Шихта для изготовления керамического материала

ОП ИСАН И ЕИЗОЗРЕТЕН ИЯН АВТОРС НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСфциаиистичесиихРесиубиик) ШИХТА.ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕСКМАТЕРИАЛА ми ю лот Изобретение относится к керамическому производству и может бытьиспользовано для изготовления кераческих иэделий с низкой пористостьи высокой механической прочностьюкак при 20 С, так и при 950-1050 С,применяемых в качестве керамическихвставок щтампового инструмента,В настоящее время разрабатываетсятехнология изготовления. ответственных деталей иэ жаропрочных сплавов вметодом иэотермического деформирования. Деформирование осуществляетсящтамповым инструментом иэ дорогостоящих дефицитных жаропрочных сплавов наникелевой основе, которые в процессеработы требуют алмазной обработки.Предполагается применять щтамповый инструмент с вставками из менеедефицитных недорогих керамических материалов, способных выдерживать нагрузки 250-450 МПа при 950-1050 ф С.При этом керамические вставки должныиметь строгую геометрическую форму и. малую пористость, не содержать дефектов в виде раковин и трещин, не взаимодействовать с материалом щтампуемыхдеталей.Известна шихта для изготовления керамических плотных иэделий на основеглинозема (81-943) и циркона (16-263)методом прессования тонких порошковс размером зерен 2-5 МКМ 1.Однако для получения из этой аихтыматериала с прочностью при .сжатии( бсти,) 300-600 МПа необходима температура обжига 1750 С с. выдержкой6 ч. При этом величина усгдки составляет 13, что не позволяет сохранитьгеометрическую Форму керамическихвставок,Наиболее близкой к изобретениюявляется щихта для изготовления иного корундоцирконового огнеупора,содержащая, Ф: электрокорунд - 8092,5; 2 г 50, - 7,5-20, спрессованныйна связке из водного раствора сульфитноспиртовой барды (ССБ). Исходные4,2-7,4 3 10022компоненты имели размер зерен 2-5 мкмпосле грануляции: 2-0,5 мм 604, ме. нее 0,5 мм 403; Давление прессованиясоставляло 25 МПа 1 2 )Однако этот огнеупор из этой массы для достижения сс = 300-600 МПадолжен обжигаться при 1750 ОС с выдержкой 6-12 Ч. При этом усадка ссставляет 13-153, что также недопустимо. Кроме гого, сырцы на ССБ недо" 30статочно прочны, что может приводить,к разрушению при транспортировке.Целью изобретения является повышение прочности и уменьшение усадкипри одновременном снижении темпера1 уры обжига.Поставленная цель достигается тем, что шихта для изготовления керамического материала, включающая электрокорунд, и циркон, дополнительно содержито плавленый магнезит и кремнийорганическую смолу при следующем соотношениикомпонентов,Ф:Электрокорунд 67,4-80,9Циркон 12, 8-22, 6 25ПлавленыймагнезитКремнийорганическая смола 2,1-2,6Электрокорунд взятс целью уменьше- зоlния усадки изделий. Для снижения температуры спекания электрокорунда вводится плавленый магнезит. Кроме того, спеканию способствует кремнезем, вводимый с технологической связкой (раствором смолы Кв ацетоне при соотношении 1:1, Ксодержит. 50 510 50 ьлетучих компонентов) .Б процессе обжига Уг 510 разлагается на 510 и ЕгО 5 10 в основном об. разует стеклофазу, а частично вступает в реакцию с А 10, образуя муллит. ЕгОсовместно с муллитом способствуетповышению термостойкости изделий,При введении А 10, МпО, Уг 5104ниже указанных количеств не удаетсяполучить образцы с низкой пористостью. При введении этих компонентов в количестве выше указанных величин снижается высокотемпературная прочность.При использовании Кв количествениже 211 отсутствует полное смачивание пресспорошка и образцы не пропрессовываются. При введении Квыше 2,6 удлиняется время сушки массы,55Ниже приведеяы составы исследуемых масс (см. табл.1).Все орошки использовали в тонко- молотом ниде (размер зерен менее 71 420 мкм), Помол проводили в керамических мельницах с корундовой Футеровкой (в отличие от прототипа),что позволило значительно сократитьвремя изготовления образцов за счетисключения операции отмывки мате"риалов от железа.Электрокорунд и магнезит мололи ввибрационной мельнице, а циркон - вшаровой мельнице.Молотые порошки смешивали в указанных количествах с раствором К,Затем. подсушивали на воздухе в течение 10 мин, и гранулировали путемпротирки через сито с диаметром отвертсий 1,2 мм.Образцы ( диаметр 30-50 мм, высота 40-60 мм) прессовали при удельномдавлении 100 МПа, обжигали при 1580 Сс выдержкой 2 ч,Сырые образцы практически сразуже после прессования имели высокуюпрочность (выше в 1,5-2 раза, чемсверцы прототипа) и не рассыпалисьпри транспортировкеВ табл,2 показаны основные свойства обожженных образцов в зависимостиот их состава. Образцы имеют приоменьшей температуре обжига (1580 С)более низкую величину усадки (4,1-.6,0 Ф ) большее значение прочности(при 20 С 620-650 МПа, при 1850 С350-380 МПа) практически при одинаковых значениях пористости.Полученные значения прочностиудовлетворяют требованиям, предъявляемым к материалам керамическихвставок штампового инструмента вустановках изотермического деформирования 250-1450 МПа при 950-1050 С.оЗа базовый вариант взят применяемыйв настоящее время штамповый инструментиз дорогостоящих дефицитных никелевых сплавов типа ЖС 6 К. Такой штампза счет высокой пластичности никелевого сплава в процессе работы при950-1050 С изменяет форму и часто при.липает к материалу штампуемой детали,что недает возможностиполучать качественные детали, Поэтому в процессе штамповки штамп подвергают алмазной доводке.Замена существующих штампов наштамповый инструмент с керамическимивставками позволит повысить его работоспособность за счет сохранения формыи размера вставок в течение длительного времени работы. Отсутствие взаимодействия не потребует алмазной доработки штампов.1002271 бТ а б л и"ц а .1 нент Состав 1 Состав 2 Компо Состав 3 80,9 Электрокорунд 74.15 67,4 17,7 22,6 5,8 7,4 12,8 Циркон 4,2 Плавленый магнезит Смола кремнийорганическая 2,6 2,1 2,35 Таблица 2 Свойства образцов из предлагаемых составов в сравнении с прототипом Прототип Методикаиспытаний Предлагаемые составы .1:Свойство 1 2 3 Линейная усадка,ГОСТ 2409-67фФормула изобретения Плавленый 4,2-7,4 магнезит Кремнийорганическая смола 2,1-2,6ВНИИПИ Заказ 1716/8 Тираж 620 Подписное Филиал ППП ффПатент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 ао. Шихта для изготовления керамического материала, включающая электрокорунд и циркон, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения прочности, уменьшения усадки, при одновременном снижении температуры обжига, она дополнительно содержит плавленый магнезит .и кремнийорганическую смолу при сле.дующем соотношении компонентов, мас.Ф:Электрокорунд 67,4-30,9 Циркон 12,8-22,6 Источники инФормации;принятые во внимание при экспертизе11. Рвторское свидетельство СССР Ю 296736; кл. С 04 В 35/10,.1963.2, Получение и свойства корундоцирконовых огнеупоров. "Огнеупоры", 1972, М 2, с,31-37 прототип),