Суспензия

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 2819 С 04 В 35/ гРОИ ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 3 Е НЦ ИСАНИЕ БР Е АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВ(71) Московский авиационский институт им. К,Э,Цио(56) Заявка Японии В 45-2кл. С 04 В 35/14, опубликРыжков Н,ФГининдом вакуумного всасыван ный т лковс Гаран хн логи ого , В,А.Озе 306, 1970,Э,И, Литье метоия. М,; 1982, с, 73(54) СУСПЕНЗИЯ(57) Изобретение м.б, использовано: супензия для электрофоретического формир 35-0 е относится к литейному частности к получению медля литья черных металлов ым перепадом давления и ользовано для изготовления и других изделий из кварце- может найти применение в водстве изделий из кварце 0,1-0,0СтпримемованнОбожжкрытуюсти пр(1300 6 мм 73 аканы и нением ого изд енные ипорист и сжати С - вода пособы введения в тонко- пензию зернистого наполбеспечивает получение щих после спекания откры-15%, прочность на сжаИзвестна такления сталеразкварцевого стеклнистый наполнитлотого кварцевкрупнее 1 мм 6,8 Изобретенпроизводству,таллопроводовпод регулируемможет быть исплитейных формвой керамики илитейном проиваго стекла,Известныдисперсную сунителя, что оизделий, имеютую пористостьтие 50-60 МПа. же суспензия для изготовливочных стаканов из а, содержащая крупнозерель, Зерновой состав моого стекла, %: фракция 1-0,5 мм 28,5; 0,5-0,35 мм вания металлопроводов, литейное производство, в частности получение металопроводов для литья черных металлов под регулируемым перепадом давления, изготовление литейных форм и других изделий из кварцевой керамики, Сущность изобретения: металлопровод изготавливается из кварцевого стекла и дополнительно содержит нитрид бора при следующих соотношениях ингредиентов, мас.,; зернистый наполнитель с раз ером частиц НКС 0.8 мм 34-46, нитрид бора 0,5-2,0, водный шликер непрозрачного кварцевого стекла с размером частиц не более 50 мкм - остальное. Суспензия устойчива. Полученные изделия имеют открытую пористость 9-10%, прочность при сжатии 35-86 МПа. 4 табл. 2 мм, 0,2-0,1 мм 29,2: ; мельче 0,06 мм 6,1,зготавливают вибролитьем с вакуума, Цикл сушки отфорелия составляет около 3 сут, ри 1200 С изделия имеют отость 12-13%, предел прочно- и 70-75 МПа, термостойкость ) 50 теплосмен. Наиболее близким к изобретению является огнеупорный материал, содержащий порошок кварцевого стекла размером более 250 мк с зернами порошка кварцевого стекла размером менее 44 мкм (содержание последних зерен в смеси составляет 10-70 мас.о/о от общего количества кварцевого стекла), и в эту смесь на 100 мас,ч, порошка кварцевого стекла вводят 0,1-5 мас,ч, коллоидной двуокиси кремния и 5-30 мас.ч. воды, затем смесь формируют и обжигают при 1300 С.Недостатком такой суспензии являетсято, что изготовленный из нее металлопровод обладает малой прочностью на сжатие68 МПа, высоким коэффициентом термического расширения в интервале 20-1000 С, 5равным 0,54. 10, и небольшим срокомслужбы 34-36 циклов погружения в расплавстали с температурой 1600 С. Кроме того, вусловиях литья методом вакуумного всасывания высокая пористость такого металлопровода (она составляет 16 ) приводит кподсосу воздуха через непогруженнуюстенку металлопровода, что вызывает браклитья по газовым раковинам. Недостаткомявляется также необходимость спекания 15металлопровода при 1300 С,Целью изобретения является увеличение срока службы металлопровода за счетувеличения прочности, термостойкости врасплаве черных металлов, уменьшение пористости металлопровода, снижение температуры обжига,Поставленная цель достигается тем, чтосуспензия для электрофоретического Формования металлопроводов, содержащая 25водный шликер кварцевого стекла и активатор спекания, дополнительно содержиткварцевое стекло зернистой Фракции, а вкачестве активатора спекания - нитрид бора при следующем соотношении ингредиентов, мас. : зернистый наполнитель сразмером частиц кварцевого стекла менее0,8 34,5-46; нитрид бора 0,5-2,0; водныйшликер кварцевого стекла с размером частиц менее 50 мкм остальное.В состав суспензии для изготовленияметаллопроводов входит водная суспензиякварцевого стекла (шликер), наполнитель -размельченное кварцевое стекло марки КН 531 и активатор спекания - нитрид бора, 40Водный шликер получают помоломкварцевого стекла в шаровых мельницах втечение 20 ч. Для изготовления металлопроводов шликер должен иметь следующие характеристики; вязкость по ВЗ75 с, 45влажность относительную при 20 С 21 ,плотность 1,77 г/см,Наполнитель получают помолом кусковкварцевого стекла в валковой дробилке споследующим просеиванием через механическое сито. Размер зерна наполнителя должен быть менее 0,8 мм,Приготовление суспензии производится следующим образом,В емкость смесителя (растворомешалка) загружают наполнитель, нитрид бора и 55перемешивают в течение 22 мин, затем заливают шликер и тщательно перемешиваютдо получения однородной массы в течение10 мин,Зерновой состав суспензий являетсяодним из основных факторов, определяющих плотность упаковки массы при формовании, ее литейные свойства, а такжепористость и прочность керамических изделий,В целях определения оптимальных размеров зернистого наполнителя и размеровчастиц шликера проводят исследования, резугьтаты которого представлены в табл. 1,При электрофоретическом формованииметаллопровода прочность осадка зависитот размера частиц шликера.Как видно из табл, 1, необходимая технологическая прочность осадка приэлектрофоретическом формовании металлопровода наблюдается у шликера с размером частиц менее 50 мкм. Размерзернистого наполнителя суспензии влияетна плотность осадка,Характеристики суспензии даны втабл. 2.Че больше размер зерна, тем вышеплотнссть осадка при электрофоретическомФормовании. При увеличении размера зернистого наполнителя снижается устойчивость суспензии, растет логарифм скоростиосаждения частиц,Таким образом, как видно из табл. 2, дляполучения качественного, однородногоосадка с плотностью до 1,86 г/см кварцезваго стекла должно быть менее 0,8 мм.Для экспериментальной проверки состава сначала подготовляют 5 смесей, изкоторых 2,3,4 показывают оптимальный результат, Качество полученных из проверяемых составов проверяют визуально, поплотности осадка при формовании в полепостоянного тока с плотностью тока 0,150,5 10 А/мм .Результаты испытаний даны в табл, 3и 4,Затем исследуют еще пять составов дляопределения оптимального содержаниянитрида бора, Прочность и пористость определяют после предварительной термообработки при 1000 С,Как видно из табл, 4, оптимальными являются составы 7-9 с содержанием нитридабора 0,5-2 мас, , обеспечивающим необходимую технологическую прочность не ниже 35 МПа и минимульную пористость невыше 10 ,Проводят сравнительные исследованиясвойств металлопровода, полученного изпредлагаемой суспензии и известной,Открытую пористость определяют гидростатическими взвешиванием по ГОСТ2409-67, скорость растворения материаламеталлопровода определяют по убыли его1728193 Таблица 1 25 Табл и ца Размер кцевого стемм саждение,/Плотность садка, г/см 3,2 неустоичся расслТо жеимеет прчи вость,учения одосадкаия устойТо же успензия блюдае,89 ,86 едельно еобходи нородно Суспензия малую устой мую для пол го Суспенз1,84 1,81 0,6 0,4 веса через 90 мин прибывания в расплаве шлака. Термостойкость металлопровода определяют количеством циклов погружения его в расплав стали ВНЛ-З, имеющейтемпературу 1590 С, до появления трещин,Результаты испытаний приведены в табл. 5,Как видно из табл. 5, металлопровод, изготавливаемый из предлагаемой суспензии, обладает повышенной стойкостью в расплаве черных металлов, прочностью и плотностью по сравнению с известной суспензией,Из табл. 5 следует, что металлопровод, изготовленный из предлагаемой суспензии, обладая более высокими физико-механическими свойствами и большим сроком службы, обеспечивает значительное повышение производительности труда установок литья черных металлов под действием регулируемого перепада давлений, снизить температуру обжига с 130 до 1000 С,Снижение пористости металлопроводас 16 Д у известной до 8-10 О у предлагаемой суспензии позволяет повысить качество литья за счет устранения инжекции воздуха 5 через стенки металлопровода.Ф ор мул а изобретения Суспензия, преимущественно для электрофоретического формования металлопроводов, содержащая водный шликер 10 кварцевого стекла с размером частиц менее50 мкм и активатор спекания, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения прочности, термостойкости, срока службы керамических иэделий и уменьшения их 15 пористости, она в качестве активатора спекания содержит нитрид бора и дополнительно кварцевое стекло фракции менее 0,08 мм при следующем соотношении ингредиентов, мас,о: нитрид бора 0,5-2,0; кварцевое 20 стекло с размером частиц менее 0,08 мм34,5-46,0; водный шликер кварцевого стекла с размером частиц менее 50 мкм остальное,арактеристика суспензии1728193 Таблица 3 Условнаявязкость, с Оценка качества Состав Водныйшлике Нитрид боа30 86 22 68 0,5 15 58-60 34-36 Со е жание компонентов, мас.о Свойства металлопровода Массовая доля, % Нитрид бора Коэффициент термического расширения в интервале температур 20 - 1000 С 10,"С Пористость, % Прочность при изгибе при 1000 С,МПа Прочность при сжатии, МПа Скорость растворения огнеупора в основном шлаке, г/мин Срок службы (количество циклов погружения металлопровода в расплав стали ВНЛпри 1590 С до появления т ещинОболочка имеет незаливы, на рабочей поверхности пустоты, к использованию не пригоднаОболочка имеет незначительные незаливы на торцовой, нерабочей поверхности, к использованию пригодна Оболочка плотная, к использованию пригодна Оболочка плотная, имеет единичные, не сквозные трещины, пригоднак использованию Оболочка имеет сквозные трещины, оболочка не пригодна к использо- ванию Показатели ля с спензии