Способ изготовления форм для литья стекла и керамики

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК,.Я0„„1207630 А (5р 4 В 22 F 3/26

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО делАм изоБРетений и отнРытий (21) 3686328/22-02 (22) 02.01.84 (46) 30.01.86. Бюл. ¹ 4 (71) Белорусское республиканское научно-производственное объединение порошковой металлургии (72) В.К. Шелег, В.М. Капцевич, А.Н. Леонов, Ю.А. Волков, В.М. Александров, Н.В. Губарева, Л.И. Гусаченко, В.Я. Кулаковский, И.Л. Федорова и Г.Н. Дубровская (53) 621.762(088.8) (56) Храмков В.П. Роль формового оборудования в производстве изделий из стекла. М., ЦНИИТЗСТРОМ, 1967, с. 34-40.

Спеченные вкладьппи для выдувных стеклоформ. Информационный листок, № 414. Бел. НИИНТИ, Госплан БССР, 1977 ° (54)(57) 1. СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ФОРМ ДЛЯ ЛИТЬЯ СТЕКЛА И КЕРАМИКИ, включающий получение шихты из металлического порошка, введение гидрофильного вещества, формование и спекание заготовки, отличающийся тем, что, с целью повышения качества форм, гидрофильное вещество вводят в виде суспензии в лиофильной к металлическому порошку летучей жидкости в заготовку со стороны рабочей поверхности после операции спекания, причем размер частиц гидрофильного вещества составляет 0,12-0,35 размера частиц металлического порошка. о

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве суспензии берут водно-спиртовой шликер асбеста, гипса, целлюлозы, крах- Car мала.

1 076

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления выдувных стеклоформ и форм для керамических изделий. 5

Цель изобретения — повышение качестна форм за счет снижения процента брака получаемых изделий.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. !О

Из металлического порошка определенного размера формуется пористая порошковая заготовка, которая спекается для придания ей необходимого комплекса физико-механических свойств .

Затем в жидкость, лиофильную к материалу формы, засыпают гидрофильпое вещество, размер частиц которого отвечает выбранному соотношению, смесь перемешивают до получения гомоген- 20 ной суспензии. Затем пористую порошковую заготовку со стороны рабочей поверхности формы пропитывают приготовленной суспензией и сушат либо на воздухе, либо путем нагрева 25 до 50-80 С.

Веп ества, выбранные в качестве гидрофильного наполнителя:, относят-. ся к различным группам веществ: гипс и асбест являются неорганичес- б кими кристаллогидратами, а крахмал и целлюлоза — органическими полимерами.

В том случае, когда размер частиц гидрофильного вещества составляет более 0,35 от размера частиц металлического порошка, слой гидрофильного вещества осаждается на рабочей поверхности, не проникая внутрь пористой порошковой заготовки. В том случае, когда размер частиц гидрофильного вещества составляет менее

0,12 от размера частиц металлического порошка, гидрофильное вещество равномерно осаждается по толщине стенки спеченной заготозки от рабочей поверхности к периферийной, не создавая необходимого градиента влажности в указанном направлении.

Экспериментально установлено, что формы для стекла и керамики, полученные предлагаемым способом,, при указанном соотношении (0,12-0,35) размеров частиц гидрофильного и металлического порошков имеют необходимый градиент капиллярных свойств и пористости по сечению заготовки.

Указанный эффект обусловлен измене30

2 нием концентрации гидрофильных частиц, осевших в поровых каналах, в направлении осаждения. 1!ри этом максимальная концентрация осевших частиц, а следовательно, и минимальная пористость достигаются на рабочей поверхности формы. По мере удаления от рабочей поверхности к периферийной концентрация гидрофильного вещества плавно уменьшается, а пористость уьеличивается, Таким образсм, пропитка заготовки суспензией гидрофильного вещества со стороны рабочей поверхности приводит к созданию градиента капиллярных свойств и пористости по сечению формы. Это обеспечивает постоянную подпитку водой рабочей поверхности формы, а следовательно, и стабильность параметров образуемой парогазовой прослойки.

При сушке пропитанного суспензией пористого порошкового каркаса транспирирующая жидкость легко испаряется, а на стенках пор осаждаются либо кристаллогидраты гипса или асбеста„ либо полимерные звенья крахмала или целлюлозы. Таким образом, высадившиеся на стенках пор гидрофильные вещества обеспечивают увеличение капиллярного потенциала формы как за счет собственного молекулярног0 строения, так и за счет уменьшения среднего и максимального диаметров форм самой формы. Располагаясь в порах, гидрофильное вещество не влияет на комплекс механических и коррозионных свойств пористой порошковой формы. Кроме того, присутствие гидрофильного вещества в поровой структуре и увеличение его содержания по толщине стенки корпуса формы от рабочей поверхности к периферийной непосредственно сказывается на эксплуатационных характеристиках форм для стекла и керамики.

В процессе работы стеклоформ происходит следующее: форма периодически орошается водой, при этом за счет градиента капиллярных сил, обусловленного плавно увеличивающимся содержанием гидрофильного вещества от периферийной к рабочей поверхности стеклоформы, влага постоянно транспортиру тся в укаэанном направлении и испаряется. Таким образом, осуществляется постоянная пропитка водой рабочей поверх207630

4 °

4 ке из нержавеющей стали в атмосфере дисаммиака.

В полученную пористую форму заливают гипсовую суспензию, состоящую иэ 100 г 50Z.-ного водного раствора спирта и 40 r измельченного гипса (средний размер частиц 19,2 мкм).

Через 2-3 мин остатки суспензии выливают и протирают рабочую поверх1О ность формы. В результате этих операций поры формы заполняются жидким шликером за счет капиллярных сил.

Соотношение частиц гидрофильного и металлического порошка составляет

0,12. Пропитанные суспензией гипса формы сушат на воздухе.

По предлагаемой технологии были изготовлены формы из порошка бронзы с последующей пропиткой суспензией гб гипса при различном соотношении размеров частиц.

Сравнительные испытания экспериментальных стеклоформ показали, что за счет повьппения капиллярных и ме25 ханических свойств, а также снижения сил адгезии общий процент брака стеклоизделий снижается в 3-5 раз, что приводит к повьппению ресурса работы формы, ее рентабельности, а также производительности формующих автома-.îâ .

Способ получения форм

Физические свойства экспериментальных форм

Соотношение размеров частиц из лиофильного и меМак сималь- Сила ная высота адгеПредел прочности на изгиб, МПа

Общий брак, Ж

Присос,Рватье

1 края, 7 таллического порошподъема жидкости

ММ зни, кПа ков

Известный (с гипсом) .54

52 31

46 аг

Предлагаемый

19 23

16 18

10 12

22

105

0,08

45

120. 0,12

45

128

0,25

140

0,35

22 27

45!

130

0,50 Известный (с асбестом) 58

43 35

45 ности формы и стабилизация параметров образующейся газовой прослойки.

Присутствие гидрофильного материала непосредственно в порах рабочей поверхности существенно снижает силы адгезии между самой рабочей поверхностью и стекломассой. Все это приводит к снижению процента брака и увеличению количества годных стеклоформ.

В процессе работы форм для керамики наличие гидрофильного вещества на рабочей поверхности значительно снижает силы адгезии между формой и керамической массой, что позволяет сократить такой вид брака, как присос. Увеличение капиллярнсго потенциала материала формы улучшает отвод влаги от керамической массы в процессе сушки, делая процесс сушки более равномерным и однородным, что снижает брак (рваные края).

Пример 1. Порошок бронзы (Cu — 10, Sn — 0,3Р) ПРБ

ТУ-126-30- 76 или оловянно-никелевой бронзы (Cu — 10, Sn — 15, Ni — О,ЗР) со средним размером частиц 160 мкм, что соответствует фракции 0,063 — 0,315 мкм, спекают методом свободной насыпки в оснаст!

Работоспособность экспериментальных форм (процент и вид брака) 1207б30

Продолжение таблицы

Работоспособность экспериментальных форм (процент и вид брака) Физические свойства экспериментальных форм

Способ полу° чения форм

Соотношение размеров частиц из лиофильМаксималь- Сила ная высота адгеПредел

Присос

7 ного и меватье талличесподъема

9HH,, кПа края, X кого порошжидкости, ков раствором асбеста) 18 24

153

0,23

Известный (с крахмалом) 70

5б

37 41

180

0,20

Известный (с целлюлозой) 55

40 37

35

67 раствором целлюлозы) 1 7 !3!

0,23

Составитель И. Пойменова

Редактор Т. Митейко Техред А.Бойко Корректор В. Бутяга

Заказ 123/!2 Тираж Ó5 7

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предлагаемый (пропитка водно-спиртовым

Предлагаемый (пропитка водно-спиртовым раствором крахмала) Предлагаемый (пропитка водно-спиртовым прочности на изгиб, МПа

Общий брак, 7