Формы для шликерного литья

Для изготовления гипсовых форм применяют мелкодисперсный полуводный порошок гипса (CaSO₄0,5H2O), из которого при затворении водой образуется текучая масса (двуводный гипс CaSO^I-bO). Эту массу заливают в изложницы (металлические, деревянные или резиновые) — каповые формы, литьевая поверхность которых имеет конфигурацию, соответствующую отливке. После затвердевания гипсовую форму извлекают из каповой формы и сушат до образования полутораводного гипса (CaS0₄-l, 5H20). В процессе эксплуатации полутораводный гипс постепенно переходит в двуводный, что обеспечивает (помимо капиллярного всасывания влаги из шликера) дополнительную интенсификацию обезвоживания заготовки. Формовочный гипс должен отвечать следующим требованиям: 1) содержание фракций более 100 мкм и не более 6%; 2) начало схватывания не ранее 250 с; 3) конец схватывания не ранее 360 с и не позднее 1800 с; 4) предел прочности после 1,5 ч не менее 0,45 МПа. Ускорить схватывание можно добавкой электролита, например, NaCl, но чем медленнее схватывание, тем больше долговечность гипсовых форм. При литье из шликеров, обладающих плохими литейными свойствами по сравнению с глинистыми шликерами, для облегчения выемки заготовки и сохранности форм и заготовок рабочие поверхности гипсовых форм покрывают альгинатом натрия, протирают тальком, графитом. Для ускорения литья в этом случае увеличивают количество воды при затворении гипса. Кроме гипсовых форм для шликерного литья применяют пористые металлические, пластмассовые и керамические формы. Такие формы значительно дороже и при литье требуют или дополнительных энергозатрат на вакуумирование с внешней стороны, или создания дополнительного давления со стороны подачи шликера. Существенным недостатком гипсовых форм служит их малая долговечность (оборачиваемость). Острые кромки рабочих поверхностей быстро осыпаются, особенно под воздействием кислой или щелочной среды, обеспечивающей необходимый литейный интервал. В результате теряется точность формы отливок, которая необходима в машиностроении. По этой причине для изготовления изделий сложной конфигурации предпочитают горячее литье под давлением в стальные формы, несмотря на то, что технология подготовки таких шликеров значительно сложнее, а стоимость отливок выше. В этой связи возникла и успешно развивается технология изготовления пористых форм, предназначенных для шликерного литья из новых материалов. Судя по имеющимся патентам, для шликерного литья применяются модифицированные гипсовые формы из спеченных материалов, из пластмасс и формы для шликерного литья с применением электрофореза. Модифицированные литьевые формы с повышенной прочностью изготовляют четырех видов:

• 1) гипсовые формы толщиной 1 — 2 см снаружи покрывают облицовкой из пористого материала на основе эпоксидных смол с добавкой в качестве наполнителя гранулированного стекла, кремнезема или полиэтилена;
• 2) для изготовления гипсовых форм используют композиции гипса со стеклянными, керамическими, углеродными или целлюлозными волокнами (при этом прочность форм возрастает на 15−20% и составляет от 3,6 до 6,3 МПа; такие формы выдерживают не менее 60 оборотов без потери прочности);
• 3) спеченные формы изготовляют из глин (шамота) с добавкой угольного или алюмооксидного порошка; после формования и спекания при 1300 — 1650 К формы обладают тонкопористой структурой, хорошо абсорбирующей воду (от 10 до 70%), легко обрабатываются, отличаются высокой прочностью и выдерживают до 5000 оборотов; высококачественные спеченные формы получают горячим прессованием при 870 К алюминиевого порошка с добавкой 10% оксида алюминия; отличительной особенностью спеченных форм является их точность и высокая прочность при значительно большей стоимости по сравнению с гипсовыми формами;
• 4) эпоксидные смолы и смолы на основе перхлорвинила и поливинилхлорида с наполнителем в виде порошков шамота, стекла или металла служат отличным материалом для изготовления литьевых форм; спеченные формы и формы на основе синтетических материалов могут использоваться и для литья под давлением (благодаря высокой прочности).