Способ определения прочностных свойств керамического образца Советский патент 1982 года по МПК G01N3/20 B22C9/04 

1

Изобретение относится к физико-механическим исследованиям, а именно к методам испытания керамических образцов форм, полу ценных по выплавляемым моделям при безопочной прокалке.

Известен способ физико-механических исследований, при котором образцы оболочек литья по выплавляемым моделям равномерно нагревают в специальных печах с электронагревом 11.

Этот способ не позволяет приблизить условия испытаний образца к реальным условиям безопочной прокалки, когда внутренняя и наружная поверхности керамической оболочки нагреваются неравномерно.

Известен также способ физико-механических исследований, в котором керамический образец при испытании нагревают в устройстве с тепловыми экранами, которые исключают лучевой нагрев части поверхности образца, обеспечивая заданную неравномерность нагрева 2.

Недостатком известного способа является то, что при нагреве поверхностей испытываемого образца они находятся в одинаковых условиях окружающей их атмосферы, что не соответствует реальным условиям безопочной прокатки керамических оболочек, когда внутренняя поверхность керамических оболочек находится в атмосфере изменяющихся по времени концентраций газов, а наружная поверхность находится в условиях окружающего ее атмосферного воздуха или продуктов сгорания природного газа с коэффициентом избытка воздуха ,6, т.е. данный способ испытаний

10 не позволяет создать те напряжения в образце, которые возникают в реальных условиях безопочной прокалки при разных скоростях испарения и удаления органических веществ из керамических оболочек в условиях разных

IS концентраций и разных составов окружающих их газовых сред.

Цель изобретения - повыщение качества и достоверности определения свойств за счет приближения условий нагрева образца к ре20альным условиям безопочной прокалки литейной формы.

Цель достигается тем, что согласно способу определения прочностных свойств керамических образцов, включающему неравномерный нагрев в печи наружной и внутренней поверхности образца, прнложение нагрузки для его разрушения с последующей регистрацией стрелы прогиба образца, неравномерный нагрев образца осуществляют путем нагрева установленного в печи муфеля из того же материала, что и образец, в котором частью его стенки служит внутренняя поверхность образца. Условия неравномерного нагрева образца литейной формы, полученной по выплавляе- i мым моделям, приближены к реальным уело виям безопо шой прокалки керамической формы, пропитанной модельным составом и содержащей органику связующего, т.к. внутренняя поверхность формы прокаливается в условиях окружающей ее атмосферы продуктов Возгонки и газообразующих модельного состава и органики связующего, а наружная поверхность прокаливается в условиях атмосферы печи (Керамическая форма имеет форм сосуда). Способ осуществляется с помощью устройства, которое схематично изображено на чертеже. Устройство содержит разъемную нагревательную печь 1, в которой на призмах 2 иеподвнжного захвата 3 расположен испытываемый образец (пластина) 4, внутренняя поверхность которого закрыта муфелем 5, которы выполнен из одного с образцом материала. Через отверстие в муфеле подведен к пластине 4 нож 6 подвижного захвата 7. Устройство содержит прибор регистрации стрелы прогиба образца и аппаратуру для контроля записи температуры (на чертеже они не показаны). Испытуемый керамический образец 4 размещают в пазу муфеля 5, позволяющего дифференцировать нагрев поверхностей керамического образти. Наружняя поверхность образца получает прямое излучение от нагревателей и стенок печей, а внутренняя - экранизуется муфелем. Муфель выпол няет роль керамической формы. Для удобства работы при осуществлении способа исследований и обслуживания устрой ства муфель может быть выполнен разъемны и составным. Пример. Проводилось опытное физико-механическо исследование на прочность керамических образцов, изготовленных из 3-х слоев на этилсиликате 40 и двух с жидкостеколъным покрытием . Данные исследования сведены в таблицу. Как следует из таблицы, прочностные хара теристики образца, полученные согласно заявленнЬму способу, примерно в 1,9 раза ниже характеристик, определяемых известными способами, что объясняется приближением условий испытаний образца к реальным условиям безопочной прокалки. Реализаиня изобретения позволит получить реальные данные о прочности применяемой керамики, точнее выбрать технологические режимы прокалки, что позволит уменьщить брак по растрескиванию оболочек при прокалке на 75-80%, повысить качество поверхности отливок и получить при использовании зкономический эффект 90 рублей на 1 тонну годного литья. t Формула изобретения Способ определения прочностных свойств керамического образца, преимущественно литейных форм, получаемых по выплавляемым моделям, включающий неравномерный нагрев в печи наружной и внутренней поверхности образца, приложение нагрузки для его разрущения с последующей регистрацией стрелы прогиба образца, отличающийся тем, что, с целью повыщения качества и достоверности определения свойств за счет приближения условий нагрева образца к реальным условиям безопочной прокалки литейпой формы, неравномерный нагрев образца осуществляют путем нагрева установленного в печи муфеля из того же материала, что и образец, в котором частью его стенки внутренняя поверхность образца.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Писарев И.Е. Комгшекс оборудования для исследования свойств керамики в литье

по выплавляемым моделям.- 3аводская лаборатория, 1972, N 8, С.996.

2. Писаренко Г.С. и др. Прочность мате. риалов при высоких температурах. Киев, 5 Наукова думка, 1966, с.99, рис.77.