191034. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kerámiai héjformák szárítására
1 191 034 2 ból eltávolítandó nedvességmennyiség a kerámiaformák szárításánál általában csekélynek mondható, a szárítólevegő paraméterei a kerámiaforma előtt és után csak jelentéktelen mértékben változnak. A kerámiaformák szárítására gazdaságos eljárás csak abban az esetben adódik, ha a szárítólevegő-áramban meghatározott számú kerámiaformát szárítanak egymás után, miközben a szárítólevegő paraméterei csak kis mértékben ingadozhatnak. A 27 35 395. sz. NSZK-beli szabadalmi leírás szerinti szárítási eljárással ugyan kiváló minőségű kerámiaforma állítható elő a modelltúlfűtésből származó formahibák szempontjából, de továbbra is egy sor minőségi hiányosság jelentkezik a kerámiaformánál alkalmazott légsebesség-tartomány következményeként. Ide számíthatók különösen az első bevonórétegnél jelentkező minőségi hiányosságok, amelyek repedésekhez és az első bevonóréteg lepergéséhez vezetnek, rossz öntvényminőséget okozva. A találmány célja a kerámia héjformák szárításánál fellépő beruházási és üzemeltetési költségek egyidejű csökkentése mellett a héjformák megnövelt végső szilárdságú és javított minőségű előállítása, továbbá az időigényes utószárítás elkerülése. A találmány által megoldandó feladat olyan eljárás létrehozása a precíziós öntési technikában használt kerámia héjformák szárítására, amely egyrészt lehetővé teszi az egyes bevonórétegek teljes mértékű közbülső szárítását anélkül, hogy ez „modelltúlhevítéshez” és ezen keresztül pedig az eltérő hőtágulási együtthatókból adódó ismert hibákhoz, illetve a bevonórétegekben a lepergést elősegítő feszültségekhez vezetne. A találmány szerint a feladat megoldása úgy történik, hogy az első bevonóréteget egy egylépcsős szárítási folyamatban az eddig ismert eljárásokkal szemben alacsonyabb légsebességű szárítólevegővel és minden további bevonóréteget egy kétlépcsős szárítási folyamatban kezelünk, ahol a kerámiaformát először nagyobb sebességű szárítólevegővel és az ezt követő második szárítási szakaszban egy olyan kisebb légsebességü szárítólevegővel érintkeztetjük, amelynek légsebessége megfelel az első bevonóréteg szárításakor alkalmazotténak. Az első bevonóréteg szárításánál a kerámiaformához vezetett szárító-levegőáram kedvező átlagos sebessége 1,5-3,5 m/s. Eközben a szárítólevegő hőmérséklete az első bevonatnál nem lehet magasabb 30 °C-nál, a levegő relatív nedvességtartalmát pedig úgy kell megválasztani, hogy a modelltemperálás nedvességhőmérséklete közel azonos legyen a kötőanyag-szuszpenzió hőmérsékletével. Bebizonyosodott, hogy az első bevonóréteg szárítás közbeni viselkedése döntő mértékben eltér az ezt követő bevonatokétól, és az első bevonóréteg csökkentett légsebességű szárítása az első bevonóréteg minőségének javulását eredményezi. Ez a kiálló sarkoknál és éleknél is egyenletes vastagságú szuszpenziófilm kialakítását biztosítja a modelleken, csökkenti a repedési- és lepergési hajlamot még komplikált modellek esetében is az első bevonórétegnél, csökkenti a homokszemcsék lefúvásának veszélyét a bevonaton, különösen a legérzékenyebb helyeken, a kiugró sarkoknál és éleknél. Az első bevonóréteg javított minősége a precíziós öntvények minőségének jelentős mértékű javulását eredményezi. Megmutatkozott továbbá, hogy az első bevonóréteg szárításának legkedvezőbb feltételei, mint például a szárítólevegő légsebességének és hőmérsékletének mértéke, továbbá a nedvességhőmérséklet, közelítően egyezik a második és az ezt követő bevonórétegek második szárítási szakaszának jellemzőivel. Az első réteget követő további bevonórétegek második szárítási szakaszát akkor kell megkezdeni, amikor a száradási sebesség kezd jelentősen csökkenni. Mivel ettől a pillanattól kezdve a száradási sebesség alapvetően a héjforma nedvességszállító képességétől függ, a szárítólevegő végsebessége csökkenthető, melynek hatására a szárítási folyamat gazdaságossága javítható. A száradási sebességek kötőanyag-típusonként eltérőek, és minden egyes esetre külön-külön állapítandól meg. A találmány szerint a kerámiaformához vezetett szárítólevegő-áram legelőnyösebb átlagos légsebessége az első bevonó réteget követően bevonatok első szárítási szakaszában 4-9 m/s. Ez a magasabb légsebesség a feltétele annak, hogy ebben az első szárítási szakaszban a kötőanyagszuszpenzióba történő merítéskor a héjformába bevitt nedvesség nagy része rövid idő alatt eltávolítható legyen. Az első szárítási szakasz kezdetén a szárítólevegő hőmérséklete legyen valamivel magasabb, mint az első bevonóréteg szárítólevegöjének hőmérséklete, és értéke haladja meg valamelyest a 30 °C értéket. A száradási sebesség csökkenésével és az ennek következtében csökkenő formatúlhűtéssel az első szárítási szakasz alatt le kell csökkenteni a szárítási hőmérsékletet, előnyös módon az első bevonat szárítólevegöjének hőmérsékletértékére. Ezt a hőmérsékletet fenn kell tartani a második szárítási szakasz során is. A héjformához vezetett szárítólevegő relatív nedvességtartalma a mindenkori első szárítási szakaszok során előnyös módon 10-60% értékű legyen. A találmány szerinti eljárással 85-90% szárítási fok érhető el, amennyiben az első bevonat szárítási ideje 10-20 perc és minden további bevonaté 20-70 perc. A szükséges szárítási időket az alkalmazott kötőanyag-szuszpenzió száradási viselkedése és a szárítóberendezés konstrukciója határozza meg. Az egyes bevonórétegek itt adott szárítási foka az utószárítást feleslegessé teszi és nagy formaszilárdságot eredményez. A találmány szerinti eljárás ezen előnyei még kedvezőtlenebb száradási viselkedésű kötőanyag-szuszpenziók alkalmazása esetén is jelentkeznek, mint például a nagy hidratációs hajlamú kovasavszol vagy a nagy \ízfeleslegű etilszilikát kötőanyag esetében. A találmány szemléltetésére az alábbi kiviteli példa szolgál. Precíziós öntvények előállítására kiolvasztható modelleket állítunk elő ismert modellviasz keverékekből ugyancsak ismert módon, majd ezeket egy modellfürtté illesztjük össze. A modellfürtöt az első bevonóréteg előállításához olyan ikötőanyag-szuszpenzióba merítjük, amelyet 1200 ml alkalikus, kolloidális kovaalkohol, 5 ml tenzid, 15 ml habzásgátló szer, 3100 g 0,010 és 0,063 mm közötti szemcsefrakciójú kvarcliszt keverékéből állítunk elő. Az így előállított és ebből a modellre felhordott kötőanyag-szuszpenziófilm vastagsága egy sima, függő5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
