Способ изготовления керамических изделий

ОП ИСАЙИ Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1,939207(23) Приоритет -В 28 В 1/26 Гесудлрствевный квмитвт СССР Опубликовано 30.06.82. Бюллетень24Дата опубликования описания 05.07.82пв делам изобретений и еткрмтий. Иванова, Л. В. Сатаева, А. Г. Белогрудов А. Г. Ромашин, Ю. И. Келии и А. А,71) Заявите 54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ КЕРАМИЧЕС ИЗДЕЛИЙплуатации такирушение.вышение ресу 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 керами ческих 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 термостоикость и в процессе экс х тиглей наблюдается их разЦель изобретения - по Р- са 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. 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. о/О и размере зерна более 2 мм термостойкость материала сохраняется высокой, но резко уменьшается механическая прочность. При использовании холодной формы шликер в939207 30 35 42 0,2 0,25 0,3 60 80 110 0,1 - 2 0,1 - 2 0,1 - 2 30 45 50 1580 1450 1500 Время выдержки, ч момент заполнения быстро застывает, в результате заготовка получается с внутренними пустотами. При подогреве формы дотемпературы выше 42 С отливка прилипаетк форме, а в случае охлаждения ее ниже30 С происходит резкая усадка отливки ипоявление трещин.При частотах более 110 Гц или менее60 Гц неравномерность распределения грубозернистого наполнителя по высоте изделийувеличивается, так как при малых частотах( с 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 наполнителя по высоте изделия возрастает, так какзерна муллита не ощущают колебаний. Приамплитуде 0,3 мм возрастает амплитуда колебаний матрицы относительно пуансона,в результате отливка получается разнотолщинной,Окисл ительная атмосфера при обжигеопределяется химическим составом материала, а именно наличием двуокиси титана, Поскольку Т 1 является катионом переменнойвалентности и даже в слабо восстановительной среде Т 14 может переходить в Т 1",этот переход сопровождается нарушениемфазового состава материала, и термостойкость материала резко уменьшается.При температуре обжига ниже 1450 Си времени выдержки менее 4 ч материал неуспевает спекаться, фрагментарная структура не формируется, термостойкость низкая.При температуре выше 1580 С и выдержкеболее 8 ч наблюдается явление пережога,сопровождающегося уменьшением прочности и увеличением открытой пористости. Температура формы, САмплитуда, ммЧастота, ГцРазмер зерна муллита, ммСодержание 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 0,60/О олеиновой кислоты. Полученную смесь перемешивают в течение 1 ч при 65 - 80 С и добавляют в нее 45 вес. % 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 грубо- зернистый термопластичный шликер заливают в форму, предварительно подогретую до 30 - 42 С, при одновременном воздействии вибрационных колебаний с частотой 60- 110 Гц и амплитудой 0,2 - 0;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. Г 1 осле 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%, уменьшить брак по засору на 35 - 450/О и увеличить общий выход годных изделий на 10 - 150/О. Экономический эффект от внедрения тиглей, изготовленных по предлагаемому способу, составляет 3 млн. руб. в год.939207 Ресурс работытиглей, числозаливок Разница в содержаниинаполнителя по высотев сырце, % Способ Предлагаемый 11,5 - 2 1,2 - 2,0 1,5 - 2 Известный 15 70 Формула изобретения Составитель В. Соколова Редактор И.Михеева Техред Л. Бойкас Корректор Г. Огар Заказ 4556/23 Тираж 604 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Способ 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 ммв количестве 30 - 50 вес. о/о, формование осуществляют при температуре формы 30 - 42 С,амплитуде колебаний 0,2 - 0,3 мм, частоте60 - 110 Гц, а обжиг осуществляют при 1450 -1580 С в течение 4 - 8 ч.Источники информации,принятые во внимание при зкспертизе1. Авторское свидетельство СССРМа 473603, кл. В 28 В 1/24, 1973,