Приготовления суспензии для литья по выплавляемым моделям

Приготовления суспензии для литья по выплавляемым моделям или как еще называют гидролиз, состоит в следующем.

Гидролизованный раствор  этилсиликата приготовляют  смешиванием  составляющих в специальных смесителях – гидролизаторах, а при малом объеме производства – в стеклянных бутылях.

приготовление огнеупорной суспензии для литья по выплавляемым моделям - гидролизатор

а) – для небольшого производства

1- бачок для растворителя; 2- кран; 3- эл.двигатель с редуктором; 4 – воронка для введения этилсиликата  и добавок;  5 – бак для охлаждающей воды;  6- бак для гидролиза;  7- пропеллерная мешалка;  8 – бутыль.

б)  —  лабораторного типа:

1 – эл. Двигатель;  2 ,3 – шкивы;  4 – вал мешалки; 5- стопорный винт; 6 – шарнирно закрепленные лопасти; 7- бутыль.  

Малое количество гидролизованного раствора  этилсиликата (ювелирное,  зубопротезное производство) приготовляют ручным  перемешиванием (взбалтыванием)  в обычных бутылях.

Далее на рисунке показана установка , применяемая в цехах средней мощности для гидролиза этилсиликата  и приготовления раствора  огнеупорного покрытия.

Приготовление суспензии для литья по выплавляемым моделям — установка для приготовления (гидролиза) суспензии

Такие установки имеющие быстроходные  мешалки (2500-3000 об/мин),  используют и для совмещения гидролиза .  В крупных цехах применяют автоматизированные установки.  Применяют одноступенчатый, двухступенчатый и совмещенный  гидролизы.

При одноступенчатом гидролизе в спирт вводят все необходимое  количество воды и остальные добавки,  после чего  смешивают с  этилсиликатом. Такой гидролиз (наиболее простой) и получил  наибольшее распространение. Его особенности – более медленное протекание  процессов гидролиза и невозможность длительного  хранения раствора ( несколько месяцев), что для производства отливок обычно не требуется.

Так как реакция гидролиза идет  с выделением тепла, то при перемешивании контролируют  температуру раствора, которая не  должна превышать 40-50°С. Поэтому  этилсиликат вводят постепенно, и раствор по мере необходимости охлаждают. После прекращения повышения температуры раствор перемешивают в течение 20-40 мин в гидролизаторе  или 3-5 мин  при ручном перемешивании  небольших порций.  Полученный гидролизованный раствор  этилсиликата  охлаждают  до 15-20°С,  переливают в бутыль, закрывают резиновой (или корковой пробкой)  пускают  в работу через несколько  часов, обычно на следующий день. Такой раствор может сохраняться несколько недель.

Для предупреждения  преждевременного выпадания осадка кремнезема гидролиз производят  в чистом или ранее применявшемся для этой цели сосуде.

При двухступенчатом гидролизе необходимое количество растворителя и воды вводят в два приема.  Такой гидролиз более сложен и менее распространен. Его преимущество заключается в большей  устойчивости  раствора   после первой  ступени гидролиза (до 12 месяцев при температуре не выше 20°С).  Это позволяет приготовить частично  гидролизованный  раствор  большого количества этилсиликата, поступающего несколькими партиями,  что усредняет его состав и  позволяет работать длительное время  на гидролизованных растворах  одинакового  качества.  Кроме того,  двухступенчатый гидролиз удобен при малом  объеме производства отливок (изготовление ювелирных изделий и зубных протезов, лабораторные работы и т.п.)

Пример количества материалов  для двухступенчатого  гидролиза со спиртом или эфироальдегидной фракцией  приведен в таблице.

Таблица – количество воды и растворителя для гидролиза  этилсиликата.

таблица количества воды и растворителя для гидролиза этилсиликата

Подкисленную воду и этилсиликат вводят  постепенно при непрерывном помешивании. Температура раствора повышается , она должна быть 38-50°С. Если раствор будет нагреваться выше 50°С, введение подкисленной воды  и этилсиликата  необходимо приостановить  до понижения температуры. После введения необходимого количества воды и  этилсиликата  раствор перемешивают еще в течении 30 мин.

Такой частично  гидролизованный раствор  может храниться и расходоваться длительное время. Вторую ступень гидролиза выполняют  за несколько дней до употребления раствора, который после перемешивания выдерживают  не менее 24 часов. Срок хранения  после полного гидролиза- не менее 15 суток.

При совмещенном гидролизе  одновременно проводятся процессы  гидролиза и приготовления раствора  огнеупорного покрытия  при весьма интенсивном  механическом перемешивании  материалов ( при 2500 – 3000 об/мин.

Пропеллера мешалки). В бак  гидролизатора заливают  необходимое количество  этилсиликата и растворителя, перемешивают их в течении 2-3 мин,  засыпают пылевидный кварц и перемешивают 5 – 10 мин,  заливают подкисленную воду и все перемешивают 60 мин.

Бак непрерывно охлаждается холодной водой.  Интенсивное перемешивание  создает равномерное  распределение частиц в растворе;  связующее располагается на частицах пылевидного кварца более тонкой пленкой,  улучшается взаимодействие его  с ним, что создает большую  подвижность ( меньшую вязкость) получаемого раствора.

При сохранении необходимой вязкости раствора можно ввести в него большее количество пылевидного кварца, что, в свою очередь,  уменьшает расход связующего и ускоряет сушку. Прочность огнеупорного покрытия увеличивается в 2-3 раза, что позволяет изготовлять  более крупные отливки или  экономить  этилсиликат, применяя более разбавленные растворы (с меньшим содержанием  SiO2 – до  10 – 14 %).

При совмещенном гидролизе  целесообразно применять  не прокаленный  пылевидный кварц, так как он оказывает  на этилсиликат каталитическое действие (ускоряет гидролиз),  что позволяет  исключить  необходимость выдерживания получаемого раствора перед  его употреблением и ускоряет сушку каждого слоя огнеупорного покрытия.

Вредное влияние находящегося в маршалите железа  (обычно 0,3 – 0,4 %)  устраняют введением в раствор  серной кислоты в количестве,  соответствующем количеству железа с некоторым  избытком;  при этом железо переводят  в соединение FeSO4.

Ускоряющее действие  не прокаленного  пылевидного кварца и повышение прочности покрытия при  совмещенном гидролизе  позволяет осуществить его  без растворителя, при этом  смешивают 45% этилсиликата и 55% воды с добавлением на 1л ее 3,5г соляной кислоты плотностью 1,18г/см3 для придания раствору  необходимой стабильности и 0,9 г концентрированной серной кислоты для перевода железа, имеющегося в пылевидном кварце, в соединение FeSO4.  В конечном гидролизованном растворе будет содержаться 12-15% SiO2,  0,6-08% HCl, 0,5-0,7 % H2SO4.  Раствор  покрытия состоит из 28-30% жидкой составляющей и 70-72 %  пылевидного кварца.

В мешалку заливают подкисленную воду и вводят пылевидный кварц;  полученную смесь перемешивают0,5 – 1 мин до  однородного состояния, вливают этилсиликат и перемешивают  при 2800 об/мин не менее 45 мин с охлаждением мешалки водой  и поддержанием температуры реакции  гидролиза не более  30°С.

В процессе  перемешивания проверяют  вязкость раствора,  которая должна быть равна 70-100сек, и при необходимости ее корректировки добавляют пылевидный кварц (после каждого  добавления перемешивают  3-5 мин). Вязкость раствора для моделей с тонкими пазами и глубокими отверстиями  малого сечения  может быть несколько меньшей.

Перед использованием раствор огнеупорного покрытия проверяют на смачивание моделей погружением  в него образца из применяемого модельного состава. При недостаточном  смачивании  модели (обнажении ее поверхности) в раствор вводят 0,05 0,1 вес %  поверхностно-активного вещества ОП-7 с последующим  перемешивании около 2 мин.

Author: admin

Опыт работы инженером-технологом Литейного производства более 21 года.

1 thought on “Приготовления суспензии для литья по выплавляемым моделям

  1. По сравнению с литьём в неподвижные формы центробежное литьё имеет ряд преимуществ: повышаются заполняемость форм, плотность и механические свойства отливок, выход годного. Однако для его организации необходимо специальное оборудование; недостатки, присущие этому способу литья: неточность размеров свободных поверхностей отливок, повышенная склонность к ликвации компонентов сплава, повышенные требования к прочности литейных форм. Литьё в оболочковые формы — способ получения фасонных отливок из металлических сплавов в формах, состоящих из смеси песчаных зёрен (обычно кварцевых) и синтетического порошка (обычно фенолоформальдегидной смолы и пульвер-бакелита). Предпочтительно применение плакированных песчаных зёрен (покрытых слоем синтетической смолы).
    Рассмотрение трудовых споров в суде — Зайцев и партнеры

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *