Конспект лекций Раздел литье по выплавляемым моделям Тема Специальные виды литья. Литье по выплавляемым моделям
Изготовление керамических стержней
жүктеу/скачать 0,71 Mb.
|
спец.лекции 2
| Изготовление керамических стержней. Узкие протяженные полости сложной конфигурации в отливках, к которым предъявляются высокие требования к точности размеров и геометрии, получают с помощью керамических стержней с неорганическими связующими или без них. Керамические стержни должны обладать высокой (до 10 Н/мм2 и более) прочностью при изгибе, должны быть негазотворными, что вызвано условиями их взаимодействия с расплавом при заливке формы (рис. 6.3).
Разработаны и применяются два способа изготовления керамических стержней: химического упрочнения золей кремнекислот (способ огеливания) и спекания керамики (в присутствии жидкой фазы и без нее) при температурах (0,7...0,8)tпл. В случае способа огеливания стержневая смесь состоит из огнеупорной основы – кварцевых песков, электрокорунда, а также связующего и огеливателя. Для снижения шероховатости поверхности обычно используют двухфракционный состав огнеупорной основы – пылевидную и зернистую составляющие. В качестве связующего применяют гидролизованный раствор этилсиликата, огеливатели – водные растворы NaOH. Пример состава смеси огнеупорная основа – пылевидный кварц 75 мас. ч. и песок кварцевый 25 мас.ч.; связующее – гидролизованный раствор этилсиликата; огеливатель – 12%-ный водный раствор NaOH. Расход составляющих: огнеупорная основа – 100 мас.%, связующее – 25...33 мас. % от расхода огнеупорной основы; огеливатель – 8…9 мл/кг связующего раствора. Рисунок 6.3 – Керамические стержни Смесь запрессовывают в металлический стержневой ящик под давлением 5...7 МПа. В результате взаимодействия между кислым связующим раствором (рН < 7) и щелочными огеливателями (рН > 7) смесь переходит сначала в эластичное, а затем в твердое состояние из-за огеливания связующего. Эластичное состояние смесь приобретает через 1...2 мин, после чего верхнюю часть ящика снимают. Это способствует интенсивному испарению растворителя с поверхности стержня. Из-за уменьшения объема жидкой фазы при переходе в твердое состояние в стержне образуется сетка трещин. Чтобы уменьшить количество и размеры трещин, можно поджечь пары спирта или поместить стержень в вакуумную камеру. Влияние процесса образования сетки трещин, с одной стороны, можно рассматривать как положительное, так как увеличивается газопроницаемость стержня, а с другой, как отрицательное, так как прочность стержня понижается и не достигает 10 Н/мм2 при испытании на изгиб. Прочность можно повысить, поместив стержень в процессе отвердевания в автоклав (с давлением до 0,5 МПа) или применив способ спекания. При использовании способа спекания смесь для спекания без жидкой фазы должна содержать огнеупорную основу – кварц, корунд и пластификатор (14...16 мас. % парафина). Пластификатор (парафин) расплавляют, вводят в огнеупорную основу и смесь тщательно перемешивают, затем ее разогревают до температуры 80...100 °С. Далее полученную пастообразную смесь запрессовывают в металлическую пресс-форму. После охлаждения в пресс-форме стержень извлекают, помещают в печь, используя в качестве опоры подсыпку из прокаленного при 1200 °С глинозема, абсорбирующего углеводороды. При нагреве печи и выдержке (t=180...200 °С, τ=2...6 ч) происходит испарение пластификатора, что сопровождается значительной усадкой стержня (8...10 % линейной усадки). Далее нагрев стержня продолжают, доводя его до t=1000...1300 °С, и выдерживают при этой температуре несколько часов в зависимости от материала, размеров и толщины стенки стержней. После охлаждения печи стержни извлекают и передают на участок изготовления моделей. Для снижения температуры спекания в стержневую смесь вводят «плавни»: в корундовые – Na2SiO3 (tпл =700 °С), в кварцевые – основные оксиды CaO, MgO. Стержни, спеченные без жидкой фазы, не разупрочняются при заливке, и их можно изготовлять очень тонкими; стержни, имеющие большую толщину стенки, спекают в присутствии жидкой фазы. Готовый стержень устанавливают в пресс-форму для изготовления моделей, затем запрессовывают или заливают модельный состав. После изготовления оболочки формы и выплавления модели стержень остается в форме, зафиксированный стержневыми знаками. жүктеу/скачать 0,71 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|