Производство черных и цветных металлов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
% SiО2. Этот полифракционный материал, имеющий нестабильный химический состав, содержит органические примеси. Искусственный пылевидный кварц получают измельчением кварцевого песка в струйных пневматических мельницах. После измельчения пылевидный кварц марки ПК-2 содержит до 0,4 % Fe, которое в суспензии необходимо нейтрализовать введением добавок H2SO4 при гидролизе этилсиликата для предупреждения огеливания раствора. Однако осколочная форма частиц искусственного пылевидного кварца струйного измельчения не способствует достижению высокой прочности оболочки.
Кварцевый песок, применяемый для обсыпки слоя суспензии, должен содержать минимальное количество примесей. Для всех слоев оболочки можно применять песок марок Об1К, для второго и последующих слоев - более грубозернистые. 0315, 04, 063. При этом оболочка получается более прочной и термостойкой. Вредными примесями в кварцевых песках являются окислы железа, щелочных и щелочноземельных металлов, снижающие огнеупорность кварца.
Высокоглиноземистый шамот 3Аl2О3-SiO2 - химически и термически стойкий материал, не имеющий полиморфных превращений; получают его обжигом огнеупорной глины и последующим дроблением и рассевом на фракции. В качестве пылевидной фракции используют тонкоизмельченный шамот; для обсыпки - обычно двух фракций: 0315, 063. Применение шамота позволяет снизить брак, повысить точность размеров отливок. Плавленый кварц не испытывает полиморфных превращений и имеет КТР почти в 20 раз меньше, чем у кристаллического кварца, т. е. 0,5*10-6 1/К. Плавленый кварц дорог и дефицитен, его производство связано со значительными энергозатратами. Однако использование его для оболочковых форм перспективно и постоянно расширяется, так как позволяет повысить надежность процесса, получить истинно оболочковые формы, точные отливки.
Электрокорунд а - Аl2O3 - высокоогнеупорный химически и термически стойкий материал. Температура его плавления 2393 К, он амфотерен. Суммарное расширение при нагреве от 293 до 2273 К составляет 2 %. Различают нормальный и белый электрокорунды, содержащие до 6 и до 1,5 % примесей соответственно. Для первых слоев формы используют белый электрокорунд для последующих - нормальный. Применение электрокорунда позволяет надежно заливать металл в формы без опорных материалов. Электрокорунд дорог и дефицитен, поэтому его применяют, главным образом, при производстве отливок ответственного назначения.
Циркон ZrSiO4 используют в качестве огнеупорной основы суспензии и как обсыпочный материал. Диссоциирует он при температуре 2073К на воздухе, при 1813К в вакууме. Этот дорогой и дефицитный материал имеет ограниченное применение.
Окись магния MgO целесообразно использовать при производстве отливок из высокомарганцовистых сталей.
Окись кальция CaO обладает высокой химической стойкостью к расплавам титана, платины, урана. Окислы магния и кальция на воздухе гидратируются и карбонизируются, поэтому формы, стержни хранят при повышенных температурах или в герметической упаковке.
Связующие. Собственно связующим керамической оболочковой формы служит тугоплавкий окисел (SiO2, Al2O3 и др.), образующийся из элементоорганических соединений или неорганических солей металлов.
Требования к связующим. Связующие должны обладать следующими свойствам: смачивать поверхность модели; не растворять модель и не вступать в химическое взаимодействие с составляющими модельного состава; иметь достаточно высокую вязкость с целью получения седиментационно-устойчивой суспензии; обладать высокой адгезионной способностью к окисным огнеупорам в суспензии и обсыпочным материалам. Кроме того, окислы связующего и обсыпочных материалов не должны создавать легкоплавких эвтектик, снижающих термохимическую устойчивость формы, и должны быть инертны к заливаемым сплавам и их окислам.
Свойства некоторых, наиболее широко используемых материалов для приготовления связующих приведены в таблице. Наибольшая прочность оболочки достигается в том случае, когда окисное связующее и окисел - огнеупорная основа формы - имеют одинаковый химический состав или близкие по размерам параметры кристаллической решетки материалов. Однако допустимы и другие сочетания. Наиболее часто в практике литья по выплавляемым моделям встречаются, например, сочетания: SiO2 из связующего этилсиликата и SiO2 или Al2O3 из материалов формы. Но по причине различного КТР связующего SiO2 и огнеупорной основы Al2O3 прочность формы в момент заливки ниже.
Растворители. При приготовлении связующих из этилсиликата азотнокислых и алюмофосфатных солей применяют органические растворители. Наиболее широко применяют ацетон, спирт этиловый (ректификат, сырец, гидролизный), эфироальдегидную фракцию (ЭАФ, содержит 87% этилового спирта, остальное - альдегиды, эфиры, метиловый спирт) изопропиловый спирт.
Все растворители относятся к легкоиспаряющимся и огнеопасным материалам. Поэтому при работе с ними необходимо. Соблюдать правила пожарной безопасности. На участках (в цехе, лаборатории) приготовления связующего должна быть организована приточно-вытяжная вентиляция.
Добавки вводят в связующие растворы и суспензии для регулирования их свойств. Соляная кислота НС1 (плотность 1,19 г/см3) - катализатор гидролиза - повышает надежность протекания процесса гидролиза этилсиликата (ЭТС), способствует повышению прочности формы. Серная кислота H2SO4 (плотность 1,84 г/см3) вводится в раствор при гидролизе ЭТС для нейтрализации органических примесей (в песках, маршалите).
Поверхностно-