SU865479A1 - Смесь дл изготовлени литейных керамических стержней - Google Patents

Description

54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫХ КЕРАМИЧЕСКИХ СТЕРЖНЕЙ

1

Изобретение относитс  к литейно му производству, а именно к формовочным смес м, примен емым дл  изготовлени  литейных стержней, используемых дл  получени  полостей газотурбинных лопаток из жаропрочных сплавов.

Известна смесь l дл  изготовлени  керамических стержней, в состав которой вход т следующие компоненты, мае.%:

Электрокорунд (ЭБ-99), зерно № 18080

Электрокорунд (ЭБ-99), зерно 810

ГМлевидный кварц 10 Пластификатор ПП-10 или ПП-1515-18

Перечисленные материа.пы смешивают при 80-140 С в конверторе до жидкотекучего состо ни  и запрессовывают в пресс-форму. Извлеченные из пресс-формы стержни помещают в короб , засыпают просушенным глиноземом и подвергают обжигу при в течение 10 ч, а затем в графитовом тигле - в засыпке из графита - и вторично обжигают в индукционной печи при в течение одного часа .

Недостатком этой смеси  вл етс  то, что пылевидный кварц,как естественный материал содержит до 2% примесей , имеет большой коэффициент термического расширени  (пор дка 140f -16010 ). что дает малую прочность при спекании Оиэ 50-80 кг/м , большую усадку до 1,5-2% и, следовательно , приводит к значительному

10 искажению геометрии керамического стержн .

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  смесь дл 

15 изготовлени  керамических стержней, содержаща  электрокорунд,карбид кремни , полиорганоалюмосилрксановую смолу, легкоплавкий пластификатор на основе парафина с полиэтиленом,

20 и трансформаторное масло.

Полученный шликер из этой смеси вакуумируют при 150-200 мм рт.ст. и запрессовывают при 90-110 С и давлении 3-5 кг/см . Сырой стержень ук25 ладывают на драйер,  вл ющийс  точным отпечатком рабочей части одной половинки пресс-формы, затем опрокидывают вместе с драйером в керамический короб, заполненный техничес30 ким глиноземом, укладывают на драйер

груз, обеспечивающий давление 2Зкг/см , и уплотн ют глинозем вибрацией . После сн ти  груза и драйвра верхнюю часть стержн  засыпают глиноземом, помещают в печь и обжигают стержни 2}.

Однако св зующее, кремнеорганический лак, состоит из мелких глобул рных , кристаллических частиц двуокиси кремни  (SiO/i) с большим количеством примесей, которые преп тствуют процессу спекани . При спекании известной смеси под воздейств.ием температуры лак разлагаетс  на SiO, N2,0, COjr, СО и т.д., затем происходит собственно спекание корунда с частицами кристаллического S. Дл  нормального протекани  этого процесса необходима высока  (пор д- . ка ) температура.обжига кераьмческой смеси. Дл  улучшени  процесса спекани  можно было бы увеличить содержание кремнеорганического лака, но это приведет к снижению iпрочности керамики, а если увеличить температуру спекани , то увеличитс  усадка керамики при обжиге. Кроме того, известна  смесь керамической массы имеет малую пористость, что способствует Противодействию керамики охлаждающемус  металлу отливки и может вызвать на ней трещины.

Цель изобретени  - снижение температуры спекани  смеси при сохранении достаточной прочности и пористости стержней.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что смесь, включающа  электрокорунд , легкоплавкий пластификатор на основе парафина с полиэтиленом, а также кремнийсодержеицее св зующее, содержит в качестве упом нутого св зующего плавленную двуокись кремни  фракции 40-50 мкм и дополнительно содержит электродный графит при следующем соотношении ингредиентов, мае.% :

Плавленна  двуокись кремни 3-8

Легкоплавкий пластификатор на основе парафина с полиэтиленом9-17 Электродный графит 3-8 Электрокорунд Остальное плавленна  двуокись кремни  фракции 40-50 мкм соответствует удельной йоверхности 13000-16000 см /г. Дл  изготовлени  керамических стержней было подготовлено 9 смесей, из них 7 смесей с удельной поверхностью двуокиси кремни  равной 14500 CMV г, одна смесь - с 13000 см /г и одна с 16000 см /г.

Двуокись кремни  бралась в виде плавленного тонкодиспёрсного порошка , приготовленного из бо  кварцево ,го стекла (С5-1ТУШДО.027.220) с размерами зерен не менее 10 мм. Помол производилс  в шаровой мельнице корундовыми шарами диаметром 18-20 мм в соотношении стекло: шары - 1:2 с добавлением дистиллированной воды из с расчета 22% влажности. После мокрого помола, который производ т в течение 24-48 ч, полученную ма.ссу сушат при 120С.

Легкоплавкий пластификатор (ПП-IQ) Q содержит 90 мас.% высокоочищенного парафина (ГОСТ 16960-71 марки В, В,, БЗ) и 10 мас.% полиэтилена (марки 15802-020 ГОСТ 16337-70) придает сырым необожженным стержн м необходимую прочность ( 60-90 кг/см

60-70 кг/см Ь

Электрокорунд дл  смеси бралс  следующего состава:

электрокорунд 4

0 I с размером зерен 50-40 мкм электрокорунд № 5 с размером зерен 63-50 мкм электрокорунд № 12 с размером зерен 160-125 мкм, 5 Смесь электрокорундовых порошков брали соответственно в соотношении 1:0,42:0,4 загружали в конвертор и сушили в течение двух часов при 140160с , Дл  перемешивани  массыв Q конвертор загружали корундовые шары диаметром 40 мм в соотношении керамическа  масса: шары - 1:1. После сушки и перемалывани  в конвертор загружали пластификатор и электродC ный графит и перемешивали массу в теч-ение не менее трех часов. Готовую массу выгружали из конвертора, освобождали от корундовых шаров и прессовали стержни при 140-160°С и давлении 3-5 кг/см. Стержни устанавливали в керамические корбба, засыпали

глиноземом ГА-85 ГОСТ6912-64 или окисью магни  ГОСТ4226-67 и обжигали в прокалочной электропечи при . В табл.1-3 приведены предлагаемые составы смесей и их свойства.

Керамические стержни могут быть удалены из отливок в 70% растворе плавиковой кислоты (HF} в течение

150 ч, или в автоклаве, заполненном раствором щелочи (КОН) 35-40%-ной концентрации, плотностью 1,551 ,41 г/см, при 180-210°С, давлении 3-5 атм, в течение 6-10 ч. Дисперсность частиц плавленной

двуокиси кремни  существенно вли ет не только на температуру обжига, но и на усадку керамического стержн , пористость, прочность и чистоту его поверхности. Поскольку дисперсность вли ет одновременно на .несколько факторов, то фракци  прин та оптимальной (40-50 мкм), что соответствует 13000-16000 . .

Как видно из табл.2,с уменьшением

величины частиц плавленной двyoки иJ

кремни  уменьшаетс  температура г обжига керамики, так как более мелкие частицы лучше разм гчаютс  за то же врем  при более низкой температуре . .

Предлагаема  смесь хорошо спекаетс  в низкотемпературных (до ISOOC прокалрчных электропечах, что исключает необходимость применени  малоэкономичных пламенных высокотемпературных печей При этом усадка керамической смеси минимальна, пор дка 0,1%. После обжига стержниимеюг прочность Оц 150-300 кг/см и

(5j.jn 440-710 кг/см. Поверхность внутренних полостей изделий, сформированных керамическими стержн ми, имеет чистоту v 5(илйvб по ГОСТ 2789-73 и 5 класс точности по ГОСТ 1015 . АЛТ2 поднормали 56-20 АИ-2080) .

Основной экономический эффект от использовани  предлагаемой смеси будет составл ть от применени  вкачестве ев  з тощего двуокиси кремни  ве св зующего двуокиси кремни  (стои0 мость 2,5 руб. 1 кг) взамен полиорганоешюмосилоксановой смолы (стоимость 14,5 руб. 1 кг).

Таблица 1

1 66,8 1250110 С

151,1 0,1 АЛТ-2

180,3 0,1 АЛТ-2

70,1 То же

«.

187,2 О,

3 69,5 197,5 4 60,9 200,2 0,2 АЛТ-2 5 кл.

141

,6 , 79,5

- -

163,3 0,2 АЛТ-2

73,7

213,6 0,1 АЛТ-2

Н

8 «9,3

П

191

68,2

Таблица 2

5 кл. Rz20 ост.1015

5 кл. Rz20 ост.1016

АЛТ-4 7 кл. RIz20 ост.1010 ост.1015

i кп. R240

0,3 АЛТ-4 ост.1010

5 кл. 2,5 ост.1015

5 кл. Rz20 ост.1015

5 кл. Rz40

0,1 АЛТ-2 ост.1015 0,1 ДЛТ-2 5 кл. Rz20 ост.1015 2,5

Claims (1)

1. Григорьева Н.А. и др. Отливка2, Авторское свидетельство СССР

цельнолитых сопловых аппаратов с5 ( 348271, кл. В 22 С 1/22, 1969.