KR20020034312A

KR20020034312A - The Refractory Binder for Ti Alloy Castings

Info

Publication number: KR20020034312A
Application number: KR1020000064436A
Authority: KR
Inventors: 임옥동
Original assignee: 임옥동
Priority date: 2000-10-31
Filing date: 2000-10-31
Publication date: 2002-05-09

Abstract

PURPOSE: A water soluble binder instead of conventional volatile binder of silica refractory for titanium casting is provided to give easiness in mold manufacture and lower production costs of high reactant metal(Ti) products. CONSTITUTION: The water soluble binder of low silica refractory, being replaced by Y2O3 or CaO refractory, used in precision casting of metals with high reactivity at high temperature is prepared by mixing 3-10% of colloidal silica, 3-10% of water soluble polymer and 80-97% of water for 1-2hrs.

Description

Refractory Binder for Ti Alloy Casting

티타늄 주조용 내화물의 바인더는 용융티타늄과 반응이 없으며, 정밀주조 공정상에 사용이 용이 하여야 한다. 그러나, 기존의 바인더는 휘발성이 강하거나, 정밀주조공정에 적용하기가 상당히 까다로와 생산단가를 높이고, 표면 반응에 따른 후처리 가공이 필요하다. 이러한 원인은 내화물이 티타늄과 같이 고온에서 반응성 금속과의 반응에 따른 것으로, 주로 많이 사용하는 칼시아계의 주형재는 비교적 용융금속과의 반응이 일어나지 않는 내화물이나, 대기중의 수분을 흡수하여 정밀주조공정 중의 탈왁스공정에서 주형의 표면을 파괴하여 제대로된 주형을 얻을 수 없다. 또한 이트리아계의 주형은 이트리아계 내화물과 콜로이달이트리아를 사용하여야 하는데, 이들은 매우 고가의 제품으로 생산단가가 너무 비싸며, 일반 정밀주조에 많이 사용하는 지르콘계는 주조시에 표면 반응으로 많은 후가공이 요구된다.Refractory binder for titanium casting has no reaction with molten titanium and should be easy to use in precision casting process. However, existing binders are highly volatile or difficult to apply to precision casting processes, which increases production costs and require post-treatment processing according to surface reactions. This is due to the reaction of the refractory material with the reactive metal at high temperature, such as titanium, and the most commonly used casting material of calcia series is the refractory material which does not react with the molten metal, or absorbs moisture in the air, thereby precise casting. In the process of dewaxing in the process, the surface of the mold is destroyed, so that a proper mold cannot be obtained. In addition, yttria-based molds should use yttria refractory and colloidal yttria. These are very expensive products, and the production cost is too expensive. Post processing is required.

일반적인 정밀주조에 사용하는 지르콘계의 내화물은 티탄늄 합금의 주조 시에 바인더인 콜로이달 실리카내의 실리카와 산소 등이 티타늄으로 확산되어 들어감으로써, 표면에 반응층을 형성하게 되므로, 주조품을 상당히 취약하게 한다. 티타늄주조에 사용할 수 있도록 내화물 내의 실리카 함량을 낮출 경우, 내화물의 강도가 저하되고, 탈왁스시에 주형의 표면을 저해 함으로, 실리카의 함량저하에 따른 대치물을 첨가하여야 한다. 따라서 콜로이달 실리카의 전체적인 실리카의 함량을 제어하여, 티타늄 합금과 같이 높은 반응성의 금속에 영향을 미치지 않을 정도의 실리카 함량을 갖으며, 주형제작에 용이하도록 하고자 하였다.Zircon-based refractory materials used in general precision casting are made to be very fragile, because silica and oxygen in colloidal silica, which is a binder, are diffused into titanium during casting of titanium alloy, forming a reaction layer on the surface. do. When the content of silica in the refractory can be lowered for use in titanium casting, the strength of the refractory is lowered and the surface of the mold is inhibited during dewaxing. Therefore, a substitute due to the decrease in the content of silica should be added. Therefore, the total silica content of the colloidal silica is controlled to have a silica content that does not affect the highly reactive metals such as titanium alloy, and to facilitate the production of molds.

본 발명에서는 일반적인 정밀주조에서 사용되는 콜로이달실리카의 실리카 함량이 30%로 지르콘 내화물과 일반적인 정밀주조에 사용되는 실리카 함량이 30%인 콜로이달 실리카를 사용할 경우, 티타늄 합금의 주조에 따른 반응층의 깊이는 표면으로 부터 600미크론 정도인데 반하여, 본 발명에서는 실리카의 함량을 3%-10%로 분산시켜 바인더를 제조하였다. 또한 실리카 함량의 감소에 따른 강도의 감소를 고려하여 수용성 고분자를 첨가한 바인더를 제조하여 주형을 제조한 주형을 사용하여 주조할 경우, 반응층은 표면으로 부터 수 미크론 정도로 간단히 정밀주조의 후처리 공정인 탈사처리에 의해 제거된다. 본 발명의 바인더 제조는 콜로이달 실리카 3-10%와 고분자 3-10%물 80-97%의 혼합물을 12시간 혼합하여 제조한다.In the present invention, when the silica content of colloidal silica used in general precision casting is 30% and the colloidal silica having 30% silica content used in zircon refractories and general precision casting is used, While the depth is about 600 microns from the surface, in the present invention, by dispersing the silica content of 3% -10% to prepare a binder. In addition, when the binder is prepared using a mold prepared by preparing a binder containing water-soluble polymer in consideration of a decrease in strength due to a decrease in silica content, the reaction layer is simply processed to a few microns from the surface. It is removed by phosphorus desamination. The binder preparation of the present invention is prepared by mixing a mixture of colloidal silica 3-10% and polymer 3-10% water 80-97% for 12 hours.

본 발명은 휘발성 바인더와 비교하여 바인더의 높은 안정성과 관리가 용이한 수용성 바인더를 이용하여 내화물과 용융금속간의 반응성이 높은 티타늄합금 제품과 같이 고반응성 금속제품을 제조함으로써, 제조 단가를 낮추고, 기존의 정밀주조공정라인을 일반 생산품과 동등하게 사용함으로써, 설비 투자비를 감소 시킬 수 있다.The present invention lowers manufacturing costs by manufacturing a highly reactive metal product, such as a titanium alloy product having high reactivity between a refractory and a molten metal, using a water-soluble binder that is more stable and easier to manage than a volatile binder. By using the precision casting process line on a par with general products, the capital investment cost can be reduced.

Claims

Used as a binder by dispersing 3-10% silica and 3-10% water-soluble polymer in colloidal silica to make binders used for precision casting of highly reactive metals such as titanium.