Оболочковые (корковые) формы

В "Мелком литье..." описывал процесс приготовления смеси для оболочковых форм, но в то время не имел представления о сути происходящих химических процессов - поэтому и результат мог быть совершенно различный. Сейчас, благодаря консультациям Arty, более-менее это представляю - всё оказалось не так просто, как на первый взгляд. Заодно стало понятно, почему, повторяя проверенный другими рецепт, не получаешь такой же результат.
----------------------
Итак, приготовление (гидролиз) этилсиликата.
Сразу оговорюсь, что в продаже существует две разновидности этилсиликата - ЭТС-32 и ЭТС-40. В чём разница между ними - пока не было времени разобраться. Выясню - допишу.

Без гидролизации ЭТС связующим не является. Суть гидролиза - создание на основе ЭТС коллоидного раствора, из которого будет выпадать на поверхность восковки аморфный кремнезём. Его фракция очень мала, поэтому ЭС смешивают с мелкодисперсными порошками огнеупоров - талька, маршалита и прочими. Второе назначение добавок огнеупора - повысить густоту массы, иначе она будет стекать с восковки, не задерживаясь.

Рецептов гидролиза ЭТС много, и все они отличаются процентным соотношением компонентов, временем гидролиза и другими параметрами. Вот один из рецептов, предложенный Urik'ом:

Цитата

Другой рецепт:

Цитата

Ещё один рецепт:

Цитата

Набрав в поисковике "Гидролиз этилсиликата", можно найти ещё десяток похожих рецептов. Они будут отличаться соотношением ЭТС, спирта (ацетона), воды и кислоты - ну, это уже писал... Какой же из этих рецептов более "правильный"? Ответ - правильные все, но ни один из них не гарантирует стопроцентного результата. Суть вот в чём:
В каждом случае будут отличаться два параметра - фракция выпадающего кремнезёма и скорость его выпадения. Третий параметр, влияющий на качество формы - крупность фракции огнеупорной добавки, с которой смешивается ЭТС.

То есть, чтобы повторить результаты Urik'а, нужно не только воспользоваться его рецептом, но и использовать его маршалит, и его сито для просеивания маршалита. Если использовать другой огнеупор, другой фракции (на глаз и наощупь неразличимые), то получится другой результат - лучше или хуже.

Для простоты понимания приведу в пример бетонную смесь, прочность которой во многом зависит не от марки и качества использованного цемента, а от правильного подбора наполнителей - песка и щебня. В нашем случае роль цемента играет кремнезём, роль песка - мелкодисперсный огнеупор, а роль щебня - посыпка кварцевым песком.
В случае с бетоном можно кустарно определить более-менее правильное соотношение компонентов - всё видно глазами. А вот с ЭТС-смесью такой вариант не получится - нужен микроскоп.
Самый оптимальный вариант - когда самая мелкая фракция связующего (цемент/кремнезём) обволакивает более крупную фракцию (песок/огнеупор), и смесь их, в свою очередь, заполняет пустоты между частицами крупного наполнителя (песок/щебень). Любое отклонение от оптимального снижает просность смеси.

Определить в ЭТС-смеси, что в итоге получилось, без микроскопа невозможно. Поэтому выход один - пробовать, записывать результаты и искать свой собственный рецепт. Для основы взять уже проверенный и используемый кем-то (например, рецепт Urik'а), и методом подбора огнеупоров различной фракции добиваться наилучших результатов.

Пары аммиака, которыми пропитывают каждый слой смеси, служат для закрепления слоя осаждённого кремнезёма. Примерно ту же роль играют пары соляной к-ты, в качестве замены аммиака. А вот если использовать серную к-ту ( электролит), то придётся окунать - серная не парит, а наоборот, вбирает воду.

Срок хранения гидролизованного ЭТС, в зависимости от рецепта приготовления, от суток до нескольких дней.
----------------
При использовании жидкого стекла гидролиз не требуется, его заменяет пропитка каждого слоя парами аммиака или солянки, или окунание в р-р серной, что вызывает такое же, как и в ЭТС, выпадение кремнезёма.
------------------
Подводя итог: оболочковую форму хорошего качества можно получить после некоторого количества экспериментов и проб - но обязательно записывая процесс и результаты. Важные моменты процесса: состав компонентов гидролиза
время гидролиза поэтапно
наполнитель, его фракция (или способ измельчения)
посыпка (обычно кварцевый песок) и его фракция
----------------------------

Дальнейшая формовка может быть в двух вариантах, оба из которых служат только для укрепления тонкостенной оболочки во время подготовки к литью и литья.
Первый - заливка формы в опоке смесью 1 части гипса (алебастра) и 3-4 частей песка. Этот вариант требует более длительной сушки.
Второй - засыпка формы в опоке смесью 99 частей песка и 1 части борной кислоты. При прокалке борная к-та расплавится (545" С) и скрепит песок. Этот способ предпочтительнее, если идёт отливка достаточно больших опок, т.к. допускает многократное использование засыпки и сокращает время её сушки.

Обсыпаться надоть двоем-суспензия на поверхности восковки на первом слое оч быстро сохнет,перед обливкой восковки окунают в спирт,для лучшего прилипания,ежли первый слой не закрепить песком ,он отвалится.

Urik (Aug 14 2007, 22:49) писал:

Юра, не пугай меня... Мне скоро предстоит в одни руки формовать статуэтки. Хочешь сказать, что одному не получится?

А жена ,где Может ты и восковки сам паяешь

Сообщение отредактировал Urik: 14 August 2007 - 22:59

В таком случае может помочь стеклянная вороночка с песком и коротенькая пластиковая трубочка, можно от капильниц. Главное чтобы скользкая внутри. Принцип песочных часов. Есть такой вопрос, если делать модель из строительного пенопласта, внешнюю поверхность затереть скажем воском, отполировать, и покрыть такой скарлупкой милиметра 2-3. Этот гибрид можно будет просто заформовать в песок с чем-нибуть (глиной, мелом) или надо что-то специальное и греть? Это планируется применить для алюминия габариты 150х200х100 примерно.

Gades (Aug 14 2007, 23:07) писал:

Эт,взаместо чаво

Urik (Aug 14 2007, 23:14) писал:

Вторых рук.

Юра, мне больно тебе это говорить... но - всё сам, в одни руки.

Ну, ваще-то, берется пластиковая бочка, на дно кладется опорная решетка с зазором, на решетку войлок, засыпается песок, а снизу пылесос. Получается псевдосжиженный слой.

Urik (Aug 14 2007, 23:31) писал:

Юра, не переходи к нанотехнологиям и не пугай такими словами.
Всё проще: берётся покрасочный пистолет, который шёл в комплекте с советскими пылесосами (и сейчас такие продаются) или любой другой, какой не жалко. Дырка рассверливается, лишние детали выкидываются, в бачок засыпается песок. Всё это подключается на выход пылесоса ( или что есть) и вот тебе типа пескоструйка. Одной рукой держишь восковку, другой её из пистолета покрываешь. А можно и пистолет закрепить, а крутить двумя руками.

И получаешь отливку в мелкий пупырчик

Urik (Aug 15 2007, 07:13) писал:

Ну зачем же такие крайности? Я же не сказал, что будет лететь, как из пескоструйки - я только принцип действия обозначил. Типа того, как из душа водичка льётся дождиком - так и песок будет сыпаться, а ты только подставляй/поворачивай.
А можно и ещё проще: на лоток типа половинки трубы) из бункера сверху сыпется песок, а вентилятор его сдувает по лотку - тоже что-то вроде дождика получится.
-------------
А ещё репу чешу, как изменить пропорции смеси, чтобы медленнее высыхала, или добавить что... Ну, вот Arty из Питера вернётся - спрошу.

Сообщение отредактировал Treugolnik: 15 August 2007 - 20:46

А если сразу смешать ЖС с аммиаком и затем присыпать песком. Кстати обычный песок подходит для присыпки????

Сообщение отредактировал DFG: 18 August 2007 - 21:39

А зачем

Urik (Aug 18 2007, 21:27) писал:

да чтоб не паририться - мазать, многог слоев, окунать каждый слой .

DFG (Aug 19 2007, 00:16) писал:

Не очень я точно разобрался в хим. процессах смесей на жидком стекле, но думаю так: пары аммиака запускают реакцию выпадения (или как правильно сказать?) из р-ра ЖС частиц этого самого кремнезёма, и сцепления их между собой и с наполнителем из огнеупора. и реакция эта идёт гораздо быстрее, чем гидролиз ЭТС. Если сразу замешать смесь с аммиаком, то раекция сцепления зёрен начнётся не на восковке, а в массе. А, намазывая её на восковку, вы будете разрушать часть только что образовавшихся связей.

Но это я только предполагаю, может быть, это и не так. Приедет Arty - разъяснит.

доброго времени Сергей
подскажите какую температуру выдержит
корковая форма и какое давление

alex022 (Aug 19 2007, 01:38) писал:

Температуру держит очень высокую. Предел не знаю, но в формы на этилсиликате отливают нержавейку.
А вот насчёт давления.... - корка она и есть корка. Она даёт только твёрдый тонкий слой, отображающий поверхность модели, а дальше её укрепляют двуми способами - или заливают смесью гипса в песком 1:4-1:5, или песком с добавкой 1% борной к-ты. При прокалке выше 550 "С к-та плавится и связывает зерна песка.
Если же Вы имели в виду литейное давление, то давление металла на центрифуге (от 5 и более кг/см^2) выдерживает.

Treugolnik (Aug 19 2007, 00:22) писал:

Совершенно верно !
Если ".. сразу смешать ЖС с аммиаком и затем присыпать песком"начнётся образование геля кремниевой кислоты СРАЗУ в массе !
Соединения кремния и ЖС в частности, вообще интересные материалы...
Так-что..торопиться НЕ НАДО !

Песок рекомендуют кварцевый, как наиболее близкий по составу к этой самой кремниевой кислоте.
Либо очень светлый, речной (но там уже процент содержания кварца под огромным вопросом и термостойкость ( с кварцем пишут, что форма держит до 1500С...если применён обычный речной песок, то не более 1000С) соответственно, тоже)
Ожидается, что весьмя нехило должно сработать, если в качестве присыпосного песка применять абразивы.

Сообщение отредактировал Arty: 19 August 2007 - 15:28

Treugolnik (Aug 15 2007, 03:27) писал:

Типа пескоструйки не встречал. Обычно "кипящий" песок- бак с песком и воздух снизу, и "пескопад" помесь типа решета с вибростолом. Если получится фото в студию.