) (я)5 В 22 С 1/16, 1/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

ОО (Д

,,>

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4879032/02 (22} 11.09.90 (46) 30.10.92. Бюл, М 40 (?1} Научно-исследовательский институт металлургической технологии и Уральский филиал Всесоюзного алюминиево-магниевого института (72} П. И. Замараев, Э, С. Фомин. Д. Ф. Чикова, В. П. Поздеев, Т. М. Кириллова и Т. В. Иванова (56) Авторское свидетельство СССР

М 426743, кл. B 22 С 1/02, 1972.

Авторское свидетельство СССР

М 1171176, кл. B 22 С 1/16, 1982. (54) СУСПЕНЗИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ (57) Использование: изобретение относится к литью по выплавляемым моделям. Сущность: суспензия содержит, мас.%: этилсиИзобретение относится к литейному производству, вчастности,,к изготовлению керамических форм по выплавляемым моделям.

Цель изобретения — ускорение сушки и повышение прочности керамических форм.

Цель достигается тем, что в суспензию, содержащую этилсиликат, воду, соляную кислоту, поверхностно-активное вещество и пылевидный кварц, дополнительно введен аморфный кремнезем — пыль электрофильтров кремниевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Этилсиликат 9,0 — 14,0

Вода 21,0 — 26,0

Соляная кислота 0,3 — 2,0

Поверхностно-активное вещество 0,05-0,3

Аморфный кремнезем 0.7-7,0 ликат 9,0-14,0; вода 21,0-26,0; соляная кислота 0,3 — 2,0; поверхностно-активное вещество 0,05 — 0,3; амс рфный кремнезем — пыль электрофильтров кремниевого производства 0,7 — 7.0; пылевидный кварц — остальное.

Аморфный кремнезем, обладая развитой поверхностью, усиливает тиксотропные свойства суспензий. Повышение прочностных показателей керамики обусловлено образованием в суспензии кремнекислоты при взаимодействии тонкодисперсной части кремнезема и воды, Кроме того ускоряется сушка керамики ввиду присутствия в аморфном кремнеземе оксидов кальция и магния, которые ускоряют переход золя сзязующего в гель. а образовавшаяс: при это ; вода быстро удаляется из керамики. 3. счет этого ускоряется сушка керамики.

2 табл.

Пылевидный кварц Остальное.

Аморфный кремнезем — пыль электрофильтров кремниевого производства— представляет собой тонкодисперсный порошок следующего х мсостава, мас,%,:

Оксид кремни 75-95

Оксид алюм ия 0,5-0,8

Оксиды кальция и магния 0,8-2,2

Оксид железа 0,6-0,7

Углерод свободный 4,5-5,0 и дисперсного распределения частиц: размер, мкм содержание, ь до 3 85 до 10 10 более 10 5

Аморфный кремнезем, обладая развитой поверхностью, усиливает тиксотоопные свойства суспензий. Образующаяся при

1771863 этом объемная структура легко удерживает огнеупорный наполнитель so взвешенном состоянии, придавая суспензии повышенную седиментационную устойчивость. Повышение прочностных показателей керамики обусловлено образованием в суспензии кремнекислоты при взаимодействии тонкодисперсной части кремнезема и воды. Образовавшаяся таврим образом кремнекислота усиливает совместно с этилсиликатом связующие: свойства суспензии.

Ускорение сушки керамикМ объясняется присутствием в аморфном кремнеземе оксидов кальция и магния, которые ускоряют переход золя связующего в гель, образующаяся при этом вода быстрее удаляется из керамики, тем самым уменьшая время сушки керамики, При введении аморфного кремнезема в количестве 0.7%, время сушки и прочность керамики остаются на уровне прототипа.

При введении аморфного кремнезема более

7 мас, ухудшаются технологические свойства суспензии из-за высоких тиксотропных свойств, уменьшается ее подвижность, что приводит к неравномерному распределению ее по поверхности модели. Кроме того, уменьшается прочность, вероятно за счет нарушения оптимального гранулометрического состава огнеупорного наполнителя.

Пример. Составы суспензий приведены в табл, 1. В смесительный бак наливали расчетные количества воды, кислоты, насыпали половину расчетного количества огнеупорного наполнителя, представляющего собой смесь аморфного кремнезема и пылевидного кварца и перемешивали в течение 30 мин мешалкой с числом оборотов

2800 об/мин. Затем вводили этилсиликат, оставшееся количество огнеупорного наполнителя, поверхностно-активное вещество и перемешивали суспензию 30 — 40 мин.

Вязкость суспензии по вискозиметру. В3-4 для первого слоя 40-60 с, для последующих слоев 30 — 40 с. Суспензия после нанесения

1 слоя разбавляется до нужной вязкости гидролизованным раствором этилсиликата с вязкостью не выше 14 с. Сушку каждого слоя проводили в камере сушки при температуре 27 + 1 С и относительной влажности

50 — 70 втечение 2 ч. Выплавку модельного состава проводили в автоклаве при 120 С, давлении 2 атм., в течение 20 мин. Керамику прокаливали в электропечи при температуре 950 + 10 С в течение 1 ч. Определение прочности на изгиб .после сушки. вытопки модельного состава. прокалки проводили на разрывной машине TM-30-1 по известной методике НИИ автопрома на 4-х слойных керамических образцах. размером

20х75 мм, Прочность при 950 С определяли на установке 1231V-10 по методике, разработанной в НИИТМе, 5 О седиментационной устойчивости суспензии судили по величине расслоения суспензии в мерном цилиндре в течение 3 ч по следующей формуле

10 — 100% /об

Формула изобретения

Суспензия для изготовления керамических оболочковых форм, используемых при получении литья по выплавляемым моделям, включающая этилсиликат, воду, соляную кислоту, поверхностно-активное вещество и искусственный пылевидный кварц,отл ича ю ща с я тем, что,с целью ускорения сушки и повышения прочности, она дополнительно содержит аморфный кремнезем — пыль электрофильтров кремни50

55 где S — величина расслоения суспензии, ;

V> — объем выделившейся жидкости, 15 смз;

Чм — общий объем суспензии. см . з

Кинетику сушки проводили для керамики, сформированной из суспенэии с аморфным кремнеземом и для сравнения готовили

20 суспензии по прототипу, Кинетика сушки снижалась для 1, 3 и 5 слоев керамики. Интерва", отбора проб на влажность составлял

0,5 ч, Влажность определялась по ГОСТ

2642.1-86.

25 Данные по свойствам суспензии и керамики представлены в табл. 2, Из табл. 2 видно, что увеличение седиментационной устойчивости суспензии по сравнению с прототипом в 2,5 раза наблюдается при вве30 дении 0,7% аморфного кремнезема. При большем его содержании суспензия не расслаивается в течение 5 сут. Прочность керамики увеличивается в 1,2 — 2 раза. В керамике с добавками 0,7 — 7 аморфного

35 кремнезема остаточная влажность после

1,5 ч сушки и остаточная влажность в керамике, приготовленной по прототипу, после .2 ч сушки практически одинакова во всех исследованных слоях. Кинетика сушки кера40 мики с содержанием аморфного кремнезема выше 7 не проводилась из-за нетехнологичности суспензии.

Таким образом, введение в суспензию аморфного кремнезема в количестве 0,7—

45 7% позволяет сократить время сушки каждого слоя на 0,5 ч, увеличить прочность керамики в 1,2 — 2 раза.

1771863

0,05 — 0,3

0,7-7,0

Остальное

Та0лнца 1

Таблица 2

Составитель М,Куницкая

Техред М,Моргентал Корректор M.Øìàêoâà

Редактор

Заказ 3800 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1И евого производства при следующем соотношении компонентов, мас. ф,:

Этил сил икат 9,0-14,0

Вода 21,0 — 26,0

Соляная кислота 0,3 — 2,0

Поверхностно-активное вещество

Аморфный кремнезем — пыль электрофильтров кремниевого производства

Пылевидный кварц.