Форма для литья из песка и жидкого стекла своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 04.10.2024

Данная формула изготовления силикона не подходит для изготовления из нее молдов, форма для статуэток, сувениров .

Из всех экспериментов на мой взгляд более прочные получились с наименьшей фракцией ,очень хорошо показал образец .

Друзья, привет! В этом видео покажу вам реализацию отличной идеи ,а именно Как разводить жидкое стекло с песком и .

✍️ Понадобится для создания латекса ○ Ложка столовая ○ Емкость (лучше ту, которую можно поместить в .

Жидкое стекло своими руками. Сделал жидкое стекло из наполнителя для кошачьего туалета, он же силикагель.

Молды своими руками из желатин и глицерин Форма для гипса. ЖИДКИЙ СИЛИКОН СВОИМИ РУКАМИ ЛИТЕВОЙ. Привет .

Покажу вам, как сделать своими руками в домашних условиях водонепроницаемое покрытие для чего угодно. Я сделал его .

Секреты старых мастеров Полезные самоделки Мега крутая штука Как легко сделать Проще не придумаешь Полезные .

Как сделать Своими руками, антидождь очень дешевым способом. И стекло всегда чистое! Все видео материалы являются .

В настоящее время разработано более 100 составов холоднотвердеющих смесей для изготовления форм и стержней. Все многообразие XTC можно классифицировать по виду связующего, по способу отверждения (ввод катализатора в смесь при ее приготовлении, продувка формы или стержня реагентами), по длительности цикла отверждения (с длительным циклом- 30-45 мин и коротким циклом - 5-180 с) и по реологическим свойствам смеси (пластичные, сыпучие, жидкоподвижные).

По виду связующего можно выделить смеси с неорганическими (жидкое стекло, фосфаты, кристаллогидраты), органическими (смолы, ЛCT и др.) и комбинированными связующими (органическими и неорганическими).

Жидкостекольные смеси. Это наиболее широко применяемые холоднотвердеющие смеси. Для обеспечения твердения смесей с жидким стеклом используются продувка CO2, ввод в смесь двухкальциевых силикатов, жидких эфиров, ферросилиция, выдержка на воздухе.

СО2-процесс. Освоение жидкостекольных смесей, отверждаемых продувкой CO2, было начато в 1950-х гг. Эти смеси явились первыми холоднотвердеющими смесями, позволившими во многих случаях исключить сушку форм и стержней, повысить производительность труда и качество отливок, снизить их себестоимость.

На практике применяются следующие способы продувки форм и стержней углекислым газом:

• продувка через отверстия в модели и стенках стержневого ящика;

• продувка через каналы в форме по контуру модели или в знаковой части стержня (до извлечения из оснастки);

• установка на полуформу или стержневой ящик со стержнем герметизированной камеры, из которой CO2 поступает в рабочее пространство формы или стержень;

• выдержка стержней в камере, наполненной CO2.

Для продувки форм и стержней применяют чистый, пищевой углекислый газ либо углекислый газ, разбавленный воздухом или дымовыми газами (до концентрации CO2 50-60 %). Прочность смеси и скорость твердения увеличиваются при повышении температуры газа.

Важными параметрами смесей являются модуль и плотность жидкого стекла, а также его содержание в смеси. В процессе продувки прочность смеси повышается до некоторой величины, а затем уменьшается. С увеличением модуля жидкого стекла длительность продувки до достижения максимальной прочности сокращается, но при этом снижается величина максимальной прочности. Поэтому при необходимости отверждать формы и стержни быстро при малом сроке их хранения следует применять жидкое стекло с модулем 2,6-3.

С увеличением модуля жидкого стекла падает живучесть смеси. Для сохранения пластических свойств смеси в течение нескольких суток целесообразно применять жидкое стекло с модулем 2,3-2,6. При изготовлении крупных форм и стержней, обладающих высокой прочностью, следует использовать жидкое стекло с модулем 2-2,3.

Оптимальные вязкость и содержание влаги в жидком стекле обеспечиваются при его плотности 1480-1520 кг/м3. При большей плотности ухудшается распределение жидкого стекла по зернам песка, а при меньшей плотности снижается прочность смеси.

Обычно в смесях содержится 5-7 % жидкого стекла. При меньшем содержании прочность смесей мала, а при большем ухудшается выбиваемость смеси. Для СО2-процесса следует применять пески с минимальным содержанием глины, которая снижает прочность в обработанном состоянии.

XTC с жидким стеклом нетоксичны, обладают хорошей податливостью. На стальном литье при их применении получается легкоудаляемый пригар, даже без окраски формы. К недостаткам этих смесей следует отнести их плохую выбиваемость и затрудненную регенерацию. Составы и свойства типичных жидкостекольных смесей приведены в табл. 5.34.

Твердение смеси при тепловой сушке и провяливании. При сушке XTC на жидком стекле образуется прочная структура стекловидной пленки силикатов натрия. Оптимальная температура сушки составляет 150 °С, длительность - 0,5-1,5 ч. Максимальная прочность (11 МПа) достигается при остаточной влажности 0,3 %. При пропускании горячего воздуха через смесь длительность сушки сокращается до 30-40 мин. При высушивании смеси жидкое стекло теряет влагу. При 200 °C потери влаги составляют 93 %. По мере обезвоживания жидкого стекла формируется весьма прочная стекловидная структура в виде кремнекислородного каркаса.

На практике применяют комбинацию продувки смесей CO2 с последующей тепловой обработкой при 200 °С. При этом с повышением длительности продувки CO2 эффективность последующей сушки падает, что приводит к уменьшению прочности с увеличением продолжительности предварительной продувки CO2. При выдержке на воздухе XTC с жидким стеклом твердеют медленно (от 7 до 24 ч). Сравнительные данные А.М. Лясса по прочности и продолжительности отверждения XTC различными способами приведены в табл. 5.35.

Отверждение двухкальциевыми силикатами. Жидкостекольные ХТС, в которых для отверждения применяют двухкальциевые силикаты (ферро-хромовый шлак и нефелиновый шлам), бывают двух видов: пластичные и жидкие самотвердеющие смеси.

Жидкие самотвердеющие смеси. Они обладают высокой жидкотекучестью, позволяющей ей качественно заполнять стержневые ящики и пространство между опокой и моделью под действием собственного веса без применения внешних воздействий. Обеспечение высокой текучести основано на применении ПАВ. Все поверхностно-активные по отношению к воде вещества имеют асимметричную молекулярную структуру. Их молекула состоит из двух значительно отличающихся по своим свойствам частей: полярной гидрофильной группы с большим сродством к воде - на одном конце молекулы и длинной неполярной гидрофобной углеродоводородной группы - на другом.

Текучесть смеси при применении ПАВ объясняется пенообразованием и снижением поверхностного натяжения воды, приводящим к уменьшению сил связи между смоченными зернами наполнителя. К ПАВ, используемым в ЖСС, предъявляются следующие основные требования: высокая пенообразующая способность и умеренная устойчивость пены (пена должна опадать за относительно короткое время, 5-20 мин).

Пенообразующая способность и устойчивость пены зависят от длины углеводородного радикала и количества содержащихся в нем атомов углерода. Низкомолекулярные ПАВ (при малом числе атомов углерода в углеводородном радикале) обладают низкой пенообразующей способностью с малой устойчивостью пены, а высокомолекулярные - высокой пенообразующей способностью с высокой устойчивостью пены. Поэтому для получения пенообразователей с оптимальными свойствами необходимо сочетать, по крайней мере, два вещества, выбираемые из низших и высших гомологов ПАВ.

В практике приготовления ЖСС используют следующие пенообразователи:

• мылонафт (нерастворимые в воде натриевые мыла нафтеновых кислот). Формула мылонафта CnH2n-22O2Na (n колеблется от 8 до 20);

• смачиватель HE (некаль) - натриевая соль сульфирированного продукта конденсации нафталина с бутиловым спиртом;

• КЧНР - контакт черный нейтрализованный (получается из кислого гудрона);

• НЧК - нейтральный черный контакт, по структуре близкий к ДC-PAC.

ДС-РАС обладает высокой пенообразующей способностью с повышенной устойчивостью пены. Для снижения устойчивости пены (уменьшения времени ее опадания ДС-РАС комбинируют с НЧК, который образует быстроопадающую пену и является пеногасителем. Контакт Петрова обладает повышенной, но меньшей, чем ДС-РАС, пенообразующей способностью, и образует малоустойчивую пену. Для повышения устойчивости пены контакт Петрова комбинируют с мылонафтом. КЧНР обладает оптимальной устойчивостью пены. Для повышения устойчивости пены при применении НЧК его комбинируют со смачивателем HE.

В состав ЖСС входят жидкая композиция (ПАВ, жидкое стекло и вода), наполнитель, отвердитель и различные добавки для регулирования технологических и рабочих свойств смеси.

Состав и количество жидкой композиции должны обеспечивать общую влажность смеси в пределах 4,5-5 %. Содержание жидкого стекла в смесях составляет 6-7 % при использовании в качестве отвердителя феррохромового шлака и 3,5-4,5 % при применении нефелинового шлама. В качестве пенообразователей используют следующие ПАВ: контакт Петрова (0,5 %) + мылонафт (до 0,15 %) или ДС-РАС (0,1-0,15 %). В состав жидкой композиции вводят 1,5-2 % воды. Жидкое стекло должно иметь модуль 2,6-2,9 при плотности 1,46-1,52 г/см3. Общее содержание жидкой композиции в смесях - 5,5-10 % (сверх 100 % твердой составляющей).

В качестве наполнителей для ЖСС используют кварцевые пески групп 016-04 с содержанием глинистой составляющей не более 2 %. Могут применяться и другие наполнители указанного гранулометрического состава. Для обеспечения твердения смесей в них вводят 3-5 % феррохромового шлака или нефелинового шлама. Феррохромовый шлак имеет следующий минералогический состав: 2СаО * SiO2 - 70 %, MgO * Al2O3 и FeO(Al, Сr)2O2 - 20-25 %. Содержание CaO в феррохромовом шлаке должно быть не менее 48 %, влажность - не более 1,5 %, удельная поверхность частиц шлама - не ниже 1800-2000 см2/г.

Нефелиновый шлам (побочный продукт производства глинозема из нефелиновых руд) содержит 80-85 % 2СаО * SiO2. В нем должно содержаться не менее 53 % CaO (с удельной поверхностью зерен 7500-8000 см2/г).

Твердение смесей является следствием обменных реакций между жидким стеклом и силикатом кальция. Первым этапом является растворение силиката кальция в жидком стекле. В растворе происходит взаимодействие в соответствии с реакцией

Раствор оказывается пересыщенным образующимися гидросиликатами. Выделяясь из раствора, они обеспечивают связку зерен наполнителя. Состав образующихся гидросиликатов по мере твердения смеси изменяется в сторону повышения их основности, постепенно приближаясь к равновесному составу. Одновременно изменяется состав жидкой фазы, модуль которой M понижается. Равновесные составы образуются после длительного периода твердения - 1-3 суток. Образование гидросиликатов в процессе твердения смеси сопровождается поглощением SiO2 из жидкой фазы. Поэтому ее модуль изменяется от 2,9 (при модуле жидкого стекла 2,9) в начале твердения до 0,5 в конце. Формирование прочности смеси находится в прямой зависимости от количества образовавшегося гидросиликата.

Нарастание прочности ЖСС во времени характеризуется наличием инкубационного периода ти, величина которого зависит от продолжительности достижения предельной растворимости гидросиликатов в жидком стекле. С повышением концентрации жидкого стекла в смеси эта продолжительность увеличивается, что приводит к возрастанию ти. Увеличение количества отвердителя и его удельной поверхности ведет к снижению ти. С величиной ти связана живучесть смеси. Для обеспечения качественного заполнения опок и стержневых ящиков живучесть смеси должна быть не менее 2-3 мин. Характер изменения пластической прочности ЖСС в процессе твердения показан на рис. 5.43.

Для обеспечения необходимых технологических свойств ЖСС нужно, чтобы длительность опадания пены (устойчивость пены) ту была несколько выше длительности инкубационного периода твердения ти. При этом исключается усадка смеси, так как пена начинает опадать в период твердения смеси. Если ту не намного больше ти, то относительно быстро увеличивается газопроницаемость смеси в процессе опадания пены. Если же ту >> ти, то газопроницаемость нарастает медленно, что технологически нецелесообразно. Кроме того, с увеличением устойчивости пены плотность и прочность ЖСС снижается. Для ускорения твердения в смеси вводят фенолоформальдегидные смолы (0,3-0,4 %) при применении низко- и среднемодульного жидкого стекла (М

Литейную форму получают послойным нанесением суспензии на блок моделей, обсыпкой каждого слоя огнеупорным песком с последующей его сушкой (отверждением). Число слоев зависит от качества суспензии, габаритов модели и модельного блока и обычно составляет четыре и более. Суспензия состоит из связующей жидкости и пылевидного огнеупорного материала.

В настоящее время в промышленной технологии литья по выплавляемым моделям применяются различные составы суспензий с разнообразными связующими - этилсиликатом, жидким стеклом, кремнезолем, металл фосфатами. В качестве огнеупорных материалов используются кристаллический и аморфный кварц, шамот, корунд, силлиманит и др. Существуют многочисленные способы приготовления суспензий. Для художественных отливок наиболее оптимальной и чаще всего используемой является технология с применением этил силикатного связующего.

Для приготовления литейной формы с этилсиликатным связующим требуются следующие материалы: этилсиликат, органические растворители, соляная, фосфорная или серная кислота, вода, поверхностно-активные вещества, пылевидный кварц и шамот, кварцевый и шамотный песок, аммиак, жидкое стекло, хлористый аммоний.

Этилсиликаты относятся к классу кремнийорганических соединений. По химической природе это смесь этиловых эфиров, кремниевых кислот. Для нужд литейного производства отечественной промышленностью выпускаются этилсиликаты двух марок: ЭТС-32 и ЭТС-40 (числами обозначено условное содержание Si0₂ в продукте). Фактически этилсиликат не содержит Si0₂, однако связующим служит неорганический полимер Si0₂.

Этилсиликат и вода нерастворимы друг в друге. Для их взаимного растворения применяют органические растворители, от которых зависят живучесть и смачивающая способность суспензии, прочность и трещино- устойчивость форм. Выбор растворителя определяется также его токсичностью и пожарной безопасностью.

Наиболее технологичен этиловый спирт, однако он является пищевым продуктом. В последнее время достаточно широко в качестве разбавителя используют воду.

Соляная кислота служит катализатором реакции соединения этилси- ликата и воды. При изготовлении этил силикатного связующего (реакции гидролиза и поликонденсации) применяются соляная техническая и соляная синтетическая техническая кислоты.

Концентрацию соляной кислоты можно определить, замерив ее плотность.

Ортофосфорная кислота применяется для связывания вредных примесей, имеющихся в пылевидном огнеупорном наполнителе, с целью перевода их в металлофосфаты, являющиеся дополнительным связующим материалом.

Рекомендуется использовать термическую ортофосфорную кислоту.

Серную кислоту применяют для нейтрализации вредного действия металлического железа, присутствующего в пылевидном огнеупорном материале при получении его шаровым помолом металлическими шарами. Присутствие металлического железа в суспензии значительно сокращает ее живучесть.

Поверхностно-активные вещества (ПАВ) являются непременным компонентом для всех этилсиликатных связующих на водной основе. Использование ПАВ эффективно в системах с развитой поверхностью раздела. К ним относятся суспензии для литья по выплавляемым моделям, когда поверхность раздела существует между связующим и наполнителем, между несмешивающимися компонентами связующего - этилсиликатом и водой, между связующим и воскообразным материалом.

Используются ПАВ для:

1) смачивания суспензией модели;
2) стабилизации эмульсии этилсиликата в воде;
3) пластифицирования (разрежения) суспензии;
4) предотвращения оседания наполнителя суспензии;
5) полного разделения воды и модельной массы при выплавлении моделей водой;
6) замедления испарения ацетона.

Для ЭТС-40 применяют ПАВ анионоактивные - сульфанол, ДНС, ДС-РАС, Авриоль; для ЭТС-32 - ОП-4, ОП-7, ОП-Ю, ДС-10, ДТ-7. Для предотвращения замешивания воды в модельный состав добавляют Контакт Петрова, ОП-4, ОП-7, ОП-Ю.

Содержание ПАВ зависит от состава суспензий и подбирается эмпирически. Обычно оно не превышает 0,1 % массы суспензии. Основной критерий - качественное смачивание модели.

Кварц молотый пылевидный получают помолом чистого кварцевого песка. Наиболеее часто он применяется как наполнитель для суспензий.

Кварц плавленый - аморфный кремнезем, непрозрачное кварцевое стекло (НКС) - получают расплавлением кварцевого песка с последующим добавлением, размолом и рассевом. В отличие от кристаллического кварца, который при нагреве расширяется более чем на 5,5 %, плавленый кварц расширяется менее чем на 0,1 %. Это обеспечивает формам с плавленым кварцем высокую стабильность, возможность прокаливания с любой скоростью без появления трещин.

Производство плавленого кварца связано со значительными энергозатратами, он дорог и дефицитен, однако является наилучшим для производства художественных отливок.

По гранулометрическому составу НКС отечественного производства подразделяется на 6 фракций: очень грубый - зернистость 1,6 мм; грубый - 1 мм; крупный - 0,5 мм; средний - 0,315 мм;, мелкий -0,16 мм; пылевидный - 0,063 мм и менее.

Высокоогнеупорный шамот получают обжигом глины. Материал термически стоек, не претерпевает полиморфных превращений при нагреве. Использование шамота вместо пылевидного кристаллического кварца улучшает качество форм и отливок. Шамот зерновой новоселицкого каолина (ШЗНК) выпускается двух марок: ШЗНК-0,63 и ШЗНК-0,2. Минералогический состав шамота: муллит - 2Al₂0₃-2Si03 и стекловидная фаза.

Обсыпочным и огнеупорным материалом являются кварцевые пески группы К со средним размером зерна от 0,14 до 0,28 мм. В качестве обсы- почного материала предпочтительнее использовать порошки из НКС (зернистостью от 0,16 до 0,5 мм) и ШЗНК-0,63.

Жидкое стекло применяется в качестве связующего материала вместо этилсиликата. Однако качество получаемых отливок при этом ухудшается. Жидкое стекло используется для приготовления ремонтных паст. Для этого его смешивают с пылевидным кварцем или молотым асбестом. Обычно применяется содовое жидкое стекло (табл. 4.5).

Литье в земляные формы - один из древних способов, не утративший своего значения и теперь. Процесс получения .

Модификация формовочной смеси из кварцевого песка и жидкого стекла. В основе используется кинетический песок.

В этом видео я расскажу и покажу, как сделать подробно в пропорциях формовочную смесь. Состав буду делать из песка и .

3D модель очень нехороший вариант для формования. Высокая температура и напряжение, опасно. Спасибо каналу Folk .

Подробно рассказываю про лучший способ укрепления формовочной смеси проволокой. Литье в песчано-глинистые .

Процесс приготовления литников не сложный, но требует изучения материалов литейного дела! Отличный канал о литье .

Всем привет. В этом видео лью теже колёса но уже в новых опоках и другой формовочной смесью, песок бентонитовая .

Алюминий достаточно легкоплавкий металл, из которого можно успешно отливать необходимые детали в домашних .

Я использую для своих целей смесь цпс и жидкое стекло для гидроизоляции бетонных колец. Если это кому-то пригодится .

Читайте также: