198432. lajstromszámú szabadalom • Eljárás összetett szerkezetű önhordó kerámia termék előállítására, valamint összetett szerkezetű önhordó kerámia termék
1 2 198.432 R.T.Wanderbllt Co. Darwan-7 jelű szeréből hét cseppet adagoltunk, mégpedig fokozatosan, hogy így biztosítsuk az alumínium-tríoxid diszpergálását. A keve- 5 rést két órán keresztül folytattuk és ezzel egyenletesen pépes masszát nyertünk. A masszát folyamatos keverésben tartottuk hengerpárral. Ezt követően hűtőre helyeztük és ezzel 0 *C-ra hűtöttük le, így készítve elő az öntéshez. A hűtés célja az is volt, hogy a kerámia anyag kiindulási anyagaként alkalmazott alumí- ' ^ nium ötvözet és a víz között minimálisra csökkentsük a reakciók intenzitását. A pépes masszát a kívánt hőmérsékletre lehűtve kivettük a hűtőből és -200 mesh porított alumínium ötvözet 126 részét adagoltuk hozzá, majd 20 másodpercen keresztül kevertük. ^ ^ Az alumínium ötvözetet a A. táblázat specifikálja. A porított fémes alapanyagként alumínium ötvözetet tartalmazó pépes masszát ezt követően gipszből készült tégelybe öntöttük, amelynek üregét belsőégésű motor kipufogócsövének bélését utánzó módon alakítottuk ki. Ezt mintegy 40 másodpercen keresztül víz- 20 telenítettük, amivel 3,6 mm vastag fallal rendelkező előmintát hoztunk létre. A kapott előmintát kinyertük és 24 órán keresztül 80 °C hőmérsékleten kemencében szárítottuk. Az öntés és szárítás közben azelőminta méretcsökkenése 1% alatt maradt. Ezt követően 12 óra alatt az előminta körül a levegő hőmérsékletét 1000 °C-ra emelt iik, majd ezt a hőmérsékletet 30 órán keresztül tartottuk. Ezt követően a hőmérsékletet 6 óra alatt 1300 °C-ra emeltük és ezen a hőmérsékleten a testet 12 órán keresztül tartottuk. Az előkészítés befejezéseként az előmintát fokozatosan, mintegy 20 óra alatt szobahőmérsékletre hűtöttük le. A kapott összetett szerkezetű bélést kinyerve azt tapasztaltuk, hogy mind külső mind belső felületén 0,2...0,3 mm egyenletes vastagságú tömör réteg alakult ki, és a két tömör réteg között porózus fal akotta a magot. Az így kapott csőbélés struktúráját az 1. ábra fényképe mutatja be. A hevítés során az előminta tömege 16,7%-ka növekedett, mivel a fém alapanyag a levegőből oxigént vet t fel. A kipufogócsövekben alkalmazható alkatrész vastagsága az előmintát jellemző 3,6 mm mértékről 4,6 mm-re növekedett. A 2. ábra mutatja be a bélés keresztmetszetét, ahol jó látni a sűrű, tömör falat és a porózus magot. A. Táblázat: Az alumínium összetétele Szemcsézettség On Gnk Réz Nikkel Szilícium Vas-200 mesh 1,71 3,50 4,2i 0,07 -80 + 200 mesh 1,30 3,42 4,28 0,12 8,12 8,63 1,22% 1,29% A. Táblázat (folytatás) Szemcsézettség Magnézium Króm Mangán Titán Alumínium-200 mesh ■-80 + 200 mesh 0,10 0.06 0,21 0,16% 0,09 0,21 0,8% 0,8% maradék maradék 2. Példa Ez a példa azt bizonyítja, hogy reaktív töltőanyagot (EPK Kaolint) tartalmazó pépes massza segítségévei gyártott testen is lehet sűrű, tömör külső réteget létrehozni például alumínium fém alapanyag alkalmazásával, amikoris az alumíniumot porítva adagoljuk. A Feldspar Corporation (Edgar, Florida) által gyártott EPK jelű kaolinból 70 részt keverőben 30 rész vfczel 2 órán keresztül intenzíven kevertünk. A kaolin gp diszpergálására a keverék minden 300 g-jára számítva 12 csepp Darwan-7 készítményt adagoltunk. A pépes massza elkészülése után 100 részéhez az 1. példában említett -80 és +• 200 mesh szemcsézettségű alumínium ötvözettel azonos összetételű alumínium ötvözetből 70 részt adagoltunk -80 ♦ 100 mesh szemesé- 5f, zettségű frakcióban. A keverést 20 másodpercig folytattuk. Ezt követően a pépes masszát sima gipszlemezre öntöttük és ezzel 3...4 mm vastag, 25,4 mm átmérőjű korongokat állítottunk elő. Az így kiöntött darabokat 800 °C hőmérsékleten 24 órán keresztül szárítottuk, majd 1000 °C hőmérsékletű kemencébe 6C helyeztük és levegő jelenlétében 24 órán keresztül hevítettük. A kívánt hevítési hőmérsékletet egy óra alatt értük el, majd a hevítés után 1 óra alatt hűtöttük le az anyagot.A ldégetéssel kapott minták porózus nagyjából a kiindulási alumínium ötvözet porának megfelelő alakú és nagyságú pórusokat mutatott, de a külső felületet tömör réteg alkotta. A tömör réteg vastagsága mintegy 0,2 mm volt. A röntgendiffrakciós elemzés azt mutatta, hogy a test az alumínium-trioxid alfa módosulatát, szilíciumot és magát az alumínium ötvözetet tartalmazta. A jelen példa szerint előállított összetett szerkezetű kerámia test keresztmetszetének fényképe a 3. ábrán látható. 3. példa Ez a példa azt bizonyítja, hogy a külső tömör réteg létrejötte gyakorlatilag független a porított fém alapanyag részecskéinek méreteitől. ' Aluminium-trioxidból pépes masszát készítettünk, mégpedig az 1. példa szerinti A-l 7 jelű alumínium-tri-11
