Перейти к содержанию

Форум переехал на свежий движок, о всех проблемах функционала и ошибках в переводе просьба сообщать в теме

Treugolnik

Оболочковые (корковые) формы

Рекомендуемые сообщения

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:

Смесь этилсиликат-ацетон 1л на1л 60г воды 9г солянки,крутить3 ч,машалит прокаленый!,просеяный.

Другой рецепт:

Этилсиликат - 100 мл

Спирт этиловый (ацетон) - 60-70 мл

Вода - 10 мл

Соляная кислота - 1 мл

 

В воду добавляют соляную кислоту, размешивают, потом добавляют спирт (ацетон). В другую посуду налит этилсиликат. Понемногу добавляют водо-спиртовой раствор в этилстликат, постоянно помешивая. При этом смесь нагревается, поэтому добавлять очень постепенно. После полного перемешивания посудину неплотно прикрыть крышкой и оставить на полчаса-час. После этого можно перелить в посуду с плотной крышкой, и через 12-15 часов смесь готова к употреблению.

Ещё один рецепт:

Порядок приготовления этилсиликата: в воду добавляют соляную кислоту, потом этиловый спирт и хорошо перемешивают, затем в стеклянный сосуд большой емкости с этилсиликатом добавляют небольшими порциями смесь спирта с водой, все время взбалтывая. Так как реакция идет с выделением тепла, необходимо следить за тем, чтобы температура не превышала 50°С. Сосуд со смесью закрывают неплотно. Через 30...40 мин после смешивания сосуд необходимо плотно закрыть. Через 12 ч раствор готов к употреблению.

 

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Обсыпаться надоть вдвоем
Юра, не пугай меня... :) Мне скоро предстоит в одни руки формовать статуэтки. Хочешь сказать, что одному не получится? :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

А жена ,где :) Может ты и восковки сам паяешь :)

Изменено пользователем Urik

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
В таком случае может помочь стеклянная вороночка с песком и коротенькая пластиковая трубочка, можно от капильниц. Главное чтобы скользкая внутри. Принцип песочных часов.
Эт,взаместо чаво :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
.Получается псевдосжиженный слой.
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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
И получаешь отливку в мелкий пупырчик :)
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.

Изменено пользователем Treugolnik

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

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

Изменено пользователем DFG

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
А зачем :)

 

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

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
да чтоб не паририться - мазать, многог слоев, окунать каждый слой .
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. :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

доброго времени Сергей

подскажите какую температуру выдержит

корковая форма и какое давление

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
подскажите какую температуру выдержит

корковая форма и какое давление

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
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.

 

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.

Изменено пользователем Arty

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
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.

 

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.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
..........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.....

 

Отличаются процентным содержание кремния в растворе и немного наличием других компонентов.

Я жутко подозреваю, что сначала получают ЭТС-32 и уж потом из него "ваяют"ЭТС-40... по типу самогон-этиловый спирт.

Думаю, что для наших целей поровну какой применять.

Изменено пользователем GLOK

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
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 ! :)

 

Я имел в виду:

берем ЖС, разбавляем его раствором аммиака 20% (пропорции разбавления незнаю, ну примерно 1:1)

затем сыпется туда песок (я брал обычный строительный). Получаем густую обмазку.

Далее обмазываем восковку.

Конечно прилипает она плохо - это основная проблема.

Надо будет попробывать добавить к песку белой глины 1:4.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Конечно прилипает она плохо - это основная проблема.

Надо будет попробывать добавить к песку белой глины 1:4.

Если есть белая глина то почему не попробовать смесь песка и глины 4:1, и липнет хорошо, и не трескается ЖС тогда вообще не надо, тольно оба компонента надо мелко сеять, хотя смотря для чего. Фракция зависит от размера модели и ее детализации. Чем крупнее частицы компонентов тем выше температуру держит корка.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
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)

Просто поясню, чтобы не росли домыслы и проще было разбираться дальше.

1. Забудьте про термин "кремниевая к-та" - его придумали химики и нужен он только химикам, дабы "не нарушать стройность системы". :) Для нужд литейщиков достаточно представлять, что есть "влажный оксид кремния (SiO2) разной степени дисперсности" - от коллоидного геля до чистого кварцевого песка. Степень дисперсности влияет на физико-химические свойства данного вещ-ва. В данном случае, корка, образованная осажденным и высушенным гелем будет иметь несколько иные мех. свойства, нежели слепленная из грубых песчинок песка - ну, эт понятно! :)

2. По термостойкости оксида кремния. Сам по себе он достаточно огнеупорен. Но... По свойствам шибко напоминает переохлажденную жидкость - т.е. не имеет четко выраженной точки плавления, а начинает "плыть" с некоторой темп-ры. И вот тут-то собака и зарыта: считается, что мелкокристаллическая фаза (не мелкодисперсная!) чистого оксида кремния начинает плыть где-то в районе 1400 С. Почему акцентирую внимание на чистоте - малейшие примеси оксида железа (III) сразу резко снижают эту темп-ру. Вот почему "рыжеватый" кварцевый песок может уже начать сплавляться в районе 1000 С. Использование реакции гидролиза для осаждения оксида кремния в общем-то гарантирует отсутствие этих нежелательных примесей. Кста., полуаприорное замечание: ИМХО, используя "чистый", даже фракционированный кварцевый песок, как для формовки, так и как компонента для огнеупора, не лишним будет предварительно "поварить" его в 10% солянке - как раз чтобы еще цуцуцть очистить от железных окислов. :)

 

ЗЫ: да простят меня химики за такое ну очч. вольное трактование теории, но мне хотелось дать практические пояснения начинающим литейщикам, не вдаваясь в химические дебри. Для снобов-теоретиков скажу, что я знаю про Тпл. SiO2 (~1600 С) :)

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Использование реакции гидролиза для осаждения оксида кремния в общем-то гарантирует отсутствие этих нежелательных примесей. Кста., полуаприорное замечание: ИМХО, используя "чистый", даже фракционированный кварцевый песок, как для формовки, так и как компонента для огнеупора, не лишним будет предварительно "поварить" его в 10% солянке - как раз чтобы еще цуцуцть очистить от железных окислов. :)

Песок от окислов железа и всякой муры можно почистить кислотой, разведенной соляной или серной (электролитом, но не отработанным). На песок кислоты почти не действуют, а на оксиды всякие очень хорошо. Потом это дело хорошо промыть водой.

А вот вопросец есть один, можно ли в качестве связки для форм использовать гель Al(OH)3 (сотворил себе в гараже литровую баночку) и оксидный наполнитель или мелкий корундовый порошок. В дальнейшем это соединение я планирую применить как связку для самодельных корундовых тиглей. Но если с ней корковые формы будут лучше и прочнее чем с песком тоже хорошо будет.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение

Для публикации сообщений создайте учётную запись или авторизуйтесь

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать учетную запись

Зарегистрируйте новую учётную запись в нашем сообществе. Это очень просто!

Регистрация нового пользователя

Войти

Уже есть аккаунт? Войти в систему.

Войти

  • Последние посетители   0 пользователей онлайн

    Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу


×
×
  • Создать...

Важная информация

Мы разместили cookie-файлы на ваше устройство, чтобы помочь сделать этот сайт лучше. Вы можете изменить свои настройки cookie-файлов, или продолжить без изменения настроек.