|
початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Ринок технологій / Актуальні винаходи і моделі / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2081718
Клею і покривається теплостійкість КОМПОЗИЦІЯ, ПОКРИТТЯ ДЛЯ виливниць, ПОЛОТНО, СПОСІБ НАНЕСЕННЯ ПОКРИТТЯ І СПОСІБ ОДЕРЖАННЯ теплостійкість ПОКРИТТЯ У ВИГЛЯДІ ПОЛОТНА ІЗ ЦІЄЇ КОМПОЗИЦІЇ
Ім'я заявника: Сугітанікінзокукогіо Ко., Лтд. (JP)
Ім'я винахідника: Ноб ухіро Сугітані [JP]
Ім'я патентовласника: Сугітанікінзокукогіо Ко., Лтд. (JP)
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1990.02.21
Винахід відноситься до клеїть і покриває композиціям, що володіють хорошою теплостійкістю і чудовим опором зносу, а й великим терміном служби після затвердіння.
Суть винаходу: композицію виготовляють з двох компонентів: порошкової суміші, що містить оксид цирконію 20 - 70 мас. ч., алюмінат натрію 1 - 10 мас. ч., оксид ітрію 0,4 - 10,5 мас. ч., діоксид кремнію 9,5 - 78,6 мас. ч., і сполучного - силікату натрію 12,36 - 84,55 мас. ч., в який додано 5 - 50,7 мас. ч. води. Для використання в якості покриття для виливниці в композицію додають волокнистий теплостійкий матеріал в кількості 2 - 17 мас. ч. За допомогою композиції може бути отримано теплостійке покриття у вигляді полотна.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до клеющим і покриває композиціям, що забезпечує хорошу стійкість до теплових ударів, міцність і зносостійкість після сушки, а й до покривають матеріалами для виливниць, що містить водну дисперсію, в якій є теплостійкий волокнистий матеріал, і до полотна, виконаного з покриває композиції і теплостійкого волокна.
В останні роки з'явилась цікавість до клеїть речовин, що містять неорганічні компоненти. Наприклад, в японському патенті N 50-33491 приведений спосіб отримання високотеплостойкой клеїть композиції, що містить випал суміші, що складається з частинок високочистого оксиду і колоїдного кремнієвої кислоти, а й алюмінату натрію в кількості 2-10% за масою від загальної кількості оксиду цирконію і кремнієвої кислоти , причому випал проводять при температурі 1000 o C і вище, і після цього здійснюють тонке напилення обпаленої матеріалу. Було зазначено, що речовина, що клеїть, отримане за цим способом, має низьку температуру твердіння в діапазоні 250-350 o C.
Відомий і спосіб збільшення терміну служби виливниць шляхом закріплення або накладення теплостійкого волокнистого матеріалу, такого як титанат калію (K 2 Ti 6 O 13), політітанокарбоксілсілан і вуглецеве волокно на внутрішню поверхню виливниці або форми, використовуючи такий неорганічний, що клеїть. і був виготовлений теплостійкий лист з використанням згаданої клеїть композиції.
Однак, зазначений вище клеїть має недолік, пов'язаний з його стабільністю після затвердіння. Після твердіння спостерігалося лущення покриває плівки. Внаслідок цього в результаті досліджень, спрямованих на поліпшення стабільності, було виявлено, що додавання оксиду ітрію дозволяє отримати клейову плівку (або покриває плівку), яка володіє підвищеною стабільністю в порівнянні з клеїть композицією, описаної в японському патенті 5033491 володіє значно більш високим опором зносу, стійкістю до лущення і теплових ударів після сушки.
Зазначені вище недоліки можна подолати за допомогою склеювальних і покривають композицій, диспергованих у воді і теплостійких, що містять порошкову суміш, що складається з оксиду цирконію, алюмінату натрію, оксиду ітрію, решта, кремнезем; і додають силікат натрію, що містить невелику кількість води.
Теплостійка композиція даного винаходу виготовляється шляхом додавання силікату натрію, що містить невелику кількість води, в порошкову суміш, що складається з наступних компонентів, в мас.ч: оксиду цирконію 20 70, переважно 25-70, алюмінату натрію 1-10, переважно 2 - 5 , оксиду натрію 0,4-10,5, переважно 4 10% в розрахунку на кількість оксиду цирконію, решта кремнезем в кількості 12,36 84,55. Якщо кількість оксиду ітрію менше 0,4 мас.ч. то досить стабілізуючого ефекту не спостерігається. Якщо вміст оксиду ітрію більше 10,5 мас. ч. то додатковий ефект і не спостерігається, і отже, використання підвищеної кількості оксиду ітрію неекономічно, оскільки оксид ітрію має високу вартість Якщо вміст оксиду цирконію менше 20 мас.ч. то в результаті буде мати місце недостатнє клеїть зусилля, а й недостатня допускає градієнт фіксує функція між керамічним шаром і підкладкою (наприклад, металевою підкладкою). Необов'язково композиція може і містити теплостійкий пігмент, наприклад, неорганічні пігменти, такі як оксиди заліза, діоксид титану, які не повинні казати шкідливого впливу під час твердіння і після нього. Склад повинен витримувати температуру +1300 o C після затвердіння.
У композиції даного винаходу міцності нанесеній плівки може бути порушена через різке випаровування води, і тому для виключення такої можливості композицію слід висушити на повітрі або при температурі близько 90 o C протягом від 20 хв до 3 годин. Зазвичай твердіння проводять при температурі 200-350 o C протягом від 20 хв. до 3 годин. При більш високій температурі може мати місце несприятливий вплив через наявність залишкової води на поверхні покриває планки. При більш низьких температурах задовільний затвердіння виявляється неможливим.
Отже, даний винахід і відноситься до способу застосування теплостійкою композиції типу, описаного вище, що включає накладення композиції на підкладку, а й витяг води при температурі в діапазоні від кімнатної до 90 o C після накладення підкладки на відповідний елемент, якщо композиція використовується в якості клею, і після цього здійснення реакції затвердіння при температурі 200-350 o C.
Покриває матеріал для виливниці виконаний диспергированием коротких теплостійких волокон, наприклад, вибраних з групи, що складається з волокон титаната калію (K 2 Ti 6 O 13), волокон політітанокарбоксілсілана, вуглецевих волокон (ниткоподібні кристали) диспергованих у воді в результаті додавання її, причому воду додають в кількості 5-50,73 мас.ч. в складі накладеного в результаті диспергування на внутрішню поверхню виливниці і отвержденного, як це описано вище, забезпечуючи дуже гарний опір зносу, а й теплостійкість, стійкість від відлущування, високий термін служби і крім цього, гарне відділення відливається вироби при використанні виливниці.
З точки зору здатності до диспергированию зручно, щоб використовується теплостійке волокно було коротким і здатним до диспергированию в воді, наприклад, коротке волокно довжиною від 5 до 200 мкм і діаметром від 0,05 до 5 мкм.
Покриття після накладення на внутрішню поверхню виливниці, звільняється від води при температурі в діапазоні від кімнатної до 90 o C, а потім воно твердне в результаті реакції при температурі 200-350 o C.
Основний метал (підкладка) для виливниці даного винаходу може бути будь-яким, наприклад, мідь, мідні сплави, стали, алюміній, алюмінієві сплави, магній, магнієві сплави. Несподівано було отримано, що композиція даного винаходу дозволяє використовувати метали з низькою точкою плавлення, які легко обробляються, або сплави, що не містять залізо, наприклад, мідні сплави, алюміній, алюмінієві сплави, магній, магнієві сплави.
Титанат калію, який можна використовувати у вигляді теплостійких коротких волокон даного винаходу, описаний в "Дослідженні синтезу волокон з титанату калію", науково-технічний звіт N 34, 1982 року з. 1 37, Інститут з досліджень неорганічних матеріалів Агентства з досліджень і технології. Призначення цього волокна полягає в поліпшенні тепло- і зносостійкості, а й у поліпшенні звільнення виливниці. Це волокно може бути тонким, мають довжину 5 200 мкм, переважно 10- 50 мкм, а діаметр 0,05 5 мкм. Кількість титаната калію, який додається при водному диспергування теплостійкою композиції даного винаходу, зазвичай становить 2, 17 мас. частин.
Винахід і відноситься до листовому матеріалу у вигляді теплостійкого полотна, висушене покриття якого має товщину 50 400 мкм, переважно 200 250 мкм, виконане диспергированием теплостійких коротких волокон з матеріалів, наприклад, по крайней мере, один з них вибраний з групи, в яку входять титанат калію (K 2 Ti 6 O 13) у вигляді волокон, політітанокарбоксілсілановое волокно, вуглецеве волокно, керамічне волокно, а й інші ниткоподібні кристали, дисперговані у воді, яку додають в кількості до 50,73 мас. частин в покриває композицію даного винаходу; і винахід відноситься до матеріалу покриття для виливниці, в якій лист кріпиться до внутрішньої поверхні виливниці за допомогою клею даного винаходу.
Теплостійке ткане полотно, яке можна використовувати згідно з даним винаходом, може будь-яким, на яке можна задовільно накладати покриває композицію водним диспергированием. Такі полотна можуть бути виконані з крученого або некрученого нитки, вони можуть бути в'язаними з вуглецевих, титанових, глиноземних або карбід кремнієвих волокон. Хоча товщина такого полотна конкретно не лімітується, переважно, щоб воно було відносно тонке: 10-1000 мкм в тих випадках, коли потрібно забезпечити підвищену точність.
Крім цього, даний винахід відноситься до способу покриття виливниці, що містить стадії: просочування теплостійкого полотна типу, описаного вище, покриває композицією, при необхідності додаючи воду в кількості до 50,73 мас. частин накладення або закріплення отриманого полотна на внутрішній поверхні виливниці за допомогою теплостійкого клеїть речовини даного винаходу, видалення води при температурі в діапазоні від кімнатної до 90 o C, здійснення реакції затвердіння при температурі 200 - 300 o C, і винахід відноситься до матеріалу покриття, отриманого таким способом.
Нижче буде описано приклад реалізації винаходу, в якому використовується композиція для застосування в изложнице.
Спочатку в композицію даного винаходу вводять воду в кількості до 50,73 мас. частин, а потім диспергируют короткі волокна титанату калію в кількості 2,17 мас. частин. Отриману дисперсію наносять на поверхню форми, що підлягає покриттю, далі проводять сушку при температурі від кімнатної до 90 o C протягом однієї години і більше, а потім здійснюють затвердіння при температурі 200 350 o C. Покривають літник, випор, живильник, а й корпус форми .
Форма, що має покриття, виготовлене зазначеним способом, до складу якого входить волокно з титанату калію, володіє задовільною теплостійкістю, необхідної при литті, а й чудовою зносостійкістю, причому відлите виріб легко виймається з виливниці після її заповнення металом. Крім цього, навіть після 10000 виливків, проведених без повторного накладення матеріалу покриття на форму, не було відзначено відхилення форми поверхні відлитих виробів, тобто виливниці виявилися досить надійною в роботі.
Крім цього, даний винахід відноситься до теплостійкість полотну, виготовленому накладенням покриває композиції даного винаходу на теплостойкую тканину типу, описаного ші, причому товщина сухої плівки становила 50-400 мкм. Додавалося при необхідності невелику кількість води.
і, даний винахід відноситься до способу отримання теплостійкого покриття, що представляє собою полотно, виконане розливанням водної дисперсії, що містить склад типу, описаного вище, разом, по крайней мере, з одним з описаних теплостійких коротких волокон, на відшаровуватися водопроницаемую підкладку, наприклад, дротяну сітку і т.п. Після чого видаляють воду при температурі від кімнатної до 90 o C, а потім піднімають шар отриманого матеріалу. Цей лист після цього можна сушити під час його використання.
Товщина такого полотна не має значення, вона залежить від області застосування. Наприклад, якщо це полотно накладається на внутрішню поверхню виливниці, то зазвичай ця товщина складає близько 50-1000 мкм. Однак, якщо точності розмірів не потрібно, то товщина полотна може бути ще більше.
Далі буде наведено опис двох кращих варіантів реалізації винаходу, в яких композиція за даним винаходом використовується для виробництва полотна.
Спочатку в композицію даного винаходу, що містить воду, додають воду в кількості до 50,73 мас. частин, диспергируют в ній 2,17 мас. частин короткого волокна з титанату калію, а й 2,17 мас. частин іншого керамічного волокна, наприклад, глинозему. Отриманий дисперсійний склад наливають в заданій кількості на фільтрувальну папір, встановлену в відсмоктувати фільтрі, в якому під дією відсмоктування видаляється основна частина води. Отриманий матеріал висушують протягом 1-3 ч. при температурі від кімнатної до 90 o C.
Товщина сухого полотна, отриманого при одній розливання, становить до приблизно 600 мкм. Крім цього, для отримання більш товстого полотна операції по розливання і видалення води можна повторити, після чого можна провести реакцію затвердіння.
Другий варіант включає диспергування коротких волокон з титанату калію та інших керамічних волокон, наприклад, з глинозему в воді. Потім отриману дисперсію наливають в певній кількості на фільтровану папір, встановлену в відсмоктувати фільтрі, в якому переважна більшість води витягується відсмоктуванням, отримуючи при цьому матеріал у вигляді полотна. Певна кількість водної дисперсії композиції даного винаходу розпилюють на листовий матеріал. Отриманий матеріал злегка підсушують при кімнатній температурі, після чого роблять повторне розпилювання та сушіння протягом 1-3 ч. при температурі від кімнатної до 90 o C. Ці полотна отверждают протягом 1-3 ч. при температурі 200-350 o C. Потім їх можна використовувати, наприклад, для закріплення або накладення.
Отримане полотно можна відповідним чином прикріпити до заданого елементу, витримуючи температуру до близько 1300 o C.
Далі даний винахід буде описано більш докладно на прикладах.
Приклади ВИРОБНИЦТВА КОМПОЗИЦІЇ
приклад 1
23 г силікату натрію, що містить 5 мл води, додали до 50 г порошкової суміші, що містить 60 частин по масі оксиду цирконію, 40 частин по масі кремнезему, 5 частин по масі алюмінату натрію і 4,8 частин по масі оксиду ітрію, потім склад перемішали до вузького пастоподібного стану.
приклад 2
20 г силікату натрію, що містить 5 мл води, додали до 50 г порошкової суміші, що містить 50 частин по масі оксиду цирконію, 55 частин по масі кремнезему, 5 частин по масі алюмінату натрію і 2 частини по масі оксиду ітрію, потім склад переміщали до вузького пастоподібного стану.
приклад 3
24 г силікату натрію, що містить 4 мл води, додали до 50 г порошкової суміші, що містить 40 частин по масі оксиду цирконію, 65 частин по масі кремнезему, 5 частин по масі алюмінату натрію і 2 частини по масі оксиду ітрію, потім склад перемішали до вузького пастоподібного стану.
приклад 4
22 г силікату натрію, що містить 4 мл води, додали до 50 г порошкової суміші, що містить 30 частин по масі оксиду цирконію, 65 частин по масі кремнезему, 5 частин по масі алюмінату натрію і 1,5 частин по масі оксиду ітрію, потім склад перемішали до вузького пастоподібного стану.
Приклади ВИКОРИСТАННЯ КОМПОЗИЦИИ
приклад 5
10 г титаната калію у вигляді волокна, що має середню довжину 20 мкм і середній діаметр 0,9 мкм, дисперговані в водну дисперсію в кількості 50 г пастоподібного матеріалу, описаного в прикладі 1, що містить 5 мл води. Отриману дисперсію наклали на ткане полотно з вуглецевих волокон, має товщину 500 мкм, з отриманням вологої плівки товщиною 300 мкм (товщина сухої плівки близько 215 мкм).
Отриманий матеріал просушили при температурі 90 o C протягом 1 години, а потім піддали отверждению при температурі 250 o C протягом 2 годин.
Потім, використовуючи 50 г композиції, описаної в прикладі 1, вищеописану затвердіння тканину з вуглецевого волокна закріпили на внутрішній поверхні і на поверхні литника виливниці з мідного сплаву, призначеної для відливання картера автомобільного двигуна. Отриману тканину аналогічним чином сушили при температурі 90 o C протягом 1 години, а потім піддали отверждению при температурі 250 o C протягом 2 годин.
При використанні виливниці, виготовленої таким способом, для відливання картеров автомобільних двигунів, охолоджуваних в формі до 350-400 o C, було виявлено, що після проведення 10000 виливків форма поверхні виливниці не змінилася, а стан поверхні відлитих виробів був задовільний. Виріб легко виймалося з ливарної форми.
приклад 6
Використовуючи 50 г складу, описаного в прикладі 2, тканину з вуглецевого волокна товщиною 500 мкм закріпили на внутрішній поверхні, на поверхні литника і т. П. Виливниці з мідного сплаву, призначеної для відливання картера автомобільного двигуна. Отриману тканину аналогічним чином сушили при температурі 90 o C протягом 1 години, а потім піддали отверждению при температурі 250 o C протягом 2 годин.
При використанні виливниці, виготовленої таким способом, було виявлено, що при литві картерів автомобільних двигунів, охолоджуваних в формі до температури 350-400 o C, після виконання 10000 виливків форма поверхні виливниці не змінилася, стан поверхні виробів був задовільний. Виріб легко виймалося з ливарної форми.
приклад 7
6 г волокна з титанату калію і 4 г волокна з глинозему середньої довжини 20 мкм і середнього діаметра 0,9 мкм ввели в водну дисперсію з 50 г композиції, описаної в прикладі 2, що містить 4 мовляв води.
Отриману дисперсію наклали на внутрішню поверхню сталевої виливниці і просушили при температурі 90 o C протягом 1 години, а потім піддали її отверждению протягом 2 годин, отримавши при цьому покриває плівку, товщина якої в сухому вигляді становила близько 230 мкм.
Потім таким чином виконана форма була використана для відливання картеров автомобільного двигуна. І навіть після виливки 10000 картеров форма поверхні виливниці не змінилася, стан поверхні виробів був задовільний. Виріб легко виймалося з виливниці.
ВИРОБНИЦТВО ПОЛОТНА
приклад 8
6 г волокна з титанату калію і 4 г волокна з глинозему середньої довжини 20 мкм і середнього діаметра 0,9 мкм ввели в водну дисперсію, отриману в результаті додавання 5 мл води до 50 г дисперсії за прикладом 3. Фільтрувальний папір наклали на нутч-фільт , що має внутрішній діаметр 100 мм.
Дисперсію за прикладом 1 напилю на фільтрувальну папір і основна кількість води витягли отсосом з отриманням полотна товщиною близько 1 мм.
Полотно або лист витягли разом з фільтрувальної папером, а потім помістили його на невикористану фільтрувальну папір і просушили повітрям при кімнатній температурі протягом 1 години. Отримане полотно мало товщину близько 0,6 мм.
приклад 9
50 г дисперсії за прикладом 1 напилю на ткане полотно з політітанокарбоксілсіланового волокна, отримавши товщину вологою плівки 300 мкм, а потім провели сушку при 90 o C протягом 1 години, отримавши полотно, яке має покриває шар із сухої плівки товщиною 265 мкм.
Після затвердіння полотна при температурі 300 o C було отримано, що теплостійкість його зрівнялася до температури 1300 o C.
приклад 10
6 г волокна з титанату калію і 4 г волокна з глинозему середньої довжини 20 мкм і середнього діаметра 0,9 мкм ввели в водну дисперсію, отриману в результаті додавання 5 мл води до 50 г дисперсії за прикладом 4 і перемішали отриману дисперсію. Суміш налили на дротяну дуже дрібну сітку і просушили при температурі 90 o C протягом 1 години.
Після цього відшаруються отриману плівку від сітки, отримавши полотно.
Приклади ВИКОРИСТАННЯ ПОЛОТНА
приклад 11
Полотно, виконане за прикладом 8, прикріпили або наклали на внутрішню поверхню і аналогічні поверхні виливниці з мідного сплаву для відливання картера автомобільного двигуна за допомогою дисперсії, описаної в прикладі 4, виливниць мала три шари: шар нікелю, нанесений гальванічним способом, що покриває шар зі сплаву кобальту, молібдену і хрому, використовуваний в якості проміжного, а й покриває шар з пористої кераміки Al 2 O 3 / ZrO 3, який використовується в якості зовнішнього, за винятком того, що вказане полотно кріпили або наклали замість керамічного шару.
Закріплене полотно сушили при температурі 90 o C протягом 1 години, а потім отверждающей при температурі 250 o C в сушильній камері.
При використанні виливниці, виготовленої таким способом, було виявлено, що при литві картерів автомобільних двигунів охолоджуваних в формі до температури 350-400 o C, після виконання 10000 виливків форма поверхні виливниці не змінилася, стан поверхні виробів був задовільний. Виріб легко виймалося з виливниці.
Теплостійка композиція даного винаходу не тільки володіє чудовою тепло- і зносостійкість і розчеплення здатністю, крім цього, вона має високий термін служби. і після твердіння ця плівка виявляється більш стабільною в порівнянні з клеїть композицією, описаної в японському патенті 5033491. Теплостійка композиція даного винаходу забезпечує істотний економічний ефект від впровадження в промисловість як клеїть речовини і (або) покриття в тих її областях, де потрібно тепло- і зносостійкість, а й хороша розчіплювати здатність.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
-
Клеюча і покриває теплостійка композиція, диспергована в воді, яка містить діоксид цирконію, алюмінат натрію і кремнеземутримуючі матеріал, що відрізняється тим, що вона містить додатково оксид ітрію, діоксид кремнію і воду, а в якості кремнеземутримуючі матеріалу силікат натрію при наступному співвідношенні компонентів, мас.ч . :
Оксид ціpконія 20 70
Алюмінат натpия 1 10
Оксид іттpія 0,4 10,5
Діоксид кpемнія 9,5 78,6
Силікат натpия 12,36 84,55
Вода 5,00 50,73
-
Покриття з клеїть і покриває теплостійкою композиції для виливниці, що містить порошковий матеріал, кремнеземутримуючі матеріал і воду, що відрізняється тим, що в якості порошкового матеріалу воно містить оксид цирконію, алюмінат натрію, діоксид кремнію, оксид ітрію, як кремнеземутримуючі матеріалу рідке скло і додатково містить принаймні одного виду теплостійке волокно, що має довжину 5-200 мм і діаметр 0,05-5,0 мкм, вибране з групи, що складається з волокна титанату калію (К 2 Тi 6 O 15), політітанокарбоксілсіланового волокна, вуглецевого волокна, керамічного волокна при наступному співвідношенні компонентів, мас.ч.
Оксид цирконію 20-70
Алюмінат натрію 1-10
Оксид ітрію 0,4-10,5
Діоксид кремнію 9,5-78,6
Силікат натрію 12,36-84,55
волокно 2-17
вода 5,00-50,73
Полотно, що містить теплостойкую тканину з нанесеним на неї покриттям, яке відрізняється тим, що покриття має склад по п.2, при цьому товщина сухої плівки покриття становить 50-400 мкм.
Спосіб нанесення покриття на изложницу, що включає кріплення на внутрішній поверхні виливниці полотна з теплостійкою тканини, що відрізняється тим, що використовують полотно по п.3, а кріплення його здійснюють за допомогою клеїть композиції, що має склад по п.1, сушать при температурі від кімнатної до 90 o З і отверждают при 200-350 o С.
Спосіб отримання теплостійкого покриття у вигляді полотна, що включає наливку на підкладку клеїть композиції, відділення полотна від підкладки, що відрізняється тим, що наливку клеїть композиції здійснюють на водопроницаемую підкладку, при цьому, що клеїть композиція має склад покриття по п.2, перед відділенням полотна від підкладки здійснюють сушку його при температурі від кімнатної до 90 o С.
Версія для друку
Дата публікації 31.10.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.