RU1771863C - Suspension for preparation of ceramic envelope forms - Google Patents

Suspension for preparation of ceramic envelope forms

Info

Publication number
RU1771863C
RU1771863C SU904879032A SU4879032A RU1771863C RU 1771863 C RU1771863 C RU 1771863C SU 904879032 A SU904879032 A SU 904879032A SU 4879032 A SU4879032 A SU 4879032A RU 1771863 C RU1771863 C RU 1771863C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
suspension
ceramics
amorphous silica
silica
water
Prior art date
Application number
SU904879032A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Петр Иванович Замараев
Эдуард Сергеевич Фомин
Дина Федоровна Чикова
Владимир Петрович Поздеев
Тамара Михайловна Кириллова
Таисия Васильевна Иванова
Original Assignee
Научно-исследовательский институт металлургической технологии
Уральский Филиал Всесоюзного Алюминиево-Магниевого Института
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Научно-исследовательский институт металлургической технологии, Уральский Филиал Всесоюзного Алюминиево-Магниевого Института filed Critical Научно-исследовательский институт металлургической технологии
Priority to SU904879032A priority Critical patent/RU1771863C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1771863C publication Critical patent/RU1771863C/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

Использование: изобретение относитс  к литью по выплавл емым модел м. Сущность: суспензи  содержит, мас.%. этилсиликат 9,0-14,0; вода 21,0-26,0; сол на  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, облада  развитой поверхностью, усиливает тиксогропные свойства суспензий. Повышение прочностных показателей керамики обусловлено образованием в суспензии кремнекислоты при взаимодействии тонкодисперсной части кремнезема и воды. Кроме того ускор етс  сушка керамики ввиду присутстви  в аморфном кремнеземе оксидов кальци  и магни , которые ускор ют переход зол  СЗР- зующего в гель, а образовавша с  при это1 вода быстро удал етс  из керамики 3 счет этого ускор етс  сушка керамика 2 табл. 1ЛUsage: the invention relates to investment casting. SUBSTANCE: suspension contains, wt.%. ethyl silicate 9.0-14.0; water 21.0-26.0; hydrochloric acid 0.3-2.0; surfactant 0.05-0.3; amorphous silica - dust of electrostatic precipitators of silicon production 0.7-7.0; pulverized quartz - the rest Amorphous silica, which has a developed surface, enhances the thixogropic properties of suspensions. The increase in the strength characteristics of ceramics is due to the formation of silica in the suspension during the interaction of the finely divided part of silica and water. In addition, drying of ceramics is accelerated due to the presence of calcium and magnesium oxides in amorphous silica, which accelerate the transfer of CZR-containing sols into gel, and the water formed with this 1 is quickly removed from ceramics 3, thereby drying ceramics is accelerated 2 table. 1L

Description

Изобретение относитс  к литейному производству, в частности, к изготовлению керамических форм по выплавл емым модел м .The invention relates to foundry, in particular, to the manufacture of ceramic molds for smelted models.

Цель изобретени  - ускорение сушки и повышение прочности керамических форм. Цель достигаетс  тем, что в суспензию, содержащую этилсиликат, воду, сол ную кислоту, поверхностно-активное вещество и пылевидный кварц, дополнительно введен аморфный кремнезем - пыль электрофильтров кремниевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%: Этилсиликат9,0-14,0The purpose of the invention is to accelerate drying and increase the strength of ceramic molds. The goal is achieved in that in a suspension containing ethyl silicate, water, hydrochloric acid, a surfactant and pulverized silica, amorphous silica is additionally introduced - dust from electrostatic precipitators of silicon production in the following ratio of components, wt.%: Ethyl silicate 9.0-14.0

Вода21.0-26,0Water 21.0-26.0

Сол на  кислота0,3-2,0Salt for acid 0.3-2.0

Поверхностно-активное вещество Аморфный кремнеземSurfactant Amorphous Silica

0,05-0.3 07-7.00.05-0.3 07-7.0

Пылевидный кварцОстальное,Dusty quartz

Аморфный кремнезем - пыль электрофильтров кремниевого производства - представл ет собой тонкодисперсный порошок следующего химсостава, мас.% Оксид кремни 75-95Amorphous silica - dust electrostatic precipitators of silicon production - is a fine powder of the following chemical composition, wt.% Silicon oxide 75-95

Оксид алюмини 0,5-0,8Alumina 0.5-0.8

Оксиды кальци  и магни 0,8-2,2Oxides of calcium and magnesium 0.8-2.2

Оксид железа0.6-0,7Iron Oxide 0.6-0.7

Углерод свободный4,5-5,0Free carbon 4.5-5.0

и дисперсного распределени  частиц: размер, мкмсодержание, %and particle size distribution: size, μm content,%

доЗ85up to 85

до 1010up to 1010

более 105more than 105

Аморфный кремнезем,обладач развитой поверхностью,усиливает тиксогропные свойства суспензий. Образующа с  приAmorphous silica, possessing a developed surface, enhances the thixogropic properties of suspensions. Native

J ЧJ h

-«J,- "J,

оо сьoo smiling

iCOiCO

этом объемна  структура легко удерживает огнеупорный наполнитель во взвешенном состо нии, придава  суспензии повышенную седиментационную устойчивость. Повышение прочностных показателей керамики обусловлено образованием в суспензии кремнекислоты при взаимодействии тонкодисперсной части кремнезема и воды. Образовавша с  таким образом кремнекислота усиливает совместно с этил- силикатом св зующие свойства суспензии.This bulk structure easily holds the refractory filler in suspension, giving the suspension increased sedimentation stability. The increase in the strength characteristics of ceramics is due to the formation of silica in the suspension during the interaction of the finely divided part of silica and water. The silicic acid thus formed enhances, together with ethyl silicate, the binding properties of the suspension.

Ускорение сушки керамики объ сн етс  присутствием в аморфном кремнеземе оксидов кальци  и магни , которые ускор ют переход зол  св зующего в гель, образующа с  при этом вода быстрее удал етс  из керамики, тем самым уменьша  врем  сушки керамики.The acceleration of drying of ceramics is explained by the presence in the amorphous silica of calcium and magnesium oxides, which accelerate the transfer of the binder ash into a gel, the resulting water being removed faster from the ceramic, thereby reducing the drying time of the ceramic.

При введении аморфного кремнезема в количестве 0,7%, врем  сушки и прочность керамики остаютс  на уровне прототипа. При введении аморфного кремнезема более 7 мас.% ухудшаютс  технологические свойства суспензии из-за высоких тиксотропных свойств, уменьшаетс  ее подвижность, что приводит к неравномерному распределению ее по поверхности модели. Кроме того, уменьшаетс  прочность, веро тно за счет нарушени  оптимального гранулометрического состава огнеупорного наполнител .With the introduction of amorphous silica in an amount of 0.7%, the drying time and strength of the ceramics remain at the level of the prototype. With the introduction of amorphous silica of more than 7 wt.%, The technological properties of the suspension deteriorate due to the high thixotropic properties, its mobility decreases, which leads to its uneven distribution over the model surface. In addition, strength is reduced, possibly due to a violation of the optimal particle size distribution of the refractory filler.

Пример. Составы суспензий приведены в табл, 1. В смесительный бак наливали расчетные количества воды, кислоты, насыпали половину расчетного количества огнеупорного наполнител , представл ющего собой смесь аморфного кремнезема и пылевидного кварца и перемешивали в течение 30 мин мешалкой с числом оборотов 2800 об/мин. Затем вводили этилсиликат, оставшеес  количество огнеупорного наполнител , поверхностно-активное вещество и перемешивали суспензию 30-40 мин. В зкость суспензии по вискозиметру ВЗ-4 дл  первого сло  40-60 с, дл  последующих слоев 30-40 с. Суспензи  после нанесени  1 сло  разбавл етс  до нужной в зкости гидролизованным раствором этилсиликата с в зкостью не выше 14 с Сушку каждого сло  проводили в камере сушки при температуре 27 ± 1°С и относительной влажности 50-70% в течение 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 ТМ-30-1 по известной методике НИИ автопрома на 4-х слойных керамических образцах, размером 20x75 мм. Прочность при 950°С определ ли на установке 123IV-10 по методике, разработанной в НИИТМе.Example. The compositions of the suspensions are given in Table 1. The calculated amounts of water and acid were poured into the mixing tank, half of the calculated amount of refractory filler, which was a mixture of amorphous silica and pulverized silica, was poured and stirred for 30 minutes with a stirrer with a speed of 2800 rpm. Then ethyl silicate, the remaining amount of refractory filler, surfactant were added and the suspension was stirred for 30-40 minutes. The viscosity of the suspension with a VZ-4 viscometer for the first layer is 40-60 s, for subsequent layers 30-40 s. The suspension after applying 1 layer is diluted to the required viscosity with a hydrolyzed ethyl silicate solution with a viscosity of not more than 14 s. Each layer was dried in a drying chamber at a temperature of 27 ± 1 ° C and a relative humidity of 50-70% for 2 hours. Smelting of the model composition carried out in an autoclave at 120 ° C, a pressure of 2 atm., for 20 minutes The ceramics were calcined in an electric furnace at a temperature of 950 ± 10 ° C for 1 h. Determination of the bending strength after drying, model composition refining, and calcination was carried out on a tensile testing machine ТМ-30-1 according to the well-known technique of the Research Institute of Automotive Industry on 4-layer ceramic samples, size 20x75 mm. Strength at 950 ° C was determined using a 123IV-10 apparatus according to the method developed at the Institute of Nuclear Technology.

5О седиментационной устойчивости суспензии судили по величине расслоени  суспензии в мерном цилиндре в течение 3 ч по следующей формуле5O sedimentation stability of the suspension was judged by the amount of stratification of the suspension in the measuring cylinder for 3 hours according to the following formula

1010

V1V1

V06V06

100%,100%,

где S - величина расслоени  суспензии, %; Vi - объем выделившейс  жидкости,where S is the stratification value of the suspension,%; Vi is the volume of fluid released,

см3;cm3;

V06 - общий объем суспензии, см3. Кинетику сушки проводили дл  керамики , сформированной из суспензии с аморфным кремнеземом и дл  сравнени  готовилиV06 - total suspension volume, cm3. Drying kinetics was carried out for ceramics formed from a suspension with amorphous silica and was prepared for comparison

суспензии по прототипу. Кинетика сушки снижалась дл  1, 3 и 5 слоев керамики. Интервал отбора проб на влажность составл л 0,5 ч. Влажность определ лась по ГОСТ 2642.1-86.suspensions of the prototype. Drying kinetics decreased for 1, 3, and 5 layers of ceramic. The sampling interval for humidity was 0.5 hours. Humidity was determined according to GOST 2642.1-86.

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 наблюдаетс  при введении 0,7% аморфного кремнезема. При большем его содержании суспензи  не расслаиваетс  в течение 5 сут. Прочность керамики увеличиваетс  в 1,2-2 раза. В керамике с добавками 0,7-7% аморфногоData on the properties of the suspension and ceramics are presented in table. 2. From the table. Figure 2 shows that a 2.5-fold increase in the sedimentation stability of the suspension compared to the prototype is observed with the introduction of 0.7% amorphous silica. At a higher content, the suspension does not delaminate within 5 days. The strength of ceramics is increased by 1.2-2 times. In ceramics with additives of 0.7-7% amorphous

кремнезема остаточна  влажность после 1.5 ч сушки и остаточна  влажность в керамике , приготовленной по прототипу, после 2 ч сушки практически одинакова во всех исследованных сло х. Кинетика сушки керамики с содержанием аморфного кремнезема выше 7% не проводилась из-за нетехнологичности суспензии.silica, residual moisture after 1.5 hours of drying and residual moisture in ceramics prepared according to the prototype, after 2 hours of drying, is almost the same in all studied layers. The drying kinetics of ceramics with amorphous silica contents above 7% was not carried out due to the low technological quality of the suspension.

Таким образом, введение в суспензию аморфного кремнезема в количестве 0,77% позвол ет сократить врем  сушки каждого сло  на 0,5 ч увеличить прочность керамики в 1,2-2 раза.Thus, the introduction of 0.77% amorphous silica into the suspension makes it possible to reduce the drying time of each layer by 0.5 hours and increase the ceramic strength by 1.2-2 times.

Claims (1)

Формула изобретени  Суспензи  дл  изготовлени  керамических оболочковых форм, используемых при получении лить  по выплавл емым модел м , включающа  этилсиликат, воду, сол ную кислоту, поверхностно-активное вещество и искусственный пылевидный кварц, отличающас  тем, что, с целью ускорени  сушки и повышени  прочности, она дополнительно содержит аморфный кремнезем - пыль электрофильтров кремниевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:SUMMARY OF THE INVENTION A suspension for the manufacture of ceramic shell molds used in the production of investment castings, including ethyl silicate, water, hydrochloric acid, a surfactant, and artificial pulverized silica, characterized in that, in order to accelerate drying and increase strength, it additionally contains amorphous silica - dust of electrostatic precipitators of silicon production in the following ratio of components, wt.%: Этилсиликат9,0-14,0Ethyl Silicate 9.0-14.0 Вода21,0-26,0Water 21.0-26.0 Сол на  кислота0,3-2,05Salt for acid 0.3-2.05 Поверхностно-активноеSurface active веществоsubstance Аморфный кремнезем - пыль электрофильтров кремниевого производства Пылевидный кварцAmorphous silica - dust of electrostatic precipitators of silicon production Dust quartz Таблица ITable I Таблица 2table 2
SU904879032A 1990-09-11 1990-09-11 Suspension for preparation of ceramic envelope forms RU1771863C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904879032A RU1771863C (en) 1990-09-11 1990-09-11 Suspension for preparation of ceramic envelope forms

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904879032A RU1771863C (en) 1990-09-11 1990-09-11 Suspension for preparation of ceramic envelope forms

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1771863C true RU1771863C (en) 1992-10-30

Family

ID=21543252

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904879032A RU1771863C (en) 1990-09-11 1990-09-11 Suspension for preparation of ceramic envelope forms

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1771863C (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР №426743, кл. В 22 С 1/02, 1972. Авторское свидетельство СССР Мг 1171176, кл. В 22 С 1/16, 1982. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3024125A (en) Cement composition
JP4920794B1 (en) Mold material, mold and mold manufacturing method
US4171984A (en) Refractory composition for flow casting
Zaretskiy Microsilica in sodium silicate bonded sands
JPS5855107B2 (en) refractory materials
Pivinskii et al. Preparation and properties of corundum HCBS and ceramic concretes. Part 1. Mixed HCBS in the system electrocorundum—very fine quartz glass
GB2165230A (en) Manufacturing moulded bodies containing ceramic fibres
JPS59227794A (en) Ceramic fiber composition
WO1985000359A1 (en) Cementitious composite material
US3203057A (en) Process for making cores and molds, articles made thereby and binder compositions therefor
RU1771863C (en) Suspension for preparation of ceramic envelope forms
AU8140382A (en) Silicate solutions, their production and uses as binders
US2652338A (en) Preparation of ceramic bodies for plastic forming
JPH11310474A (en) Surface-treated graphite and carbon indeterminate refractory by using the same
US3093494A (en) Preparation of molded articles
RU2751029C1 (en) Method for producing heat-resistant concrete mixture and products based on it
SU1311835A1 (en) Sand for making moulds and cores
CN114956614B (en) Slag cement based on sodium citrate-caustic alkali synergistic excitation and preparation method thereof
RU1807027C (en) Method for alumophosphate binder production
CN108838332B (en) Sand mold for large and medium-sized castings and preparation method thereof
CN108941440B (en) Composite special sand for sand casting and preparation method thereof
US3778493A (en) Compacting refractory particles having a surface coating of gelled silicasol
SU1045993A1 (en) Suspension for making shell molds by investment pattern
SU996051A1 (en) Additive for hardening liquid mixtures
SU863141A1 (en) Suspension for producing casting ceramic moulds made with use of investment patterns