Способ изготовления алюмооксидных керамических изделий с внутренними полостями

Патент 895960

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Союз Советскки

Соцналмстическнн

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«i>895960 (Sl ) Дополнительное к авт. саид-.ву(22) Заявлено 13.07.79 (23) 2796732/29-33 с прнсоедииениент заявки М(23) Приоритет

Опубликовано 07.01.82. Ькзллетень М 1

3,ага опубликования описания 07.01.82 (51)М. Кл. С 04 В 33/28

B 28 B 21/08

Гооударетмнный квинтет по деном изобретений и открытий (53) УДК 666.76 (088.8 ) J

М. И. Ланда, С. С. Шпиндлер, Н. H. Копытдв и P. Ф. Мамлеев

Уфимский авиационный институт им. Сергтз-Орджоникидзе (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ AIllONGOKCHQHbfÕ

КЕРАМИЧЕСКИХ ИЗО.ЕЛИЙ С ВНУТРЕННИМИ

ПОЛОСТЯМИ

Изобретение относится к керамичес кому производству, а именно к способам. изготовпения керамических изделий с замкнутыми полостями любой сложной конфигурации, которые могут испопьзо5 ваться в качестве пегкоудапяемых стержней, например, при литье по выппавпяемым моделям, в конструкциях штампов дпя изотермического формования,сварочных горелок и других огнеупоров спето циального назначения, попучаемых из термоппастифицированных порошковых компози пи й.

Известны способы изготовления керат3 мических изделий с прямопинейными отверстиями, в том числе глухими, оформляемыми с помощью метаппических (1) и водорастворимых (2) вставок и стержней из термоппастифицированных порошко20 вых композиций, включающих минеральную основу в виде порошковой композиции и термопластичный органический ппастификатор.

Недостаток известных способов заключается в том, что они не позвоняют изготовить керамические изделия со сложнопрофильной конфигурацией внутренней полости, в том числе с замкнутой полостью

Используя металлические вставки, попость спожной конфигурации в керамическом изделии выпопнить не удается, так как такую вставку невозможно извлечь из заготовки. Водорастворимые вставки любОЙ спожной конфигурации можно удалить из заготовки, но на стадии пиропиза ппастификатора попость необходимо заполнить сыпучим адсорбентом и извлечь его после обжига. В случае полостей, протяженных ипи лабиринтных, заполнить их порошком адсорбента и удалить его оттуда после обжига нрактичес ки невозможно. В то же время, гранулометрический и вещественный состав известных порошковых композиций обеспечивает на стадии пиропиза органического ппастификатора довопьно плотную струк895960 ная.

Открытая пористость после пиролиза пластификатора составляет " 13 . Такая структура почти не обладает способно 55 туру заготовки, не обладающую способностью транспортировать в печное пространство продукты разложения вкладыша. Таким образом, если вставка предва рительно не удаляется, то такая струк- 5 тура препятствует миграции через нее иэ внутренней полости керамического изделия продуктов разложения и получить ,в иэделии полость сложной конфигурации, а в особенности замкнутую полость,ока- 10 зывается невозможным.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовпения керамических изделий сложной формы, 15 в частности со сложнопрофильными полос тями иэ термопластифицированной порошковой композиции. Способ заключается в том,что исходный алюмооксидный порошок смешивают с термопластичной связ- рр кой, формуют заготовки методом горячего литья под давлением в форму с установленными водорастворимыми вкладышами, изготовленными иэ технической мочевины, по конфигурации соответствующих профилю полости, выполняемой в керамической детали. При охлаждении расплавленная термопластифицированная ком позиция затвердевает, вкладыши из технической мочевины удаляются растворением в воде, а образовавшаяся полость, как и наружная поверхность, засыпается адсорбентом для обеспечения пиролиза органического пластификатора на станции обжига Р27. Применяемая в нем термоплас3S тифицированная порошковая композиция содержит следующие вещества, вес. :

Монофракционная порошковая минеральная основа с удельной поверхностью 2200»2500 см /r 87

2 ао

Термопластичный органи- ческий ппастификатор на основе парафина с добавкой пчелиного

BOCKB l3

Недостаток известного способа заклю чается в невозможности изготовить керамическое иэделие с замкнутой полостью, Это обусловлено тем, что испопь» зуемая в указанном способе термоппасти- 5О фицированная порошковая композиция яв» ляется мелкозернистой и монофракционной, поэтому структура заготовки иэделия на станции обжига достаточно плоттью транспортировать в печное пространство продукты разложения вкладыша, формирующего внутреннюю попасть, и последнюю приходится извпекать из заготовки до обжига.

Белью изобретения является попучение керамических изделий с замкнутыми внутренними полостями.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления апюмооксидных керамических издепий с внутренними попостями, включающему приготовление шликера на термопластичном. связующем, формование заготовок методом горячего литья под давлением с использованием вкладышей из технической мочевины, оформляющих внутренние полости заготовки, удаление вкладышей и термообработку в засыпке адсорбента, шликер готовят из порошков следующего гранулометрического состава, вес. :

Фракция 1 00-120 мкм 45-50

Фракция 28-40 мкм 28-30

Фракция 1-3 мкм 22-25 термопластичное связующее вводят в количестве 9-11о от веса порошков, а удаление вкладыша осуществляют в процессе термообработки на стадии удале ния термопластичного связующего за счет испарения мочевины через поры иэ дели я.

Причем в качестве тугоплавких соединений используют окислы АС С з и добавки соединений И О АР< 0>, 7СаО-ЗАЕЛО

ХЪ0 . При практическом осушествпении способа готовят термоппастифицированные порошковые композиции различных составов (соотношение ингредиентов в которых приводится в таблице .

Иэ каждого вида термопластифицированной композиции формуют заготовки путем горячего литья ее в расплавленном состоянии при 60-85ОС под давпением в форму с установленной вставкой из технической мочевины, по конфи- гурации соответствующей профилю полости, выполняемой в керамическом изделии. Вставку в полости формы фиксиру ют метаппическими стерженьками, которые ,вытаскивают из заготовки после ее эатвердевания. Образовавшиеся в стенках заготовки отверстия от стерженьков закрывают керамическими заглушками иэ этой же термопластифицированной порошковой композиции, а места стыка заготовки и заглушек оплавляют до образования сплошной ровной поверхности.

Отношение толщины вставки к толщине стенки заготовки меняется от 0,05

95960 6 составляет w13%, то при иэготовпении изделий предлагаемым способом она составпяет 24-34% в зависимости от гранупометрии минеральной основы и количества вводимого органического ппастификатора (см. таблицу).

В результате осмотра после спекания изделий, изготовленные из различных тер мопластифицированных порошковых компо» Î зипий с любым применяемым отношением топщины вставки к толщине стенки заготовки, обеспечивают требуемую конфигурацию замкнутой внутренней попости, которая соответствует конфигурации. вставки.

15 Чистота поверхности внутренней полости изделия соответствует чистоте наружной поверхности керамического изделия.

Состав, вес.%

Открытая пористость, % изделия после обжига при

1160 в С

Соеди не ние

7Са04 .3АЕ, 0,Х

13 мкм ð стабиz лизи рован ная Сар фракция

1 3мкм

Глинозем =ЛЕ 0 фракции

1 -3 MKM

Элект корунд фракции

28-40 мкм

Электрок рунд фракции 100120 мкм

31»33

33 34

28 30

30-33

9-1 1

89-91

Способ изготовления алюмооксидных керамических изделий с внутренними,по50. лостями, включающий приготовление шпикера на термопластичном связующем,формование заготовок методом горячего питья под давлением с использованием вкпадышей из технической мочевины, оформляющих внутренние полости заготовки уда55 ление вкладышей и термообработку в засыпке адсорбента, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью изготовления из5 8 до 0,75. Заготовки помещают в сыпучий адсорбент (порошок глинозема) и обжигают в печи до 1160 С. При этом на стадии пиропиза органического пластификатора и вставки из технической мочевины подъем температуры ведут со скоростью, обеспечивающей сохранение профиля замкнутой попости заготовки.

Определение по известной методике открытой пористости после предваритепьного обжига (пиропиэа ппастификатора Q вставки) подтверждает положителЬный эффект, достигаемый при изготовлении изделий с замкнутой внутренней попостью предложенным способом. Если при изготовлении издепий в соответствии с известным способом открытая пористость

Гранупометрия минеральной основы

Формула изобретени я делий с замкнутыми внутренними попостями, шликер готовят иэ порошков спе. дующего гранулометрического состава, вес.%:

Фракция 100-120 мкм 45-50

Фракция 28-40 мкм 28 30

Фракция 1-3 мкм 22-25 термопластичное связующее вводят в количестве 9-11% от веса порошков, а уда» ление вкладыша осуществляют в процессе термообработки на стадии удаления термопластичного связующего за счет испарения мочевнны через поры изделия.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Грибовский П. О, Керамические твердые схемы. М., "Энергия, 1971.

895960 8

2. Ситник H. П, и др. Изготовление керамических изделий сложных форм."Стекло и керамика», 1 6, 1975 (прототип).

Составитель Н. Соболева

Редактор О. Персиянцева Техред Т.Маточка, Корректор Г. Назарова

Заказ 11513/4 Тираж 639 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4