195461. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kerámiatestek előállítására
195 461 2 A találmány tárgya eljárás kerámiatestek előállítására. Az iparban számos eljárás ismeretes tűzálló idomok, öntőformák és magok, bélések és hasonló kerámiatestek előállítására szerves oldószerű koyasavas kötőfolyadék, töltőanyag és adalékok (például kötésgyorsítók) keverékéből öntéssel, döngöléssel, vibrálással, sajtolással. Ilyen eljárások ismeretesek egyebek között a 716 394 és 741 381 számú angol, a 2 911 310 számú amerikai, valamint a 154 334, a 157 257 és a 166 573 számú magyar szabadalmi leírásokból. Az öntést alkalmazó módszerek egyik hiányossága a megszilárdult termékek csekély szilárdsága, ami nyers állapotban, a termék és a szerszám (minta, forma, magszekrény, zsaluzat stb.) szétválasztásakor gyakorta a termék sérülését, deformációját okozza. További hiányosságuk, hogy a kötőfolyadék oldószerének eltávolítása során repedéses szerkezet keletkezik, a termék zsugorodik, vetemedik,és kis végső szilárdsága is nehezíti a rendeltetésszerű felhasználását. Szilárdabb testeket állítanak elő hasonló összetételű, de kisebb kötőfolyadék-hányadú keverékek döngölésével és sajtolásával, de bonyolultabb alakú testek ily módon való előállítása nehézségekbe ütközik,és nagy szerszámköltségekkel jár, az idomok felülete gyakran morzsolékony, az öntőmagokat az öntvényből fokozott tömörségük következtében nehéz eltávolítani, sőt néha ez az öntvények repedését okozza. A 3 314 117 számú amerikai szabadalmi leírás szerint a kerámiatesteket foszforsav hatóanyagú folyadékkal kezelik, aminek a következtében a szilárdságuk izzítás hatására megnő. Ez a módszer azonban nem segít az izzítás előtti csekély szilárdság okozta problémák megoldásában, csökkenti a termék tűzállóságát,és öntészeti alkalmazásban azzal a veszéllyel is jár, hogy az öntvények felületi rétege foszforban dúsul, ami gyakorta megengedhetetlen. Különféle ajánlások szerint a kész kerámiatesteket az oldószer eltávolítása után kovasavas kötőfolyadékkal itatják át, ami azonban csak csekély mértékben növeli a szilárdságot,és azt is csak a gyártásnak a termék izzítása utáni fázisában. A 3 213 497 számú amerikai szabadalmi leírás szerint a megszilárdult kerámiatesteket levegőt és alkoholgőzt át nem eresztő zárt üregbe, például műanyag burokba zárják,és ott hosszabb időn át tárolják, miközben a szerkezete stabilizálódik, a szilárdsága megnő. Hasonló eredménnyel jár az idom záróréteggel, például viasszal való bevonása is. A 3 172 176 számú amerikai szabadalmi leírás szerint a részben megszilárdult kerámiatestet, amelynek a szerkezetét a kötőfolyadék alkoholos közege tölti ki, alkoholban vagy annak oldószereiben kezelik, esetleg növelt hőmérsékleten vagy a pH-értéket is növelő adalékok jelenlétében. A kezelő folyadékok köre: alkoholok, aceton, szénhidrogének, víz és ezek keverékei. A fentiekben ismertetett módszerek alkalmazása során nehézségek jelentkeznek főként e módszerek csekély hatékonysága és bonyolultsága miatt. Az ismert módszerek a nyers, azaz a megszilárdult, de a kötőfolyadék oldószerét még magába záró kerámia szilárdságát nem növelik a szükséges mértékben, továbbra is mutatkoznak deformációk, sérülések, felületi pergés. A találmány célja az ismert módszerekkel gyártott kerámiatestek hiányosságainak kiküszöbölése, a kerámiatestek szilárdságának és méretpontosságának növelése. 2 A találmány alapja az a meglepő jelenség, hogy a szerves oldószerű kovasavas kötőfolyadékkal készített kerámiatesteknek folyékony szerves szilíciumvegyületekkel való kezelése stabilizálja azok méreteit, szerkezetét, alakját,és lényegesen növeli a szilárdságukat, mégpedig már a kötőfolyadék oldószerének eltávolítását megelőző nyers állapotban is. E jelenség hasznosítása módot ad arra, hogy pontosabb és szilárdabb kerámiatesteket állítsunk elő a szokott, közepes koncentrációjú kovasavas kötőfolyadékokkal, vagy az eddig is elért szilárdságot csökkentett koncentrációjú, olcsóbb kötőfolyadékkal érjük el. E felismerés alapján kerámiatestek szerves oldószerű kovasavas kötőfolyadék töltőanyagokkal és adalékanyagokkal alkotott keverékéből való előállításakor, amelynek során a keveréket öntéssel és/vagy döngöléssel formázzuk, megszilárdulni hagyjuk, majd az oldószert kiűzzük belőle, a találmány szerint oly módon járunk el, hogy a nyers kerámiatestet megszilár- • dulás után és az oldószer kiűzése előtt 0,1 — 1 MPa nyomáson és 283—423 K hőmérsékleten legalább 15 percig érintkeztetjük egy folyékony szerves szilíciumve gyülettel vagy ilyen vegyületet tartalmazó közeggel, azután kívánt esetben vízzel öblítjük. Az eljárás során önmagában ismert módon kerámiatestet állítunk elő úgy, hogy szerves oldószerű kovasavas kötőfolyadék, töltő- és adalékanyagok keverékét szerszámba (zsaluzatba stb.) öntjük, és így, vagy szükség szerint tömörítve, megszilárdulni hagyjuk, míg folyékonyságát vagy képlékenységét elveszíti. Ezután a találmány szerint a még kis szilárdságú kerámiatestet alakjától, méreteitől és a megengedett méreteltéréseitől függően úgy tesszük szabaddá, hogy ne terheljük, ne deformáljuk, majd a testet, adott esetben a szerszámtartó, támasztó részeivel együtt, legalább 15 percen át folyékony szerves szilíciumvegyülettel vagy egy ilyen vegyületet tartalmazó közeggel érintkeztetjük valamilyen alkalmas módon, például a kezelő folyadékból készített fürdőben való tárolással vagy a folyadék áramába való helyezéssel, vagy a folyadékkal való bepermetezéssel, leöntéssel vagy a folyadék gőzeit tartalmazó térben való tárolással. A nyers kerámiatestet célszerűen a szerves szilíciumvegyület legalább 12 tömeg%-os, előnyösen legalább 40 tömeg%-os oldatával érintkeztetjük. A kezelés hatékonyságát "okozza célszerűen 1 MPa-ig terjedő túlnyomás és/vagy 423 K-ig terjedő hőmérséklet alkalmazása. A kezeléshez folyékony szerves szilíciumvegyületkén't célszerű a nagy mennyiségben gyártott és viszonylag olcsó kondenzált ipari etilszilikát és a tetraetilortoszilikát használata, míg ennek oldószereként előnyösen a viszonylag olcsó és veszélytelen alkoholokat és ketonokat használjuk. A fentiek szerint stabilizált kerámiatestet vízben öblítjük vagy adott esetben ezt a műveletet mellőzve szikkasztjuk, és/vagy láng- vagy hő- vagy vákuumkezeléssel belőle a szerves folyadékfázist eltávolítva a gyártási folyamatot befejezzük. A vizes öblítést feltétlenül alkalmazzuk akkor, ha el akarjuk kerülni, hogy a kezelőfolyadék és az oldószerek gőzei és égéstermékei a további kezelés során a munkatérbe (kemencetérbe, vákuumtérbe) kerüljenek. A találmány lényegét az alábbi kiviteli példákkal szemléltetjük, anélkül, hogy az oltalom körét ezekre korlátoznánk: 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
