Термопластичная связка для оформления керамических деталей горячим литьем под давлением

Изобретение относится к составутермопластичных органических связокдля формонания керамических деталейметодом горячего литья под данлениеми может быть использовано в электронной, радиотехнической, электротехнической, авиационной и других областях техники при изготовлении керамических деталей различного назначения: изоляторон, нынодон и нводонэнергии, подложек и т,п.Изнестно использование н качестве термопластичных органических снязок для горячего литья сплавов наоснове парафина с понерхностно-ак"тинными нещестнами (ПАВ): воском, 15олеиноной, стеариновой, пальмитинонойкислотами и т.п, - которые вводятсян керамические массы, как правило,н пределах 10-165, и зависимости отдисперсности и состава минерального 20порошка ) 1 ) - 4 .,Известна также комбинация на основе парафина с использонанием н качестве ПАВ воска пчелиного и олеиноной кислоты 5, 25Наиболее близким к изобретениюявляется состан, н котором понышеносодержание ПАВ; воска пчелиного 121 5, олеиноной кислоты 7-8 ( б).Самой ответственной технологичес 30кой операцией при получении качественных деталей, оформленных горячимлитьем, является удаление (пиролиз)органической сняэи. При изнестнойтехнолагии керамики удаление снязки(преднарительный обжиг) осущестнляется в адсорбенте при длительных ступенчатых режимах, продолжительностькЬторых колеблется от 10 ч до нескольких суток, н зависимости от конФигурации, размерон деталей и дисперсности минеральной составляющей1 Д и 3,Недостатком указанных состанон связок является ограничение по ноэможности получения деталей с большой толщиной стенки или сплошных больших габаритов. Причем для каждого мате" риала максимально возможная толщина стенки для годных иэделий обратно пропорциональна дисперсности минеральной композиции (1 и Г 5) и составляет, например, 40 мм для стеатитоной керамики (СК), полученной, из сырья дисперсностью 2500-3500 см 7 г или 4 мм для керамики на основе нитрида алюминия (Нитал), полученной из шихты дисперсностью 10000- 14000 см г.Уменьшение скорости нагрева н предварительном обжиге и изменение 60 состанон связок н указанной системе парафин - ПАВ не приводит к положительным результатам. Практически 100 деталей, имеющих толщину стенки, более указанной для соответствующе го материала, бракуется по наличиютрещин, расслоений, рыхлот. Брактолстостенных деталей при удалениисвязки объясняется ме низмом ее удаления. Основными причинами брака являются следующие одновременно идущиепроцессы (1) и 2.Для полного пиролиэа связки необходим постоянный доступ кислородапо всему сечению деталей. Кислороддоставляется воздухом (при омынаниидеталей) н процессе обжига. В толстостенных деталях к внутреннимслоям доступ ноэдуха затруднен, нсвязи с чем высокомолекулярные органические соединения, не получая достаточного количества кислорода,разлагаются с выделением большогоколичестна газообразных продуктов,которые разрушают детальПри затрудненном доступе ноздухапроисходит также сухая перегонкаорганических веществ (коксонание),Причем процесс коксования длятолстостенных деталей начинается нинтернале интенсивного удаления снязи. Процукты коксонания закупоринают поры изделия, тем самым тормозя удаление связки, что и приводитк разрушению последних. При нормально протекающем процессе удалениясвязки коксонаниеидет на последних стадиях удаления сняэки (180240 С), когда ее остается 1-2, иоудаление такого малого количествасвязки не сказывается на качестве деталей,Целью изобретения является понышение выхода годных и обеспечение воэможности увеличения толщины стенки деталей н 1,5-2 раза.Поставленная цель достигается тем, что термопластичная снязка,нключающая парафин, ноак пчелиный, олеиноную кислоту, дополнительно содержит сублимационный клей на основе Фреона и алкилбензола при следующем соотношении компонентов, мас,Ъ:Парафин 27-46,5Воск пчелиный 5,2-9,0Олеиноная кислота 2,8-4,8Клей сублимационный на осноне фреона и алкилбенэола 40-65За счет более раннего н сравнении с парафином началом сублимации (испарения) клея расширяется температурный интервал удаления сняэки н самом опасном участке. Так, при удалении традиционных парафиионых связок их наибольшее количестно (60) удаляется н интернале 100-200 С, как раз н этом интервале и происходит разрушение детали: треск, нспучинание и т.п, введение сублимационного клея расширяет температурный интервалопасного участка при удалении связки почти в 2 раза. Начало сублимации клея ЗОВ С и интервал удаления всей связки расширяется до 170 С (30- 200 С), против 100 С для парафина. Кроме того, клей, удаляясь раньше параф на, как бы прокладывает ему ходы, по которым и уходит парафиновая связка.Предлагаемое количество клея в составе связки обосновано тем, что минимальное количество клея - это предел, когда начинает сказываться положительный эффект при удалении связки из толстостенных деталей; максимальное количество - это предел, 15 выше которого значительно ухудшаются литейные качества термопластичных шлик еров .П р и м е р 1 Перед приготовлением шликера взвешивают компоненты :связки в требуемом соотношении.Готовят шликер из массы 22 ХС (дисперсность 4500-5500 см/г) . В предварительно прогретуюс шарами мельницу горячего смешения (МГС), при соотношении материал шары 1:1, загружают прокаленный при 400 С порошок, предварительно охладив его до 100-110 фС, и компоненты связки. Время смешения 4-5 ч, Температура шликера 7 5-80 С.Из приготовленного шликера горячим литьем оформляют конус (толщина в отливке 35 мм) и цилиндр (сплошной) диаметром 55 мм при давлении 2,0 атм и температуре 68 С, Причем время выдержки конуса 120 с, а цплиндра - 65-80 с.Отлитые детали поступают на операцию предварительного обжига, окончательный обжиг проводят в горновых 40 печах при 1650 С с выдержкой 4-5 ч. П р и м е р 2. Готовят шликер иэмассы Сапфирит(дисперсность8000-8500 см /г)Прокалку массы СаПфиритапроводят до 000 С,Приготавливают шликер аналогичнопримеру 1,Методом горячего литья аналогичнопримеру 1 оформляют цилиндр (толщина в отливке 18 мм), время выдержки30 с,Предварительный выжиг в печи пеориодического действия 72 ч до 1250 Сс подъемом температуры по 10-20 Св час и выдержками 2-3 ч в интервалеотемператур 100-300 СОкончательный обжиг в горне до1750 С,П р и м е р 3. Перед приготовлением шлихера взвешивают компонентысвязки в требуемом соотношении.Готовят шликер иэ массы Ннтал(на основе нитрида алюминия, дисперсность 11-13000 см/г),Сушку массы Ниталпроводят до110-120 С .Приготавливают шликер аналогичнопримеру 1.Методом горячего литья под давлением оформляют стержни (в отливкедиаметр 8 мм) при давлении 2,0 атми температуре 70 С, время выдержки25-30 с.Предварительный выжиг в печи периодического действия в среде азота72 ч до 800-850 С с подъемом темпеоратуры по 10-20 С в час и выдержками2-3 ч в интервале температур 100-,.300 СОкончательный отжиг в печи СШВЛдо 1850 С 1 ч в среде азота,Полученные данные представленыв таблице.х 3 х О ход ЭОН ноо хдо цох со о счЪ Л л1о м оО 4 л О 1 Ф 1 СЭ сф о й Р л о О СО1 а о МЪ Гфщ нх х 1 Э х 1 б О 3 1 о к 1 ьд 1 до 1 О 3 О О ФЬ с с м и м м л СЭ м л Л (Ч л а о Ъ м л,1,й Ох хД 0о о3 вах мЭ дцд Эоэ хО до хдхон1н ц0 Х3 ох 0е 3одйе Фхц ЯЦэо нед о одОнх д03 Щ фЭ 3о цхе Э фж 3Эод д фхх хд3; Е Е фэ х3д дн йлхк мнц 3" аоо ое он ЪФ 1с дВюдх ьнххен д3,ндоенхЭОдсхнхЭООЮоэ ою хвь 3 охноЕхоощбоьд1024438 Составитель Н. СоболеваРЕдактор О. Юрковецкая Техред А,Бабинец Корректор С. Шекмар Заказ 4325/21 Тираж 622 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП ффПатентф, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 Изобретение обеспечивает расширение ассортимента деталей с толщиной стенки в 1, 5-2, 5 раза большей, чем изготовленные на известной термопластичной связке; увеличение электрической прочности керамических 5 изоляторов при увеличенной толщинестенки и меньших габаритах деталей 1возможность создания сложных и болеенадежных металлокерамических узлови керамических конструкций различныхгабаритов и конфигураций.