Synthesis and Characterization of New Refractory Coatings Based on Talc, Cordierite, Zircon and Mullite Fillers for Lost Foam Casting Process

Abstract

Refractory coatings based on different refractory fillers (talc, cordierite, zircon and mullite) for application in Lost Foam casting process were investigated. Design and optimization of the coatings composition with controlled, rheological properties included, and consequently synthesis were achieved by application of different coating components, namely different suspension agents and fillers and by alteration of the coating production procedure. Morphologic and microstructural analysis of fillers was carried out by means of scanning electronic microscope. X-ray diffraction analysis by means of X-ray diffractometer was applied in determination and monitoring the phase composition changes of the refractory fillers. An analysis of the particle size and shape was carried out by means of the PC software application package OZARIA 2.5. To assess the effects of application of individual refractory coatings, a detailed investigation of structural and mechanical properties of the moldings obtained was performed. Highlight was placed on revealing and analyzing surface and volume defects present on moldings. Radiographic molding tests were carried out by means of the X-ray device SAIFORT type-S200. Attained results are essential for the synthesis of refractory coatings based on high-temperature fillers and their applications in Lost Foam casting process for manufacturing of moldings with in-advance-set properties.Keywords: high-temperature materials, refractory coatings, talc, cordierite, zircon, mullite, Lost Foam casting W pracy przedstawiono wyniki badań materiałów wysokotemperaturowych -powłok ogniotrwałych na bazie talku, kordierytu, cyrkonii i mulitu, które są stosowane w procesie odlewania metodą piany traconej. Projektowanie i optymalizację składu powłoki o kontrolowanych właściwościach reologicznych, a następnie syntezę osiągnięto poprzez zastosowanie różnych skład-ników powłok, tj. różnych stabilizatorów zawiesiny i wypełniaczy oraz poprzez zmiany w procesie produkcji powłok. Analizę morfologiczną i mikrostrukturalną wypełniaczy przeprowadzono za pomocą elektronowego mikroskopu skaningowego. Analizę dyfrakcji promieni rentgenowskich zastosowano do określania i monitorowania zmian składu fazowego wypełniaczy ogniotrwałych. Analizę wielkości i kształtu cząstek przeprowadzono za pomocą pakietu oprogramowania użytkowego PC OZARIA 2.5. Żeby ocenić skutki stosowania poszczególnych powłok ogniotrwałych, przeprowadzono szczegółowe badania właściwości strukturalnych i mechanicznych otrzymanych form. Nacisk został położony na ujawnienie i analizę defektów powierzchni i objętości obecnych w formach. Radiograficzne testy formowania przeprowadzono za pomocą urządzenia SAJFORT typu S200. Uzyskane wyniki są niezbędne do syntezy powłok ogniotrwałych w oparciu o wysokotemperaturowe wypełniacze i ich zastosowań w procesie odlewania metodą piany traconej do produkcji form o z góry ustalonych właściwościach.

Remanufacturing and Advanced Machining Processes for New Materials and Components

“…The main characteristic of the LFC process is that patterns made of polymers remain in the cast until the molten liquid metal is introduced. Contact with liquid metal causes intensive decomposition of the polymer pattern, which evaporates over a relatively short time simultaneously with metal crystallization (Prstić et al, 2014). During the process, the decomposed liquid products are pushed toward the molding cavity upper surface, then the liquid metal front.…”

“…The pattern density and permeability of the refractory coating and sandy cast determine polymer evaporation velocity. In order to achieve desired quality and predicted characteristics of a part, critical process parameters and the type of alloy for casting should be determined for each particular pattern material (Prstić et al, 2014). Among the advantages of LFC, the following can be listed (Fan et al, 2014):…”

The Effect of Silica Fused Addition as Filler on Zircon Based Refractory Coating

“…Based on the results of research on various types of material it is known that the coating produced has different rheological results that affect the surface results of the castings. Each material has its own characteristics, but further research is needed to get a coating with good quality with economic wise [7].…”