Название: Технология художественного литья (Н.В. Плотникова,А.И. Попелюх, ,С.В. Буров,)

Жанр: Гуманитарные

Просмотров: 1248


1.5. расчет количества составляющих гидролиза и последовательность приготовления связующего

 

Экспериментально установлено, что концентрация кремнезема в растворе для получения максимально прочной оболочки не должна превышать 18–20 \%. В этилсиликате содержится 28–50 \% SiO2. Следовательно, для проведения гидролиза этилсиликат необходимо разбавлять.

В основу расчета составляющих раствора положено определение количества этоксильных групп в гидролизуемом этилсиликате, оно связано с содержанием SiO2 следующим образом:

\%.                               (1.1)

Требуемое количество воды определяют из соотношения

,                                (1.2)

где М =  0,2…1,0 – поправочный коэффициент; m – масса гидролизуемого этилсиликата, кг.

Количество растворителя находят из условия

                (1.3)

где (\%SiO2)этс – содержание кремнезема в этилсиликате; (\%SiO2)р.с – содержание кремнезема в связующем растворе; rр – плотность раствора, кг/л.

Для определения количества соляной кислоты (К, мл) используют выражение:

                                            (1.4)

Содержание ПАВ обычно не превышает 0,1 \% массы суспензии. Основной критерий – качественное смачивание модели.

Для получения связующего с 16 \% SiO2 необходимо приготовить суспензию, состав которой указан в табл. 1.6.

В художественном литье наиболее часто применяют три способа получения суспензии:

– раздельное приготовление связующего и суспензии с органическими растворителями и отверждение в сухой, влажной и воздушно-аммиачной атмосфере;

– то же, но с совмещенным приготовлением связующего и суспензии;

– совмещенное приготовление связующего и суспензии без применения органических растворителей с отверждением в сухой атмосфере.

 

Таблица 1.6

Состав связующего

Компоненты

Плотность, кг/см3

Массовая доля

Объемная доля

 

 

кг

\%

см3

\%

Этилсиликат

1060

1

39,8

0,942

33,7

Ацетон

740

1,3

51,7

1,645

58,8

Вода

1000

0,195

7,8

0,195

7

Соляная кислота

1149

0,017

0,7

0,015

0,5

Всего

 

2,512

100

2,798

100

 

В настоящей лабораторной работе будет использоваться первый метод, поскольку он самый оптимальный при эпизодическом изготовлении литейных форм. Приготовленное связующее в отличие от суспензии может долго сохранять свои свойства в закрытой емкости при невысокой температуре. Для нанесения слоя достаточно в готовое связующее засыпать пылевидный материал и перемешать суспензию.

После того, как подсчитаны количества всех составляющих, необходимо их смешать в строго определенной последовательности. В водоохлаждаемый бак вливают растворитель, затем воду, соляную кислоту и ПАВ и перемешивают в течение 1–2 мин.

Не включая мешалки, постепенно вливают этилсиликат. Для интенсивного перемешивания обычно используются смесители с частотой вращения 2800 мин-1. Температура реакции гидролиза не должна превышать 50 оС. Ее регулируют, охлаждая бак. Превышение температуры может привести к лавинообразному нарастанию вязкости раствора. Перемешивание продолжается до достижения необходимой температуры раствора.

После 1–2-суточной выдержки раствор можно использовать для приготовления суспензии. Выдержка увеличивает прочность форм.

 

1.6. Последовательность приготовления суспензии

и нанесения керамической оболочки на модель

 

Огнеупорную суспензию приготавливают вручную или в специальных механических мешалках-бачках. Вместимость бачка должна быть такой, чтобы в него свободно погрузился модельный блок. Для удобства рекомендуется иметь два бачка с суспензией: один с раствором для первого слоя первого покрытия, второй – для последующих. Для приготовления суспензии в бачок заливают гидролизованный раствор до уровня, позволяющего полностью погружать в него модельный блок. Плотность суспензии для первого слоя покрытия блоков или моделей рекомендуется 1,74–1,78 г/см3, для второго и последующих – 1,68–1,72 г/см3. Перед употреблением приготовленную суспензию отстаивают в течение 5–10 мин до прекращения выделения из нее пузырьков воздуха.

Процесс нанесения керамической оболочки на модель сводится к следующему.

1. Приготовленные модели или модельные блоки перед нанесением керамической оболочки промывают в обезжиривающем растворе.

2. Модель берут за литниковую чашу или подставку стояка и погружают в бачок с суспензией.

3. Затем модель вынимают из бачка и, медленно поворачивая, добиваются образования на ее поверхности равномерного слоя суспензии.

4. Для закрепления суспензии модель переносят в струю песка для обсыпки. Время от начала извлечения блока из суспензии до начала обсыпки должно быть таким, чтобы слой суспензии не успел обсохнуть, иначе песок не прилипнет к суспензии, а это приведет к ее растрескиванию и понижению прочности формы.

На рис. 1.2 показана схема установки для обсыпки в кипящем слое. Принцип работы установки состоит в том, что в металлический цилиндр 1, заполненный кварцевым песком 2, снизу через металлическую сетку 4 и слой войлока 3 по трубе 5 подается сжатый воздух. Проходя через слой песка, воздух рыхлит его, образуя кипящий слой, в который и погружается модель. После обсыпки модель подвергают естественной сушке в течение 20–

30 мин при температуре 20…25 оС. Затем на модель наносят аналогично первому последующие слои суспензии и обсыпки. Количество слоев покрытия зависит от размера модельного блока и колеблется от 2 до 10. Так, для моделей кабинетных художественных отливок достаточно иметь 3–4 слоя покрытия. После покрытия и обсыпки модель устанавливают на стеллаж для естественной сушки на 4–5 ч при температуре 20…25 оС.

 

 

Рис. 1.2. Установка для нанесения керамической

оболочки: 1 – металлический цилиндр; 2 – кварцевый песок;

3 – слой войлока; 4 – металлическая сетка;

5 – труба для подачи сжатого воздуха