Керамическая смесь для изготовления стержней

 

Изобретение относится к составам керамических смесей для получения тугоплавких стержней сложной конфигурации любых габаритов при изготовлении лопаток повышенной точности реактивных двигателей и других полых изделий из жаропрочных сплавов с равноосной и монокристаллической структурой. Цель изобретения - увеличение прочности стержней и их размерной точности, снижение трудоемкости удаления стержней при очистке отливок. Стержневая смесь состоит из, мас.%: электрокорунда зернистости 50....63 мкм 31...35, 63...80 мкм 9...12, 80...100 мкм 24...26, дистен-силлиманитового концентрата 4...5, глинозема технического измельченного 8...10, пластификатора 17...19. Составляющие смеси после перемешивания в обогреваемом конверторе формуют и обжигают на коробах в засыпке глинозема при 1300...1540°С в течение 48...108 ч. Прочность стержней при изгибе при 1300°С 12,85...14,63 МПа, при 1550...1590°С - 25,4...26,28 МПа. 2 табл.

.СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1555041 А 1 (51)5 В 22 С 1/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

УРН ГКНТ СССР (21) 4372219/23-02 (22) 28.12.87 (46) 07.04.90. Бюл. № 13 (72) В. М. Морозова, И. В. Васильева, А. В. Красильников, В. Н. Куранов, В. И. Клюкин и Л. М. Шумилов (53) 621.743.42 (08878) (56) Авторское свидетельство СССР № 1217550, кл. В 22 С 1/16, 1986. (54) КЕРАМИЧЕСКАЯ СМЕСЪ ДЛЯ

ИЗГОТОВЛЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ (57) Изобретение относится к составам керамических смесей для получения тугоплавких стержней сложной конфигурации любых габаритов при изготовлении лопаток повышенной точности реактивных двигателей и других полых изделий из жароИзобретение относится к литейному производству, в частности к керамическим смесям для получения тугоплавких стержней сложной конфигурации любых габаритов при изготовлении лопаток повышенной точности реактивных двигателей и других полых изделий из жаропрочных сплавов с равноосной и монокристаллической структурой.

Цель изобретения — увеличение прочности стержней и их размерной точности, снижение трудоемкости удаления стержней при очистке отливок.

В табл. 1 приведены составы керамичесКой смеси для изготовления стержней.

Порошок дистен-силлиманитового концентрата, пылевидный, марки КДСП соответствует ТУ и имеет формулу А1 0з. $10г (кианиг) . Помимо порошка дистен-силлиманитового концентрата керамическая смесь содержит измельченный нестабилизирован2 прочных сплавов с равноосной и монокристаллической структурой. Цель изобретения — увеличение прочности стержней и их размерной точности, снижение трудоемкости удаления стержней при очистке отливок. Стержневая смесь состоит из, мас.0 0: электрокорунда зернистостью 50....63 мкм

31....35, 63....80 мкм 9...12, 80....100 мкм

24....26, дистен-силлиманитового концентрата 4....5, глинозема технического измельченного 8...10, пластификатора 17....19. Составляющие смеси после перемешивания в обогреваемом конверторе формуют и обжигают на коробах в засыпке глинозема при

1300.......1о40 С в течение 48.....108 ч. Прочность стержней при изгибе при 1300 С

12,85....14,63 МПа, при 1550..1590 С

25,4....26,28 МПа. 2 табл. ный технический глинозем, электрокорунд и легкоплавкий пластификатор на основе пар афина.

Технический глинозем ма рки ГОО по

ГОСТУ представляет собой главным образом yAPqO с примесями других безводных форм. Сырьем для получения глинозем а служат минералы, содержащие естественные гидраты окиси алюминия боксит и др. Метод получения технического глинозема основан на разложении исходного глинозема сырья (боксит) раствором едкой щелочи с образованием алюмината натрия, переходящего в раствор, который очищают от примесей и после соответствующей обработки выделяют в чистую гидроокись алюминия. Гидроокись алюминия после прокалки при 1150 — 1200 С превращается в однородный белый сыпучий порошок, который называют техническим глиноземом.

1555041 з

Электрокорунд — порошок белого цвета, имеющий амфотерные свойства, получаемый в дуговых печах и содержащий минимальное количество вредных примесей (до 1,5Я), химически стоек, плавное термическое расширение, по ГОСТУ электрокорунд белый, марки 24А, 25А, имеет следующую зернистость, мкм:

М63/№ 5 50 — 63 №6 63 — 80 №8 80 — 100

Легкоплавкий пластификатор представляет соединение 97,5 — 95,0Я парафина и 2,5 — 5,0Я полиэтилена (ППэ).

Парафин Сп Н,„„— смесь твердых углеводородов предельного ряда. Используется очищенный парафин марки П вЂ” 1;

Вз, Вз, В4. Полиэтилен представляет собой синтетический полимер, получаемый полимеризацией полиэтилена под давлением 1200—

2500 кгс/см . Применяется полиэтилен высокого давления, сорт высший, марки

)5803 †; 18103 †0; 18203 †0.

Применение смеси, содержащей указанные компоненты, позволяет получить высокую прочность образцов (испытания на изгиб проводят на образцах прямоугольного сечения размерами 100)(12+3(5) мм), составляющую при температурах обжига ! 570+-20 С о»„= 254 — 263 к гс/см

1300 С о»„= 128 — 146 кгс/см, снизить температуру "бжига до !300 С.

Приготовление смеси осуществляется следующим образом.

Порош ки электрокорунда, ди стен -силлима н итового концентрата, неста билизированного измельченного технического глинозема, легкоплавкого пластификатора на основе парафина загружают в конвертор с одновременной загрузкой мелющих тел (1/2 веса загружаемых материалов), включается обогрев. Температура смеси должна быть в пределах 120 — 150 С. За 10 — 15 мин до слива (2 — 3 ч перемешивание, температура 120 — 150 С) в образовавшуюся массу вводится легкоплавкий пластификатор на основе парафина в количестве 0,5 — 1,0 мас.Я загружаемых материалов для восполнения выгоревшего в процессе приготовления. Общее время приготовления смеси 2 — 4 ч.

Стержни формуются в огнеупорных коробах в засыпке обожженного глинозема или на профилированных подставках— драйерах. Температура спекания стержней

1300 — 1590 С, а полное время обжига составляет 48 — 108 ч. За счет введения в смесь порошка дистен-силлиманитового концентрата повышается пластичность, однородность массы.

Получаемая смесь без расслоений при приготовлении и прессовании позволяет легко заполнить при прессовании оснастку любой сложной конфигурации и габаритности — и штырьковых, и с тонкимй щелями, кнаавками любых напавлений, Керамическая смесь для изготовления стержней методом твердофазового спекания, 4О включающая электрокорунд зернистостью от

50 до 100 мкм и легкоплавкий пластификатор, отличающаяся тем, что, с целью увеличения прочности стержней и их размерной точности, снижения трудоемкости удаления стержней при очистке отливок, 45 она дополнительно содержит дистен-силлиманитовый концентрат и технический глинозем при следующем соотношении компонентлов, мас.Я:

Электрокорунд зернистостью 50...63 мкм 31 — 35

63...80 мкм 9 — 12

80...100 мкм 24 — 26

Дистен-силлиманитовый концентрат

Технический

55 глинозем 8 — 10

Легкоплавкий пластификатор на основе парафина с 10 мас.о/о

17 — 19 полиэтилена

4 — 5

КДСП, введенный в керамическую смесь, взаимодействуя со связкой глинозема 7А4Ох при пластифицировании, обволакивает зерна электрокорунда при 120 в 150 С тончайшей пленкой (уА1 0з. А!аз. Si02 ПП ), образуя при этом пластическую однородную жидкотекучую керамическую смесь. Прочность стержней при изгибе, полученных из составов смеси, представлена в табл. 2.

Отпрессованная опытная партия стержней в количестве 476 шт. проверена в жестких приспособлениях шаблонами по геометрическим параметрам, отклонений не обнаружено. Это подтвержает стабильность размеров при обжиге, так как стержни не выходят за пределы допусков, что облегчает проектирование измерительного инструмента и оснастки.

Отлито 360 лопаток, проверено по геометрии и толщине стенок отливок в трех сечениях по «спинке» и трех сечениях по «корыту». Размеры отливок в пределах чертежа, толщина стенок в пределах допуска.

Удаление керамики из внутренней полости любой конфигурации отливок проводят

25 в бифториде калия за 0,5 — 1,5 ч в зависимости от конфигурации и содержания

SiO2 в отливках. Общий цикл удаления керамики с всеми подготовительными операциями составляет 3 — 5 ч.

Керамическая смесь для изготовления

ЗО стержней предлагаемого состава дает возможность за счет повышения прочности стерж ней, геометрической точности и полного удаления керамики из отливок снизить брак в стержнях на 5 — 10ф и отливках на 25 — 30о „

Формула изобретения

1555041

Таблица 1 мас. Е, в составе

Компоненты смеси

Содержание компонентов, смеси

3 4

Т а С л и ц а 2

Прочность стержней, 1Па, полученных из смеси состава о

Температура, С (3 (1300

1550-1590

14,27

26,05

12,85

25,4

14,1>

26,0

14,63

26,28

Составитель В Иванов

Редактор И. Шулла Техред И. Верес Корректор Н. Ренская

Заказ 522 Ти раж 628 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР ! 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4, 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Электрокорунд зернистостью, мкм

50-63

63 — 80

80-100

Глинозем

Дистен-силлиманит

Легкоплавкий пластификатор

31

12

26

4

31

11

26

17

26

4

12

24

4