Technika odlewania precyzyjnego stosowana we współczesnym lotnictwie daje możliwość wytwarzania detali o skomplikowanych kształtach. Jest to metoda skomplikowana, składająca się z wielu etapów. Pierwszym z nich jest zaprojektowanie i wytworzenie modeli woskowych, które kształtem i wymiarami będą odzwierciedlały otrzymany detal. Następnie, modele woskowe łączone są z belką oraz misą wlewową w zestaw modelowy.
Równolegle przygotowane zostają dwie lejne masy formierskie: na warstwę przymodelową oraz na warstwy konstrukcyjne. W tych ostatnich zostanie zanurzony zestaw modelowy i potraktowany posypką proszkową o gradacji większej niż materiał fazy stałej masy lejnej. Forma ceramiczna w zależności od procesu technologicznego i zastosowania, składa się z kilku warstw mieszanki oraz posypki. Ostatnim procesem wytwarzania formy są procesy wytapiania, wygrzewania i wypalania. Zestaw zostaje włożony do autoklawu, gdzie pod wpływem temperatury wosk zostaje wytopiony. Wyjętą z autoklawu formę poddaje się następnie wygrzewaniu. Proces ten zazwyczaj prowadzony jest w temperaturach 700–900°C, co powoduje zespolenie cząstek proszku ceramicznego oraz usunięcie dodatków organicznych zawartych w masie lejnej. Ostatnim procesem obróbki termicznej jest spiekanie w temperaturze 1000–1500°C, co kształtuje końcowe właściwości formy.
| PEŁNA WERSJA ARTYKUŁU DO POBRANIA | ||
| dr inż. Paweł Wiśniewski |
||
 Pracownik Zakładu Projektowania Materiałów Wydziału Inżynierii Materiałowej Politechniki Warszawskiej. Swoją aktywność zawodową koncentruje na zagadnieniach związanych z: różnymi technikami formowania materiałów np. metodą odlewania precyzyjnego i prasowania, zastosowaniem dodatków polimerowych do proszków, mas lejnych i materiałów ceramicznych, projektowaniem, otrzymywaniem i charakteryzacją ceramicznych materiałów gęstych, porowatych, kompozytowych i nanomateriałów do różnych zastosowań technicznych, nanotechnologią oraz eksploatacją złóż gazu łupkowego. |
||
| STRESZCZENIE |
| 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. |
| SUMMARY Effect of molecular weight and amount of PGE on SiC-based slurries |
| 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. |
| Zapraszamy do składania zamówień na prenumeratę i numery archiwalne |
Newsletter