198429. lajstromszámú szabadalom • Eljárás önhordó szerkezetű, kerámia anyagú alakos munkadarab előállítására
1 198 429 2 ciós módszerekkel megvizsgáltuk. Az összetétel mérésével kapott eredmények szerint a gátló anyagréteg elsősorban kalrium-szüikátból állt, benne a kalcium-szulfát kis mennyisége és alfa-kvarc módosulatban kis mennyiségben szüícium-dioxid volt jelen. 3. példa Egyik végén nyitott könyökcső alakú kerámia terméket kívántunk előállítani, amelynek másik vége zárt, míg külső felülete sima volt. Itt is a találmány szerinti kerámia növesztési eljárást alkalmaztuk. Szedimentációs öntéssel, ismert módon előmintát hoztunk létre. Az erre szolgáló egyenletes eloszlású keverék 67 t%, 500 mesh szemcsézettségű alumínium-trioxidot (a Norton Co. 38 Alundum jelű termékét), 30 t%, 200 mesh szemcsézettségű, ugyancsak a 38 Alundum jelű termékből álló alumínium-trioxidot és 5 t%, 500 mesh szemcsézettségű fémes aprított szilíciumot tartalmazott. Ezt az 1. példának megfelelően faragasztó enywel mint kötőanyaggal kevertük ki, a zagyszerű keveréket szilikongumiból készült öntőmintába juttattuk és hagytuk leülepedni. Ezt követően a megszilárdult előmintát kiemeltük az öntőmintából, szárítással a nedvesség feleslegét eltávolítottuk és 1300 °C hőmérsékleten 2 órán keresztül az élőmintát előzetesen kiégettük. Az előminta külső felületére ezt követően gátló anyagréteget vittünk fel, mégpedig oly módon, hogy a felületet mintegy 0,2 mm vastagságban 50 t% alabástromgipszből (a Bondex cég terméke) és 50 t% alumínium-trioxidból (500 mesh szemcsézettségű 38 Alundum, a Norton Co. terméke) keveréket tartalmazó zagyot kentünk fel. A gátló anyagréteget hagytuk megszilárdulni, majd ezt követően a nedvesség feleslegét szárítással eltávolítottuk. A bevonattal ellátott előmintát helyeztük tűzálló anyagú edénybe és megtámasztásához 12... 18 mm átmérőjű tűzálló alumínium-trioxid gömböcskéket használtunk. Az előminta nyitott végét az alumínium gömböcskékkel feltöltöttük. Az így kapott elrendezést kemencébe helyeztük és 1000 °C hőmérsékletre melegítettük, amit az oxidativ reakció hőmérsékletének választottunk. A kemencét ekkor kinyitottuk és megolvadt állapotban 380.1 jelű alumínium ötvözetet öntöttünk az előminta belső terébe (az ötvözet összetétele azonos az 1. példában megadottal), az előminta belső terét az ötvözettel teljes mértékben kitöltöttük, vagyis az előminta belső felülete teljes egészében érintkezett a megolvadt fém alapanyaggal. Az így kapott elrendezést a kemence lezárása után 96 órán keresztül tartottuk az oxidativ reakció 1000 °C hőmérsékletén, majd forró állapotban a kemencéből eltávolítottuk, a fémötvezet feleslegét belőle kiöntöttük. A kapott kerámia anyag belső teréből a fém jól eltávolítható volt. A kerámia szerkezetű csőszerű elemet lehűtöttük, a külső felületről kis intenzitású homokfúvásai a gátló anyag rétegét eltávolítottuk. Ezt követően a nyitott végtől mintegy 7 mm távolságra a kerámia anyagú csövet átvágtuk. A keresztmetszetet röntgendiffrakciós elemzésnek vetettük alá és ez azt bizonyította, hogy a csőfal anyagát teljes mértékben alumínium-trioxid alfa-módosulatú részecskékből álló mátrix alkotta, amely a gátló anyagrétegig az előminta anyagát teljes mértékben átnőtte. A 9. ábra a kapott termék külső felületét mutatja, és ez azt bizonyítja, hogy a gátló anyagréteggel fedett felület nagy simaságú volt, rajta a kerámia anyag nem növekedett túl. A kapott termékről eltávolított gátló anyagréteg szerkezeti vizsgálatát is elvégeztük. Ez azt bizonyította, hogy a gátló anyagréteg anyagát túlnyomórészt kalciumalumínium oxi-szulfát (Ca4 A160i2S04) alkotta, amelyben kisebb mennyiségben alfa-módosulatú alumíniumtrioxid és a reakcióban részt nem vett kalcium-szulfát volt jelen. A szerkezeti vizsgálatok arra engednek következtetni, hogy a gátló anyagréteg a reakció feltételei között átalakul. 4. példa Lánckerék alakú előmintát készítettünk és ennek alapján kívántunk kerámia szerkezetű munkadarabot előállítani, ahol a gátló anyagréteg alkalmazásának célja a pontos geometriai alakzat biztosítása volt. Az előmintát az 1. példában ismertetett 10 hátsó és 12 mellső fogaskerékkel azonos méretekben és alakban hoztuk létre, mégpedig hagyományos szedimentációs öntési eljárással, amikor is szilícium-karbid részecskéket gondosan kikevertünk az 1. példában ismertetett faragsztó enywel mint szerves kötőanyagagai. A keveréket szilikon gumiból készült öntőedénybe töltöttük és 6 óráig pihentettük. Az így megkötött anyag felületéről a vizet eltávolítottuk, majd az előmintát kiszárítotok Az 1. példában ismertetett névleges összetételű 380.1 jelű alumínium ötvözetből készült korong egyik felületén egyenletes rétegben 2,0 mesh szemcsézettségű szilícium-fém 2...3 grammnyi mennyiségét oszlattuk eL ahol a korong átmérője 88,9 mm, vastagsága 12,7 mm volt. A merev szerkezetű előmintát az öntőmintából kinyertük és az ötvözeten elhelyeztük, ahol a szilícium rétege az előminta és a fém alapanyag között helyezkedett el. Az elrendezé&en lényegében az 1. ábra szenna 9 belső felületnek megfelelően helyeztük el a fém alapanyagot és az előmintát. Ennek megfelelően a fém ötvözet és az előminta egymással körkörös felület menten érintkezett. Az így kapott elrendezést minden szabad felük ten gátló anyagréteggel borítottuk be. Ez utóbbit a Bondex gyártmányú alabástromgipszből 25 t%-ot, a Keystone cég (Bath) által gyártott 1 típusú port land cementből 25 t%-ot, a CED Minerals által CrystobaKte név alan forgalmazott 200 mesh szemcsézettségű szitonuridioxidból 25 t%-ot és a Norton Co. 36 grites 38 Alundum jelű alumínium-trioxidjából 25 tf%-ot tartalmazó keverék és víz zagyából készítettük el. Ezt a zagyot kikeverés után 1,4...1,6 mm vastag rétegben vittük ie> t szabad felületekre, hagytuk megkötni, majd a nedvesség eltávolítása céljából szárítottuk. A gátk> auyagieteggel bevont együttest ezt követően tűzálló anyagú edényben 24 grites szilícium-karbid részecskékből dlo ágy felületére helyeztük. 5 10 15 20 25 30 3!» 40 45 50 55 60 65
