187845. lajstromszámú szabadalom • Kötőszuszpenzió kerámia öntőformák első bevonat-rétegének előállításához
1 187 845 2 A találmány tárgya kötőszuszpenzió kerámia öntőformák előállításához, különösen a precíziós öntéshez használt kerámia öntőformák első bevonatrétegének előállítására alkalmas kötőszuszpenzió. A precíziós öntéshez használatos kerámia öntőformák előállításához egy kiolvasztható modellt váltakozva többször megmerítenek egy kötőanyagoldatból álló kötőszuszpenzióban és egy tűzálló finom szemcsés anyagban, majd a kötőanyaggal a szemcséket szilárd formává kikeményítik. A kötőanyag megszilárdulása elősegíthető levegő szárítással, kémiai zselésítéssel vagy a két lehetőség kombinálásával. A merítéshez használt kötőszuszpenzió lényegében kötőanyagok, így etil-szilikátok, kovasav és/vagy alkáli-szilikát oldatok vízzel és oldószerkomponensekkel, valamint por alakú tűzálló kerámiaanyagokkal, így kvarcliszttel, mullittal és cirkonium-szilikáttal alkotott keveréke. A kerámia öntőforma és így az öntvény minősége nagymértékben függ a kötőszuszpenzió minőségétől és összetételétől. Kerámia öntőformák előállításához általában legalább két különböző kötőszuszpenziót használnak, egy kötőszuszpenziót az első bevonatréteg és egy másik kötőszuszpenziót a második és további bevonatrétegek előállításához. Míg a második és további bevonatrétegek lényegében a kerámia öntőforma szilárdságát és mértéktartósságát határozzák meg, addig az első bevonatréteg a későbbi öntvénydarab felületi minőségét befolyásolja. Ahhoz, hogy az öntvény felülete hibamentes és sima legyen, az szükséges, hogy az öntőforma belső felülete, amit a kötőszuszpenzióval felvitt első bevonatréteg határoz meg, olyan sima, egységes és tömör legyen, amennyire csak lehetséges, anélkül azonban, hogy gáz áteresztőképességét elveszítené. Általánosan ismert, hogy jó minőségű első bevonatréteg előállításához kötőanyagként kovasavat tartalmazó kötőszuszpenziót használnak. Ezzel szemben ha etil-szilikátot tartalmazó kötőanyagoldatot alkalmaznak, amelynek Si02-tartalma lényegesen kisebb, mint a kovasavoldaté, akkor az első bevonatréteg és az öntvény felületi minősége csökken. Ennek oka az etil-szilikát és a kovasav alapú kötőszuszpenziók között már szemmel észrevehető különbség a folyási és csepegési tulajdonságokban. Az etil-szilikát alapú szuszpenziófilm folyási és csepegési tulajdonságai olyanok, hogy még tömény szuszpenzióval is csak vékony réteg vihető fel a formára. Az etil-szilikát kötőszuszpenzióknak ez a hátránya kiküszöbölhető, ha a formát többször merítjük a kötőszuszpenzióba és minden merítés után kikeményítjük, majd csak az utolsó merítés után fedjük be homokkal. Ez a többszörös merítés azonban fokozza az öntőforma előállításának munkaráfordítását és az anyagszükségletet. Az öntőformára felvitt szuszpenziófilm vastagsága növelhető úgy is, hogy a szuszpenzió folyási tulajdonságait befolyásoljuk. A 14 08 266 és 14 10 634 GB szabadalmi leírásokból ismert, hogy a felvitt szuszpenziófilm rétegvastagsága megfelelő töltőanyagok adagolásával fokozható. A töltőanyagok tixotrop folyási tulajdonságokat kölcsönöznek a kötőszuszpenziónak és növelik ezáltal a szuszpenziófilm rétegvastagságát. Töltőanyagként általában szerves, módosított anyagokat, termikus kezeléssel kapott por alakú kvarcvegyületeket és tűzálló anyagok vágott szálait használják. Ezek a szuszpenziók azonban igen merevek, így egységes réteg felvitele, különösen bonyolult formák esetén nehézkes. Ezért az első bevonatréteg felvitelére nem alkalmasak. További hátrányuk, hogy felvitelük eleién több milliméter vastag film keletkezik, ami feleslegesen növeli a szuszpenzió-felhasználást és az anyagköltséget. A találmány célja, hogy az öntvények felületi tulajdonságait tovább javítsuk oly módon, hogy az öntvény felülete hibamentes és sima legyen, cs az öntőforma költségei ne növekedjenek túlságosan. A találmány feladata, hogy az etil-szilikát bázisú kötőszuszpenziók folyási tulajdonságait úgy befolyásoljuk, hogy egyszeri merítéssel és optimális anyagfelhasználással jó minőségű első bevonatréteget kapjunk. Ezt a feladatot a találmány szerint egyrészt úgy oldjuk meg, hogy az etil-szilikát alapú kölöszuszpenzióhoz 0,1-0,5 súly",, mikrokristályos cellulózt adunk. A mikrokristályos cellulóz egy szemcsékből álló cellulózpor, amely a „Heweten” kereskedelmi néven ismert. A kötőszuszpenzióban adalékanyagként használható legjobb „Heweten” fajta a „Heweten 10”. A találmány szerinti kötőszuszpenzió általában világos színű, és ezért különösen sötét öntőformákhoz használható előnyösen, mivel ez esetben vizuálisan jól megfigyelhető a felvitt szuszpenziófilm egyenletessége és minősége. A fenti feladat találmány szerint másrészt megoldható úgy is, hogy az. etil-szilikát alapú kölőszuszpenzióhoz 1-5 súly";", nedves eljárással kicsapott por alakú amfoter kovasavat adunk. Alkalmas kovasavak ismertek a „Suprasil”, „K 60 S” és „Mikronisil” nevek alatt. A kovasavat tartalmazó találmány szerinti kölőszuszpenzió általában fehér, ezért különösen sötét színű öntőformákhoz alkalmas. A találmány szerinti harmadik megoldás abban áll, hogy az etil-szilikát alapú kötőszuszpenzióhoz. 0,1-0,5 súly% acetilén kormot adunk. F// a kötőszuszpenzió fekete, ezért világos öntőformáknál használható előnyösen. A találmány szerinti adalékanyagok olyan irányban befolyásolják az etil-szilikát alapú kölöszuszpenzió folyási tulajdonságait, hogy a fennálló dilatancia kis nyírósebességek tartományában lecsökken vagy newtoni, vagy szerkezeti-viszkózus állapotba megy át. A megváltozott folyási tulajdonságok következtében az öntőformán képződő szuszpenziófilm rétegvastagsága olyan mértékben növelhető, amellyel biztosítható a majdani öntvény jo felületi minősége. A folyási tulajdonságokat megváltoztató adalékanyagok mennyiségét úgy kell megválasztani, hogy a rétegvastagság a tiszta etil-szilikát kölöszuszpenzióhoz képest 10- 50%-kaI növekedjen. Egyidejűleg szükséges az is, hogy a kölöszuszpenzió szuszpenziófokál és abszolút viszkozitását úgy áll tsuk be, hogy a kötőszuszpenzió jól felfusson a minta felületére és a teljes felületet, beleértve a kiemelkedéseket és a bemélyedéseket is. jól és egyenletesen nedvesítse. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
