DD287710A5 - Verfahren zur herstellung eines dichten sic-formkoerpers durch giessen in gipsformen - Google Patents

Abstract

Verfahren zur Herstellung von SiC-Formkoerpern durch Gieszen in Gipsformen unter Verwendung eines Trennmittels, wobei das Trennmittel keine Haut auf der Oberflaeche der Gipsform noch auf der Formlingsoberflaeche ausbildet und dadurch der Formling leicht und zerstoerungsfrei von der Form getrennt wird. Erfindungsgemaesz wird als Trennmittel ein Loesungspolymerisat einer niedrigmolekualren Polyacrylsaeure eingesetzt. Mit der waeszrigen Loesung des Loesungspolymerisates wird die Gipsform ausgespuelt und die SiC-Suspension kann eingegossen werden. Nach der ueblichen Standzeit laeszt sich der Formling leicht und zerstoerungsfrei der Gipsform entnehmen und der Gieszvorgang kann wiederholt werden.{SiC-Werkstoff; Trennmittel; Gipsform; Loesungspolymerisat einer niedrigmolekularen Polyacrylsaeure; Entformen; Abloeseverhalten des Formlings; Suspensionsstabilisator fuer SiC-Suspensionen}

Description

Anwendungsgebiet Jar Erfindung

Siliziumkarbid weist eine Reihe besonders wertvoller Eigenschaften auf.

Genannt seien unter anderem eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, hohe chemische und thermische Beständigkeit sowie eine hohe Härte und eine hohe Wärmeleitfähigkeit.

Deshalb wird SiC z. B. sowohl als Konstruktionswerkstoff im Motoren-, Maschinen- und Apparatebau, als auch als Hochtemperaturwer'· 'off für Heizgasturbinen und Wärmetauscher eingesetzt.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Bei den zukünftigen Fertigungstechnologen für nichtsilikatische nichtoxidische Keramiken mit konstruktiven Anwondungsmorkmalen hat die Gießformgebung neben der Preßformgebung eine wesentliche Bedeutung. Neben dem Herstellen einer stabilen gießfähigen Suspension spielt die Bildung eines homogenen Scherbens mit einer glatten Scherbenoberfläche und guter Scherbenqualität eine entscheidene Rolie. Dies erfordert ein schnelles und leichtes Ablösen des Scherbens von der Formwandung.

Das Ablösen des Scherbens von der Gipsform ist abhängig von der Wechselwirkung Form-Schlicker.

Unplastische Massen, unter anderem SiC-Gießschlicker, bleiben an der Form haften, da zum Teil feinere Teilchen durch die Kapillarwirkung der Gipsform In diese eindringen. Die Gießling wird „mechanisch" festgehalten.

Deshalb ist es günstig für das Ablösen des Scherbens, die Form vor dem Eingießen mit einer Trennmittellösung auszuspülen.

Formlinge aus SiC-Gießschlicker weisen so gut wie keine Trockenschwindung auf. Deshalb ist das Entformen der Gießlinge sehr schwierig bzw. ohne mechanische Beschädigung unmöglich. Die SiC-Teilchen des Formlings verzahnen sich mit der Gipsformenoberfläche.

In der Literatur, Amer.Ceram.Soc.Bull.62 (1933) 5 S.607-610,619; Trans. Brit.Ceram.Soc.72 (1973) 7 S. 291-297; Amer. Ceram. Soc. Bull. 37 (1958) 7 S. 334-339; Handbuch der Keramik Gruppe, wird empfohlen, die Gipsform mit einem dünnen Alginatfilm zu beschichten und/oder indirekt durch Lösung von Alginat im SiC-Gießschlicker und Ausscheidung an der Gipsformenoberfläche. Es wird dabei darauf hingewiesen, daß auf Grund der fehlenden Trockenschwindung des SiC-Gießlings mehrteilige Formen erforderlich sind. Die sich beim Beschichten mit Alginat bildende Haut auf der Gipsformenoberfläche muß nach dem Entformen bzw. der Trocknung wieder entfernt werden. Durch die Alginathautbildung verringert sich die Scherbenbildungsgiscliwindigkeit.

Bei großen Wandstärken verlängern sich dadurch die Standzeiten verursacht die Alginathaut auch längere Trocknungszeiten auf Grund des verminderten Feuchtigkeitsentzug an der Gipsformenoberfläche. Diese negativen Nebenwirkungen beeinflussen auch die Qualität der SiC-Gießlinge, indem Trockenrisse oder oberflächliche Abplatzungen die Folgo sind.

In Keram.Z.40 (1988 (11,12) und 41 (1989) (1) wird noch auf die Möglichkeit der Oberflächenbesprühung die Gipsform mit Schleifstaubsuspension (Holzmehl), insbesondere für roliefierte Oberflächen hingewiesen.

Bei den genannten ^Trennmitteln ist die rückstandslose Entfernung ein Problem. Die noch am SiC-Formkörper anhaftenden Materialien müssen entweder vor* der SiC-Formkörperoberfläche abgezogen oder ausgebrannt werden. Dadurch ist eine stabile gleichbleibende Oberflächenqualität nicht zu gewährleisten. Die SiC-Gießlinge weisen eine sehr rauhe Oberfläche dadurch

Ziel der Erfindung

Hersteilung eines dichten SiC-Formkörpers durch Schlickergießen in Gipsform unter Verwendung eines Trennmittels zur Verbesserung des Ablöseverhaltens, der Beherrschung des Trockenregimes und der Qualitätssicherung des Gioßlings.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Trennmittel zu finden, welches das Ablöseverhalten des Formlings von der Gipsform verbessert, eine optimale Scherbenbildungsgeschwindigkeit sowie ein optimales Trockenregime bei Sicherung der Qualität des Gießlings, insbesondere der Oberflächenqualität, in Abhängigkeit des verwendeten Gießschlickers, gewährleistet. Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe durch Einsatz eines Lösungspolymerisates einer niedrigmolekularen Polyacrylsäure in Wasser gelöst. Durch das Ausspülen der Gipsform mit dem in Wasser gelösten Lösungspolymerisates einer niedrigmolekularen Polyacrylsäure oder einer verdünnten Lösung daraus wird das Ablöseverhalten bei Gewährleistung

einer guten Oberflächenqualität verbessert. Durch den gleichzeitigen Einsatz des Lösungspolymerisates als

Suspensionsstabilisator im Gießschlicker wird ein Abschwinden des Gießlings von der Gipsformwandung gewährleistet. Die Verwendung von mehrteiligen Gipsformen erübrigt sich somit. Der sich bildende Film verhindert das Eindringen feinster SIC-Tellchen in das Kapillarsystem der Gipsform. Der Film ist durchlässig genug, um eine optimale Scherbenbildungsgeschwindigkeit bei ausreichendem Feuchtigkeitsentzug

durch die Gipsform zu sichern.

Damit verkürzen sich sowohl die Standzeiten der Schlicker als auch die Trocknungszeiten und damit der gesamte Trocknungsaufwand auch hinsichtlich energieökonomischer Aspekte. Bei optimalen Trocknungsbedingungen wird ein SiC-Formüng hoher Qualität ohne Risse oder andere Trocknungsfehler erhalten. Das Entfernen einer Trennmittelhaut, wie beim Alginat, oder die Entfernung am Formkörper haftender Materialien sind damit

eliminert.

Ausfül- .ungsbeispiel Die Erfindung wird an folgendem Beispiel näher erläutert: A¹.-. Lösungspolymerisat einer niedrigmolekularen Polyacrylsäure wird ein Na-SaIz der Polyacrylsäure, von dem eine mindestens

10%ige wäßrige Lösung in bekannter Weise hergestellt wird, eingesetzt. Mit dieser Lösung wird die Gipsform ausgespült. Nach

Entfernen der wäßrigen Lösungsmittelpolymerisatlösung wird der SiC-Schlicker in die Form gegossen. Daran schließt sich die Trocknung nach folgendem Regime an:

28h bei Raumtemperatur, anschließend 24h bei 5O⁰C und abschließend bei 110°C bis zur Massekonstanz. Beim Entfernen löstsich der SiC-Formkörper leicht und selbständig von der Gipsformwandung und kann in bekannter Weise weiter getrocknet undgesintert werden. Die Gipsform wird für den nächsten Arbeitsgang wiederum mit der wäßrigen Lösung des Na-Salzes der

Polyacrylsäure ausgespült und das Abformen von SIC-Formlingen kann wiederholt werden. In der Gipsform sind Nacharbeiten nicht erforderlich. Der Zyklus kann mit ein und derselben Form 10-20 Mal wiederholt

werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von SiC-Formkörpern durch Gießen in Gipsformen unter Verwendung eines Trennmittels, dadurch gekennzeichnet, daß als Trennmittel ein Lösungspolymerisat einer niedrig-molekularen Polyacrylsäure in Wasser verwendet wird.

2. Verfahren nach Anspruch"!, dadurch gekennzeichnet, daß dasTrennmittel auch als wäßrige Lösung des Lösungspolymerisates einer niedrigmolekularen Polyacrylsäure verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittelpolymerisat einer niedrigmolekularen Polyacrylsäure in Wasser gleichzeitig als Suspensionsstabilisator mit 0,2-0,4Gew.-% Bestandteil des Gießschlickers ist.