Суспензия для получения форм точного литья методом электрофореза
Владельцы патента RU 2443501:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ГОУВПО "КнАГТУ") (RU)
Изобретение относится к области литейного производства. Форетическая суспензия содержит, мас.%: 0,5-1,0% водный раствор желатина 18-20; 10% водный раствор триполифосфата натрия (ТПФН) 0,02-0,1; глина 2-3; огнеупорный наполнитель остальное. Добавка 0,5-1,0% водного раствора желатина обеспечивает повышение седиментационной устойчивости суспензии при изготовлении оболочковых форм. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к области литейного производства, а именно к суспензиям, используемым в технологии получения форм точного литья методом электрофореза.
Известные суспензии для получения форм точного литья с использованием электрокинетических явлений, содержащие огнеупорные наполнители (кварцевый песок, кварц пылевидный и др.), электролит, глину и воду, являются грубодисперсными и следовательно седиментационно неустойчивыми.
Например, известна суспензия, содержащая в своем составе огнеупорный наполнитель и воду, в которую, с целью формирования керамической оболочки методом электрофореза, введены глина и электролиты, представляющие собой водные растворы цепных фосфатов 5-10% концентрации, при следующем соотношении компонентов, вес.%: огнеупорный наполнитель - основа; вода 14-18; глина 6-15; электролит 0,05-0,2 (а.с. 329945 СССР).
Недостатком известного технического решения является низкая седиментационная устойчивость.
Заявляемое изобретение позволяет повысить седиментационную устойчивость суспензии. Сущность заявляемого изобретения заключается в том, что суспензия для изготовления керамической формы методом электрофореза дополнительно содержит водный раствор желатина при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
| 0,5-1% водный раствор желатина | 18-20 |
| 10% водный раствор триполифосфата натрия (ТПФН) | 0,02-0,1 |
| глина | 2-3 |
| огнеупорный наполнитель | остальное |
В качестве огнеупорного наполнителя используется смесь, мас.%:
| кварцевый песок | 50-70 |
| маршалит | остальное |
Технический результат, получаемый при реализации изобретения, заключается в значительном повышении ее седиментационной устойчивости при изготовлении оболочковых форм.
Анализ седиментационной устойчивости суспензий проводили согласно известной методике (Практикум по коллоидной химии и электронной микроскопии / Под ред. Воюцкого С.С. М., Химия, 1974), согласно которой исследуемые суспензии разливали по мерным цилиндрам и измеряли объемы седиментационных осадков до тех пор, пока объемы не переставали изменятся. По предельному объему осадка оценивали сравнительную агрегативную устойчивость суспензий, т.е. чем больше значение объема, тем меньше седиментационная устойчивость изучаемой суспензии.
Так, при содержании в форетической суспензии 0,5% водного раствора желатина, взятого в количестве 18% от массы суспензии, объем седиментационного осадка равен 8-9 см3. При меньших концентрациях желатина в суспензии наблюдается неудовлетворительная седиментационная устойчивость последней, со значением объемов 13-16 см3 и более. При увеличении содержания в суспензии желатина объем осадка уменьшается и при введении в суспензию 1% водного раствора желатина, взятого в количестве 20% от массы суспензии, седиментация практически отсутствует. В то время как минимальные предельные объемы седиментационных осадков известной суспензии составляли 11-13 см3, а максимальные равнялись 17-18 см3.
Дальнейшее увеличение содержания желатина в форетической суспензии нецелесообразно, т.к. приводит к снижению электрофоретической подвижности частиц дисперсной фазы и, следовательно, к снижению интенсивности процесса электрофореза.
В таблице приведены составы предложенной форетической суспензии и свойства суспензий при разных содержаниях желатина.
| Таблица | |||||
| Наименование ингредиента | Соотношение ингредиентов, мас.%, в суспензиях 1-5 | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 0,7% водный раствор желатина | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 |
| 10% водный раствор ТПФН | 0,08 | 0,08 | 0,08 | 0,08 | 0,08 |
| Огнеупорный наполнитель | остальное | остальное | остальное | остальное | остальное |
| Свойства форетических суспензий 1-5, при разных концентрациях желатина | |||||
| Объем седиментационного осадка, см3 | 10,4 | 7,3 | 4,5 | 1,2 | 0,5 |
Готовится форетическая суспензия следующим образом.
Отмеренное количество желатина (например 1 грамм) заливают необходимым объемом холодной воды (99 мл) и оставляют на 30-40 минут, несколько раз перемешивая. Далее раствор подогревают до 50-60°С, постоянно перемешивая до полного растворения желатина.
После приготовления водного раствора желатина, в данном случае 1%, готовят саму форетическую суспензию. Для этого в емкость заливают необходимое количество водного раствора желатина и ТПФН. Например, 18% от массы суспензии, 1% водного раствора желатина и 0,08% от массы суспензии 10% водного раствора ТПФН. После перемешивания в течение нескольких минут порциями засыпают наполнитель, например, состоящий из 70% песка и 30% маршалита, и глину. Далее смесь перемешивают в течение 25-30 минут.
1. Суспензия для изготовления керамических форм методом электрофореза, содержащая электролит в виде 10%-ного водного раствора триполифосфата натрия, огнеупорный наполнитель, состоящий из маршалита и кварцевого песка, и глину, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит водный раствор желатина при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:
| 0,5-1%-ный водный раствор желатина | 18-20 |
| 10%-ный водный раствор триполифосфата натрия | 0,02-0,1 |
| глина | 2-3 |
| огнеупорный наполнитель | остальное |
2. Суспензия по п.1, отличающаяся тем, что огнеупорный наполнитель имеет следующий состав, мас.%:
| кварцевый песок | 50-70 |
| маршалит | остальное |
