Badania właściwości mas formierskich z korundu i glinokrzemianu przeznaczonych na ceramiczne formy odlewnicze

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości mieszanek formierskich z korundu oraz glinokrzemianu (Remasil 60), które przeznaczono na pierwszą warstwę oraz warstwy konstrukcyjne form odlewniczych służących do odlewania precyzyjnego. Określono wpływ zawartości fazy stałej na parametry mas formierskich oraz dokonano wyboru systemów formierskich o odpowiednich parametrach. Najkorzystniejsze wyniki otrzymano dla mieszanek formierskich: przeznaczonych na warstwę przymodelową, których stężenie fazy stałej wynosiło 72,5% wag. oraz mieszanki na warstwy konstrukcyjne, gdzie udział proszku wyniósł 70% wag. Spoiwem konstrukcyjnym był nanokompozyt polimerowo-ceramiczny zawierający nanocząstki SiO₂ (LUDOX AM30). Proszki charakteryzowano z użyciem: analizatora wielkości cząstek metodą dyfrakcji laserowej oraz skaningowych mikroskopów elektronowych (SEM), a nanokompozyt z wykorzystaniem mikroskopu STEM. Masy formierskie charakteryzowano pod względem: lepkości dynamicznej i względnej, gęstości, pH oraz adhezji do płyty (tzw. „test płyty”). Pomiary te przeprowadzano przez siedem dni w warunkach laboratoryjnych w temperaturze 20°C. Otrzymane wyniki pokazały, że masy lejne z korundu i glinokrzemianu oraz nanokompozytu zawierającego krzemionkę koloidalną charakteryzują się dobrymi właściwościami i mają szansę zostać zastosowane w odlewnictwie precyzyjnym do otrzymywania form.

The paper presents results properties of alumina and aluminosilicate slurries dedicated to the first layer and construction layers of shell molds, respectively. The influence of the solid phase content on the parameters of the slurries was determined. Particle size distribution was determined with use of the advanced laser particle size analyzer Horiba LA-950 (LALLS technique). To characterize morphology of the powders and binder scanning electron microscopy (SEM and STEM) observations were performed. The slurries were prepared in a mechanical mixer. The experiment was based on a daily plate weight tests and pH, Zahn cup (4 mm diameter) viscosity and dynamic viscosity by rheometer with a shear rate range of 1–100–1 1/s measurements that are fundamental for investment casting industry. Adhesion of the examined mass was determined by the plate immersion (dimensions: 75×75 mm) in a slurry and estimation its weight of 75.46 g. The slurry dipping was controlled during 180 seconds with results notation every 15 seconds. The obtained results proved opportunity of their application for the investment casting and foundry, being prospective issue for future fabrication of shell moulds.