ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОПЕРАЦИИ И ОБОРУДОВАНИЕ
ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНЫХ ВИДОВ ЛИТЬЯ
36
Разработаны и применяются два способа изготовления керамических
стержней: химического упрочнения золей кремнекислот (способ огеливания) и
спекания керамики (в присутствии жидкой фазы и без нее) при
температурах (0,7...0,8)
t
пл
.
В случае
способа огеливания
стержневая смесь состоит из огнеупорной
основы — кварцевых песков, электрокорунда, а также связующего и
огеливателя. Для снижения шероховатости поверхности обычно используют
двухфракционный состав огнеупорной основы — пылевидную и зернистую
составляющие. В качестве связующего применяют гидролизованный раствор
этилсиликата, огеливатели — водные растворы NaOH. Пример состава смеси:
огнеупорная основа — пылевидный кварц 75 мае. ч. и песок
кварцевый 25 мас.ч.; связующее — гидролизованный раствор этилсиликата;
геливатель — 12%-ный водный раствор NaOH. Расход составляющих:
огнеупорная основа — 100 мас.%, связующее — 25... 33 мае. % от расхода
огнеупорной основы; огеливатель — 8... 9 мл/кг связующего раствора.
Смесь запрессовывают в металлический стержневой ящик под
давлением 5... 7 МПа. В результате взаимодействия между кислым связующим
раствором (рН < 7) и щелочными огеливателями (рН > 7) смесь переходит
сначала в эластичное, а затем в твердое состояние из-за огеливания
связующего. Эластичное состояние смесь приобретает через 1... 2 мин, после
чего верхнюю часть ящика снимают. Это способствует интенсивному
испарению растворителя с поверхности стержня. Из-за уменьшения объема
жидкой фазы при переходе в твердое состояние в стержне образуется сетка тре-
щин. Чтобы уменьшить количество и размеры трещин, можно поджечь пары
спирта или поместить стержень в вакуумную камеру. Влияние процесса
образования сетки трещин, с одной стороны, можно рассматривать как
положительное, так как увеличивается газопроницаемость стержня, а с другой,
как отрицательное, так как прочность стержня понижается и не
достигает 10 Н/мм
2
при испытании на изгиб. Прочность можно повысить,
поместив стержень в процессе отвердевания в автоклав (с давлением
до 0,5 МПа) или применив способ спекания.
При использовании
способа спекания
смесь для спекания без жидкой
фазы должна содержать огнеупорную основу — кварц, корунд и пластификатор
(14... 16 мас. % парафина). Пластификатор (парафин) расплавляют, вводят в
огнеупорную основу и смесь тщательно перемешивают, затем ее разогревают
до температуры 80... 100°С. Далее полученную пастообразную смесь
запрессовывают в металлическую пресс-форму. После охлаждения в
пресс-форме стержень извлекают, помещают в печь, используя в качестве
опоры подсыпку из прокаленного при 1200 °С глинозема, абсорбирующего
углеводороды. При нагреве печи и выдержке (t = 180...200°С,
τ
= 2...6 ч)
происходит испарение пластификатора, что сопровождается значительной
