CS220153B1 - Příměs do obalové hmoty pro lícní obaly skořepinových licích forem - Google Patents

Abstract

Vynález ss týká příměsí do obalové hmoty pro· lícní obaly skořepinových licích forem s aíkosolovým pojivém připraveným rozštěpením směsí organických sloučenin křemíku v alkoholickém prostředí za přítomnosti kyselých katalyzátorů hydrolýzy, a s tuhou složkou z volného krystalického kysličníku křemičitého. Příměs, tvořící 1 až 7,5 % hmotnosti použitého volného krystalického kysličníku křemičitého, sestává ze směsi, z jejíž hmotnosti tvoří 2,5 až 5 % hlinitan vápenatý, 7 až 17,5 % hlinitan kobaltnatý, 5 až 8 % chromitan kobaltnatý a 69,5 až 85,5 % volný kysličník hlinitý. Obalová hmota s příměsí podle vynálezu je určena pro výrobu skořepinových licích forem pro odlévání součástí s čistým hladkým povrchem bez bublin, zadrobenin nebo zapečenin, jako jsou například lopatky leteckých proudových motorů.

Description

Vynález se týká příměsí do obalové hmoty pro· lícní obaly skořepinových licích forem s alkosolovým pojivém, připraveným rozštěpením směsí organických sloučenin křemíku v alkoholickém prostředí za přítomnosti kyselých katalyzátorů hydrolýzy a s tuhou složkou z volného krystalického kysličníku křemičitého. Příměs ovlivňuje drsnost a čistotu povrchu odlitku.

Základním požadavkem u odlitků pro speciální účely, jako jsou například odlitky pro zubolékařskou protetiku, chirurgické nástroje, a součásti letadlových proudových motorů ze superslitín, je čistý hladký povrch bez bublin, zadrobenin nebo zapečenin. U zubolékařské protetiky a chirurgických nástrojů se tím odstraňují možná ložiska infekce, u lopatek proudových motorů je takový povrch rozhodujícím pro výkon, hospodárnost a životnost turbiny.

Pro· docílení takových povrchů se na lícní obaly skořepinových licích forem používají obalové hmoty s hydrosolovým pojivém a s tuhou složkou vysoké žáruvzdornosti a chemické netečnosti, jako je například zirkon nebo stabilizovaný kysličník zirkoničitý ve spojení s příměsemi ovlivňujícími drsnost a čistotu odlitku. Pro tuhou složku nebylo možno užívat levnější a snáze dostupný volný krystalický kysličník křemičitý pro jeho vysokou reaktivnost s kovovými kysličníky. Kromě toho hydrosolové obalové hmoty s volným krystalickým kysličníkem křemičitým špatně kryly a vytvořené lícní obaly vykazovaly ve svých různých průřezech u tvarově komplikovaného reliefu nerovnoměrnou tloušťku, která při sušení způsobovala vznik trhlin.

Uvedené nevýhody odstraňuje příměs do obalové hmoty pro lícní obaly skořepinových licích forem s alkosolovým pojivém připraveným rozštěpením směsí organických sloučenin křemíku v alkoholickém prostředí za přítomnosti kyselých katalyzátorů hydrolýzy a s tuhou složkou z volného krystalického kysličníku křemičitého. Podstata vynálezu spočívá v tom, že příměs v rozsahu 1 až 7,5 % hmotnosti použitého volného· krystalického kysličníku křemičitého sestává ze směsi, z jejíž hmotnosti tvoří 2,5 až 5 Ό/o hlinitan vápenatý, 7 až 17,5 % hlinitan kobaltnatý, 5 až 8 % chromitan kobaltnatý a 69,5 až 85,5 °/o volný kysličník hlinitý.

Výhodou příměsí do obalové hmoty podle vynálezu je, že se s její pomocí dosáhne dobrého krytí povrchu vytavitelného modelu s rovnoměrnou tloušťkou naneseného lícního· obalu, který se při sušení netrhá.

Výsledné odlitky splňují vysoké požadavky kladené na čistotu a drsnost jejich povrchu, aniž by bylo nutno používat nákladný a těžko dostupný zirkon nebo stabilizovaný kysličník zirkoničitý, neboť lze používat obalovou hmotu na bázi alkosolového pojivá a plniva z volného krystalického· kysličníku křemičitého.

Používané alkosolové pojivo je charakterizováno požadovaným hmotnostním obsahem kysličníku křemičitého, který určuje množství organických sloučenin křemíku, užitých k přípravě pojivá, a množstvím etanolu užitého při jeho hydrolytickém štěpení. Těmito organickými sloučeninami křemíku jsou etoxysilany, etoxysiloxany a etoxypolysiloxany, jejichž směsi s obsahem 40 až 42 % hmotnostních kysličníku křemičitého slouží jako· výchozí surovina pro přípravu kapalných pojiv obalových hmot skořepinových licích forem, a jsou známé jako etylsilikáty. Převažující složkou v těchto etylsilikátech je dodekaetoxypentasiloxan formule (C2H5 )12SÍ5O16. Množství vody, které se užije k štěpení etylsilikátu, se řídí požadovaným stupněm jeho hydrolýzy, který se obvykle pohybuje v rozmezí 80 až 97,5 °/o. Stupeň hydrolýzy rozhoduje o vlastnostech alkosolového pojivá a o době schnutí obalové hmoty. Množství etanolu při užitém obsahu etylsilikátu se volí tak, aby se obsah kysličníku křemičitého v alkosolovém pojivu pohyboval v hodnotách odpovídajících množství a měrného povrchu užitého plniva. Množství užitého plniva určuje při stejném objemu alkosolového pojivá průtokovou viskozitu ovlivňující snadnost nebo obtížnost obalovacího pochodu při výrobě skořepinové licí formy. Jako hydrolyzační katalyzátor užívaná například kyseliny solná se volí tak, aby pH hotového systému bylo ve stabilní oblasti v rozsahu 1 až 2, kdy je životnost alkosolového pojivá největší. Obsah alkosolového pojivá musí být v souhře s hmotnostním množstvím plniva, má-li být zachován optimální hmotnostní poměr vazného kysličníku křemičitého k plnivu, který zaručuje maximální ohybovou pevnost obalů 1 výsledných skořepinových licích forem a nopraskavost obalů při delší době sušení.

Určité vlastnosti alkosolového pojivá se volí podle tvaru a rozměru přesných odlitků, které mají být vyráběny. Optimální hmotnostní poměr vazného kysličníku křemičitého k plnivu se stanoví empiricky, empiricky se stanoví i vyhovující výtoková viskozita. Výpočtem se stanoví potřebné množství vody v rozštěpení užitého etylsilikátu. Obsah kyselin se volí podle žádaného pH alkosolového pojidla, případně podle požadované rychlosti schnutí obalů.

U příkladu provedení vynálezu se obalová hmota pro lícní obaly skořepinových licích forem připravuje následovně:

1. Příprava pojivá

Do 595 ml etanolu denaturovaného 2 % objemovými benzinu a s maximálním obsahem 0,3 % obejmových vody se vlije nasycený vodný roztok plynného chlorovodíku, připravený smícháním 50 ml destilované vody s 5 ml koncentrované kyseliny solné měrné hmotnosti 1,18 až 1,19. Do takto připraveného vodného okyseleného etanolu se ny220153 ní vlije za míchání 350 ml etylsilikátu s obsahem 40 θ/o hmotnostních organických sloučenin křemíku, a pokračuje se v intenzívním míchání po dobu 1 hodiny. Potom se za občasného zamíchání ponechá složka pojivá v klidu po dobu asi 4 hodiny. Pojivo má 16,48 % hmotnostních kysličníku křemičitého, pH kolem 1,6, rozštěpení užitého etylsilikátu asi 98 %.

2. Příprava obalové hmoty

Do 1000 ml alkosolového pojivá se postuppně vmíchá 2135 až 2158 g křemenné mouč* ky a příměsi složené z 0,85 až 6,5 g hlinitanu vápenatého, 2,6 až 19,5 g hlinitanu kobaltnatého, 1,35 až 9,6 g chromitanu kobalt< natého a 16,6 až 126,25 g volného kysličníku hlinitého.

Uvedená hmotnostní množství složek příměsí tvoří dohromady 1 až 7,5 % hmotnostních z užitého množství plniva. Ve vztahu k hmotě příměsi připadá potom 2,5 až 5 % na hlinitan vápenatý, 7 až 17,5 °/o na hlinitan kobaltnatý, 5 až 8 % na chromitan kobaltnatý a 69,5 až 85,5 % na volný kysličník hlinitý.

Přísada směsi hlinitanů, chromitanu a volného kysličníku hlinitého je účinná pro každou alkosolovou obalovou hmotu, jejíž pojivo splňuje shora uvedené požadavky a v níž je plnivem krystalová forma volného kysličníku křemičitého.

Do takto připravené obalové hmoty se namáčí povrchově aktivované vytavitelné modely s celou licí sestavou. Ulpělá obalová hmota se posype křemenným pískem zrnitosti 0,1 až 0,3 mm a po vysušení se nanáší další zesilovací obaly tvořené obalovou hmotou s křemennou moučkou a posypem křemenným pískem zrnitosti 0,25 až 0,8 mm. Po vysušení všech obalů, vytavení modelové hmoty a vypálení získané skořepinové licí formy se odlévají odlitky z uhlíkatých nízko-, středně- i vysokolegovaných ocelí nebo superslitin. Odlitky mají povrchy prosté povrchových vad a mají velmi nízkou povrchovou drsnost.

Obalová hmota podle vynálezu je zejména určena pro výrobu skořepinových licích forem pro odlévání lopatek leteckých proudových motorů.

Claims (1)

1. Příměs do obalové hmoty pro lícní obaly skořepinových licích forem s alkosolovým pojivém, připraveným rozštěpením směsí organických sloučenin křemíku v alkoholickém prostředí za přítomnosti kyselých katalyzátorů hydroiýzy, a s tuhou složkou z volného krystalického kysličníku křemičitého, kde například alkosolové pojivo sestává z 595 ml etanolu denaturovaného 2 °/o objemovými benzinu s maximálním obsahem 0,3 °/o objemovými vody z roztoku 50 ml destilované vody a 5 ml koncentrované kyseliny solné o měrné hmotnosti 1,18 až 1,19, a z 350 ml etylsilikátu s obsahem 40 %

   T VYNALEZU hmotnostních kysličníku křemičitého, kterýžto etylsilikát je tvořen směsí organických sloučenin křemíku, zejména etoxysilanů, etoxysiloxanů a etoxypolysiloxanů, a kde například tuhá složka sestává z 2135 až 2158 gramů křemenné moučky, vyznačená tím, že v rozsahu 1 až 7,5 % hmotnosti použitého volného krystalického kysličníku křemičitého sestává ze směsi, z jejíž hmotnosti tvoří 2,5 až 5 °/o hlinitan vápenatý, 7 až 17,5 procent hlinitan kobaltnatý, 5 až 8 % chromitan kobaltnatý a 69,5 až 85,5 % volný kysličník hlinitý.