4 Разработка технологии изготовления оболочковой формы

4.1 Подбор исходных формовочных материалов

Требования к формам. Оболочковая форма должна отвечать следующим требованиям: обладать достаточной прочностью, вы­держивать динамический и статический напор расплава, не де­формироваться при заливке, затвердевании и охлаждении отлив­ки; быть огнеупорной, т. е. не разупрочняться при прокаливании, и особенно при заливке; иметь газопроницаемые стенки, чтобы в полостях формы не возникало противодавления воздуха, (такое явление приводит к браку отливок по недоливу); быть химически инертной к модельному составу и металлу отливки; иметь доста­точную податливость, чтобы не препятствовать усадке сплава; обеспечивать получение отливок с поверхностью требуемой шеро­ховатости и высокой точностью размеров, массы и конфигурации.

Для приготовления оболочковых форм мы будем использовать следующие исходные материалы: огнеупоры, связующие, растворители и поверхностно активные вещества.

Для изготовления оболочковой формы используют огнеупорные материалы - мелкодисперсную основу суспензии, обсыпку и опорный материал. В качестве огнеупорной основы суспензии будем использовать маршалит - измельченный кварцевый песок с содержанием кварца 96..98%. Для обсыпки слоя суспензии применяем кварцевый песок с минимальным количеством примесей. Для всех слоев оболочки можно использовать песок марки Об1К, оболочка при этом получается более прочной и термостойкой. В качестве опорных материалов используем сухой кварцевый песок и шамотный порошок фракций 0315 и 063, применение которого позволяет снизить брак, повысить точность размеров отливки.

В качестве связующего материала будем использовать жидкое стекло, которое удовлетворяет следующим требованиям: смачивает поверхность модели; не растворяет модель и не вступает в реакцию с составляющими модельного состава; имеет достаточную вязкость.

В качестве растворителей используем хлористый аммоний, который при взаимодействии со связующим образует растворитель – гидроксид аммония.

Поверхностно-активные вещества вводят в обмазку с целью понижения междуфазной энергии и улучшения смачивания суспензией поверхности моделей. Можно использовать ДС-РАС или сульфанол.

4.2 Приготовление огнеупорной оболочки на жидком стекле

Сперва доводим связующее (жидкое стекло) до необходимой плотности путем разбавления (ρ=1290..1300кг/м³) и ля получения соответствующего модуля (М=3.0..3.5) – содержание SiO₂=21..23% и Na₂O=6,5..7,5%). Подготовка жидкого стекла включает в себя смешивание с водой и добавление 5..8% раствора хлористого аммония в количестве 30г на 100г жидкого стекла. В результате протекает следующая реакция.

Na₂O∙nSiO₂∙mH₂O+2NH₄C 2NaCl+2NH₄OH+SiO₂

В ходе протекания реакции, выпадает осадок в виде творожистой массы, занимающей до 1/3 объема. Эта масса под влиянием гидроксида аммония (NH₄OH) полностью растворяется через 4..8 часов. Затем смешиваем его с маршалитом в пропорции 55:45. После этого вводим обмазку поверхностно активные вещества в количестве 0.03..0.05% и перемешиваем.

Также необходимо приготовить закрепитель для мокрого твердения, который представляет собой 18..20% водный раствор аммония.