Способ изготовления керамических изделий

 

ОП ИСАЙИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (<>i939207 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено !1.06.80 (21) 2957461/29-33 с присоединением заявки №вЂ” (23) П риоритет— (51) М.К .

В 28 В 1/26

Гееудлрствевный квмитет

СССР

Опубликовано 30.06.82. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 05.07.82 (53) УДК 666.76 (088.8) пв делам изобретений и еткрмтий (72) Авторы изобретения,Л. П. Иванова,,Л. В. Сатаева, А. Г. Белогрудов, А. Г. Ромашин, Ю. И. Келии и А. А. (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКИХ

ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к технологии изготовления керамических изделий, например крупногабаритных тиглей, методом горячего литья из термопластичных шликеров и может найти применение в огнеупорной, керамической, металлургической и других отраслях промышленности, где организовано производство подобных изделий. Необходимость в габаритных изделиях из трубозернистых термопластичных суспензий диктуется повышением требований к их термостойкости. В частности, требуются тигли, которые бы длительное время работали без разрушения в контакте с расплавами металлов при 1600 — 1700 С, испытывая длительные термические нагружения.

Известен способ изготовления керамических изделий путем приготовления шликера со средней зернистостью 0,003 мм с после дующим горячим литьем под давлением с вибрационным воздействием с частотой не менее 8000 Гц и амплитудой колебаний

0,002 — 0,003 мм и обжигом (1).

Однако этим способом невозможно получить габаритные изделия с равномерным распределением наполнителя по высоте, в результате чего изделия имеют низкую термо2 стойкость и в процессе эксплуатации таких тиглей наблюдается их разрушение.

Цель изобретения — повышение ресурса работы изделий.

Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления керамических изделий, включающем приготовление шликера из высокоглиноземистого наполнителя с размером частиц 0,001 — 0,006 мм, формование путем горячего литья в формы с одновременным вибрационным воздействием и обжиг, в шликер вводят муллит с размером частиц

0,1 — 2,0 мм в количестве 30 — 50 вес. формование осуществляют при температуре формы 30 — 42 С, амплитуде колебаний 0,2—

0,3 мм, частоте 60 — 110 Гц, а обжиг осущест>s вляют при 1450 — 1580 С в течение 4 — 8 ч.

Фракционный состав муллита и его содержание обусловлены термостойкостью материала. При введении муллита в количестве менее 30 вес. % и размере зерен менее 0,1 мм изделия имеют низкую термостойкость. При содержании муллита более 50 вес. % и размере зерна более 2 мм термостойкость материала сохраняется высокой, но резко уменьшается механическая прочность. При использовании холодной формы шликер в

939207

35

0,2

0,25

0,3

80

110

0,1 — 2

0,1 — 2

0,1 — 2

45

1580

1450

1500

Время выдержки, ч момент заполнения быстро застывает, в результате заготовка получается с внутренними пустотами. При подогреве формы до температуры выше 42 С отливка прилипает к форме, а в случае охлаждения ее ниже

30 С происходит резкая усадка отливки и появление трещин.

При частотах более 110 Гц или менее

60 Гц неравномерность распределения грубозернистого наполнителя по высоте изделий увеличивается, так как при малых частотах (< 60 Гц) зерна грубозернистого наполнителя успевают оседать, а при больших частотах () 110 Гц) они не успевают среагировать на колебания, оседают на дно формы. При амплитуде (0,2 мм неравномерность распределения грубозернистого напол- 15 нителя по высоте изделия возрастает, так как зерна муллита не ощущают колебаний. При амплитуде >0,3 мм возрастает амплитуда колебаний матрицы относительно пуансона, в результате отливка получается разнотолщинной.

Окислительная атмосфера при обжиге определяется химическим составом материала, а именно наличием двуокиси титана. Поскольку Ti является катионом переменной валентности и даже в слабо восстанови- 25 тельной среде Ti 4ìîæeò переходить в Т1+, этот переход сопровождается нарушением фазового состава материала, и термостойкость материала резко уменьшается.

При температуре обжига ниже 1450 С и времени выдержки менее 4 ч материал не успевает спекаться, фрагментарная структура не формируется, термостойкость низкая.

При температуре выше 1580 С и выдержке более 8 ч наблюдается явление пережога, сопровождающегося уменьшением прочности и увеличением открытой пористости.

Температура формы, С

Амплитуда, мм

Частота, Гц

Размер зерна муллита, мм

Содержание муллита, %

Температура обжига, С

Влияние режима формования на свойства изготовляемых изделий приведено в таблице.

Применение тиглей вместо ранее использовавшихся набивных позволяет увеличить выход годных изделий после люм-контроля

Способ осуществляется следующим образом.

Смесь из технического глинозема, углекислого стронция, двуокиси титана, кварцевого песка и борной кислоты увлажняют водным раствором декстрина, гранулируют на протирочном сите, обжигают при 1300—

1400 С. Полученный спек подвергают тонкому помолу до размера частиц 1 — 6 мкм.

В тонкомолотый порошок добавляют 8,5% парафина, 2 — 4/О воска и 0,6/О олеиновой кислоты. Полученную смесь перемешивают в течение 1 ч при 65 — 80 С и добавляют в нее 45 вес. /е грубозернистого наполнителя в виде спеченного или электроплавленного муллита с размером зерен О,1 — 2,0 мм, затем снова перемешивают в течение 1 ч при той же температуре, Приготовленный таким образом грубозернистый термопластичный шликер заливают в форму, предварительно подогретую до 30 — 42 С, при одновременном воздействии вибрационных колебаний с частотой 60110 Гц и амплитудой 0,2 — О;3 мм. Вибрационные колебания передаются форме от стола вибростенда, при этом форма на вибростенде жестко не закрепляется. Время воздействия вибрации определяется от момента начала заливки шликера в форму до полной кристаллизации его в форме. Г1осле заполнения формы шликером ее охлаждают до 20 — 30 С, разбирают, сформованный тигель снимают с пуансона. Тигли-сырцы подвергают предварительному обжигу в засыпке из глинозема при 1000 С, а затем окончательному обжигу в окислительной атмосфере при

1450 — 1580 С в течение 4 — 8 ч.

Пример. Формование изделий осуществляют при следующих режимах: с первого предъявления с 28 до 67 /О, уменьшить брак по засору на 35 — 450/О и увеличить общий выход годных изделий на 10—

15/О. Экономический эффект от внедрения тиглей, изготовленных по предлагаемому способу, составляет 3 млн. руб. в год.

939207

Ресурс работы тиглей, число заливок

Разница в содержании налолнителя по высоте в сырце, %

Способ

Предлагаемый

1,5 — 2

1,2 — 2,0

1,5 — 2

Известный

70

Формула изобретения

Составитель В. Соколова

Редактор И.Михеева Техред A. Бойкас Корректор Г. Or.ap

Заказ 4556/23 Тираж 604 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная. 4

Способ изготовления керамических из-. делий, включающий приготовление шликера из высокоглиноземистого наполнителя с 20 размером частиц 0,001 — 0,006 мм, формование путем горячего литья в формы с одновременным вибрационным воздействием и обжиг, отличающийся тем, что, с целью повышения ресурса работы изделий, в шликер

200 — 220

210 — 240

220 — 250 вводят муллит с размером частиц 0,1 — 2,0 мм в количестве 30 — 50 вес. о/о, формование осуществляют при температуре формы 30 — 42 С, амплитуде колебаний 0,2 — 0,3 мм, частоте

60 — 110 Гц, а обжиг осуществляют при 1450—

1580 С в течение 4 — 8 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 473603, кл. В 28 В 1/24, 1973.