Состав наполнителя для изготовления оболочковых форм Советский патент 1985 года по МПК B22C1/00 

ел

Од

со

00 Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам наполнителя для изготовления форм т ного литья по вьшлавляемьм моделям, получаемых методом электрофореза. Известны различные составы наполнителя, используемые в форетических и токопроводных суспензиях для получения оболочек методом электрофореза Так, состав наполнителя содержит маршалит и кварцевый песок СП иди микройброшки и шлифпорошки электрокорунда, или дистенсиллиманитовый концентрат и тлифпорошок электрокорунда 2, или их смесь рЗ . Сформ1фованные оболочки, которые содержат облицовочный, токопроводный и форетический слой, обсыпанные огне упорным материалом, однофазньм по химсоставу, представляют собой типичнуго связнодисперсную капиллярнопористую систему, однородную по все,му сечению. I Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемо му результату является состав наполнителя для изготовления оболочковых форм, получаемых методом электрофоре за и отверждаемых ТВЧ, включающий огнеупорный инертньй материал . один и тот же огнеупорный материал используется как в форетической суспензии, так и в токопроводной При отверждении оболочковых форм ТВЧ, изготовленных согласно известному составу, напряжение питания рабочего конденсатора достигает значений десятков киловольт, поскольку эта величина прямо пропорциональна напряженности поля в воздушном зааоре и расстоянию между пластинами рабочего конденсатора. Необходимость применения столь высбких напряжений резко ограничивает и усложняет возможность комплексной механизации процесса отверждения, а также создает неблагоприятные условия труда. Указанный недостаток является следствием уменьшения комплексного фактора потерь материала влажной оболочки с уменьшением свободной воды При достижении остаточной влажности порядка 3% и ниже значение фактора потерь приближается к значению этой величины для модельных составов. В табл. 1 приведены значения фактрра потерь для влажного керамического покрытия и модельных составов на частоте 13,56 МГц. Целью изобретения является получение крупногабаритных форм и улучшение условий труда. Цель достигается тем, что состав наполнителя для изготовления оболочковых форм методом электрофореза, отверждаемых ТВЧ, включающий огнеупорный нейтральный материал и технологическую добавку, в качестве технологической добавки состав содержит огнеупорный материал - сегнетоэлектрик со значением фактора диэлектрических потерь 90-225 ед. при следующем соотношении ингредиентов, мас.%: Огнеупорный нейтральный материал 96,0-99,0 Огнеупорный материал - сегнетоэлектрик со значением фактора диэлектрических потерь 90-225 ед. 1,0-4,0 Выбор процентного содержания добавки произведен согласно табл.2. Как видно, интенсивный рост разности температур оболочки и модели (То - Т«) наблюдается при изменении содержания добавки в токопроводной и форетической суспензиях от 1 до 2%, а при содержании добавки в обсыпке этих слоев - от 2 до 4%. В табл. 3 приведены значения фак|торг. диэлектрических потерь влажной керамической оболочки с добавками 2 мас.% в токопроводную и форетическую суспензию и 4 мас.% в обсыпку этих слоев, а также значения фактора потерь самих добавок на частоте 13,56 МГц и длительности отверждения форм с добавками. В табл. 4 приведены составы токопроводной и форетической суспензий с добавкой, а также состав обсыпки. Оптимальное содержание добавок в суспензиях и обсыпке определено после анализа табл. 2. Содержание добавки выше 2 мас.% от веса твердой фазы в суспензиях и 4 мас.% в обсыпке нецелесообразно вследствие отсутствия роста перепада температур т- т оболочки модели Как видно из табл. 3, применение добавок позволяет снизить необходимую напряженность поля в воздушном чазоре рабочего конденсатора с 1,0 о 0,5 кВ/см при сохранении практически неизменной длительности процесса отверждения. Для использования конденсаторных сегнетоэлектриков СМ-1 и Т-7500 в качестве технологической добавки целесообразно использовать размол бракованных радиокерамических изделий из данных материалов. Материал СМ-1 изготавливают на основе титаната бария с добавкой окислов циркония и висмута. Его применяют для производства мелкогабаритных конденсаторов на низкие напряжения. Материал Т-7500 имеет кристаллическую фазу, представляющую собой твердьй раствор SrTiOj и CaTiOj в BaTiC . Точка Кюри этого материала находится в области комнатной температуры, поэтому вблизи нее диэлектрическая проницаемость имеет максимальное значение. Данный материал используют для изготовления конденсаторовj работающих при комнатной температуре, в том числе и высоковольтных. В табл. приведены свойтсва использования порошков сегнетоэлектриков типа СМ-1 и Т-7500 с нелинейной поляризацией. Пример. На модельньш блок из массы ВИАМ-102 наносится корундовая оболочка методом электрофореза. Оболочка отверждается в поле ТВЧ на частоте 13,56 МГц по симметричному .осцил лирующему режиму при температура оболочки на 6-10 С вьгше температуры размягчения модельного состава в течение 3-5 мин с последующим охлаждением потоком холодного воздуха до температуры на 5-7 С ниже температуры размяг чения модельных составов в течение 3-6 мин с количеством повторяющихся циклов нагрева и охлаждения 8-10 мин. Напряженность поля в воздушном зазоре устанавливается 0,5 кВ/см. Длительность отверждения остается практи,чески прежней (58 мин), при этом конечная влажность составляет 0,75%, прочность после прокаливания 8,08,5 МПа. . В токопроводную и форетическую суспензию вводится порошок сегнетоэлектрика Т-7500 дисперсностью 20 мкм в количестве 2% от веса твердой фазы, а присьтают полученные слой оболочки смесью электрокорунда №40 (АОО мкм) - 96 мас.% и зернистого сегнетоэлектрика Т-7500 (350-500 мкм) 4 мас.%. В табл. 6 приведены данные по длительности сушки влажных фореткческих оболочек с добавкой при различных величиных напряженности поля в материале. Как видно, пологий участок зависимости длительности отверждения оболочек от напряженности поля в материале оканчивается резким перегибом в пределах значений 0,5 0,55 кВ/с. В качестве рабочих значений напряженности поля выбраны величины в пределах 0,5-0,55 кВ/см, Изобретение позволит получать крупногабаритные формы, отверждаемые при высокочастотно-конвективной осциллирующей сушке без повышения .напряжения, питающего рабочий конденсатор, т.е. обеспечиваются безопасные условия труда. Ожидаемый годовой экономический эффект от использования изобретения составит около 30 тыс. руб.

СОСТАВ НАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБОЛОЧКОВЫХ ФОРМ способом электрофореза, отверждаемых ТВЧ, включающий огнеупорный нейтральный материал и технологическую добавку, отличающийся тем, что, с целью получения крупногабаритных форм и улучшения условий труда, в качестве технологической добавки он содержит огнеупорный материал сегнетоэлектрик со значением фактора диэлектрических потерь 90-225 ед. при следунмцем соотношении ингредиентов, мас.%: Огнеупорный нейтральный 96,0-99,0 5 материал Огнеупорный материал сл сегнетоэлектрик со значением фактора диэлекрических потерь 90-225 ед.,0

Таблица 1 Сегиетоэлект19 22 24 24 25 рик СМ-1 Сегнетоэлект19 25 28 29 29 рик Т-7500

Фактор потерь,

3,82 отн.ед.

Длительность отверждения формы на модели ВИАМ- 02 при f 13,56 МГц и Е 1,0 KB/CM, мин

То же при Е 0,5 KB/CM, мин (предлагаемое изобретение) 232 Добавка - сегнетокерамика СМТокопроводная I Форетическая

Электрокорунд М7-20-24

Каолин технический 4г6

1,4-1,6 Добавка

Добавка

Таблица 2

.Таблица 3

6,22

90-120 180-225

7,61

Подплав- Подплавленке ление модели модели

61

58

Таблица 4

Электрокорунд №40-96 №16-25-28

Добавка 4 №40-31-34

1

Токопроводная

Форетическая

Связующее КАХФС 21-22 Электролит КМЦ 0,02-0,03 Электролит НС1 3-4 Вода14-18

Продолжение табл. 4

Обсып|са, Z