PL230889B1 - Lejna mieszanina formierska do produkcji warstw ceramicznych form odlewniczych - Google Patents
Lejna mieszanina formierska do produkcji warstw ceramicznych form odlewniczychInfo
- Publication number
- PL230889B1 PL230889B1 PL411174A PL41117415A PL230889B1 PL 230889 B1 PL230889 B1 PL 230889B1 PL 411174 A PL411174 A PL 411174A PL 41117415 A PL41117415 A PL 41117415A PL 230889 B1 PL230889 B1 PL 230889B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- weight
- al2o3
- powders
- dispersion
- mesh
- Prior art date
Links
Landscapes
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
Description
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest lejna mieszanina formierska do produkcji warstw ceramicznych form odlewniczych stosowanych w metalurgii i odlewnictwie precyzyjnym.
W obecnym odlewnictwie precyzyjnym materiałami stosowanymi na formy ceramiczne są głównie piaski: kwarcowy, cyrkonowy, chromitowy, oliwinowy oraz korundowy. Spoiwami konstrukcyjnymi są dwie grupy nanokompozytów ceramiczno-polimerowych:
a. oparte na rozpuszczalnikach organicznych tj. zhydrolizowany krzemian etylu (ZKE) rozdyspergowany w etanolu;
b. wodorozcieńczalne zawierające w swoim składzie nanocząstki SiO2.
Wymienione grupy materiałów są relatywnie tanie, zapewniają otrzymanie odlewów o korzystnych właściwościach oraz dokładności wymiarowej więc są akceptowalne przez przemysł lotniczy. Jednak uzyskane w ten sposób odlewy wykazują pewną reakcyjność warstwy przymodelowej z odlewanymi stopami, stosunkowo niewielki rozrost ziarna oraz odporność mechaniczną w podwyższonej temperaturze nie w pełni zadowalającą.
Wynalazek dotyczy lejnej mieszaniny formierskiej do produkcji warstw ceramicznych form odlewniczych składającej się z osnowy w postaci proszków AI2O3 o dwóch wielkościach cząstek: 030 mesh i 200mesh albo 030 mesh i 325 mesh albo 200 mesh i 325 mesh dodawanych w proporcjach odpowiednio 50%-50% wagowych albo 35%-65% wagowych albo 65%-35% wagowych, spoiwa głównego w postaci wodnego nanokompozytu zawierającego koloidalny AI2O3 o średniej wielkości cząstek 5 nm -100 nm i zawartości AI2O3 40% wagowych, jednego spoiwa dodatkowego wybranego z grupy: wodorozpuszczalny polialkohol winylowy) o stopniu hydrolizy 77-88% i ciężarze cząsteczkowym 14000 g/mol-130000 g/mol albo glikol poli(etylenowy) o ciężarze cząsteczkowym 10000-20000 g/mol albo metyloceluloza o lepkości 20-5000 mPa-s albo karboksymetyloceluloza o lepkości 20-3000 mPa-s albo dekstryna o lepkości 20-4000 mPa-s albo wodorozcieńczalna dyspersja polimerowa poli(akrylowa) o temperaturze zeszklenia -55°C do +50°C i zawartości fazy stałej w dyspersji 16-50% wagowych albo dyspersja polimerowa poli(winylowa) o temperaturze zeszklenia -40°C do +40°C i zawartości fazy stałej w dyspersji 18-55% wagowych albo dyspersja poli(uretanowa) o temperaturze zeszklenia -60°C do +50°C i zawartości fazy stałej w dyspersji 16-50% wagowych albo dyspersja poli(uretanowa) o temperaturze zeszklenia-60°C do +50°C i zawartości fazy stałej w dyspersji 16-50% wagowych dodawanego w ilości 6%-15% objętościowo w stosunku do ilości spoiwa głównego, środka antypiennego znanego w dziedzinie techniki w ilości 0,010-0,075% objętościowo w stosunku do ilości dwóch spoiw, środka zwilżającego znanego w dziedzinie techniki w ilości 0,010-0,075% objętościowo w stosunku do ilości dwóch spoiw, przy czym udział fazy stałej wynosi 60-80% wagowych a udział mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 wylicza się ze wzoru mD
FL =--* 100% mpmr gdzie:
mP - masa mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 stanowiących osnowę mr - masa wodnego nanokompozytu zawierającego koloidalny AI2O3 stanowiącego spoiwo główne oraz spoiwa dodatkowego
FL - udział % mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 stanowiących osnowę przy czym do obliczeń zakłada się udział % mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 stanowiących osnowę oraz masę wodnego nanokompozytu zawierającego koloidalny AI2O3 stanowiącego spoiwo główne.
W porównaniu z dotychczas stosowanymi masami ceramicznymi, gęstwy na bazie nowo opracowanych spoiw i mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 charakteryzują się większym czasem stabilności mieszaniny. Formy mają wyższą gęstość, niższą porowatość i istotnie mniejszą średnią wielkość porów. Ilości stosowanych proszków i spoiw są porównywalne zarówno w skali laboratoryjnej jak i przemysłowej. Dzięki opracowaniu mieszaniny formierskiej według wynalazku uzyskano możliwość odlewania detali nadstopów Ni z podwyższoną zawartością pierwiastków reagujących z materiałem formy. Ponadto formy ceramiczne otrzymane z zaproponowanych składów mają wytrzymałość mechaniczną o 20% większą, niż analogiczne formy odlewnicze, w których jako spoiwo zastosowano krzemionkę koloidalną.
PL 230 889 Β1
Wykonano badania dla nowo opracowanej masy formierskiej. Dodatkowo w celu ulepszenia upłynnienia mieszanki i zachowania odpowiednich lepkości mieszczących się w granicach 25-40s dla obecnie stosowanych mas ceramicznych w przemyśle, mierzonych za pomocą kubka czerpalnego Zahn 4#, dodano w ilościach od 6-15% objętościowo substancji stosowanych jako spoiwa dodatkowe wypełniające. Następnym krokiem było wytworzenie na bazie tych związków i mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3, gęstwy formierskiej przeznaczonej do produkcji pierwszych warstw form odlewniczych stosowanych w metalurgii i odlewnictwie do nadstopów z podwyższoną zawartością reaktywnych pierwiastków. Całość umieszczono w reaktorze i wymieszano przy użyciu mieszadła mechanicznego. Każdego dnia mieszania uzupełniano ubytek odparowanej wody oraz dokonywano badań podstawowych wytworzonej mieszaniny. Badaniami tymi były:
- badanie gęstości mieszaniny,
- badanie lepkości przy użyciu czerpalnego kubka Zahn o średnicy otworu φ = 4 mm,
- badania właściwości Teologicznych masy lejnej w reometrze,
- badanie pH mieszaniny,
- test płyty wzorcowej („piąte weight test”) o wymiarach 75x75 mm i wadze 75,46 g.
Jako materiału posypek użyto ogólnodostępnych proszków elektrokorundowych. Formowanie przebiegło prawidłowo:
• dobre krycie zestawów przez mieszanki zarówno dla powierzchni płaskich, zakrzywionych i krawędzi, • dobra adhezja proszków posypek dla powierzchni płaskich, zakrzywionych i krawędzi,
I RECEPTURA
Udział fazy stałej 80% osnowy mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 o granulacji (200 oraz 325 mesh) dodawanych w proporcjach 50%-50%-880 g oraz 880 g • Wodny nanokompozyt - spoiwo główne zawierające koloidalny AI2O3 o średniej wielkości cząstek 5 nm -100 nm i zawartości AI2O3 40% wagowych -400 g • Spoiwo dodatkowe po li (a kryl owe) o zawartości fazy stałej 36% i temperaturze zeszklenia +20°C w ilości 15% objętościowo - 60 g • Antypieniacz - oktanol 0,0075% objętościowo - 0,345 g • Zwilżacz - Rokanol L 0,0075% objętościowo - 0,345 g • II RECEPTURA • Udział fazy stałej - 60% osnowy mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 o granulacji (030 oraz 325 mesh) dodawanych w proporcjach 35%-65% - 231 g oraz 429 g • Wodny nanokompozyt - spoiwo główne zawierające koloidalny AI2O3 o średniej wielkości cząstek 5 nm -100 nm i zawartości AI2O3 40% wagowych -400g • Spoiwo dodatkowe poli(alkohol winylowy) w ilości 10% objętościowo roztworu 5% o masie cząsteczkowej 26 tys. i stopniu zhydrolizowania 88%-40 g • Antypieniacz - oktanol 0,0075% objętościowo - 0,33 g • Zwilżacz - BYK-P 0,0075% objętościowo - 0,33 g
III RECEPTURA • Udział fazy stałej - 70% osnowy mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 o granulacji (030 oraz 200 mesh) dodawanych w proporcjach 65%-35%-643,07 g oraz 346,27 g • Wodny nanokompozyt - spoiwo główne zawierające koloidalny AI2O3 o średniej wielkości cząstek 5 nm -100 nm i zawartości AI2O3 40% wagowych -400 g • Spoiwo dodatkowe poli(alkohol winylowy) w ilości 6% objętościowo roztworu 15% o masie cząsteczkowej 47 tys. i stopniu zhydrolizowania 88%-24 g • Antypieniacz - oktanol 0,0075% objętościowo - 0,318 g • Zwilżacz DISPERBYK 0,0075% objętościowo - 0,318 g
IV RECEPTURA • Udział fazy stałej - 65% osnowy mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 o granulacji (200 oraz 325 mesh) dodawanych w proporcjach 35%-65%-299 g oraz 555,286 g • Wodny nanokompozyt - spoiwo główne zawierające koloidalny AI2O3 o średniej wielkości cząstek 5 nm -100 nm i zawartości AI2O3 40% wagowych -400 g
PL 230 889 Β1 • Spoiwo dodatkowe poli(uretanowe) 15% objętościowo - 60 g • Antypieniacz - oktanol 0,0075% objętościowo - 0,345 g • Zwilżacz - Sulfobursztynian DOSS 0,0075% objętościowo - 0,345 g
V RECEPTURA • Udział fazy stałej - 62,5% osnowy mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 o granulacji (200 oraz 325 mesh) dodawanych w proporcjach 50%-50%-366,67 g oraz 366,67 g • Wodny nanokompozyt - spoiwo główne zawierające koloidalny AI2O3 o średniej wielkości cząstek 5 nm -100 nm i zawartości AI2O3 40% wagowych -400 g • Spoiwo dodatkowe karboksyceluloza 10% objętościowo - 40 g • Antypieniacz - oktanol 0,0075% objętościowo - 0,33 g • Zwilżacz - Rokanol L 0,0075% objętościowo - 0,33 g
V I RECEPTURA • Udział fazy stałej - 75% osnowy mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 o granulacji (030 oraz 325 mesh) dodawanych w proporcjach 65%-35%-858 g oraz 462 g • Wodny nanokompozyt - spoiwo główne zawierające koloidalny AI2O3 o średniej wielkości cząstek 5 nm -100 nm i zawartości AI2O3 40% wagowych -400 g • Spoiwo dodatkowe dekstryna 15% objętościowo - 60 g • Antypieniacz - oktanol 0,0075% objętościowo - 0,345 g • Zwilżacz - BYK-P 0,0075% objętościowo - 0,345 g
V II RECEPTURA • Udział fazy stałej - 70% osnowy mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 o granulacji (030 oraz 200 mesh) dodawanych w proporcjach 35%-65%-346,267g oraz 643,067 g • Wodny nanokompozyt - spoiwo główne zawierające koloidalny AI2O3 o średniej wielkości cząstek 5 nm -100 nm i zawartości AI2O3 40% wagowych -400 g • Spoiwo dodatkowe metyloceluloza 6% objętościowo -14 g • Antypieniacz - oktanol 0,0075% objętościowo - 0,318 g • Zwilżacz - Sulfobursztynian DOSS 0,0075% objętościowo - 0,318 g
VIII RECEPTURA • Udział fazy stałej - 60% osnowy mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 o granulacji (200 oraz 325 mesh) dodawanych w proporcjach 50%-50%-330 g oraz 330 g • Wodny nanokompozyt - spoiwo główne zawierające koloidalny AI2O3 o średniej wielkości cząstek 5 nm -100 nm i zawartości AI2O3 40% wagowych -400 g • Spoiwo dodatkowe dyspersja polimerowa poli(winylowa) 10% objętościowo - 40 g • Antypieniacz - oktanol 0,0075% objętościowo - 0,33 g • Zwilżacz - DSISPERBYK 0,0075% objętościowo - 0,33 g
Płynną część dodano do reaktora i mieszano. Po kilku minutach dodawano porcjami mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 tak aby nie spowodować drastycznego wzrostu lepkości mieszaniny. Tak przygotowaną mieszaninę pozostawiono na 24h w celu jej całkowitego upłynnienia, po czym zbadano jej podstawowe właściwości opisywane wyżej.
W tak przygotowanej mieszaninie formierskiej zanurzano wykonane wcześniej modele woskowe i obsypywano je posypką elektrokorundową o granulacji:
- warstwa przymodelowa: proszki elektrokorundowe F80 mesh
- warstwy konstrukcyjne posypki Mulitowe
Warstwy nakładano w odstępach 8h, po sprawdzeniu czy poprzednia warstwa całkowicie wyschła. Używano w tym celu techniki napięciowej.
Wykonano 7 warstwowe formy, które zostały następnie poddane procesowi obróbki cieplnej. Wytworzono trzy rodzaje form:
- forma w stanie surowym,
- forma wypalona (po obróbce cieplnej 760°C przez 1 h),
- forma wyżarzona (po obróbce cieplnej 1200°C przez 1 h)
Formy zostały zalane nadstopami niklu. Po wybiciu uzyskane odlewy poddano podstawowym badaniom. Zakres kontroli odlewów obejmował: kontrole wizualną (VI), fluorescencyjne badanie penetracyjne (FPI), prześwietlanie promieniami rentgena (X-Ray) oraz kontrolę zgodności wymiarowej
PL 230 889 Β1 (CMM). Uzyskane w ten sposób odlewy charakteryzowały brakiem reakcyjności warstwy przymodelowej z odlewanymi stopami, mniejszym rozrostem ziarna oraz większą odpornością mechaniczną w podwyższonej temperaturze. Zatem uzyskana forma spełniała podstawowe oczekiwania przemysłowe i nadaje się do procesów metalurgii oraz odlewania precyzyjnego.
Claims (1)
- Zastrzeżenie patentowe1. Lejna mieszanina formierska do produkcji warstw ceramicznych form odlewniczych składająca się z osnowy w postaci proszków o różnych wielkościach cząstek, znamienna tym, że składa się z osnowy w postaci proszków AI2O3 o dwóch wielkościach cząstek: 030 mesh i 200 mesh albo 030 mesh i 325 mesh albo 200 mesh i 325 mesh dodawanych w proporcjach odpowiednio 50%-50% wagowych albo 35%-65% wagowych albo 65%-35% wagowych, spoiwa głównego w postaci wodnego nanokompozytu zawierającego koloidalny AI2O3 o średniej wielkości cząstek 5 nm-100 nm i zawartości AI2O3 40% wagowych, jednego spoiwa dodatkowego wybranego z grupy: wodorozpuszczalny poli(alkohol winylowy) o stopniu hydrolizy 77-88% i ciężarze cząsteczkowym 14000 g/mol-130000 g/mol albo glikol poli(etylenowy) o ciężarze cząsteczkowym 10000-20000 g/mol albo metyloceluloza o lepkości 20-5000 mPa-s albo karboksymetyloceluloza o lepkości 20-3000 mPa-s albo dekstryna o lepkości 20-4000 mPa-s albo wodorozcieńczalna dyspersja polimerowa poli(akrylowa) o temperaturze zeszklenia -55°C do +50°C i zawartości fazy stałej w dyspersji 16-50% wagowych albo dyspersja polimerowa poli(winylowa) o temperaturze zeszklenia -40°C do +40°C i zawartości fazy stałej w dyspersji 18-55% wagowych albo dyspersja poli(uretanowa) o temperaturze zeszklenia -60°C do +50°C i zawartości fazy stałej w dyspersji 16-50% wagowych albo dyspersja poli(uretanowa) o temperaturze zeszklenia -60°C do +50°C i zawartości fazy stałej w dyspersji 16-50% wagowych dodawanego w ilości 6%-15% objętościowo w stosunku do ilości spoiwa głównego, środka antypiennnego znanego w dziedzinie techniki w ilości 0,010-0,075% objętościowo w stosunku do ilości dwóch spoiw, środka zwilżającego znanego w dziedzinie techniki w ilości 0,010-0,075% objętościowo w stosunku do ilości dwóch spoiw, przy czym udział fazy stałej wynosi 60-80% wagowych a udział mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 wylicza się ze wzoru mDFL =—* 100% mpmr gdzie:mP - masa mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 stanowiących osnowę mr - masa wodnego nanokompozytu zawierającego koloidalny AI2O3 stanowiącego spoiwo główne oraz spoiwa dodatkowegoFL - udział % mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 stanowiących osnowę przy czym do obliczeń zakłada się udział % mieszaniny proszków o różnej wielkości cząstek AI2O3 stanowiących osnowę oraz masę wodnego nanokompozytu zawierającego koloidalny AI2O3 stanowiącego spoiwo główne.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL411174A PL230889B1 (pl) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | Lejna mieszanina formierska do produkcji warstw ceramicznych form odlewniczych |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PL411174A PL230889B1 (pl) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | Lejna mieszanina formierska do produkcji warstw ceramicznych form odlewniczych |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
PL411174A1 PL411174A1 (pl) | 2016-08-16 |
PL230889B1 true PL230889B1 (pl) | 2018-12-31 |
Family
ID=56617333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PL411174A PL230889B1 (pl) | 2015-02-05 | 2015-02-05 | Lejna mieszanina formierska do produkcji warstw ceramicznych form odlewniczych |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
PL (1) | PL230889B1 (pl) |
-
2015
- 2015-02-05 PL PL411174A patent/PL230889B1/pl unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
PL411174A1 (pl) | 2016-08-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101497105B (zh) | 一种铸型水基涂料及其制备工艺 | |
CN107497992B (zh) | 消失模铸造涂料及其制备方法和使用方法 | |
CN105834351B (zh) | 一种耐高温的铸型材料 | |
CN104493076B (zh) | 一种煅烧石英粉铸造涂料及其制作方法 | |
KR20180131538A (ko) | 물유리 주조용 경화제 및 그 제조방법과 용도 | |
WO2010124920A1 (en) | Dispersion, slurry and process for producing a casting mould for precision casting using the slurry | |
JPWO2018043412A1 (ja) | 鋳型の製造方法 | |
JP2003507189A (ja) | シェルモールドバインダー組成物および方法 | |
CN113563059A (zh) | 一种3d打印用陶瓷型芯浆料及其制备方法和应用 | |
CN109261890A (zh) | 陶瓷型芯用打印材料及其制备方法与陶瓷型芯的制备方法 | |
CN107073560B (zh) | 消失模用涂模剂组合物 | |
JP7003849B2 (ja) | キャスタブル耐火物の製造方法 | |
CN105414459A (zh) | 一种泵阀铸件用高导热复合改性水玻璃砂及其制备方法 | |
PL230889B1 (pl) | Lejna mieszanina formierska do produkcji warstw ceramicznych form odlewniczych | |
JP5411616B2 (ja) | 砂型用塗型剤組成物 | |
JP6317995B2 (ja) | 精密鋳造鋳型製造用スラリーのフィラー材及びそれを用いて得られたスラリー並びに精密鋳造鋳型 | |
PL230314B1 (pl) | Lejna mieszanina formierska do produkcji warstw ceramicznych form odlewniczych | |
PL230317B1 (pl) | Lejna mieszanina formierska do produkcji warstw ceramicznych form odlewniczych | |
PL230313B1 (pl) | Lejna mieszanina formierska do produkcji warstw ceramicznych form odlewniczych | |
PL228544B1 (pl) | Lejna mieszanina formierska do produkcji warstw ceramicznych form odlewniczych | |
CN102909313B (zh) | 铜合金铸件芯砂及其制备方法 | |
EP3137244A1 (en) | Investment casting compositions, molds, and related methods | |
CN112517836B (zh) | 一种锡青铜消失模铸造环保涂料及其制备方法 | |
CN114258329B (zh) | 砂铸模造型用添加剂、砂铸模造型用砂组合物、砂铸模的制造方法及砂铸模 | |
CN108273957A (zh) | 一种离心铸管承口砂芯铸造涂料及其制备方法 |