Термостойкая матрица и способ ее получения (варианты)


 


Владельцы патента RU 2525554:

Староверов Николай Евгеньевич (RU)

Изобретение относится к оснасткам для получения изделий композиционных материалов способом горячего отверждения. Термостойкая матрица выполнена из смеси портландцемента и расширяющегося цемента, или из смеси портландцемента и напрягающего цемента, причем доля расширяющегося или напрягающего цемента равна «А», где А определяется из соотношения: А=Ку/(Кр+Ку),

где: Ку - коэффициент усадки портландцемента, Кр - коэффициент расширения расширяющегося или напрягающего цемента. Матрица содержит арматуру в виде стальной сетки или проволоки, или в виде высокопрочных высокомодульных волокон или пленок. Внутри матрицы имеется один или несколько слоев электропроводящего материала, подключенного к источнику электричества. Изобретение обеспечивает повышение физико-механических свойств изделий, получаемых в матрицах. 3 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 пр.

 

Изобретение относится к матрицам и пуансонам для формования изделий из композитных материалов.

Известны такие матрицы (см., например, Большая Советская Энциклопедия, М., 1999 г. том «М»), которые изготавливаются из композитного материала, и в которых формуются изделия при комнатной температуре. Однако некоторые синтетические смолы имеют лучшую прочность при горячем отверждении. Но применяемые для матриц композитные материалы теряют прочность при таких температурах.

Задача и технический результат изобретения - повысить механические характеристики изделий из композитных материалов, получаемых в матрицах.

Для этого матрица выполнена из смеси портландцемента и расширяющегося цемента, или из смеси портландцемента и напрягающего цемента, или из смеси этих трех цементов, или из смеси магнезиального цемента с расширяющимися цементами, или из смеси этих четырех цементов, причем доля расширяющегося или напрягающего цемента равна «А», где А определяется из соображения компенсации усадки портландцемента расширением расширяющихся цементов, т.е. из соотношения:

АКр=(1-А)Ку или

Акр=Ку-АКу или

А(Кр+Ку)=Ку или

А=Ку/(Кр+Ку)

Где: А - доля расширяющихся цементов,

Кр - коэффициент расширения расширяющихся цементов,

Ку - коэффициент усадки магнезиального или портландцемента.

Если применяется смесь двух расширяющихся цементов, то их общий коэффициент расширения определяется пропорционально их взятому соотношению. Также определяется коэффициент усадки смеси портландцемента и магнезиального цемента.

Следует заметить, что вследствие синергетических эффектов практическое значение «А» может отличаться от теоретического.

Для повышения прочности матрицы она содержит арматуру в виде стальной сетки или проволоки, или в виде высокопрочных высокомодульных волокон или пленок. Такими волокнами могут быть стекловолокно, углеволокно, вектран, спектра, дайнима, зайлон, корундовое нановолокно или нанопленка и т.п. (возможность применения арамидных волокон определяется рабочей температурой матрицы). Для повышения эластичности матрицы следует применять магнезиальный цемент, затворенный бишофитом.

Поверхность цемента недостаточно гладкая для формования изделий, поэтому матрица изнутри покрыта слоем термостойкого лака или эмали (например, такой же эмали, какой покрывают ванные и прочие эмалированные изделия), или армированным слоем термостойкого материала на основе термостойкой синтетической смолы (фенолоформальдегидной или мочевиноформальдегидной), или и тем, и тем.

Подогрев матрицы с формуемым в ней изделием может быть произведен воздухом в термокамере. Однако, для более быстрого и равномерного прогрева матрицы, исключающего ее коробление или растрескивание, внутри нее имеется один или несколько слоев электропроводящего материала, подключенного к источнику электричества, причем проводники изгибаются или разветвляются так, чтобы обеспечить примерно одинаковое тепловыделение на единицу объема матрицы, причем для этого применяются проводники с меньшим электрическим сопротивлением (попросту говоря, провода).

Электропроводящим материалом может быть часто применяемый для этого нихром, проволока или сетка из нержавеющей стали, само углеволокно и другие подходящие для этого материалы.

Для более равномерного распределения тепла от внутренних проводников к изделию матрица имеет между электропроводным слоем и рабочей поверхностью слой смеси цемента с медным, или бронзовым, или алюминиевым порошком, или порошком из нержавеющей стали. Желательно, чтобы коэффициент термического расширения электропроводящего слоя и данного теплораспределяющего слоя был близок к коэффициенту термического расширения цемента или бетона (для справки: бетон - 10-14, нихром - 14, медь - 17, бронза - 13-21, алюминий - 2,4, дюралюминий - 23, сталь - 10-17).

Для повышения прочности при ограниченном весе матрица может иметь в направлении меньшего размера ребра жесткости, а в направлении большего размера - ребра жесткости, расположенные на упомянутых ребрах жесткости (то есть, с большей строительной высотой). Причем, для исключения коробления матрицы, электропроводящие элементы могут быть и в ребрах, особенно во внешних.

Для экономии цемента в смесь цементов может быть добавлен песок или другой наполнитель. Однако желательно следить за его коэффициентом термического расширения.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ матрицы №1 состоит в том, что готовую матрицу изнутри покрывают термостойкой эмалью или лаком. В один или несколько слоев с промежуточным шлифованием наждачной бумагой.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ матрицы №2, состоит в том, что исходную болванку сначала покрывают слоем композитного материала на основе термостойких синтетических смол с термостойкой арматурой, а затем покрывают смесью цементов, причем между этими слоями оставляют адгезивный слой в виде полупропитанной смолой сетки или ткани. Причем электропроводящий слой или элементы укладывают между двумя слоями электроизолирующего материала, например стеклоткани.

Пример 1: допустим, имеется портландцемент с коэффициентом усадки 0,5% и расширяющийся цемент с коэффициентом расширения 0,1%. Соотношение А будет:

А=0,5/(0,5+0,1)=83,3%

Пример 2: допустим, имеется портландцемент с коэффициентом усадки 0,5% и напрягающий цемент с коэффициентом расширения 0,1%. Соотношение А будет:

А=0,5/(0,5+0,1)=83,3%

Пример 3: допустим, имеется магнезиальный цемент с коэффициентом усадки 0,5% и расширяющийся или напрягающий цемент с коэффициентом расширения 0,1%. Соотношение А будет:

А=0,5/(0,5+0,1)=83,3%

То есть расширяющийся и напрягающий цемент в сумме должны составить 83,3%.

Пример 4: допустим, имеется портландцемент с коэффициентом усадки 0,5%, магнезиальный цемент с коэффициентом усадки 0,5%, а также напрягающий цемент с коэффициентом расширения 0,1% и расширяющийся цемент с коэффициентов расширения 0,1%. Соотношение А будет:

А=0,5/(0,5+0,1)=83,3%

То есть расширяющийся и напрягающий цемент в сумме должны составить 83,3%, а портландцемент и магнезиальный цемент в сумме должны составить 16,7%.

1. Термостойкая матрица, отличающаяся тем, что выполнена из смеси портландцемента и расширяющегося цемента, или из смеси портландцемента и напрягающего цемента, или из смеси этих трех цементов, или из смеси магнезиального цемента с расширяющимися цементами, или из смеси этих четырех цементов, причем доля расширяющегося или напрягающего цемента равна «А», где А определяется из соотношения
А=Ку/(Кр+Ку),
где: Ку - коэффициент усадки магнезиального или портландцемента,
Кр - коэффициент расширения расширяющегося или напрягающего цемента.

2. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что содержит арматуру в виде стальной сетки или проволоки, или в виде высокопрочных высокомодульных волокон или пленок.

3. Матрица по п.2, отличающаяся тем, что упомянутыми волокнами являются стекловолокно, или углеволокно, или вектран, или спектра, или дайнима, или зайлон.

4. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что изнутри покрыта слоем термостойкого лака или эмали, или армированным слоем термостойкого материала на основе термостойкой синтетической смолы.

5. Матрица по п.4, отличающаяся тем, что упомянутыми смолами являются фенолоформальдегидная смола или мочевиноформальдегидная смола.

6. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что имеет в направлении меньшего размера ребра жесткости, а в направлении большего размера имеет ребра жесткости, расположенные на упомянутых ребрах жесткости.

7. Матрица по п.1, отличающаяся тем, что в смесь цементов добавлен песок или другой наполнитель.

8. Способ получения матрицы по п.1, отличающийся тем, что готовую матрицу изнутри покрывают термостойкой эмалью или лаком.

9. Способ получения матрицы по п.1, отличающийся тем, что исходную болванку сначала покрывают слоем композитного материала на основе термостойких синтетических смол с термостойкой арматурой, а затем покрывают смесью цементов, причем между этими слоями оставляют адгезивный слой в виде полупропитанной смолой сетки или ткани.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу связывания немонолитных оксидных неорганических материалов отверждаемыми композициями, а также к отвержденным композициям, которые могут быть получены указанным способом.
Изобретение относится к огнеупорной композиции для получения литейных форм. Композиция содержит (a) не менее 85 частей по массе огнеупора, (b) 0,5-10 частей по массе связующего и (c) трикарбонил циклопентадиенил марганца, его производные, в количестве от примерно 0,0005 до примерно 4 частей по массе, где части по массе указаны в расчете на 100 частей по массе огнеупорной композиции.

Суспензия для получения литейной формы содержит от 50 до 80 мас.% термостойких частиц, средний размер которых составляет от 0,5 до 150 мкм, от 5 до 35 мас.% частиц оксида алюминия, средний диаметр которых составляет менее 300 нм, и от 5 до 35 мас.% воды, pH указанной суспензии составляет от 5 до 12.
Изобретение относится к литейному производству. Суспензия включает этилсиликат, спиртовой раствор нитрата алюминия девятиводного, микропорошки электрокорунда, алюминиевый порошок и оксид иттрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: этилсиликат 5,0-8,0; спирт этиловый 14,0-17,0; нитрат алюминия девятиводный 1,3-2,0; кислота соляная или азотная 0,06-0,1; поливинилбутираль 0,03-0,09; алюминиевый порошок 3,0-6,0; оксид иттрия 4,0-8,0; микропорошки электрокорунда - остальное.
Изобретение относится к литейному производству. Смесь содержит, мас.%: кварцевый песок 85,5-87,5; MgSO4·7H2O 4,0-4,5; маршаллит 3,0-3,5 и воду 5,5-6,5.
Изобретение относится к области литейного производства. Водный раствор алюмоборфосфатного концентрата подвергают электродиализу при силе тока 0,2…1,5 А, затем смешивают с водным раствором поливинилового спирта в объемном соотношении (2…4):1.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению керамической вставки для формирования в процессе литья в корпусе бурового инструмента полости для установки сменной детали.
Изобретение относится к литейному производству. Смесь содержит шламовый отход производства поливинилхлорида в количестве 97-99 мас.%, содержащий, мас.%: Н2О 50,2; CaSO4·2H2O 12,2; Са(ОН)2 7,2; NaCl 28,2; NaSO4 2,0; NaOH 0,2 и древесные опилки.

Изобретение относится к способу получения активированного бентонита. .
Изобретение относится к области литейного производства. .

Изобретение относится к литейному производству. Литейную форму получают путем введения смеси для получения литейной формы в модель, уплотнения смеси для получения литейной формы внутри модели и извлечения литейной формы из модели. Смесь для получения литейной формы содержит формовочный песок и жидкую композицию, содержащую связующее, модификатор и воду. Связующее содержит смектитовую глину. Модификатор содержит карбонат металла или карбонат бора. Карбонатом металла является карбонат кальция магния или металла, выбранного из группы, состоящей из алюминия, кальция, железа, калия, магния, бора, цинка, свинца, меди и их производных. Обеспечивается получение смеси, устойчивой к термической деструкции при повышенных температурах. 5 н. и 15 з.п. ф-лы, 11 табл., 4 пр.
Изобретение относится к составам связующих, предназначенных для изготовления литейных форм и стержней теплового отверждения. Связующее изготовлено на основе растительного масла с добавлением анионного ПАВ, выбранного из ряда: натриевые, калиевые, триэтаноламиновые, моноэтаноламиновые, аммиачные соли жирных кислот, таллового масла, соапстока, таллового пека, канифоли, их смеси; и с добавлением неионогенного ПАВ в виде продукта этоксилирования или пропоксилирования алкилфенолов, жирных кислот, жирных спиртов, содержащего в своей структуре 2÷15 этоксилированных или пропоксилированных звеньев. Достигнута высокая стабильность приготовленной из связующего эмульсии, формовочные смеси на основе связующего характеризуются высокими прочностными характеристиками, отсутствует налипание стержневой смеси к оснастке, возможны длительное хранение связующего и его транспортировка при отрицательных температурах. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относиться к литейному производству. Смесь содержит кварцевый песок 82-85 мас.%, огнеупорную глину или бентонит 5-8 мас.%, 6-8% водный раствор стиромаля 5-8 мас.%, декстрин 2-2,5 мас.% и воду 2-5 мас.%. Достигается обеспечение прочности смеси через 30-40 минут после ее приготовления, повышение качества готового литья и повторно используемого песка из отработанной смеси. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Изобретение относится к области литейного производства. Смесь содержит, мас.%: порошковую глину 7-15, воду 2,8-4,2, многоатомный спирт 2,8-4,2 и формовочный песок - остальное. Обеспечивается повышение живучести огнеупорной уплотнительной смеси. 6 з.п. ф-лы., 2 табл.

Изобретение относится к литейному производству. Наполнитель содержит в мас.%: хромитовый песок 30-70, дистен-силлиманит 70-30. Используемый хромитовый песок имеет округлую форму. Средний размер зерна дистен-силлиманита составляет от 0,83 до 1,25 от среднего размера зерна хромитового песка. Обеспечивается уменьшение пригарообразования на отливках. 4 з.п. ф-лы, 11 табл.
Изобретение относится к литейному производству. Композиция содержит эпоксидную смолу и композицию гидропероксида, содержащую раствор трет-бутилгидропероксида, который содержит не более чем 7 вес.% воды. Обеспечивается повышение мгновенных пределов прочности литейной формы. 7 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 табл., 7 пр.
Изобретение относится к литейному производству. Смесь содержит заполнитель формовочной смеси и карбонатную соль в количестве от 0,25 мас.% до 5,0 мас.% от массы заполнителя в формовочной смеси. Обеспечивается снижение образования просечек в металлической отливке. 4 н. и 15 з.п. ф-лы, 1 табл., 7 пр.

Изобретение относится к литейному производству. Песчаную литейную форму изготавливают из песка, поверхностно-активного вещества, воды и жидкого стекла. Молярное соотношение диоксида кремния по отношению к оксиду натрия в жидком стекле составляет от 0,65 до 1,30. Составляющие компоненты перемешивают. Песчаную смесь уплотняют в пространстве для изготовления песчаной литейной формы и отверждают. Обеспечивается улучшение качества отливки за счет подавления получающегося газообразного водорода. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 10 ил.
Изобретение относится к литейному производству. Формовочная смесь содержит заполнитель формовочной смеси и соль органической кислоты. Соль органической кислоты выбрана из группы, состоящей из цитратов, ацетатов, тартратов и их смесей, в количестве от 0,25 мас.% до 5,0 мас.% от массы заполнителя в формовочной смеси. Обеспечивается снижение образования просечек. 7 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Настоящее изобретение относится к литейному производству. Добавка содержит полые алюмосиликатные микросферы в количестве от 90% до 99% и флюс от 1% до 10% от общего веса добавки. Использование добавки при изготовлении литейных форм обеспечивает предотвращение возникновения ужимин в отливках. 9 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил., 6 табл., 4 пр.
Наверх