Связующее для приготовления керамической суспензии

09) 01) СОЮЗ СОВЯТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХРЕСПУБЛИК 1)В 22 С 1/16 О ЕНИЯ 18-20 О, 5-1,0,3-0,стальноОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦ ИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Алтайское моторостроительноепроизводственное объединениеим. ХХЧ съезда КПСС(56) Авторское свидетельство СССР(54) (57) СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ПКЕРАМИЧЕСКОЙ СУСПЕНЗИИ,преимущественно для изгооболочковых форм по выплмоделям, включающее этилацетон, воду, соляную иты, о г л и ч а ю щ е ечто, с целью повышения игаэопроницаемости керамилочек и ускорения их сушдержит воду, предварителрованную до рН 2,0-6,5, пщем соотношении ингредиеАцетонАктивированная водадо рН 2,0-6,5Соляная кислотаСерная кислотаЗтилсиликат О ИГОТОВЛЕ НИЯспользуемойовлениявляемымиликат,ерную кислоя тем,очностиеских обои оно соно активири следуютов, мас.7.:50-521 12Изобретение относится к литейному производству, а именно к получению связующего на основе гидролизованного э глсиликата, примеяемого для приготовления огнеупорной суспензии цри производстве керамических оболочек в процессе литья по выплавляемымоцелям,Цель изобретения - увеличениепрочности, газопроницаемости и ускорение. процесса сушки керамических оболочек,Связующсе приготавливают следую 111 И 11 образом.Б мешалку заливают этилсиликат 40 ц ацегоп, актпнированную воду с рН 2,0-6,5, соляную и серную кислоты ц неремешцвают полученную смесь и тчецс 3-5 минАктНцрованную Воду получают следующим сбразом.Б смкость, Выпол 1 енную из Винигласта и разделенную полупроницаемой перегородкой из брезента, залцнают 20 л водопронодной воды, помещают В емксстп два угольных электрода, подают на электроды постояппый элект рнескцй ток прц напряжении 70 Босу 111 естнлиот электролиз в течене 35 мцн, Прц этом получают актиВированую воду с рН 3,5,Для выбора оптимального состава прготавливают 7 связующих с раз - личнъм содержанием активиронанной воды (см. табл, 1), ъИэ каждого состава связующего п 1 пц отавлцвают суспензию, засыпая в мея:алку со связующцм огнеупорный н а 11 о НИтель - Великодворский пылевидный кварц в соотношении: связующего - 30 мас.7., наполнителя 70 мас,Х и осуществляя перемешивание н гечение 50-60 мин. Таким образом получают семь партий суспензий разлпчпого состава, Из каждого состава суспензии изготавливают 4-х слойные керамические образцы, время сушки кал(дого слоя составляет 2 ч 15 мин. По Я образцов от каждой партии проВеряют по методике НИИТАБТОПР 011 А па прочпость при изгибе на маш 11 е Р 11 Ув сыром состоянии ц после ирокалкц (образцы вынимаются из модельных пластин без выплавки). По семь керамических образцов от каждой 1 артцц проверяют на горячую прочность при 900 С на приборе конструкции ЗИЛа ц у 3-х керамических образцов17549 от каждой партии после цх прокалки при 900 С в течение 1 ч и охлаждения до комнатной температуры определяют гаэопроницаемость по методике НИИТАБТОПРОМА на приборе 0,42 М в патроне специальной конструкции.У 3-х образцов от каждой партии определяют остаточную влажость на кусочках керамики после ее сушки под лампой при 250 С в течение .30 мин по разности весов до и после сушки,510 По 8 образцов из каждого состава суспензии проверяют по методике ШИТАБТОПРОМа на прочность при изгибе на машине Р 11 Ув сыром состоянии и после прокалки (образцы выни 11 аотся иэ модельных пластин без выплавки),По 7 керамических образцов иэ каждого состава проверяют на горяочую прочность при 900 С на приборе конструкции ЗИЛа ц у 3-х керамических образцов для каждого состава по,сле их прокалки при 900 С в течение 50 55 15 20 25 30 35 40 45 Средние значения прочности приизгибе сырых и прокаленных образцов,горячей прочности, гаэопроницаемостии остаточной влах(ности керамическихоболочек приведены в табл. 2,Иэ табл. 2 вдно, что оггимальноесодержане активированной Воды в связуюшем составляет 18-20 мас.Е.Исцьшее содержание приволцт к снижен 11 ю прочности после прокалки и прис,900 С, а также уменьшает газопропицаемость и увеличивает остагочпуювлажность, что можно обьяснить недостаточной просыхаемостью оболочкиза время ее сушки. Содержаиеактивцрованной воды более 20 мас.Хускоряет сушку керами 1 еского г 1 окрътия, но уменьшает прочность керамики,Были проведены сравнительныекерамических обоочек,изготовленных цэ суспензии на основепредлагаемого связующего 11 иэ суспении на осноне известного связующего,где используется дистиллированнаявода, Обе суспензии содержат связующего 30 мас,Х, великодворского пылеипдпого кварца 70 мас.Е. ЗначениярН обоих составов суспензий одинаковы и состанляют 1,21.Из суспенэий иэготанлива;от 4-хслойные керамические образцы. Бремясушки каждого слоя 2 ч 15 мцн.з 12 1 ч и охлаждения до комнатной температуры определяют газопроницаемость по методике НИИТАВТОПРОМА на приборе 042 М в патроне специальной конструкции.У трех образцов из каждого состава суспензии определяют остаточную влажность.Средние значения прочности при изгибе сырых и прокаленных образцов, горячей прочности, газопроницаемости и остаточной влажности керамических образцов приведены в табл. 3.Иэ табл. 3 видно, что прочность сырых и прокаленных образцов для обоих составов находится на одном уровне, Горячая прочность и газопроницаемость керамических образцов на активированной воде выше, остаточная влажность ниже, т.е. оболочка просыхает быстрее.На исследуемых суспензиях проверяется живучесть, для чего проводится замер вязкости по вискозиметру ВЗчерез определенные промежутки времени.Суспензии хранятся в емкостяхс завинчивающимися крышками. Передзамером вязкости суспензия перемешивается вручную в течение 15 мин,Данные замеров сведены в табл.4.1Из табл. 4 следует, что вязкостьсуспензии на активированной воде прихранении возрастает медленнее, т.е.живучесть ее выше,Были проведены испытания для определения влияния содержания в связующем соляной и серной кислот на свойства керамических оболочек, для чего приготавливают связующие с различным содержанием соляной и сернойкислот, составы которых приведеныв табл. 5 и 7, Из указанных в этихтаблицах составов связующих готовятсуспензии с содержанием связующего30 мас.и великодворского пылевидного кварца 70 мас.7., получают изсуспензий керамические оболочкии определяют их свойства.Методики приготовления связующего, суспенэии, керамической оболоч 1ки, испытания оболочки на изгиб,газопроницаемость и остаточную влажность те же, что и в приведенныхиспытаниях, Результаты сведеныв табл. 6 и 8,Из табл. 6 и 8 видно,что оптимальные результаты получены при содер 175494 При рН активированной воды более6,5 суспензия имеет низкую живучесть 45Эбыстро густеет и сворачивается. ПрирН менее 2,0 огнеупорное покрытиепри сушке растрескивается, что приводит к повышенному браку отливокпо порыву керамики и керамическому 50 засору,При рН менее 2,0 и более 6,5 такжезначительно снижается прочность керамики по всем показателям.Таким образом, рекомендуемый диа пазон рН для активированной воды составляет 2,0-6,5. 5 1 О 15 20 25 30 35 40 жании соляной кислоты 0,5-1,0 мас.7.и при содержании серной кислоты0,3-0,5 мас.Е.При содержании соляной кислотыболее 1,0 мас.Е и серной кислотыболее 0,5 мас./ уменьшается прочностькерамической оболочки. Кроме того,реакция гидролиза идет очень быстро,что снижает живучесть суспензии, Присодержании соляной кислоты менее0,5 мас.Е и серной кислоты менее0,3 мас.Е также уменьшаются прочность и гаэопроницаемость керамической оболочки, реакция гидролиэа идетслабо, оболочка сохнет медленнее,что увеличивает продолжительностьее сушки,Для определения влияния величиныводородного показателя рН активированной воды на свойства керамическогопокрытия приготавливают связующиеодинакового состава, мас.7.: активированная вода 19,5, этилсиликат40 29,2, ацетон 50,5, солянаякислота 0,5, серная кислота 0,3,но отличающиеся значениями рН активированной воды, которые приведеныв табл. 9. Из этих связующих готовятсуспензии из соотношения: связующего30 мас,Е, великодворского пыпевидного кварца 70 мас.7., получают изсуспензий керамические оболочки иопределяют прочность керамики приизгибе до прокалки, после прокалкии при 900 С и остаточную влажностькерамики. Результаты испытаний сведены в табл. 9. Методики приготовлениясвязующего, суспензии, керамическойоболочки и испытаний оболочки напрочность при изгибе и остаточнуювлажность те же, что и в предыдущих испытаниях.75496прочностью, более высокой газопроницаемостью,просыхает быстрее и имеет выше живучесть,чем суспензия на известном связующем с дистиллированной водой,121 Из результатов испытаний видно, что суспензия, приготовленная на предлагаемом:связующем с активированной водой обладает лучшей горячей Таблица 1: Количественное содержание ингредиентов в составе связующего,мас, %(партии) Активированная Этилсиликат- Лцетон Соляная кисло- Серная кисловода рП 2,68 "40та та 29,2 4,2 0,3 61,6 8,4 0,5 29,2 0,3 29,2 12,6 575 0,5 52,0 29 2 з15 ь.29,2 0,5 0,3 5 о 0 20,0 0,5 0,3 29,2 44,8 0 5 0,3 Т а б л и ц а 2 Содержание активированной во Остаточная Газопроницаемость оболочПрочность керамической оболочкипри изгибе, кгс/см влажностьоболочки, % ки, ед,В сыром После про- При 900 Ссостоя- калки ды в связующемр мас.% 2,50 1,70 43,7 17,5 18,6 43,5 8,4 1,10 19,0 43,3 12,6 0,85 93,. б 18,0 0,78 0,292 43,11217549 Прочность при изгибе, кгс/см Остаточнаявлажность, 7. Связующее Газопроницаемость,ед. о В сыром После про- При 900 С состоя- калки нии 0,71 О, 371 44,5 23,5 Известное связующее .с дистиллированной водой 42,2 0,269 70,0 0,79 Вязкость, с Суспен зия на Суспензия на дистиллированной активи рованной во воде де 25 Исходная 27,5 б ч 39 33 70 67 69 124 Предлагаемоесвязующее с активированнойводой Продолжительностьвыдержки суспен- зии 1 сут2 сут 3 сут 4 сут 5 сут Та блица 4 Таблица 3127549 Таблица 5 Р состава 0,3 19,5 29,2 50,7 0,3 29,2 0,3 19,5 50,5 0,5 50,2 0,3 0,8 29,2 50,0 0,3 1,0 19 г 29,2 49,8 0,3 Т а б л и ц а 6 1Р сос-Содержатаванпе со- ляной Газ опроницаемость оболочОстаточная влажностьоболочки, 7. ки, ед. В сыром состоякислоты нии 38,7 16,6 87 9 0 43,1 94,2 0,85 42,9 96,4 0,86 18,7 41,7 17,4 89,5 0,79 35,1 72,8 15,9 0,75 Таблица 7 Р сосгава.Состав связуопего, мас,Е 50,6 0,2 29,2 0,5 0,3 50,5 29,2 19,5 0,5 0,5 0,4 0,5 50,4 50,3 29,229,2 19 0,5 0,6 50,2 29,2 Состав связующего, мас.7. Лктивирован- Зтилсиликат - Лцетонная вода 40 Прочность керамической оболочкапрп изгибе, кгс/см После про- Гри 900 Сокалки Лктивпрован- Зтплсиликат - ЛцетонАя вода 40рН=2, 68 Серная кис- Соляная кислота лота 0,273 0,302 0,269 0,297 0,310 Серная кис- Соляная кислота лота12 1217549 Т а б л и ц а 8 Остаточная Газопроницаемость оболочСодержаВ состава влажностьоболочки, Х ние серной киски, ед. лоты 0,2 40,8 80,4 16,6 1,01 0,3 43,1 94,2 19,8 0,85 0,4 42,2 19,9 0,85 44,0 0,5 18,5 95,7 0,82 О,б 39,6 81,9 17,0 0,80 Т а б л и ц а 9 рН активи- рованной Примечание Остаточная влажность оболочки,Х воды До прокалки После про- При(в сыром калки900 Ссостоянии)1 6,98 21,4 43,1 0,97 Обмазка быстро загустевает, сварачивается 6,5 48,2 0,82 6,0 26,3 53,2 0,79 55,1 28,9 0,74 3,52 27,6 55,2 0,67 2,52 60,3 27,9 0,73 99,3 56,5 2,0 24,2 0,88 73,9 0,72 47,8 1,90 23, 1 71,2 Керамическое покрытиепри сушке растрескивается 39,1 Составитель А,МаркевичРедактор И,Касарда Техред М.Надь Корректор В.Бутяга Заказ 1035/14 Тираж 757 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 Прочность керамической оболочкипри изгибе, кгс/см В сыром сос- После про" Притоянии калки 900 С Прочность керамической оболочкипри изгибе, кгс/см 84,6 113,2 106, 1 110. 7 0,269 0,302 О, 291 0,279 0,298