DE1433948B2

DE1433948B2 - Keramische Masse zum Herstellen feuerfester gebrannter Kerne

Info

Publication number: DE1433948B2
Application number: DE19641433948
Authority: DE
Inventors: Thomas Alan Shenstone Staffordshire; Rose Kenneth Pyrford Surrey; Ingles (Großbritannien)
Original assignee: Doulton & Co. Ltd., London
Priority date: 1963-06-10
Filing date: 1964-05-09
Publication date: 1970-10-08
Also published as: CH447920A; GB1070382A; DE1433948A1; BE648112A; NL6406546A

Description

Die Erfindung betrifft eine keramische Masse zum Herstellen feuerfester, gebrannter Kerne auf Basis von Zirkonoxyd oder -silikat und feuerfesten Oxyden durch Formung im trockenen Zustand.

Bekanntlich verwendet man für Gußteile, Kerne oder Einsätze keramische Zusammensetzungen, die nach dem Gießen auf mechanische Weise, z. B. durch Schlagbohren oder bei komplizierten Kernformen durch Lösen in einem dem Metall des Gußteils gegenüber indifferenten Lösungsmittel entfernt werden.

Als häufig verwendete Lösungsmittel zum Herauslösen von Kernen aus Gußteilen, die aus Legierungen auf Nickel-Basis bestehen, sind geschmolzenes Ätznatron, wäßrige Natronlauge und wäßrige Flußsäure zu nennen.

Aus der britischen ■ Patentschrift 825 454 sind keramische Zirkonoxycl-Zusammensetzungen für spezielle metallurgische Arbeitsweisen zur Herstellung von Metallteilen mit verbesserter Qualität bekannt, wobei feuerfeste(n) Oxyd(e) gegebenenfalls in einer Menge zwischen 1 und 95°/₀ des Gesamtgewichtes der Mischung vorliegen.

Der Ausdruck »auf molarer Basis« ist so zu verstehen, daß der Prozentsatz auf die Anzahl der Moleküle der in dem Gemisch vorliegenden Mischungsbestandteile bezogen ist.

Die anderen feuerfesten Oxyde sollen den aus der Zusammensetzung hergestellten Kernen oder Formen ίο wünschenswerte Eigenschaften wie hohe Feuerfestigkeit und Maßbeständigkeit erteilen, ohne daß die Löslichkeit des Erzeugnisses dadurch verschlechtert wird. Als geeignete Oxyde seien Aluminiumoxyd, Titanoxyd, Siliciumoxyd, Magnesiumoxyd, Mullit, Molochit, Sillimanit oder gemahlenes Kieselsäure- oder Tonerdeporzellan genannt.

Die Bestandteile des Gemisches können in Pulverform, vorzugsweise zusammen mit einem temporären organischen Bindemittel, wie z. B. einem Wachs oder

delt. Diese Zusammensetzungen sind in Ätznatron unlöslich. Sie sind zur Verwendung für metallurgische Bauteile, Tiegel und für andere Gegenstände seit langem wohlbekannt.

In der USA.-Patentschrift 2 497 504 wird ein pulverförmiges Material, welches hauptsächlich aus Siliciumdioxyd, Zirkoniumdioxyd, Zirkoniumsilikat, Titandioxyd bzw. andere^ keramischen Materialien besteht

es sich um zumindest 75% stabilisiertes, kubisches 20 Kunstharz, vermischt und dann geformt und zur BiI-Zirkondioxyd in der Ausgangszusammensetzung han- dung der Kerne oder Formen gebrannt werden, wobei

das Bindemittel während des Brennens ausgetrieben wird. Das Formen erfolgt auf übliche,, Weise, z. B. durch isostatische oder andere Art des Pressens, durch Spritzgießen, Druckgießen und Spritzpressen und Strangpressen. Hierbei erfolgt das Preßformen mit dem trockenen Material.

Nach dem Gießen enthalten die Gegenstände aus Metall oder Legierungen einen Kern oder Kerne aus

und einen] kleineren Anteil an basischem Material in 30 der erfindungsgemäßen Zusammensetzung. Diese Kerne

Form von Oxyden von Magnesium, Calzium, Stron- können leicht aus dem Inneren durch Eintauchen des

tium, Zink und Cadmium und Bariumhydroxyd in der Größenordnung von 3 bis 5 Gewichtsprozent und etwa 5 bis 20 Gewichtsprozent saure Phosphatsalze enthält, beschrieben, wobei dieses pulverförmige Material mit Wasser vermischt und dann unter der Reaktion des Ein Oxydgemisch aus zwei Komponenten wurde aus 14,0 Gewichtsteilen Strontiumcarbonat und 13,0 Gewichtsteilen Zirkonoxyd hergestellt. Dieses Gemisch wurde bei etwa 1500° C kalziniert und zu einem Pulver mit einer Teilchengröße zermahlen, die zu 95 % unter 10 Mikron lag. Dann wurde ein temporäres Wachs-Bindemittel beigemischt, granuliert und bei

Gußteils in geschmolzenes Ätznatron entfernt werden. Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele erläutert.

Beispiell

basischen Materials mit den sauren Phosphorsalzen erhitzt wird, wobei sich feste Massen ergeben.

Diese bekannten Massen weisen den Nachteil auf, daß sie einerseits nicht in Ätznatron löslich sind, andererseits weisen sie den Nachteil auf, daß sie zunächst mit Wasser angeteigt werden müssen und zum Abbinden der Massen mindestens zwei chemisch verschiedene Substanzen enthalten, die bei hohen Tempeeinem Druck von 945 kg/cm² gepreßt. Die gepreßten

raturen unter Ausbildung von Bindungen zur Verbesse- 45 Stücke wurden an der Luft bei Temperaturen von

rung der Eigenschaften des fertigen Materials in etwa 135O⁰C gebrannt. Die so erhaltenen Kerne waren

Reaktion treten. " Demgegenüber ist eine keramische Masse Ziel der

Erfindung, die in Ätznatron löslich ist und sich sowohl zur Herstellung von Kernen oder auch Einlagen als auch von Block- oder Maskenformen zum Gießen von Metallen oder Legierungen durch Vakuum- oder Luftgußverfahren eignet, die die erforderliche Widerstandsfähigkeit gegenüber einer chemischen Reaktion für einen Formkern gewährleistet und die äußerst dimensionsstabile Kerne, auch solche mit geringen Abmessungen, zur Herstellung von beispielsweise feinen Hohlräumen oder Durchtritten ermöglichen.

Die erfindungsgemäße Masse zeichnet sich dadurch aus, daß ein in Ätznatron löslicher Kern aus einer Mischung von Zirkonoxyd oder Zirkonsilikat sowie einem oder mehreren Oxyden von Metallen der Gruppe II a und/oder einem oder mehreren anderen feuerfesten Oxyden besteht, wobei die Menge an Zirkonverbindung, ausgedrückt als Zirkonoxyd, 15 bis 95% des Gemisches aus Zirkonerde oder Zirkonsilikat mit dem oder den Oxyd(en) der Metalle der Gruppe II a auf molarer Basis beträgt und das andere oder die anderen bei etwa 450⁰C in geschmolzenem Ätznatron löslich. Beispiel 2

Ein Oxydgemisch aus zwei Komponenten wurde aus 19,0 Gewichtsteilen Bariumcarbonat und 13,0 Gewichtsteilen Zirkonoxyd hergestellt. Das Gemisch wurde bei etwa 1400⁰C kalziniert und zu einem Pulver mit einer Teilchengröße zermahlen, die sich zum Spritzguß eignete. Das Pulver wurde unter Verwendung eines Gemisches organischer Stoffe als Formmaterial und als temporäres Bindemittel spritzgegossen. Die geformten Stücke wurden bei Temperaturen von 1300° C nach einem Erhitzungsprogramm gebrannt, um das Harzgemisch auszubrennen. Diese Stücke waren in geschmolzenem Ätznatron löslich, nachdem sie mit korrosionsbeständigen, hochwarmfesten Nickel-Chrom-Legierungen umgössen worden waren.

Beispiel 3

Ein Gemisch aus 10,0 Gewichtsteilen Calciumcarbonat und 13,0 Gewichtsteilen Zirkonoxyd wurde bei 1400⁰C kalziniert und zu einem Pulver mit einer

Teilchengröße zermahlen, die zu 95 % unter 10 Mikron lag. Zu 10 Teilen des kalzinierten Gemisches wurden 2,5 Gewichtsteile geschmolzenes Siliciumoxyd ähnlicher Teilchengröße zugesetzt. Dann wurde ein temporäres Wachs-Bindemittel zugegeben und das erhaltene Gemisch granuliert und bei 945 kg/cm² gepreßt. Die gepreßten Stücke wurden an der Luft bei etwa 1200⁰C gebrannt. Diese Stücke waren in geschmolzenem Ätznatron löslich, nachdem sie mit einer korrosionsbeständigen, hochwarmfesten Nickel-Chrom-Legierung (80% Ni, 20% Cr) umgössen worden waren. Natürlich dürfen die vorliegenden keramischen Massen nicht »totgebrannt« werden, da sie sonst, wie dem Fachmann bekannt ist, praktisch völlig unlöslich werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Keramische Masse zum Herstellen feuerfester, gebrannter Kerne auf Basis von Zirkonoxyd oder ao -silikat und feuerfesten Oxyden durch Formung im trockenen Zustand, dadurch gekennzeichnet, daß ein in Ätznatron löslicher Kern aus einer Mischung von Zirkonoxyd oder Zirkonsilikat sowie einem oder mehreren Oxyden von Metallen der Gruppe II a und/oder einem oder mehreren anderen feuerfesten Oxyden besteht, wobei die Menge an Zirkonverbindung, ausgedrückt als Zirkonoxyd, 15 bis 95 % des Gemisches aus Zirkonerde oder Zirkonsilikat mit dem oder den Oxyd(en) der Metalle der Gruppe II a auf molarer Basis beträgt und das andere oder die anderen feueifeste(n) Oxyd(e) gegebenenfalls in einer Menge zwischen 1 und 95% des Gesamtgewichtes der Mischung vorliegen.

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als andere feuerfeste Oxyde Aluminiumoxyd, Titanoxyd, Siliciumoxyd, Magnesiumoxyd, Mullit, Molochit, Sillimanit oder gemahlenes Kieselsäure- und/oder Tonerdeporzellan enthält