Dependence of tensile wet strength from regeneration time and grain size of the matrix ceramic moulds

Abstract

Production technology of nwestment casting involves transmitting the elements of shape, dimensions and properties by filling in the appropriate liquid metal ceramic forms reproduced by a model made of wax removed by melting it. The manufacturing process of inwestment casting in the lost wax technology consists of a number of technological operations: preparing of wax models and their assembling in the model units, the preparation of ceramic mixture, successive layers of debris, wax melting in an autoclave, drying the samples at 100 °C, heating the samples at temperatures ranging from 400 to 700 °C. So far, the technology was based on the use of ceramic mixture, which the bond was hydrolysed ethyl silicate. Currently, due to environmental protection and improvement of working conditions, more and more binders with alcohol is replaced with an aqueous solution of colloidal silica. In the study, to create the individual layers a ceramic form, used regenerated ceramic mixture derived from foundry and green ingredients. The regeneration time was respectively 5 and 15 minutes. Used ceramic moulds after mechanical reclamation was given to sieve analysis to determine the grain size (di). Grain sizes 0.2, 0.4 and 0.63 mm were used for the coating of ceramic moulds. The paper presents results of research aimed at the determination of the relationship between tensile wet strength and grain size of ceramic mould: Rm = f[dL). Tests were conducted on cylindrical samples, which deposited the layers of reclaimed ceramic material.

Technologia wytwarzania precyzyjnych odlewów polega na nadawaniu elementom kształtu, wymiarów i odpowiednich własności poprzez wypełnienie ciekłym metalem formy ceramicznej odtworzonej przez model wykonany z wosku, usuwany z niej metodą wytapiania. Proces wytwarzania odlewów precyzyjnych w technologii wytapianych modeli składa się z szeregu operacji technologicznych obejmujących: wykonanie modeli woskowych i ich łączenie w zespoły modelowe, przygotowanie masy ceramicznej, nanoszenie kolejnych warstw, wytopienie wosku w autoklawie, suszenie próbek w temperaturze 100 °C, wygrzewanie próbek w zakresie temperatury od 400 do 700 °C. Dotychczasowa technologia oparta była na stosowaniu mas ceramicznych, w których spoiwem był zhydrolizowany krzemian etylu. Aktualnie, ze względu na ochronę środowiska i poprawę warunków pracy, coraz częściej spoiwo z alkoholem zastępowane jest wodnym roztworem krzemionki koloidalnej. W badaniach do tworzenia warstw formy ceramicznej stosowano osnowy pochodzące ze zużytych form z odlewni precyzyjnej poddanych regeneracji oraz osnowę świeżą. Czas regeneracji wynosił odpowiednio 5 i 15 minut. Masę po regeneracji mechanicznej poddano analizie sitowej w celu określenia wielkości ziarna dL. Ziarna o wielkości 0,2, 0,4 i 0,63 mm użyto do wykonywania warstw form ceramicznych. W artykule przedstawiono wyniki badań ukierunkowanych na wyznaczeniu zależności pomiędzy wytrzymałością na rozciąganie w stanie na wilgotno i wielkością ziarna osnowy formy ceramicznej: Rm =f(dL). Badania zostały przeprowadzone na próbkach w kształcie walca o powierzchni dzielonej, na które nanoszono warstwy z wykorzystaniem osnowy pochodzącej z regeneracji, jak również ze świeżej osnowy.