PL235731B1 - Kompozycja warstwy ceramicznej do wytwarzania formy odlewniczej i innych wyrobów - Google Patents
Kompozycja warstwy ceramicznej do wytwarzania formy odlewniczej i innych wyrobów Download PDFInfo
- Publication number
- PL235731B1 PL235731B1 PL404355A PL40435513A PL235731B1 PL 235731 B1 PL235731 B1 PL 235731B1 PL 404355 A PL404355 A PL 404355A PL 40435513 A PL40435513 A PL 40435513A PL 235731 B1 PL235731 B1 PL 235731B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- ceramic
- mass
- composition
- ceramic material
- liquid
- Prior art date
Links
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims abstract description 98
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 30
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 55
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 51
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims abstract description 51
- 229910052840 fayalite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- 229910052839 forsterite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 45
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 23
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 20
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims abstract description 16
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- 229910052634 enstatite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910052889 tremolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- BBCCCLINBSELLX-UHFFFAOYSA-N magnesium;dihydroxy(oxo)silane Chemical compound [Mg+2].O[Si](O)=O BBCCCLINBSELLX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- NWXHSRDXUJENGJ-UHFFFAOYSA-N calcium;magnesium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Mg+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O NWXHSRDXUJENGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 229910052637 diopside Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 5
- -1 5-15% Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052909 inorganic silicate Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 13
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 10
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 9
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 9
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 7
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 5
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 5
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000906 Bronze Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 3
- 239000010974 bronze Substances 0.000 description 3
- KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N copper tin Chemical compound [Cu].[Sn] KUNSUQLRTQLHQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 3
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YQOPHINZLPWDTA-UHFFFAOYSA-H [Al+3].[Cr+3].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [Al+3].[Cr+3].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O YQOPHINZLPWDTA-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007712 rapid solidification Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C3/00—Selection of compositions for coating the surfaces of moulds, cores, or patterns
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C1/00—Compositions of refractory mould or core materials; Grain structures thereof; Chemical or physical features in the formation or manufacture of moulds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C13/00—Moulding machines for making moulds or cores of particular shapes
- B22C13/08—Moulding machines for making moulds or cores of particular shapes for shell moulds or shell cores
- B22C13/085—Moulding machines for making moulds or cores of particular shapes for shell moulds or shell cores by investing a lost pattern
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B18/00—Layered products essentially comprising ceramics, e.g. refractory products
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
- C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
- C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
- C04B35/195—Alkaline earth aluminosilicates, e.g. cordierite or anorthite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
- C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
- C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
- C04B35/20—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in magnesium oxide, e.g. forsterite
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C7/00—Patterns; Manufacture thereof so far as not provided for in other classes
- B22C7/02—Lost patterns
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22C—FOUNDRY MOULDING
- B22C9/00—Moulds or cores; Moulding processes
- B22C9/02—Sand moulds or like moulds for shaped castings
- B22C9/04—Use of lost patterns
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3206—Magnesium oxides or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3205—Alkaline earth oxides or oxide forming salts thereof, e.g. beryllium oxide
- C04B2235/3208—Calcium oxide or oxide-forming salts thereof, e.g. lime
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3231—Refractory metal oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3244—Zirconium oxides, zirconates, hafnium oxides, hafnates, or oxide-forming salts thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/327—Iron group oxides, their mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof
- C04B2235/3272—Iron oxides or oxide forming salts thereof, e.g. hematite, magnetite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3418—Silicon oxide, silicic acids or oxide forming salts thereof, e.g. silica sol, fused silica, silica fume, cristobalite, quartz or flint
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
- C04B2235/3436—Alkaline earth metal silicates, e.g. barium silicate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
- C04B2235/3436—Alkaline earth metal silicates, e.g. barium silicate
- C04B2235/3445—Magnesium silicates, e.g. forsterite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
- C04B2235/3436—Alkaline earth metal silicates, e.g. barium silicate
- C04B2235/3454—Calcium silicates, e.g. wollastonite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
- C04B2235/34—Non-metal oxides, non-metal mixed oxides, or salts thereof that form the non-metal oxides upon heating, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
- C04B2235/3427—Silicates other than clay, e.g. water glass
- C04B2235/3463—Alumino-silicates other than clay, e.g. mullite
- C04B2235/3481—Alkaline earth metal alumino-silicates other than clay, e.g. cordierite, beryl, micas such as margarite, plagioclase feldspars such as anorthite, zeolites such as chabazite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5427—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof millimeter or submillimeter sized, i.e. larger than 0,1 mm
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
- C04B2235/50—Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
- C04B2235/54—Particle size related information
- C04B2235/5418—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
- C04B2235/5445—Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof submicron sized, i.e. from 0,1 to 1 micron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/60—Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
- C04B2235/602—Making the green bodies or pre-forms by moulding
- C04B2235/6028—Shaping around a core which is removed later
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/72—Products characterised by the absence or the low content of specific components, e.g. alkali metal free alumina ceramics
- C04B2235/728—Silicon content
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
- C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
- C04B2235/80—Phases present in the sintered or melt-cast ceramic products other than the main phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/30—Composition of layers of ceramic laminates or of ceramic or metallic articles to be joined by heating, e.g. Si substrates
- C04B2237/32—Ceramic
- C04B2237/34—Oxidic
- C04B2237/341—Silica or silicates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2237/00—Aspects relating to ceramic laminates or to joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/50—Processing aspects relating to ceramic laminates or to the joining of ceramic articles with other articles by heating
- C04B2237/58—Forming a gradient in composition or in properties across the laminate or the joined articles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Mold Materials And Core Materials (AREA)
- Molds, Cores, And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
Kompozycja warstwy ceramicznej do wytwarzania formy odlewniczej i innych wyrobów, zwłaszcza przeznaczona do wykonywania odlewów metodą wytapianych modeli, zawiera ciekłą masę ceramiczną składającą się w ilościach wyrażonych w % masowych z 50-75% materiału ceramicznego, którym jest mieszanina o uziarnieniu zawierającym min 90% ziaren o wielkości cząstki poniżej 0,04 mm, o następującym składzie fazowym: 30-90% forsterytu Mg2SiO4, 5-15% fajalitu Fe2 SiO4 i 5-65% mieszaniny składników fazowych takich jak chryzolit 2(Mg0,88Fe0,12)SiO2, enstatyt MgSiO3, tremolit Ca2Mg5Si8O22(OH)2, ringwoodyt (Mg, Fe)2, diopsyd Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6, i innych i z 25-50% spoiwa zawierającego wodny lub wodno-organiczny koloidalny roztwór tlenku metalu i modyfikatory oraz materiał ceramiczny do posypywania, którym jest mieszanina o następującym składzie fazowym w ilościach wyrażonych w % masowych: 30-90% forsterytu Mg2SiO4, 5-15%, fajalitu Fe2SiO4 i 5-65% mieszaniny składników fazowych takich jak chryzolit 2(Mg0,88Fe0,12)SiO2, enstatyt MgSiO3, tremolit Ca2Mg5Si8O22(OH)2, ringwoodyt(Mg,Fe)2, diopsyd Ca(Mg,Al)(Si,Al)2O6, i innych.
Description
Przedmiotem wynalazku jest kompozycja warstwy ceramicznej do wytwarzania formy odlewniczej i innych wyrobów, zwłaszcza przeznaczona do wykonywania odlewów metodą wytapianych modeli.
Jednym z głównych warunków otrzymania odlewów o wysokich właściwościach technologicznych jest spowodowanie tak zwanego kierunkowego oraz szybkiego ich krzepnięcia i stygnięcia w formie odlewniczej, a nie powolnego, czyli niekorzystnego objętościowego. Kierunkowe krzepnięcie umożliwia otrzymanie zwartej i drobnoziarnistej struktury odlewów, bez wad odlewniczych typu jamy skurczowe, rzadzizny, a w wyniku tego, wysokich właściwości technologicznych. Jest to szczególnie istotne dla odlewów skomplikowanych konstrukcyjnie, o zróżnicowanej grubości ścianki, o wysokich wymaganiach technologicznych. Efektem tego jest również zmniejszenie ilości wadliwych wyrobów. Jednym ze sposobów uzyskania kierunkowego krzepnięcia odlewu jest zalewanie ciekłym metalem zimnych form odlewniczych, jest to utrudnione w przypadku wykonywania odlewów metodą wytapianych modeli.
W znanej technologii wykonywania odlewów metodą wytapianych modeli w formach samonośnych, jedną z podstawowych operacji jest wypalanie wykonanych form ceramicznych w wysokiej temperaturze, 900-1200°C, ma to na celu zarówno uzyskanie wymaganej wysokiej wytrzymałości ceramiki wykonanej formy w wyniku jej spieczenia, a także wypalenie pozostałości organicznych. Praktycznie w technologii tej wypalone i gorące formy są zalewane bezpośrednio ciekłym metalem. W technice tej najczęściej stosowanym materiałem ceramicznym jest niedrogi kwarc, ale ze względu na jego właściwości fizyczne, formy muszą być zalewane ciekłym metalem zaraz po wypaleniu, gdy posiadają temperaturę 900-1200°C. Z powodu wysokiej temperatury zalewanej formy odlewniczej, krzepnięcie i stygnięcie metalu ma niekorzystny charakter objętościowy, odlewy posiadają niższe właściwości technologiczne. Obniżenie temperatury form przed zalaniem w celu wywołania kierunkowego krzepnięcia, spowodowałoby ich spękanie oraz zniszczenie w czasie zalewania, jest to związane ze znacznymi zmianami wymiarowymi ceramiki kwarcowej zachodzącymi w wyniku zmian temperatury, a także przemianami w sieci krystalograficznej osnowy kwarcowej zachodzącymi podczas obniżania temperatury. Z tego powodu w przypadku wykonywania odlewów odpowiedzialnych, o zróżnicowanej grubości ścianek, skomplikowanych konstrukcyjnie, o wymaganych wysokich właściwościach, formy odlewnicze w tej technologii wykonywane są z wielokrotnie droższego materiału ceramicznego od kwarcu, takiego jak cyrkon, elektrokorund, formy ceramiczne po wypaleniu są studzone do wymaganej technologią temperatury, najczęściej do około 300°C i nie ulegają uszkodzeniu.
Formy odlewnicze samonośne wykonane z kompozycji zawierającej kwarcową osnowę ceramiczną szczególnie nie są korzystne do wykonywania odlewów ze stopów aluminium ze względów technologicznych wynikających z objętościowego charakteru krzepnięcia. Nie można ich stosować do wykonywania odlewów ze stopów magnezu ze względu na duże powinowactwo magnezu do tlenu zawartego w krzemionce. W czasie zalewania form ciekłym stopem magnezu, utlenianie stopu może spowodować jego zapalenie, a ponadto w czasie zachodzących reakcji, krzem przechodzi do stopu magnezu jako pierwiastek szkodliwy.
Znane kompozycje warstwy ceramicznej do wytwarzania formy odlewniczej i innych wyrobów składają się z ciekłej masy ceramicznej oraz z materiału ceramicznego o odpowiednim uziarnieniu, zgodnym z wymaganiami technologicznymi. Materiałem ceramicznym posypuje się ciekłą masę ceramiczną naniesioną na model, po wyschnięciu stanowią one warstwę wykonywanej formy ceramicznej. Formy wykonuje się z najczęściej z kilku do kilkunastu warstw. Kolejne operacje technologiczne, to usuwanie modelu w wyniku ich wytapiania, suszenie form, a następnie wypalanie ic h w wysokich temperaturach, najczęściej 900-1200°C.
Znana z opisu PL145903 kompozycja na powłoki samonośnej formy ceramicznej wykonywanej metodą wytapianych modeli składa się z materiału ceramicznego w postaci mulitu i spoiwa, którym jest wodny roztwór fosforanu chromowo-glinowego.
Kompozycja warstwy ceramicznej do wytwarzania formy odlewniczej i innych wyrobów, zwłaszcza przeznaczona do wykonywania odlewów metodą wytapianych modeli, zawierająca ciekłą masę ceramiczną i materiał ceramiczny do posypywania, według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera ciekłą masę ceramiczną składającą się w ilościach wyrażonych w % masowych z 5075% materiału ceramicznego, którym jest mieszanina o uziarnieniu zawierającym min 90% ziaren
PL 235 731 B1 o wielkości cząstki poniżej 0,04 mm, o następującym składzie fazowym: 30-90% forsterytu Mg2SiO4, 5-15% fajalitu Fe2SiO4 5-65% mieszaniny składników fazowych takich jak chryzolit 2(Mgo,88Feo,i2)SiO2, enstatyt MgSiO3, tremolit Ca2Mg6Si8O22(OH)2, ringwoodyt (Mg,Fe)2SiO4, diopsyd Ca(Mg,AI)(Si,AI)2O6, i z 25-50% spoiwa zawierającego wodny lub wodno-organiczny koloidalny roztwór tlenku metalu i modyfikatory oraz materiał ceramiczny do posypywania, którym jest mieszanina o następującym składzie fazowym w ilościach wyrażonych w % masow ych: 30-90% forsterytu Mg2SiO4, 5-15%, fajalitu Fe2SiO4 i 5-65% mieszaniny składników fazowych takich jak chryzolit 2(Mg0,88Fe0,12)SiO2, enstatyt MgSiO3, tremolit Ca2Mg5Si8O22(OH)2, ringwoodyt (Mg,Fe)2SiO4, diopsyd Ca(Mg,AI)(Si,AI)2O8.
Kompozycja warstwy ceramicznej do wytwarzania formy odlewniczej i innych wyrobów, zwłaszcza przeznaczona do wykonywania odlewów metodą wytapianych modeli, według wynalazku charakteryzuje się tym, że w materiale ceramicznym zawartość SiO2 w przeliczeniu na pierwiastek Si wynosi maksymalnie 25% masowych.
Wyroby ceramiczne, zwłaszcza formy odlewnicze i inne wyroby wykonywane są z kilku do kilkunastu warstw, optymalnie z dwóch do ośmiu. Formy wytworzone z kompozycji według wynalazku stosuje się do wykonywania odlewów ze stopów mosiądzu, brązu, z żeliwa, staliwa, a zwłaszcza stopów aluminium i magnezu.
Formy i inne wyroby wykonane z kompozycji warstwy ceramicznej do wytwarzania formy odlewniczej i innych wyrobów, według wynalazku, po wypaleniu jej w temperaturze od 800-1250°C, są studzone do temperatury otoczenia lub do temperatury poniżej 300°C wymaganej technologią, a następnie są zalewane ciekłym metalem bez obawy o ich uszkodzenie. Formy odlewnicze wykonane z kompozycji według wynalazku zapewniają kierunkowe krzepnięcie i stygnięcie odlewów, a więc korzystne dla ich jakości. Zapewnienie kierunkowego krzepnięcia w tych formach pozwala na wykorzystanie ich do odlewania odlewów cienkościennych oraz o skomplikowanych kształtach. Dzięki niskiej zawartości w osnowie ceramicznej SiO2, w przeliczeniu na pierwiastek Si maksymalnie 25%, kompozycja według wynalazku znajduje zastosowanie do wykonywania form odlewniczych zwłaszcza do odlewania stopów magnezu.
Przykłady kompozycji warstwy ceramicznej do wytwarzania formy odlewniczej według wynalazku.
P r z y k ł a d 1
Kompozycja warstwy ceramicznej do wytworzenia formy odlewniczej przeznaczonej do wykonywania odlewów ze stopów z mosiądzu, brązu, żeliwa, staliwa.
Kompozycja I warstwy ceramicznej (% masowe):
- ciekła masa ceramiczna I : 28% spoiwa - roztwór wodny krzemionki koloidalnej o zawartości 30% SiO2 + modyfikatory i 72% materiału ceramicznego zawierającego 90% ziaren o średnicy poniżej 0,04 mm, o następującym składzie fazowym: 62% forsterytu Mg2SiO4,14% fajalitu Fe2SiO4 i 24% pozostałych składników,
- materiał ceramiczny do posypywania: o uziarnieniu 0,1-0,3 mm, o następującym składzie fazowym: 62% forsterytu Mg2SiO4, 14% fajalitu Fe2SiO4, 24% pozostałe składniki fazowe.
Kompozycja II warstwy ceramicznej (% masowe):
- ciekła masa ceramiczna II: 30% spoiwa - zhydrolizowany krzemian etylu 40 (roztwór wodno-alkoholowy krzemionki koloidalnej o zawartości 16% SiO2) i 70% materiału ceramicznego zawierającego 90% ziaren o średnicy poniżej 0,04 mm, i następującym składzie fazowym: 62% forsterytu Mg2SiO4, 14% fajalitu Fe2SiO4 , 24% pozostałych składników fazowych.
- materiał ceramiczny do posypywania: o uziarnieniu 0,1-0,3 mm, o składzie fazowym: 62% forsterytu Mg2SiO4, 14% fajalitu Fe2SiO4 i 24% pozostałych składników fazowych.
Kompozycja III i kolejnych warstw ceramicznych (% masowe):
- ciekła masa ceramiczna - o składzie jak dla I lub II warstwy,
- materiał ceramiczny do posypywania: o uziarnieniu 0,4-1,0 mm i o składzie fazowym: 62% forsterytu Mg2SiO4, 14% fajalitu Fe2SiO4, 24% pozostałe składniki fazowe.
Sposób wykonania formy odlewniczej:
Sposób wykonania I warstwy formy: Składniki ciekłej masy ceramicznej miesza się w mieszarce przez 24 godziny. W powstałej zawiesinie stanowiącej ciekłą masę ceramiczną o lepkości pozornej 300 cP (pomiar kubkiem Forda φ = 5 mm) zanurza się modele woskowe, następnie po ich wyjęciu i obcieknięciu
PL 235 731 B1 nadmiaru ciekłej masy ceramicznej, na kolejnym stanowisku obsypuje się materiałem ceramicznym. I warstwę formy ceramicznej suszy się w warunkach naturalnej konwekcji w czasie 8 godzin.
Sposób wykonania II warstwy formy: Składniki ciekłej masy ceramicznej miesza się w mieszarce przez 24 godziny. W powstałej zawiesinie stanowiącej ciekłą masę ceramiczną o lepkości pozornej 250 cP (pomiar kubkiem Forda φ= 5 mm) zanurza się modele woskowe, następnie po ich wyjęciu i obcieknięciu nadmiaru ciekłej masy ceramicznej, na kolejnym stanowisku dokładnie obsypuje się materiałem ceramicznym. II warstwę formy ceramicznej suszy się w warunkach naturalnej konwekcji w czasie 8 godzin.
Sposób wykonania kolejnych warstw formy odlewniczej od III do X: wykonuje się naprzemiennie z ciekłej masy ceramicznej I i II. Po zanurzeniu modeli na których znajdują się dwie warstwy ceramiczne w zawiesinie i obcieknięciu jej nadmiaru, na kolejnym stanowisku należy je dokładnie obsypać materiałem ceramicznym o uziarnieniu 0,4 do 1,0 mm. Po naniesieniu każdej warstwy należy ją wysuszyć w warunkach konwekcji naturalnej w czasie minimum 8 godzin. Ostatnią warstwę formy wykonuje się z ciekłej masy ceramicznej I o lepkości 250 cP bez obsypywania materiałem ceramicznym. Po naniesieniu wszystkich warstw, formę suszy się przez 24 godziny, a następnie model woskowy usuwa się w autoklawie wysokociśnieniowym. Tak wykonana forma po ponownym wysuszeniu oraz wypaleniu w temperaturze 900°C dla mosiądzu lub brązu oraz 1100°C dla żeliwa lub staliwa, zalewana jest ciekłym metalem.
P r z y k ł a d 2
Kompozycja warstwy ceramicznej do wytworzenia formy odlewniczej przeznaczonej do wykonywania odlewów ze stopów aluminium.
Kompozycja I warstwy ceramicznej (% masowe):
- ciekła masa ceramiczna I: - 30% spoiwa - roztwór wodny koloidalnego tlenku cyrkonowego o zawartości 18% ZrO2 + modyfikatory i 70% materiału ceramicznego zawierającego 90% ziaren o średnicy poniżej 0,04 mm, o następującym składzie fazowym: 48% forsterytu Mg2SiO4, 10% fajalitu Fe2SiO4, 42% pozostałych składników.
- materiał ceramiczny do posypywania: o uziarnieniu 0,1-0,3 mm i o składzie fazowym: 62%forsterytu Mg2SiO4, 10% fajalitu Fe2SiO4, 28% pozostałych składników.
Kompozycja II warstwy ceramicznej (% masowe):
- ciekła masa ceramiczna II: - 32% spoiwa - roztwór wodny koloidalnego tlenku cyrkonowego o zawartości 18% ZrO2 + modyfikatory, i 68% materiału ceramicznego zawierającego 90% ziaren o średnicy poniżej 0,04 mm, o następującym składzie fazowym: 65% forsterytu Mg2SiO4, 10% fajalitu Fe2SiO4, 25% pozostałych składników.
- materiał ceramiczny do posypywania: o uziarnieniu 0,1-0,3 mm i o składzie fazowym: 65% forsterytu Mg2SiO4, 10% fajalitu Fe2SiO4, 25% pozostałych składników.
Kompozycja III i kolejnych warstw ceramicznych (% masowe):
- ciekła masa ceramiczna: skład jak dla I lub II warstwy,
- materiał ceramiczny do posypywania o uziarnieniu 0,4-1,0 mm i o składzie fazowym taki jak do posypywania dla I i II warstwy
Sposób wykonania:
Sposób wykonania I warstwy formy: Składniki ciekłej masy ceramicznej miesza się w mieszarce przez 24 godziny. W powstałej zawiesinie stanowiącej ciekłą masę ceramiczną o lepkości pozornej 300 cP (pomiar kubkiem Forda φ = 5 mm) zanurza się model woskowy, następnie po wyjęciu z zawiesiny i obcieknięciu nadmiaru ciekłej masy ceramicznej, na kolejnym stanowisku dokładnie obsypuje się go materiałem ceramicznym. Pierwszą warstwę formy ceramicznej suszy się w warunkach naturalnej konwekcji w czasie około 8 godzin.
Sposób wykonania II warstwy formy: Składniki ciekłej masy ceramicznej II miesza się w mieszarce przez 24 godziny. W otrzymanej zawiesinie o lepkości pozornej 200 cP (pomiar kubkiem Forda φ = 5 mm) zanurza się model woskowy, a następnie po wyjęciu i obcieknięciu nadmiaru ciekłej masy, na kolejnym stanowisku obsypuje się materiałem ceramicznym o uziarnieniu 0,1 do 0,3 mm. Jest to druga warstwa formy ceramicznej, którą suszy się w warunkach naturalnej konwekcji w czasie około 8 godzin.
PL 235 731 B1
Sposób wykonania kolejnych warstw formy ceramicznej (III do X):
Wykonuje się naprzemiennie z ciekłej masy ceramicznej I i II. Po zanurzeniu w zawiesinie ciekłej masy ceramicznej modelu, na którym znajdują się dwie warstwy ceramiczne, wyjęciu obcieknięciu nadmiaru ciekłej masy, na kolejnym stanowisku obsypuje się go materiałem ceramicznym o uziarnieniu 0,4 do 1,0 mm. Każdą warstwę suszy się w warunkach konwekcji naturalnej w czasie minimum 8 godzin. Ostatnią warstwę formy wykonuje się z ciekłej masy ceramicznej I o lepkości 300 cP bez obsypywania materiałem ceramicznym. Po naniesieniu wszystkich warstw, formę suszy się przez 24 godziny, a następnie model woskowy usuwa się w autoklawie wysokociśnieniowym. Tak wykonana forma, po ponownym wysuszeniu oraz wypaleniu w temperaturze około 800°C, jest schładzana do temperatury 250°C, a następnie zalewana ciekłym stopem aluminium.
Obniżenie temperatury formy umożliwia szybkie oraz kierunkowe krzepnięcie i stygnięcie odlewów oraz uzyskanie korzystnej drobnoziarnistej struktury odlewu o wysokiej wytrzymałości.
P r z y k ł a d 3
Kompozycja warstwy ceramicznej do wytworzenia formy odlewniczej przeznaczonej do wykonywania odlewów ze stopów magnezu.
Kompozycja I warstwy ceramicznej (% masowe):
- ciekła masa ceramiczna: - 30% spoiwa - roztwór wodny koloidalnego tlenku cyrkonowego o zawartości 18% ZrO2 + modyfikatory i 70% materiału ceramicznego zawierającego 90% ziaren o średnicy poniżej 0,04 mm, o następującym składzie fazowym: 75% forsterytu Mg2SiO4, 10% fajalitu Fe2SiO4, 15% pozostałych składników.
- materiał ceramiczny do posypywania: o uziarnieniu 0,1-0,3 mm i o składzie fazowym: 62% forsterytu Mg2SiO4, 12% fajalitu Fe2SiO4, 26% pozostałe składniki fazowe.
Kompozycja II warstwy ceramicznej (% masowe):
- ciekła masa ceramiczna II: - 32% spoiwa - roztwór wodny koloidalnego tlenku cyrkonowego o zawartości 18% ZrO2 + modyfikatory, i 68% materiału ceramicznego zawierającego 90% ziaren o średnicy poniżej 0,04 mm, o następującym składzie fazowym: 62% forsterytu Mg2SiO4, 12% fajalitu Fe2SiO4, 26% pozostałych składników.
Kompozycja III i kolejnych warstw ceramicznych:
- ciekła masa ceramiczna - skład jak dla I lub II warstwy,
- materiał ceramiczny do posypywania: o uziarnieniu 0,4-1,0 mm i składzie fazowym takim, jak do posypywania dla I i II warstwy.
Sposób wykonania formy odlewniczej:
Sposób wykonania I warstwy formy: Składniki ciekłej masy ceramicznej I miesza się w mieszarce przez 24 godziny. W otrzymanej zawiesinie ciekłej masy ceramicznej o lepkości pozornej 300 cP (pomiar kubkiem Forda φ = 5 mm) zanurza się model woskowy, następnie po wyjęciu i obcieknięciu nadmiaru ciekłej masy, na kolejnym stanowisku obsypuje się materiałem ceramicznym o uziarnieniu 0,1 do 0,3 mm. Jest to pierwsza warstwa formy ceramicznej, którą suszy się w warunkach naturalnej konwekcji w czasie około 8 godzin.
Sposób wykonania II warstwy formy: Składniki ciekłej masy ceramicznej II miesza się w mieszarce przez 24 godziny. W otrzymanej zawiesinie o lepkości pozornej 250 cP (pomiar kubkiem Forda φ = 5 mm) zanurza się model woskowy, następnie po wyjęciu i obcieknięciu nadmiaru ciekłej masy ceramicznej, na kolejnym stanowisku obsypuje się materiałem ceramicznym o uziarnieniu 0,1 do 0,3 mm. Jest to druga warstwa formy ceramicznej, którą suszy się w warunkach naturalnej konwekcji w czasie około 8 godzin.
Sposób wykonania kolejnych warstw formy odlewniczej (III do X):
Kolejne warstwy wykonuje się naprzemiennie z ciekłej masy ceramicznej I i II. Po zanurzeniu w zawiesinie ciekłej masy ceramicznej modelu, na którym znajdują się dwie warstwy ceramiczne i obcieknięciu jej nadmiaru, na kolejnym stanowisku obsypuje się go materiałem ceramicznym o uziarnieniu 0,4 do 1,0 mm. Każdą warstwę suszy się w warunkach konwekcji naturalnej w czasie minimum 8 godzin. Ostatnią warstwę formy wykonuje się z ciekłej masy ceramicznej I o lepkości 300 cP bez obsypywania materiałem ceramicznym. Po naniesieniu wszystkich warstw, formę suszy się przez 24 godziny, a następnie model woskowy usuwa się w autoklawie wysokociśnieniowym. Tak wykonaną formę po ponownym wysuszeniu oraz wypaleniu w temperaturze około 900°C schładza się do temperatury otoczenia, a następnie odstawia do magazynu. W zależności od potrzeb formy wyjmuje się z magazynu, podgrzewa do temperatury 250- 300°C, a następnie zalewa ciekłym
PL 235 731 B1 stopem magnezu. Niska temperatura formy umożliwia szybkie oraz kierunkowe krzepnięcie i stygniecie odlewów oraz uzyskanie korzystnej drobnoziarnistej struktury odlewu o wysokiej wytrzymałości.
P r z y k ł a d 4
Kompozycja warstwy ceramicznej do wytworzenia innych wyrobów -- tygla ceramicznego
Kompozycja I warstwy ceramicznej (% masowe):
- ciekła masa ceramiczna I: - 25% spoiwa - spoiwo krzemianowe o zawartości 21% SiO2 + modyfikatory i 75% materiału ceramicznego zawierającego 90% ziaren o średnicy poniżej 0,04 mm, o następującym składzie fazowym: 87% forsterytu Mg2SiO4, 7% fajalitu Fe2SiO4, 6% pozostałych składników.
- materiał ceramiczny do posypywania: o uziarnieniu 0,1-0,3 mm i o składzie fazowym: 87% forsterytu Mg2SiO4, 7% fajalitu Fe2SiO4, 6% pozostałe składniki fazowe.
Kompozycja II warstwy ceramicznej (% masowe):
- ciekła masa ceramiczna II: - 28% spoiwa - spoiwo krzemianowe o zawartości 21% SiO2 + modyfikatory i 72% materiału ceramicznego zawierającego 90% ziaren o średnicy poniżej 0,04 mm, o następującym składzie fazowym: 87% forsterytu Mg2SiO4, 7% fajalitu Fe2SiO4, 6% pozostałych składników.
- materiał ceramiczny do posypywania: o uziarnieniu 0,1-0,3 mm i o składzie fazowym: 87% forsterytu Mg2SiO4 7% fajalitu Fe2SiO4, 6% pozostałe składniki fazowe.
Kompozycja III i kolejne warstwy ceramicznej (III do X) (% masowe):
- ciekła masa ceramiczna - 35% spoiwa - spoiwo krzemianowe o zawartości 21% SiO2 + modyfikatory i 65% materiału ceramicznego zawierającego 90% ziaren o średnicy poniżej 0,04 mm, o następującym składzie fazowym: 87% forsterytu Mg2SiO4, 7% fajalitu Fe2SiO4, 6% pozostałych składników.
- materiał ceramiczny do posypywania na kolejne warstwy: o uziarnieniu 0,4-1,0 mm i o składzie fazowym jak dla I i II warstwy.
Sposób wykonania tygla ceramicznego:
Sposób wykonania I warstwy tygla: Składniki ciekłej masy ceramicznej I miesza się w mieszarce przez 24 godziny. W otrzymanej zawiesinie ciekłej masy ceramicznej o lepkości pozornej 350 cP (pomiar kubkiem Forda φ = 5 mm) zanurza się model woskowy tygla, a następnie po wyjęciu i obcieknięciu nadmiaru ciekłej masy, na kolejnym stanowisku obsypuje się materiałem ceramicznym o uziarnieniu 0,1 do 0,3 mm. Jest to pierwsza warstwa tygla ceramicznego, którą suszy się w warunkach naturalnej konwekcji w czasie około 8 godzin.
Sposób wykonania II warstwy tygla: Składniki ciekłej masy ceramicznej II miesza się w mieszarce przez 24 godziny. W otrzymanej zawiesinie ciekłej masy ceramicznej o lepkości pozornej 300 cP (pomiar kubkiem Forda φ= 5 mm) zanurza się model woskowy tygla, a następnie po wyjęciu i obcieknięciu nadmiaru ciekłej masy, na kolejnym stanowisku obsypuje się materiałem ceramicznym o uziarnieniu 0,1 do 0,3 mm. Jest to druga warstwa tygla ceramicznego, którą suszy się w warunkach naturalnej konwekcji w czasie około 8 godzin.
Sposób wykonania kolejnych warstw tygla ceramicznego (III do X):
Kolejne warstwy ceramiczne wykonuje się z ciekłej masy ceramicznej III o lepkości pozornej zawiesiny (ciekłej masy ceramicznej) 200 cP. Ostatnią warstwę wykonuje się z ciekłej masy ceramicznej II o lepkości 300 cP bez obsypywania materiałem ceramicznym. Po naniesieniu wszystkich warstw, tygiel suszy się przez 24 godziny, a następnie model woskowy kształtujący tygiel usuwa się w autoklawie wysokociśnieniowym. Tak wykonany surowy tygiel po ponownym wysuszeniu oraz wypaleniu w temperaturze 1250°C schładza się do temperatury otoczenia, a następnie odstawia do magazynu.
W zależności od istniejących potrzeb, wyroby wydaje się z magazynu oraz stosuje do pracy w warunkach wysokiej temperatury do około 1250°C, na przykład do topienia metalu, zalewania form odlewniczych, lub do wyprażania materiałów ceramicznych.
Przez termin „pozostałe składniki fazowe” rozumie się mieszaninę złożoną z chryzolitu 2(Mg0,88Fe0,12)SiO2, enstatytu MgSiOa, tremolitu Ca2MgsSi8O22(OH)2, ringwoodytu (Mg,Fe)2SiO4 i diopsydu Ca(Mg,AI)(Si,AI)2O6.
Claims (2)
1. Kompozycja warstwy ceramicznej do wytwarzania formy odlewniczej i innych wyrobów, zwłaszcza przeznaczona do wykonywania odlewów metodą wytapianych modeli, zawierająca ciekłą masę ceramiczną i materiał ceramiczny do posypywania, znamienna tym, że zawiera ciekłą masę ceramiczną składającą się w ilościach wyrażonych w % masowych z 50-75% materiału ceramicznego, którym jest mieszanina o uziarnieniu zawierającym min 90% ziaren o wielkości cząstki poniżej 0,04 mm, o następującym składzie fazowym: 30-90% forsterytu Mg2SiO4, 5-15% fajalitu Fe2SiO4 i 5-65% mieszaniny składników fazowych takich jak chryzolit 2(Mg0,88Fe0,12)SiO2, enstatyt MgSiO3 tremolit Ca2Mg5Si8O22(OH)2, ringwoodyt (Mg,Fe)2SiO4, diopsyd Ca(Mg,AI)(Si,AI)2O6, i z 25-50% spoiwa zawierającego wodny lub wodno-organiczny koloidalny roztwór tlenku metalu i modyfikatory oraz materiał ceramiczny do posypywania, którym jest mieszanina o następującym składzie fazowym w ilościach wyrażonych w % masowych: 30-90% forsterytu Mg2SiO4, 5-15%, fajalitu Fe2SiO4 i 5-65% mieszaniny składników fazowych takich jak chryzolit 2(Mg0,88Fe0,12)SiO2, enstatyt MgSiO3, emolit Ca2MgsSi8O22(OH)2, ringwoodyt (Mg,Fe)2SiO4, diopsyd Ca(Mg,AI)(Si,AI)2O6.
2. Kompozycja warstwy ceramicznej do wytwarzania formy odlewniczej i innych wyrobów, według zastrz. 1, znamienna tym, że w materiale ceramicznym zawartość SiO2 w przeliczeniu na pierwiastek Si wynosi maksymalnie 25% masowych.
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL404355A PL235731B1 (pl) | 2013-06-17 | 2013-06-17 | Kompozycja warstwy ceramicznej do wytwarzania formy odlewniczej i innych wyrobów |
| EP14738582.7A EP2895282B1 (en) | 2013-06-17 | 2014-05-27 | Composition of a ceramic layer for manufacturing a casting mould and other products |
| JP2015547266A JP2016501131A (ja) | 2013-06-17 | 2014-05-27 | 鋳型および他の製品を製造するためのセラミック層の組成物 |
| UAA201503312A UA110087C2 (uk) | 2013-06-17 | 2014-05-27 | Композиція керамічного шару для виробництва форм для лиття та інших продуктів |
| PCT/IB2014/000904 WO2014203052A1 (en) | 2013-06-17 | 2014-05-27 | Composition of a ceramic layer for manufacturing a casting mould and other products |
| RU2015110538/02A RU2603402C2 (ru) | 2013-06-17 | 2014-05-27 | Состав керамического слоя для изготовления литейных форм и других изделий |
| US14/432,949 US9242292B2 (en) | 2013-06-17 | 2014-05-27 | Composition of a ceramic layer for manufacturing a casting mould and other products |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL404355A PL235731B1 (pl) | 2013-06-17 | 2013-06-17 | Kompozycja warstwy ceramicznej do wytwarzania formy odlewniczej i innych wyrobów |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL404355A1 PL404355A1 (pl) | 2014-12-22 |
| PL235731B1 true PL235731B1 (pl) | 2020-10-19 |
Family
ID=51176402
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL404355A PL235731B1 (pl) | 2013-06-17 | 2013-06-17 | Kompozycja warstwy ceramicznej do wytwarzania formy odlewniczej i innych wyrobów |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9242292B2 (pl) |
| EP (1) | EP2895282B1 (pl) |
| JP (1) | JP2016501131A (pl) |
| PL (1) | PL235731B1 (pl) |
| RU (1) | RU2603402C2 (pl) |
| UA (1) | UA110087C2 (pl) |
| WO (1) | WO2014203052A1 (pl) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106141075A (zh) * | 2016-08-27 | 2016-11-23 | 安徽龙泉硅材料有限公司 | 一种利用沉淀二氧化硅制备的砂型铸造脱模剂 |
| RU2739041C1 (ru) * | 2020-07-15 | 2020-12-21 | Акционерное общество «ОДК-Авиадвигатель» | Керамическая суспензия для лицевого слоя литейной формы |
| CN114535506B (zh) * | 2022-04-26 | 2022-07-19 | 河北钢研德凯科技有限公司 | 控制熔模铸造镁合金铸件凝固的方法和熔模铸造方法 |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB816885A (en) * | 1957-01-15 | 1959-07-22 | British Steel Castings Res Ass | Improvements in or relating to shell moulding |
| GB816888A (en) * | 1957-02-22 | 1959-07-22 | Innovations Chimiques Sinnova | Improvements in or relating to polyfunctional surface-active agents |
| US3437131A (en) * | 1965-10-07 | 1969-04-08 | Blaw Knox Co | Centrifugal casting apparatus with smooth refractory nonhydrocarbon mold coating |
| US4154894A (en) * | 1978-05-05 | 1979-05-15 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Process for treating olivine foundry sand |
| US4604140A (en) * | 1984-04-26 | 1986-08-05 | Societe Nationale De L'amiante | Foundry sands derived from serpentine and foundry molds derived therefrom |
| PL145903B2 (en) | 1986-08-04 | 1988-11-30 | Composition for making shels of self-supporting ceramic moulds | |
| JPH03106534A (ja) * | 1989-09-21 | 1991-05-07 | Hitachi Metal Precision Ltd | ロストワックス精密鋳造鋳型およびその製造方法 |
| JPH05212489A (ja) * | 1991-04-09 | 1993-08-24 | Kawasaki Steel Corp | 高融点活性金属鋳造用スラリーおよびそれを用いた鋳型による鋳造品の製造方法 |
| US5355931A (en) * | 1992-09-04 | 1994-10-18 | Brunswick Corporation | Method of expendable pattern casting using sand with specific thermal properties |
| US5355930A (en) * | 1992-09-04 | 1994-10-18 | Brunswick Corporation | Method of expendable pattern casting of hypereutectic aluminum-silicon alloys using sand with specific thermal properties |
| JPH09501356A (ja) * | 1993-04-21 | 1997-02-10 | アシュランド インコーポレーテッド | 鋳型組立物 |
| JPH07112239A (ja) * | 1993-10-14 | 1995-05-02 | Toyota Motor Corp | 精密鋳造鋳型用スラリーおよびそのスラリーを用いた精密鋳造用鋳型の製造方法 |
| JP4603463B2 (ja) * | 2004-11-02 | 2010-12-22 | 花王株式会社 | 球状鋳物砂 |
| DE102006007781B4 (de) * | 2006-02-20 | 2008-09-25 | Refratechnik Holding Gmbh | Grobkeramischer feuerfester Versatz sowie feuerfestes Erzeugnis daraus |
| JP2007283382A (ja) * | 2006-04-19 | 2007-11-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 鋳造用中子、精密鋳造用中子及び該精密鋳造用中子を用いて製造した精密鋳造品 |
| US8691172B2 (en) * | 2008-02-25 | 2014-04-08 | Kbi Enterprises, Llc | Forsterite and method for making |
| DE102008025311A1 (de) * | 2008-05-27 | 2009-12-03 | Ashland-Südchemie-Kernfest GmbH | Geruchs- und schadstoffadsorbierende Beschichtungsmasse für den kastengebundenen Metallguss |
| PL2248614T3 (pl) * | 2009-04-30 | 2012-06-29 | Evonik Degussa Gmbh | Dyspersja, masa lejna i sposób wytwarzania formy odlewniczej do odlewu precyzyjnego przy zastosowaniu masy lejnej |
-
2013
- 2013-06-17 PL PL404355A patent/PL235731B1/pl unknown
-
2014
- 2014-05-27 UA UAA201503312A patent/UA110087C2/ru unknown
- 2014-05-27 RU RU2015110538/02A patent/RU2603402C2/ru active
- 2014-05-27 JP JP2015547266A patent/JP2016501131A/ja active Pending
- 2014-05-27 US US14/432,949 patent/US9242292B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2014-05-27 EP EP14738582.7A patent/EP2895282B1/en not_active Not-in-force
- 2014-05-27 WO PCT/IB2014/000904 patent/WO2014203052A1/en not_active Ceased
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2895282A1 (en) | 2015-07-22 |
| US9242292B2 (en) | 2016-01-26 |
| UA110087C2 (uk) | 2015-11-10 |
| RU2015110538A (ru) | 2016-10-27 |
| WO2014203052A1 (en) | 2014-12-24 |
| WO2014203052A4 (en) | 2015-02-26 |
| PL404355A1 (pl) | 2014-12-22 |
| JP2016501131A (ja) | 2016-01-18 |
| RU2603402C2 (ru) | 2016-11-27 |
| EP2895282B1 (en) | 2016-02-03 |
| US20150246389A1 (en) | 2015-09-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104086161B (zh) | 一种可调节热膨胀系数的硅基陶瓷型芯的制备方法 | |
| DE60112606T2 (de) | Präzisionsgiessform und herstellungsverfahren | |
| CN108275987A (zh) | 一种表面改性石英砂及其制备方法 | |
| JPS63115644A (ja) | 反応性金属鋳物用鋳型、シェル型及び中子の製作方法 | |
| CN1583317A (zh) | 用于钛合金精密铸造的低成本氧化物陶瓷型壳的制备方法 | |
| EP3124135A1 (en) | CASTING MOLD, PROCESS FOR PRODUCING SAME, AND Ti-Al ALLOY CAST PRODUCT AND PROCESS FOR PRODUCING SAME | |
| CN101844206A (zh) | 溃散性模及制造该溃散性模的方法 | |
| CN108275988B (zh) | 一种改进的硅基陶瓷型芯制备方法 | |
| EP1392461B1 (en) | Method of forming investment casting shells | |
| CN1299850C (zh) | 钇稀土陶瓷型壳钛合金熔模精密铸造方法 | |
| US6180034B1 (en) | Process for making ceramic mold | |
| US9242292B2 (en) | Composition of a ceramic layer for manufacturing a casting mould and other products | |
| CN102976720A (zh) | 一种石英陶瓷制品的制备方法 | |
| JP3540842B2 (ja) | 鋳造用のセラミックス中子の製造方法 | |
| US7503379B2 (en) | Method of improving the removal of investment casting shells | |
| JP4918227B2 (ja) | 多層セラミックシェル鋳型を製造する方法とその使用 | |
| RU2674273C1 (ru) | Способ изготовления керамической формы для литья по выплавляемым моделям | |
| KR100348713B1 (ko) | 정밀주조용 알루미나계 주형 및 그 제조방법 | |
| JP2015213919A (ja) | 精密鋳造鋳型製造用スラリーのフィラー材及びそれを用いて得られたスラリー並びに精密鋳造鋳型 | |
| RU2274510C1 (ru) | Суспензия для изготовления керамических форм по выплавляемым моделям | |
| KR100439200B1 (ko) | 정밀주조용 수용성 세라믹 중자 조성물 및 이를 이용한 세라믹 중자의 제조방법 | |
| RU2673872C1 (ru) | Способ изготовления легкоочищаемых литейных керамических форм, получаемых по выплавляемым моделям | |
| RU2860105C1 (ru) | Способ изготовления легкоочищаемых литейных керамических форм, получаемых по выплавляемым моделям | |
| JPH05277628A (ja) | 定方向及び単結晶金属構成要素の製造に用いるセラミック型の改良された製造方法 | |
| JPH0811273B2 (ja) | 鋳型造型法 |