Z PRAXE

J . S e d l á č e k – V. V i nt e r – B . L á n í k – L . To m e k Ko nt r o l a a t e s to v á n í ke r a m i c k ý c h j a d e r

Kontrola a testování keramických jader

Ing. Jiří Sedláček L A N I K , s . r. o ., Boskovice

Ing. Václav Vinter L A N I K , s . r. o ., Boskovice

Ing. Boris Láník

C. Výstupní kontrola (zaměřená na rozměry, tvar, povrch, výskyt trhlin) D. Specifické vlastnosti jader

a d90 – je porovnáván s atestem suroviny, který je získán od dodavatele daných surovin.

A . KO N T R O L A VST U PN Í C H S U R OV I N

C h e m i c ká a n a l ý z a

G ra n u l o m e t r i e s u r ov i n Vstupní suroviny vymezují základní vlastnosti budoucích jader. Jejich kontrola spočívá ve sledování granulometrických křivek a chemického složení (zejména hlavních keramických složek SiO2, Al2O3, ZrO2 a také jejich příměsí Na2O, K 2O, MgO, TiO2 a jiné). Granulometrické stanovení (obr. 1) se provádí na laserovém difrakčním analyzátoru HORIBA LA – 300. Měření je provedeno na tzv. mokré cestě, kde nosným médiem je destilovaná voda. Z protokolu měření lze posoudit velikost částic pro jednotlivá procentuální zastoupení a ve formě grafu i součtovou křivku a četnosti jednotlivých velikostí zrn. Tento parametr – zejména d10, d50

L A N I K , s . r. o ., Boskovice

M i n e ra l o g i e s u r ov i n

Ing. Ladislav Tomek L A N I K , s . r. o ., Boskovice

Tab. I. Příklad protokolu chemické analýzy silikátových složek keramické suroviny pro výrobu jader metodou ICP-OES Parametr ztráta sušením (105 °C)

jednotka

č. vzorku B9570

%

0,04

Ú vo d

stříbro

mg/kg suš.

10,0

bizmut

mg/kg suš.

1,49

Keramická jádra tvoří důležitou součást slévárenské technologie lití na vytavitelný model. Na jejich kvalitě závisí konečná kvalita odlitků. Sledování a kontrola kvalitativních parametrů a technologických vlastností jader je důležitou součástí jejich výroby. Kontrolní mechanizmy lze rozdělit do následujících skupin: A. Kontrola vstupních surovin B. Mezioperační kontrola

železo

mg/kg suš.

383

olovo

mg/kg suš.

7,78

SiO2

% suš.

83,1

Al2O3

% suš.

1,83

Fe2O3

% suš.

0,056

TiO2

% suš.

0,049

CaO

% suš.

0,038

MgO

% suš.

0,072

K 2O

% suš.

0,038

Na2O

% suš.

0,007

ZrO2

% suš.

11,6

Tab. II. Příklad protokolu mineralogické analýzy silikátových složek keramické suroviny pro výrobu jader metodou RTG difrakce [hm. %] (č. šarže (č. šarže 615-2016/151-014) 615-2016/110-003) KE 3625 KE 3626

Vzorek

Chemické analýzy surovin jsou zajišťovány u externích akreditovaných laboratoří v blízkém okolí. Jsou stanovovány základní oxidy silikátové žárovzdorné keramiky a vytipované oxidy, jejichž obsah je případně předmětem zájmu uživatele jader. Je kladen důraz i na stanovení stopových prvků v jádrech (Pb, Ag, Fe, Bi a jiné) dle požadavku zákazníka s cílem předejít případným reakcím/ /fúzím mezi jádrem a odlitkem kovu. Chemická analýza (tab. I) je prováděna u každé přijaté keramické suroviny pro výrobu jader a protokol s výsledky je vždy srovnáván s atestem, případně doporučením z technického listu dodavatele surovin. Jako sledovaná jednotka pro danou analýzu je vždy považována jedna šarže suroviny. Hmotnostně se jedná o 1000 kg.

Mineralogické rozbory popisující fázové složení keramiky jader (tab. II) jsou rovněž zajišťovány u akreditovaných externích organizací. Nejčastěji je výsledkem stanovení množství mullitu, křemenného skla, amorfní fáze, cristobalitu a jiných minerálů dle chemického složení daného jádra. Ko n t r o l a vo s k ů Skupina vosků používaných při výrobě voskokeramické směsi je nositelem tzv. zelené pevnosti – to znamená, že jde o pojivo keramických jader za syrova po odstříknutí do kovové formy. Kontrola vosků je prováděna srovnáním parametrů v technickém listu a přijatém atestu pro danou šarži vosku (tab. III). Například jde o viskozitu vosku při 80 °C, bod tuhnutí a měknutí a také stanovení hloubky penetrace jehlou.

Tab. III. Příklad certifikátu kvality suroviny od dodavatele, který je doručen s každou šarží materiálu – vosků Název produktu

keramický vosk

č. šarže

18441

zkouška

metoda

ZrSiO4

–

16,6

3Al2O3 · 2SiO2

51,3

–

cristobalit

SiO2

15,2

20,2

bod tuhnutí [°C]

ASTM D 938

52–55

54,5

křemen

SiO2

3,5

1,5

bod měknutí [°C]

ASTM D 36

52–55

55

Al2O3

–

3,4

viskozita při 80 °C [cP]

ASTM D 6267

2,4–8

6

–

30,0

58,2

penetrační zkouška při 25 °C [dmm] ASTM D 1321

4–14

7

zirkonsilikát mulit

oxid hlinitý amorfní fáze

156

S l é vá re ns t v í . L X V . k v ě te n – č e r v e n 2017 . 5 – 6

rozsah výsledek tolerance