Литье в этилсиликатные формы.

Этилсиликат – продукт хлорида Si. Прозрачная, слабо окрашенная в желтый и другой цвет м запахом эфира.

Образование:

SiCl₄+4C₂H₅OH=(C₂H₅O)_nSi+4HCl

В производстве применяют этилсиликат марок: ЭТС-32, ЭТС-40. Цифра указывают среднее содержание SiO₂. На основе этилсиликата изготавливают связующие растворы для получения оболочковых форм при литье по выплавляемым моделям и получение керамических форм, этилсиликат для этого гидролизуют водой.

Процесс гидролиза:

Si(C₂H₅OH)₄+4H₂O=4C₂H₅OH+Si(OH)₄

Полученная ортокремниевая гель-кислота Si(OH)₄ является малостойкой и разрушается на гель кремнезема и молекулы воды.

Si(OH)₄= SiO₂+H₂O

Гидролиз должен выполняться непосредственно перед использованием. Гидролиз проводят раствором воды в спирте, ацетоне, а так же в эфироальдегидной фракции. Для ускорения процесса гидролиза приме6няют катализатор 0,2-0,4% раствора HCl.

На прочность оболочки σ_тверд., и склонность к трещинообразованию влияют состав раствора, количество воды, вид растворителя, и технология гидролиза. Улучшают свойства смесей интенсивное перемешивание связующего раствора и использование суспензии с пылевидным наполнителем.

Для керамических форм используются следующие огнеупорные наполнители:

1. пылевидный кварц(моршалит) ПК1, ПК2, ПК3. Для керамических форм ПК2, ПК3.

2. электрокорунд. Используется для тугоплавких Ме и сплавов на основе Mg.

3. цирконовая мука

4. двуокись титана. Применяется для высоколегированных сталей и других сплавов с основным характером оксидов.

Процесс изготовления керамической оболочковой формы заключается в многократном погружении модельного комплекта в суспензию на основе гидрализованного этилсиликата и пылевидного огнеупорного наполнителя. После каждого погружения оболочку просушивают, а после формирования нескольких слоев прокаливают при температуре порядка 90С. Неотъемная модель перед прокаливанием удаляется следующими методами:

1. выплавление

2. растворение

3. выжигание

выплавляемыми материалами являются: церезин, парафин, воск и тп.

Выплавляемые модельные составы должны обладать следующими свойствами:

1. невысокой температурой плавления(от 60 до 100С), чтобы технология изготовления и удаления была простой.

2. Температура размягчения состава должна быть не ниже 35С, чтобы модель не деформировалась, не размягчалась, сохраняя точность формы и размеров.

3. Минимальная и стабильная усадка.

4. Невысокая плотность.

5. Хорошая жидкотекучесть, минимальная продолжительность затвердевания.

6. Не прилипать к поверхности прессформы, на взаимодействовать с материалом керамической огнеупорной оболочки.

7. Сохранять технологические свойства при многократном использовании.

8. Иметь высокую прочность.

9. Не быть дефицитными и токсичными.

Металлофосфатные смеси.

Фосфаты и фосфатные смеси.

Фосфатные связующие являются металлофосфатными композициями, в состав которых входит ортофосфорная кислота и оксиды или порошки Ме(Fe,Mg,Al и др.). при взаимодействии оксидов Ме и ортофосфорной кислоты образуются кристаллогидраты, обладающие связующими свойствами.

FeO+2H₃PO₄+H₂0=Fe(H₂PO₄)₂*H₂O

Фосфатные связующие характеризуются мольным или массовым соотношением P₂O₅/Me_nO_m или Me₂O_n/P₂O₅ . В сочетании с показателем общей концентрации растворенных веществ, фосфатные связующие используют для ХТС и ГТС(смеси теплового отверждения).

1. ХТС на основе фосфатных связующих – гетерогенная система из 2-х и более компонентов, где оксид или гидроксид имеют основные свойства, а кислота или ее свойства имеют кислотную зарактеристику..

2. фосфатные связующие теплового тверждения – водный раствор кислого ортофосфата + ортофосфорная кислота и оксиды(гидроксиды) Ме нейтральными и кислыми свойствами. В любом случае продуктами кислотно-основного взаимодействия являются перемещенные ортофосфаты и их гидраты, которые образуют неорганический полимер с собственной прочностью и адгезией к наполнителю.

В промышленности для фосфатных ХТС используют оксиды Fe и Mg, источник оксида Fe – прокатная и кузнечная железная окалина и пыль металлургических печей, а так же молотой железо-рудный концентрат, пыль от отдирки отливок из черных сплавов.

Материалы на основе Mg-MgO представлены Ме магнезитом, магнезито-хромитом, хромомагнезитом. Наименование связующих отражает состав соли ортофосфорной кислоты (Fe фосфат, железоалюмосфат, алюмо-хром-фосфат, алюмо-хром-бор-фосфат и т.д.)

Композиции на основе Al и Cr твердеют при нагревании, образуют полимерные структуры, а после прокаливания, образуют структуру фосфатов.

Алюмо-фосфатные связующие применяются для противопригарных красок, магниево-фосфатные для стержней и форм.

Свойства металлофосфатов.

- достаточная прочность(относительно высокая)

- ограниченная термостойкость

- отсутствие токсичности и газовыделения

- относительно быстрый процесс образования прочности

- высокая долговечность

- возможная осыпаемость

- конкуренция – органические связующие

Примерный состав металлофосфатной смеси MgO 1,5-2%

Формовочного песка 98-98.5%

Ортофосфорная кислота сверх 100% добавляется 2%

Добавки:

- лимонная кислота как замедлитель твердения

- фосфат аммония для модифицирования продуктов твердения фосфаты могут добавляться в ПГС и жидкостекольные смеси.