SU1000440A1 - Шихта дл изготовлени керамического материала - Google Patents

Description

(54) ШИХТА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относитс  к керамическому ||роизводс1ву и может быть использовано дл  изготовлени  толстостенных крупногабаритных керамических изделий с низкой пористостью и высокой механической прочностью как при 20, так и при 1000°С, позвол ющими применить такие издели  в качестве керамических вставок штамнового инструмента. При изготовлении ответственных деталей из жаропрошых сплавов методом изотермического деформировани , деформирование осуществл етс  щтамповым инструментом из дорогосто щих дефицитных жаропрочных сплавов на никелевой основе, которые в процессе работы требуют алмазной обработки. Дл  замены этих материалов на керамически последние должны иметь строгую геометрическую форму и малую пористость, не должны содержать дефектов в виде раковин и трещин и взаимодействовать с материалом щтампуемыхдеталей . Известен плотный литой корундоцирконо вый огнеупор, содержащий, мас.%: 8095; ZrSi04 7,5-20 1. Однако дл  получени  прочных изделий он обжигаетс  при высокой температуре (1750 С) с выдержкой 6-12 ч. При этом усадка составл ет 11-13%, что не позвол ет при обжиге сохранить строгую форму вставок. Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  щихта дл  изготовлени  вакуумплотного керамического материала на основе AljOj 96,4 (98,5 мас.%) с добавками BjOa, МдО, SiOj (соответственно, мас.%: 0,5-1,6; 0,5-1,0; 0,5-1,0) методом водного щликерного лить  при температурах обжига 1550 1600°С (21. Из указанной щихты при 1550-1600°С можно получать высокоплотные издели  (пористость 0,1-1%)  ри толщине стенок не более 10- 15 мм, однако с повыщенисм толщины стенок до 30-50 мм пористость резко возрастает (до 11-14% при температуре обжига 1550°С). Дл  получспи  толстостенных изделий с низкой пористостью требуетс  высока  температура обжига , что ведет к возрастанию величины усадки и короблению изделий. 3 Цель изобретени  - получение плотных толстостенных крупногабаритных изделий литьем из водных шликеров, имеющих достаточно иысокую прочность как при 20, так при 1000°С при тех же темперйурах их об жига (1550--1600°С). Поставленна  цель достигаетс  тем, что шихта дл  изготовлени  керамического мате риала, включающа  с добавками ВаОз, МдО, SiO2 дополнительно содержит ZrSi04 при следующем соотношении компо нентов, мас.%: А(ОЗ 68,20-82,83 В. Оз0,74-0,89 МдО0,53-0,64 Si020,53-0,64 ZrSiO4.15,00-30,00 П-ричем AIjOj вводитс  в виде глинозе ма. При введении его более 82,83% гювьииа етс  пористость, а при содержании ниже 68,2% увеличиваетс  деформаци  толстостенных изделий. .Дл  снижени  температуры спекани  глинозема ввод тс  добавки BjOs, MgO, SiOj. При содержании добавок , МдО, SiOs ниже указанных количеств (0,74; 0,53; 0 соответственно) увеличиваетс  пористость, а при содержании выше (0,89; 0,64; 0,64 соответстЕсЦгю) имеет место деформаци  тол CTOCTeHHj j,v изделий. Цирко вводитс  дл  улучшени  спекани массы при обжиге толстостенных изделий пр относительно низких.;температурах обжига 1550-1600° С. При обжиге он разлагаетс  н ZrGi и ЗЮз.. Образуемый активный кремне зем -в основном создает стеклофазу, улучша шую спекание керамической массы, а частич но вступает в рсакщ Ю с А 0 с образов нием муллита, который нар ду с ZrOj способствует увеличению термостойкости материала . При введении ZrSi04 менее 15% но ристость образцов остаетс  высокой, а при ; содержании более 30% образины имеют пониженную nj-ючность при 1000°С. Ниже привод тс  составь предлагаемой керамической массы, Л1ас.%: Состав 1 Состав 2 Состав 0 Технологи  изготовлени  материала сое- , тоит в следующем. Глинозем смешиваетс  с добавками BjOs, MgO, SiOj в указанных соотношени х и обжигаетс  нри 1400-1500°С. Из полученного снека, измельченного в вибрационной мельнице с керамической футеровкой, приготовл ют водный шликер с рН 3,3 и влажностью , л/ 20%. В качестве наполнител  в шликер ввод т циркон, молотый в шаровой мельнице с керамической футеровкой. Отливка образцов изделий диаметром 30-50 мм высотой 40-60 мм производитс  в гипсовые формы, после чего их сушат и обжигают при 1550-1580°С с выдержкой 4ч. Аналогичные образцы изготовл ют из материала по прототипу. На обожженных образцах определ ю кажущуюс  пористость ( механичсскую прочность нри сжатии (0..,) ри 20 и . В таблице приведены значени  свойств образцов из предлагаемой керамической массы в сравнении с нрототипом. Как видно из таблицы, кругнюгабаритные образцы, изготовленные из предлагаемой массы, спекаютс  до более низкой нористости , чем образцы, изготовленные по прототипу . Пористость в исследуемых образцах в 3-10 раз ниже, чем у образцов нрототина . При этом величина Qсу сохран етс  как при 20. так и при 1000С. Дл  оценки экономической зффективности предлагаемого изобретени  за базовый вариант вз т примен емый штамповый инструмент из дорогосто щих дефицитных никелевых сплавов. Такой штамп за счет высокой пластичности никелевого сплава в процессе работы измен ет форму и часто прилипает к материалу штампуемой детали, что не дает возможности получать качественные детали . Позтому в процессе штамновки штамп подвергают алмазной доводке. Замена сушествуюших штамнов на основе никелевых сплавов на .штамповый инструмент с керамическими вставками предлагаемого состава позволит повысить его работоспособность за счет сохранени  формы и размера вставок в течение длитель1 ого времени работы. Отсутствие взаимодействи  с материалом штамновки не потребует алмазной обработки.

Кажуща с  пористость,

11,4 14,2

Прочность при сжатии, МПа, при температуре, С: 20

Claims (2)

1000 Формула изобретени  Шихта дл  изготовлени  керамического материала, включающа  А120з , , МдО, SiOz, отличающа с  тем, что, с целью получени  плотных толстостенных крупногабаритных изделий литьем из водных шликеров, она дополнительно содержит ZrSiO при следующем соотношении компонентов, мас.%: АЬОз68,20-82,83 ВгОз0,74-0,89

1,0 - 3,11,0 - 2,5 1,0 -4,2

600-660620-250 500-700

400-580320-530 320-400 МдО0,53-0,64 SiOi0,53-0,64 ZrSiO4.J5,00-30,00 Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Орлова И. Г., Гудилина А. И. Разрака корувдр1шрконовых огнеупоров зернисо строени . - Огнеупоры, 1979, № 3, ..

2.Авторское свидетельство СССР W 833845, . С 04 В 35/10, 1978.