1.7.2 Нанесение суспензии на модельные блоки
Процесс нанесения слоя суспензии на модельный блок сводится к следующему. Модельный блок берут за литниковую чашу или подставку стояка (если стояк приготовлен с металлическим стержнем) и погружают в бачок с суспензией (рис. 4). Затем блок вынимают из бачка и, медленно поворачивая, добиваются образования на его поверхности равномерного слоя суспензии. После этого модельный блок переносят в струю песка для обсыпки. Обсыпка модельных блоков производится в специальных установках. На рис. 5 показана схема установки для обсыпки в кипящем слое.
Рисунок 4 – Бак с суспензией. Рисунок 5 – Установка кипящего
слоя песка.
1.7.3 Сушка слоев оболочки
После нанесения каждого слоя суспензии и обсыпки его выполняется сушка оболочковых форм. Форму высушивают в потоке воздуха или в парах аммиака. Во время сушки на воздухе завершаются процессы гидролиза, происходит испарение растворителя и воды, коагуляция золя кремниевой кислоты и превращением его в гель с последующим затвердеванием и образованием твердых прослоек, связывающих зерна огнеупорного пылевидного материала.
Процесс коагуляции можно ускорить обработкой слоев оболочки парами аммиака. Аммиак омывает полиэфиры этоксильных групп (продуктов неполного гидролиза) и переводит эти соединения в гель.
Продолжительность сушки и обсыпки каждого слоя суспензии на воздухе 2 – 4 ч, а в парах аммиака – 50 – 60 мин, из которых 20 – 30 мин – сушка на воздухе, 10 – 20 мин – сушка в парах аммиака и 10 – 20 мин – выветривание паров аммиака. Для сушки моделей в аммиачных шкафах берут 1,5-2,0 л аммиачной воды плотностью 0,89-0,95 г/см3 на 1м3 объема сушильного шкафа. Температура в шкафу составляет 18-25 oС. Сушку ведут в вертикальных и горизонтальных многоярусных сушилках. Операция сушки – одна из наиболее длительных в общем цикле изготовления оболочковой формы, поэтому ускорение сушки – одно из важнейших направлений совершенствования процесса.
1.7.4 Удаление моделей.
В зависимости от материала моделей используют различные способы их удаления из оболочки. Воскообразные модельные составы обладают низкой теплопроводностью. Поэтому при медленном нагреве модель прогревается на всю толщину, расширяется, давит на оболочковую форму и может разрушить ее. При быстром нагреве модель оплавляется с поверхности, модельный состав впитывается в поры формы или вытекает из нее и оболочковая форма не разрушается. Поэтому быстрый нагрев модельного блока – одно из основных условий получения оболочковой формы без трещин.
Модели из выплавляемых воскообразных составов удаляют из формы погружением блока моделей в горячую воду или ванну с модельным составом. Эти способы удаления моделей получили наибольшее применение на производстве. Удаление выплавляемых моделей возможно также в паровых автоклавах или горячим воздухом, но вследствие больших потерь модельного состава и сложности оборудования эти способы применяют редко. Выплавление в воде позволяет получить 90 – 95% возврата модельного состава, однако, достаточно большой является вероятность появления трещин в оболочке.
Выплавление в перегретом модельном составе позволяет повысить прочность оболочковой формы в не прокаленном состоянии, благодаря пропитке ее модельным составом. При прокаливании оболочковой формы воскообразный состав в ее порах коксуется и дополнительно упрочняет форму. Однако вследствие перегрева ухудшается качество возврата.
Выплавление горячим воздухом используют для модельных составов канифоль-полистерол-церезин. Для уменьшения вероятности образования трещин в оболочковой форме ее формуют в жидкой формовочной смеси. Затем форму высушивают при 80 – 90оС в течение 10 часов, после чего в процессе нагрева до 200 – 220оС модели выплавляются.