189482. lajstromszámú szabadalom • Kötőanyag kerámiai formák előállítására
1 189 482 2 A találmány javított raktározási stabilitású etilszilikát alapú kötőanyagra vonatkozik nagy szilárdságú és gázáteresztőképességű kerámiai formák előállítására a precíziós öntés területén. Kerámiai formák előállitásánál a precíziós öntés számára egy kiolvasztható modellt többször váltakozva egy kötőanyagoldatból és egy tűzbiztos finomszemcsés anyagból álló szuszpenzióba mártották, tűzbiztos szemcsés anyaggal beszórták és kikeményítették. A kötőanyag keményedése légszárítással vagy vegyi gélesítéssel vagy mindkét lehetőség felhasználásával történt. Általánosén ismert az ilyen formák előállításánál kötőanyagként a hidrolizált etilszilikátok alkalmazása. Az ilyen típusú kötőanyagoknak a kovasavszólokkal vagy hibridkötőkkel szemben az az előnye, hogy azok oldatában csak csekély etilszilikáthányad van és az alacsony Si02-tartalom következtében jó zöld- és elegendő forrószilárdságú öntőformák állíthatók elő. Ezek a kötőanyagoldatok továbbá a többé-kevésbé nagy vízhányad miatt viszonylag kedvező árúak, viszont kevésbé ellenállóak és már néhány nap után olyan mértékben vannak gélesedve, hogy kerámiai formák előállítására már nem alkalmasak. A gélesedés gyakorlatilag a kötőanyagoldat elkészítésekor kezdődik és, bár az oldat előállítása csak az öntödei üzemben történik, a kötőanyagokat külsőleg nehezen megállapítható és az idő múlásával fokozódó zseléállapota miatt nagyon ingadozó minőségű kerámiai formákat eredményez. Ezek a minőségingadozások annál nagyobbak, minél kisebb a hidrolizált kötőanyagoldat ellenállása. Ez az oka az öntödei üzemekben gyakran előforduló nagy törésarányoknak. Ez különösen a mechanikusan ill. automatikusan működő formaelőállító berendezésekre vonatkozik, mivel a formák kezelése ezeken a berendezéseken különleges követelményeket támaszt a formák minőségállandóságával ill. szilárdságával szemben. Az 549 236 sz. szovjet szerzői tanúsítványból ismeretes a víztöbblettel hidrolizált tetraetoxiszilános kötőanyagoldatok ellenállóságának növelése kis mennyiségű etiltrietoxiszilán hozzáadásával. Ennek a kötőanyagkompozíciónak azonban az a hátránya, hogy a kerámia formáknak az ezzel elérhető szilárdsága gyakran nem elégíti ki a mechanikus gyártási mód előírásait. Az ismert kötőanyagokkal előállított formák gázáteresztőképessége is gyakran kívánnivalót hagy maga után. A találmány célja a felhasználásra kész kötőanyagoldatok raktározási ideje által lényegesen nem befolyásolt, állandó minőségű kerámia formák előállítása. A találmány által megoldandó feladat olyan etilszilikátbázisú kötőanyag létrehozása nagyszilárdságú és gázáteresztőképességü tűzbiztos kerámiai formák gyártásához, amelyek hidrolizált oldata lényegesen jobb stabilitású az eddig ismerteknél. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy az etilszilikát kötőanyag egy polietoxi-sziloxánból vagy különböző, egymástól lényegében kondenzációs fokukban eltérő polietoxisziloxánokból és etiltrietoxiszilánból és/vagy dietildietoxiszilánból álló keverék, vagy egy etil-trietoxiszilánból és dietildietoxiszilánból álló keverék, vagy kizárólag dietildietoxiszilánból áll. A találmány értelmében különösen előnyösek a polietoxisziloxánok legalább 38 tömegszázalékos Si02 tartalommal. A polietoxisziloxános keverékben az etiletoxiszilánok összmennyisége célszerűen 10-75 tömegszázalék az összes kötőanyagmennyiségre vonatkoztatva. A kerámiai formák előállításához a találmány szerinti kötőanyagból az ismert módon savas katalízissel hidrolizált kötőanyagoldatokat hozunk létre 8-24 tömegszázalékos Si02 tartalommal és 0-3 pH-értékkel. A találmány szerinti kötőanyagok oldatainak gélesedési ideje az ismert etilszilikátokénak 3-7-szerese, azonos kötőanyagmennyiségeket alapul véve a víztöbblettel hidrolizált kötőanyagoldatokban. A találmány szerinti kötőanyagokkal előállított kerámiai formák további előnyös tulajdonsága azok jobb szilárdsága és nagyobb gázáteresztőképessége, összehasonlítva az ismert etilszilikát-kötőanyagokkal előállított kerámiai formákkal a találmány szerinti kötőanyag alkalmazása esetén a zöldszilárdság 10 40%-kal, a forrószilárdság 5-30%-kal és a gázáteresztőképesség 20-60 %-kal javul. A találmányt a továbbiakban néhány kiviteli példa alapján ismertetjük részletesebben. Az összehasonlításhoz az alábbi kötőanyagokat alkalmazzuk: A kötőanyag - polietoxisziloxán bázisú etilszilikát 85-95 tömegszázalékos polietoxiszilán-tartalommal, amely molekulánként 4-6 Si—O-csoportot tartalmaz, míg a maradék molekulánként 1-10 Si—O-csoportot tartalmazó, 40 tömegszázalékos Si02 tartalmú más változatból áll. B kötőanyag - Az A kötőanyag 65 tömegszázalékából és etiltrietoxiszilán 35 tömegszázalékából álló keverék. C kötőanyag - Az A kötőanyag 70 tömegszázalékából és etiltrietoxiszilán 20 tömegszázalékából álló keverék. Az A, B és C kötőanyagok alkalmazásával egy kötőszuszpenzió és egy kerámiai forma az alábbi módón készül: A fenti kötőanyagok egyenként 550 ml mennyiségét 280 ml etilalkohollal, 650 ml vízzel, 2,5 ml koncentrált kénsavval és 10 ml tensiddel, valamint 0,010 és 0,063 mm közötti szemcsecsoportú 3250 g kvarcliszttel keverünk össze. A kerámiai formák előállítása a kiolvasztható modelleknek az előállított szuszpenziókba történő ötszöri bemerítésével, majd kvarchomokból álló szóróanyaggal történő beszórásával és az így keletkezett borítóréteg szárításával történik. Az ily módon előállított kötőanyagoldatok és kerámiai formák tulajdonságai az alábbi táblázatban vannak összefoglalva: A Kötőanyag B C- a kötőanyagoldat gélesedési ideje napokban 7 36 48- az öntőforma zöldhajlítószilárdsága kp/cm2-ben 35 38 39- az öntőforma forróhajlítószilárdsága kp/cm2-ben- 100 cm2-es felületű és 4 bevonattal ellátott formapróba gázáteresztőképessége 1/perc-ben 150 mm vízoszlopnál 32 34 35 65 77 92 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
