42. Гипсовые формовочные материалы, их свойства, применение. Компенсационное расширение формовочных материалов и как оно достигается

Связующее вещество:

• Гипс, смешанный с кремнеземом.

Свойства:

• Способность при схватывании и твердении, сопровождающихся повышением температуры, увеличивать объем.

Расширение объема гипсового раствора достигает 1% первоначального и заканчивается вместе с прекращением схватывания. Благодаря такому расширению гипс заполняет мельчайшие детали формы, воспроизводя модель.

• Постепенный переход из легкоподвижного состояния в сгущенное.

• Достаточная продолжительность текучести и пластичности.

• Гипс, замешанный на теплой воде, теряет текучесть и схватывается быстрее, чем гипс, замешанный на холодной воде.

Применение:

1. При литье сплавов благородных металлов.

Для изготовления форм при литье мелких конструкций (вкладок, искусственных зубов, кламмеров, дуг).

Усадка, например, золотых сплавов составляет 1,25-1,3%, что вполне компенсируется расширением гипсового формовочного материала. В нашей стране применяют стандартную смесь «Силаур», состоящую из кремнезема и гипса, термостойкую гипсовую смесь и чешскую массу «Эксподента».

2. При отливке форм в керамической промышленности.

Например, для технологии шликерного литья – специального процесса, основанного на способности глины отдавать влагу и на свойстве гипса впитывать ее.

Важно!: гипсовые формовочные материалы непригодны для получения отливок из нержавеющей стали, температура плавления которой равна 1200-1600°С, из-за разрушения гипса.

Компенсационное расширение формовочных материалов – это увеличение объема, которое используется для компенсации усадки отливки во время литья. Это достигается за счет разных механизмов в зависимости от типа формовочного материала.

Виды компенсационного расширения

1) Гигроскопическое – расширение, которое возникает при затвердевании формовочной массы в присутствии воды.

2) Термическое – расширение, которое возникает при нагревании формовочной массы в муфельной печи.

Гипсовые

Расширение при твердении.

Возникает как результат роста кристаллов. В обычных условиях, как правило, составляет около 0,4%, но расширение частично ограничено металлическим кольцом опоки. 

Гигроскопическое расширение.

Формовочной массе дают отвердеть в присутствии воды, что вызывает дополнительное расширение. Вода замещает воду, занятую в процессе гидратации, и удерживает пространство между растущими кристаллами, позволяя им непрерывно расширяться наружу. Величина гигроскопического расширения может достигать 1–2,5%.

Фосфатные

Компенсационное расширение формы при использовании фосфатных формовочных материалов получается только за счет наполнителя — окиси кремния.

При смешивании окислов металлов (цинк, магний, алюминий) с жидкостью (фосфорная кислота) происходит образование фосфатов, которые прочно связывают частички наполнителя формовочной смеси. В результате термической обработки фосфаты переходят из орто- в пироформу, обладающую большой термоустойчивостью при температуре 1200–1600°С.

Силикатные

После прогрева.

Форма дает значительное термическое расширение с образованием в силикатном связующем оксида кремния, который способен к превращениям при нагревании, вызывающим дополнительное увеличение объема.

Для обеспечения точности литья.

Необходимо соблюдать правильное соотношение между порошком и жидкостью (вяжущим раствором) — оптимальное соотношение, обеспечивающее компенсацию усадки формы, — 30 г жидкости и 70 г порошка.