Wpływ ciężaru cząsteczkowego i ilości glikolu polietylenowego na właściwości mas lejnych z SiC

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości mas formierskich z węglika krzemu przeznaczonych do otrzymywania elementów silników lotniczych metodą odlewania precyzyjnego. Całkowite stężenie fazy stałej w ceramicznych masach lejnych z SiC wynosiło 60% wag. Spoiwem konstrukcyjnym była nanodyspersja polimerowo-ceramiczna zawierająca koloidalny Al₂O₃. Jako spoiwa modyfikujące zastosowano wodne roztwory glikolu polietylenowego (PGE) o ciężarach cząsteczkowych 6000, 10000 i 20000 g/mol, które dodawano w ilościach 5%, 10% i 15% wagowych w stosunku do proszku. Proszek SiC charakteryzowano pod względem: wielkości cząstek metodą dyfrakcji laserowej i za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) oraz składu fazowego i chemicznego za pomocą dyfraktometrów rentgenowskich XRD i XRF. Masy formierskie charakteryzowano pod względem: lepkości dynamicznej, czasu wypływu oraz adhezji do płyty (tzw. test płyty) i grubości warstwy. Pomiary te przeprowadzano przez 96 h w warunkach laboratoryjnych w temperaturze 21ºC. Otrzymane wyniki pokazały, że masy lejne z SiC zawierające nanodyspersję oraz PGE charakteryzują się obiecującymi właściwościami i mają szansę zostać zastosowane w odlewnictwie precyzyjnym.

In the present paper properties of silicon carbide slurries in manufacturing shell moulds for investment casting of aircraft turbine elements were studied. Ceramic SiC slurries with a solid concentration of 60 wt. % were applied. As a structural binder nanodispersion containing colloidal Al₂O₃ was used. The poly(ethylene glycol) (PGE) with molecular weight 6000, 10000 and 20000 g/mol as a rheological modificators were added at different amount: 5, 10, 15 wt. %. Characterization of SiC powder were made by: grain size by laser diffraction, Scanning Electron Microscopy (SEM) and X-Ray diffraction (XRD, XRF) methods. The properties of ceramic slurries such as: relative and dynamic viscosity, plate (plate weight test) and wax adhesion were studied by a range of techniques. These measurements were taken in laboratory conditions by 96 hours at temperature 21ºC. The results shows that SiC-based slurries, nanodispersion binder and PGE meet the investment casting requirements of aircraft turbine parts and had promising properties.