/
Text
А. Г. Добровольский
1ЛИКЕРНОЕ
ЛИТЬЕ
A. I\ Добровольский
ШЛИКЕРНОЕ
ЛИТЬЕ
Издание второе, переработанное
и дополненное
Москва «МЕТАЛЛУРГИЯ» 1977
УДК 621.746 перераб. и доп. д0-
Шликерное ЛЙЬв^ ’24° С‘ °П' 06,1
сКйЙ ’рооетические и технологические исследов .
Обобщены теорети ИзлагаЮтся представления 0 J
ласти шликерного лит -текающих в щликерах> а такЖ(Ч
иических *вЛ,е1“ченИя изделий литьем шликеров в
ские вопросы иолу шликеров электрофоретический
формы, Ф°РМ0®*™гтичных шликеров. Приведены пример.
« фарфор», фаянса, шамота, ок„5
лого литья изделии фторвдов> металлов и керм^
дов, б°Рид°®’ получения материалов со специфической
ffiS в частности упрочненных металлическими
£“с нЙравлёнными отверстиями и пористостью, полШ
И’предназначена для научных и инженерно-технических'
ков металлургического, керамического и порошково-мета,
ского производства. Может быть полезна для студентов в
вателей соответствующих учебных институтов. Ил. 66.
Список лит.: 199 назв.
АЛЕКСАНДР ГЕОРГИЕВИЧ ДОБРОВОЛЬСКИЙ
ШЛИКЕРНОЕ ЛИТЬЕ
Редактор издательства Г. Г. Кефер
Художественный редактор Г. А. Жегин
Технический редактор Э. А. Кулакова
Корректоры И. 4. Дынина, И. Д. Король
Обложка художника К. И. Милаева
<
Сдано в набор 10/VI—1976 г. Подписано в печать 23/ХН—19'
Т-22732. Формат бумаги 84Х108732, Бумага типографская X
Усл. печ, л. 12,6 Уч.-изд. д. 13,91 Тираж 2000 экз. Заказ №
Изд. № 2762. Цена 70 коп.
Издательство «Металлургия», 119034, Москва, Г-34,
a-и Обыденский пер., д. и
Владимирская типография Союзполиграфпрома _
при Государственном комитете Совета Министров
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли
600610, г. Владимир, ул. Победы, д. 18-6.
© Издательство «Металлургия», 1977
„ 31011—029
W2-”
словие ко второму изданию
|П1е . ч . . • . . .. .
Стр.
5
7
Глава I
'(О-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ШЛИКЕРОВ
.................................................... 13
Основные свойства шликеров ....
Влияние твердой фазы на свойства шликеров . . . 17
Влияние жидкой фазы на свойства шликеров . 34
Влияние физико-химических процессов на свойства"
шликеров . . . . .... . ..........
Глава II
ерное литье в пористые формы........................ 59
Технологическая схема шликерного литья в пористые
формы ...... ... ................................... 59
Изготовление форм и подготовка их к литью ... 59
Подготовка дисперсной фазы и дисперсионной среды. 65
Приготовление шликера............................... 70
Литье . . . . . . .............................. 75
Последующие операции .............. • 80
Причины растрескивания отливок , . »................ 82
Контроль процесса шликерного литья ...... 83
Улучшение шликерного литья нагревом, вакуумиро-
ванием и' обработкой вибрацией...................... °®
Разновидности шликерного литья в пористые формы. 92
Глава III
ЮВДНИЕ ИЗ ШЛИКЕРОВ ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИМ МЕТО-
Глава IV
Е ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ШЛИКЕРОВ - • • : ‘ 101
/ Подготовка дисперсной фазы...................' J07
Приготовление термопластичной связки • • •
Приготовление шликера....................* 112
- Формы для горячего литья............... . - • ц?
Литье.......................................... I3J
' Удаление связки и спекание отливок.............
Глава V
ПРИМЕРЫ ШЛИКЕРНОГО ЛИТЬЯ В ПОРИСТЫЕ ФОРМЫ . t
Д,* Шликерное литье изделий из материалов иа осноь
2. Шликерное литье окислов - '
3. Шликерное литье тугоплавких химических соединен^',
4, Шликерное литье - металлов ...... . . .
5. Шликерное литье керметов . . ... . .
Глава VI
ПРИМЕРЫ ЛИТЬЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ШЛИКЕРОВ . .
I. Горячее литье окиелов и материалов на их- основе
2. Горячее литье тугоплавких химических соединений
3. Горячее литье твердых сплавов .......
Глава VII
ШЛИКЕРНОЁ ЛИТЬЕ - МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ С ОСС
БЫМИ СВОЙСТВАМИ . „ . . . . х . . , .
Список литературы .. . . . _ .
[РЕДИСЛОВИЕ ХО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ
Необходимость переработки первого издания была
тзвана появлением~в .отечественной и зарубежной ли-
ратуре новых данных ‘о шликерном литье, нуждаю-
тся в систематическом обобщении, которое позволит
’убже раскрйть теорию’шликерного литья и области
э практического использования.
В первом'издании представлен главным образом ме-
5 шликерного литья в пористые формы. Однако в свя-
с тем что метод шликерного .литья по существу дол-
fl объединять бодее общее понятие, а именно формо-
ние изделий изл шликеров,„книга дополнена новыми
зделами, отражающими .сущность формования из шли-
юв электрофоретическим методом-и литья изделий из
змопластичных шликеров.'-Расширена также’глава о
икерном. литье, как методеЛюлучения изделий с осо-
ми свойствами.
Во втором издании книги дан'более глубокий анализ
'йств шликеров и протекающих" в них физико-химиче-
(х процессов, отражены, последние достижения в тех-
югии шликерного литья в пористые. формы, формова-
i изделий из шликеров электрофоретическим методом
:итья термопластичных шликеров.-В книге' изложены
[нципы и примеры получения материалов со специфи-
кой структурой и формой, которые-можно получать
I литье из шликеров (материалы, упрочненные метал-
ескими волокнами, материалы "с направленными от-
стиями и пористостью, полиматериалы, пленки, по-
1тия, сферические порошки и т. п.). Так как способы
шерного формования, предназначенные в основном
получения изделий сложной,, формы, имеют свои
Ценности, в книге обращено внимание на правиль-
гь выбора способа в зависимости от сложности фор-
И габаритов изделий, а также свойств формуемого
триала. Для этого описаны технологические особен-
*и формования изделий из шликеров различных ма-
„пимер материалов на основе пРйр().
тервалов, яанР®* И плавких химических СОе •
сырья, ОКИСЛОВ, ч
металлов, керме™В;к11Т исчерпывающих сведений ,
КИИГа„^е так как при написании ее в nepBft.
нервом литье раскрыть сущность проц^
редь ставил ические представления с пра11,
теснее связать ic н
ЛИТвтор выражает глубокую признательность ай;
кам АН УССР И. Н. Францевичу и В. Н. Ерем»
также докт. техн, наук профессору С. Г. Тресвятс
за большую помощь, оказанную при создании книц
Кроме того, автор считает приятным долгом выр-
благодарность канд. хим. наук доценту Б. В. Ере-
за обсуждение ряда вопросов по физико-химических
цессам, а также доценту А. Ю. Палфалви, Т. А. Лю.
ской, Э. Я- Попиченко, Н. В. Назарчук, В. Г. Демьят
кандидатам техн, наук Г. В. Трунову и Л. В. Стра.
ской за участие в проведении экспериментальных р
При переработке первого издания учтены замес
и пожелания рецензии на книгу, опубликованную в
нале «Огнеупоры» № 5 за 1968 г.
ВВЕДЕНИЕ
СсТрВнТ1976-?9^
КПСС, указывается на необходимость значительного
учения производства порошковых материалов
3 процессе производства изделий из порошков фор-
сание занимает особое место, так как определив? их
ктва, форму и размеры. Применяют различные ме-
формования, каждый из которых, благодаря своим
ревностям, имеет наиболее эффективную область при-
ения* Например, метод формования в стальных пресс-
*мах применяют при серийном производстве изделий
?стой формы, а при необходимости получать высоко-
йтные изделия используют метод взрыва или горячее
ссование и т. п4При изготовлении изделий сложной
•мы применяют шликерное литье.
43 широком смысле шликерное литье представляет co-
ll метод формования изделий из шликеров. Шликерами
!;ывают высококонцентрированные суспензии порош-
, в жидкости.
^Различают следующие основные способы шликерно-
питья: литье и пористые формы, формование из шли-
юв электрофоретическим методом и литье из термо-
,.стичных шликеров.
Шликерное литье в пористые формы (рис. 1) осущест-
вит следующим образом: шликер наливают в форму 1
ыдерживают для образования изделия 2. Изделие
шуется благодаря капиллярным силам всасывания,
орые обусловливают ток жидкой фазы к стенкам
>мы. Вместе с жидкостью перемещаются твердые час-
ы шликера. Жидкость впитывается в поры формы, а
рдые частицы упаковываются на стенках. При этом
азуется постепенно утолщающийся слой. Гак как
'ткость из шликера удаляется в форму, то при формо-
ии необходимо периодически подливать шликер. Пос-
набора массы изделия избыток шликера выливают в
УД 3 отсасыванием его с помощью шланга или пере-
ачиванием формы. Заготовку 5, полученную на стен-
4 формы, после предварительного подсушивания из-
кают, сушат и подвергают обжигу или спеканию.
Существуют следующие способы шликерного литья з
•истые формы: литье изделий наливным способом,
‘ье полых изделий сливным способом и литье полых
способом, в первом случае J
изделий ^«““Хенвем.шликербм формы и J
.осуществляю! западне * пока полость j
S^Sw^ НО формование ведут до *
Рис. L Схема шликерного.литья
зования стенки определенной толщины. Процесс набо;
массы на стенке формы прерывают выливанием избыт
шликера. В форме остается пустотелая отливка с тс
- щиной стенки, полученной до вылива шликера. Так
способом отливают тигли, пустотелые контейнеры иг.
Сливным способом Получают отливки с недостаток
точными размерами внутренней полости. Для изготовь
ния деталей с более точными размерами емкости испо-
зуют способ литья полых изделий со стержнями, с
котором форму конструируют таким . образом, что
лостьИп^аНИЧИВаЮТ наРУжнУ*о часть отливки, а
вают в nonnS огРа™вается стержнем. Шликер
и ппи ИЯпИО»Лмежду стержнем и стенками, так
и ппи nanuDunw л и ненками, так &
мой массой rTnJ1000^’ Д0 Полного заполнения фор^
извлекают из фоТы 2К0Нчания Формования
после чего спекают и пиД^ЛЯЮт из нее стержень, су®'
вым способами изготокпбжйгают- Наливным и стер»
НЫМ-тпН^1.И.ЗГ0Т0ВЛЯЮТ ТОЛСТОСТенные патялИ.
ным - тонкостенные полы7 толстостенные детали,
Ли™ сводятся к
крупногабаритных* 3) пл сложных форм; 2) Ма*
мерной толщиной сТеН0к0л“х' сложной формы с Р>'г
по объему. енок> 4) с равномерной плотЯ^1
Цоборудомн^Ги^до^огостоящую“ина” кТ U?“‘
b :«=. *i£
!шки заготовок; необходимость в больших рабочих
Ьцадях.и многочисленном парке форм (™я
Пользования гипсовых форм); нотребиост^ мощном
сильном хозяйстве. мощном
{Электрофоретический метод формования изделий из
ркеров позволяет значительно сократить длителш
F 2. Схема установки для электрофоретического набора заготовок из шли-
! керов:
— трансформатор; г~ Л — йереключатель; В — выпрямитель; R — реостат;
• А—амперметр; У —вольтметр; К—катод; АФ — анод-форма
бсть процёсСа набора массы по сравнению со шликер-
ам литьем в пористые формы. Этот метод формования
руществляют на специальной установке, принцилиаль-
ня схема которой показана на рис. 2. Формование про-
водит путемг-постепенного наращивания слоя из час-
иц шликера, которые под влиянием электрического поля
Перемещаются к противоположно заряженному элек-
'роду-форме и осаждаются на ней. Силами, обеспечива-
ющими процесс формования по этому способу, являются
илы Электростатического поля. Электрод-форма имеет
онфигурацию, соответствующую форме изделия. Таким
бразом, электростатическим способом, так же как и
ри шликерном литье в пористые формы, получают из-
елия сложной формы, но конфигурация их ограничена
озможностями электропереноса. Помимо ограничения
о конфигурации, формование изделий из шликеров
лектрофоретическим методом имеет все преимущества
нликерного литья в пористые формы. Способ еще не по-
учил широкого распространения. Однако благодаря
высокой производительности ои является пер^.
“отМшлиГер2Х°в4<
ханизму формова ованиЯ . изделий из
пористые формы Ф ^еТ0Д0М. Термопластичный
электрофоретическим ы и термопластичной
XTZ комнатной температуре твердая, при
с ия пТвится И становится жидкой, придавая
nv необходимые литейные свойства.
РУ Сушить литья из термопластичных шликеров.
ключается в разогреве шликера до температуры, Прй,
тооой он становится текучим, придании ему конфи^
пии с помощью формообразователя (металлической^
мы) последующем охлаждении до затвердевания г
отделении от формообразователя. Таким образом, >
осуществления формования по этому методу шликер вЕ|
чале плавят и, придав ему соответствующую формул]
лаждают. При горячем литье отливка сохраняет сопф*
шликера и не имеет пор, как это имеет место при друг, '•
методах шликерного литья. В промежутках между
стицами находится термопластичная связка.
Метод литья из термопластичных шликеров имеет г
сколько названий. И. Д. Абрамсоном [1, 2] он былк-;
зван технологией синоксаля, так как впервые был пру
менен при формовании фасонных изделий из синоксаг
После разработки способа литья под давлением [3] с
получил название «горячее литье». Термин «горячи
литье» не вполне удачен, так как не отражает физиче-Г
кои сущности процесса. Более удачен термин «литье те'
мопластичных шликеров». Однако в связи с тем что те;
Чее» литье» получил широкое распространен
пользовяиТИ ЛИтеРатУРе> в дальнейшем он будет *
шликеров» аравне с термином «литье термопластична
скольТим^спосо^м? «НЫХ шликеР°в осуществляют
лением, литьем в кокил^МсРаЖИВанием’ литьем поД^-
ным литьем в фильеру и др ЫМ спос°бом, непрер^
шликер *оХскаюТхолоТРаЖИВаНИем ’ в расплавлен^
_________ У Т Хол°Дную металлическую формУ'0’
1 Грибовский П Л Тл 1
ния. Автореф. канд. дис. М., 1д48сследование процесса намора»1^1
ку, которую можно делать также водоохлаждаемпй
Результате теплоотвода на ней кристаллите^ой
|щнна которого зависит от времени выдерй После
Ьзования слоя необходимой толщины оправку „звлЛ
1Т и от нее отделяют заготовку. Таким образом *™-
рт чехлы для термопар, тигли и другие подобные из-
НИЯ.
IЛитье под давлением осуществляют заполнением под
Злением металлической формы шликером до полного
твердевания на специальной литейной машине. После
гвердевания отливку извлекают из формы. Этот спо-
5 наиболее хорошо отработан и обеспечивает высокую
оизводительность при хорошем качестве литья.
При литье в кокиль термопластичный расплавленный
шхер заливают в металлическую форму из ковша че-
з литниковое отверстие. После кристаллизации шли-
р извлекают в виде отливки.
При сливном литье расплавленный шликер залива-
? в холодную металлическую форму, выдерживают в
й определенное время, в течение которого на стенках
>рмы затвердевает слой шликера необходимой толщи-
>i. Избыток шликера выливают, а полученную отливку
(влекают из формы. Таким образом, сливное литье яв-
гется разновидностью литья намораживанием, только
этом случае намораживание происходит не на оп-
авке, а на внутренней поверхности металлической
ормы.
Непрерывное литье напоминает мундштучное прессо-
ание. Процесс заключается в выдавливании жидкого
иликера через охлаждаемую фильеру, в которой проис-
эдит его кристаллизация и оформление в заготовку за-
анного сечения. Непрерывное литье применяют для по-
учения «бесконечных» профилей (стержней, трубок, по-
ос и т. п.). Способ очень производителен при литье тон-
остенных профилей и малопроизводителен при литье
аготовок с толстыми стенками, что обусловлено низкой
еплопроводностью и невысокой скоростью кристалли-
ации термопластичных шликеров.
• Перед обжигом или спеканием связку из термопла-
тичных отливок’ удаляют нагревом. Лр°Десс нагрева
осуществляют медленно, по определенному режиму, ко-
орый зависит от массы, сечения отливки и других фак-
оров. Если превысить скорбеть нагрева при удалении
вязки, то произойдет разрушение или растрескивание
Н Аппьше масса и толщина отливок, тем
отливок. Чем брльше СБЯЗКИ.,
тельнее процесс удаленчных шлИкерОв применяют г
ЛиТЬе ^электроизоляционных и радиотехнИч ,
изготовлении эле^ни11аемОй керамики, изделий Из'
изделий, магнитопр * хмяйствеииых товаре». {
рошков художеств бывают массивными
как правило делам „
ЮТ тонкое; сече ' ла1:тичных шликеров мелких,"
“Сможет быть автоматизировано. Производители,
его в этом случае сравнима с производительностью *
мования методом прессования.
Отливки из термопластичных шликеров прочны, ц„
ют высокую чистоту поверхности и точные размеры. Сс
соб обеспечивает минимальную загрязненность матер?1
ла инородными примесями.
Таким образом, шликерным литьем можно получг-
изделия сложной формы различных габаритов. При в.
боре метода литья следует учитывать физико-химич
ские процессы, степень химического взаимОдейств:
твердой и-жидкой фаз, форму и габариты изделий, то.
ность их размеров, прочность, качество отливок, техн
логические особенности процессов и производительное!.
Метод шликерного формования-рационален и во мн.
гих случаях при изготовлении изделий сложной фору..|
незаменим.
При написании книги использованы единицы старо
системы, поэтому для перевода их в единицы систем-1
СИ следует пользоваться соотношениями приведен®'
ми ниже: г
1 Н = 105 дин=0,102 кге;
1 мм рт. ст. = 1,33-102 Н/м2-
1 ат=1,01.105 Н/м2;
1 П=0,1 Н-с/м2;
!3= Юз АВ/м.
Глава I
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ ШЛИКЕРОВ
I. ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ШЛИКЕРОВ
Шликер представляет, собой концентрированную
^пензию порошка в жидкости. Он содержит твердую
tey (г), жидкую-фазу (м) и добавки, улучшающие
э свойства. Качественное формование отливок мо-
Ьт быть достигнуто .только при хорошей текучести
Тикера, высокой седиментационной и агрегативной
^тойчивости, хорошей -заполняемости формы, высоком
держании твердой фазы и т. п. При этом шликер
обычно не должен обладать тиксотропией или дилатен-
1[;ей, связанных с изменением его вязкости во времени,
основными из" перечисленных свойств шликера счита-
ет текучесть и устойчивость.
, Текучесть — величина, обратная вязкости, характеризующая спо-
бность шликера литься, заполнять, форму, набирать отливку. Раз-
дают вязкость динамическую и кинетическую,
Ы Динамическая вязкость характеризуется коэффициентом т], вхо-
!Ссщим в уравнение Ньютона,
,е /—сила внутреннего трения ламинарно движущихся слоев при
dv
градиенте скорости
dx *
dv— изменение скорости течения от слоя к слою;
dx— расстояние между слоями.
Отношение вязкости 1] к плотности жидкости р
инетической вязкости;
носит название
v = (2)
₽
При исследовании шликеров обычно пользуются значениями ди-
амической вязкости. Для ньютоновских жидкостей коэффициент т]
вляется величиной постоянной. Однако для концентрированных су-
пензий он может изменять значения в зависимости от приложенно-
о извне давления или, что то же самое, от градиента скорости:
^Нр); П = /
\dx /
Шликеры, у которых rf с увеличением давления или градиента
корости падает, называются тиксотропными, а шликеры, у которых
возрастает, называются Дилатй1| '
„„ этих же условиях во и дилатенсия существенно ВЛ
3 ПРХЛ 4м, что тиксотропия и д^ усЛ0ВИЙ ее ДВИЖени*Ч
«а“ № ДЙ“еСс“ шликеров и способность „ 0^:
S:Sb“- обратимое явление, набладаемк ,
Тиксотропия--это Р заключается в том, что При^
ных системах и суспензяях. иченИе вязкости системы. £
ном выстаивании "Размешивании загустевшая масса Blt(J
при встряхивании и Р теКучесть. Г. Фрейндлих [4] предст
обретает первоначальную ПерехОД концентрирован^
тиксотропию сЛге^у“вХое/количество гидратированных Час‘
ля, содержащего 0ГР° в золь При встряхивании обусЛов.
сцепленных друг с дау нное состояние и появлением бр,, ,
еТСЯпП=ения При э?ом необходимо, чтобы количество
“и было^достаточным, иначе система при встряхивании не пер,
™ состояние Г: Фрейндлих указывал, что тиксотропия Чс,
наступать у гелей, величина частиц которых не превышает 5,
та$ как при больших размерах частиц броуновское движение
переходе геля в золь не возникает. П. А. Ребиндер [5] объя.
тиксотропию образованием коагуляционной структуры, особеннк-
которой является ее способность к обратному восстановлению п-
механического разрушения связей. Эта коагуляционная струг
обладает сравнительно низкой прочностью и ярко выражена,
пластично-вязкостными свойствами (ползучестью, структурной и
честью), обусловленными тем, что частицы связаны ван-дер-ваал 1
выми силами через тонкие остаточные прослойки жидкости. Эти г
слойки, с одной стороны, 'значительно понижают прочность cue.
иия, с другой — обеспечивают возможность восстановления кою
тов в результате благоприятных соударений при броуновс
движении по участкам, в которых прослойки водной среды иаибк
легко утончаются по наименее гидратированным местам, а та"
по углам и ребрам.
БиИ К тиксотРопным шликерам приложимо уравнение Шведов;
„ г, , do
Р = Pk + Лпл — ,
dx
где р— напряжение сдвига;
предел текучести1
Л„-=Иескан .МКОС1Ь, 1мторм
Ч»
dx
выражается отно
Дилатенсия, в отпита
структурированием системы мт тиксотРопии, пе сопровоЖД^
МИ""- °™ с этим не имеет »
свободной жидкости котпп при условии нехватки в сусаея
" о "ре“-е “»-х
гаваек. . промежутки м”“ц при Д»ижении. Пр» 1
ства суспензии вл6 и УжесточаетсяМеЖДУ частиИами, система Ув*
суспензии возрастают. Ся> а вязкость и прочностные сЕ
Чаще всего дилатенсия проявляется в грубодисперсных степей-
,ях с большим содержанием твердой фазы, например в крупнозео-
стых шликерах окиси кремения [6]. Уменьшение зернистости твеп-
й фазы приводит к снижению дилатенсии, причем при переходе
‘рез определенную дисперсность дилатенсный характер шликеров
:>жет смениться на тиксотропный. Характер реологических кривых
ксотропных, дилатенсных и промежуточных суспензий показан
рис. 3.
1 Из всех типов шликеров наиболее подходящими для литья явля-
приближающиеся к ньютоновским. Дила-
1гся ньютоновские или
Рие. & Общий вид типов реологических кривых шликеров:
,ньютоновский; 2 — дилатенсный с выраженной минимальной вязкостью:
дилатенсный с условно устанавливающейся равновесной вязкостью; 4—тик-
11тропно-дилатенсиый; 5 — дилатенсный с устанавливающейся скоростью ди-
мтенсного деформирования; 6 — дилатенсный с переходом в твердообразное
состояние; 7 — тиксотропный
Ju
дсия и тиксотропия, как правило, являются нежелательными яв-
еениями, так как ухудшают текучесть шликеров и их литейную спо-
рность. Однако иногда тиксотропия допустима и даже полезна,
)гда она является необходимым фактором, повышающим устойчи-
)сть шликеров.
Устойчивость определяет способность шликеров не расслаивать-
t в течение определенного времени. Различают два вида устойчи-
>сти шликеров: седиментационную (кинетическую) и агрегативную,
едиментационная устойчивость связана с оседанием частиц под дей-
увием сил тяжести и зависит в основном от размеров частиц и их
>нцентрации в шликере. Агрегативная устойчивость зависит от
хлыпого числа факторов и определяется явлениями стабилизации,
на связана с силами, способствующими превращению мелких ча-
*иц в более крупные. Укрупнение частиц может происходить двумя
^тями: 1) рекристаллизацией, если вещество частиц заметно рас-
юримо в данной среде, т. е. мелкие кристаллы, обладающие повы-
шенной растворимостью, растворяются, за счет чего увеличиваются
эзмеры более крупных кристаллов; 2) слипанием при столкновении.
J Поскольку твердая фаза при шликерном литье берется практиче-
/и не растворимой, укрупнение частиц в шликерах обычно пронсхо-
j3 результате слипания. Твердая фаза шликера представляет
чбой тонкораздробленную систему с большой поверхностью раздела.
,е<кое состояние является термодинамически неустойчивым. Для
состояния необходимо сократи
„„ устойчивого COV1 явЛение слипания Ча
ДОСТпхяость раздела- Дается Естественным. При слипав^
шликера-он
Sthbho неУстОЙ™вХйчивость, согласно Б. В. ДерЯгй11 ,
Р Агрегативную УсТ0ЙЧДм случае, когда силы электРостУ’ *
шликера приобретаю^ заряженных частиц преобл^
отталкивания при соли ( силами молекулярного Г'
”---Г71 пт„ _ Л}
СИЛа^*"
ния. Известно [7], что СЛ
кулярного притяжения ’
емые силами Ван-дер-ВааД
меняются обратно пропорцД
но шестой степени рассто^
жду ними, т. е. быстро уи
ются с расстоянием. ПрЛ
нии частиц, каждая из J
представляет собой агрегат
кул, происходит изменен^
модействия между ними
кривой 2 (рис. 4), отрах;
энергию молекулярного пр?
ния. Одновременно между -
между
Расстояние
частицами
I"
нами действуют силы опа,-
ния, имеющие электрическую 1
Рис. 4. Изменение сил притяжения Р°ДУ- Они проявляются в да ;
и сил отталкивания в зависимости чае, когда на. поверхности ч:
от расстояния между частицами образуется ДВОЙНОЙ Электр®
слой. Так как частицы шли
двойными электрическими cj
электронейтральны, то силы отталкивания между ними возне :
когда они сближаются до перекрытия их ионных атмосфер. Вре !
тате происходит перераспределение противоионов таким образо’
в зоне перекрытия концентрация противоионов уменьшается, г
этой зоны увеличивается. Результирующую энергию взаимодй'
между частицами можно изобразить кривой 1 (рис. 4), покЖ
шя меж^Ю1г!пеКТрИчес^ого оттал™вания в зависимости от р»
кера между А«а'''И; Таким образом, при сближении чаиМ-
Степень устойчивЕ™ИСТВуЮТ пР°™воположно направлений*с
взаимодействия (квива^Л?ʻа опРеделяется суммарной вне?
взаимодействия, зависящий в пТ' 4)‘ МаксимУМ суммарной J
вания, на потенциальной Л осн„ОВном от величины сил оттг
«ого барьера, оХеля^РИВОЙ п0™ываег высоту энерп
При отсутствии энергетичепООО0 лстепень устойчивости иР1®1,]
куляция. - кого барьера должна происходи711
слОяИ°пННОЙ среды’ТР°олщины КиЙгСИЛЫ отталкивзния зависит °’
О™* Влияние дисперсионной 1о р0ения Двойного электр»’*
трокинО™ТСЯ В Основном ее ЛИ?„ДЫ На Двойной электричек,,
лойХе™?* явления неДнаб^ТРИЧеской проницаемость*'
нипаемпАЛ Жидки* средах / даются или наблюдаются ?
литов. К таким КОТорой не прохолитНЬ слабой диэлектрическ®^-
зол, сероуглрплпсредам относят хОАТ заметной диссоциации’•’ (,
Р Д, парафин и..др лоР°форм, петролейный эф1
В системах, в которых электрические силы невелики, устойчи-
зость объясняется сольватацией — заметно выраженным взаимодей-
ствием частиц твердой фазы с дисперсионной средой и образованием
сольватных оболочек, препятствующих слипанию частиц. К ним от-
юсятся водные шликеры глин, окиси кремния, стекла, термопласти-
1Ные шликеры и некоторые другие.
До П. А. Ребиндеру, система приобретает устойчивость в резуль-
!ате образования на поверхности частиц абсорбционных слоев из
юлекул лиофильных или поверхностно активных веществ (ПАВ),
{изкая устойчивость может привести к нежелательному явлению —
встрой осаждаемости и расслоению шликера.
Свойства шликеров зависят от природы твердой и жидкой фаз,
Ьисперсности, формы частиц, соотношения т I ж, а также от харак-
тера протекающих сложных физико-химических процессов, которые
рпределяют характер сил взаимодействия между частицами.
2. ВЛИЯНИЕ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ
НА СВОЙСТВА ШЛИКЕРОВ
Тип твердой фазы. Природа материала частиц опреде-
пяет возможность образования шликера и его свойства.
Шликер может быть, образован только при практи-
геском отсутствии химического взаимодействия и рас-
'воримости частиц, в. жидкой фазе. Например, при
пликерном литье окиси кальция нельзя применять во-
iy, так как при взаимодействии твердой и жидкой фаз
(бразуется Са(ОН)^. В $том случае в качестве диспер-
сионной . среды можно- применять этиловый спирт, изо-
•утилуксусную числоту или другие среды, не взаимо-
действующие с твердой фазой - ~
Свойства шликеров; зависят от.следующих характе-
истик твердой фазы: полярности, плотности, смачивае-
юсти, дисперсности частиц/ их формы и распределе-
на по размерам и т. п. Природа твердой фазы, глав-
ным образом поверхностная ‘ энергия, определяет
пособность ее"смачиваться различными жидкостями.
Для получения удовлетворительных шликеров не-
обходимо, чтобы твердые частицы хорошо смачивались
жидкой фазой, а это может быть выполнено только в
эм случае, когда силы притяжения между молекула-
г и жидкости окажутся слабее сил притяжения между
* олекулами жидкости и твердого тела)- От соотноше-
'JWH этих сил зависит степень смачивания твердого те-
жидкостью, которую оценивают так называемым
1 Раевым углом, или, иначе, углом смачивания 6 [8]:
cose^^3"01’3, - (6)
°1,2
-616 fr
которая при знаЧ(
где
02,3
COS0 - смачиваем 1вает на хорошую -
cos0> твердого тела жидкостью,
M0CflTtn__ на плохую смачиваемость- ’
— поверхностное натяжение на границе’
ное тело — воздух;.
-поверхностное натяжение на границе
кость —~ воздух,
пт 3—поверхностное натяжение на границе^
дое тело —жидкость.
При уменьшении Оцз и Оцз будет улучшаться
89
различают смачивание полное и неполное. При в?
ном смачивании жидкость растекается по поверху
твердого тела до тех пор, пока не покроет ее мономо
кулярцым слоем; угол смачивания в этом случае pas
нулю.
Если вещества хорошо смачиваются жидкости
угол 8 <90°, то их называют лиофильными, и наобор
при плохой смачиваемости — лиофобными. Для сиот
твердое тело — вода термин «лиофильность» замена
термином «гидрофильность». Когда поверхность те
дого тела плохо смачивается водой (0>9О°), но хоре*.
, смачивается неполярными углеводородными жидко*
ми, ее называют гидрофобной или олеофильной.
При плохом смачивании частиц, порошка жидкое*
возможно увеличение содержания воздуха в шлик
Помимо распределения воздуха по объему жидкостя
соприкасается с частицами, увеличивая так называв
протзой НЫИ °бъем твеРД°й фазы. За счет этого №•'
ооны апрпп«мененйе в„язкости шликера. С другой
нарушает пеппгтиВШИИСЯ На повеРхности частиц в°3
эффект его действия™ и Поверхностного слоя, уме^1
цию системы. Улучшен Тем самым снижая дефл<Я
ти твердого тела осутпЛ6 ИЛИ УхУДшение смачивав
Процесс повышУевдяТВЛЯЮТ Путем Добавления
твердого тела называете гиДР°Фильности поверх^
гидрофобности__гипплгЬС« ГИдР°филизацией, Ус$‘
Вода, будучи ™ДР°Фобизацией:
правило, твердые тела^°^ Жидк°стью, смачиваеТ’ 1
из полярных молекул ’ Р>Л°Т°рЬ1е с°стоят из иой°®
ие смачивается водой Г^ЬШРе Количество матер1;
ЯЮТ Путем
адсорбируются на гидрофобной поверхности; полярные
группы, сильно взаимодействующие с водой, обращены
в сторону водной фазы. В результате такой адсорбции
поверхность, бывшая ранее гидрофобной и не смачи-
вавшаяся водой, становится гидрофильной и начинает
смачиваться водой. Хорошим смачивателем является
сульфитно-спиртовая барда (с. с. б)—дешевый побоч-
ный продукт производства целлюлозы. Главной состав-
ной частью с. с. б, обладающей поверхностной актив-
ностью, являются кальциевые соли лигносульфоновых
кислот, содержащих полярные группы, в том числе суль-
фогруппу SO3H. В качестве смачивателей применяют
: также различные мыла сульфокислоты, казеин, жела-
тину и т. п. Гидрофобизацию осуществляют добавлени-
’ем ПАВ, молекулы которых могут хорошо адсорбиро-
ваться на гидрофильной поверхности. В этом случае
полярные части молекул обращены в сторону поверхнос-
ти твердого тела. Явление смачивания, таким образом,
зависит от адсорбционных процессов.
Дисперсность частиц и их распределение по разме-
рам. Размер частиц можно характеризовать дисперс-
ностью или удельной поверхностью порошка. Дисперс-
ность и удельная поверхность частиц взаимосвязаны.
.В общем случае удельная поверхность 5УД дисперсной
системы выражается уравнением [8]
уд~ ’
(7а)
;ГДе£1,2—поверхность между фазами 1 и 2;
V-!— объем дисперсной фазы.
Для частиц в форме' куба, имеющего ребро I,
О- $1.2 6Р 6 , (76)
Уд Vt Is I '
*еЯля сферических частиц диаметром d
$ __ $1,2 __ 4зтг2___з __ 6 . (7в)
УД ~4/Злг3” rd'
.ля общего случая
= (7Г)
Их а
k— коэффициент, зависящий от формы частиц.
-иягтиц, распределенных в шликера
Дисперностьпчастаиц’/кие как устойчивость, Вя^,
ределяет' его‘ f ™С^отности отливки. Ч
и сказывается на ш р0В частиц рязкость Шли
С уменьшением Р з с£язано прежде всего со 1
должна Б03Ра^ением эффективного объема частицы У
тельным увеличени а связанной жидкости о'?;
торый зависит £^“ТТНО# оболочки. С увеля^
жающеи ее в виде с ростом их уде^
JSES способность связывать воду возраО11
поэтому при одинаковой влажности шликеры, соий
шттонкодисперсные частицы, должны обладать Ч
S вязкостью, тем шликеры с грубым порошком. 0э,
ко такая закономерность не всегда проявляется в ре1,
’ных шликерах, что связано главным образом со сад
ностью формы реальных частиц и характером f
•изменения при диспергировании.-
Размер частиц и их плотность влияют на агрегатирс
ванную устойчивость шликеров. При их уменьшен?
стабильность системы улучшается в связи с уменьшен
ем скорости оседания частиц под действием гравитан
онных сил.
Для суспензий небольших концентраций, наприме
при седиментационном анализе, скорость осажден?
частиц определяют, пользуясь законом Стокса, по с.’
дующей формуле:
„ — gd2(Pi —Ро)
vm------77---1
где v„ — скорость осаждения частиц;
d—диаметр частицы;
g ускорение частицы под действием силы 1
жести;
Pi плотность частицы порошка;
Ро ПЛОТНОСТЬ. ЖИДКОСТИ’ •
Т1— ВЯЗКОСТЬ. ’ 1
условно пп™?е скорости осаждения по закону
фор^у принимается, Цто частицы имеют сферй^-
оказывается S'®"’ ,астиц » шликере пракгк^
нению (8). °Г0 ниже» чем рассчитанная по У?
тиц кварцаВзаданнойРжСТИ осаждения в шликера* ’]
РНа заданной фракции, отобранных пипе^1
методом и взвешиванием на торсионных весах Г я qi
казало, что экспериментальные значения скппп£’ У^’ П0*
декия частиц на три -порядка и более отлич""от°сяЖ’
ттрнных по закону „ пинаются
вычисленных по закону
Стокса.- Например, ско-
рости осаждения кварце-
вых частиц фракции 48,
54, 80, НО и 180 мкм со-
ответственно составляют
0,0003,0,0005, 0,002, 0,006
и 0,028 мм/с. На. рис, 5
кривая 3 показывает ло-
гарифм скорости осаж-
.дения их в- зависимости
от диаметра, кривая 1 —г
логарифм скорости осаж-
дения частиц,, вычислен- •
гный по закону . Стокса
i(8). Экспериментальная
вычисленная по закону
кСтокса скорости разли-
чаются в 1000-^5000 раз;
втакое различие < зависит
;Еот размера фракции.
с Если принять в фор-
муле Стокса (8) за q не
вязкость воды, а вяз-
кость шликера, В кото-
ром осаждаются круп-
ные частицы, то скорость
осаждения частиц только
jB 2—11 раз превысит
экспериментальные ре-
зультаты (кривая 2 на
’йс. 5). Если через 01М
обозначить коэффициент
р где и v2 — расчет-
ная и экспериментальная
-Корости осаждения, то
.^висимость k от разме-
на частиц будет пред-
авлять собой кривую
►Рис. 6), которая пока-
жет, что чем больше
от
1'
в
V
^,4
5
40 70 100 130 160 190
Размер частиц, мкм
Ри,с. 5. Зависимость логарифма ско-
рости осаждения частиц плавлено-
го кварца от их размера [6]:
I — расчетные значения по Стоксу;
2 — расчетные значения по форму-
ле Стокса, в которой ч и р» — вяз-
кость и плотность шликера;
3 — экспериментальные значения
лпякиии частиц по размерам от зере
отличаются фраюш тем больше различие Р-
новяой час™ “«Х'нсй скоростей. М
ментальной и вы' расчета скорости оса*»
ДлЯ ОРиикеое° согласно работам [6, 9], Мож>
ч»с™“ ’ закоком Стокса, если в формуле (8) 81 *
зоваться зако и плотность дисперсионно?
np"““Soc ь“ меткость шликера. В этом слу,' .
баются результаты, хотя и несколько завышещ»
с действительными, но позволяющие ц
реально судить о скорости осаждения крупных
пий в шликерах.
Действительная скорость осаждения частиц ока.
вается меньше рассчитанной по формуле Стокса бла.
даря действию в шликере следующих явлений. Ц
осаждении более крупных частиц в среде мелкозерк.
того шликера образуются встречные восходящие лс,
ки жидкости. Кроме того, путь оседающих частиц не;
ляется прямолинейным из-за взаимодействия их с ж
гими частицами. По мере осаждения частиц прошо;
уплотнение шликера, которое должно оказывать:'
более возрастающее сопротивление. На результат р.
чета скорости осаждения по формуле (8) оказж
влияние также тот факт, что гидравлически эквивалк
ный диаметр зерен может оказаться меньше, чем ст
вый [6]. И, наконец, существенно может влиять нас
рость осаждения дилатенсностВ или тиксотропия шли
ра. При этом особое влияние оказывает тиксотроп
при которой вязкость шликера может значительно
выситься со временем.
пилннпйб;?}6 вводйтся понятие полной седимеЕ1
cvtctbh? п₽пТИВ0СТИ шликера, которое обозначает-
ТИЦ пои пооРпХЖеНИЯ Максимальных по РазмерУ
Полная cpTTwix ом его отстаивании.
ких полидиспе?сныхТгхЦИОННая Устойчивость кера^
чае, если статно™ сУспензий может быть в том
ся достаточным пРеДел текучести Pai °ка .
размеров. Согласно рабочим ЧЭСТИЦ максиМ2>
т(РА1) = ^мСРх^Рг) L J
где
6 ’
в™иХНЬсил ат РЯЖеНИЯ’ возник310^
тицы в 0KDvJa Ясти на поверхности
окружающей ее суспензии;
d№— максимальный диаметр частиц в суспензии-
Pi, р2—плотность частицы и суспензии, соответст-
венно;
k— коэффициент формы, зависящий от кривиз-
' ны обтекающих частицы струй, может быть
равен 0,3 при размере частиц крупных фрак-
ций до 1 мм и 0,6 при 40 мм [11]. Для слу-
чая керамических шликеров k принимается
равным 0,3.
Из формулы (9) следует, что для получения устойчи-
вых шликеров максимальные размеры частиц не долж-
ны превышать диаметр dM;
, 6Pki -
м НР1-Р2)
(Ю)
Изображенная на рис. 7 зависимость расчетных зна-
чений Рм, необходимых для полной седиментационной
''°ис. 7. Зависимость расчет-
jiibix значений Рк суспензий,
.«обходимых для их полной
Седиментационной устойчи-
[ «сти, от размера макси-
мальных фракций [6]:
Й - ZrO2, рс=3,2 г/см2; 2 —
1'аолин, рс=1,60 г/см3; 3 —
рДарцевое стекло,
=1,90 г/см3
Размер максимальных фракций,мкм
Ос =
'стойчивости шликеров, от размера фракций при опре-
.еленных значениях плотности суспензии рс показыва-
т, что для более тяжелых материалов (таких как
.^гОз) эта величина должна быть в восемь раз больше,
ем для шликера более легкого кварцевого стекла. Это
рдтверждается экспериментально [10].
5 Естественно, что для достижения одной и той же ус-
тойчивости шликера требуется более тонкое измельче-
Ие порошков вольфрама, молибдена, никеля и других
?желых материалов, чем менее тяжелых окислов крем-
ля, алюминия и т. п.
' Необходимая величина Pk\, которая обусловливает
плную седиментационную устойчивость шликеров,
мимо повы™““евд”м rf» амож’ет регулироваться11^
^авлением высокод45
ФРНаотмер, шликер кварцевого стекла, отлИчай
расслоением^становится седимевтационно устой,;*,
«ели стабилизировать его добавкой НС1, после чег0 *
превращается из дилатенсного в тиксотропный. ПоЛн
устойчивость приобретают кварцевые шликеры таюД
случае, если к ним добавляют незначительные Доба^л
(0,6%) аэросила, представляющего собой коллоид^
дисперсный (с размером частиц ~ 0,01 мкм) синтез
ческий аморфный кремнезем.
Распределение частиц по фракциям влияет на в»
кость шликера, его плотность,'" а также кажущую
плотность отливок. Если сравнить значения вязкосп
двух шликеров с одинаковой плотностью упаковки qat.
тип, один из которых содержит равновеликие части®
а другой частицы различной величины, из которых мет-
кие расположены в промежутках между крупными, к
последний шликер окажется менее вязким. Кроме
того, этот шликер при равных значениях вязкого
может содержать больше твердой фазы. В связг
с этим стремятся получать шликеры,-твердая
в которых могла бы иметь максимальную плотной-
упаковки. ! ' ' '
Из существующих двух принципов, а
рывнойУи прерывной укладки, ^еДТасчетЫ
большую плотность упаковки [12]. на _оВо,
тельного объема пустот различных упаковй у!-
ного размера показывают, что при самой сОсе?
ковке, когда каждый шар касается двенадн
них, пустоты составляют 25,95% объема, запо। с
шарами. При числе точек соприкосновения шаР
седями 10. 8 и 6 пустоты занимают соответствен
39,55 и 47,64%. Реальные результаты по У'гРясК^лада?'
одного размера показывают, что в системе преоо
шары со средним числом контактов 7—8 [ 13]-
пустот в этом случае составляет 37—42%. Если
нить пустоты более мелкими зернами, то мо№°
тельно уменьшить пористость заготовок. t st
Для оптимальной укладки порошков преры®нъ1 н?
новых составов разработаны следующие приннипь1 L
Размер зерен каждой следующей фракции дол#ей
значительно меньше размеров промежутков предыду-
щей фракции (в 8—10 раз и более). у
Оптимальное соотношение двух соседних фракций
соответствует такому, при котором более мелкая фрак-
ция полностью заполняет промежутки между частица-
ми крупной фракции. Содержание каждой следующей
фракции можно рассчитать по формуле Андреазена:
yioo (-£)’, (11)
где //—процентное содержание фракции с размером
зерна менее d;
D—максимальный размер зерна;
q— показатель степени, определяемый экспери-
ментально. Обычно <7=0,5.
Соотношение двух фракций можно рассчитать так-
же по формуле, предложенной Шмелевым:
а \ Ч R }
(12)
где Ьиа—оптимальное содержание соответственно
тонкой и крупной фракций;
у, у'—плотность материалов соответственно тон-
кой и- крупной фракций; ,
г, К— радиусы зерен соответственно тонкой и
крупной фракций;
относительный объем пустот (пористость)
отдельно взятой тонкой фракции;
s,sx—относительная плотность упаковки соответ-
ственно тонкой и крупной фракций в от-
дельности (т. е. «1=1—u>i);
К~ константа, определяемая экспериментально
для данного типа порошка.
При утряске реальных двухфракционных смесей со-
отношение крупной и тонкой фракций обычно составля-
Оптимяльный состав трехфракционных систем с боль-
(шим разрывом между фракциями (r/R^.1/10) соответ-
ствует содержанию 60—65% крупной фракции, 25 30 ,о
Средней и около 10% тонкой. Реальные значения мини-
мальной пористости при вибрационной укладке двух-
фракционных систем составляют 15—16%, а для трех-
{’ракционных 9—10%.
«от,
Трошков ва воздухе . порошков с уде>
рах. Ес.™ для ТИК коэффициент упаковки 2*
поверхностью SOW фракций от бО^
утряски равен и>/э ’ 0’59 а для фракций от 1-лЛ
°^5ммК ОНОНсоРстаТляет9Ь>62-0>63. Такое повЫ^
’ ТЬпиента упаковки с ростом зернистости М01) •
ZtS обусловлено увеличением массы чаСТИц
уменьшением числа контактов между ними в единм
^Согласно Б. В. Дерягину [15], сила прилипания час-
тиц любых форм и. размеров, независимо от природ
сыпучего тела, увеличивается пропорционально ради},
сам соприкасающихся зерен. Этот фактор в значитель-
ной степени сказывается на плотности упаковки частиы
после утряски и объясняет низкие значения ее для тон-
кодисперсных порошков. Так как в этом случае с умень-
шением размеров зерен силы тяжести или инерции
уменьшаются быстрее, чем силы прилипания, то при
определенных размерах частиц они станут во много раз
меньшими сил прилипания. Уплотнение их при утряске.'
связанное с массой частиц, происходить не будет.
В грубодисперсных системах силы .прилипания прак-
тического. значения не имеют, а гравитационные силь
имеют первостепенное значение. В связи с этим при уп-
лотнении утряской хорошая упаковка частиц наблюдг
ется у грубодисперсных порошков.
ооп1копЛпЛТСТаИВания Шликеров, образованных из по-
крупнозепииД^ЫХ М0Н0ФРакЦИй, коэффициент упаковк-
что и после vTna ПОр?пШсКоОВ в Осадке остается тем »f-
зернистые *пякпКИ , в то время как мелко
(0,72 и более)Р ЧИИ Упаковываются гораздо плотнее
Фракций мо1Рно°поЛучеть ПЛ0ТНую Упаковку круп^'
виде, то мелкие частипм » К В сухом> так и M°KL'
только в жидких спеп^ могут быть плотно упакова
НИЯ заготовок С высокой Исходя из этого, для пол)
шликерного литья можнпП°РИСТОСТЬ1° ПРИ использован,
КИ частиц. По одной из °пРеделить две схемы УпаК <
разования методом утпясЛ,изделия получают путем
' каркаса из крупных ча^
последующей пропитки его высокоплотным тонкодис-
[врсным шликером. По другой схеме вначале готовят
'юнцентрировзнный мелкодисперсный шликер, который
зтсм насыщают плотными крупнозернистыми фракция-
in 0,5—1 мм и более. В этом случзе образуется шликер
. зернистым наполнителем [14].
' При образовзнии ззготовок пропиткой пор кзркзса,
состоящего из порошкз прерывного гранулометричес-
гого составз, высококонцентрировзнным шликером до-
стигается высокая плотность упаковки и равномерное
)аспределение фракций. Коэффициент упаковки полу-
фабриката определяют следующей формулой [14]:
£п = £с + £3(1 — kJ, (13)
де kn— коэффициент упаковки полуфабриката;
kc— коэффициент упаковки тонкодисперсной свя-
зующей массы, набранной из шликера;
ks—коэффициент упаковки зернистого каркаса.
Таким образом, повышение плотности заготовки
Дожно осуществлять^ тремя способами: 1) одновремен-
ым увеличением kQ и /г3; 2) повышением только k3 или
) повышением только kc. Выбор способа производит-
я, исходя из частных возможностей, связанных с усло-
иями образования шликеров, их свойств и т. п. Напри-
мер, для получения высокоплотной кварцевой керамики
дут по пути увеличения kc при сравнительно невысо-
ких значениях k3 [6, 14].
-t При образовании шликеров с зернистым наполните-
ли содержание крупной фракции с размером частиц
е,05—4 мм доводят до 35—45% [6]. Наряду с положит-
ельными явлениями, такими как повышение плотности
^ливок, уменьшение усадки при сушке и спекании,
^Дучшение свойств изделий и т. п., введение крупнозер-
дДстой фракции может привести к расслоению, которое
грицательно скажется на свойствах изделий. Поэтому
и разработке шликеров с зернистым наполнителем
вдует учитывать это явление. При этом следует об-
Щать внимание на вязкость тонкодисперсного шлике-
, его тиксотропию, так как от этих свойств зависят
|бор размеров крупных фракций и их скорость осаж-
рия [6].
|Предельное наполнение суспензий зернистым напол-
|телем, с точки зрения их реологических свойств и
ппжно определяться главным
.ппйств отливок, Д°л*вихорошо заполнять форму Л
Юностью "«""Р^стью последней. Ана^'Л
мировать отливку и м адки отливок при сущ^<
характеристик, а та г„ заполнения зернистым в '
зависимости от ооы» ксимальное объемное 3aJ
иителем показывает чтс.^ зна,,ений 0,35—0,45. J
некие не доля®° "₽ ют коэффициент упаковки J*
звиенМ“ Хеля в сухой отливке 0,45-0,50, а
стого п™“™и”"ористости отливок,- которые при „*
низкие значения н 7—8%, при коалиновом-о?
з“ЛбГ При большем содержании зернистой «ад
ющей в отливках появляются раковины и неоднород,
™ вследствие того, что объем исходной суспензии П1.
новится недостаточным для заполнения пространства,
создания подвижных /прослоек между введенными зер-
нами. _
Форма частиц и их агрегации. Форма реальных час-
тиц. значительно влияет на свойства шликеров, их вяз-
кость и стабильность, а также на окончательную плот-
ность отливки. Лучшими для шликерного литья являют,
ся непористые порошки сферической формы, позволяю-
щие получить наилучшую упаковку частиц.
Реальные частицы могут.быть ^.пористыми, в виде
осколков, сростков кристалликов, пластинок, палочек
волокон, могут иметь впадины, выступы, острые края
Значения вязкости и скорости оседания частиц несферя
ческой формы отклоняются от экспериментальных дан-
ных для сферических частиц, что обусловлено большее
оеап?ХеТ со сФеРическими, удельной поверхность,
ними количргт?’ изменением взаимодействия межД1
вы(обХм^доЯ ФаЗЫ'
ческих- частиц0 v&enu удельной поверхности у несфер^'
кой фазы. В результаИВаеТ КОЛИчество связанной
Дисперсионная спепя Ле наличия впадин несвязанн
ется вместе с пОспЛЛТТ BH?TPb частиц и перемей3
объем Твердой фазы*16?»’ ВКЛЮчаясь в эффектй^'
соотношения т;ж и Это приводит к увелИчеЯ‘"
кости. ж ". следовательно, к увеличеяию *
Отклонение от
сФепТТ б0ЛЬШе“У сб№„К°Й Ф°рмы ча<™ блаГ“"Гс
сФеРпческими тех Ve ""етпц по сравнен»^
Р в. Это затрудняет пеР*
28
щение их одна относительно Д|3уг_,«
снижает литеиные характеристики И и’ таким
При флокулировании частип Шликер0в браз°м,
личные виды, агрегации.'Для пч Огут наблюй^
горые могут встречаться в cyCneK?CTllH4a^ ч?^ся Раз-
Н6, с. 10—15] предложил сл₽ТИЯХ глин, А Ко’
Если условия - благо- дУющие схемы аг^айклс
---------- фрегатов.
приятствуют агрега-
ции частиц, в' так-на£
зываемые , «колоды
карт» (рис. 8,а), то
такую агрегацию мож-
но сравнить с. доволь-
но большой условной
сферической _ .первич-
ной частицей; поэтому
в шликерах,’‘-содержа-
щих незначительное
. количество твердой
фазы, агрегация ? по-
добного рода Сможет
вызвать- - -понижение
вязкости/ Однако это
будет происходить в
Агрегация, содержание
твердой разы
Рис. 8. Агрегация -частиц типа «коло-
да карт» (а), сцепление агрегатов типа
«колода карт» (б), агрегация типа
«карточный домик» (а) и влияние на
вязкость шликеров степени агрегации
(/) и содержания твердой фазы для
случаев, когда она дефлокулирована
(2) и агрегагирована (3)
том случае, если агре-
гаты/ играющие, роль'
частиц, будут - нахо?
диться в дефлокулиро-
ванном состоянии. и не
будут взаимодейство-tf
вать одий -. с ; другим^
При высоком -содер-
жании твердых частиц
такие .агрегаты могут.
контактировать., при. их.
®ви}кении один" отно- их сцепления мо-
овтельно другого; в результате и /пис. 8,6), к0Т
Лет произойти межфазная- агРе>^е вязкую п°
Лая даст-«структуру» шликера, б Если
Ге Дефлокулированным состоянием. плаСТИНчатых
льства способствуют взаимод ояеляет
по схеме грань-*плоскость, то <карточныи
h?°fCTb 0бР»зования агРега_т°Вдонимая бсэльШ
/йк*.(рис„81в), Такие агрегаты, за
пяния большого количества вОд
захватывания 3авИСимость вязкой
ем’ Хмют вязкость шли р таком шл№ре будеъ«
Узкости суспензий от концентру
кеоа Зависимости ы в работах [6, 8, 17, 29]. fy.
дисперсной Ф«“применимы « “
которые из эт“ зав“е„жанием твердой фазы,
пеязий с ““““следующие уравнения.
К НИМ ОТНОСЯТСЯ следу
Эйнштейна
Сус.
п = По(1 +2-5Cv)’
Дейбройта и Барджерса
/ 1-Су \ (15)
n = noL 1>5cJ’
Куна
Л=П0{1 + [2’5 + . Су} ’
Кургаева
г /1 + Cv\a'
1 + 2Cv(jZ^j »
(16)
(17)
где т]— вязкость суспензии;
т]0— вязкость дисперсионной среды;
Су— объемная доля заполнения суспензии твер-
дой фазой;
1,Ь— соответственно длинная и короткая ось 431
типы.
Эти уравнения не пригодны для расчета вязк°сТ
шликеров, представляющих собой высококонцентр11?
ванные суспензии. Как и в большинстве других УРаВ ,с
нии, в них не предусматривается предел возмоЖй
объемного заполнения суспензии твердой фазой. ЭтаJ
личина учятываетсн только в некоторых урай»1*
пп’ипп’ 1 2$-1‘ Например, в уравнении Майклса
нения ™СЛТа*,но#. °’74' Значению предельного за»»
нения твердой фазой, равному 0 74 соответствуют
Риро:аК2ГаяТет»КСа™аль”ая йкубическая rpa“'“!j
с емы при условии, что частицами, зап°
ющими объем, являются равновеликие шаровидные
частицы. Уравнение Майклса имеет следующий вид:
(1,25Си
1 + сгУ
0,74 /
(18)
Реальные шликеры отличаются от идеальных по фоп
ме частиц и по степени заполнения объема твердой фа-
зой. Предельное заполнение объема шликера твердой
фазой может быть больше и меньше 0,74. В связи с этим
в уравнении Ванда* [21] объемная доля твердой фазы
принимается равной 0,59, а в уравнении Муни [22]—
соответственно 0,71.
Однако эти уравнения также не могут быть примене-
ны при расчете вязкости шликеров.
В уравнении Майклса, модернизированном Ю. Е. Ли-
вийским [6], учтена возможность реальных шликеров
иметь различные значения предельного заполнения объ-
ема твердой фазой. Уравнение имеет следующий вид:
(19)
где CViCfit-= предельно возможная объемная концен-
трация твердой фазы шликера *.
Уравнение (19) с достаточной точностью описывает
зависимость вязкости от содержания твердой фазы квар-
цевых шликеров при различных значениях Сг>ень
Так, показанные на рис. 9 зависимости (теоретиче-
ская, кривая 3, и реальная, кривая 4) для кварцевого
шликера (Су,сн*=0,84) имеют только небольшие рас-
хождения. Уравнения Майклса (18) и Кургаева (17) не
соответствуют реальным концентрационным зависимос-
тям вязкости. Как видно из рис. 9, зависимость вязкости
Тральных шликеров от содержания жидкой фазы имеет
(Вид кривой, которая при небольших концентрациях шли-
кера изменяет показания вязкости незначительно и при
определенных значениях т: ж резко возрастает. Кривые
п * \Величина Cv,crit соответствует коэффициенту
фазы осадков, полученных центрифугированием .
|(риР°ваниых (во избежание расслоения) исходных шлик р
, пина относительно другой. та
эаны'с влиянием Ф°Рмыт0ИлщинЫ₽и состава сольват*
леиием по ФРакЦЙ!Хлизации, структурирования 8
оболочек, степени с вяЗКОстИ кварцевых Шлик^
Смещению «Рй0“ХДРугими способствует пример
влево по сравнению ДРУ «е
Рис-, й. Зависимость вязкости шликеров от содержания дисперсной срыв
/ — расчет по формуле Майклса (18); 2— расчет по формуле Кургаева (PJ
3 —расчет по формуле Пивинского (С Уегц =0,84); 4—концентрировав»
Кварцевый шликер (Сусгц =0,84); 5—шликер NbC, стабилизированный
6 '“„шликеР MoSi2 (рН=5); 7 — шликер NbC, нестабилизировая»
8 и 9 ~ соответственно шликеры TiC и ZrB2> содержание Na-M£
о и 7 имикеры NbC, соответственно стабилизированные и нестабали»1
ванные, рассчитанные по формуле (19)
тппДаКТНЫХ частии" а также более тщательная
происхомГбп длительного перемешивания, при котор0’
крупной Лпяхпи» РавномеРное распределение мелко»
держанийтвепппйШ<кИКеРа’ ®еР°ятн°. на снижение
наличие болееР тонких^пТИХ Шликеров влияеТ 130
Это подтвепжЛ- сольватных оболочек.
вязкость прямо зависит П^ИВйД€ННЫми выше формУл3Ь
торый возрастает на врпиТи°^Ъема ДИсперсной ФазЫ’л-
лочки, окружающей частип^т объема сольватной
Щ частицу. так как сольватная 0боЛ°
я образуется за счет жидкой фазы шликера то Vn
яЧ:вВфазОы.Об“Ма ЧаСТЙЦ »Р°иех₽о^В^
^увеличение эффективного объема частИц может п™
„сходить не только за счет роста их дисперсности ЗГ
S добавлении к шликерам коллоидных вещесп> J”
например> как Na-карбоксилметилцеллюлоза (Na-KMuV
которая представляет собой сольватированные колплиГ
ые частицы. Так, шликеры TiC и ZrB2) соответствующие
„а риб. 9 кривым 8 и 9, обладают гораздо большей вяз
костью, чем другие шликеры, благодаря содержанию
Na-KMU- Кривые 8 и 9 на рис. 9 значительно смещены
влево в .область содержания 6.6—70% (объемн) дис-
персионной среды. Такое отклонение можно объяснить
образованием на твердых частицах толстых сольватных
оболочек, содержащих большое количество молекул во-
ды. Переход воды, в эффективный объем твердой фазы,
естественно, уменьшает ее содержание в дисперсионной
среде; происходит снижение вязкости, всей системы.
С увеличением содержания Na-КМЦ в шликере происхо-
дит рост толщины' сольватных слоев, что также способ-
ствует увеличению эффективного объема твердой фазы.
Поэтому на рис. 9 кривая 9 шликера ZrB2, содержащего
3% Na-КМЦ, смещена вправо по отношению к кривой 8
шликера TiC, содержащего 2,5% Na-КМЦ.
Текучесть шликеров улучшается, если силы отталки-
вания между частицами превалирует над силами притя-
жения. Такое условие соблюдается обычно у стабилизи-
Фованных шликеров. Например, на рис. 9 кривые 5 и 7,
‘соответствующие стабилизированному шликеру NbC
:(рН=6,2) и нестабилизированному шликеру NbC, пока-
зывают, что первый шликер отличается очень высокой
текучестью при 45—48 %-ном содержании дисперсионной
ереды. В то же время второй шликер начинает увеличу
вать свою вязкость уже при 60%-ном объемном содер
^ании дисперсионной среды и при дальнейшем ееУМ
. ении быстро загустевает. Повышению вязкости _0.
визированных шликеров способствует отсутр ч
£очно мощных сил отталкивания, Д^ВУЮ^
Частицами. Благодаря этому пР°^е^авЛяю-
ЛИоение частиц в агрегаты — флокулы, ВР часть
йисгтС0$°й укрупненные частицы, вКЛЮЧ таким об-
%а,ПеРСИОнн°й среды. Последняя переход ,
I °м, в эффективный объем твердой фаз
«гания свободной жидкой фа
=i=>SSS=
В качестве жидкой фазы щЛ1.
Тип. жидкой Ф,д • $ органические раствор^
используют воду, сн р фазы для t
парафин и т ж Выбор быть индивид М
шликера жидкость по-р^
т АпХтвует с материалами.
ВЗТжидкой фазе предъявляют следующие требовав
отсутствие химического взаимодействия с твердой й
йеоастворимость твердой фазы в- дисперсионной Сре.
относительно низкое давление паров над поверхносц
жидкости, отсутствие воспламеняемости, низкая токсв
ность, малая вязкость, способность растворять добавк
улучшающие литье, отсутствие взаимодействия с матер
алом форм. . ’
Свойства шликера зависят от вязкости, плотнеет
диэлектрической проницаемости, / дипольного момент
молекул жидкости, характера взаимодействия жидкое
с материалом, способности образовывать растворы
другими жидкостями и т. п.
Вязкость жидкости, определяя скорость Оседав:
частиц, влияет на устойчивость шликера, • причем с увет
чением ее значения,устойчивость шликера должна №
шаться для одних и тех же порошков. Однако для обе
Р°ШеЙ текУчести и заполняемости форм и
жпользонят? Не ПРИГОДНЫ; в связи Ч этим стремят
' Влияний ДКОСТИ с низкой вязкостью.
почти не уделялТк00™ Жидкости на свойства ш.«»«
зуемые жидкости и аниманИя> как почти всё исп°;
значительно отклоняясь ™ОТНость> близкую 1 г/сМ’
скольку, увеличение ЭТ0Г0 качения. Однако
скорость оседания части!?ТН0СТИ жидкости заме*
шликеров более желате!?ьНАЛЯ полУчения УсТ°йЧ£
жидкостей. лательно использование пл°т’(
На свойства пт п
сионной среды раствооят. влияет способность А®!'
АУет учитывать ₽пра^Рять Другие жидкости. Здесь ’
, которое сокращенно ф°Р^
ТСЯ так: подобное растворяется в подобном. При
u подразумевается дипольное , строение молекул.
Йппимер, если вода является хорошим- растворителем
jeers, состоящих из .полярных молекул или из ионов,
ве в ней хорошо растворяются -вещества, -в молекулах
т°ооых содержатся полярные группы:- ОН, NH2, СООН,
СО И и Др- (например, низкомолекулярные спирты и ор-
ганические кислоты, сахар, белки-и др.), В то же время
'оганические вещества неполярного•_ строения, в част-
ности углеводород^ (например,: нафталин Ci0H8), хоро-
шо растворимы в неполярных ^углеводородных жидкос-
тях таких как бензол СбНб, но очень плохо растворимы
в воде' Растворенные‘вещества влияют на свойства шли-
керов, главным образом .путем улучшения или ухудше-
ния их агрегативной устойчивости.
Наиболее часто в- качестве жидких- сред используют-
ся вода и парафин.
Вода в качестве жидкой .фазы шликеров. Обычно применяемая
для получения Шликеров дисперсионная>,среда — вода—-сообщает
залитой в гипсовую форму литейной массе необходимую ей подвиж-
ность, текучесть,- обеспечивает хорошее заполнение, формы и бео
препятственную передачу шликерй по трубопроводу. Вода представ-
ляет собой дипольные молекулы Н2О, которые могут быть диссоции-
рованы на ионы Н+ и ОН-. Однако степень диссоциации воды очень
низкая. В реакции НаО^Н+Ч-ОН-" равновесие между Н и ОН ,
согласно закону действующих масс-, выражают уравнением
Гн+] [рн~1
[Н2О]
(20)
Но так как концентрация недиссоциированных молекул воды НгО
(выраженная в молях -на литр) очень велика .по сравнению с £Н+]
и [ОН~], то для приведенного выше-уравнения можно написать:
[н+] [он-]
(21)
ГДе К®— ионное произведение воды, изменяющееся только с тем
При 25°ПСРД^^ЬЭто значит,- дто в чистой дистиллировав-
»°й воде при 25° С концентрация [Н+] равна к°н«®нтР^ИзН[?енй^
«составляет К)-’ моль/л. В лабораторных е вм-
’ vК0ЛЬК0 отклоняются от приведенных йз-за соприкосн ^к,
^Ухом, из которого в воду переходят ионы углекисло ы,
.з°м вызывающим щелочную реакцию. П1)И og,
Daa Концентрация ионов Н+ и ОН- играет большую роль пр
Разовании шликера. На практике концентрацию ионов “
t к>т потенциометрическим методом путем опрел
Р^< который представляет ' собой • величину 1g jjqq-j
юй,а««м. Н+ ” 0Н' СУтеИ‘Ч
гГ/нТрон-Г*; р0Н-1 -^„ рк-ч
Если рН=1£ [н+] й дистиллированной воды соОТв
а Уи"*5:
ет 7. У рас™ос?ь больше, чем У 4 дипольный момент 1,84 .
рН^во°бодные м°ле7Хствие разделения зарядов> в молеку^
св° *оникает вследствие н на атомах водорода, .'If
35«ы« а»Р<« £д°р“Х ^расположенных орбиталях »J.
пятельныйна тс1н
ленных пар. „ молекулах воды вызывает сильное.
Разделение зарядов образованием водородных сь
молекулярное взаимодеист окой степени ассоциирована
И поэтому жи«кр^еВ Неполярных молекул реэлектролитов к м0Ле
тельно, притяжение непо Н яжение молекул воды между
лам воды будет сл^ с о?бычно не растворимы в воде. Элект.
В РеЗУпЛХе очередь хорошо растворимы в воде из-за электро^
=го ХмодеРйствия между полярными молекулами раствори,
ля и ионами растворенного вещества. Явления растворимости Вв
Цельной степени определяют стабилизацию твердых диспеЖ
фаз шликеров. ~
Повышение температуры уменьшает вязкость воды. Если г,
0°С вязкость составляет 1,7865сП, то при 20, 50 и 90° С она рак
ется соответственно 1,0019; 0,547 и 0,3155 сП. Изменение вязкое
воды с температурой является одной из причин понижения вязкое;
шликеров при повышении температуры.
Седиментационная, устойчивость-шликеров при этом также к
жет понижаться. Таким образом, повышение температуры шли»,
обычно приводит к улучшению текучести и снижению устойчивой
Существует ряд схем классификации форм' связи влаги с г
тёриалом. Авторы многих работ [30] дали характеристики форма
зи воды по ее технологическим и физическим свойствам. Более к
были даны А-в- Думанскт [!"
рактер ее мязйТ1ГмИг?«аССИ»^1ЦирУет BW/учитывая при этом»
чески связанТу^иДТПе^ СН°Й Фазбй’ на химически связанную, Ф®
ее называет & в Думанский0’ физически связанная вода или, i
молекулярными силами с з^м₽тЕ°“Н° CBH3aHHa« вода, удержи^1
опыте как теплота смачивании пИ энеРГИей- связи, определяем^
лярного адсорбционного еппи Она йах°Дитёя в виде моромо^
п- А. Ребиндеп ГччТ
пользует величины энеот™* КлассиФикаПИИ форм связи ВОДИ'
обезвоживания. В noS СЕЯЗИ ~ свободной энергий пР°“д
гидроксильн^ормы Связи водУы-Ып12г1Цей ЭЯеРГИИ связи он РазЛ!^
сорбционносвя И0Н0В в гидратах и Мически свйзанна!я вода а ’
слою; 3) капипп”Ная в°ДаР соотп0В°Аа кристаллогидратов; % .
сматривает по ДЯрносВязанная вопЯеТ/’СТВУК)Щая мономолеку^f
« ”n2'CT>y ™ «ЕвП. А; Ребя»»'^
Технологический СТенкН Капилп™\ВОДУ’ так как анеРГИЯ
°Т Физико-хициТ^иСеп-СТва в°Дных?„ ’ 4) свободная вода.
ДИ связанной во пк, ^иДсров существенно 33.
в°Дь». Вода, адсорбируясь и* г‘
из окружающего воздуха (гигроскопическая вода) уже
давать водную оболочку из прочносвязанной воды ютоХ J С03‘
^пазуется при взаимодействии глины с жидкой воппй I Р всегда
молекулярной оболочки. Помимо этой оболотки на Моно‘
“тид глины удерживается еще некоторое количестве“ во£ы но”
с меньшей силой. Эта вода названа рыхлосвязанной водой“ [W
0на также оказывает большое влияние на свойства шликеров По™
несвязанная вода отличается от свободной воды по своим физХ
ским свойствам. На основании данных работы [31] и работ ряда
других исследователей было определено, что связанная вода облава
ет большей плотностью, меньшей диэлектрической проницаемостью
более низкой температурой замерзания л намного меньшей растао
ряюшей способностью. “ pdCTB0
Образование прочносвязанной воды обусловлено молекулярными
силами сцепления между частицами глины и молекулами воды Сжа-
тие, развиваемое этим слоем воды, достигает десятков тысяч ат-
мосфер. Количество прочносвязанной воды зависит от дисперсности
частиц и увеличивается с увеличением степени дисперсности.
Результаты теоретических и экспериментальных исследований по-
казали, что водные пленки состоят- из многих молекул воды. А. В. Ду-
манский и Бредли [35, 36] дали обоснование многослойной адсорб-
ции, показав, что ориентированные или индуцированные диполи в ад-
сорбционном слое воды (жидкости) могут, в свою очередь, индуци-
ровать следующий слой диполей и что подобная ориентировка моле-
кул постепенно затухает по мере удаления от поверхности взаимо-
действующих фаз. Однако только вода мономолекулярного слоя име-
1 ет измененные свойства и удерживается особенно прочно. Свойства
1 воды полимолекулярных слоев почти не отличаются от свойств обыч-
ной несвязанной воды, .хотя они указывают значительное влияние
на свойства системы вода глина.
Плотность адсорбционно связанной воды, вычисленная различ-
ными исследователями [30], составляет 1,2—2,4 г/см3. Надо пола-
гать, что неодинаковость результатов измерения плотности, получен-
ных различными авторами, зависела от того, что измерению подвер-
гали полимолекулярные слои различной толщины, в то время как
максимальную плотность имеет вода в мономолекулярном слое.
Уплотнение слоя связанной воды понижает температуру замерза-
..ния до —78° С и снижает электропроводность [30].
Слою рвязанной воды, согласно работам Б. В. Дерягина, при-
сущи также механические свойства, такие как модуль сдвига, предел
.текучести и другие, которые находятся в тесной связи с толщиной
..слоя. Б. В. Дерягин считает, что по мере удаления от повер
твердой фазы в глубь жидкости ориентированная
йпп°ев исчезает не постепенно, а скачкообразно и, в ззви НЙМНОГИХ
< РйрОды п°Дкладки, толщина слоя может колебаться молекут
>лекулярных слоев до слоев в несколько десятков молекул
;(~10-’см).
количество связанной воды в шликере ВЛ’*Я®Т
®ышение температуры способствует уменьшению ро приводить
4 * Слоев из'за большей подвижности ионов. ч™ должн сРободной
2МеНЬшенИ!0 количества связанной воды и уве в шликере
•Лв“ в ШликеРе- Увеличение количества своб°дд° пря повышении
^емпестно с Улучшением текучести самой воды р
емпературы дает суммарный эффект понижения вязкост
лгп и рыхло связанного сл0.
„ПОЛНО связанного Г аяиИ; причем с возЛ» щ
На толшнвУ ?Рву10щИе в ихв°^лщИна- слоев уменьщ^Ч
влияют ио”ы’цаствуюи1их я°нобразовывать слои катионы м *. |>
валентности Уда сПособность оор атион одновалентный *4
силе действия на go м образу* и т. д. Таким обра«-Ч
ставить в ряд "атиоя трехвалентн анИЮ более МощЗ’о-
'>«а"““х)' вми“
Ж?? _й AL‘i ап е различным содержание,
с опы7ы ПО РазЖИХ0Ду что чем больше воды связыва^Ъ.
ной воды привоя к ита требуется- для его разжиже^
-риалом, тем больше электролитов в свободную воду пер *
видимому, под Деи,анНые слои воды: поэтому,- на глины, к^-
только рыхло смаа“НХзэнной воды, электролиты действуй
г®»' содержащие немного рыхло CBi^
ВОД м моЯ₽ийе- вязкости шликера характеризуется тем, чт0 с
ияЛола увЛичивайшая эффективный .объем частиц, пеРеход1„
Хектйного объема частицы под действием электролита в рг
Йоп В результате изменения соотношения вода - эффективный
ем твердой фазы'в сторону/увеличения содержания воды вяЗИг
системы уменьшается. - г
Парафины в качестве жидкой фазы термопластичных ииикщ
Применяемые при изготовлении термопластичных шликеров napat
ны относятся к предельно насыщенным.- соединениям углерода с i
дородом с общей формулой СпНгп+г и представляют собой проду
переменного состава,- состоящий преимущественно из' углеводорог
от нонадекана (С19Н40) до пентатриоктана (С35Н72).
• ...Свойства нормальных углеводородов зависят от длины угле|к
ной. цепочки; с повышением последней растет молекулярная мак
повышаются температура плавления и кипения, возрастает их и
ность и вязкость. Диэлектрическая "проницаемость парафина км
лется в пределах 1,9 2,2 и уменьшается е повышением температур
0 7?ип1П77ИТ ? от 16 доЛ0 плотность при 100° С -изменяется
ненияЯсК°иЬ П₽И 100°с У соединения С19Н4о равна'1 П, а у сое:
ских парафиЕ плавления тех®'
П- Д и Е, расположенный ’ИУ°ТЫ продукта и для марок А, &
изменяется от 54 до 40° гВ Р,орядке Уменьшения степени чисШ
парафинов прй йзгидб°е :^Х^хая™я " прочность техник
яии -от 7 ДР II от 26 ДО 39 кгс/см2, при ра^
ми растворителями (бёнЙ?1”1 легко Растворяется органу
(бензином, летрадейный СеР°У™еродом),' углевод^
cSa™x маеед при ЯЛ МинеРадьнЫМи маслами. Д^'
снижаюгтемператупу ппЛп ельном снижении вязкости no4fi!
52аз=сЯаРкФ1Н2 с«Йаг?атХЯ„яПтарафика- тТкМдоВбаВлениебГ
равен 0,0001ФфиЦиент ТеРМиЧескоР0УРрУасщГо 3™еРзвания сД:
Кроме техниче Расширения жидкого- пар"’
литья из тер^
65—88° с, т е бппараФин°вого ряда К0Т0Рые также явл’
Углеводороды' бЛа® высокой, чем^’Лп 1 темпеоатурой п®8
«аоафнноВ> Нерезаны хорошо раствопяк-п- ..
чем «Ри нагревании масло из них не ХотЛ1Нераль«ы« масла „„
V ларафиин- С парафином церезины гмп, «авт, как это пппм ’ ПРИ*
фениях- Как и парафин, церезин явля^пяВ^Тся в Любых СООТИОТ
диэлектрическая проницаемость его coct»L П0ляР»«м вешЛъ
А В технологии литья термоплаХ^Л 2,25-2,5 Ществом-
же' полиэтилен, высокомолекулярный n“naXKepOS приМеняют __
задай непредельного углеводорода (СН21с1П-/1рОДукт по^меои-'
ным строением (-CHs-CHa-CHa-J^ в цепи мм СН0Рмальным линей
дятсЯ редкие боковые метильные группы /Сн1Кулы второго нахо'
диэлектрическая проницаемость полиэтилеЬ.ГJ и атомы кислодопТ
полиэтилен смешивается во всех соотношениях8*3 2Д С паРа<Йм
еГСя в качестве добавки, увеличивающей? vcSl ” часто ^полиу.
особенно важно при литье таких тяжелых ЛЧИВость шликеров что
сплавы. Молекулярная масса полиэтедена л^?РНаЛОв’ как твердое
25000, плотность составляет 0,922 г/см* ЛТ в пределах 1800&2
ния равна 108-^115° С. Удельная тепплЛ^Пература его Размягче
25° С находится в пределах 0,50-0 68 полиэтилена при
. Обычно при литье термопластичные матеой;„
; чистом виде, а в виде взаимных растворов лТЛ применяют не в
но активные вещества. н Р°8> содержащих поверхност-
4, ВЛИЯНИЕ
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ
НА СВОЙСТВА ШЛИКЕРОВ
Образование шликеров сопровождается протеканием
tадсорбционных процессов, обусловливающих строение и
’’свойства поверхности твердой фазы.- В свою очередь, по-
верхностные явления оказывают- влияние на седимента-
ционную и агрегативную устойчивость шликеров, их
тиксотропию и дилатенсию. i
h ' Адсорбция.^ Явление адсорбции выражается в кон-
центрировании растворенного вещества и растворителя
Ца поверхности фаз. Так как адсорбция является по-
верхностным явлением, то, естественно, она имеет огром-
ное значение для шликеров, твердая фаза которых обла-
гает большой поверхностью.
Поскольку адсорбция сопровождается уменьшением
свободной энергии системы, она является процессом са-
мопроизвольным.-Так как свободную энергию поверхно-
сти твердого тела можно снизить в результате адсорбции
‘^Ществ, частицы которых имеют силовое поле меньшей
штенсивности, чем у твердого тела, то адсорбироваться
ЛогУт преимущественно те вещества, которые способны
•Снижать поверхностное натяжение тела..Твердая фаза
л шликерах может адсорбировать газы,г пары жидкости
<гяя Адсорбирующее тело ца
оастворенные _ адсорбтивом зч
“/адсорбентом, адсторлейрствующих адсорбционных
ЮТ В зависимости от де химическую адсорбцию. Ь
различают физическую ма>- молекулы адсоВЛ
Км сдУчае аДК°хнОс?ью адсорбента силами Ван-Q
связаны с поверхность рбции; называемой
альса. При ^ДКобычно необратима, действуют^
сорбцией, к°т,°РанЯные> ковалентные, координаций
ческие силы физическая адсорбция протека^
связи). В Хппооизвольно. Адсорбция -сопровождав
0СЙ°^Кией т ^процессом, обратным адсорбции. В*
Киь?ате протекания этих двух процессов наступает i
сияние адсорбционного равновесия которое завЙСИТ(.
температуры и концентрации адсорбтива. С повышу
температуры количество адсорбированного веществ
уменьшается и, наоборот, с понижением температуры,
увеличивается.
Зависимость адсорбции от концентрации, называ
мая изотермой адсорбции, показывает, что чем боли
концентрация, тем больше адсорбция. Для достижит
предельного значения адсорбции Существует определе
ная концентрация адсорбтива, при достижении котор!
и при повышении которой рост адсорбции приостана|
ливается.
По Лэнгмюру, уравнение изотермы адсорбции в:|
ражают.следующим образом:
Г = Гтах^?’ Й
С равновесная концентрация адсорб^
при постоянной температуре;
шах, —максимальное значение адсорбиии
я ве значение Для данной концентра®
остоянная, представляющая с0
в коэффициент, равный
постоянные величины Вг^равнение Лэнгмюра вхоДЯ1^
концентрациях адсопбтипах ЛЛ’ адс°рбцию при j
в виде Дсорбтива (С мало) можно изобр^
Г = Ггпах
а С’
- указывает на то, что изотерма адсопбпим
пжна представлять прямую линию. Это7н1ачале
^Действительности. и наблюдает-
СЯ Если в уравнении Лэнгмюра пренебречь в
к.,е величиной а, что можно сделать нрРи большихX
центраДияХ’ то
Г =® Гтах'
(22s)
Последнее равенство показывает, что при достать
н0 больших концентрациях адсорбтива адсорбция до’
стигает предела и уже больше не зависит от кониентпа
ции, что также соответствует действительности.
Однако для средних концентрации величины ад
сорбции, вычисленные по формуле Лэнгмюра, не всег-
да совпадают . с величинами, , найденными опытным
путем. В этом случае пользуются эмпирическим уравне-
нием Фрейндлиха, которое выражается следующим
образом:
1
-*=КСп, (23)
tn
где х— количество адсорбированного вещества,
выражаемое обычно в миллимолях;
т— масса адсорбента, г;
С — равновесная концентрация адсорбтива,
моль/л;
К,п—константы (Для данного случая адсорб-
ции) .
Константа К. представляет собой количество веще-
ства, адсорбированного 1 г адсорбента при С=
моль/л, т. е. для каждого адсорбента и адсорбтива.
На характеризует способность адсорбироваться. При-
еденные уравнения, таким образом, позволяют рассчи
иать адсорбцию адсорбтива на адсорбенте в каждом
индивидуальном случае.
ПопАСорбцию, 'протекающую в шликерах, можно Р
апсппй На аДсорбцию неэлектролитов (моле^Л^Р ^0.
и адсорбцию электролитов, к°гда „жа.
адс°РбиРУются ионы электролит ,
аДс^0«ЛекУЛяРная адсорбция зависит от c8°^JBnC0^ln-
5иРбт«Ва и адсорбента, и в основном от их поляр.
ПРИ этом, чем хуже адсорбируется р
о rtv.neT проходить адсорбция
сорбенте, тем лучше бУд носТИ твердого теЛаР Ч
пенного вещества на по^Р аДСорбцИонной споСоб
Р При опРе^ел0ебычно используют значения диэдЛ
с полярностью обичн тв, цринимая. их за
ческих постояннее Неполярные адсорбенты
л яркости вещест ' ые адсорбтивы, а- полярный
адсорбируют непол р аДсОрбтивЫ. Для поляру/
СОрбе"сш№сХет правило полярности, сформул,р ‘
Щ«тВпЧ™^Хдером; согласно которому Уй{*
адсорбции Хства С на поверхности раздела ф1!‘
и В будет:
ел >ес> ев или ел < < ев,
где еА, ев, ес — диэлектрическая проницаемость q
ответствующих фаз.
Так, например, анилин (s—7,3) в системе вода (jt
—81) — толуол (е=2,4). является поверхностно акти
ным веществом. Из” правила полярностей также выь
кает следующее: чем больше разность полярност
между растворимым веществом и раствором, т. е. че
меньше растворимость' растворенного - вещества, те
лучше оно будет адсорбироваться.
Молекулярная адсорбция ^характеризуется смат
ваемостью. Жидкость,, хорошо- смачивающая повер
ность адсорбента, препятствует адсорбции растворен!
го вещества— адсорбтива.. Например,, хорошо смач
ваемые водой глины плохо адсорбируют растворена
ЛнТ И3 водной сРеДЫ. В то же время они хорос
скольРкуРплоТхпВпЩеСТВа И3 УглевоДОродной среды, и
Такое УповеденирМагпВЗЮТСЯ неполяРными жидкостям
ным выше правилом пН хороШо объясняется- привел?
< При CMauS полярности П. А. Ребиндера;
Поэтому смачивание 1’хяпД0Й $азы выДеляется тепло*
ния, т. е. таким количреХаКТерИзуют теплотой смачй?
ся при погружении 1 г °М теллоты> которое выделя
в данную'жидкость трттп Порошкообразного адсорбей;
интенсивность адсопб4тил«Та смачивания характер^3}’
твердого вещества ?жиПаН0Г° Взаимодействия су^
ныСдаТТя УгляСв~Т-НапримеР, если И
согт В' Дубинским с гл бенз°лом (данные
составляет Ц,6 ц 28 3 кал£ТрУДНИками) соответстве*
» а теплота смачивания я
Bbl — х _ — _ н А л» л »*» ' — . - Л. лО ЭТО значит, что
уголь обладает очень высокой активностью к бензол?
а почва — большей активностью к воде. у’
Говоря о молекулярной адсорбции, можно заклю-
чить, что . из неполярных жидкостей на гидрофильных
веществах- хорошо должны адсорбироваться повеох-
ностно активные вещества и, наоборот, из полярных
жидкостей должны хорошо адсорбироваться поверх-
ностно активные вещества на лиофобных телах. Моле-
кулярная адсорбция встречается преимущественно в
термопластичных шликерах, а также в шликерах с ор-
ганическими жидкими фазами. н
При адсорбции электролитов адсорбент адсорбирует
не молекулы, а ионы, на которые распадаются молеку-
лы электролита в растворе. Чаще всего адсорбция
электролитов наблюдается в водных шликерах.
Адсорбция электролитов зависит от природы адсор-
бента и природы ионов. Она происходит на телах, со-
стоящих из полярных молекул. При адсорбции ионор из
растворов полярные микроучастки адсорбента адсорби-
руют противоположно заряженные ионы, которые соз-
дают на . поверхности частиц шликера поверхностный
электрический, заряд в виде двойного электрического
слоя.
На - способность адсорбироваться влияет природа
донов. Чем больше валентность ионов,-тем сильнее он
^способен притягиваться и. тем лучше протекает адсорб-
ция. Из ионов одинаковой валентности лучшей адсорб-
ционной способностью обладают ионы с большим ра-
диусом, так как они при гидратации покрываются гид-
ратной оболочкой меньшей толщины. Поэтому иоиы
^Li+ и N,a\ обладающие меньшим диаметром, но большей
^гидратной оболочкой, хуже адсорбируются, чем ионы
Rb+ и Cs+. Для катионов существует так называемый
ГРЯД Хофмайстера Г 8, 37, 38], который показывает, что
^каждый стоящий в нем. ион может выТ?снить при
.адсорбции' ион, находящийся справа: Н >А1 ->
>Ва2+ > Sr2+ > Са2+ > Mg2* > Cs+ > Rb+ >
^H+>K+>Na+>Li+ Шликеры изменяют свои харак-
теристики в зависимости ot адсорбции лево- или право
стоящих ионов (табл. 1). .
f Ионы, которые находятся в дисперсной сред -
при адсорбции на поверхности твердой фазы Р
?Уют поверхностный слой с положительным или отриц
Jr
, ... «ИКЕРА В ЗАВИСИМОСТИ От^’
о.л₽ ХАРАКТЕРИСТИК ШЛИТЕРА (<+, _ УВЕЛИЧЕНИЕ Ч
измЕНЁкЖона в ря^_» УМЕНЬШЕНИЕ)______________ Е|
Ион
Характеристика
левосто-
ящий
пр> I
’Чч
Толщина двойного слоя .
Дзета-потенциал • -
Пластичность .'
№» г.ерд«’ь ' ввергающихся
+
+
+
+
+
+•
обусловливав
заряда. Последний
тельным знаком
появление скачка потенциала на границе между тве;
дой и жидкой фазами, способствуя таким образом агр-
гативной устойчивости частиц. Величина потенциал,
возникающего на границе между поверхностью твердс
частицы и раствором, определяется концентрацией те
ионов, которые являются общими как для твердой, к
и для жидкой фаз., Те ионы, которые принадлежа
к обеим фазам и концентрация которых в раствор
определяет величину потенциала на границе фаз, назь
ваются потенциалопределяющими ионами. Они обрг
зуют внутреннюю обкладку двойного электрическо:
слоя. Адсорбция потенциалопределяющих ионов ноет
избирательный характер и определяется следуют
положением [7]: из различных содержащихся в .раст^
ре ионов на поверхности твердой фазы адсорбирую*
тр кот°рые входят в состав кристалла, а таю
шетку Тсиг могут Достраивать его кристаллическую Г
Обменипа а4С0Р^ция является специфической.
ровать из па Твердая фаза может адс^
причем в обмрп/3 путем обмена определенные
двойного электрическог^слоя [7?“ На₽ужяой °бЙ”
твердой Нфаз, ^риоолы3 зависит природы жидК°® ‘
Шегося на ней двойного^ п°РбИруеМЫх ионов и И'Й
при этом различать апгпгЛЛеКТрического слоя.^Сле®/
Кислотные адсорбенты ЙеНТЫ кислотные и <&яо^
Р НТЫ обменивают с растворами *
тионы. В этом случае твердая фаза за™
"льяо, наружная обкладка состоит из,Р*ена отрица.
J твердой и жидкой фазами происхап ТИонов> а меж-
обмен. Основные адсорбенты обменивав Катйо«ный
аНйОны. При этом твердая фаза .заряжеХ раствоРами
н0, а наружная обкладка состоит АЛ пол°житель-
твердой и жидкой фазами происходит анЛ°Л0В- МеадУ
Кроме того, существуют амфотерные апА“ J Ьш обмен-
ляюшие в раствор, в зависимости от Bbwe-
тиояы, так и анионы. Условии, как ка-
При обменной адсорбции адсорбентом
поглощаются ионы одного, знака пои зАА раствоРа
та в эквивалентном количестве пеоехпна^3 адсоРбен-
ионы того же знака. р ходят в раствор
Обмен ионов на границе твердой и жилипй а
жет быть выражен следующим образом А фаз мо*
при катионном обмене
RKat~ Н+ + Na+ 4- СГ £ R Rat~ Na+ 4. СГ 4- Н+,
при анионном обмене
£4п+ ОН~ 4- Na+ 4- СГ RAn+ СГ 4- Na+ 4. ОН”
R в реакциях означает каркас молекулы ионита, т. е.
адсорбента, не участвующий в обмене. Kat~. и Ап+ —
фиксированные' ионы каркаса, обусловливающие обмен
ионов твердой фазы на ионы раствора. В двойном
электрическом слое они нейтрализуются подвижными
ионами Н+ и ОН-. -
Количественные закономерности обменной адсорб-
Ции, выведенные с учетом термодинамики, отражены
в Уравнении Б. П. Никольского [39]:
„ 17z2 \
« и2
(24)
Где и Х2— равновесные
ванных ионов
количества адсорбиро-
на единицу массы ад-
сорбента;
а1Иа2—активность ионов в равновесном ра
творе;
zi и z2 —, валентности ионов;
К— константа, ионного обмена.
С помощью константы ионного обмена ®
Б. П. Никольского установлены Количественна
шения между двумя обменивающимися -ионям1е
мер, при обмене одновалентных ионов, таких Л
К+, уравнение обмена имеет следующий Бид- КаК
*Na+ Г St
= К------- fr
у • l К
"к+ Х
Помимо концентрации и валентности, на йолЙЧе
поглощенных адсорбентом* ионов в процессе об* '
влияет также объем иона вместе с окружающей гцд^
ной оболочкой, т. е. его гидродинамический объем *
...„ГИМОСТЬ УТИНОГО ОБМЕНА ОТ ПРИРОДЫ ИОВД. „
Вытесняемый катион Количество ионов (од от емкости по- . глощеяия), вытес- ненных различными вытеснителями Вытесняемый. . катион Количество Ямв (% от емкости^ глощения), вытк ненных различи^ вытеснителю»
№,01. . • КС1 NH.C1 KCI
Li+
Na+
К.
Rb
Cs+
H+
68*
66,5
48,7
37,4
ЗГ,2
14,5
Mg* 2+ 31,22
Са2+ 28,К
Sr24- ч—-— 25,75
Ва3+ — 26,75
La3+ — 13,56
Th4+ 1.S
Наиболее
хорошо изучен процесс к -следуя®
на. Изучение его позволило сформулир вХо)№
закономерности [7]: 1) способность к • щей&
в поверхность адсорбента, вытесняя Танее g
катион тем больше, чем выше валентность и ’ ь8,
делах ионов4 одинаковой валентности вытесн в
способность катиона тем больше, чем больше^
масса, т. е. - чем меньше - гидродинамический
2) способность катиона быть вытесненным с D
ности адсорбента тем больше, чем меньше его в «
ность; из ионов одинаковой валентности в болЫП^с’
личестве вытесняется -катион с наименьшей ато
массой, т. е. с наибольшим гидродинамическим °®ъйо8(
Зависимость катионного обмена от природы
может быть проиллюстрирована табл. 2 [7], в
приведены данные, полученные при действии на г
пиком насыщенную одним из лепечи™*,
S растворами NH4Cl или КС1. Таким о6р"м„ ката°-
«<« происходило либо ?онаМиЛН1-, либо ионами К+
под емкостью-поглощения, указанной в табл у „ '
S 2 вДидно. ЯТО.ИО, NH^nJcXaXe°c?HaTlOM6^3
емкости поглощения Li , в то время как ионы водоподя
могут вытеснять только |4,5% емкости его поглощения
Приведенные данные подтверждают результаты работ
[8, 37, 38], в которых- приводится ряд Хофиавтер?
Анионному обмену в глинистых шликерах было уде-
лево гораздо. меньше внимания, чем катионному Для
анионного обмена- Зальманг [37] предложил ряд по
смыслу аналогичный катионному ряду, в котором анио-
ны располагаются в следующем порядке: SO|~<F~<
< NO^< Ch < Br- < I- < CNS- <PO*-< P2O«-<
<COf”<ОН- Анионы, расположенное с правой сто-
роны рядй, "обладают большей-адсорбционной способ-
ностью. Обмен ионов сопровождается изменейием pH
среды в водных шликерах.-Это происходит в том слу-
чае, когда ионом, обмениваемым адсорбентом, является
водородный или - гидроксильный ион [8]. Когда адсор-
бент заменяет на какой-нибудь катион водородный ион,
то, поступая в раствор, последний подкисляет его. При
этом pH среды становится <£7;' Когда адсорбент заме-
няет на какой-нибудь анион гидроксильный ион, то рас-
твор подщелачивается. При этом pH среды становит-
ся >7.
Процессы, обусловливающие устойчивость шлаке-
Р°в- Причины,* приводящие шликеры в устойчивое со-
стояние и способствующие его стабилизации, .м°тут
быть объяснены теориями Б. В, Дерягина и П. А. ге-
оиндера. Б. В. Дерягин разработал основные положе-
ния теории устойчивости дисперсных систем с учетом
сил молекулярного притяжения между частицами и с
,Лектростатического отталкивания, проявляюши Р
К«ИЖении одноименно заряженных частиц. • •
|индер обосновал учение о структурно-мехашлческо°_
ПАпТОре стабилизации, возникающем у шл” р бавле-
смачиваемой твердой фазой без или при Д
1!нии ПАВ.
, устойчивость обусловлю-
гт к В Дерягину, У частиц двойного Эл *4
л Ганием на поверхности
,°S? «« (/>”С-Лиффуз»“ого СЛ0Я <*>* АЙ
пйонного слоя («) ия?т^отенциалопределяющие^У
ционный СЛОЙ вкДЮдяется некоторое количество Пр^
к которым присоединясть проТИВОИоноВ располож/^
воионов; осталь диффузионном слое дЙСп \
сионной средЫуПри Та3
строении, когда противоиг!
,ны расположены диффузЛ
имеются два потенциала 9.
г границе фаз. Один из ни^
полный или термодинам^
А С
+
+!
+
+
+
+
В а В
&
Рис. 10. Схема строения двойного
электрического слоя и график па-
деиия потенциала
ский потенциал <р- Пре,
ставляет собой падение в»
тенциала между твердой!
жидкой фазами/Он опреде-*
ляется активностью,у т,
эффективной концентраций
потенциалопределяющих
ионов в дисперсионной срН
де. Другой потенциал, и
зываемый электрокинеж
ским, или £-тютенциало
обнаруживается при относг
тельном „ перемещении F
Таким образом, . если
представляет собой падея
потенциала во всем дво®
слое, то £ — это падение
тенциала в диффузной его частиц Величина £-потеН®-
ла зависит от состава жидкой фазы.. Когда в ЖйД
среде увеличивается содержание тех же ионов,15
рые являются противоионными в двойном электрич#
слое, происходит сжатие диффузионного слоя. Пр0 3
происходит переход, некоторой части ионов в аДО
ционный слои и снижение ^-потенциала. При
общегоеионяННУЮ С₽еду электРолита, не ЙМе*' <
ИОННЫЙ Ионами диффузного СЛОЯ, про« \f‘
МИ по знаку ион замеЩ'ение Противоионов ОДН00”^
лгЛХ! слуХ пп Электролйта- Величина ^-пот J
ных ионов иУих гиппя^5^051 валентностью оДН
их гидратацией. Влияние валентно^
„а ^-потенциал, если учесть, что толщина
Стоического слоя изменяется пропорциональиг
з^алу, выражается формулой [7] У нально С-по-
(26)
^—толщина двойного электрического слоя-
где х- константа, зависящая от температуры- ’
2- знак суммирования (для тех случаев когпЯ
раствор содержит несколько электролитов
С ионами различной валентности);
концентрация иона;
z— валентность иона.
Как видно из формулы (26), присутствие многова-
лентных ионов в шликерах должно резко сокращать тол-
щину и, соответственно, С-потенциал двойного слоя.
‘На С-потенциал влияет также радиус ионов, с увели-
чением которого снижается степень их гидратации (для
ионов одной и той же группы периодической системы).
Менее гидратированные ионы вызывают большее сжатие
диффузионного слоя и большее падение С-потенциала.
Когда к суспензии .добавляется стабилизирующий
электролит, т. е. электролит, содержащий потенциалоп-
ределяющие ионы, то. при небольших его добавках про-
исходит увеличение обоих потенциалов. При дальнейшем
увеличении его содержания, когда поверхность частиц
.заполнится потенциалопределяющими ионами, происхо-
дит сжатие диффузного слоя и связанное с этим падение
С-потенциала.
Толщина диффузной части двойного электрического
слоя и значение С-потенциала являются определяющими
величинами при стабилизации шликеров электролитами.
Увеличением их значения должна повышаться агрега-
ивная устойчивость шликеров.
шт. я оценки влияния электролитов на стабилизацию
<cornKeP°B пользуются правилом Шульце — Гарди |7, J.
fHopJCHo кот°рому флокулирующее действие оказВ1п
ftnlv ®лектролитов,-заряд которых ПРОТИВ(^ОЛО* nvIO_
>;*Цего гга7ИЦ твеРД°й фазыГпри этом сила флоку РУиИ
®acTe-fe$CTBH51, характеризуемая порогом фл У
э с Увеличением валентности ионов. «
^лОк *СИМость между концентрацией электр
’Чт° КонпРУЮЩИм Действием ионов заключает •
’ к°нЦентрации одно. двух. и Трехвалентных катионов,
Mie
пню находятся в прибЛи
»«зИваЮнет*Л°^°^а зависимость- имеет <,?*
СМдая^ХЯ^'’*Ф?,!Т,'’,’ЫМИ -ВЛЯЮТСЯ
"&°ДЛЯ
действий электролита ей способностыо, jfЛ(
СР0ДсЧ
Si теда „Хорога флокуляции катионы Прй 0
П° Вб Хоне располагаются р следующем По
и том »eaH^HK+>Rb+ > Cs+ > Mg2+ > с.у
I ?+»*>> 14
D 24*
> регулирование свойств шликеров,- стабилизироВав#.
электролитами,-производят^ изменением pH путем п
личХ В растворе концентрации ионов Н+ либо О»
Влияние pH среды при этом рассматривается [7] t
влияние фактора, изменяющего величину С-пртенциащ
толщину диффузной части двойного электрического се
Если приготовить, суспензию, издистиллирован
воды и порошка дюбого материала,’то в начальной г
дии произойдет взаимодействие воды твердой фа:
О характере этого взаимодействия можно судить по г
чению pH дисперсионной среды, которая отличается
pH дистиллированной водыч На. рис,. .11 приведены з'
чения pH водных суспензий различных материалов,;
лученных перемешиванием порошков с5 дистиллиро^
нои водой.
чае?Хт^ИпННая среда меняет значения pH благое
даемому пйХСТВ°рению в не® Дисперсной фазы, набt
мых. Напоимрп\М1аппрИадов’ практически нерасШ)
10-4 г в9\°п°чг воды ПРИ 20° С растворяете-:
1(Н г МеО3’ i Л Г Ве0> 4.10-^f LaA '
1о-5гвь(И 34П^ЛЛ2°3’ 4,6-10-4 г ZnO, 1
разует суспензии пН LCdS И т‘д* Часть материал t
пользуемой дистилРпИплОТОрЫх становится меньше
р“на 7); cycnSX™"0’ воды «7- eufflPH
ofin* М у вменяемой Материалов имеют рЙД
свт от ТОГО, к какой из э^'’
?гсЯ Мат*гН"“" ~ ’ *• ' - * шкипера
Й- язмененип pH от И путем добавления НС1
1 ПР/пН в двуХ 0ПРеделенных пределах шликер
*а°Гтся. Уровень стабилизации зависит от исход •
'б^Йенйй pH шликеров.вКак_было определено в ра-
Многих исследователей, минимум вязкости шлике-
—'мГ'вддзп с ‘ZrW
ZX_ZXZSXZ_ZZ—EZ.— 77 у— г1-
WA TLCrBg KB? LaBt CtBTz?^
AIHJW ZrH KN ВИС SUL
-
рцшщЗы ;
Mo5i? TiSLr- " s
.. ~-1—__j________i t
5 о 7 g 10' -и
Рис. II- Исходные значения pH.водных суспензий различных-материалов
’ров, приготовленных-с одинаковым-соотношением т:ж,
сесли они не тиксотропны,. соответствует лучшей стаби-
лизации дисперсной фазы шликеров. Судя’ по Этому при-
знаку, .в работе [20] было показано, что лучшее разжи-
жение и, соответственно, максимальная стабилизация у
фликеров с кислыми материалами наблюдается при до-
бавлении NaOH, а с основными —при добавлении HCL
Гак, на рис. 12 показано, что шликеры SiC, NbC, MoSi2,'
представляющие собой шликерыкислых . материалов,
Леют минимальные значения . вязкости при - больших
уЛ1Чениях ₽Н. У шликерон-Si, Сг, SisN^j, SiO2, AI2O3 мак-
цр.овРемеино стабилизация происходят, при добавлении
С ' в Работах [42—51], в которых были определены
Lдвести вязкости от pH среды, также показывается,
’Ъх й ^ликеров ZrO2, ВеО, UO2, ThO2, ;пр'едставляю-
(йма^и°И осн°вные-материалы, лучшее разжижение„и
ЙС1 Ная стабилизация достигается при добавл
4тьЛмЯг!1Ие РеакЦии среды' на агрегативную устоичи-
,а кР*мния° Рассмотреть на примере суспензи кар
ЧастиЦЬ1 которого в чистой водеJaPa^.
Шенилл J10’ и гидрозоля Ре(ОН)з С полож
твердой фазой.
ри
Рис. 12. Зависимость вязкости шликеров
от я
1 - Мо; 2 - W; 3 - Si; 4 - Сг; 5 - Си; 6 — Ni; 7 — Fe; 8 — '
9—иО2; 10 — ThO2; 11 — А120з; 12 — ZrO2; 13 — SiO2. 14
16 — MoSia
путем добавления NaOH приводит к увеличе j;
тенциала, который становится максимальным »¥
= 11,4. Дальнейшее повышение концентрации
системе резко снижает электрокинетический П
Повышению электрокинетического потенциала V j?
pH до определенной степени способствует то, oj
Н , соединяясь с ионами ОН", уходят из дифчД
двойного слоя, замещаясь катионами метала. /
’ случае Na+), что приводит к расшиоХД Аа«-
£01 Повышению С-потенциала способствуе?Ф?УЗН0'
Учение насыщенности адсорбционного сло1 К>Ке
Определяющими ионами, ПрИ ляп,ной Слоя потен-
*рН (=>11,4) происходит снижение ОТрицаХ™6'
Орокинетического потенциала за счет S ьиого
зной части двойного электрического слоя поЛ Д«Иф'
>М высокой ионнои силы раствора [81 Д Д ист’
Понижение pH при добавках соляной кислоты пп„
1ИТ к снижению адсорбционной плотности ОН- и
временному уменьшению отрицательного Е-потЛпй'
| Изоэлектрическая точка, т.е. электронейтральный
,яд частиц карбида кремния в суспензиях, находится
л РН=3. При этом значении pH вся система с?ано
ся электронеитр альнои [52, 53]. Максимальная агое-
ивная устойчивость суспензии карбида кремния на-
едается при рН = П,4, т.е. когда значение £-потен-
ала достигает' своей максимальной величины. При
ix значениях pH шликеры SiC приобретают лучшие
генные свойства (см. рис. 12).
Частицы гидрозоля Fe(OH)g в чистой воде проявля-
положительный заряд. Потенциалопределяющими
j них являются ионы FeO+, а при большей кмелотно-
II среды также, и ионы Fe3+ [7]. Добавление ионов Н+
(зводит к взаимодействию с молекулами Fe(OH)3, §
зультате которого образуются новые потенциалопреде-
/ющие ионы FeO+, увеличивающие как общий (<р), так
/[•лектрокинетический потенциал. Увеличение pH после
/гижения насыщения поверхности потенциалопреде-
^ощими Йонами приводит к снижению ^-потенциала и
ютере системой устойчивости. пптенциал частиц
С уменьшением кислотности С по ci-замеши-
вает. В этом случае компенсирующие с потен-
ия ионами гидроксила, которые св зы^^^ диссоции-
алопределяющими ионами, Пои этОм па-
ванные молекулы FeOOH или Fe( *3' йет уд, его
/т ^-потенциал, а когда pH среды Д сйстема при
Личина становится равной нулю. состоянии.
;=7,1 находится в ®°элеУ₽"ч„е X переходят в
/т°м состоянии ионы диффузион о добавлении
%Рбционный слой, при ДалД"ются ионы ОН-,
‘ОН на поверхности частиц аАСОр_»Рг1роисходит пере-
дающие им отрицательный заряд, про
,асТ„ц. n^5S!X’aib
ЗыДК0Н-. а;зРп°™5тельИЫх. превращав, ,
тмьюзаряжеяные. адстяц свойственно
™Явледа «^ЙствоСТИ суспензиям и 30ад*
лпугим системам, В_ еребра и Др. ТГакие системы'
мюмнния, «ВД^ся амфотерными свойствам^'
„„..тшм отличаютс к ионному обмену Од
типа (катионному^
анионному), но обЛа!
также' свойством
бировать обменным
правило, Q—
ойи не только
способны
S
он'
а .
j----он
—---Н+-
—*-?-Н
0Н~
Н+-
д Н+
- 0Г‘
ррстиич . Среда частица' . среда
Рис. 13. Схема диссоциации поверх-
ностных молекул амфолитоида
тем как катионы, Та
анионы, в зависимс;
от реакции среды. Та
вещества называют '
фолитоидами [7].
Кислые амфолитов
занимающие на рис,
левую часть, попада,-
воду, отщепляют в . большем количестве. ионы
дорода, чем ионьг ОН~, проявляя при, этом кис
ные свойства (рис. 13, а)’Заряд, который прг
ретает при этом частица .амфолитоида, становится от
дательным. Отрицательный зн^к заряда получается в
зультате того, что суммарное количество ионов Н+,
решедших в раствор, превышает’., в данном сд
количество ионов QH~, оставшихся на поверхности.;
случая, изображенного на рис.'13, а, в раствор, вч;
четыРе иона н+ * Два иона ОН'8
два по цпжыф°60ДИЛ0СЬ четыРе отрицательных заря/
ет »2Р»»ательХХ’асУ“ааРНЬ1Й заряд поверхности,
новную часть аппиЛИТ0ИДу’ занимающие на рис-
ионы ОН~ в 60S Взаимодействии с водой отШ^.
ляя при этом осноп? К0ЛИчестве, чем ионы Н+> J
фолитоида по аналог,?6 СВойетва. Заряд основного
Де становится положат С° СКазанным выше в чист
_ Рис- 13 объясняй ЛЛЬНГ (Рис- 13,6). .
бировать путем обменаП°С°6НОсть. амфолитоиДО0
ви””ая емкость поглоша ак Кати°ны, так и’анйо0^
висит от Рн среды Л0Щения ионов для этих веШ^
Если амфолитоид кирлый, то, исходя из пис 1а
.Даданой среде емкость поглощения катионов у'.• 8
С больше емкости поглощения анионов Пой L °
Йом подкислении.цреды будет снижаться емкое??
рдения катионов и при определенной кнслотности сне
i кислотные свойства амфолитоида уравновеХ?*
^основными свойствами.При этом величина отмйа
нового потенциала частиц уменьшится и при опЕ-
:)1еНвом значении pH g-потенциал станет равным нули
'Систем3 приходит в изоэлектрическое состояние Для
мслых амфолитоидов изоэлектрическая точка находит-
ся при,рН<7. Чем сильнее выражено преобладание кис-
лотных. свойств амфолитоида над его основными свойст-
вами, тем меньше изоэлектрическая точка.
। При дальнейшем подкислении среды левее изоэлек-
трической точки поглощение анионов для кислых амфо-
1ИТОИДОВ начинает преобладать над емкостью поглоще-
ния катионов и частицы шликеров перезаряжаются в по-
ложительные. Рост заряда частиц может происходить до
^ех пор, пока не произойдет адсорбционное насыщение
Твердой фазы. При ..этом наблюдается незначительное
увеличение' положительного ^-потенциала. При дальней-
шем добавлении соляной кислоты и соответствующем
снижении. pH происходит снижение положительного
электрокинетического потенциал а., за счет сжатия диф-
фузной части- двойного, электрического слоя под дейст-
вием высокой ионной силы раствора.
При постепенном подщелачивании шликера, получен-
7ого перемещением кислого амфолитоида с дистиллиро-
ванной водой, происходит усиленно его кислотных
Двойств и увеличение отрицательного ^-потенциала. Уве-
личение электрокинетического потенциала происходит
to определенного предела, при котором достигается ад-
,'0Рбционное~насыщение поверхности твердой фазы, а
*ОнЦентрация электролита еще не является ®**сок •
J Ри Дальнейшем увеличении концентрации эле р
жидкой фазе происходит снижение °.ТРД^ Высо-
^КтР°кинетического потенциала под деис^- жл‘,ИТ0ЙДа
_ й ионной силы раствора. Для -кислого а Ф • ала
олютное значение электрокинетического
щелочной среде оказывается выше. ененпя г-по-
5геЛ,арактеР адсорбционных процессов и описанный
зьпп^аЛа ОсНовных амфолитоидов пох°^ точка на-
е> только в этом случае изоэлектрич
ходится при значениях pH>7, а. ^.абсолюТн
положительного ^-потенциала оказывается
-- Л
%
ILOJIVW *-
рицательного. абс0ЛЮтные значения £-поТе„,
Схематически ибкисЛЫХ (б) амфолитоидов в
для основных (Г^казаны на рис. 14. Максима?1*»
МОСТЙНиямР^лектрокинетических потенциалов
S лУ“ая «еф^окуляц» шликеров, выражаю£Ч
« I - ——. fj
вует лучшая Де1
6
Г
\
I
/
/
/
a Г\ 2
s'
У
' /
/
/
I
I.
I
i'll l-l -I I—Г" I 1 1 L—J l-l J
О 2 4 6 8 Ю 12pH 0 2 4 5 8 10 12 pH
Рис 14 Зависимость вязкости (/) и ^-Потенциала (2) от pH среды шлихе
основных {а} и кислых (6) материалов,
снижении вязкости. На рис. 14 кривая 1 показывает да
участка с падением вязкости, соответствующих литейнь'
интервалам. Практически при выборе литейного инте;
вала шликеров можно' пользоваться следующим прав
лом. Шликеры кислых лимфотоидов следует разжижа’
путем добавления щелочей'NaOH, NH4OH, КОН. Ра
жижение шликеров с основными лимфотоидами необз
димо осуществлять путем добавления ^соляной кисли
или других кислых электролитов.
шени^б?тЛтИЛаЦИ-я шликеР°в приводит не только к ул)
рошей запп™<?Х хаРак5еРистик шликера (текучести,5
билизированнырМ‘т>СТИ Устойчивости и т.п.). Ст
ливкиХгодаоя обРазУют более плотные;
обособленных Р УпоРЯДоченин°му процессу упакда
ванные частицы^пакоп^^0^1 частиц- Нестабилен!
лыми агрегатам/ Д п? аются не индивидуально, aj
^е- заполненХ(ФвоП УЛаМи)’ несущими в своем
процессе формования п пУстрты, сохраняющиеся
полости способствуют Н°сле Удаления влаги та5
ВТаки Уличению пористости f
РеГУлиРование3с7о’йствекотпЗМе стабилизации ^е!
которых осуществляется Д°6'
„ электролитов, решающая nont. „
ленйе^ ескому фактору. принадлежит
элеп?нако электрические силы являются Не елМи
й причиной, обусловливающей стабилизацию “5Вен’
»ой Когда электрические силы невелики Хпй Ике‘
fiepSx систем может быть обеспечена зТсчеГсо™
д ^пии твердой фазы, проявляющейся во взаимпЛ?
“™ с жидкой фазой и образовании на и^поверх*
’«,н сольватных оболочек, препятствующихX
л Чтобы стабилизация шликеров происходила по этому
механизму, необходимо образование адсорбционных ело-
еВ которые обладали бы достаточной структурной вяз
костью, упругостью, и механической прочностью. Повы-
шенное сопротивление сдвигу или высокая вязкость
сольватных слоев затрудняет их вытеснение с поверхно-
сти при столкновении частиц дисперсной фазы, что пре-
пятствует флокуляции. Упругость и механическая проч-
ность адсорбционно-сольватных слоев также сильно про-
тиводействует уменьшению зазора между частицами
благодаря силам отталкивания.
Сольватные водные слои образуются на поверхности
лиофильных частиц таких материалов, как глины, кварц,
стекло. Сольватные, парафиновые слои образуются на
частицах окислов, тугоплавких химических соединений
и многих других-материалов. Образование шликеров из
них возможно без добавок каких-либо веществ.
Если прочность сольватных оболочек невелика или
Дисперсная фаза плохо смачивается жидкостью, при по-
лучении шликеров добавляют ПАВ; Их высокая поверх-
ностная активность достигается структурой мол^?^л’
включающей функциональные полярные группы (ОН ,
СООН~, NH^", SOj'H др.) и длинные углеводородные це-
Пи (например, радикалы Т?СпН2п+ь ЯСбНэ и др.)-
При повышении устойчивости водных шл??ер° ’
давлением ПАВ могут образовываться пены. Например,
аурат, пальмитат, стеатит и олеат натрия, ПР° твер.
ДьКую смачивающую способность на n0BePj“ общую
MjQ Тел» стабилизируют суспензии. Ионы им вани.
•Формулу 7?COONa и диссоциируют в воде с: обР^3^^
суспАЛИННоцепочечнЬ1Х ионов ^00 . При• рЫ плохо
ФйлктЗИИ они образуют пены. Пенистые медлен-
но н Jyi0Tc* и продвигаются по трубопр 1 масса
вбираются в гипсовые формы, а набранная
а и хрупк-
порИС?ПАВ, с»иЖ-Юлсушествляют добавками Рп
ла Ра“ру®“ие "леен“и до критических мвви^А,
ними уто«’ать “ш происходит их разрыв, р «%
Sh при кОТОр ДЛт сопровождаться, образов/^
д^^овавв“
шидауги»»^„““гасителей применяют пад,ш
В И’^мс) полиэтилсилаксановую (ПэгЛ
лаксановую нические жидкости Г^*
кости, или >pe»»»i^зависит от содержания иеаоо6.-
Хх его содержаниях (0,3-0>5% *
части шликера) для пеногашения доста,,
Гроз—0 005% массы ' твердой. части шликера, ц
1% вой концентрации пенообразователя требуетсяОД
пеногасителя. .
Образование сольватных слоев, способствующих с
билизации твердой фазы, возможно при частичной р;
творимости ПАВ и условии, когда значение диэлектт
ческой проницаемости ПАВ находится между значен:
ми диэлектрической проницаемости жидкой и тверд,
фаз. При этом для стабилизации ^твердой фазы, суси-,
дированной в полярной жидкости^ требуются поляре
стабилизаторы. Например, парафталевая и тримезир
вая ..кислоты, дипольные моменты которых равны ну.т
не стабилизирует водные суспензии глинозем'а, ЖВД
фазой которых служит, вода, в высокой степени ассоцг
б?аоГЯаРя наличию большого ДИПОЛЬНОГО 5
мента (ц=1,84 Дебая, в=81).
неполяоньтх°пяпе а* теРМ0Пластичные шликеры на
зированы при &е только не могут быть стаби-
коагуляци/твердой ЖяИИ В0ДЫ’ Но’ наоборот, вследеП
ства,- Стабилизацию тпЫ теряют всякие литейные <*
производят олеиновой ЛИК®РОВ„ на парафиновой
Рых дифильны т. е КисЛот°й, воском, молекулы
группы и неполярного из ДВУХ частей: поля?
фИазьтЯСЬ ПоляРн°Рй час?ьюеВв°ДОрОДНОГО радикала‘°5
Ф I, они образуют г> в сторону твердой по^,
Благ?“я окРУ»™” “ХатТНЫЙ сл“й с внешним 5
зиваей" Этому Действие _актиРУюЩим с параФ ,
на значитрП°ЛярнЬ1ми чаСтипЛеКтР°статичесКИХ
еначительно сяижае,^™цам». на молекулы
Таким образом, Характер сил, действующих в пщ»
„.Я определяющих его свойства, эависитот
Хбнии (молекулярной или ионной) и определяя Д'
Хом адсорбированных поверхностных слоев „ Г«с™
S. Если адсорбируются ионы, то определяющими^’
Хвуляшпо ДОЛЖНЫ, быть электрические силы? а СЛ„
Сорбируются молекулы, Л> определяющими метут ока.
□аться расклинивающие силы сольватных оболочек Ол
ако нельзя предположить действие одних сил без’уча-
:стия другие в каждом случае нужно выделять основные
силы? определяющие дефлокуляцию.
Глава II
ШЛИКЕРНОЕ ЛИТЬЕ
В ПОРИСТЫЕ ФОРМЫ
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА
ШЛИКЕРНОГО ЛИТЬЯ
В ПОРИСТЫЕ ФОРМЫ
Шликерное литье в пористые формы является инди-
видуальным, методом формования, нто связано в первую
.очередь с различным -характером физико-химического
^взаимодействия' материалов.с жидкой средой, выбранной
Для литья.. Для каждого материала необходимо выби-
рать жидкую фазу, дисперсность твердой фазы и спосо-
бы ее измельчения,' условия стабилизации, стабилизато-
ры, соотношение т:ж и т.п. Однако несмотря на суще-
ствование особенностей/ возникающих при шликерном
литье в пористые формы многих .материалов, общая тех-
нологическая схема изготовления изделий при использо-
ании этого метода остается постоянной и сводится к
£^™У-' 1) изготовление форм и подготовка их к'
^орпЮ’ поДготовка дисперсной фазы и диспеРси
йирДЬ1; 3) приготовление шликера; 4) литье;-5) и J
отливки; 6) сушка отливок; 7) обжиг или
2. ИЗГОТОВЛЕНИЕ ФОРМ
И ПОДГОТОВКА ИХ К ЛИТЬЮ
JopM шликерного литья можно испол^®^ц^'таким тре-
>0ваниямКОТорого л'егко изготовить форму, отве вд дОСтаточ-
Иям- «эк хорошее отражение конфигурации модели, д
поглощать жидкую фазу ц,л
ть способность погл долговечность. Наиболее ₽па-ъ
ная пРочЯ° Юность к шЛ1Д1 РУгипс, который используется N
ческая неак_тИВН лов оказался г лИТЬЯ. п%
щим из м^епоактики шлике^„1 Гипс может существовав
всех случаях пра гиЯСовых Ф°Р - Q Существующий в при^*1
- ^SO?/2H2O й CaS£4H?a при температуре
CaS°4₽ пвугидра^ пос^ используется при
ВплшаетсяУв полугидрат. ВРО многих кислотах и ЩелОч°х^
1Р , Гипс растворим в воде, в дмМОНиевые, калиевые ’’
Гые соли, хлористы ^Хированном растворе серноКИСЛо Ч
не растворяется в коиден Р Рм спирте. Част0 применяемые
плохо Расте°РяЛТрСитаолить1 (соляная кислота и едкий натр) J
керном литье эл^ гипсовых форм, что сильно влИя'т J
вйго гипса) и в ГОСТ 125—70 (для строительного гипса) ’'
Формовочный гипс должен быть, без примеси, он несколько
рен на ощупь и при правильном затворении водой дает однород
массу.
Гипс хранится в сухом месте в мешках, в специальных бунь
или ларях,-помещенных на высоте 0,1 м от бетонного пола и на-
стоянии 0,45 м от кирпичных и каменных стен. Необходимо ой
гать гипс от воздействия влаги5 в. особенности от прямого попад-
воды.-
Формы изготавливают обычно по следующей схёме [55]:
. 1) изготовление модели из глины или гипса, точно воспроизк
щей очертание изделия;
2) отливка с помощью модели маточной формы, которая ot
от ₽абочей только тем, что имеет несколько меньшие'
М.С I/ 131 >
рабочихИформВЛеНИе каповой Формы, предназначенной для <п^'
В пяТТТ1Ние Рабочей формы.
пвоцесса изготовления гипгпРеДС1ВеНН0 Ф0РмУются детали. С'
Для облегчения отделения „ В£гх форм пРеДставлена на рис. 15 f
Диальные смазки Ф°Рм от каповых применяю’
мы делают цельными и ^ачбппиМЫЛа’ КеРосин4, масла и ВОД»,
ше частей имеет форма. Чаг-ттГа™*1''Чем слоя<нее модель, трм,
II,„B„epx«H0CTb Рабочих форм ппг/°рМ^ соединяются шипами. Р
°Т СМаэки- Р Должна быть Гладкой и тщательно
он облаДаетарядом Ф°рм можно применять
шир^нииЛпяйЯ уГ0ЙЧив°ст₽ь к И Ведоста'гков- таких как низк^
с чем Hanvm°4e^ Ф°РМы, быстоыб РЯЖениям, возникающим ®J(
менениТ™^" глалкая поЕв5°С рабочей поверхности.»^'
С большой мочи ВЫсокопРочно?а гипЬ ? ИзменякУгся РазМ2 Н
иостью И искл™ 0СТЬ1° и Достали П“Са^ Позволяет получать
исключительно малым пЛ°И твердостью, гладкой ^'
Расширением при схваты®аЯ
яако лучшими для этих целей оказались
^па эпоксидных смол, имеющих по coa t ИНтетические Мя„
Существ (продолжительный срок службы™10 « гипсами ПаерИалы
рабочей поверхности, и небольшая маем йСох₽Гением Ряпд не-
экономичность). сса- стабильность Дкой
Рабочие формы готовят обычно ич « Размеров и
дани порошка высокой дисперсности В ^СтвеНных гипсов г .
сти При смешивании гипса с водой обычип₽аМИЧеской промып,»асти'
которое сущк;ТКЮ(, .™яет\™;Х”
влияет иа свойства форм.
Рис. 15. Схема процесса изготовления гипсовых форм:
J — металлическая разъемная обечайка; 2—гипсовое основание; 3 — модель;
14—маточная форма; 5, — кольцо капа; 6 — модель формы; 7 — кожух формы
Перед использованием гипс просеивают ^твЗсяТтотной
пых комков. Смешивание гипса с водойL бходимые свойства,
^пропорции по массе, чтобы получить так ® Жесткость и по-
лках прочность, плотность, сопротивление ис р
глотательная способность. • - „„тпянение большого
. Правильное перемешивание обеспечива У_ Р ж^ы формы,
количества пузырьков воздуха, УвейЛИЧпВа^шХе пузырьки можно
повышает качество форм и изделии. 703ДУ“ вакуумированием
устранить перемешиванием в вакууме. Кроме - сть ([д0 20%) и
гипсовой массы' повышают механическую Р без сииже-
^улучшают качество рабочей поверхности гип
'с™я их пористости. обеспечивающей оста-
Вакуумирование производят в установи: , периода переме-
нное давление 600-700 мм рт. ст. в течение Bcerojj^ на j_
.“Ивания. Вакуумирование удлиняет ср отлитых из вакуу
Мин' Об1Дая оборачиваемость гипсовых фР^ завода «Строи-
’^Рованного гипсового теста, по данным Славутски
’ Раянс», увеличивается на 13,7%. „Лычного лучшей текуче-
Л$акУУмированное тесто отличается от капа< а Фв°Р“ы т0-
’ ’ хоРошим заполнением всех соедин„ вКлючений. KP ,
Й® ОДН°РОДНУЮ структуру без воздушны^ ВКЛ^ набора отливин
,йыщенос таких форм намного меньше, можНО за.
пеРемешивании гипса с водО®®тички%пса, "^^едДется
J в^АйСЛеду,01Дее. На первой стадии части к „с3 Чачрн
10 Водой, покрываются родной пленкой. Гидра«»
спустя I—5 мин, в результате чего гипс приобретает
крема— вторая стадия — и становится готовым nna
формам.. На этой стадии осуществляется -перемещИва Раз2 Ч
как недостаточное, так и излишнее перемешивание п йе>’ Пп* •
ность схватывающейся массы. В третьей стадии h
стадия называется периодом пластичности. Иглообп Ф°Рми? ¥
лы. гипса начинают расти, переплетаясь один с други аз1,Ьге {Ч А
ста'дии типе переходит в состояние первондчальиог' Л
гипсовая масса становится довольно прочной Ппи Г° ^ва-г^Ч
РЯ'^а&!^вХ
консистенция, ч, НгР/ЮОч гипса
Рис. Влияние конй(.
дни гипса на прочное^
плотность (2) И ВОДОПог
щеиие (3) [161
са с водой выделяется большое количества тепла.' Количество к.,'
вступившее во взаимодействие с гипсом, оказывает существен
влияние на его свойства (рис. 16). В процессе схватывания гипср.
ширяется примерно на 0,15—0,2%; На эту величину влияют теж
тура перемешивания и скорость схватывания. Применение холод-
воды, уменьшение ее количества в смеси й быстрое схватывание ой
печивают большее линейное расширение гипсам- *;
Изготовленные формы сушат до влажности 5% (свободной!,
ти).Такие формы прочны, устойчивы к истиранию, разрушению?
г?™’, Сушат Ф°РМЫ обычно в камерах-сушилках при 5(М»
нию Лопм«’ГпМ„Пературе’ пРевмшаюшей 70° С, приводит к разрГ-
^льшо₽'?иИТоЛЬНОСТЬ сушки составляет, от 4 ч до 6 дней-
для обеспечения Тр Т НМеет Однородность строения гипсовой
толстостенной *опмь?г₽МоЧеСКОИ СТойкос™. Если бтдельные *
выделения тепла₽в телТл^лп ЯЮТСЯ В Различное время,то вследГ
рые приводят К обоачпва^°рмы МОГУТ возникать напряжения,»
скиваииш np„%S*° ™ взоров между частями или к Р*
оуЕ г2Г““е™ ' хотим предметом- 1»£
тяжении 31,4 кгс/см2. • ’ $ рм-составляет при сжатии 140 и '
вдвое меньше, че^хой ЛппМЫ При с5Ка™и и растяжении ПР^
Степень раствопим^ формы- .
=аТ“0Й теМпеРатУре С™стан $opM в Дистиллированной
Фори усилиям на" срез очень ™*еТ 2’,6 Сопротивление
7 Дегидратирое§ться
в сухих формах Необходимо регулировать колии^
поое Д^жн0 соответствовать 5—10 % « в большей “7° ВЛаг«- Ко-
т Бликера. Более сухие формы слишком интенсиЛ Л ени Зависит
г°5 вызывает образование на поверхной™издЛийСЫВаюТ вла*
‘У’ _ “.СЛИИ корки или
Рис 17- Суммарное во-
дотоглощение сухих
лоРм при их полном по-
гоужениц (цифры на
кривых — консистенция,
ч. НгО/ЮО ч. гипса!
Продолжительность погружения, мин
(пэипг тзвм погПа ия>;
-"К'ю •_'• i
Рис. 18. Суммарное водопоглоще-
ние рабочей поверхности сухих
гипсовых форм, погруженных в во-
ду иа 6 мм (цифры иа кривых —
консистенция,’ ч. HjO/lOO ч. гипса)
гипёоп^» 9корость водопоглощения
Держян,, форм при различном со*
!*Ривм»ии в иих воды (цифры на
“"вых-коисистеиция, ч. НаО/ЮО ч.
гипса)
Содержание боды 8 рорме, °/г>
(от сухой маесы гипса)
ЛИеХлЫ' НапР°тив> слишком влажные ^Рмы Д^дотлощения влаги
^ухиЛ что Увеличивает время литья. Скорость п<эглощен j7
г’ткуда°оРазцом при полном его погруЖеН пряной влажности форм
яеобхп?иди°. что для достижения определенной -«лажн
г димо точно соблюдать режим сушки [1оЬ
,8 »»«««
шение 3“an4S йошепи^ вода- г«^^аги от границы^0^^
ше> ПХ скорость ^Х фаза достигает границы меХХ
такой’ стс которой ^иДХнены определенной зависимо^ >
ИиС₽м и фор«ой’ слишком быстро, то изделие На поверЛ,
л?е о птсасывает воду сл““ яедуЮщем замедлении скор0с2хЧ(
Ф°РМвшиваться, пР^"0^ и растрескаться. При мемеЛ Ч,
поверхность может затВ^р?”сает и изделие прилипает к ней” о °’'
сасываиии водыА^гаДценод1 жидкости формой показан £
мя пвиые условия пог ПОГлоШ.ения изменяется от 0,38 r/(cM2.JJ |
Максимальная ^ор°2ума 0,08 подчеркивает
до практического мин МУ и форм [16] Помимо регулир01Л
ность регулирования вл использованием необходимо mJ
влажности, «Хния от“асыва“ЩеЙ способноСТИ- ПлоХая
щать для УлУ™е"аяб ° сняется тем, что при сушке растворенные
кидая сп^^Хой форме) оседает на поверхности форм. И
воде гипс (впДоЛЛ°„а производят прочистку, которую осуществлю’
йотйкоиТнутренней части формы губкой, смоченной в 2%-ном
ТВ°РфоХ хорошо поглощает воду только в первый период ее к
пользования. При дальнейшей эксплуатации поры забиваются йа
оость поглощения заметно^онижается. Удлинить срок службы J
мы можно путем применения вакуума при их изготовлении, а тац
пропитыванием форм раствором калиевых квасцов, цинковым д
медным купоросом, бурой и затворением гипса на водном раствор
карбомидной смолы слабой концентрации: В работе [56] предложу
состав пропитки, представляющий собой канифольно-скипидарнь!
раствор с соотношением соответствующих веществ' 254-75:4(Ы'
Влажность перед пропиткой должна .составлять 3%. Эти формы!
лее прочны, число оборотов их увеличивается до 125 по сравнен;
с 70 без пропитки.
При хранении гипсовые формы защищают от пыли и гряз
Влажность в помещении должна быть не ниже 30%, температура-
не выше 38° С.
ппп ДЛЯ массовогэ производства изделий методом шликерного Ж
р де,св “зготовления форм механизируют. Примером механиэан'
Фаянса fvnBeH?r1’ созданные на Кировском заводе строительна
тиях. ПоимрнАп«СуМСКОМ ФаРФ°Р°вом заводе и на других пред"!®
приводит также к 1^°ЧНЫХ линий для производства гипсовых
вий труда. У учшению качества изделий и санитарных У
образуют отливкиПРхооошпЫХ Ма”геРиалов> а также фарфор и
них подготовка заключав °'ГДеляющиеся от гипсовых Ф°Р”’8J
отливки карбидов металлоТ Т°ЛЬКо в Доводке влажности 0g
отделяются от форм или „гДМН°ГиХ ДРУГИХ материалов или:
внутреннюю полость Фим» б^е Не ;отделяются. В этом сл^« ;
пленку. Пленку наносят наш нан°сят способствующую °тД
наливания, выдержки и «ыпИеМ Или щликерным метод0* Л
риала. В качестве Матеоиапя ВЫЛИвания суспензии наносимого J
илиУк2,афиТ' силик°н, ?aS ДбЛД 0Тделя>0Щей пленки использ
или аммония [57, 58] в^^т°»УЮ глину, альгинаты J
работе [41] использовали двойную
„«о из бентонитовой глины и альгината натпип -
gSS«атрйЯ не обеспечивал надежного отдел^й^ХХ^
Ф°РПЫоименение гипсовых форм в шликерном литье имеет рпа„„
гяткй: 1) относительную недолговечность фооьг от следУ10Щие
rsSSoB3"”» “°р“™ ™: з> >'«»“«*«
ное р птооноМ использовании форм; 4) затрудненное „Л и литья
пр» "°® форм изделий сложной формы; бУ^оврежпениТ46^6 из
я5ЧйХ°с“ьЫ ПРИ ЧИСТКе П0СЛе ИСПОЛЬЗОвания; 6) Риаибз°кЧуИю
11р0 Кроме того, извлечение из формы нередко осложняется трудно
^ отделения отливок от формы. В связи с этим некоторые X
2ов»тели исоп°ль30вали Ф°РМЫ из Других материалов Так
Принэвей [59] использовал бумажные формы для литья тиглей
и ДРУГЙХ издеЛИ»’ а А' АДами и А. С. Вильямс [60] применили ме-
таллические перфорированные разборные формы, которые изнутри
докрывали прослойкой из бумажной массы. Применение бумажных
форм позволяет использовать форму только один раз, так как от-
ливки для обжига помещаются в печь вместе с ней. Такой метод
литья устраняет поломку непрочных тонкостенных отливок во вре-
мя их транспортировки. Использование дешевых бумажных форм,
производство которых можно осуществить поточным методом, мо-
жет оказаться более выгодным, чем применение гипса.
При применении металлических перфорированных форм с ис-
пользованием вакуума увеличивается производительность в резуль-
тате интенсификации отсоса жидкой фазы шликера и появляется воз-
можность многократного литья в одну и ту же форму в течение ра-
бочего дня, что невозможно при литье в гипсовые формы. Металли-
ческие формы имеют большой срок службы, не меняют форму в
процессе эксплуатации и обеспечивают легкое отделение отливки от
формы. В этом случае отливка отделяется от формы вместе с бу-
мажной прокладкой, которая служит защитной оболочкой при суш-
ке и переносе.
Известны методы изготовления форм из керамики [6]. Исполь-
зование керамических форм для литья позволяет производить в них
сушку и,спекание отливок. Керамические формы можно использо-
вать для шликерного литья многократно. Следует ожидать, что пос-
ле доработки метода шликерного литья в металлические формы
использованием вакуума или давления, в керамические или °Ума
ные формы, а также в формы других материалов формование изд •
лий сложной формы может стать более производительным.
3. ПОДГОТОВКА ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ
И ДИСПЕРСИОННОЙ СРЕДЫ
Основными составляющими шликера явля®^а гвой-
“J5 Дисперсионная среда и добавки, УлУ™ЮпХа мо-
Ва шликера (стабилизаторы).' В качеств Р
быть применен любой материал. операции,
o6vn Готовка Дисперсной фазы вКЛ1°яае дисПерсно-
сЛС,л°1Ливающие получение порошка симальную
СТа и Формы, которые обеспечили бы макси*
Лр, ухудшения ТеХНОл°ГИчег,
упаковки оез г ю спеКаемОсть 01А
“SS №»“Ра' а ™?ото»ки ^»№«т от Техно»
К“Е““ ТфоР«““я "РедШеСТ°УеТ П₽едаа₽»«^
o°oSS операций связана с тем, „
Необходя«ост0ь” делого ряда физико-химичй1
избежать пР«“а”“» »® обжигаемой заготовке,
процессов в “““ассоциация, химические реав»
как дегидратация, Д рые МОгут быть дополнит?!
«у “”XS& даф“тов: т₽ещ™.
ними И“°*игк“ порошков производят также с Д
мац”ИН1^ пооистости частиц, так как эта вел2
Ser на количество жидкой фазы, необходимой „
приготовления шликера. Естественно, что при испМй,
= порошков с пористыми частицами необходимо»
бавлять больше жидкой фазы, а отливки при этом поу-
чаются с низкими значениями коэффициента упаковки
Соблюдение температурных режимов спекания и обжа
га позволяет получать порошки с необходимыми свойа
вами, такими как компактность, форма, близкая к ш!
ровидной, и т. п. В некоторых случаях предварительна
обжиг облегчает размол материалов {например, полем-
шпатное сырье, кварц). Обжиг позволяет также проя:-
водить выбраковку и сортировку материалов по таи
примесям, как железо и смола, которые выявляйте
только после обжига (например,- фарфорового сырья).
Повышение температуры, обжига приводит к увеЖ
нию кристаллов, упрочнению и уплотнению полуфабр2
и!мепкиТА°иг3аТРтУДняет последующую его переработку;
длительного’ Часто ВЫХ°Д тонких фракций даже пос-
вается низким “е^ьчения такого полуфабриката ока#
много железа что°к время измельчения . намалыва^
лишних декантаций Ь1аывает необходимость пример
порошковТеустойчити?11 °™ЫВКе- Шликеры из грУ^
ную прочность. Однако 0Тливки Из них имеют понй#
ЯЫ высокотемператупнпгоНехМОТря На негативные ;
ливает увеличение кал™пгО°"бжига’ Зтот процесс обуо
сни НабоРа массы коэ^1ИСЯ плотн°сти отливок,
«ли»™ ко₽о6®н»ё, усЙ±Ц№НТа упаковки. а
омчвок под действием S’ ааизотропию, дефори”
твенного веса.
£сли температура обжига будет мала то ппа»
Учения спека будет облегчен и уве™„,прОцесс из-
ИеЛК0ДисперсН0Й фаЗЫ‘ Из Т0НК0ДиспУерСНьпГ™ ВЫход
£ правило, получаются-устойчивые шликеоы РпШКов’
ЙуЩдяся плотность °™ивоК и скорость их набо??НаК°
2отся низкими, увеличиваются усадка Л» р ока*
ffSUneM собственного-веса
обжига.
Таким образом, при подготовке порошков следует ™
бирать компромиссное решение и применять оптималь-
ные режимы обжига; которые. облегчали бы выполни-
мость технологических, процессов и позволяли получать
изделия с необходимыми двойствами. у
Иногда синтез или обжиг исходных материалов заме-
няют процессом плавления и последующего литья. Как
правило, в этом случае получаются наиболее компакт-
ные частицы.
Синтез или обжиг исходных материалов не произво-
дят, когда можно бе? них обойтись,"т. е. когда исходное
сырье однородней частицы компактны и не имеют лепе-
стковой или удлиненной форм* когда спекание не приво-
дит к растрескиванию отливок (или другим дефектам),
когда свойства спеченных отливок удовлетворяют техни-
ческим требованиям.
Обожженные или литые материалы дробят на щеко-
вых дробилках на куски, размером менее 10—12 мм, а
затем направляют на размол.-
Применяют следующие, методы измельчения [59, 60]:
виброразмолр размол в-стержневых, планетарных, элек-
тромагнитных мельницахгультразвуковое измельчение,
электролиз водных растворов (0,01—1 мкм); диссоциа-
ция карбонилов (^1мкм), конденсация металлов; ме-
тоды восстановления с последующим механическим
мельчением и другие. itjv„ _пти.
При измельчении стремятся получить поро .
бальной дисперсности, при которой образуются у
Ые шликеры с хорошими литейными характер мини-
пособные, как правило, образовывать отли дрИ
альной и равномерной по сечению пор ься ’дори-
^°м главным образом должны Уч™атЬна каче-
ст сть полУчаемого изделия и его сво> * из мел ь-
, во производимого порошка влияет степей
чения,
сот указывалось, что наибоЛе
“to*
*“а (применнтельн0 « °* ы из мокроизмельченщ,***
Несмотря на тс. ч™.Шболее₽устойчивыми и имею, б?>
ротковсказываются по другим техвол*
высокие значения ъ уступают шликерам, образован,?
ским параметр" порошков. Вследствие образ.,.,’'
„3 сухоизмельченных пР* м частицах ш 1
менее толстых сольва спосо6у, отливки из них и$
образованных по сух j из мокроизмм J
ваются "0»f”°PKepM- менее структурованными. £
порошков,,а“Л р и вследствИе этого оказывав
особен»» нежелательна повышенная скорость,.
S массы при отливке крупных изделии из-за воз»,,,
ноотейТазнотмшннноств стен. Большая усадка в М|Ж
левие происходят у отливок из мокроизмельченного ц
рошка в то время как пористость и анизотропия свойст
оказываются ниже у спеченных отливок из сухоизмеж
ченных порошков [65]. Деформация их под действие
собственного веса оказывается более низкой. Таким о?
разом, в случаях, подобных шликерному литью обож
женного глинозема, предпочтение следует отдавать cyxt
му размолу.
И все же сухое диспергирование связано с одним с]
шественным недостатком — адсорбцией воздуха на и’
лерхности частиц. При перемешивании сухоизмельчег
ного порошка с жидкой фазой весь воздух не может уд-'
литься с поверхности частиц. Незначительная его чай
остается и ухудшает свойства шликера. • : ’
чают 6 было показано, что если шликер по-Т
его литейнмр ТИе-М твердой Фазы (кварца) в воде, '
интенсивного ппиСТВа Не очень хороши. Однако пос.
улучшается настоИХеЛЬН°Г° перемешивания текуч* •
насытить твердой rha°’ -ЧТ° его можно Дополните^
свойства. Как бы пл 30и’ сохранив хорошие литеи
’шликеров происходятУпТаНОВЛено’ при пеРемеШйВДй|'
ход связанной жидкой ^атие' с°льватного слоя 0
этому НаблЮдае^КОи Фазы в свободную,' Бла^
лп Всех слУчаях измЛНИе Вязк°сти шликеров- . J
д •"==, “X, 1
j поверхности сильно увеличивается
Устная способность. Одновременно ухудшается в™Р'
3«меДЛЯеТСЯ скорость диФФузии воды и увелХ
достаточная влажность в отливках. В работе Г671
<но что чрезмерное измельчение порошков може!
уК£ить к образованию тиксотропных шликеров и 0”
< с большей пористостью. В то же время шликеры
ливг°0убодисперсных порошков неустойчивы и не имеют
'Жмых литейных характеристик. Оптимальная дис-
сность твердой фазы способствует образованию шли-
tfpnoB С заданными литеиными свойствами и получению
минимальной кажущейся плотности отливок до и после
обжига или спекания. Обычно нужная дисперсность вы-
бирается эмпирически. Так, по данным Д. Н. Полубояри-
яова [61], для получения устойчивых шликеров глинозе-
ма, стабилизированных соляной кислотой, твердая фаза
должна состоять на 45—65% из частиц размером менее
1 мкм и на 35—55% из частиц размером 1—3 мкм. Мате-
риалы на Основе титанатов, цирконатов и других синте-
зируемых соединений,'стабилизированных анионогенны-
ми ПАВ, для получения устойчивого шликера должны
содержать не более 0,05% частиц размером более 40мкм
при размере основной ф'ракции 10—30 мкм [68].
На пористость отливок и их свойства до и после от-
жига или спекания влияет зернистость и распределение
зерен по фракциям,- Варьируя этими величинами, повы-
шают плотность упаковки частиц в шликерах и отлив-
ках.
Дисперсионной средой шликера чаще всего служит
кода, так как в большинстве случаев она удовлетворяет
предъявленным. требованиям, таким как низкая стои-
мость, низкая вязкость, отсутствие химического взаимо-
действия с твердыми частицами шликера и формой, от-
тйл«ТВие Растворимости твердой фазы, способность рас-
Рять добавки, улучшающие литье, относительп
В
ает
Ь°’*«»7ю“водУ пГрГы’е Ури Раз»°ХХИт.Во >“ и"
ется ? Рас™оримые соли, причем их количе
вОд В зависимости ОТ времени года ВР пенных солеи
Весн°й значительно больше P летом и зи-
^Поземельных металлов и железа, чем
Воплг, C1 шликеру хорошую
но вР°в°Дную, артезианскую, речную
„ой. В
И см»»®0 3 ““Годности воды используют А
В Че™реХхлорйстый
ЖИДКОСТИ, т - КИСЛОТЫ и ДР’
изобутил уксусной » аци0Нальным . испольэдВав,
Если ока®УУля получения порошков тяжедЛ
тонкого размолдля 6ы устойчивы в визковязхзд^
талТ ксХуюХлее вязкие дисперсионные ср*
пппХи железа, никеля, нержавеющей стали.
1аК’ я Ктоо оседающие в водной среде, суспендируй
1Рв воде а в более вязких жидкостях, таких какво№
пастворь/ альгинатов аммония или натрия, карбокс?:
метилцеллюлозы, поливинилового спирта и т, п.
Помимо увеличения вязкости, эти растворы улучи
ют стабилизацию шликера вследствие адсорбции нач
стицах сольватированных, крупных молекул растворе,,
пых веществ. В качестве дефлокулянтов используют с
ляную, уксусную и другие кислоты, а также щелочи.
4. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ШЛИКЕРА
Приготовление шликера'осуществляют несколько
способами: ’ одностадийным и ' двустадийным, а таг
способом предельного насыщения с добавкой зернив
наполнителя [6].
Более эффективным способом, согласно работе г
считается одностадийный, по которому предварите^
раздробленный материал без промежуточного cvxot°
мельчения подвергается мокрому помолу. При зн*
С№рости измельчения поэтому <®°*,
плотность И ппНЬШая йлажность шликера, повы®3®.-
а также
рошоасКмПо?еккХ ж„"К„еП падУ™т из матер®*»':
сутствии жидкой фаДзы и?а30И- При измельчении •
образованных пов!рХНосТеТс°нСУТСТВИЯ койТа?Н,
иессе размола смач^Л««Т с возДУшной средой в 1
V смачивание частиц происходиРт дуч^.
падинном способе приготовления шликепа г™
лря ^жидкая Фаза Должна вытеснять с повеохнппрИ
котоР01 Сорбированный воздух-. ерхности
«Шественным является выделение тепла пои измапк
^ жидкой среде. Температура на конечной стадии
«'Йьчения достигает О0-60 С и больших значений
Оевие температуры, способствует уменьшению вд.
S сольватных оболочек .вследствие большей подвиж-
S ионов, что приводит обычно к переходу воды из
’"язавной в свободную. Например вязкость шликеров
д, дварйа, полученных одностадийным способом, при
одинаковой влажности (25 26/о) в 3—4 раза меньше,
в у шликеров, полученных двустадийным способом.
Для повышения интенсивности измельчения пронзво-
дят подогрев мелющих тел перед помолом. В этом слу-
чае продолжительность измельчения сокращается. Осо-
бенно • резкое уменьшение времени размола после
предварительного подогрева шаров наблюдается у мате-
риалов, хорошо смачивающихся дисперсионной средой.
Например, продолжительность измельчения кварца со-
кращается более чем в два раза, при использовании ша-
ров, предварительно нагретых до-70—80° С.
Двустадийный способ, по которому вначале осуще-
ствляют сухой размол и затем мокрый (с целью получе-
ния шликера), считается менее эффективным.. В этом
случае получают твердую фазу с меньшей дисперсно-
стью, а шликеры имеют большую влажность. Плотность
0 прочность отливок, как правило, оказываются ниже,
«ем при одностадийной подготовке шликера. Недостат-
ками этого способа являются запыленность рабочего ме
ста, а также большая длительность процесса.
Ускорение операции сухого измельчения при ДВУСТ3'
{иином способе приготовления шликеров осуществля
«авкой ПАВ. Например, при сухом изм“ь,”“ ™“ь‘
Добавляют - кремнийорганическую ите в
S;94 I70! в 6 %-него РаСТВ0Рпа„„ВшУка)^ Введение
, ^ичестве 0,05% (от массы сухого порошка)- ия
ЙЦеГ0 количества ГКЖ-94 не Уск0Р^нХ добавки
йДжительиость измельчения под ице и в 6 раз
S-94 снижается в 4-5 раз в вибРомелынице и,
Ной аРОВой мельнице [70]. Интенсификации
ц0*т°М способствует высокая лиофиметалличе-
>У и отсутствие прилипания порошка к м
м Шарам и футеровке мельницы.
Получение шликеров способом суспендйп
изводится добавлением порошка в диспепгйп°Вй^я
с последующим перемешиванием в мещадкя йУк> Н
существу является второй стадией ДвустадЗ ЧЯ
ба. При использовании тонкодисперсных п Ог° с I
обеспечивает получение плотных отливок П°рОцЛ
С целью повышения плотности шликепо А
метод предельного насыщения, сущность» ЙСпЧ
дится к тому, что если перемешиванием v T°P°iv
ственно снизить вязкость шликера, то к та>/аетс!} сС
добавляют порошок и производят послеД^Му wA
шивание до очередного снижения вязкости т?ее пЛ
па^лгти й птешивания noBTon^?p0Wff
жения вязкости и перемешивания повторяют ‘
пока не прекращается действие эффекта сни? Те*
кости. Жейия
пязкости при перемешивай.
Кинетика изменен» порошка существа^
о,вредном й°6»®“нос?и Установлено, что с уви
висит от-его Ай“е₽““™ть получаемых шликро...
идем дистерсвосги вмк удается получить вис®»
растает. Таким „остыо 2 г/см_3 прима
вне шликеры ИЗ Si а ржания твердой фазы Ю
от 8,5% И об\“в™ ьны« свойствами для я»
вполне удовлетворительными с
ливним способом, тглядгияют если и?Ч(
Отливки большей плотности ^№,
следующих перемешиваниях к „ИПМР^таким спо«и
крупнозернистые порошки. Полу ьш напо^г
шликеры называют шликерами с зернистым
лем [10, 71—73]. ва:т
Способ предельного насыщения с зернив Xj
кителем оказывается особенно эффективны
крупногабаритных и толстостенных изделии, $ J()
лучаемые шликеры обладают большой скорое
ра и дают отливки с низкими усадками ПРИ > ]
более 0,05%), 8р
Железо из шликеров удаляют при помощи ®
сепараторов и отмывкой соляной кислотой. До1;^фе?!
но применяют постоянные магниты. Наиболее
ны магниты из феррита бария. Будучи раз иа «й
ными, они сохраняют свою работоспособность 8
жении многих лет. v
стиц°желеааПтТеКаеТ извлечение мелкодисп6? $
лпС ФОЛ-5, работающие на бариевы* д.
КпУяют почти полностью извлекать метя пРрИтах’
f3 fn [751. Это достигается комплексным «Ическ°е
,^еле3 Хчий шликеров и глазурей вкп™?1 °$0ГаЩени-
суспензий шликеров и глазурей, включающим ЙТЛ
Йпгоступенчатую каскадную установку Enu Себя
^ очистителей на всех переделах произвол^ Нит'
приготовления массы. Очистка шликер? Тпо°
Рис. 20. Зависимость плот-
ности ОТЛИВОК (/) и вязко-
сти шликера (2) от содер-
жания в нем жидкой фазы
Рис 21. Зависимость вязкости шлике-
ра (/, 2) и плотности отливок (3, 4) от
pH среды
Ъщью аппарата ФОЛ-5 производится на Дмитровском
;«Коростенском фарфоровом заводах. Серийный выпуск
аппаратов ФОЛ производит опытно-экспериментальный
'завод ГИКИ [75].
1С, Железо удаляют также отмывкой раствором горячей
1{(0ляной кислоты с последующими декантациями и про-
явкой горячей дистиллированной водой. Согласно ра-
3Се 176]> концентрацию НС1 выбирают, исходя из полу-
L Ия 3%-ного избытка кислоты по сравнению с ее со-
ц№знием, необходимым для растворения железа.
Йт^Икер’ соДержащий 50% (по массе) твердой фазы, при
Ь1вке нагревают до температуры 70—80 С. К™™-
йорбза’ ПРИ такой обработке удаляется также знач 1 '
^количество других лримесей, которые обычно Р
ji 3 в твердой фазе. ЛтЖНа
\^ликеР и его свойства. Вязкость шлик Р олняе.
Ц? Так°й, чтобы обеспечивались хоро н.
^полости формы и легкое выливание избыла * *
Вязк°СТЬ шликера регулируют ^^^"сначала
' ^Увеличении т:ж вязкость шликера растет
медленно, ззт“* ” КОД увеличивается (рис. 20) * у*"
яы, значение ее резко У в шликере ^>4,;
ние содержания РД отливок, однако ппибствУ4
S ^яХи шликера Д» уровня, когда „*4:
перемещение частиц становигс^затруднигель^.
тиаяся плотность отливок падает.
На текучесть шликера влияют стабилизатору
рые адсорбируясь на частицах, уменьшают их ,
действие. При стабилизации электролитами раз* ЛЧ
регулируют изменением pH среды до значения, цри '
тором шликер проявляет максимальную текучесть. 3»
чения pH, при которых шликер проявляет лучшую
честь, называют литейным интервалом. На рис. 21 вид.,
характерная зависимость изменения вязкости от pH ct
ды шликераг причем наблюдаемые у многих материал
- --—ГГПТТ П/Ч^ПП^А.__________
у
-,'а
два литейных интервала получаются при добавлении ш
бо кислоты, либо основания.
Плотность отливок зависит от среды шликера таказ
образом, что в областях максимальной текучести пож
чаются отливки с наибольшей плотностью (рис. 21, Ы;
вне 3, 4}f причем области большего разжижения соо^
ветствует более плотное формирование.’ Этому способе®,
вует возможность- повышения концентрации, твердойcf
ставляющей в шликере за счет "увеличения подвижное#
частиц в литейном интервале, причем увеличение текус|
сти настолько ощутимо, -что шликеры, представляют^
собой густые массы, после доводки’значения pH до.тк
тейного становятся жидкотекучими. ‘
- Устойчивость шликера должна быть такой, чтобы-
время литья не произошло оседания частиц. С возраст*
нием стабилизации устойчивость повышается, так
даюшпУ^А» еТСЯ возможн°сть. образования быстро*[
литейных значений оН* П°Этому Д0В°Дка шликера -
куляоными поДо™ рН’ а также стабилизация полимо-
чивости. Щвствами способствуют улучшению ус#
ными. ОбеРхаоактрпиЬ1ТЬ тиксотропными или днлат#.
во литья. ТиксотнопиУ^пИ по'своемУ влияют на ка<
отливок или осадков « ПРИВ°ДИТ' к понижению плот®*/
ский иди ДилатенсНый3тыЛИКероВ И’ наоборот, нью^1
зданию более плотям* лИпы Шликеров способствуя^
Дисперсность может^ьтт^пИВ0К‘ В связи с этйМ’,5е
регулятором смещения ч# с
. В сторону дилатенсности или тиксотропии
’Йе следует производить до определенного (iS?’8'
Й шликер еще не перешел в тиксотропное состтанЛ Т
{’втором происходит возрастание сил сцепленияТас?™
ои уменьшении их размеров. м частиц
Г Изменить дилатенсный тип на тиксотропный можно
’также изменением pH шликера (добавлением кислоты
> щелочи). При этом степень развития thkcotooS
.структуры шликера возрастет с ростом флокулявди
5. ЛИТЬЕ
Литье осуществляют наливанием шликера в гипсо-
вую форму непрерывной струей до ее заполнения. В слу-
чае прерывания струи на стенках - могут образоваться
младки (жмотины). Литье тонкостенных изделий про-
изводят сливным способом, а толстостенных и неполых
изделий —наливным и стержневым способами. Налив-
кой способ применяют для литья компактных изделий,
ршри котором наблюдается значительный отсос жидкости,
о;что требует непрерывного подливания шликера. Налив-
ании способом отливают изделия с большой толщиной
^стенок. Этот способ требует изготовления форм сложной
“конструкции.
При сливном способе образование слоя происходит до
[«определенной толщины массы, после чего избыток шли-
кера сливают из формы переворачиванием, отсасывани-
ем с помощью шланга или удалением пробки из отвер-
стия в основании формы. Этим способом отливают тон-
костенные изделия. Преимуществом этого способа явля-
ется более простое устройство форм. Для некоторых
((сложных изделий применяют комбинированный способ,
участь деталей; изделия получают наливным, а часть
ДЛИННЫМ способом.
Для всех способов механизм формования одинак°а
заключается в осаждении частиц шликера на ст®
аористых форм, обладающих свойством 0тсапс“ватгьоч^Сй.
«Жидкой фазы из шликера вследствие капил. р
СГВдя и диффузионных процессов. ппонессом.
। Набор массы является ФилвтРаци0НтямЯ диффузии
течете обусловлено коэффициентами ДифФ>
«?йКж* <*1аЗЫ в шликере, наби₽а“0„е Обусловлено дей-
ои форме. Направленное осаждени У и ее стен-
с’аием сил течения жидкости к поглощающим
, Медленный поток шликера после пОдХ0|1
кам формы, Гадлеи * бысТрыи ток жидкой
стенкам массы переход Этот фа
поры между ’част часТИЦЫ и укладыВае^
подходящие к пор ТОЛЩины. Объемная масса От2 ”
слоем P^»0SSc™ шликера, дисперсности 2*
₽еФР=™™“ГО-С0СТаВа ” СТе”еНИ
ц“ Влитие плотности шликера на объемную масс
„„ „Ходится в зависимости от фракционного сом
ScnencS фазы и устойчивости шликеров. Тах, X"
S ма“а отливок из грубодисперсных кварцевых щ.
кеоов существенно увеличивается с повышением ихКОг
пентрации. Влияние концентрации крупнозерниста
шликеров на плотность упаковки частиц связано с бод
шей вероятностью нарушения оптимального соотнош(
ния фракций в элементарном объеме у разбавлении
шликеров, подверженных седиментационному расслое
нию. В то же время из более плотных шликеров, кот.
рые являются более устойчивыми, отклонение о
соотношения фракций в момент формования уменьши
ется.
При литье тонкозернистых кварцевых шликеров, ка
правило, объемная масса отливок не зависит от плотве
сти шликеров вследствие высокой устойчивости после,
них даже при малой плотности, что обеспечивает отв
сительно равномерное распределение зерен. Для тонн
зернистых (1,52 мкм) шликеров 2гОг также отмечаете
независимость плотности отливок от влажности шлихе;
в пределах 20—40% [77].
^аксимальная объемная масса отливок может бн'
частив11^113 плотных шликеров при таком распределен
полняют ппР±МераМ’ при кот°ром мелкие частицы 3-
шликеоон £ «еЖуТКИ междУ крупными. Так, при л^,
отливок получаДИСТЬ«М наполнителем объемная
ко тонкого попоит™ более высокой, чем при литье то-
стиц в промежутка* Вследствие размещения мелких •«
СкороРстьТоста ^ппЖДУ крупными.
керном литьеР называв™ набиРаемой массы при
висит от скорости вп1Т СК0Р°Стью литья, Котору
формой, размеров частей ?НИЯ жидкой фазы '
соотношения т:ж СтепА«ШЛИКеРа’ их распредели .
изменяет скорость литья НЬ стабилизации частиц т
При определении скорости набопя »
усовых стержней [69]. расчет рс°Р^ по методу
^ествляют по'. фо£
муле
Г _ (^-Л)(100^ш)
С* 100 SZ
(27а)
где Ся—скорость набирания массы, г/(См2.м™п.
S—поверхность погружения гипсового с?адня
диаметром 1,25—1,5 см, см2- стеРжия
Pi—масса стержня перед опытом г-
Р-масса стержня вместе с набранной на повеох-
ности массой, г; ?
Fm— влажность шликера, %;
% продолжительность набора массы, мин
Величину 5 .стержня, находящегося в шликере вы-
числяют по формуле г '
S = Л2лг +.№, (276)
где h — высота погружения стержня в шликере, см;
г— радиус стержня, см.
Скорость впитывания жидкой составляющей шлике-
ра формой должна быть несколько выше или равной
той, с которой жидкая фаза, шликера подходит к грани-
це раздела формуемая масса гипс. Если СК°Р
впитывания превышает скорость подхода жидко
границе между массой и гипсом, то в результа
живания наружного слоя в отливке может Р .
трещина, а стенка ее может отделиться от стенки фор_
мы. Если жидкость е границы раздел уд жид.
леннее, чем поступает, то в результат ПОиклеивать-
кости стенки отливки бУдУТ.Раз"“®авпитывания жидкой
ся к поверхности формы. Скорость е от во-
фазы формой зависит от пористости фр^^ ’гипса, и от
Догипсового соотношения при - затв°Р пегулировать
влажности формы. Эти показатели можно ре у
при подготовке формы. скорость переноса
Размер частиц шликера вл1*я ая масса — гипс.
Жидкости к границе раздела фор’ У плотненной массы
Первоначально образующиеся ^ой вания и формяр°‘
оказывают влияние на процесс плотных, труд
вание последующих слоев. °^дХУДняет, а оседание
проницаемых слоев значительно Р^легчает даль
пористых, легкопроницаемых сл
едкости; В диапазоне порИст
f2°La!4%. Т๫/ХаС0°В0Й поверхности осажДал>
тельно, чтобы на г ^емый слои- массы. ~ Такой
ристый воАОПр°^ание влаги из слоев, удаленных °*
облегчает ^^способствует выравниванию вЛаго*
стенок формы» частяХ маТериала. При неполна'
дерЖаНппИкеРое крупного порошка .в .результате роста.
нии в шликерв PJn ницаемости массы увеличивав
скорость литья. Однако быстрый набор массы привод,,
г уделению отливок от стенки формы. Кроме w
безмерно высокая скорость затрудняет регулирование
процесса литья и приводит к-получению разностенны?
отливок/
С увеличением дисперсности частиц из-за снижена-
пористости формуемой, массы скорость - литья уменьшу
ется, а остаточная влажность' заготовки увеличиваете;
Особенно замедляется скорость набора ..массы из ш®
керов тонкодисперсных пластичных-глин/В этом случг
на скорость литья, оказывают сильное влияние стаби®
заторы.' Например,, замена щелочных электролитов-
соды и жидкого стекла — торфяными вытяжками же
кого стекла обеспечивает улучшение текучести np-j
меньшей влажности, в два раза сокращает время наб-
тип в У^ньшает остаточную влажность набранной загс
литья' НР2М юбРазом> Для осуществления успешной
твердой (Ъя^ДИМ шликеР с 'такими размерами зере
ку частиц и о’пГ°РЫе бы обеспечили плотную упак<^
СоХшение СКОрость ЛИТЬЯ' ”
С увеличением также влияет на скорость лить
падает, так как ппиР?Л^Я жидк°сти скорость ля^
жидкой фазы на стенк?х°ж И Той Же СКОРОСТИ °]L
чем в случае высокоглХг^°рмы ОсеДает меньше част
ющ.ей. $ кого ^Держания твердой состав**
лит^еЙтЯ ПЛОтност^Лотлик пРИВоДит к увеличению *3
тамия' JaK’ если стабилизяпК и Уменьшению скоро
интепкя°п При значениях оНЦИ1° 0сУЩествлять электр •
ностью Ка ’ полУчаютсяРотли°°ТВетствУк>щих Л111еллот
ЬЮ- Болвшая плотность кВКИ с максимальной <
Массы, в свою очереДь’
чпяет отсос, жидкой фазы-.к- границе jwacca
^приводит к снижению скорости литья. Еслн-стаб”?
^„ттию частиц шликера осуществляют копяпи» би'
’^молекулярнымивеществами (например, карбокХ”
Йнлнеллюлозои, альгинатами натрия, аммония) Л'
’ результате адсорбции крупных сольватированных
коллоидных частиц на поверхности.твердой фазы шл“
кера плотность отливок будет ниже, чем при литье без
таких стабилизаторов,л Эти., стабилизаторы также сни-
жают скорость литья из-за увеличения вязкости шлике-
ра, Кроме того,, они ведут себя в шликере как мелкие
частицы, которые, не отсасываются формой, а осаждают-
ся вместе со щликернби массой на.стенках формы, за-
трудняя отсос воды.
Для повышения скорости * диффузии воды в форме,
а-также скорости отбора влаги из шликера в производ-
ственных условиях, применяют обдув наружной поверх-
ности гипсовых форм теплым воздухом [68]. При нагре>
ве форм происходит, более интенсивное испарение
жидкой фазы с их. поверхности,- благодаря чему увели-
чивается перепад влажности .по речению формы, приво-
дящий, к ускорению4 процессов/диффузии жидкости.
Оптимальным можно считать- такой обдув форм горя-
чим воздухом,,, когда наступает;.равновесие процессов
влагоотдачи от шликера к форме и от формы к воздуху.
.При этом можно исключить операцию сушки форм.
В производственных условиях "литье осуществляют
на стендах или. автоматах, включенных в.общую техно-
логическую линию производства. Так» на Лобненском
заводе строительного фарфора -корпуса смесителей для
моек, умывальников и душевых установок изготавлива-
ет на специальном стенде, на котором
40 гипсовых форм. После заливки формы ^икеР°ива.
набора массы (25—30. мин) избыточный шликер сли^
ют одновременно из 40 форм переворачива смесителей
на 180°. Весь процесс формования кор У де формует-
»а одном стенде длится 4 ч. На ка^д° едуСмотрена теп-
в смену 80 изделий. На сТендах поРзволяюшая уско-
- новая обработка гипсовых форм, . рмам по возду-
J рить ИХ сушку. Воздух ПОДВОДИТСЯ Ф
। °отводам от калориферной Уста1а°аизированные спосо-
1 Кроме ручных, применяют м р0В< На Ленинград
бы формования изделий из ш г _оДНЙцком, Баран
ском имени М. В. Ломоносова, юр
Прнина, Довбышском, СуМе.
гком имени В. И. Л н меняют четыре£Ст Ч ц
Дмитровском ^а2250 кг и габаритах 2860X&
автоматы. При.буйный автомат в> час про^ У \
х1500 мм чат“р толщиной стенок 2-2 5 мм, По
ЙО^6ОО чаше* cj ЛЙТЬЯ более чем в 10 раз. X,
производительное производительности, aBT0MaJ
Помимо увели ПОЗволяет улучшить КаЧе «'
зирОВаГ°благодаря непрерывному перемешиваний '
изделии блаВ0Д р шликера, а также быстрому уЛ”-
™ю1бы°“я°ГО шликера из форм после набора „*
Повторное использование отсосанного и*
X с непрерывным его перемешиванием улуяа1е,
стабилизацию свойств. В результате применения авц!
матизации улучшается качество изделии, повышаются
их белизна и просвечиваемость, снижается склонность)
к деформации в процессе сушки.,
6. ПОСЛЕДУЮЩИЕ ОПЕРАЦИИ
Извлечение отливок из форм. Извлечение отливок-
из форм облегчается их усадкой, во время которой про-1
исходит отделение стенок от стенок форм. Усадка отли-
вок зависит в основном от состава шликера. Дисперс Е
ность частиц влияет на усадку, величина которой завя8
сит от суммарного объема сольватных слоев частил.-*
причем чем' выше дисперсность, тем больший обьег
в отливке занимают поверхностные сольватные оболоч-,
ки ри обезвоживании в результате удаления сольват
поитяжрнйаеК частицы Уплотняются под действием
Естественно’ -Этом °бъем отливки уменьшаете^
объем сольватных крупные частицы, суммаряы*
ких, образуют отггй°б0Л0Чек КотоРых меньше, чем ме-
На усаУдКу оЛВКИ С Меньшей У^дкой. Д
шликера, ппичем Вивок влияет, степень стабилизаЯ#)
максимальная усалняЛ1ргеЙНЫХ интервалах достигает г
высокомолекулярных На™чие в шликере коллоид”?
ствует увеличению vc37£°H3aTOpoB также cn0CS
сольватированных обпппиКИ В РезУльтате сокрап1е” *
«и*- Усадка отливок м™* В° время их обезво^?
достигать 1о/ Жет быть незначительной- '
беч ЛЙЯТНа для получен^66' ^езначительная Уса^<.
Р Шин, которые могут гД Отливок сложной Ф0^
Ут обРаз°вываться во время"
гтк-и в форме. В этом случае детали сложной конЛи
С%Я11ИИ можно долго суштов форме, Не опасаясь мс'
:2к“ив««т- В слуЧае боль“ои >'сам" вполне вероятно
Жжение трещин у детален сложной формы. Иеобхо"
S извлекать такие детали из формы во влажном
гостоянии, н° после того как они приобрели необходи-
мую прочность. Иногда сложные изделия извлекают
)после окончательного высыхания вместе с формой. Вре-
вмя по истечении которого отливку можно извлекать из
•формы, называют скоростью извлечения отливки из
/формы. Для разных материалов скорость извлечения
•отливки различна. Она зависит как от усадки во время
тсушки, так и от скорости упрочнения детали. Извлекать
деталь можно только после достижения минимальной
прочности, достаточной для извлечения ее без поломки,
к Отливки из многих окислов, фарфора, фаянса хоро-
шо отделяются от форм. Отделение металлов, карбидов,
боридов и ряда других материалов затрудняется. В
Угом случае рабочие поверхности форм покрывают
пленками из материалов, способствующих легкому от-
делению отливок, способами, описанными в разделе
э/оподготовке гипсовых форм к литью.
На извлечение отливок из форм влияет их проч-
ность. Нередко из-за неудовлетворительной прочности,
й.как это наблюдается при литье окиси тория из водных
^ликеров, оказывается невозможным отливать круп-
ные детали. Для упрочнения отливок в сыром и высу-
женном состоянии к _шликеру добавляют упрочнители:
г;ахарозу, , поливиниловый спирт, мочевиноформальде-
(/идную смолу и т. п. Используемые в качестве стабили-
заторов альгинаты натрия и аммония, а также кар-
Уюксилметилцеллюлоза также упрочняют отливки,
j. Оправка отливок, приклейка деталей. Прибыльные
асти отливок, разъемные выступы и т. д. нео х
Жмо удалять, а места с неровностями-зачищать,
j правку производят или в сухом, или во влаж
тоянии. .
о- В сухом состоянии оправку производят
|чком или другим острым инструментом. У ных
оправляют на оправочных стола
^иляцией с боковым отсосом. OnfBBIJL и приобре-
'>а^°Янии производят после того, как Д с по-
твердость кожи. Оправку осуществляют
щью увлажненной губки.
прНИи изделий сложной форМь
При изготовлен днеНия, сначала ф0 ' Ч
которых вЫЗЫ ^делия, которые затем склеиРв^.
ставные части ?зД лей должны быть Ч(
прягаемые лей зачищают и под^Ч
Место сопряжХейвают при помощи жижеля.
ле чеГо частиц шЛйКера,-что и. составные 4S
готовят ИЗТО0 влаЖности -его на 5—10% и вьЛ?
тем увеличения суток после' изготовления
ни* дебленТеМ жижель тщательно перемешива^
уП°Трппиклейкой конец детали покрывают «J*
^мятшваниевГ и "совмещают, с-местом ПрИставЧ
водой. Необходимо, чтобы влажность Соп
мы деталей была - одинаковой,™ как при нераг
влажности -между ними в процессе сушки возни,
напряжения, приводящие к образованию трещин.
приклейки место склеивания оправляют влажной г
кой, а изделие сушат. ’
Сушка и обжиг (спекание) отливок. Сушку прок
дят как на воздухе, так и в сушильных шкафах или
шилках на деревянных подставках. При сушке ней
димо создавать условия равномерного высушт
всех частей .деталей, чтобы избежать растрескм
которое может произойти иЗ-за усадки. Сушку пре
водят в <сушильных шкафах." при- -температуре II
150° С. При, сушке рекомендуется^поддерживать в
шильном помещении.-достаточную - влажность. Ср
"способствует . упрочнению- отливок, что благопр;
ствует их транспортировке в печь.
РТП, тЖйг или. спекание производят - в печах, соог
ующих. требованиям спекания материалов.
7- ПРИЧИНЫ растрескивания отливок
быткаУщликмааЧт?И^еЛЬНОе' Время после 'выливая®'
ны. Растрескиванир3ТЛИЯХ М0гУт образоваться
ные из которых гпДаВИСИТ От многих причин,
высыхания, прилип?»ДУЮ1ЦИе: ^равномерная с<
ная прочность отлщ^ К стенкам формы, неД^
отропия шликера. ,,негОмогенность шликера
рыйп наружной част!Л:
Р й отсос влаги rHncP0Bn&eVBa3aHa с тем,
°и формой не соотве
11ЛСЧ жидкости лз тела отливки к.граничному с гип
»<к>- В результате усадки более сухой поверяя™™
«"Йвне»»-0 с 0СТ“Ы10“ влажной частью отливки о™,
лс^тся трещины. Таким- образом, изделия с низкой
^Соиииземостью, образованные из .порошка вьтео
яслерсности, склонны к растрескиванию из-за ваз-
’ гкорости высыхания.. Растрескиванию способствует
Слипание отливок к форме. Для лучшего отделения
пр ивок от'формы используют специальные пленки
0 Отливки должны;быть прочными, чтобы выдержи-
усадочные напряжения, . возникающие в них. По-
этому более 'толстостенные отливки растрескиваются
меньше, чем тонкостенные.ДНа растрескивание влияют
свойства шликера. При, недостаточно равномерном рас*
пределении частиц по „-Объему возможно растрескива*
лие. Тиксотропия шликера на растрескивание сказыва-
еТся значительно,* так! как по мере роста отливки соз-
дается неравномерность свойств по'толщине стенки.
Если первые слои отливки формуются при достаточной
подвижности частиц, то Тйоследующие слои формуются
из более вязкого шликера, что приводит к образованию
отливки с переменной плотностью ; в~ направлении от
стенок к периферии,* Кроме того,; рост последующих
слоев стенки изделия .-в связи, е.увеличением вязкости
шликера происходит с. захватыванием структурно свя-
занной жидкости. ’ В результате такой упаковки влаж-
ность отливки оказывается ^неодинаковой в направле-
нии от периферии к центру', что. приводит к растрески-
ванию при сущке%
8. КОНТРОЛЬ ПРОЦЕССА
ШЛИКЕРНОГО ЛИТЬЯ
нут?ЛИКерное’ литье в каждом отдельном £л^аа ^РУд“рОЛяДмож-
Уть тщательному контролю. Однако общие пра
изложить в виде следующих положении. химический со-
а^°нтроль сыРьевых материалов. К°нтр° РиУалов. Для сложных
Со ’ Дисперсность, влажность исходных м Р ят расчет и кор-
5ектйп°В’ таких как фарфор, фаянс и т. п., Р ответствии с мет°Д“'
^ами₽0ВКу состава масс по качеству сырья остав может значи-
§4 описанными в работе [69]. X™«4XKep0B. а также на ок°
ЬаТр ° Вдиять на реологические свойства
ьные свойства изделий. ОПрпяют с помощью сит
.'сепи^сисрсность твердой фазы опред_ ареометрическог ,
'ф£, НТационного (пипеточного, йго электроиномикр
пЙесМ?тРИческого и V. д.), микроскопического,
кого и других методов.
„и химического анализа глин, каоЛиа0й
Подробно методы хи фарфОровых масс- и полево “J Ч
«ятов пегматитов, таль - ения ДИСперсного состава %-
а также мет0Л ’ боте [б9]. Для жидкой фазы
Йериал°в описаН^одержание примесей, а такЖе ионну^Ф
moS определяют с°ДеР н м0жет изменяться, в зависК°«Ч^
!ию. Так, для в^Ыв3больших интервалах. Кислотность ee?0S
условий хранения, в ы воздуха, а щелочность ее
“S? »«««“•“ 8М“ “ дакм“' дающ"“
аШ»И”сп0лИ»ва.»е
5Т-а5?оТОвМпро™Б«ом случае спиртовые шликеРы 0бРазРу^
С^Ё™оК^ Шликер контролируй
К0Сть устойчивость, плотность, число загустеваемости, на coorj
ХГт5 и pH среды, на количество воздушных вклющад
ШЛИВя₽зкость шлнкера является' показателем способности запад-
форму и, в конечном счете, получать отливки с заданными свойсг.
ми В производственных условиях ее значения при заданном сорт
ше’нни т: ж должны находиться в пределах, обусловленных %
ветствующими ТУ. При этом шликер должен литься ровной crjr
без перерывов. Для определения вязкости шликеров применяют!,
личные вискозиметры [10, 79, 80], из которых наиболее распросг
йены вискозиметр Энглера и ротационные. При выборе вискозине-
следует учитывать точность его показаний, скорость получения?
зультатов, массу пробы, возможность наряду с вязкостью опре*
лять тиксотропию шликера.
Устойчивость шликеров обычно определяют по методу вая-
ния высоты уровней осадков в пробирке или по высоте светлого
иска, образующегося над осевшей массой шликера при его отп
вании [41J. Допустимые нормы осадков и толщины светлого №
™ТмааВпИвают индивиДУально, в зависимости от свойств отлива^
го материала, скорости его литья и т. п.
зуют числом°ПчИЯги^ИКера в производственных условиях харакК
Энглепа и пяпгпГуСТеБаемости’ кот°рое определяют на вискозе#
Энглера и рассчитывают по формуле [55, 69, 79]
Х=
та ’
шликера^аГУСТеВаеМости’ характеризующее таксой
та-_впИСК°3™”Р®втетени1зоЛИКера После еГ0 вЫДеР*^
Д я -hcU^Tb^ после его выд^
Для определримо „ в Теч«ние 0,5 мин
ПР° 3Унач°енМие Н 3аГуСТев^и в вискозиметр
метраВ°ЙСТВа' Значеииерн шлик1перИЗует стабилизацию
Соотношение т ₽ °пРе^ляют по показа*1’
ТВеРД°Й ФаЗЫ <Ма^йКа^ по влажности, по соД«
объемному), по плотности
. опреДеЛЯ1ОТ взвешиванием остатка после высушиваний
Влаг«н°ас [8Ц или рассчитывают по формуле (если рж==1)
й/зерс(Рт.ф- ( )
— плотности твердой фазы и суспензии соответственно
где Р^еиВое содержание твердой фазы Су определяют по формуле
°Ъ г ' № 1
О^Проо-^Рж + ^Рт.ф
(30)
или с
Cy=i~'La- (31)
рж — плотность жидкой фазы;
гд cv — объемное содержание жидкой фазы.
Шликеры характеризуют также удельной концентрацией твер-
дой фазы Qa, которую определяют по формуле
(Рс--Рж) Рт.ф
п---• (32)
Рт-ф Рж
Если содержание твердой фазы в шликере больше нормы, его
разбавляют водой. Объем дополнительно вводимой воды рассчиты-
вают до формуле
/ О л \
1Иисх,
\ ЧКОН /
(33)
где Уисх — исходный объем шликера; * -пптвРТствен-
Qo,Qkoh~ удельная концентрация твердой фазы соответстве
но в исходном и требуемом шликере.
Если концентрацию шликера следует увели >
бавляемого порошка Ат определяют по уравнению
Am = (Qroh/Q) УИсх .
После добавления \т порошка объем шликера увеличив
значения VK0B> который определяют по формуле
= VhcX+ Дпг/рт.ф. аходится ллот-
В зависимости от содержания твердой фазы по формуле
«ость шликера рс, которую рассчитывают (если Р» /•
г/ Г \ 1 /Г (V \1 (36)
Рс = \ 100 Рт’ф) Рт'ф / 1 X100 ₽ '•* *
о J а при добавлении порош;
кя лОкончательную плотность шл^к‘'Р^ио°определить по формула».
а или разбавлении его водой мож е
/ <37)
Ркон = (?писх 4- Дт)/1 Уисх + р j *
\ Гт-Ф (3«)
( '
Риад =» (тисх Ат)Л VHCx + j •
„ _ш«« » »г"' шл№ра до .
где ' /ИйсХ’ ЙС* «ентра„пвиях плотность шликеров ton
аподственных Ус _оМ плотности, РПСМ [821
. f,ста’“’еС“0Г° Да’Л“м
-° <*'
£v~~ 100 й
„ ппяжность шликера, - принимаемая п„
где ^к-ка^ЩщЛСЙКера без учета воздушных включеаий>.
ности шликер шликера, определяемая 06uL,
р>1- **
пЛга воздушных включений определяют кач^
4a^°Sro определения воздушных пузырьков На n0BJ
путем визуального i £еченИЙ полоМанНой отливки. Если цуз£
сти =Гживаю?ся то считают шликер пригодным для Д?'
не °SPMb Хойсте отливок. Отливки должны быть относу
НО плотными, не должны иметь трещин- и-воздушных ВКлВДеа
стежи их должны быть гладкими. Эти качества контролируй _
3^аЛПрочность отливок проверяют изломом образца на машинах;
испытания прочности.- Испытания прочности-при поточном произь,
стве деталей не производят, так как в этой операции нет необхс;
мости.
Контролю подвергают объемную массу отливок^ которая зз.
сит от свойств шликера й форм.. Объемная масса отливок дои
находиться в определенных пределах. Для определения ее нж
массу и объем высушенной отливки методом гидростатического к
шивания.
9. УЛУЧШЕНИЕ ШЛИКЕРНОГО ЛИТЬЯ
НАГРЕВОМ, ВАКУУМИРОВАНИЕМ
И ОБРАБОТКОЙ ВИБРАЦИЕЙ
вл№Катаое° raST’V °тли,!ок и на скорость*
куумировэиир обРаботки, как нагревание,
их как при изго™ аб°ТКа ВибРа1*ией. При использова
стирав 3„а„°и™‘!Лении “ликера, так и при лит*-
а -также увеличение п*^ Улучшение качества отд
Температура ш лХ°ИзВ0Аительн0сти- л;
шликера влияет на его Изменение - темперу
няя текучесть, склони Технологические свойства,**
вость. тленность, к тиксотропии и усто»-
® ЗАВИСИМОСТИ лт
чемератури может и ““₽iKa™4 шликера ловн*
"«“логические свойства ^““Ть, или yxyW““,:
ва- Обычно повышение
, ^учшает текучесть шликера благодаоя
^ вязкости жидкой фазы, а также увеличению пГ
Юности ионов,' адсорбированных на поверхности
^/образующих поверхностный заряд частицы
ча Изменение температуры влияет также на наличие
воздушных пузырьков щ шликере, причем с повышением
Йературы интенсивность удаления воздуха из шли
Lpa возрастает. Этому способствуют уменьшение
верхностного натяжения воды и улучшение смачивае-
мости частиц водой.
Повышение температуры может ухудшать техноло-
гические свойства шликера, если твердая и жидкая фа-
зы при повышении:, температуры начинают взаимодей-
ствовать с выделением лродуктов реакции, ухудшаю-
щих литье.. Явление ухудшения шликера при нагреве
проявляется при шликерном литье борида циркония,
суспендированного в коллоидном растворе Na-КМЦ
[41]. При* подогревании такого шликера до 50° С на-
блюдается интенсивное выделение пузырьков газа, в то
время как при20—25° С газовыделение отсутствует.
Повышение температуры- шликеров, склонных к тик-
сотропии, интенсифицирует процесс загустеваемости.
В некоторых случаях применение нагретых шликеров
оказывается невозможным.. Использовать шликеры
с высокой степенью тиксотропии можно только с приме-
нением вибрации, учитывающей склонность к загусте-
ванию.
При повышении температуры увеличивается ско-
рость шликерного литья. Так, при подогреве до 60° С
[83] скорость набирания массы из фаянсовых шликеров
возрастает в два раза. Без применения вибрации при
30—40° С у этих шликеров наблюдается резкое увеличе-
ние загустеваемости. Повышение температуры в соче-
тании с вибрацией не приводит к тиксотропному загус-
теванию, что позволяет отливать плотные каче т
изделия за короткий срок. Верхний пРпед*л *агр^
граничен температурой 60° С, выше КОТ°Р леГидрата-
рном литье в гипсовые формы происхо
Иия гипса,, что способствует более быстр у
Вакуумирование шликера. П. П. Буд-
по интенсивности связи с мат р следующим
J*0B и И. А. Альпирович п.одра3Л^Л 2) микродис-
разом: 1) адсорбированный возду ,
„ерсный возД^3)"РмЯа%дасперс™ый вида" У’’Ч,
газы^
раТдсорбяяя мздахаег’дажрснос™, Тп^**
материала в степ воДЫ в воздухе и друг1й
за, "РЙС!'ТС™"Ь„ую роль при этом играет гидЛ*
ров. Значительную для глищ обладающих 3?5
«ос1‘«Степенью Гидрофильности, адсорбция Воз^
тельной степе“ упоугости паров в атмосфере J
мбЛ90%еТСС Ростом степени лиофобности матер,,’
^те?и адсорбционная способность, газов. У ЛИо^
Еых материалов из-за незначительной прочности с,„
воли с частицей наблюдается прилипание воздух»
пузырьков, т. е. образование трехфазного перин,,,
смачивания. .
Механически связанный макродисперсныи воздух,
занимающий часть объема массы, механически захва-
тывается при приготовлении шликера и перемешива-
ний. Он может образовываться из газов воздуха, рас-
творенного в жидкости, при изменении парциального
давления, температуры-, концентрации раствора и дру-
гих условий и выделяться из раствора в виде пузырь-
ков непосредственно в жидкую среду либо на поверх-
ность твердой фазы, прилипая к гидрофобным частицах
материалов.
Вакуумирование способствует удалению механиче-
ски связанного воздуха благодаря избыточному дзв^
р =2-^; до
где г— радиус пузырька;
пж—поверхностное натяжение. . тВо$
Давление внутри пузырька находится в 0 .«rf
°т его PaWcas который при умень^
hSSL ДавЛенйЯ Расширяется. При разнице
нием па?™ Давлением в пузырьке и внешним Д
натяжения3™?53™ ДЛЯ пРеодоления сил п0Лер*й*
SS., Пушсь““0Ста- окружающая
под действием L <»иЛКИ ВоздУха Удаляются из ш
камере. Под действий давлений в пузырьке И
я ОД Действием этих же сил происходит F
„ микроДиСпеРсных пУзыРьков воздуха, прилипших
н«еЛце, однако в этом случае возможно образование
\аНчных микропузырьков у частиц, обладающих
°сТД0Й смачиваемостью. Весьма вероятно, что S
Ппгтью удалить воздух в таком шликере только ваку-
ииоованием нельзя даже при самом высоком разреже-
нии в вакуум-камере.
Вакуумирование обусловливает также выделение
пастворенных в воде газов, массовая концентрация ко-
торых в растворе пропорциональна парциальному дав-
лению в газовой фазе. С понижением парциального
давления газа при постоянной температуре массовая
концентрация его в растворе уменьшается, способствуя
выделению газа из раствора. Вакуумирование, вызывая
резкое уменьшение растворимости газов, способствует
выделению их в виде микропузырьков, которые обра-
зуются либо непосредственно в жидкости, либо на твер-
дой поверхности частиц, причем выделение микропу-
зырьков воздуха на твердой поверхности частиц возрас-
тает, по сравнению с выделением микропузырьков
в объеме воды, с увеличением краевого угла смачива-
ния 0 (особенно сильно при 0>45°).
Полное вакуумирование, таким образом, возможно
осуществлять в шликерах, в которых диспергирующая
среда хорошо смачивает поверхность частиц. С увели-
чением лиофобности частиц возможность полного ва-
куумирования. шликера уменьшается из-за трудности
удаления связанного с частицей воздуха.
Для осуществления полного вакуумирования лио-
фобных частиц повышают степень их смачиваемости.
Добавки различных электролитов и ПАВ способствуют
Улучшению смачиваемости, что должно обеспечивать
более полное вакуумирование шликера. Другим путем,
повышающим интенсивность удаления газовой состав-
ляющей из суспензии при вакуумировании, является
Повышение температуры шликера, которая спосо с У
ет Уменьшению поверхностного натяжения жид Ф
Зы, а также улучшению смачиваемости.
Вакуумирование улучшает технологи чес с
cjBa шликера, удаляет из него пузырьки газаД пони_
*ает вязкость, а также °беспечивает „ний
Ценных изделий без воздушных вкл ' и Срав.
ВаКуумирование шликера осуЩДС рИмер, давление
«дельно невысоком давлении. Например, а
гТ оказывается достаточным n
300—460 м“РгЛ«ее высокий вакуум привода! >».
всех случаях. Б“л“ л„керно.« литье. Как показаЛ
Вибрация ] метод обработки шликер? ав-
торы работ [^’эффективным при изготовлений
₽аЧ«в И позволил улучшить качество
дачить прочность отливош процесс Шлвкерц.
Изучение плияиия в№Pq * 3000_6000
литья ПР0”3®0^,™ которые сообщали шликеру °}*
лебании в мину У» н жестко закрепленную?-
Форму а также прй ультразвуковых колеб,^
^Согласно данным работы [88], процесс формован^
толстостенных деталей происходит следующим обр,
зом. По мере утолщения слоя на гипсовой форме слог,
деформируясь под влиянием силы тяжести и вибрацщ,
оползает на дно формы, уступая место для набора мае-
сы следующим слоям. Процесс набора, массы- повторя-
ется, обеспечивая высокую скорость отбора влаги. Фор-
мование по этому механизму обеспечивает равномер-
ную плотность по всему сечению отливки, так кая
равномерное нарастание массы со" дна формы исклю-
чает образование пустот и усадочных- раковин в цент-
ральной части изделий.
Применение вибрации уменьшает вязкость шлике-
ров. При этом разжижение более эффективно для ms-
лотекучих шликеров.'На шликеры с меньшей вяз-
?л^?иВИбРаЦИЯ оказывает меньшее влияние. Особен®
ли?ь 0Казы^ется применение вибрации вр-
жается поп ропных ШЛИкеРОв» вязкость которых понн-
[881. Таким веянием вибрации на один—два поряА®
шликерном литьГбеч явл?ние тиксотропии, которое пр;
иое влияние в -пани ви^РаРии оказывает отрииат^
Кроме того, ’в этом слУчае совершенно безвреД®
мущества. в частнп/Чае Появляются некоторые ВР
шликерах не происхо^ В тиксотропно загустев^
ным Явление позволяе^ио1?СеАаНИЯ КРУПНЫХ Фра^-
п “ зернистым наполииСП°ЛЬзовать шликеры с ьР-
Расслоения. наволнителем без существенного^
РазН~
Руктуры становится
90
^НЫМ полностью сливать шликеры. При этом
«Ценней поверхности отливок не возникают?" „
'“Йй кот?₽“игор„а1стет на ™псовой форм J;
‘ Жмется. В работе. [90] указывается, что пой ыте
SV»® толУ,ения изделий шликерным литьем ы-
ально пользоваться вибраторами, конструкция ко-
”“рых обеспечивает воздействие вибрации иепосред-
етвекно на шдпнпрн1 (например, глубинные вибраторы
Гибким валом) _ Уменьшение вязкости под действием
яибраиии объясняется разрушением связей между час-
тицами, а не увеличением доли свободной воды в си-
стеме- . „
Наблюдаемое под действием вибрации разжижение
шликера происходит из-за более легкого механического
отделения свободной воды, а не из-за возрастания ее
доли в системе.
Эффективность снижения вязкости под влиянием
вибрации возрастает по мере нагрева шликера. Влаго-
отдача шликера при -вибраций, увеличивается весьма
незначительно. Незначительный эффект по увеличению
влагоотдачи можно'объяснить тем, что вибрация,-спо-
собствующая переносу- воды в шликерной отливке, ма-
ло сказывается на'скорости переноса в гипсе.
Применение вибрации обусловливает получение от-
ливок с более высокой Прочностью^ повышение которой
достигается' вследствие улучшения .литейных свойств,
сокращения . количества -воздушных включений шлике-
ра, повышения плотности отливок и улучшения их мик-
роструктуры/ Предел прочности при изгибе после суш-
ки образцов увеличивается на 20%, причем у более гру-
бодисперсных ' систем увеличение прочности сказывается
более отчетливо.
Применение,-шликеров с относительно низким вла-
г°содержанием (24,5—26%) при использовании метода
вибрации позволяет получать качественные отливки за
.более короткие сроки по сравнению с литьем шликера
. влагосодержанием 32,1 % z Продолжительность набора
( Массы сокращается с 3 до 2 ч. Применение вибрации
$л°рестно с подогревом шликера до темпер УР _______
J С позволяет сократить срок набирания . ogbiq.
г Раз по сравнению со сроками отливки Д *
способами. л . ня свойства
,Шли1хЛИяние Ультразвуковых колебаний аллическИх -
$ера [91]. изучалось на керметах и
,ггт,тЯТЫ ЛИТЬЯ были Поп,
, Лучшие режимы варьировались в ЙХ
порошках. J У кГи Реж состава шликера у’Ч.
ПР» «с'°'размера отливи плотности / •
М.ок способ6'„уВзВачительному снижению
X® б^Толяег применять шликеры с
“одерда»“ем тверАшлиФкеров значительно поващ
устойчивость “ ‘Ци так как предотвращу
пол деЙЛТ““тинезависимо от их размера’
Го"»“"“ели,ивается подвижность
““ктжншГрезулстптом действия ультразвука „а
кео яв”“я’возможность отливать тонкие детали,,,
пример“стали из окиси алюминия и керметов щр,,
которых составляет 25, длина 610 и толщина 15 мм.
10. РАЗНОВИДНОСТИ
ШЛИКЕРНОГО литья
В ПОРИСТЫЕ ФОРМЫ
Шликерное литье в гипсовые формы, сохранив свой меха®
формования, делится на несколько видов: литье в вакууме, литье г.
давлением, центробежное литье. Эти виды шликерного литья пот
лись в связи е необходимостью повышения производительно™
улучшения качества шликерного литья. Кроме того, обычно и®
зуемые гипсовые формы не совсем совершенны при массовом лрг
водстве. Поиски материалов для. форм также способствовали'
явлению новых видов шликерного литья.
ла литье в вакууме. Решая проблему замены мате,
форм на другой, более совершенный, А. Адэ-Чй
""5
/
₽«е. 2^ г
Л вакуУИом
Л. Вильямс [92] предложив,
пользовать металлические пер-
рированные формы, покрывав
изнутри бумажной прослоР
При этом литье должно осу®;
вляться при помощи вакуум3,
спечивающего отсос шлик£Р
рез перфорацию форм.
Шликерное литье с ис”^
ванием вакуума ocyfflecTSL
ва вакуумной установке,
веское устройство
бражено на рис. 22.
состоит из вакуумной
Формы для литья 2.
камеру изготовляют из
юШей стали. К ней прИ^ц
®акуум-патрубок с вентиж"«
«ометром 3, а также слн®Н
, Камера монтируется на цапфах 5 для того, чтобы пйяо,.
Т,|,11Ь поворачивание при удалении лишнего шликера из фоом» А™
ее перр в верхней части позволяет вставлять форму п °Т'
верс Л удерживается при помощи прижимающего шипа и гЛЬЯ’
6- Вакуугаа’ ™аРа ко ™„ам."к“
Сможет подводиться горячая вода через патрубки 7 Поп^.'
предусматривает возможность ускорЕ суш™
пк в форме.
ЛЙформы изготавливают разборными из листовой нержавеющей
стали толщиной 0,47 мм с отверстиями диаметром 0,7- 1Д мм в та-
ком количестве, чтобы площадь отверстий составляла 34%. Толщину
перфорированного листового металла выбирают с таким расчетом*
чтобы форма была достаточно жесткой и не деформировалась но
в то же время обеспечивала легкость перфорирования. ’
Диаметр отверстий и площадь открытой, поверхности подбира-
ют экспериментально с учетом того, что при слишком больших от-
верстиях прослойка бумаги может выходить из них, способствуя об-
разованию бугорков на поверхности отливки, а при слишком малых
отверстиях не обеспечивается достаточный отсос жидкости. Выби-
рают средний диаметр^ при котором обеспечивается достаточная
скорость отсоса жидкости, а бумажная прокладка не выводит из
отверстий Хотя бумажная прокладка отражает внешнюю сторону
поверхности формы, внутренняя ее часть остается гладкой и однород-
ной, удовлетворительно воспроизводящей поверхность отливки.
Суммарное Количество открытой площади подбирают таким что-
бы обеспечить, с одной стороны, удержание бумажной прокладки,
а с другой стороны — широкий предел изменения скорости литья,
t этой точки зрения площадь, открытая в пределах 30—40% счита-
ется удовлетворительной.
этп ^зготозление Футеровки формы — наиболее трудная операция
СПТ°ба литья- Бумажная прокладка, наносимая на внутрен-
отле. перФ°РиР°ваннУю поверхность формы, способствует хорошему
[С„ЯП™Ю отливки из формы, сглаживанию неровностей, связанных
imnuvn Ием 0ТвеРстий в металлической форме, а также сохранению
1 прочности при сушке и переносе отливки
жить рокладочным материалом, наносимым на форму, может слу-
Результ°ДНаЯ СуСПензия промокательной бумаги. Однако наилучшне
масса Г п°казала короткоЬолокнистая и неразмолотая бумажная
оДндп'ол °Р?ткие волокна лучше уплотняются прн литье и образуют
СуДНЫЙ’ ОТНОСИТельно прочный слой с гладкой поверхностью.
мзжнойПеНЗИЮ Готовят мацерированием в воде при содержании бу-
йспольч'МаССЫ 1—0’8 г^л’ пРичем суспензию большей концентрации
Лопатой-УЮТ ДЛя панесения на формы тиглей, а меньшей — на формы
чт0 собп ЙМею1цих острые кромки. Процесс литья начинается с того,
.ней пл»тЭННая металлическая форма закрепляется в отверстиях верх-
сят nv ы вакуумной камеры. Бумажную суспензию сначала нано-
‘ 30ванияеМхНалива ее в форму после включения вакуума. Для обра-
тим пт Оума?кного ; слоя поддерживают вакуум в пределах 6
I^Pob а’ст> По Дифференциальному манометру в зависимости от раз-
ройки »РМЬ1’ После образования на стенках формы бумажной про-
I к -------.„„а ПРНТИЛЬ и воду СЛИ-
SaKV\'M*W'",1C образования па ....----- ,
kJ - из вакуум°ТаЛ10чают’ открывают сливной вентиль и воду ели
“ ‘ливанци изб Но® камеры, чтобы избежать вымывания отливки при
к п Щликепьп Ытка шликера из формы при ее переворачивании.
Г п°Следу1о„,„ е литье осуществляется наливанием шликера в форму
“аим постепенным доведением вакуума др 1&—20 мм рт. ст.
к?Ют из
м.а пои литье окислов и керМет
А w оекомендуе^пйалов, имеющих малую скорОс,°,В' Пр?
Такой вакуум рек материал -чйваюТ. После достиже^ М
литье глии или ДРуесКОЛькоув избыТок шликера вьицЛЧ
ра массы.ваяУУ У еру вместе с формой й от2;Ц
холимой т°лшинвают вакуум ^“^няют от камеры и поме^Ч
Ф°РМУ с пЛ^е°затвердения отливки форму разбив
SXrf Si-A «о ву»аж»“" oft-
пт пивку вместе « г м
отл“„„у „ „пя получения заготовок из
Этот способ nfr" циркония й?л5И3Ч'
на основе окиси магн^’янсовой массы. Способ имеет ряд Л
хромовых- «Рметов, фая в гипсовые формы, так как появ^Ч
ществ по сравнению с-ли использования одних и Тех ля^
возможность многократн литья> устраняются труЛ^
и фор“ ” ”ереююм «55
3аГ°Мигурация й размеры форм пока ограничиваются возиош.
«Явлений футеровки, но предполагается их улучш^
путем приготовления суспензий новых бумажных масс и оса»
Sh их в виде футеровки на металлической форме. Изготовлен
бумажной футеровки может осуществляться также применение»
предварительно сформованных бумажных вкладышей. Способ
керного литья с использованием вакуума - оказался достаточв*
-эффективным для производства тиглей.
Шликерное литье под давлением. В противоположность шли»'
ному литью в вакууме Т. Гейнер й Д. Картер на примере изгоаде
ния фарфоровой санитарной керамики исследовали метод пмиг-
ного литья е использованием избыточного давления [93].
Литье под давлеием осуществляют в разъемные формы спеаг
эльной конструкции со стенками из пористого материала, за которю
находятся полости для отвода выдавливающейся из шликера вок
В качестве материала для пористых стенок используют плитки £
?п!^опНОГОокТеЕлЯННОГО п0Р01пка с различным размером пор (4-!
и zu и 25 50 тикм), а также плитки из специального порист
полиэтиленового пластика.
под давлрнивмЫьгСКаЮТ в $ормУ в течение определенного времс
ет что CKoS.S^yeMbIf диапазон Давлений 0-70 ат показ®»
личении давленЛ боРаНИЯ ФаРФ°Р°вой массы, увеличиваясь при Р
тупы и содержани» ЮТ ™ности шликера, от его т®*
с 7 до 70 а?продолжитель^”™’ Л2И Увеличении давления шли»
До 2 мин. Добавки элЛ™СТЬ набиРани* массы уменьшилась^
причем при использованпиР=°В с™жа«>т скорость набора
Ра массы оказывается макстаьной ЭЛектР°™тов скОРосТЬ ’
сушке таким об^азм^что ЛИтяе влияет на усадку hW®* f
бразец имеет усадку я% 0ТЛИтЬ1Й без применениям3®^,
Усадку лишь 0,8% Ппи J0’ т° отлитые при 70 ат образны
«ения давления ZB мДЛ™ Усадка зависит от направления #1
ДоНИ,:°ДЫ И3 ^лиКераРТаТк^ПерпеНдИк^
правлен™ ВЫШе этого значенияа1УМенЬШается по меРе РоСТЗ В
Менання*^’ паРаллельном повепУСадка Давления не зависит-^
Я ус^дкц От Давления о<-таН0СТЙ ’отв°Да воды, завнсиы®^
Остается почти линейной вплоть Д°
₽мяая масса образцов/ отлитых с применением Пйп„
°бЪлвыше, а их влажность ниже, чем у образно/!Леиия-
Ликерным формованием в гипсовые ^Ормы
обыЧ1ш<ями для шликерного литья под давлением фарфоровой t
ми Умываются: давление 42 ат,, температура шликераVest*?
"“2*&<»тов- При таих паРаметРах обеспечива/гся'Й”'
бавок ал^ЛосТЬ литья и хорошее-качество отливок
^Размер пор пористого "материала литейной формы влияет на
ть набора массы незначительно/ г ияет на
^центробежное шликерное литье. Для литья труб и колеи п пя
* [94] предложил использовать центробежное птликери^ п,;^р
рсуи/ С' -»
Гу
^ис' Схема приспособления для центробежного шликерного литья
'®PW^Cyn;e^ вис'~'23^покай'
;лано LfTaHka с гор^нталы^_осью2£ащениЗ; Н P • женного
В.Дан^е®ати^ское устройство приспособления, РедН0Й в ци.
/иидоТ’1614, Оно состоит из гипсовой формы J' устройства 4
'>SL: ^"ленного на полом валу 3, заливочного» устро
* Ш/еЛя $ с насосом 6 для перекачки шликер шликером,
^орЫй ллРН°е ЛИТЬе начинается Е 3аПп°Л7Ни перекачивают насосом
гиб1«?Ля этой цели наливают в бункер 7 иР муфТЫ р к за-
1!|и»очйомМу ШлангУ 8, присоединенному при п отверстия Ю,
. еДиня^У УстРойству, в полый цилиндр черет четыр^нз^и^
’?°йствяЮиИе полость полого цилиндра с пол попадает в пи-
^Ндв е ЧеРез щель 11 в полом цилиндре шяик Р боковыХ
« Ар с гипсовой формой и заполняет последнюю, ид
„„ается из прозрачного материя»
«ппа /2 выполни литья. После быстрого По»
стенок циЛ™дРть за пРоце% придают ТфащательноГдЛ^^
ЛЯЮЩЛ ПоД-дейстДв2Ш
ш?И^я^Г^йГйКйдч Лппеделяётся однородным слоем ? Мк
крУг « ЛдьГшликер РаПре происходит формование-отли? %•
S' S™W* ««"«У
ЙЙйГвИ«Р’7в““„.Тима последняя часть жщ^Л
йсчезаетсвнутрени^—-—
кртщаютГ ия цилиндра с гипсовой формой МощНо»
Вовремя вР^®еЖуточные процессы. В начальной tT ° Ч
лить следующиедромежу ый По цвету слои шликера, затем»”?
щения наблюдается однор^Дцентробежной силы начинают^
шликера П°Д ой формы, жидкая фаза при этом п £
вК0 внутреннюю часть шликера - происходит разделение J
щается во внутреи из.за разнИцы их плотностей, в п₽,7
кой и твердой Фютс“ различных по цвету слоя. ОдновремЙ'5
счет капиллярных сил гипса и центробежной силы жидкая ф^'
глотается гипсом.
При дальнейшем вращении слои жидкости, покрывающий •
верхность, дополнительно уплотняет ее J3 результате прохожд®
жидкости между частицами уплотненной массы к гипсовой фор
Процесс вращения прекращают в тот момент, когда последние и
ции свободной жидкости покидают внутреннюю поверхность отлк
Если вращение прекратить до или после этого момента, то »
ветственно произойдет или разрушение, или растрескивание отж
Разрушение отливки при прекращений вращения до исчезновег,
жидкой фазы происходит из-за недостаточной ее прочности. Р
трескивание при излишне длительном кручении происходит, очед
но’„ вследствие более ускоренного удаления влаги из отливки:
действием центробежной силы. Такая искусственная ускорен
«сушка» отливки создает большую разницу влажности между ®.
в ?Ларужноа поверхностями отливки и приводит к растр»
ности отпик^Т удаления своб°Дн°й жидкости с внутренней го»
цилиндра Ппи ияТиН° наблюдать через прозрачную боковую ое
ки блестящая Момаи” ЖИдкоя Фазы внутренняя поверхность го
нием блеска и поянлрни удаления жидкости фиксируется исчез®
литья цилиндр разбирают и ’г повеРхности матовости. По окон*-
шат в горизонтальном ™ И ГипсовУю форму вместе с отлив®
ет от формы. ВысушенныРЛ0о'ТеНИи’ Во вРемя сушки отливка о*
Несмотря на то что мо^аг0Т0вки спекают или обжигают.
пЛ?ИИ’ при литье крупнаг °|? огРаничен цилиндрическими Ф°₽*
кер^дтоболе^пХодяа^ И^олец
вает и ™ТЬем этот метод пя М’ Так в сравнении с обычны
ПРи пол^е7/и0™ость3агоХТеТ КаЧеСТВ°
«ет^полЯт!0 ВПИты®ани??^0Ь?»ЦИлинДРических заг0Т°я°^
тонкостенные ? НеравномерньшМ°и ж,идкой фазы шликерВмй>А'
ДентрИфуХе0в3яаиГ0Т°аки отлива^.Чтобы избегать неравном J
8ается7ослРе В0а”йй Смается Z? мета™еские формы.
Ния при лит1?К0НЧайИя ФопьЛ Из Массы в середину фо₽мЫ t!
МетР°м 125мм^12опР°в диаметрН0Им\?ПТимальная
1200 об/мин [68] 50 мм Равна 3450 об/^
Глава III
ФОРМОВАНИЕ ИЗ ШЛИКЕРОВ
ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
□б электрофоретическом формовании заготовок
яз керамических шликеров сообщалось в работах
[68 95—99]. Интерес к электрофоретическому формо-
ванию связан с тем, что этим способом можно быстрее
получать более плотные заготовки и с более равномер-
ной структурой, чем при литье в пористые формы. Кро-
ме того, метод успешно применяют при обезвоживании
керамических масс при шликерном способе приготовле-
ния формовочного полуфабриката. Сущность электрофо-
ретического формования заготовок заключается в на-
правленном перемещении заряженных частиц шликера
под влиянием электрического поля и осаждении их на
противоположно заряженном электроде.
Электрофорез осуществляют на установке, принци-
пиальная схема которой показана на рис. 2. Анод имеет
конфигурацию, соответствующую форме изделия, а кон-
фигурация катода обеспечивает требуемую плотность
тока. Если между катодом и анодом-формой создать на-
пряжение постоянного тока, то положительно заряжен-
ные частицы начнут передвигаться в сторону анода и,
оседая на нем, образовывать слой. Если частицы твер-
дой фазы заряжены отрицательно, то используют катод-
форму.
Формы изготовляют из металлов (свинец, никель,
Цинк, медь, сталь, покрытая слоем кобальта, и пр.) или
из металлизованной пористой пластмассы. С целью
предотвращения образования воздушных пор в отливке
формы рекомендуют изготовлять пористыми. Перед фор-
мованием рабочую поверхность форм покрывают тонким
слоем смазки, препятствующей прилипанию к ним мас-
сы. В качестве одного из составов смазки рекомендуют
следующий: 50—75% минерального или растительного
(касторового) масла, 18—25% глицерина, до 30/о гра-
™ [68]. Вместо смазки для отделения отливки от
£°PMbi можно кратковременно пропускать ток в Р
кпй НапРавлении. При этом между формой “
образуется слой воды, облегчающий
отовки. Расстояние между электродам отекание
Рать минимальным, так как оно влияет Р
„„ п»оцесса> В работе [sq
ЭЛ Оснотвой хара<даРис р0СТЬ передвижения
которая .определяется Мвду^
электрически-»
формулой.
elt,
W °"" «пектрофореза, мл/с;
“-СТек™ич“«“ проницаемость жидко™-,
*««°сти’П;
^-потенциал, о,
-1 - сил а тока,А; ектропроводиость жидкости,
X—удельная^ _
Ont1 -см - кпмяние на скорость набора ом-
Особенно большое в ® ского поля. Как показа-
зывает напряженностьJoe формование может бы.
но в-работе [68], оптим интервале напряжев-
'достигнуто,в малыхнапряжеинос.
ности поля, так как upn^ й-.рпо* пристающие
„оля набирается "”0™™™“™ апряж енностях «
форме-аноду, а при- больших- ₽ . цоказан0, «г
масса получается рыхлой - - _ Р _ пепьзиановй
оптимальными при наборе перовски В/см. В рабо-
масс соответственно являются 2-^3 И о - ‘ ' ^стИМВ(
те [96].показано, что существуют предельно допу
плотности тока, превышение которых = /ПРИ по-
вреждению поверхности отливок. Однако при v
нии заготовок из концентрированный кварцевых
зий электрофоретическим методом в широком Ди
напряженности поля 6,6—33,3 В/см дефекты не г '
ются [97]: В то же время при 33,3 В/см отмечает -
симальная скорость формования. Кик следует из .
кажущаяся плотность отливок из кварца мало 3
от градиента приложенного напряжения (в
исследованных 6,6—33,3 В/см), а разброс плотно м
сечению отливок находится в пределах 0,002-^0,00 ,
[?c™4eHHe составляют результаты, получен^ ^-
13,3 В/см). Отмечается [97] что плотность кварку
Таблица 3
ЗЛОСТЬ КАЖУЩЕЙСЯ ПЛОТНОСТИ КВАРЦЕВЫХ Отпи^
3ASS) ТОЛЩИНОЙ 30 мм ОТ ГРАДИЕНТА ПРИЛОЖЕННОГО^
Жжения (испытанию подвергали пять
НАПРЯГ" МАССОЙ 8-20 Г) ОБРАЗЦОВ
«sssr Со стороны анода . Со стороны катода Среднее зна- чение Наибольшее отклонение
6,6 13,3 20 26,6 33,3 Шликерное литье 1,982 1,980 1,985 1,973 1,983 1,940 1,990 2,000 1,983 1,979 1,978 1,943 1,986 1,990 1,984 1,976 1,980 1,941 0,008 0,020 0,002 0,006 0,005 0,003
ции, не превышает 0,01—0,03 г/см3. Повышение плот-
ности тока приводит к увеличению температуры шлике-
ра, с повышением которой увеличивается скорость
литья. Однако повышать температуру следует до опре-
деленных пределов, при которых еще не начинается вы-
деление значительного количества кислорода вследствие
электролиза воды.
Для обеспечения бездефектной поверхности керами-
ческих изделий в работе [96] рекомендуется осущест-
влять электрофоретическое формование при 35—40° С,
используя напряженность • поля 3—5 В/см. Плотность
тока для фарфоровых и фаянсовых шликеров при этом
Должна составлять - соответственно 0,003—0,006 и
0,0035-0,045 А/см2..
С увеличением содержания твердой фазы возрастает
скорость набора отливки." Однако при использовании
высококонцентрированных' шликеров необходимо более
тщательно подбирать режимы электрофореза, значи-
тельно влияющие на появление таких дефектов в от
Ивках, как впадины, трещины, отслоения и т. п.
Скорость электрофоретического Ф°Рмования вРа*™
ЛСКи постоянна, хотя в течение первых 30 с наб д
„ озимое замедление Скорости набора массы
ЛедУюЩем формовании скорость набор лить-
не изменяется. По сравнению со
Фоп»ГИПс0вые Ф0Рмы [96], скорость элекр Ф Р заг0Т0В.
кЛМ°Вания в $—$ Раз выше* а П°ппны и характери-
3vm °АеРжат меньше влаги, более пр шке и спе*
ТСя меньшими значениями усадки р
а ты [97], наблюдается noCTn
“SSotAx 'офо^еза при ,фор%^
““„“я метода „ кварцевых суспензии по cpaBJH
кокпентрпРован““,ьем » гипсовые формы возрасЛ
со шлимрны« "X отливок. Например, при ф ’«<
укда«юем «дш““рПевого стекла с тол,ципа,„’>
вйи заго™® “электрофоретического формован»,’^
и 30 мм сХ"ь литья В гипсовые формы соотвегПв*
вышает скцр го71 J
в 1 5— относительного повышения скород
Б&лйТг питьем В гипсовые формы зависит глав *
сравнению с ли получаемой в пр0ц5
ймования Чем выше плотность образующейся MaJ
S больше эффект от применения электрофореза,,,
вязано со значительным понижением фильтрациовд
способности плотных осадков. В то же время плотносп
отливки не влияет на скорость электрофоретическое
переноса частиц. Это объясняет то, что при форме®
нии фарфоровых и фаянсовых масс электрофоретиче®
методом по сравнению со шликерным литьем скорой
набора.только в 3—6 раз выше [96], в то время каквр[
получении, более плотных заготовок скорость набор
массы выше в 11—100 раз [97].
Объемная ' масса отливок, полученных метода
электрофореза, выше объемной массы отливок, получи
вых. шликерным литьем - в гипсовые формы. Так,1?
формовании кварцевого стекла из одинаково подго®
ленных шликеров удельная масса- электрофоретичес®
ФоомьГ сНЙ 0’05 г/см3 выше, чем у. отлитых в гипсов
суспензий
и aoXTVS™ Ра^™ [96],.тонкостенные <
формуют при помош°ВОГО ШликеРа с.влажностью $
в течение 2 мин ПЩИ ЭЛектР°Ф°Реза в медных <М
Досле Формования°п-ЛеЖИМу’ приведенному ® TaAf
Мах‘ ОтливJг 2ею ™ИВКИ сУШат при 70-80° С bJ
Ч»ть затОТовк’ «вдв Метод возможн0СтьД
размеров. Так, в работе I
□атели электрофоретического формования ча 4 ПОРОГОВОГО ШЛИКЕРА (ВЛАЖНОСТЬ 35% Время ^ЯП™ГЛЕИ йз фАЯнсОВ |20 с> температура шликера 17» С)Е[97] Ф0РМ0ВАния
Сила тока, А Плотность тока, А/см2 Напряжение ПОЛЯ, В/си Масса тигля, г
46 0,076 0,0016 3,7
30 0,05 0,0016 2,2 11,0 A ct
17,6 0,043 0,0024 2 0,0 4,3
показано, что методом электрофореза и,
рированных суспензий кварцевого стрЛ! £°Коконцент’
ливки с толщиной стенки до 65 мм t Ф^муют от-
толщиноЪ 30 и длиной 1000 мм ’ Э также пластины
Глава IV
ЛИТЬЕ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ
ШЛИКЕРОВ
Технологическая схема. Как и при литье в гипсовые
формы, литье термопластичных шликеров требует разра-
ботки индивидуальных способов литья для каждого дан-
ного материала. Для каждого вида материала необходи-
мо подбирать свою связку, режим литья, а также учиты-
вать происходящие в шликере физико-химические про-
цессы.
Общая технологическая схема процесса получения
изделий с применением литья из термопластичных шли-
керов сводится к следующему: 1) подготовке дисперсной
фазы; 2) приготовлению термопластичной связки;
3) приготовлению шликера; 4) подготовке форм к литью,
ю литью; 6) удалению связки; 7) спеканию.
Не всегда применяют все операции технологической
схемы. Иногда происходит совмещение некоторы
!’Их- Например, приготовление термопластичн
^подготовка шликера, а также удаление связк
Зие могут быть совмещены' в зав^имости Г*
^астификатора и других причин. Действие ? порошку,
нее активным, если его сначала Д°б отовЛенИе
сЛатем Д°бавлять связку. В этом слу Р ШЛИкера,
язки совмещают с процессом пригот ием
Ин°гда удаление связки совмещают со спеканием.
1 ПОДГОТОВКА ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ
„опт-ип подготовка дисперсной фазк,
ПрИНЦ^Пшликеров^е отличается от таковой дЛЧ
пластичныхш Р ых дЛя.литья в’ пористые фя Ч
керов, предназн* пис 24 технологическая схем, ₽ИН
ПОИЗа"матеоиала является наиболее общ?,»,
готов»1®! _едусМотрены процессы синтеза иатЛ
мирных компонентов; измельчение, сепаращ^
Иногда эта схема может усложняться, а иногда о» J1
ся к простому размолу товарных порошков. Выбор*?,
нмотнн целикожзависит от технологических и ф^
химических свойств каждого материала.
Если изделие по технологии получают из несколько
сырьевых материалов, то процессу формования пру.
шествует предварительный синтез порошков. Синте;
исходных сырьевых материалов осуществляют следу»,
щим образом. Вначале производят подготовку сыру
(промывку, сушку и т. п.) и контроль химического!
минералогического составов в. соответствии с техниче
скими условиями или ГОСТом? Затем готовят шихту
дозируя' составляющие взвешиванием, засыпают ее)
размольные агрегаты, в которых далее производите!
мельчение и смешивание. При этом применяют рогат
онные, вибрационные или шаровые мельницы. Бола
эффективным, применительно к технологии горячег
литья, является помол в вибромельницах [3].
Перед синтезом (обжигом или спеканием) измеи-
ченный материал дробят (в случае образования <кс?
жеи»), прессуют в. брикеты или гранулируют [М
пп₽п,пЛе’е эффективным, - позволяющим сократить?^
котопыйИро°КазаЛСЯ спосо6 гранулирования шихты №
шогоРоячмрпДИТгоЯ *£ получению из шихты гранул небо-
пают на опеля мм)' После синтеза гранулы
необходимое^ т°НКОГо помола. При этом отпад
ванного матеоияпярУб°М дР°блении кусков синтез Г
собов получен^ЛГпяИн0ЧИСТКе от железа ОднИМ й3яп
рячего литья явл?рт/Л’ пРИМеняемых в технологи®
(при влажности 15—{яом°С°б продавливания
шетку с отверстиями 15 9 Чер^ перфорированную •
Синтез мм ГЗЕ
ствия или туннельных*™» В печах периодического
или без применения зап™Чахв капсулах с пример
«щитнои среды.
Рис- *> Технологическая схема приготовления материала (порошка)
атшим этапом приготовления матерИа
Завершающим которое может осущ^а ,в.
ляется диспергирмокрого помола в присутствии ’Ч'
путем сухого ил , М Рплавленной связке с ПАВ)
горячего помола ( Р тельного сухого помола?
бинированием ПР Д рРспЛавленной связке [1001
и горячего помолу ^еспечиваются при исполь^-
лучшие РезУ последних трех способов измен?31*1"!
ГевяТс Тм “о "пХхностЛорошков, обД"
. пезиьтаге диспергирования, не имеет возмоД1*'
контактировать с влагой, а покрывается вепосред^
слоем ПАВ. Благодаря этому при образ»,*
шликера требуется минимальное количество связки.
При диспергировании необходимо получить порошу
с определенными параметрами, которые обеспечили
хорошую текучесть шликеру и минимальную пористое
после обжига или спекания. При этом учитывается,
на указанные процессы влияют форма частиц, их струя,
тура, состояние поверхности, дисперсность частиц।
гранулометрический состав.
Опыты показали, что для получения шликеров е ю
рошими литейными свойствами следует применять I»,
рошки, которые по форме приближаются к сферически
Если порошок имеет лепестковую форму, как наприI
мер в случае нитрида бора, то получение шликеров J
высоким содержанием твердой фазы невозможно. Ест.
порошок представляет собой конгломераты сросшиш
кристаллов, то, поскольку их невозможно плотно упаь^
вать, получение концентрированного шликера связан
значительнь1ми трудностями. После изменения фор'г
ни„.,г п П°Р0Шка, °бРазУется шликер с высоким содер*.
пьт питпСПерСН0^ $азь1. Например, из-за того, что част"
собой koh™<S?МНИЯ В состоянии поставки представ^
нии их со свЗ™ сросшихся частиц, при перемен^
кер. После лп™? полУчается очень разбавленный »•
мопластичный вительног° измельчения порошка ’
концентрированнымКет1тНИТрида кРемния получают
цией твердой Фазы ^ЛикеРы с невысокой конце»?
частицы имеют фопмбра3уЮтся также в том случае,*
Состояние П? Р У пал°чек.
шликеров. Оно кюжет°з? Частиц влияет на
6 "Wtctbuu ПАВ?” °Т СП°Соба (СУ^
кже от условий его измельчения поро^
° Мнения. Порошки могут
%ать влагу. Плохо высушенные п-п
ийЯ» шликеры, либо яе образ^°Шп либо м
„даиви воды в шликер последив ®х в°овще Й”3^
непригодным для литья, к®»• п3агуи«^'«Р“ "О-
^ole более 0,5%
шликер не образуется. ри важности Л/ й%« в
1 /о и более
а при влажности 1 % иТолее
Рис 25. Принципиальные зависимо-
сти вязкости термопластичных шли-
кеоов (!, 2) е одинаковым соотно-
шеяяем т; ж и коэффициентов упа-
ковки отливок (3, 4) от дисперсно-
сти:
/, 3— порошки е пористыми части-
цами, а также частицами в форме
палочек, сростков кристаллов и
т. п.; 2, 4 — компактные порошки с
истицами осколочной и сферичес-
кой формы, а также формы, при-
ближающейся к сферической
Дисперсность (удельная яодерхноМ)
твердой разы—<-
На свойства шликера влияют дисперсность и грану-
лометрический состав. Критерием в этом случае следует
считать количество связки, необходимое для образова-
ния шликера, либо величину вязкости для шликеров
одинаковым соотношением т,:ж.
1 Практически длительность измельчения
проявляется двояко: в одних случаях при У
длительности измельчения твердой фазы вяз *
керов возрастает и, соответственно, для о Р
требуется больше связки; в Других ~^тва термопла-
водит к снижению необходимого кол 0 влияния
стичной связки. Причина такого двояко™ в
процесса диспергирования заключи ’ в грану-
структуре и форме частиц порошка и. ка й’Характе-
лометрическом составе измельченного У ает влияние
Ре его упаковки. В большей степе ЙХ пористость-
структура и форма частиц порошк , же имеющие
Порошки с пористыми частица ’ сферической, на-
^•орму, значительно отличающую сростков, как
пример форму палочек, пластин содержанием
Равило, образуют шликеры с порошков их ча
вязки. При Диспергировании так^ форМе при
ад становятся более компакта
В СВЯЗИ с этим измельчу
жаются К сФеРй0Чв связано с уменьшением необхо/Ч
добных порошков свя об ованиа шликеров и ЛЧ|
количества связки пр К0£ффИциента упаковки 0TjiJ%
ственным повышай сниЖение вязкости таКи/к
Как показано на РН оп деленного значения д Ч.,
керов происходив Д льчение привОдит к останов^1
сти. Дальнейшее и к резкому повышению вязк??'
па снижения и яюТСЯ изменениями, связанным?
Эти' переходы об^снянием мелких qac^
ДР°й Лооистостью Происходит также дробление Пало^
шеипористость тов на бодее мелкие частиц/?
Еме приближающиеся к сферическим. Эти проц^’
обеспечивают более плотную упаковку дисперсной
шликера, благодаря чему происходит снижение его вЯз.
кости В то же время измельчение приводит к увелиЧе.
нию удельной поверхности порошка, что должно вызван
увеличение количества связки для образования литейно.
го шликера -и повысить его вязкость,. При этом следуй
учитывать, что для. получения текучего шликера кажи
частица должна быть покрыта слоем связки определен-
ной толщины. Когда увеличение дисперсности частиц при-
водит к увеличению удельной' поверхности, для покрк
тия которой начинает ощущаться нехватка - имеющей'
жидкой фазы, вязкость шликера начинает резко возрас-1
тать.
В случае использования компактных порошков кри-
вая ^.увеличения вязкости сростом дисперсности нмее
один перегиб, связанный с нехваткой дисперсной сре№
обеспечивающей текучесть шликера. Практически кри-
вые зависимости вязкости от дисперсности начинают р*
8000~ЖпЬС%/ПрЛ заачениях Удельной поверхноГ
Кпч/ЬЖ О СМ Г (ФаРФ°Р> клиноэнстатит и т. П.).
кепа с пп??^еНТ упаковки отливок, полученных из ш-’
НИИ пооХоКп°сЫМ С00ТН01вением т:ж, при использ^
изменяется в соотвртЗЛИЧНОЙ АИспеРсностью (рис-
шим значе]виям°?еТСТВИИ с кР™ми вязкости, т. е.
НИЯ плотности -,-п=1ЮСТИ “ответствуют большие зя»
«юо сд“ „™ьУ"1К“ВКИ-Исходя из данных Р«2
нения дисперсности сУЩес?вУют предельные
порошков. Они соот’в?? К0Т0Рых следует вести Ра^.
вязкости 1 и 2, напоаппп?УЮт Рез™ перегибам
коэффициента упаковкин« Ым вверх, и перегибам кРи,
ковки 3 и 4, направленным вниз- U
. дисперсности шликеры, как правило, имеют высо
эТ0Й Устойчивость, а отливки’после спекания прочны й
ку* низкой пористостью. рочны и
обЛп^и диспергировании следует учитывать не только
J4PecTb шликера, но также и другие технологические
т Зства, например устойчивость шликера. Известно что
« повышении дисперсности улучшается устойчивость
Тикеров, уменьшается пористость спеченных заготовок
„повышается их прочность: В связи с этим при выборе
дисперсности следует останавливаться на оптимальных
вариантах, обеспечивающих хорошие литейные характе-
ристики и высокие показатели свойств отливок.
Р' В случаях, когда необходимо получить отливки по-
вишенной плотности, применяют набор порошков раз-
личных фракций, которые обеспечивают отливкам вы-
сокие значения коэффициентов упаковки при одновре-
менном снижении содержания связки.
2. ПРИГОТОВЛЕНИЕ
ТЕРМОПЛАСТИЧНОЙ СВЯЗКИ
Для приготовления термопластичных шликеров в тех-
нологии горячегб литья могут1 быть применены различ-
ные термопластичные вещества: парафин, воск, твердые
жиры, пеки [3], некоторые смолы, например фенолфор-
мальдегидные. -Применяют также поливинилхлориды и
поливинилацетаты,. позволяющие получать отливки с
высокой плотностью и прочностью, поливиниловый спирт
и Другие/ Выбор их обусловлен следующими требовани-
ями. Связка должна при минимальном содержании обес-
печивать образование текучего шликера с максимальным
коэффициентом , упаковки, что может быть достиг-
нуто только в том случае, если между частицами твер
Аой фазы будут -жидкие прослойки минимальной тол-
аны. Для этого в качестве пластификатора должны
применяться легкоплавкие вещества с малой вязкость
расплавленном состоянии, которые хорошо
оперхность твердой фазы ж не образуют на_неи
РУктурированных оболочек с аномально гоояче-
*остью. Поскольку порошки, применяемые дляснгорного
Кп.Литья’ как правило, полярны, в ка^ поименять-
Мпонента термопластичной связки долж р на при-
» Неп°лярные вещества. Кроме того, ft объемной
а?ь прочность отливкам, обладать
^иипой. Так как этим требпп„
усадкой, Удовлетворяет парафин, его чаще
применяют при горячем^литье.^в производят ’
р Если »змеЛьЧге?пячим способом, то применяют^?1-
ствии ПАВ ИЛ^и'ГВРэтом случае операция приготовлен₽а"
фин без Д°бХт Когда необходимо использовать св “?
связки отпа£аеТва ее специально приготавливают
СЛ°^РпГ°связку, содержащую две составляющие^.^
при РАМН 2ппиготавливают перемешиванием в Л*
И ПХмФых шаровой мельнице или пропеллерной '
ке После тщательного перемешивания ее разливают а
поотивни и охлаждают. Полученные твердые Куск
связки используют при приготовлении шликера. Анал,
гично приготовляют связки, содержащие арахисовое
масло пчелиный воск и полистиролД101J, эпоксидную
смолу в смеси с кумероно-инденовои (растворитель) н
фенолформальдегидной (отвердитель) смолой [102] н
другие.
Свойства шликеров зависят от состава и концентра-
ции ПАВ в технологической связке. Из исследуемых
ПАВ (олеиновая, стеариновая, пальмитиновая кислоты,
животные жиры, пчелиный воск, растительные масла а
т. п.) наиболее эффективным при разжижении шлике-
ров различных материалов является пчелиный воск, за-
тем стеарин и олеиновая кислота; другие исследованные
'добавки менее эффективны [3, 100].
Содержание ПАВ в связке зависит от природы дис-
персной фазы, ее удельной поверхности. Для образова-
ния мономолекулярного слоя на поверхности твердое
фазы в зависимости от ее дисперсности необходим
очень небольшое количество ПАВ (от 0,05 до 0,2%)
<Ья^3гпппЧ«Ое количество ПАВ, находясь в жидке
литейной р ТТТ снижению вязкости и улучшен*
мальной способности шликеров. В работе [100]
Л% ОдХоеНЛУеТСЯ кон^ентРация ПАВ пор*
материалов требтетсяРн.?”Жения'шляке₽ов ра3пДВ >
пластификатов? тя^Я неодинаковое количество ПА
Да кремния и б'оои^я УЯ разжижения шликеров кар .
рафино-восковой Pcntя Циркония> приготовленных
ветственно. БолеЬ £ь’ тРебУется 15 и 5% воска
комплексных добавХ^гтКлпВным является примей
вок олеиновой и “ОТ^В- На"Р“‘«Р, сочетание Д*
и пчелиного воска при изг
леяии шликеров клиноэнстатитовых
фанатов оказывается более э<£^атеРиалав и п
*евъшее количество связки), чем „ ИВНЬ1м (тоДрЯда
"дяого И веществ. h ,LM при введен»
Избыточное содержание ПАВ тадько
тупно-механические свойства П7п М0Жет изменит*. „
л^иер, введение 12% ете”р»? “Т "
в состав парафиновой связки п /о олеиновой *LHa‘
кера придает ему тиксотропию в п^ОЗеМистого шли
жзет вязкость и иа 20% уменьшает „Л“ра ₽“а Д’
заготовок [68]. щает прочность отлит”
Введение в состав пластификатов т
смол повышает предел текучести I Р п ТеРмореактивных
ста заготовок при повышенной т ПЛас™ческой вяч^к
—’ вещества добавлХ"
общего количества пластификатор!Цв^тае 10-12% от
3. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ШЛИКЕРА
Окончательную операцию приготовления шликера
осуществляют смешиванием его составляющих в смеси-
тельных аппаратах при температуре, превышающей
температуру плавления связки. Существует несколько
вариантов приготовления литейных систем, выбор ко-
торых определяют, исходя из способов подготовки дис-
персной фазы и приготовления дисперсионной среды.
Если измельчение производят горячим помолом в
связке с ПАВ, то при этом измельчение, порошка и о -
разование шликера совмещаются. Такой способ приг
товления шликера имеет то преимущество перед дру
гимн, что не нуждается в специальной операцш.,' Р
в осуществлении, и обеспечивает получение ем
ных литейных систем. Технологическим РУ
при выполнении его является за^д^ ИзоПробован-
связанная с высокой вязкостью шлик р - вторая
вых мельниц — ротационной и вибр ц . ероВОЧНОГо
оказалась более эффективной. В ^ач применять ке-
^атериала вибромельниц рекоменду и резина в
рамику и закаленную сталь. Пластмассы и Р
Данном случае уступают им поо0шок материала
В Других случаях измельченн гической связкой,
^ешивают с расплавленной те которой про-
следует отдать предпочтение измельченно-
йзводят смешивание со связко Р
ПАВ. Эту
гр с
auv НУЖНО применять В t0M
м с ПАВ. Эту “е ушЛ„Кера плохо смачивае
2гд. твердая фаза дясперснон _фа3ы «<*,
кой. После того йваеМость~ их связкой значите» В‘Р
улТуЧш^я. Кр^eaX0,eTp'acTol^ ?
п0 сравнению, со диспергирование твердой фазы еЧ
«ли сухим способ"и баз доба^
ществляется
с"да ЬспоВХмиЮпримёняют3 п^едаа"р “ты
£гЬт=е^ё
® С под. Превышение этих температур иераЩ1
налью из-за интенсивного испарения связки и ПАВ.
Снижение температуры связки, перед перемешиванием
-ниже 90° С приводит .к'Повышению вязкости-шликера .
При - использовании измельченных порошков, содер-
жащих ПАВ, подогрев их, выше 60 80 С не рекомен-
дуется во избежание испарения ПАВ.’ В этом случае
производят разогрев связки до 80—-100° С, . а порошог
вводят нагретым либо до комнатной температуры, либс
до 60-80° С [100].
Смешивание производят ручным'способом, в смеси-,
телях любых систем (пропеллерных, лопастных^шнекс-'
вых),, в мельницах горячего’ смешивания и. вибромель
нице. Наиболее эффективным является горячее смеши-
вание в ротационных и вибрационных мельницах [100].
Особенностью смешивания в мельницах является то,
что процесс перемешивания сопровождается измельче-
пииМ'«А связи с этим вязкость шликеров' при смешива-
проводит^\ повышаться- Здесь измельчение следуй
Пеоемргпип М0менЗа4-СТабилизации .шликера,
производя! бе3 измельчения дисперсной фаз
обеспечения различной конструкции. Д‘1
Пий шликера Ф(0 5-4 смешивания небольших J
в работе [1001 Annn2L кг^ применяют предложен»)
Мешалка устооекяЛЛерНую мещалку (рис. 26)-
пии вала пропеллеп/аким образом, что при зР»® (
при подходе К лопастя! °ДНйМает жидкость, кот°Р
лом 20, и под их влияй, ДИска наклоненным п°^ ву-
влиянием изменяет направление
^ЙИЯ в сторону стенок, а затем опускав
4 Таким образом, создается кругообЛ ее к nP<We.n„
X в результате которого обеХХ°аХ "ОТОКВД &
Лясввностъ перемешивания аетс« аь/сокя» '
&к> в мельницах гораиег'о S,;тев™« St
У При перемешивании слX
Последовательность. Вначале ! 'пазог^Юдать
К-при непрерывном перемеши- рева!°т связУкуЩ^
даии, небольшими порциями до- в
--- тт и_
Ъвйдют порошок. После Того как.
!;рвые порции порошка „переме-
ались со связкой, добавляют но-
ле, и так процесс добавления по-
илка и перемешивания повтори-.
г до тех пор,. пока шликер не
Приобретает .требуемых свойств,
£сли необходимо перемещать со
связкой -^порошки разных фрак-
^ций, то вначале в связку-вводят
йаиболее мелкую фракцию. По-
сле тщательного перемешивания
добавляют крупную фракцию
и т. д.
пропеллер
При любом способе-перемеши-
вания без применения вакуума в
шликере остаются пузырьки bos'
^уха, которые значительно рлияют на качество и своист-
иш отливок и спеченных изделий.
.Вакуумирование благодаря —удалению воздуха из
!шликера приводит, к улучшению всех его техно
ских~свойств, снижает-вязкость и позволяет, р,.
уменьшить содержание, связки на 1—2% [3]. Шликер
„ можно вакуумировать' в вакуумной камере, но лучшие
; результаты достигаются при вакуумировании его в про-
цессе приготовления.-Для этой дели применяют вакуум-
вУюл-М^ьницу горячего смешивания (ротационную или
вибрационн^У^йм^сапиоЕй^ вакуумную мешалку,
описание конструкциии 'работы которых приведено в
Работе [100]. Приведенные здесь дан"“е Х^ьность
‘ что для обеспечения бездефектного ли ь> шалке со_
ВакУумирования в ротационной вакуум заливку
^звляет-45==60-мт^-Слив шликера a вау
ег° в литейную машину целесообра
кУумным всасыванием.
а «а процесс образования и Kau ।
Большое вЛИЯН,„ает способ механического Во3д>-
м шдаера оказ“в?мешивавия я разжижения
ВИЯ Для мрош ™чное побуждение (механичен Ч
».о«йдв“° эве₽ЛособстВуюшее улучшению СМа’ ’<
San™) смес“’ -, яия- ПОВЬ1шению
во
тив
0/м^
50
40
з
га
30
20
10
кдп
0,70
0,68
чести и увеличЛ?
упаковки. Как
из результатов Раб^
[68], увеличение и»
тенсивности nepeMew«
вания, которое до3
галось применение
различных cno^
смешивания, привода
к снижению вязкоств
0,66
шликеров и повыше-
нию коэффициентов
упаковки (рис. 27)
4. ФОРМЫ ДЛЯ
/
z
4
Рис. 27. Влияние способа перемешива- -
ния шликера на вязкость и коэффици-
ент упаковки отливок [68]:
а —вязкость; б — коэффициент упаков-
ки; 1 — ручное перемешивание; 2—пере-
мешивание в пропеллерной мешалке
без вакуумирования; 3 — то же, с ва-
куумированием; 4 — перемешивание в
вибросмесителе без вакуумирования?
5 —то же, с вакуумированием.
ГОРЯЧЕГО литья
Принцип конструирова-
ния форм рассмотрим ва
примере существуют®
форм для горячего литу
под давлением. Они ков
структивно наиболее разра-
ботаны, отражают приаш
пы конструирования фор*
при литье другими способа-
позволяй
ми, а также
наиболее полно понять про-
цесс образования качественных отливок.
Формы для горячего литья обычно изготовляют из сталей. Пр$
производстве небольших партий изделий или единичном изготовлю
мя Х,ГЖН0 пРименять медные или алюминиевые сплавы, пласт-
массы, гипс и т. д.
опредменКыНп?ХпкВаНИИ форм для ЛИТЬя Должны быть пРави®?
смотрены воздушна^ “чение местоположение лйтййков, n?W
условия охлаждения канализацйя форТйьт, наиболее благоприятв
просто решен вопрос шликера и теплоотвода и, наконец, наиб»2 3 **
Правильный выбоп рззъеме формы и извлечении отливки- .
ты [3], должен обеспечиватьТРУКи,ИИ формы> согласно данным Р
2) высокое качество СотпТК°Й И законченной конфигуРаД^
и т- л); тливки (отсутствие раковин, Ры"
3) получение детали
4) удобство в эксплуатации-111™11 размеРами и точностью;
исокую производительность;
Я экономичность;
технологичность изготовления формы
Летально основы и принципы конструи’’Ойя„, .
„тья под давлением разработаны П о г и2 Ф°РМ для m
г%Сах [3, ЮО]. Конструкция Формы °пХР?бозс^ Л
»РайяеТ детали, являющиеся типовым» Полазанная ня °ПИсаны
служит для оформления боковой и*» элементами КОп»С' 28>
®^ия соответственно. ВОЙ а внутренней П0ДТус «
взДд,та оформления верхней по- РХКостей
„рпадОСТИ отливки применяют
1Лцяик. В основании формы пре- >
дусматривается литник, таких
литников может быть несколько.
необходимости форма может
охлаждаться с применением ка-
кой-либо системы охлаждения
Для выхода воздуха во время за-
полнения полости формы шлике-
ром устраиваются воздушные ка-
налы. Наличие всех ., перечислен-
нш элементов не всегда обяза-
тельно. Например,_ часто корпус
формы выполняют заодно с осно-
ванием.
Литейные формы классифипи-
руются: а) по способу эксплуата-.
ции—на ручные, и стационар-
ные; б) по расположению отлив-
ки и плоскостей разъема на
вертикальные и горизонтальные;
в) по конструкции литниковой
системы —на безлитниковые -и с
М
а
Рис. 28. Типовая конструкция фор-
мы для горячего литья под давле-
нием:
б — отливка: 1 — кор*
a — форма;
3— съемник; 4
пус; 2 — штырь;
литниковым приливом"; г) по ко-
личеству гнезд в форме — на од-
номестные и многоместные; д) по
методу охлаждения — на фор-
мы с периодическим охлаждени-
ем и непрерывным [3, 100]. операции (п0ДГ^®я
При эксплуатации ручных фор съеМ с мапзнны, Pa3® *”L
формы, установка на литейную маша^’ воучную. Примером руч
извлечение отливки) оператор ПРОИЗВ°® ая на рис. 28. В отли и
НОИ форм# мажет быть форма, показа‘ в маШине, и все оп Р
Ручных, стационарные формы закреп. „и_ованы. .пллняют,
вкяотп» ДО выталкивания отливки, мех горизонтальные выл
Деление форм на вертикальн В первом случгори-
«одя нз расположения в них °тдИВ°ороМ — горизонта*а“°пЛ0СК0Сть
“Располагается вертикально, во ор х ос ™ проходит че-
сальным отнесены также формы, У «тв^стЯЯ или прох
*^Ъема параллельна оси литников гИТниковые прн-
₽ез “ее. . _мЯХ имеют литии* лнбо
Отливки, полученные в °®ычВд^т^либо на т°к??пмы Называются
еИ®ы- которые в дальнейшем сР^^еяЯя. Такие Ф°Р“нПХ безли™"-
, помощью специального пРис”я5„ОтлИчаюшиеся о^ лИтник •
Ко»?ами с литниковыми прилив 'п0Лучение о
&еЛ°Рмы [100] обеспечивают п
vIq **
основание; 5 — литниковое отвер-
стие; 6 — водяная рубашка; 7 —
воздушные каналы
„V Лори заключается в том, ЧТо
„ действия такИ* J формы шликером и отвердевши».
ф°р”в' “а’р”"'р
реКР«оказаШ> к® Р^’^^нии форм следует обращать вниМа 4
^ПпТконструИро^^мы, систем охлаждения и ^ на>,
*1р литниковой с”“ удобство съема отливки. ентЧлйц
Р^Х-врВДУсмаТр«Вп1змеры литниковой системы опРе„
а "расположение кРа3 РтйМ сяедует обращать внима^Ь
чество отливок, в связи литника должны быть такими,
„««шее Размеры и Ф°р лиике происходило после его за?бь(
теердеваиие шл^аслОвие необходимо соблюдать по Той >
яияв отливке, Это усл ке произойдет до полного n J
что если затвердевание щаяся своеобразная пробка из*
ния всей 0ТЛИВ^й’не позволит свободно протекать в форму
девшего шликера не и питания- 0ТЛиВКИ в0 вреМя У йд,
шликеру, необходимоопределяющая скорость впуска»,
ПлОЩкаДЬИмо^выбирать максимально допустимой. ПризЬ
кера’Хыва™ расстояние между охлаждаемыми поверх^
Дует уяитмватЬо Р,^ расстоянию между поверху
•охлаждения у отливаемой детали или*на 5—10% больше [3
Койа это правило невыполнимо, допускается изготовление литн-
вого отверстия меньшего размера: Однако .во всех случаях^
должен отвердевать в литниковом отверстии в последнюю очере
Высоту литникового канала принимают равной (0,1—0,2)а, «л
обозначает наименьшее расстояние, между боковыми новерхносп
литникового канала.
Литник располагают со стороны той части отливки, которая п
ет наибольшую массу, что связано с необходимостью затвердеет
. шликера в последнюю очередь,
В зависимости, от ^конфигурации- отливки количество лита-
выбнрают таким- и располагают их. в таких местах, чтобы была of
печена компенсация усадки во всех элементах отливки. При г
•следует учитывать, чтобы .путь движения шликера от литника
крайней точки отливки был минимальным- и чтобы поток ш.®
арй своем движен™ в полости формы встречал на своем путк
мали™ТЛ0 пре”ятствий (штырей). Место расположения я Г
отливки пр^,ЛЖпЫ быть такими, чтобы он не мешал освобожден
конструкции фопмыТтГ ы3 наРУ“1ения ее размеров, не
» неправильного выбоЬ РИС' 29,показань! примеры правив
некоторых литейных форамЛИТНИК°ВОЙ СИСТемы 1ГРИ К°НСТРУЙ?Й‘
ФормыЖкХтрВтеЯр^ан^КЖ^ распол°жение охлаждающих?^?
«№ —а aS»»y=J
Для обеспечение
этом вблиКи^ Зждоние°м0 =0ТВ0Да тепла СЙИЗУ
с непреры”ЛйТНпИка Они Должны 1ДОЛЖНЫ быть массйВ”й М
ным расположи °ХЛажДением птп^ЫТЬ Менее массивными. В? -
ЧтобП°Л°Же«ИеМ Х0Л°ДильниЛ0Д Тепла обеспечивается f8,
МЫ при заполняймог беспРепят?иКак показано на рис. 30 П*
ЛНениИеешлИкеРре0Пмя7аенно удаляться из поЛ0^’
н м> В конструкции предусматривав
Рис’ Примеры выбора литников для отливок разных
конфигураций;
я — правильно; б — неправильно
л пои заполнении формы тл.,
яХ в ^о1^Ы э?о самые высокие на »
ф*ы “егч
пл ' (для
ЗУ
Рис. 30. Конструкция камеры охлаждения формы:
а — неправильно; б — правильно
воздушные каналы в виде канавок протачивают в местах разъаН
и сочленения частей формы. Размер каналов, во избежание затк)
ния в них шликеров, не должен превышать 0,1 мм [-3]. На рис ?
Рис. 31. Конструкция формы
для литья каркаса катушки
индуктивности с «глухим»
дном
показан пример расположения воз® <
ных каналов.
Воздушные каналы предусматрагР
ют также с целью -обеспечения удЦ
ния детали из формы без леформи
и поломки. Например, для съема №
ки, представляющей собой каркас rt
тушки индуктивности с «глухим» ।
(рис. 31), предусматривают воздн i
каналы, обеспечивающие доступ вй-1
ха в места стыка стержня с дно'* ч
ливки. Для обеспечения доступа вад
ха предусмотрен также вспомогав
ный стержень.
Для обеспечения извлечения о11
ки из формы без особых усилий
ные формы делаются разъемными. ‘
скость^ разъема может быть перпен!;
лярной и параллельной оси изД
редпочтение отдают перпендикуя,
Ам разъемУ. что связано С °^Pa“'(Lr
«по ”а поверхности изделия ПР°^?
Cbom?B В Местах СТЫКОВ двух П°а° (
накл Ы При параллельном разъе*
вок сДпЯ сложных изДелЯЙ тй1^
paL резЬбой параллельная •
можной является единственно
АорМ е плоскостью разъема, Параллельной осн «
Д.’я f0 наличие замка для скрепления двух пола™ йЗДелия,
пязатеЛЬ! съем отливок также съемники различны? ™ Ф°Рмы.
5<айо1арных Ф°рМЭ« пРедУсматРивают механические
В бивающие деталь без участия оператора. В работе Г31 ппИКИ'
«Димеры конструкции некоторых съемников. приве'
5. ЛИТЬЕ
Применение оборудования при литье зависит от ви-
за используемого пластификатора, его свойств и тем-
пературы плавления, а также от формы изделия. Если
8 качестве основы связки применяют термореактивные
иЛИ термопластичные органические вещества или их ком-
бинации с температурами плавления >100° С, то фор-
мование осуществляют на литейных машинах, подоб-
ных машинам для литья изделий из пластических
масс. При этом используют предварительно перемешан-
ную со связкой гранулированную и охлажденную мас-
су. После засыпания гранул в емкость их подогревают
до состояния размягчения и нагнетают в охлаждаемые
$ормы. Процесс литья по этому способу аналогичен
-формованию изделий из пластических масс. Поэтому
рк же, как и при формовании последних, применяют
(многоместные формы-кассеты. Далее отливки поступа-
ет на операции удаления связки и спекания.
I- Если в качестве термопластичной связки применяют
^япафин или смеси на его основе с температурами
Ксения 50—60° С, то литье осуществляют на специ-
альных литьевых машинах с преимущественной переда-
чей Давления сжатым воздухом.
в связи с тем, что из существующих способа nnpTDa.
ИКеров на парафиновой основе наиболее Р Р т
поп^Ь1М ЯВЛяется литье под давлением, маШИ.
Ли'гья> который производят на ли ' дитей-
нойрис- 32 показана принципиальна - и3 мн0-
’гочЛащины лпг> представляющая ^^нДеЛных для
%рячргННЫХ КОНСТРУКЦИЙ машин, пр дна ра3огретый
V*er° литья. Термопластичный ш^К®Р’резервуар, в
ЛоТо!МПеРатУРы 70—100° С, помешают ^^ивается
^остп°М благодаря термостатиров мешадки(ПОДДИР*
:С°1ННая температура. С помошью высоте. 3ап0Л*
постоянный состав шЛ1* РкаК в резервУаР
Wkе^орм происходит после то о, давЛением 3 б
КеРом будет подан сжатый во ДУ .
Рис. 32. Принципиальная схема литейной машины ЛПГ:
i — станина или рабочий стол; 2 — термостатированный рабочий бак;
1лТап°Дм®0| 4~ПУЛЬТ Управления; 5 — охлаждающие nJI’,Tb’jIXaw«f'i
душные клапаны, 7 — терморегулятор; 8 — электронагреватель; 9"®
устройство; 10,- 11 — педали i
в процессе литья прижимается к, питателю пневмат®*,
при^имом- Давление в пневматическое
опнлпп^0ИСТВ° со СТ0Р0НЬ1 сжатого воздуха пеРе,дакеп
С Передачей его на поверхность
= откпЛяИЧИЮ °бщего лапана для обоих во<
ЛИВКИ Sy Х°хаП^оЛЬЮ' После затвердеВтаЯ^)
бирают форХ за?ем пг?АйКраЩают’ извлекаюТ 1
_ В работах [з ?5о1б°ЖДаЮТ 0ТЛИВКУ- дптай^
П. О, Гоибовскпм ’ г 1U0J нриводятся разраб°^.я>
1 риоовским конструкции некоторых
олК которые применяются при гооячрм „
УстаНОялением. Для литья вручную' изделий ди Xi е
Цлп И высотой ДО 500. мм применяют литейную ₽ма
до V ЛПГ-1- Высокая производительность обеспечим'
при литье на полуавтомате ЛПГ-55 и автомХ
ef ?PHa полуавтомате ЛПГ-55 предусмотрена Воз
Юность применения ручных и стационарных форм
литьем шликер-вакуумируют, что позволяет
пйть качественные отливки. Производительность по-
давтомата при литье на одноместной ручной и одио-
зной-стационарной формах составляет соответствен-
но 300-400 и 600-щт/ч. Автомат’ЛАГ-Л является уни-
версальным и позволяет-изготовлять изделия различных
размеров и конфигураций [3]. Производительность его
доставляет 600 шт-ч.
Качество отливки -определяется однородностью
структуры, наличием раковин,'-пор^ и их количеством,
механической прочностью и точностью геометрической
формы. Качество литья, зависит от "ряда технологиче-
ских факторов, к которым, относятся объемная скорость
заполнения, формьгтплйкером, скорость впуска, темпе-
ратура шликера 'и формы, "размеры" литниковых отвер-
стий, их. форма,'количество; и-расположение, размеры
и расположение ’ воздушных каналов, процесс отверде-
вания отливки и свойства шликера [3].
Объемная скорость заполнения формы шликером за-
висит от.давления в литейной машине, конфигурации и
определяется объемной скоростью истечения шликера:
Озe kQK,
(42)
где Q3-—объемная Скорость заполнения формы, см/с,
0и-—объемная' скорость истечения шликера, см /с,
k—r- коэффициент,, характеризующий потери скоро-
сти вследствие влияния таких факторов, как
трение при движении шликера в полости фор
мы - и в литниковом канале; сопротивле
воздуха, вытесняемого шликером из поло
формы; повышение вязкости ждения
цессе заполнения формы за сче ивление
стенками; гидродинамическое сопротимеш
вследствие изменения площадиР . конфИгу-
чений в полости формы при ело
рации отливки.
объемная скорость истечения
давЛТго “др-" оп₽еделяется ЭИ"'Р«5:
объема рабочего о н-
тально. ная скорость заполнения шлиКер
Низкая * тому> чт0 ШЛикер отверди J
формы может привес получается браш-
не заполнив Ф^ЛУ неДОливоМ. Кроме того, в pe3y^
ливки, называемый нескоЛЪКИХ потоков Шли *
те неполноценного иСПОЛьзовании нескольких Ли1
ра. “ТтХ Ий или при СЛОЖНОЙ конфнгур*
НИКОВЫХ °/®етрс_ТозНиКать неслитины. Однако при чрез’
ИЗДеЛИбпХих скоростях заполнения в местах слИянйя
МеРко0ньких потоков даже при ламинарном xapaKTept
Хения может произойти захват шликером пузырь
ков воздуха. Время заполнения формы колеблется,
поеделах 0,01—0,1 с.
Характер заполнения формы определяется скоро-
стью впуска, представляющей собой линейную скорое
истечения шликера при выходе из канала литникового
отверстия. Согласно данным работы [3], скорость вт
ска определяется следующим образом:
(в
Г л
где пв— скорость впуска, см/с; ;
Fn—площадь сечения литникового отверстия, сч
Со скоростью впуска связаны высота подъема стр]
й поведение шликера при заполнении формы. Соглас-
Люгеру [104], струя жидкости может подняться на вь
соту
hc = —!—
1+фЯ*
где йе высота раздробленной струи, см;
л—-величина напора, см;
Ф—коэффициент, зависящий от диаметра ТР- .
и условий течения. >,<}
мулеЫС°ТУ К°МПаКТН0Й части струи вычисляют по I
= !
а
где а« 1,19+80(0,01 йк)\
Если высота hK превышает высо-rv
то заполнение послр^л полости лм^»
Ч“у%шз. Учитывая, чтоХТв« б»ет "Рои« ”“ой
2Й бУдет стекать в1™э. мполнГИы
ялйй!™ /плош»™ потоком пи *?мы «ж™
rf2h$g (Ьф — высота- формы) Р Условии ил^.
В этом случае форма заполняется
з. Если в это время не произойдет Х?Р°М све₽хУ
них воздушных каналов, то отливка долж^Р?Тия НИж'
сТВевнои, без воздушных включений. Жна бь,Ть каче-
Если V2h$g, ’.тсу часть щл
прежде, чем форма заполнится Ппи 1 Течет сж-
движения струи изменится — из свобп™ » хаРактер
тйтся в заполненную, в результате 0На п₽евРа-
прекратится и заполнение будет пп™°НТаНИрОваНие
вверх. В этом случае шликер может nenSfHTb Снизу
, иижнне воздушные каналы и отливка пол^итсяТ
вниз
ристой.
Постепенное заполнение формы снизу вверх проис-
ходит также при условии Ьк<Аф, т. е. при малой скоро-
сти впуска. Этот случай более благоприятен для литья,
так как для удаления воздуха из полости формы сохра-
няются открытыми верхние воздушные каналы. Таким
образом, путем регулирования давления при литье
выбирают такую скорость впуска,- чтобы она обеспечи-
вала заполнение формы снизу вверх при максимально
возможной объемной скорости заполнения.
Однако, для того чтобы предотвратить завихрени
струй шликера И образование дефектов в отлив/с ’
нейная скорость , заполнения не должна пРевь™ прпрхо.
чений, при которых ламинарный поток шли еР ртей)
Дит в турбулентный. Предельные знач уменьшении
при которых наступает турбулентность Р ПУ ер, есЛИ
вязкости шликеров, снижается.- Та , Рнием тем-
вязкость шликера регулируют только насту-
ВеРатуры, то при 60, 80 и 100 С тур У j00 и 80 м/с
Пает при скорости движения шлик р
^ответственно [68]. „мр величины скоро-
Существует оптимальное значе актйчески ее сле-
заполнения формы шликером- lp коэффициента
выбирать, исходя из зв»вс"”с™ия. Например,
I ак°вки отливки от скорости результатам р
(рИС- 33ЛчПтОоСко°Фф“"в“т У“аКМК”
Ь1 [68], показано, что
-гяет а потом снижается при v
ВОК в»’’алеЛ‘»РдамСТИ заполнения формы. Нау-
чении объемной скор „ данном случае Е?>-
жение м°™°сти о потоков, приводящих, «Ч
оч°ер№Як SSaSwo неоднородной пористой С1р,'Ч
ры заготовок. аЛЬНой скорости шликера СЛе„,
учиХ“?а«® конфигурацию изделия и форМи
Рис. 33. Зависимости пористости »
И коэффициента упаковки k "
литых заготовок от объемной".-?
рости заполнения формы при
личных режимах отливок ь
Е. Г. Смажевской}. Режим,
/шл=60°С; <ф=0’С; Д
«20 с. Режим 2.- /шл-80’С;
=20° С; р=5 ат; т=70 с. Режим з-
<шя =100° С; <ф=40° С; р=15 ат;/.
= 150 с
как трение шликера _о стенки формы и быстрое охлаж-
дение’ его при- контактировании со стенками сильно
уменьшает линейную, скорость-шликера и снижает его
вязкость, при литье высоких ‘ тонкостенных заготовок
сложной конфигураций рекомендуется применять более
высокие скорости заполнения формы. Опасность воз-
никновения -турбулентности ’ в этом случае снижаем
.из-за снижения вязкости охлаждаемого шликера, а так-
же из-за падения скорости движения благодаря сопро-
тивлению, вызванному препятствиями (выступами, зна-
ками) и трением в узких сечениях/
ме СКОР°СТИ перемещения шликера в ’
Дует уУчитывЯ изменени™ давления. При этом
ко для литкяЬ\ЧТ° высокие Давления применяют толь
дельным . напояжА°КОВЯЗКИХ шликеров с большим пр
тонкостенных загптАИеМ £двига> а также при
вязкости высокое9 п К- ПРИ литье шликеров низ
большую ckodoc.tr давление может- вызвать сли^
Дефектов в структуреЛИВКИ’ пРиводяи1Ую к образова •
более равномерной^тп151 СПОс°бствует формироваЯ'т
Рнои стРУктуры. Как видно из Р^
гб8Ь ври низкпх давлениях (I а
Ктнф^ора концентрир' ат)^оЛьц1
,в то время как ее сепЛС я На Пеп Л С0ДеРЖаНил
„%нЛ Увеличение давл&иЦяеви«а “каззд'Х" ог-’№-
”,„вдаанию плотное™ отливу 5° 5 ат nPlIBtS вол«
Г пдатяоеть. отливки возраСта1° се'1е«»ю. ОДвт
лада при выдержке, когда шХ?Г’и уве'«ч®«..
»»«в от-тевке' °б₽азоввв“ия™:х^“рХ
к вы-
Усад-
Рис. М- Распределение
содержания пластифика-
тора в различных зонах
отвердевшей заготовки в
зависимости от давления
(ат) при отвердевании
(си. цифры у кривых)
ки и миграции пластификатора. В то же время очень
большое давление при отливке обусловливает тур у-
леытный характер его движения. Поэтому заподна
формы желательно производить при одном,, ср
йо небольшом, давлении, а быдержку при ДРУ
значительно большем. v_peTB0 литья влияет
Температура- шликера на качеств мо-
Шяко. С одной стороны, повышение ^мпера^Р^^
to привести к появлению раковин У шает ди-
бороны, такое повышение теМП®Р ПРпИвает получение
тейные свойства-шликера, что об в работе [3],
бливок без брака? Как было^показан^ формь1 й ре
$Ри правильно выбранных коне' ptf Способствуе
*имах литья повышение темп[ ра УРкоВНЙ и пусто ,
ужению количества вНУтреЯтлиВки при охлаждении
Уменьшению наружной усадки прПату-
* Улучшению ее структуры. аелячением и
-*“”евт у”а^яи
-3. В г * М“ 1954'
Яод»ЬмаЯ{евск^я Ь' 1' «чпелий. Авторе^.
* Давлением керамических изд
опивок • снижается пористость. наи-
класса отливу; лучают при литье из
объемная ые заготов ы go—100° С [3], оКОи.
б°лее цЯГретых до Т®7пеоатуры шликера зависит От
кеРоВ’нЛРвыбор 0Хивки. Наиболее горячий
’пГзмера » КС1“Tbe та"“-
Спикер Д°лЖ
Рис. 35. Зависимость
объемной массы (/), ко-
эффициента упаковки
(2) и пористости (3) от-
литых заготовок от тем-
пературы шликера
Качество структуры отливок улучшается также пои
понижении температуры формы (с 20 до 0° С) При
этом уменьшается объем внутренних раковин и пустот
ли^ьеЛтмкихТиЯчпНаРУ"ЖНаЯ УСаДКа отливки- ОднакоУпри
недоливы и Делии в холодную форму образуются
oxSXL неслитины вследствие большой скорости
оформляюпш^ЛИКера’ ^сли в Ф0Рме имеются стержни,
Хка Дпи L ОТВ?Рстие’ ™ Увеличенная наружная
привести и по 1СтрОи кристаллизации шликера может
к трешииям слвлению внутренних напряжений, а также
врем^ литья След°ватеЛьно> при охлаждении формы во
размеры отливки бХ°ДИМ0 учитывать конфигурацию и
ниюПкоэффициентаПуп^пРЫ Ф°РМЫ ПРИВОДИТ к СНИЖГ
Ности отпвь^г/ НТа Упаковки И увеличению неоднород-
номерность Л П° Сечению- Особенно четко такая зако-
шликера эТп£ВЛяется ПРИ уменьшении температуры
твердевяими „ объясняется тем, что при медленном за-,
тРуднено чтоТливки пластическое уплотнение за-^
ковин и оьтyгт«ПРг?ЯТствУет заполнению внутренних ра-_
т- е. когда Жлъ’ *1ри большем перепаде температур,
ходит бопер иРМа холодная> а шликер горячий, проис-
се направленная и постепенная кристаллиза*
ния от стенки формы к центпу а
благодаря более высокой тем пап п ТЛивки- Ппи
вязкости шликера в центральной S* " no»»»<eS
ются более плотными. части, отливки ппННой
При литье заготовок в теплую а уча‘
шликеров вырастают большие ктЛ°Рму Из холоп
..........’~ »же,™
центра от-
еТ оттеснение
Рис, 36. Схема механизма отвердевания шликера в форме при различных кон-
фигурациях отливок, направлении охлаждения, размерах и расположениях
литников
периферии.
ливки и, одновременно, миград пячница в содержа-
В результате такого охлажден Р может дости-
нии пластификатора по сечению снижается коэф-
гать 15%. Одновременно значительно сни
фициент упаковки отливок [68}^ й конфигураци11
При литье сплошных деталей пр низкая темпера-
Для повышения плотности желательна туруфорМы
W Форм (до Ю° С). Более выс°7^е сложных тонко;
(15—25° С) применяют при отлтурь1 фоРмЫ
венных изделий. Повышение те^п®раМенты, препятст
обходимо и тогда, когда имеютс
вУЮпше усадке (пуансоны, “^JJ^tBO литья оказы
к Сущ,ественное влияние на кв видно и3 Ра ‘ ия
^^РУкция литейной формы. К оцесс охлаЖД
НстРуквдя формы, определяя Р
отлнвкн. может р^ХВаотЬли^аеГрЮИе
“полёвк представляют изотермы, а’в тех^е “а"х“
ofnuLen кристаллизуется в последнюю очепел! ’
ёёмпХдия его через литниковое отверстие заёруадё.
на образуются рыхлоты. обозначенные жирной линией
Как видно из рис.. 36 ,6, уменьшение размеров литии„а
может привести к образованию усадочной раковины
И наоборот, при условии равенства площади сечения
литника и питателя образуется однородная отливка без
рыхлот и раковин (рис. 36, а, в, г, д). Причем наиболее
благоприятные условия кристаллизации имеют конус-
ная отливка или отливка, охлаждаемая сверху
(рис. 36,в,а). „
У отливок сложной конфигурации правильный вы-
бор места расположения литника часто бывает реша-
ющим для обеспечения высокого качества. Как видно
из рис. 36, <5, г, при равномерном охлаждении отливки
со всех сторон рыхлоты <не образуются. В то же время,
если литник расположен не в центральной части, в ре-
зультате прекращения питания в центре отливки обра-
зуется усадочная раковина.
Если в полости формы встречаются детали, которые
могут нарушать равномерный ток шликера, то место
расположения литника, выбирают таким образом, чтобы
движение шликера шло параллельно стенкам выступа-
ющих частей. Например, при заполнении формы вдоль
штырей шликер может подниматься вверх, заполняя
форму без препятствий. При литье детали в форму с
поперечными штырями шликер разделяется на несколь-
ко потоков, которые могут образовать неслитины.
Для уменьшения длины пути, проходимого шлике-
ром в полости формы, и снижения интенсивности его
охлаждения стенками формы в процессе заполнения из-
готавливают два или несколько литниковых отверстии.
При этом следует учитывать, что в зависимости от ко
личества литниковых отверстий изменяется число^ пог_
ков шликера в, соответственно, число поверхностей •
слияния. При неправильном выборе места их Рас°°' '
жения может произойти захват воздуха и образо
пор в отливке. еста
Качество литья также зависит от наличия а мв03.
расположения воздушных каналов формы. ЕС
душные каналы отсутствуют, то шликер может
пл itex лор, пока давление сжамламл»
Со"» Ф?рм“ и воздуха в «танковойХш
После-.этого- движение шликера ир“кОа
форм» будет. незаполненной. Следователмо
<ш»ые ка“аЛ“ Д°ЛЖНЫ ЯМетЬ Такое чеченце, чтобы
С йог беспрепятственна заполнять форму 'с ™™
“’мй скоростью. Принтом-можно регулировать "ко
^заполнения, путем изменения сечения воздушных
'О, от которого,- в-свою -очередь,- зависит «против-
*£е инода воздуха из формы. На этом же принципе
Йиаиися последовательность заполнения объемов
полостей сложных литейных форм; При'этом в первую
! очередь будут заполняться,-полости, формы, из которых
обеспечен более свободный , выход воздуха, в послед-
нюю очередь— полости-сплохо развитой системой воз-
душных каналов [3J.\
Если отливают изделия., с переменным сечением, то
учитывают характер движения шликера, который в пер-
вую очередь перемещается.- по?' наибольшим. сечениям
формы, оказывающим меньшее/ропротивление его дви-
жению. Кроме-тогр,-в полостях с -меньшим сечением
^быстрее кристаллизуется?’шликер? Поэтому такие уча-
стки могут либо, остаться незаполненными, либо обра-
зовать неслитины,," Для -ликвидации брака при литье
таких деталей рекомендуется, применять шликер, нагре-
тый до более высокой-, температуры.
На процесс литья влияют -свойства ’шликера. Повы-
тение вязкости, теплопроводности И' скорости затверде-
ния снижает'Литейные-характеристики шликеров и
[Жшает качество литья^И наоборот, хорошая ^У
*'сть> низкие значения теплопроводности и скорост
еРДевания способствуют качественному литью’ ня_
Кроме литья .под давлением, применяют ме ды
Ярер?вИнВания’ центробежное-литье, литье в ко протяги-
№вное литье, горячую штамповку, горя Р леНИЯ
геомп’г, пРессование 'и Другие метод
’ Пластичных шликеров в изделия [ >
R металлической
^Равки°(’л1Жмвангге осуществляют п°1Р^^ержкой ее в течение
кмени (Ф°РМЫ) в расплавленный шликер определенной толш -
ч. п£„«Обходимого для образования с я отЛИВКОй обе Д ’
11 °XjSn Извлечения оправки с наморож и если необходимо,
ailI,4eck/ai2T’ загот°вку снимают с °пр овепхности. я -япясит
ТоЛп,иобрабатывают по наружной этому способу*- и
Т стенки отливки, полУчени°УЛИКера, а также от вр
Шатуры формы и температуры шликера,
выдержки формы в шликере. Если применять оправку v „
предусматривается непрерывное охлаждение, то увеличе$ *01<>РЧ
стейки отливки во времени будет происходить лищь «ЧцЧ
них значений, а после нагревания оправки толщина бУл"Ре«С
шаться. Практически при литье намораживанием npiIMg«
охлаждаемые оправки, температура в которых. поддерЙ,1? Ч
пределах 15—20° С. Температура шликера составляет 6&Ы
тодом намораживания термопластичных шликеров формую,
стенные детали, такие как тигли, защитные чехлы дЛяУ7 Ч
и т. п.
Сливное литье — разновидность метода намораживания и
кер заливают в холодную металлическую форму, конфцГуПя'
торой соответствует наружной конфигурации отливаемой п *
После выдержки шликера в форме на ее стенках намораж^
слой определенной толщины. Затем жидкии шликер вы.Ч7
В форме остается полая отливка с точной наружной конфигупя
и полостью, поверхность которой приблизительно повторяет
ную поверхность. Внутреннюю полость извлеченной отливки пв«
обходимости обрабатывают резанием для получения точных L
ров. Режимы литья в этом случае применяют такие же, как и к
литье намораживанием [3].
Центробежное литье применяют при изготовлении дета,
представляющих собой тела вращения. Для его осуществления р
мопластичный шликер наливают во вращающуюся металличесг?
форму. Благодаря действию центробежных сил шликер заполая
внутреннюю цилиндрическую поверхность, а наружная его позер-
ность отражает конфигурацию литейной формы.
В отличие от других видов литья термопластичных шликер;
действие центробежных сил в данном случае значительно влияет
качество отливок. Во время вращения формы частицы шликера:,
действием центробежной силы еще до кристаллизации шликера ш,
мещаются в направлении от центра к периферии. В результате:,
исходит уплотнение отливки, которое тем больше, чем выше с
рость вращения. Например, при скоростях вращения формы д
метром 54 мм 268, 1032 и 1500 об/мин плотность упаковки от>
из клиноэнстатитового материала составляет соответственно Но.
0,57 и 0,59 [3]. При этом происходит вытеснение термопласт^
связки в направлении к оси вращения. После затвердевая^
внутренней поверхности отливки сосредоточивается тонкий ело»
мопластичной связки.
Наряду с положительным явлением, заключающимся в уВ"*
v ТвеРД0“ фазы шликера, повышение скорости вращения
Ппии^ипгеНИЮ ™сла дефектов в отливке (трещины, Рас(?£7
СИЛЫ обРазования, по-видимому, являются цеятро
влиянИДЛИТ^ЩИе На закРисталлизовавшуюся деталь,
ОТ стенок Факт°ров уменьшает свои размеры я 0 »
мируют рр~'евтР°6е1кные силы, прижимая деталь к стенка--
ющиеся пог прРлл^ЛЬТаТтет чего возникают скрытые дефекты,
бежное литьр ^т0®ы избежать появления дефектов-
при небольшой И3 теРм°пластичных шликеров оС^уя
враиетм форм'" Z ~
ливку шликера°вЫмрт ^металлическУЮ форму) предусмауР^|е
bhthJhohZx: =гтяскую под
икер заполняет форму и после отверД
давлением. В связи с этим £ликер- даджеДлйтельный, Че«
Ройными свойствами, Форму ДЛя литья Гкп^ЛаДать
«сходя из общих, правил; описанных выше п° „иль Конструи-
ЛЙ в наиболее толстой части отливаемой и,„рй ЭТом литНИК
Н^олжны быть больше’ чем- самое большое ’ й его Раз*
всего применяют литье в кокиль для сЬппм Детали-
^и?Деталей’жТаКЙХ *а1бколь«а, диски, гшить?и ?ТрИЯ Простых
^вменяют Ф°РМЫ’ открытые ы и т- Й- В этом слу-
,ае v После литья деталь обра-' ’
я'ют—срезают литник -или
^“яости. Литье в кокиль реко-
и“‘ГоЯпсти. литье в кокиль реко- г-, I]
Дуется применять .[3] только j
и мелкосерийном -и > опытном L
производстве- И RzzzJ
“г Непрерывное литье
осуще-
двляют на установке,, принципи-.
альная схема которой показана
ва рис. 37. Расплавленный шли-
кер перед литьем заливают .в ра-'
бочий бак> -который помещают в
установку, и при помощи сжатого
воздуха, подаваемого в. бак- через
штуцер, производят литье. Благо-
даря давлению сжатого воздуха
шликер поступает в формующую
трубку.
'Охлаждаясь в месте располо-
5
1
7
4
3
2
6
Рис. 37. Схема устройства для не-
прерывного литья:
/ — рабочий бак; 2 — формующая
трубка; 3 — холодильник; 4 — шту-
цер для воды; 5 — термостат; 6 —
штуцер для сжатого воздуха; 7 —
направляющая плита
жения холодильника, шликер при
перемещении по трубке, затверде-
вает, принимая форму ее канала,-
и образует заготовку в виде
длинного стержня» Если в формул,
ющую„трубку установить . вну-
тренний оформляющий - стержень,
яа установке будет' ^формоваться трубка. При кристаллизации
ликера происходит его усадка, в результате чего отливка отстает
КивСТенок Ф0РмУюШей трубки, что значительно облегчает ее вытал-
ВДие непрерывно поступающим жидким шликером.
oervm ПератУРУ В0ДЫ, "поступающей в холодильник через штуцер,
РегУлируют таким образом, чтобы скорость отвердевания шликера
РоикЛась Или немного превышала скорость подачи шлихера'а на
ШликРпИТЬЯ Увеличивают повышением давления с^а™г° _ У шли.
кера v а также понижением температуры отли-
®аемойВеЛИЧение Диаметра отливаемого стержня или толщины
ь тРУбкй приводит к снижению скорости ли . металлических
пРесС(ь^^га ^амповку осуществляют на пресс - порцию
W±nP“ax’ В котоРые предварительно задар растекается по
Г ви!тп ШликеРа- Во время смыкания формыр £1з.за отсутст-
вия еНней полости и кристаллизуется в ии в отливках, как
П₽4^ейсации объемной усадки при_охла^Д вшения дефектности
^ИВок’ обРазУются поры и пустоты. Для у окоКОнцентрирован-
^еЙ,При г°Рячей штамповке применяют высо
Biropы’ натретые до 50—6°°С. от способ формования
аг°Даря высокой производительности
„ вРсьМа перспективен для офОп»л„
.„ТЙЧЙых шликеров уКаэанные дефекты не
терМ0Гпамических издеЛ!?^ения Тонкостенных деталей [3]107
гих керами изготовле ное прессование, I J- Че
НИЯ’/0Дее «Р°5ягМомуИформ°вакИ1° пластичных кеРамич5«Ч
й)Т аналогично обычному Ф РическйМ мундштуком и преЛ^
при помощи Форм*Сго здесь производят разогрев шЛИКе а W
«яко в отличие от него- зд также муНдШтука до 40J£ .
дегос*птвердомшликера). Процесс слеДует5® J h.’J
“иже температуры плавлтемпературного режима, так каЛ>ч
при строгом соблюдении резк0 возрастают усил при
женин температуры ниж повышении температуры
мые для протягивания, г «ер
вится. полуфабриката из термопластичных шликепОй j
Прессование полуд) Р металличесКих прессформах. iff^\
ществляют лрасХчный шликер диспергируют резанием пас-
тельно термопла!гти “ разогретого до 45° С шликера илС'
ном станке, прот ива Р ние осуществляют при ко-Ь*
пылением воздухом^]. 1Рковки частйц твердой Ши»,,
температуре_ « прессования. Например, при прессован^
при давлениях 300, 600,
2070 кгс/см2 получаются заготовки с плотностью упаковки 0,45; 0,г
0 53; 0,56 соответственно [3].
Особенностью технологии получения изделии из термопласт
ных шликеров является возможность сварки отдельных деталей,
лученных тем или иным способом формования, в одно целое издел.
Сварку осугр&с.тъляют разогревом места стыка с помощью эяг
рического паяльника, нагретого до температуры 80—120° С. Ввег|
стыка шликер плавится и после охлаждения затвердевает, образ,
прочное бездефектное соединение. Сварку применяют при получе
изделий сложной конфигурации из отдельных термопластичных
ливок.
Механическая обработка резанием применяется при срезке л
ников или неровностей на поверхности отливок. Однако в едниь.
случаях она используется и как самостоятельная операция для ~
Дания той или иной формы, термопластичной заготовке с целы» .
лучения готового изделия. Крепление заготовок осуществляю^
оправках или во втулках за счет трения, без дополнительного зи
с от?а ра„ываем°й детали. Для увеличения сцепления Д?-
р я приМеняЮт смазкУ из церезина или воска. „
ния 100— 1лЩеСТВЛЯЮТ при слеДУЮш.их режимах: скорост ''
ТакГм пй±ВД: Подача М-О-З мм/об; глубина резаная Н
получил метол ли^ И3 рассМотРенных наибольшее распростР,..
оформления загоХок ПНяппаВЛеНИеМ’ Иногда С°ВМе?л№^3
М применяют обОабп\„ЛРИМ.ер’ после литья под давленЛ5аГ:
частям, котовые вплгТКу ре3анием или изделие можно
ганизации участка ледствии соединяют сваркой. ПозтонУ
образное оборудОВан рячего литья следует предусматрива -
изделий самой сложив ГТОрое могло бы обеспечить
сложной формы и разных габаритов.
6. УДАЛЕНИЕ СВЯЗКИ
И СПЕКАНИЕ ОТЛИВОК
Если отливку поместить в печь при температуое
.„иаюшей температуру плавления шликера она’ ”РЛ’
“„ится. Чтобы этого не произошло, применяю?
вескую операцию -удаление связки, которое о??'
Являют нагревом отливок в адсорбентах, активно ™
лошаюших расплавленную связку. но по'
Г При нагреве в отливке происходят объемные измене
яйя и процессы, которые могут привести к ее разруше-
нию, если температура будет расти быстро.
Вначале отливка расширяется еще в твердом состоя-
нии. Затем- происходит увеличение объема при переходе
из твердого в жидкое состояние. При дальнейшем нагре-
ве отливка значительно увеличивает свой объем вплоть
до начала испарения связки. При температуре 120_
130°С начинается испарение парафиновых связок. Если
вести нагрев быстро, то в силу того, что температура на-
ружных слоев будет превышать температуру внутренних,
разрушение отливки может произойти только вследст-
вие различия объемных изменений по ее сечению. Кроме
того, интенсивное испарение связки при повышенных
температурах усугубит указанный процесс. Поэтому на-
грев отливок при удалении связки должен производить-
ся медленно, с учетом этих особенностей.
При повышении температуры удаление связки из
отливки происходит поэтапно — вначале плавится связ-
ка) затем происходит испарение легких фракций, далее
идет пиролиз более тяжелых углеводородов, выгорание
Углеродистого остатка и, наконец, спекание в началвв
стадии. Наиболее опасными моментами при нагрев
Отливки, которые могут привести к ее разруше . _
лаются переходы связки из твердого в жидкое
и из жидкого в газообразное сое о 'имать
° ‘ Поэтому целесообразно медле; _ оаВНОмерно-
мпературу или давать выдержку с ц Р пр0Цесс
уЛяПрОгрева отливки по всему сеченД ’твий с разрабо-
тав^ения связки осуществлять в с°от х масс кон-
ями режимами для деталей различных м
УРаций и сечений [1]. « гпа(ьйк нагрева от-
лцВпа рис- 38 представлен Осуществляют по-
при Удалении связки, кот Р первОм этапе про-
ап*о следующим образом [3]-
изводят разогрев отливок до их расп
100° С) с выдержкой пригэтои температу??Ле11Ия .
для прогрева и плавления детали по Sc^’ ДоСт„/К
тем, на втором этапе производят Плавн У °6beJv4
температуры 160 200. С. В это время - й НагЛ'^.
рация жидкой связки в засьшку и Начи» Исх°Дит
испарения. Далее производят выдержкл! ется м«г-
у’ после чЛсс
°Ч
1000
ООО
ф
600
| ноо
200
О
т
ч . 'з _
Время, ч
Рас. 38. Типовой график ра.
зогрева полуфабриката L'
удалении связки-.
/ — зона плавления отлиии-
2 — зона удаления связи;
миграцией в жидком состоя-
нии, испарением; 3—зова
выжигания остатков связки;
4 —зона начальной стами
спекания
ленно поднимают ^температуру до ЧЛЛ°с tu
лвуг этапах удаления связки, явдяюших™„ЛР“
оиасянми, в интервалах температур 100—300" С м
увеличении толщины гтенкй :и уменьшении удельной по
нтся'во вп™рКИ TTeMne|MTyP"b,ii режим должен уия-
яепрепывном гЛ.' ТРетий и-четвертый этапы идут при
ходит ВМЖ1ГГЯ дъем® температуры,-. В это время проис-
Йетса тХТ- е оста™овясвязкй (300—600° С) и »«-
и«с1ся процесс спекании.
зависитДот^Тк!Л1?НОСТЬ кдждого этапа удаления связки
применяемом /rrP°B ? К0НФиГураций отливок, их свойств,
[3]. Дсорбента, и способа удаления связки
стью или част1иплУ ггСВЯЗку из отливок удаляют полно-
гревают согпяЛН°' полном ее удалении отливку на*
уже при темп₽па° ТИПовомУ режиму (рис. 38). При этом
ЧИвается'- дят^аТ"Уре»4^—500аС удаление связки зака।-,
шения поочмпг еишии нагрев производят с целью пов
При и ости заготовок.
До 180—22047Н°п УДалении связки отливки нагрева®,
личное удяплит, ФезУльтате нагрева происходя* .
Удаление связки (40-~8Q%) и образование пор-
ме того» наряду с существующими коагуляпипи«
Кр «мн через прослойки пластификатооаУ НЫми
с’я2сациоквые связи непосредственно иежлч ™ИкаЮт
Щупами частиц материала. КонденеаХнУЛТ"
позволяет сохранить форму заготовки при лХ"-
ЗышенноЛ температуре, а цалнчие пустот между “ста-
обеспечивает диффузии», остатков расплавлений
«явки к поверхности заготовок и испарение. Благодаря
„ому после частичного удаления связки спекание мож-
яо производить без засыпки. «Процесс частичного удале-
иия связки производят путем Загрузки коробов с отлив-
ками, помещенными в засыпку, в сушильный шкаф, на-
гретый до температуры 80—100° С,, прогрева деталей до
заданной температуры в течение 1, 2, 4 и 8 ч и выдерж-
ки при 180°С в течение. 4, 8, 18 и 27 ч соответственно для
отливок сТолщиной стенки 5,. 10, 20 и 40 мм [3]. Опти-
мальной конечной-температурой при частичном удале-
нии связки является 180° (2. Температурные режимы ча-
стичного и полного удаления связки были исследованы
также в других;.работах1 [Г, 68]. Однако результаты их
лишь незначительно отличаются ;от режимов, рекоменду-
емых П. О.Трибовским [3].
Удаление связки осуществляют-несколькими спосо-
бами. Наиболее распространенным 'является способ уда-
ления связки-помещением отливки в .засыпку, состоя-;
Шую из минерального порошка/представляющего собой
хороший адсорбент. В этом случае засыпка предохраня-
ет полуфабрикат, также и от деформации.
В качестве адсорбента,применяют ламповую сажу
активированные угли,-которые интенсивно поглощаю
парафин из-отливок [105].В работе [106] эксперимен-
тально показано, что- материал-адсорбента у
него влияния на-ход процесса удаления с®я3 ет
зывает, а на его протекание-, главным обо. методом
Размер пор адсорбента. Авторами работы Мяльный диа-
Ртутной пирометрии был определен ° удаления
етР пор адсорбента, при - котором р
св«зки протекает наиболее быстро. пгпобционной спо-
сг.^° Данным работы [3], лучшей Д Р й прИ ]200—-
^бностъю обладают глинозем, пР°к*Л®”и1ю0оС. С уче-
О С, и окись магния, нР^ГДХости” доступности и
и сказанного выше, а также ст° тпанение в качестве
ДРУГИХ свойств, наибольшее распространение
Дсорбента получил глинозем.
Ппименение порошкообразных адсорбентов (Заек
Лмеет то преимущество, что их можно использо?11-
КИ) каления связки из отливки самых различных t Ть
tarvpS и габаритов. Однако применение порзд
фигурац “ бентов имеет свои недостатки, Koi °'
выриаю™ в следующем. Загрузка изделий а зас^
и выгрузка из нее, очистка их от приставшей зас‘™4
очистка засыпки от остатков связки - операции весЙ
трудоемкие. Особенно усложняется очистка от зас'‘"«
мелких фасонных изделии с узкими прорезями. KjS
того, засыпка, действуя как сыпучее тело может aL '
ся источником локальных деформации [1]. Устранение
указанных недостатков особенно желательно при массо-
вом производстве фасонных деталей.
Удаление связки осуществляют и без засыпок. На-
пример, перед удалением связки на поверхность отЛИв.
ки наносят тонкий слой суспензии, который после просу-
шивания является своеобразным адсорбентом, отбираю-
щим на себя часть связки, мигрирующей из полуфабри-
ката при нагревании [3].
В работе [100] вместо засыпки применяется пористая
огнеупорная подставка йли слой тонкодисперсного по-
рошка, насыпанного на огнеупорную подставку, на ко-
торую устанавливается полуфабрикат. В этом случае
применяют термопластичные Шликеры, обладающие вяз-
костью с предельным напряжением сдвига, обеспечива-
ющим отсутствие деформации Отливки до температуры
начала удаления Связки в жидком состоянии. При этом
используют пористые подставки из шамота, глинозема
й двуокиси циркония [3], а также твердые поглотители,
копирующие форму изделия, которые позволяют добить-
ся минимальных искажений формы при удалении связки
и спекании [1]. н J
литием ТР°т й ХаРактер удаления связки из от-
шликрпя °мима свойств. адсорбента, влияют состав
рический ЛпИр0Да НАВ, дисперсность и 'грануломег
ливки. СТаВ П0Р°шка, размер и конфигурация от
зависят°хяпя^ СВЯ^КИ и поверхностных свойств поро®^
»SerX™nP " пР°,НОСТь адсорбции связки в. «
пионная свя.зк 1?°Р?шка’ пРичем чем сильнее с
Удаления связки^ Труднее и медленнее идет лрой
предельное наппя^Р°Ме Т0г0, состав связки влияе
е напряжение сдвига отливки [3].
п а Грибовскии [3] ввел понятие критический
„атуры отливки, т.е. такой температуры jX тем;
я PSKe, не находящейся в засыпке КОТОР°Й
» °ТитаЦИОННые силы и силы внутреннего ^2?МИрую1цие
взаимодействия, препятствующие деформаХТнйо'
2тся в стадии равновесия. При температуре бо™
Йтической происходит разрушение отливюГ 6
F С целью повышения критической температуры отлин
кй к связкам добавляют органические вещества Нами'
U если в связке содержатся арахисовое масло, пчеХ
юЬоск и полистирол [101], то при ее удалении ара™.
совое масло начинает испаряться при температуре по-
рядка 66° С, образуя при этом очень мелкие поры в ма-
териале, через которые удаляется воск. Последним из
отливки удаляются полистирол и продукты его разложе-
ния (при 245° С). Таким образом, прочность при относи-
тельно высоких температурах в данном случае сохраня-
ется благодаря наличию полистирола.
Значительно повышают критическую температуру
парафиновых отливок (до 80—100° С) термореактивные
добавки, повышающие предельное напряжение сдвига
отливок [3]. Критическую температуру отливок повыша-
ют также путем обработки их водой или паром при тем-
пературе плавления шликера [100]. Длительность обра-
ботки составляет от 15 мин до нескольких часов и зави-
сит от толщины стенки отливки, а также состава и со-
держания связки в шликере. Этот метод можно приме-
нять наиболее рационально при удалении связки из тон-
костенных отливок. Повышение критической температу-
ры имеет большое значение, так как позволяет удалять
связку из отливок без применения засыпки.
Дисперсность и гранулометрический состав ₽
Фазы шликера также оказывают влияние ® й
Удаления связки из отливки, поскольку о Р жй.
Ф°рмы пор зависит величина капиллярнь ’отливок, .
з^Щих связку в отливке. По-видимому, q g0.
Р°Ш° удерживающих связку в пора ые бы обес-
пЛ ТЩательно подбирать адсорбенть, Р.яя связки.
чили быстрое протекание пронес Ук аЮТ суше-
еГв?азмеРы и конфигурация отливо ния связки, по-
скок06 влияние на ход пРоцес^Хт количество (объ-
Размеры отливки определ а конфигура-
ция СВЯзки> которое должно быть уд .через которую
Чйя °пределяет величину поверхности,
а связка. При этом наиболее Ва,„
должна УДа^ть& х считать толщину стенки 2*
характеристикой с _ путь мвграВДи
фабриката, onpw стенка отливки теМлера ®Ч
С уменьшением то ки м0ЖН0 сокращать. урнЫе
режимы Удалед“7 СВязки применяют объемный или v
При Уд.ал^гоев отливок [3]. При объемном ца?013’
правлеивыи иап> ^„от в сушильных щка?еа»
удалеяие свя’К ^аых печах. нагрев отливки в Й
камерных или У исо поверхнОстей одвовраЛ?’
“’удамиве связки при одновременном всесторощ“х
нагоева происходит путем ее миграции к поверх„,.'
SS и далее — в засыпку или керамическую noto(J!
w нГпротяжении всего процесса удаления связи «а.
блюдаетсЯ перепад ее содержания от периферии к вд„.
ру, причем более, насыщенными связками оказываются
периферийные участки.
Удаление связки направленным нагревом снизу про-
изводят в специально разработанных нагревательных 1
печах [3]. Для этого огнеупорные подставки, на которые
укладываются отливки, устанавливают в печь, обеспечи-
вающую. нагрев преимущественно . со стороны подста-
вок до температуры 300—500° С. При этом в первую оче-
редь нагревается нижний слой отливки, представляющий
собой поверхность контакта с подставкой, й после дости-
жения температуры плавления - начинается миграция
связки в подставку через всю площадь контакта. Удале-
ние связки из слоя приводит к повышению его структур-
ной прочности и, следовательно, к возможности дальней-
шего повышения температуры без прогрева всей отливки,
mnmv Л,Ьней^ее удаление связки при прогреве последу-
ете отливки не приводит к ’снижению прочно-
дефоомапип^06^’ БлагодаР* этому снижается опасность
в течение Вс₽гпСеп °ТЛИВКЙ под Действием силы тяжести
можность повышен™ удаления связки и появляется воз
сокращения пеп™™* СКОРОСТИ подъема температуры к
ние способа наппЛЭ теРМообработки отливок. Пример
ст возможность Pnnw еНН0ГО удаления связки обеспечя
вок, полученных лнокРа'ГКОГо обжига (спекания) o’- .<
вязкостью [3] щликеров с относительно невысо 1,
Удаление cbh^vtj » z,.p*
применения защитеьЛ керамических отливок не тре$
30к *3 отливок = мР»ед- Однако п₽« УдалаЯ^
материалов с целью преДУпр
а их от окислениц применяют защитные свели п
ХЙ указывается, что при недостатке тас^иа?’"
печи при температурах 400-600“ С: во£™ в
выгорание остатков связки. Однако ре™"0
'?2лелопания Улалс™ сая™ в среде водорода ™
’“Ли, что в этих условиях полностью осуществляется
! пиролиза парафина и.других составляющих S
практически не загрязняются углеродом
0 Спекание (обжиг>' После Удаления-связки отливки
мекают. При условии, что удаление связки было ча-
стичный, дальнейшее выгорание ее остатков, как прави-
ло происходит без разрушения отливок, если разогрев
их’производить медленно в интервале температур 100—
400° С [3]- Если это условие не выдерживают, то в ре-
зультате бурного выделения паров парафина в отливках
появляются дефекты. При спекании отливок после пол-
ного удаления связки разогрев до 800—900°С произво-
дят форсированно, а затем подъем температуры замед-
ляют. В обоих случаях окончательные режимы спекания
не отличаются от режимов спекания заготовок, получен-
ных другими способами формования.
Глава V
ПРИМЕРЫ ШЛИКЕРНОГО ЛИТЬЯ
В ПОРИСТЫЕ ФОРМЫ
1. ШЛИКЕРНОЕ ЛИТЬЕ ИЗДЕЛИИ
ИЗ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ
ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ
Многие керамические изделия пРоИ^а^чные виды
Риалов, основу которых составляют Р т пегма-
®н, кварц или кварцевый песок’ %ой изделий и
ит или гранит, доломит, мел, магн дН’итарН0.техниче;
•п; К ним относятся строительный ВЫСОКОВОЛЬТНЫИ
& фаянс’ хозяйственный фарфор- Л^ные фаянсо-
вк,РФ°Р’ химически стойкий фарф' Р> и т п Характер-
ной ИЗделия, многошамотные изд яется их много-
к $ Ос°бенностью этих материал степени усложняет
^понентность, что в значительной с
3Работку рабочих шликеров.
Фарфоровых и фаянсовых ..
Шликерное литье форОБых и фаянсовых 1
Пооцесс изготовления 'Р теХНОЛОГИческои схемы npS%
лий включает все э™ размолом полевощ^-
са шликерного литья ельно обжигают при тем т»ое
сырье и кварп ^м материал выбраковывают, 0^
ре 900—9бО°С, затем есяМ> как железо и СМо
?иРовывают по тдким Ро п б Все ВИДы
торые выявляются ще w_12 мм и измельчаю/1*
дробят до размере вий работы и выпускаемой пв0
В заВпйпТоХение шликера осуществляется Дву^
дукции пригото® СКанием готовых размолотых мУа ’
СП°±овых мешалках е добавлением электролита й,
в ви М помолом отстающих и глинистых составлю
совместным п * металлических шаровых
мельни-
S c —й “« уралитовой футеровкой. Возмо’.
но комбинирование этих способов.
Совместный помол дает шликер несколько лучшего
качества, чем раздельный. Однако из-за низкой произ-
водительности, при которой шаровые мельницы исполь-
зуются только на 35—45%,. и незначительного повыше-
ния качества шликера этот способ в итоге не оправдыва-
ет себя [Ю4]. После размола и перемешивания шликер
выстаивается в течение 1—3 сут, подогревается и подвер-
гается вакуумной обработке для улучшения литейных
свойств. Оптимальным можно считать шликер с вязко-
стью не нижеЗП[107].
При разжижении фарфоро-фаянсовых шликеров при-
держиваются следующих правил [104];
1. Для масс малой пластичности, имеющих неболь-
шое количество защитных коллоидов, основным разжи-
жителем должно быть вещество, дающее защитный кол-
лоид.
noct ДмгЯ2ИТеЙНВ1х масс отн°сительно высокой пластич-
Дов г’лавим^1? большое количество защитных коллои-
Дающее пои разжижителем должно быть вещество,»
Для раРзжиж^ИЗ!Лащитных коллоидов.
веществ [77]- НИЯ пРименяют три основные грУ1111
циирующие нТкатнгл1310^6 щелочнУю реакцию и
ионы (щелочные соли^ И«Ирадикалы) и гидроксИЛЬ;0,
Na2B4O7 и др и слабых кислот — Na2CO3,
КОН, LiOH и двйЛроокиси щелочных металлов —
„яАТОРЫ,- ПРИМЕНЯЕМЫЕ ПРИ РДЗЖиЖрыы,, ТаблиЧа 6 г1дЕИЛЙЗА НА ОСНОВЕ ПРИРОДНОГО СЫР^ ТИКЕРОВ
ТверДаЯ фаза Стабилизатор Эффект от прИМеНения Литера- турный источ- ник
фарФ°Р Сода (0,25%)*, жид- кое стекло (0Д-г-1%) Понижает вязкость 1Ю8]
Жидкое стекло (0,4%), сода (0,2%)* Чиело загустеваемо- сти 3,2 143]
Вытяжка гуминовых кислот жидким стек- лом из торфа в коли- честве 0,1% (noNa2O) Числб загустеваемо- сти 1,1; вязкость по- нижается в. 1,85 раза, влажность отливки уменьшается на 4 5% (Ю9, ПО]
Диспергатор НФ (0,005%)* Снижается содержа- ние электролитов и уменьшается влаж- ность отливки на 4— 5 %. Улучшается внешний вид изделий (112]
5%-ный раствор ЛТА (0,4%)* в сочетании е жидким стеклом и содой Уменьшение влажно- сти с 33,4 до 31,2% и вязкости с 81,5 до 44 сП ЦЗЗ]
Санитарно- ироитель- Н№ изделия с каолинами мокрого обогащения Гашеная известь в ви- де известкового моло- ка в количестве 0,025% от массы, као- лина Сокращается продол- жительность набора массы, повышается прочность сырых от- ливок, облегчается от- деление отливок от формы (ИЗ]
Мкогоша- й°тные из- делия Жидкое стекло и сода при их соотношении 4: 1 (по Na2O) из расчета 15 мг-экв на 100 ч. глины Понижается вЯЗК°^ шликеры тиксотропны (104J
Содержа ние электролита взято по 0 яошениЮ к шихте’
2 Электролиты, дающие при гидролизе
коллоиды (танин, растворимое стекло- с сили^Че
дулем —отношением SiO2/Na2O выше 2, ЩелоЛ’^о.
мат, экстракт .лигнина, щелочной резинат, cv^ гу.
целлюлозный щелок и ДР-) Ф$тно.
3. Вещества, поглощающие ионы и образуют
этом нерастворимые соли (щавелевая, лимонная
вая кислоты). * По-
чаще всего глинистые шликеры разжижают
или растворимым стеклом^ Особенностью работы с С°До$
является то, что. при наличии влаги в воздухе Na°cn
может переходить в NaHCO3, являющуюся коагулянт 3
В связи с этим при хранении соды ее необходимо тп
тельно оберегать от влаги. Отливки из шликеров с cow
получаются водопроницаемыми, рыхлыми; скорость н
бора массы высокая. Отливки из шликеров, разжижен
ных жидким стеклом, получаются более плотными й
прочными. Причем пористость -отливок в значительной
степени зависит от силикатного модуля жидкого стек-
ла—она оказывается *тем "ниже, зем .выше силикатный
модуль. Это связано с-количеством коллоидной двуоки-
си кремния в жидком Стекле, которое сильно возрастает
с увеличением модуля с 2 до. 4; При разжижении высо-
копластичных масс в Связи с этим применяют жидкое
стекло с модулем ниже 2,2—2,4/При стабилизации не-
пластичных масс (фарфоровых:, фаянсовых) используют
стекло с силикатным модулем 2,3—.2,8..
Стабилизаторы, применяемые при разжижении шли-
керов на основе природного сырья,- приведены в табл. 5.
азжижающее Действие гуматных вытяжек на шли-
тппж1аХ°ДИТСЯ в ПРЯМОЙ зависимости от содержания в
жиХи^УМИН0ВЫХ и таниновых кислот, образующих с
зывают стайКЛ°М гуматы И.танаты натрия, которые вы-
кяцее йейеХИЛИЗИрующее Действие. Наилучшее разжиж*
торфа ДСодРп^ оказыва1°т вытяжки, приготовленные из
/oE„a“>er0 30—40% гумшовых кислот [114
вавию в гепмД„ВаЮТ Д0 40° С и подвергают вакуум?
20-40 мин ₽п//еСКН заМ>ытых резервуарах в те®»®
роста,лЯТЬЯД0°Эев “ликера на 10’С увеличивает»
fj j a I •
®ые Формыналиванием шликера в
вода соединена сУгилПр°В0Ду‘ Конечная часть ТРУ6^-
КеР и поступает в фор™ Шлангом’ через который и*®
. ппительные санитарно-фаянсовые издепМО
чаш». .унитазы, j ванны и т п Л УМы'
<«»МЯ размерами.. Поэтому . тахно’логия9™”’®’»
И^гвои особенности. При шликерном литер ?„ тья
»»«' „ческих изделий применяют конвейерный
‘дай способы производства'. При конвейерном способ
^ыеформи. Устанавливают на роликовый =.
и заливают шликером. Далее их подают в подо-
Йаему» камеру, где-происходит набор массы; толад-
?. сгеаок составляет-5-7, мм. В отдельных случаях
“ я наиболее крупных изделий толщина стенок мо-
'т достигать 10—15 мм. Подогрев ускоряет набор мас-
* По выходе из подогревательной камеры отлитые ча-
сти изделия соединяют в гипсовых формах. Далее фор-
разбирают, производят. -Оправку отливок, зачищают
швы, после чего их транспортируют в сушильную каме-
ру [104].
Батарейный способ заключается* в том, что для одно-
временной отливки, например, 15—20.умывальных сто-
лов комплект форм устанавливают на литейный стол.
Формы скрепляют зажимами и шликер подают в первую
форму. После ее заполнения" шликер переливается в сле-
дующую и так до заполнения контрольной воронки, уста-
новленной на последней форме. Литье осуществляют в
формах со стержнем наливным и сливным способами.
Для некоторых сложных изделий часть деталей получа-
ют наливным, а часть —сливным способом, а далее их
склеивают при'помощи жижелЯ,'При литье выполняют
общие требования,’ сформулированные в гл. II. Темпера-
туру воздуха в литейном отделении обычно поддержива
“т равной 20—25° С, так как при более низкой темпера-
туре уменьшается скорость литья. „„пильных
Изделия сушат как на воздухе.^так и У т де-
^Ф ах или сушилках при ПО-—120 С. Rь у недшее
JIH ДО влажности не ниже 1-2%, ^«А^^^Хично-
^сушивание не рационально вследств к восста-
ли Фарфоровых и фаянсовых масс, ппимерно до 2%.
«злению своей влажности на в0здухЛпП0Р™шае?ся.
процессе сушки прочность иЗД®л™3 изделий. Спо-
ликерное литье шамотных Фая*™ шамотные
л,»ом Шликерного литья изготовл проИзводства бы-
ло ЯДСОвЬ1е изделия. Возникновени сРостенных фаян-
е °бусловлено тем» чт0 при ЛИ1Ь умывальные чаши и
°вы* изделий (ванны, крупные умывал
n0KpbIfiv которая после обжига имеет белый Цв2 с«-
Йо^’д«“°* ,тобы придать
ВИДВПсТставЫш^отной массы вводят 40-50% Ша
Б с°^ПСельного боя или боя шамотных изд>
мВИгпя для этой дели обжигают на шамот глину &
-Ж?ь№й массы осуществляют по обЫЧнЦ! L
нологии После сушки на отливку с помощью пуЛьв е ’
затора в несколько приемов наносят ангоб. Чтобы
лучше схватывался с заготовкой, последнюю протира?т
влажной тряпкой и кистью. Толщина слоя ангоба со-
ставляет 0,5—1,5 мм. После сушки на ангоб наносят
глазурь, а затем отливку обжигают. Ангоб после спека-
ния должен представлять собой белую • непрозрачную
хорошо спекшуюся массу, с коэффициентом расширения,
аналогичным основному материалу.
Шликерное литье многошамотных изделий. При литье
многошамотных изделий [71] исходными материалами
служит латненская глина ЛТ-1, вводимая в количестве
12,5—17,5%, и спекшийся каолиновый шамот двух фрак-
ций: крупной (0,5—1,0, или 0,5—2,0 мм) и мелкой
(<0,2 мм).
Шликер готовят перемешиванием смеси порошков!
воде с добавкой жидкого стекла и соды. Последние до-
бавляют из расчета содержания 15 мг-экв Na2O на 100ч.
I лины при соотношении Na2O в жидком стекле и в соде
,,п™ма^ая влажность шликера, состоящего ®
мота тонкий 4ж ° Щамота крупной фракции и 40% Ш*
тропен. По^п^Гп^™’ составляет 15%. Шликер тиксо-
в-полтора пп° МИН хРанения его вязкость возрастает
шл»ерТрГссД'а„раза- При “««ности 16,3% и
литья. Поэтому аются и становятся непригодными Д>
допустимым содеп^ПОЛЬЗуЮТ шликеРы с максима.»
не менее 40 П Д рЖанием влаги 15—16% при вязкост-
при пониж№цомЧдаеНИЯ свойств шликеры выдержи8^
««е 5-7 мин ПпАйавДенвд (740-745 мм рт. ст.) £
который без вакуумипТ0М Из Шликера удаляется ®03^.
льном хранении щ£йк!НИЯ не Удаляется даже пр*>
еров, образуя в отливках <0
^^щливок увеличивается н1КОУоТ?/сВм2НИЯп°бъемная
Дается на 1,5—2,0%. Длительная в£я°СТЬ
с<мин) сразу же после заливки шликепя » ?ибРаИия
Р ет So расслоение. В связи с этим прРи7енХпВЬЬ
Ценную вибрацию с периодическим ХХнпГ
Датора в моменты загустевания шликеоа Sn? М
В₽пбеРз 30Рмин и через 1 ч или 45 мин и 2 ч после запи^Р
Ймы. Вибрация позволяет устранить появление рыТ
в изломе отливок’ пол~
обЫСкорость набора массы зависит от содержания гпи
вы. Если в 12,5% глины, то набор
отливки размером 80X80X100 мм происходит в течение
4-5 я, а при содержании в шликере 17,5% глины это
время увеличивается до 10—12 ч.
Н Влажность отливки составляет 10 (у стенок формы)
и 12—12,5% в удаленных от стенок формы местах. Та-
ким образом, влажность отливки по сравнению с влаж-
ностью шликера снижается всего на 3—4%, что создает
благоприятные условия для .. получения в приемлемые
сроки изделия значительных размеров.
Многошамотные изделия после обжига при 1470° С
характеризуются следующими показателями: объемная
масса 2,17—2,26 г/см3; пористость 12—18%; предел
прочности при сжатии 420—800 кгс/см2. Эти показатели
немного ниже, чем у прессованных образцов. Поэтому
шликерное литье рекомендуется применять [6]^ для про-
изводства многошамотных изделий сложной формы,
оформление которых способом прессования не осущест
вимо или связано со значительными трудностями.
Шликерное литье каменно-керамических из •
В соответствии с работами [114, 115], сырье „ иче.
Деления методом шликерного литья ка^Дн месторожде-
Ких изделий служат базальты Ровенск
ния Усрр J
Куски базальта дробят в щековых дР°^дМ ’в ша-
го измельчают сухим или М°КР^ порошков, взя-
L Ых фарфоровых мельницах. Зат м глИНЫ> переме-
* в соотношении 83% базальта шликер, содер-
*аадезДз9%ОВводы Ли™Ц>% ^!ТРО-’ИТОВ (С0ДЗ ”
*”0&°кпсо=Ые формы изделия извлек»юг при
no 24% И сушат. После сушки издеЛъо
влажности 22-^ ™ ЬНОму режиму путем нагрЙЛ
кают сначала п * жки при этой температур «о
Ю40"106 Охлаждением, аатем предварительно Ч
следующим охл д ают глазурью^ повторно ож-
женные издеялЛо9О’ С с получасовой выдержКой°Ч
В бесцветная ГЛазда не 0^-
Риа 39 Базальтовые изделия, изготовленные методом шликер-
ги ' ного литья [114]
живает трещин, имеет голубовато-коричневый оттенок
что придает изделиям приятный декоративный вид. На
рис. 39 показаны готовые базальтовые изделия, изготов-
ленные на Ереванском фаянсовом заводе.
2. ШЛИКЕРНОЕ ЛИТЬЕ ОКИСЛОВ
Шликерное липе окиси алюминия:- Метод шликер-
ного литья при производстве изделий из окиси алюминит
получил широкое распространение как в лабораторно!
™гптИ В заводской практике. Этим методом производят
пппиэпл" чехльг для теРмопар и другие изделия. Дд
высоким г™3 ИЗДелий °$ычно используют глиноземе
высоким содержанием А12О3.
содержание°в?ЬА10о УЧТяЯХ Используют глинозем с низй,
используют глинпо’ ^ногда Для производства тигда
TiO2 (1%) сме ^ незначительными ДОба®£'
т) [117 i^?02 W с ZrO2 [116] или
увеличивают’тепмппт^°Т0РЫе УлУчшают спекаемость'
ных тиглей. УказанммаК0СТЬ и дРУгие свойства спе
ейных свойств суспрнз д°бавки почти не изменяют
Ют "° «б^принХ^^й- Изделия из А12О3 изго^
•v-дГпИНОзеМ предвап^ Н°ЛОГИЧеской схеме [11б\оТ
2°з в а'м°ДификапиюЬН0 обжигают для переВ^
фнкидию, а также для получення
, Ко-
,ас™Пго?т M|Mf! ГК и ГЭП
п°Р’^ согласно ГОСТ 6912 64, содержат AUO ПгР
т°р енно В виде «-модификации). 2Мз иреиму-
Температуры обжига зависит размер krn^
а При нагреве тонкодисперсный глни™аКрИсталлов
в более крупные кристаллыПрич°м“\?ИСТал-
^ обжига 1450, 1600, 1750» С „ оТ^ТосХ'
р РЛиков соответственно до размеров 1 1—з« Тя Р
Й В свою очередь/величина креста»» L”M'£ “
&ЮИ® технологические этапы производства щде
5 » яа окончательные их свойства. Согласно дантам
Мвоты [119], предварительный обжиг глинозема пр"
U" ПР^Т7бП5еР69У?б“120' ГР ! ’0’6' Б°Лее П°3т“
исследования [65, 69, J6, 120—123] показали, что опти-
иальной следует считать, температуру обжига 1550° С.
Технический глинозем измельчают в шаровых мель-
ницах мокрым способом [61, 69, 124] или в вибромель-
ницах сухим и мокрым способами [62, 69, 120, 121].
Результаты исследований показали, что более-рациональ-
ным является ’сухой способ виброизмельчения глинозе-
ма. Это противоречит выводам работ [1, 61—65], в кото-
рых предпочтение отдается мокрому размолу, обеспечи-
вающему высокую скорость измельчения и высокую ус-
тойчивость шликеров..
Несмотря на лучшую устойчивость мокроизмельчен-
яых шликеров, шликеры-глинозема, полученного сухим
виброизмельчением,- по ряду.других технологических по-
казателей имеют преимущества. Так, * скорость набор
массы из них оказывается меньшей, чем из
керов, содержащих мокроизмельченную дисперс-У .
ч. что связано с большей способностью последней^
ттруктурообразованйю./Как Уже гов°?, массы при
Желательна повышенная скорость на Р
Оливке крупных изделий. упадке частиц су-
Благодаря более упорядоченной У ктурообразова-
Жолотого Глинозема и отсутствиюСТ₽У Причем
я из них получают более плоти ераТуРы предва-
шТНОсть их возрастает с ростом иЯ и предвари-
С ?ЬН0Г0 °бжига. Способ й3^Хкже на прочность
V”01'0 обжига оказывает влИЙ использовании су
“ив°к, которая максимальна пр рИ 1550 С-
ЙЗ>ченныхР порошков, обожженных йрмелЬченных в
киб^Р°Ме того, отливки из пор юТ меньшие
, Р°Мельнице сухим способом,
дки анизотропии Деф $ под дей
СВ0ЙСТВа
«ЭТ 2зГХаН , иля изготовления высококачеСТв
б6’таким образом, Диярекомендуется производ*
яой^а^мплотн00^^^ технииеского глинозема
предварительн
Рис. 40. Зависимость количества зерен с радиусом <2 мкм (а) и средиело-
верхностного их диаметра (б) от продолжительности виброизмельчения обож-
женного глинозема марок ГА8(/), ГА6 (2). ГО (3). ГА85 (4); ГА5 (5)
ГК (б) [125]
1550 С с выдержкой 6 ч, измельчать его 2—3 ч в вибро-
блпроИедео/С^ХИМ способом Д° содержания в материале
более 85% зерен размером <3 мкм.
ВЫбООаИмлпгг^1ЛИКеРОВ’ отливок и изделий зависят от
ния процесса глинозема [125]. Результаты исследова-
ГО, ГА85 ГА^ и г?ЬЧеНИЯ глинозема марок ГА8, ГА&
ного при’температуре^ббО^Т1101'0 СЫрс°Г° И °б°^т
что Диспепгиплпог, е С, в течение 6 ч показывают
чительно инХХе еГ° После ^жига происходит зв*
Для получения”,^;““ «“^ожженного
ветствует срелнРг7^ ИЦ с РаДиУсом <2 мкм, что со#
(рис. 40,6)fX ° JXH°om^ 1,0-1,5
тике измельчения искп % 4 Диспергирования. По & :
зем марки ГК у котап ючение составляет только т.н* '
Держание зерен vanuv^° Аа^е ПРИ 6'4 измельчений ?
лииДН°СТь его из мелки М мкм Достигает лИ1Ш>$ ,
л»’“ « лрутХ’Ти» °бмсняется тем-,т0'^
глинозема, состоящего из ср
ионокристаллов размером 1—3 мк
Ь Ростки тонкопластинчатых \0 пРедставля-
£ C<S 4~20 мкмг И “ИРИНОЙ ™ 120 .™Kt",CT’i
>^ны1иаются [61]. до 120 «км, К010р“
< процессе обжига в глиноземе всех
’увеличивается содержание Д12Оа глав»?. ' Л01»
ГА^ет удалеНИЯ щелочных окислов м обРазом
” дальнейшее обогащение глинозема происходит . „
' Ге кислотной отмывки вследствие уда пр0’
<есей SiO2, Na2O и Fe2O3. Содеп^амиИ3 него
яРи'еотмывки у марок ГА85, ГА8 ГА6 и rw ГЛИНОзема
У^оеже, как в марке Г00. а^о^держ^Х N?O
U превосходит последний. Наиболее загрязни?
остается глинозем марок ГА5 и ГО. загРязненным
Для интенсификации измельчения глинозема в виб
спСОг^В.В?ДЯТ добавки ПАВ’ ™иё
как ГКЖ'94, ГКЖ 10, ГКЖ-11,. которые ускоряют про-
цесс диспергирования. Шликер со связкой ГКЖ-94 об-
ладает тиксотропным загустеванием, вследствие чего
кажущаяся плотность отливок из него оказывается низ-
кой (3,54 г/см3). В то же время шликеры с добавками
ГКЖ-Ю и ГКЖ-П, обладая хорошей текучестью, обра-
зуют плотные отливки с кажущейся плотностью 3,67 и
3,64 г/см3 соответственно. Таким образом, добавки
ВД-10 и ГКЖ-П рекомендованы [126] для шликерно-
го литья деталей из глинозема. Добавка 0,05% ГКЖ-10
®ри измельчении глинозема в шаровой и вибрационной
мельницах приводит к уменьшению продолжительности
помола в три и два раза соответственно [117]. Однако
механические И диэлектрические свойства изделии из
^инозема, измельченного с добавкой ^КЖ-10, „
® Ухудшаются. В связи с этим добавку ГКЖ Р
мельчении глинозема не следует применять р й
|€й»и высококачественных вакуумплотных нздели^
® ’О же время такую добавку мода ® ю.
Ва ать при производстве массово р^юТ высоких
ЬКЙ’ к свойствам которой не предъявляют
ре°ований. вписанной в рабо-
те Гтс?630 отмывают по технологии, значительное
Кол» ' Помимо железа, удаляет обычно содержа?’
^ство других примесей, которые*обс С. SiO2
(^«^ском глинозем^/происходит за 5-7 Д
Чий' ‘ ^даление примесеи пр
табл. б, лучше отмывается Пор
Как следуй из та способом и- обс£?°к
„позема, измельчейны п^евь1шающей 1550вС с>
ГЛтИй при температуре, теХНически чистого глицп?^
Я Лльченаем и «Д? Л12-54 получают [761
SS Г® ?° %С11 О и 0.020%'Ко.
содержащий 99,9 к> приводит к значительному® '
S г-’™03““ "кХости М получению менее
корению его си х
изделий. р получают разбавлением Осад
ЛиТенкислотой, Йли распусканием в дистиллиро^
отмытого кислого ‘ qeHHbIX после фильтрации. п“
ной воде К°Р^’ ания применяют пропеллерные X
через сито 3800 отв/см^
шали. Шликер J4> значения. - -
ДОТн’Полубояринов и А. А. Майер [И9] исиеду,
ы „з глинозема, обожженного при 1450“ С, мм.
2,»» наличие литейных интервалов в пределах pH,
X 2Т-4,5 и 12-13,5. Г. В. Куколен и А. Г. Караул»,
Г1241 считают, однако, что оптимальным литейным ин-1
тервалом кислой стороны является интервал pH, равны»
2 g_з 0 так как при более высоких значениях pH (3,5— ,
4) наблюдается увеличение вязкости и снижение плот-
Таблицаi
ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ГЛИНОЗЕМА ТЮСЛЕГ ОТМЫВКИ, %
Температура предварительно- го обжига гли- нозема, “С Способ измель- чения Продолжатель* 1 кость измель- чения, ч SiOg AIgOa тю; Fe2Os CaO MgO
1450 Сухой 2 0,01 >99,94 0,06 0,026 0,002 0,002 0,013
1550 Сухой •Мокрый 2 5 0,008 0,006 >99,94 >99,81 0,01 0,006 0,016 0,035 j 0,001 0,003 0,002 0,001 о/
1650 Сухой Мокрый 11 5 0,009 0,020 >99,92 >99,74 0,01 0,01 0,025 0,060 0,005 0,010 o,ooi 0,002 0,$s 0,lf!
oA; 0,1‘;
1750 Сухой Мокрый 10 10 0,008 0,010 >99,95 >99,81 0,02 0,02 0,030 0,060 0,003 0,064 o.ooi 0,001
лтливок. Зависимости изменение „
«^,0, от вмичини,РН приведены на “'«и-
Л«нтервал при, стабилизации шликепа I," 2'
И Ответствует РН=8-н9. Из да ЛТ“"»
^-иеТиХХц^
8 “среде эта SX’fc
,«еМе°с
реологические свойства Шликеров, приготпппп^аблича 1 РЕ ИЗ ГЛИНОЗЕМА РАЗЛИЧНЫХ МАРОК ПЭД *
5 , сП а на- 5 за мм Отливка сухая '
S g Q
Марка гл ноземц S ?И и § со к И Толщин стенки, бранной J0 мин, . кажущая- ся плот- ность, г/см3 открытая пори- стость, % предел проч* ности при изгибе, кгс/см2
ГА85 41 7,3 6,6 2,69 31,8 0,35
ГА8 49 6,5 6,0. 2,70 27]0 0,53
ГА6 48 5,8 8,4 2,67 32,0 0,48
ГА5 8Г 4,5 4,6 2,88 23]6 0,9—1,2
ГО 77 7,4 9,2 2,65 32,3 0,53
ГК 23 5,4 .7,0 2,78 28,4 0,37—0,13
- Результаты
шликеров,, приготовленных
исследования
юглинозема различных, марок (влажность 30%, рН=3)
[125], показали, что самый высокий ^-потенциал имеют
шликеры глинозема марок ГА5 и ГО (табл. 7), наиболее
сильно загрязненных примесями;'это объясняется тем,
’То загрязненный материал сильнее адсорбирует ионы
Электролита с возможным, образованием поверхностных
^единений,- которые, диссоциируя, увеличивают заряд
п°верхности зерен' и толщину двойного электрического
, Л0я.[65,128, 129]. Для глинозема других маР°д
ал значительно ниже и соответствует знач
Т3ема марки Г00. теТОйчивость,
“пв?пНеТИческая или седиментационн У методу>
Для?пЛенная по приведенному в раб ^^3—10%.
&аиЛИН0зема всех марок находится Р из-за повы-
! йейНАе?ЬЩея кинетической устоичи р и3 Глинозе-
крупности частиц обладает о д0 которых до-
СР,КИ ГК- В интервалах 3Ha4e^bSeTCH плотность
%ои?ЛИкеР ПРИ разжижении, п & набора мас-
н°сть отливки и снижаете
~ «и чягустеваемости шликеров из -Глинозо.
сы. Степень за^с1бОо°С, соответствует 1 как в KS Ч
обожженяого п₽ ‘° ах; эт0 означает, что шли^'
так * « ?гакс"гропиому загустеванию. 'Р н,
склонен к тикси кзема> обожженного при
"тик о ропии [131, 132], причем к Ч
склонны к тик Ршликерах и явн0 выраженной на и.
тельной в кисл ix загустевания при влажной
?оТсостВаваяет 1 37 [122]. Скорость набора >,* ’«
висит “ соотношения г: жв шл“еР„е- следу,,33
работы Г131], шликеры со значениями pH— 3,3 и влад.
Ею 33, 36 и 39% по скорости набора массы мало,,,
отличаются один от другого. При увеличении содерж’
2ия твердой фазы (>30% влажности) в шликере си.
рость набора массы резко увеличивается.
и Из глинозема исследованных-в работе [125] марок
(ГА85, ГА8, ГА5, ГО и ГК) наибольшим уплотнением
при наборе массы отливки обладает шликер глинозема
ГА5. Благодаря высокой дисперсности частиц и хорошем
стабилизации его шликеры характеризуются наимень-
шей скоростью набора массы. Как видно из табл. 6, из
этого шликера получают наиболее плотные и прочные
отливки.
Для улучшения свойств отливок перед литьем шли-
кер вакуумируют в вакуум-камере при остаточном дав-
лении 15—20 мм рт. ст. до прекращения выделения
газовых пузырей. Время вакуумирования обычно состав-
ляет 10—15 мин [124]. Перемешивание шликера спо-
собствует ускорению 'процесса вакуумирования. Наи-
большей плотностью обладают отливки из вакуумиро-
ванного шликера, полученного из предварительно
обожженного глинозема при 1550° С. Увеличение плот-
ности отливок наблюдается также при подогревании
ликера, однако во избежание взаимодействия шлике
пузыптИгГлСп0В0И Ф°РМ0Й> сопровождающегося выделением
peKOMeHnvPT333 й °$РазОванием дефектов в отливке,
SXT НагРевать шликер выше 40° С.
свойства птпИ“ИССЛедоватя влияния температуры
ние температуры°доГ30°геМа показывают’
Разрушенной У?трукт™С СНИЖает вязкосТЬ пр^бор'
плотность отливок повышает скорость на
пение вакуумиповэнип ивает их прочность. ПР^
Ров влажностью 30?” сов^естно с подогревом
остью 30% д0 30-40° С позволяет
,ШСЯ плотность заготовок д0 2 65 о
плотностью 2,44—2,56 г/см® поп67 г/см® по
Х^оГрева и вакуумирования [1241 ’ лУча10Шейся
Паническая прочность отливок Ыизкая пп
^сть во влажном состоянии выше, чем ’ РИЧем
Прочность отливок в сухом состоянии coctZ°M-
Кв~эт hVd
Увлекать изделия из форм еще во влажно^соХ
i С Целью повышения прочности отливок из гли^Л'
В шликеры рекомендуют вводить мочевиноформХ
!егйДнУю смолу (МФС), поливиниловый спирт (ПВО
лиой и крахмальный клейстер [125, 128, 132 134 1371
Однако, несмотря на производимое упрочнение ввела-'
дне этих добавок отрицательно сказывается либо на
миологии литья, либо на свойствах отливок. Придобав
ке 5% МФС [134] прочность заготовок после сушки по-
вышается до 30 кгс/см2. Такие изделия могут подвер-
гаться различной механической обработке. Однако при
добавке МФС значительно повышается вязкость суспен-
зий, снижается плотность отливок и, как следствие, уве-
шивается усадка при обжиге. ПВО придает шликеру
способность Вспениваться при вакуумировании [132].
Добавка сахарозы при увеличении прочности отливок не
влияет на структурно-механические свойства суспензий и
кажущуюся плотность отливок. Однако из-за способно-
сти к миграции она часто приводит к их растрескиванию
[135]. Мучной и крахмальный клейстеры повышают вяз-
кость и тиксотропию шликеров и понижают плотность
ОТЛИВОК.
с целью повышения пРоЧНОСТИ „Ожженного глинозе-
яальны добавки коллоидного и не
ма [135,140, 200].
Целесообразно добавлять в и1
^обожженного технически тсЯ ---------------- й __а.
Ш) [135]. При этом до^е прочности наблюД^
рсть отливок (рис. 41). Увели ыХ отливок, 1пе.
г?апНе1°ЛЬК0 у суХИХ’ Н° ft активности ^^венно в
Ь«аря большей химической непосреД [135.
более высокая 1000-110° яе
|цУУом состоянии при обжческие до°а —бавлення
&«]. В то же время ПР“Ги тиксо-
|1Ла1°т, но и не повышают ПР° ся вязкость
I 0 V-Al2O3 немного увелич
шликер примерно 10%
чистого глинозема
[ высокая проч-
тропное упрочнение суспензий при незначитрп
женин кажущейся плотности отливок, ио Р?Ьй°И Оь
повышается их прочность. Наряду с повып^,
ности при добавке 10% у-А12О3 более чем вл* ем
растает кинетическая устойчивость шликепап ₽азаь?'
ки изделия обжигают обычно в капселях иnuCilt cv
-—»#я пои температуре _1610—iy^Q в 3acJ‘
С ВЬ!*^
из
глинозема при
я,сП
200\
100
ж
Oft
цо2г
^н/и?
о,ое\
20
бщкгс/м1 р,г!сн1
10
2^1
2,8
УГ^1° 0 5 10 О
а 6
J'w'isfi О 5 Ю 15% 0 5 № ’/.
Л г 8
Рис. 41. Зависимость свойств суспензий и отливок от Добавки в шликер >А1Д.
Глинозем обожжен при 1450 С (/) и 1550 С (2):
a — ^-потенциал; б —вязкость предельно 'разрушенной структуры; в—тик»
тропное упрочнение за 4 мин выстаивания суспензий; г —предел прочмсп
при сжатии отливок, высушенных при 105—110° С; 5 —кажущаяся плотяссг,
сухих отливок
ками 2—8 ч в зависимости от их размеров и необходимой
плотности.
Лучшие механические и диэлектрические свойств*
соответствующие аналогичным - свойствам образцов и.
глинозема марки Г00 [65], получаются у образцов *-
глинозема марок ГА85 и ГА8 (ГОСТ 6912—64). В связг]
с этим глинозем указанных марок можно рекомендов^-
взамен глинозема марки Г00 (ГОСТ 6912—54) ДЛЯ®'
готовления спеченных вакуумплотных изделий с выс°
ми электрическими и механическими свойствами,
зем Man™PrvHa Рекомендацию не использовать гл» ,
KWMnnnJL1^ ПрИ ИЗГОтовлении высококачественны* |
куумплотных изделий, автооы паботы Г1441 преДл ,
X При Хс'овой1 №РУ^
сгвуюЭ “™, 'ую уготовляют с добавкой TiO„ ,
P^r^SLS^ при умеренных тем^'
циркония. Как
существует в двух модификациях - моноч-’1”
сальной [44, 145]. Превращение пеппгг
,е<°,Й0втору» происходит при WOQ-^Sc М°АИ(К
ЛиеМ объема,-приводящим к образований Резким
>йс ЭТИМ чистую двуокись циркония НА тРец*ин.
^•’’’ьзуют с к°бавками 4~8% Р(по массе?’Ж?”"-
>«“"“оторые стабилизируют ее, образуя «™^S° или
Твердых растворов, кристаллизующихся
Поешетке. *
-Сделия из двуокиси циркония получают либо ОГЛИ
Лготовок, сформованных из смеси ZrO2 со с?абили‘
1юдами добавками, либо обжигом заготовок с*оп*
Данных из предварительно стабилизированной Zrft
Ьчиедвух вариантов технологии отразилось на шлю
2ои литье двуокиси циркония, которое осуществляет-
L также по двум вариантам: литье из сырых смесей и
,даьб йз предварительно стабилизированной двуокиси
мркония [45].
При литье из сырых смесей твердая фаза шликера
состоит из моноклинной ZrO2 и добавок стабилизаторов,
в зависимости от которых литье можно осуществлять из
щелочных или кислых шликеров. Добавки СаСО3,
MgCO3, MgO придают шликерам щелочной характер.
Если добавками служат- CaZrO3, CaF2, то литье осущест-
вляют из кислых шликеров.
При шликерном литье двуокиси циркония из сырых
смесей обычно используют три схемы литья [45, 46]. По
верной, самой простой схеме, шликер приготовляют сов-
местным мокрым размолом смеси, состоящей из ZrVj,
СаСО3 и MgCO3, в гуммированных шаровых мельницах
8 течение 40—30 ч при соотношении масс материала, во-
и шаров 1:1:2,5. Значение pH такого “л«кеРа
«о 8-9. Размол можно производить также пр - е
«аров из стабилизированной ZrO2 или из Аг 3’ шрва.
'За плохой стойкости к истиранию быс р орые за.
Что Приводит к их большому Расх^У’ельно.Р
? зияют шликер на 1—1,5%, что г смесей шлнкер при-
PJ'° второй схеме литья из сырых с и циркония,
п0(ЛЛяют смешиванием размолотой Д ^лоТОЙ и водой,
Ьк»Аовательно отмытой соляной j200°C и Раз'
^олпСЬю магния, полученной обжи ьНИЦе. Значение
в гуммированной ^°^Тяостъ ^ъче-
«я/йпКого шликера равно 9,2. Д, шаровой мелв” и
Чо?тУ°киси ЦИРКОНИЯ Б стаЛ« масс материала, вод
Ость«> 20 л при соотношений масс м
^—1 мм, равном 1:1:22
п₽:хриХ^ ч
шиванием ®вД ой мельнице двуокиси циркони? >
в стальной ш ро умельченным Цирконатом
та® CSo«a“ кальдая приготовляют обжиг?»'»
ZrO, с СаСО, при 1200-126“ С ® Te,e,,m 6 н. 3«, J
„н такого шликера составляет 1,5 *
Р КиХ шликеры, содержащие MgCO, и ТОЛу,.В11
по первой схеме, имеют удовлетворительные ЛПе J
свойства, в то время как основные шликеры, мдер‘
щиёмеСО» (pH =10,5), имеют «удовлетвори,^
литейные свойства. Улучшить литеиные свойства оо,
ных шликеров можно добавкой к ним 1,4% сульфит,
спиртовой барды, снижающей влажность шликера г
5_8% и повышающей прочность и плотность отливе
Третья схема [45, 146] ^дает возможность получи?
шликеры с хорошими литеиными свойствами. Отлив)
получаются хорошего качества, без трещин.-Общим в
достатком изделий, получаемых литьем из сырых о-
сей, является Их низкая термостойкость. В связисэгг
стремятся отливать изделия из предварительно стабь
зированной двуокиси циркония, которые более тер*
стойки. Размол производят в гуммированных мельшк
с гуммированными шарами или в стальных мельни
со стальными шарами. Последнему методу отдает,
предпочтение, так как после отмывки от железа полу
ется богатый оксихлоридами шликер с хорошими лн^
ними свойствами.
гкпйгтоВЯЗИ с большой зависимостью от pH СР^
кис пМ“ЛИКеР°в их изготовляют или щелочными
чениями пиООТ1в^ТоТвующими литейным интервалам
-3 5 ппи^Г14"2 при ьлажности 20% или pH-»’
рН=7 51Ю /ЖН°СТИ 40 % (для кислых
шликеры’ об1адЯаяЩе?°ЧНЫХ шликеР0В> t146L^
обеспечивают лучшими литейными с®0®^.
(2,8 г/см®) ф°РМОВ®ние более плотных
влияют соединенияУи1°ЙЧИВОСТЬ шликеР0В зЯо1ыГ^
керов устойчивость * ЛЬция и магния. У ШеЛ°яЯ^
лых солей кальция иВ“Шается в пРисУтсТВЙ?вИ
и магния и значительно с
v-гствии Са(ОН)а и Mg (ОН) 2 [147]. Поэтому пл
, ^стремятся не использовать. На литейные св?й
шликеров значительно влияет образование
<лорйД°в ЦИРКОНИЯ’ кот°Рлые способствуют повыше®
остойчивости шликера. Их оптимальное содеож!
1,1,10 пеРесчете на сУхие материалы составляет 0 05
<(по массе). Скорость набора массы в литейных
°’ Овалах минимальна, причем у кислых шликеров она
^т Р чем У основных [146].
8й)Иа свойства шликера из двуокиси- циркония влияет
мя его хранения. Выстаивание шликера [45] в тече-
®Ре g__3 сут способствует увеличению его текучести и
Юности отливок, причем плотность отливок увеличи-
лся на 0,15—0,2 г/см3. Дальнейшее хранение шли-
Б ров в течение 1—2 мес не приводит к какому-либо за-
ветному изменению их свойств. Литье кислых шликеров
мозволяет получать изделия с плотностью на 0,3—
Об г/см3 больше, чем из основных шликеров. Поэтому
из кислых шликеров можно отливать изделия с меньшей
7садкой, чем из основных, что очень важно для получе-
ния изделий сложных форм. Увеличение плотности отли-
вок при вакуумировании шликера оказывается незначи-
тельным (0,02 г/см3). Однако при этом улучшается ка-
чество отливок из-за устранения из них воздушных
пузырей. Несколько увеличивают плотность и прочность
отливок добавки с.* с. б. [45].
Увеличение плотности отливок наблюдается ПР^
догреве шликера до температуры 30—40 при
ром повышается скорость набора массы, у
применение вакуумирования б подогревом ?1461.
30°С обеспечивает получение плотных °™ пи лит!,е
На качество отливок влияют примеси, при поедвари-
аиикеров из высокочистых порошков Z 2’ аютсч
чельно стабилизированных СаО, отл , 7Пло г в течение
.^личного качества, а спекание их при оистых изде-
6! обеспечивает получение почти беспористь
^ИУ45Ь пай! показывают целесо;
г Результаты исследования 11481 "°* (40%) сырой
^азность введения большого колВ тепмостойких из-
?Лй литой ZrO2 при шликерном лиТЬпегг.кй содержащие
Измельчением получают пор мат’ерйала н 72%
Фракции <1 мкм из лИ ющей удельной по-
веох?0г° материала, при соответст У» поверхность
Юности 6 и 19,8 м2/г> Высокая удельна
циркония улучшает литейВЫе
сырой A°y°So приводит к некоторому евиже'%
шликера, одяавости отливок, которая находится > Ra
жушейся плоти Снижение ллотности обуСЛо
лах ЗЛ—3,6 г/см . частиц сырой двуокиси ц ^н0])о
ристым строея ив0К производят в два этапа ?я-
Р Спекание, отливок пр печи 12Оо°С с
их спек31®!. ® в туннельной молибденовой печ??*^
30 мин, затем в туш 1б80±20°с. &Сдо-
родной защ еннЫх тиглей составляет 5,45—fi
ХотТрытоТ пористости 0,3-0,4%. Несмотря *
сколькоРбольшую усадку изделия с сырой ДвуокЛ
Хотя спекаются с образованием меньшего
ства брака, чем изделия с литои моноклинной дВу0Л
циркония.' Лучшая ~ технологичность спекания указывг
ет на целесообразность применения.сырой моноклин^
двуокиси циркония вместо плавленой, [47, 149].
Шликерное липе окиси, магния- Из окиси маг®
льют тигли -и .трубки; кроме этого,^получают футерово
ный материал-'для. высокотемпературных печей, в к
числе для сжигания атмосферного азота при 2200е С,
Применение /шликерноголитья при формирован
изделий из окиси магния долгое время считалось или ж
возможным или нецелесообразным из-за растворимое
материала в разбавленных кислотах и в воде, что е
позволяло приготавливать* шликер по обычной технол
гии, используемой при литье другие окислов. В насте
Шее время существуют два .варианта,,шликерного лиг’
окиси магния: литье-суспензий с органической жиД-
фазой и литье водных суспензий [42,59,150]. -
кой керном 'литье суспензий с'органической
этиловый спиТтегип1П°рСЛеДНеЙ ИсП0ЛЬЗУют абс0ЛК2
отвращать пПпТ ® этом случае необходимо пря-
ном случае вопяДаНИе В0дь* в шликеР» так-как в прогр
разованию геп₽п(?аСТВо»ряяСь в спирте, способствуй
Дования влияния раз^ой структуры. Результаты и .
шликера [1501 пп Добавок воды в ‘ спирт на сВ°*^
тического содепЖятаЛИ Наличие так называемого
начинается обпазпк Я В0ДЬ1>>> по достижении К
воды Можно оппелВа„НИе геля- Критическое содеР*£
зависимости вязкосЛИТЬ По резкому перегибу
который соответ ?ликера от содержаний
ойства Шликера и а Добавленной воды- аЬ(,’
ра й оливок при содержании
„япись неудовлетворительными из-зя ,
°*аЙтИ Форм шликером- Отливки получали^ Запол'
^Содержание в шликере 0,5% водьГявляетса Ь рыхль1’
допустимым, не ухудшающим его лиЗкД редель'
*S&ep приготовляют Размолом °„cXZ ^TB-'
магния с размером частиц <о 5 ^«„ леноц
хлабаие- в . средО спирта до ди^ерсвости ^Л“°“
SsO% 0J® массе) частиц твердой фазы соДХ/
Аракдию <1 мкм.. После размола содержание твеолой
Ьиии шликера доводят до 70-80% вакуумным РуДа
пением избытка спирта. ым Уда-
Шликер перед литьем подогревают или до 45__50° С
/при получении простых .отливок), или до 30—35° С (пои
литье изделий сложной конфигурации), что обусловлено
ростом скорости литья при незначительном ухудшении
заполняемости форм и извлечения заготовок. Чем более
нагрет шликер,, уем легче разрушаются отливки, поэто-
му их извлекают после; сушки в форме. Окончательно
заготовки _сушат> на/воздухе, ° Шликерное литье окиси
магния из водных -- суспензий — более экономичный и
приемлемый способ/позволяющий получить прочные сы-
рые отливки- [151 ^ Исходными материалами в этом слу-
чае,служат .плавленая--окись магния (>98%MgO).
дистиллированная'вода и- соляная кислота. Окись маг-
ния содержит' пртимеси /железа,, кальция и кремния.
Окись кремния,^содержание которой составляет 1,2—
2%, служит стабилизатором структуры окиси магния.
Дробление л /измельчение порошка производят до
размера частиц <60 мкм, 20% из которых имеют раз-
мер <2<мкм. , . .
Для получения хороших литейных свойств Б°лл
шликер окиси магния подвергают старению при п
явной температуре -15° С- в течение 24 ч в суш
“каФУ- Старение' производят в герметически р
°W с периодическим перемешиванием шл РР
Шге 8 ч. После-окончания старения к шликеру
^ляют 0,04^-0,06% соляной кислоты у^чш Крупный
!^есть, и-до 10% порошка фракции т1ГЛИКепа сни-
^Шокспособствует лучшей те*Улеас™е обеспечивает
Содержание в нем воды, а. тш ерЫ содержат
ОтНьШую усадку во время спекали. нетИКСОтропяы.
Kin Д° 19,8% В0ДЫ; РН?й 27 г/см\ Вязкость при
РН-11°лСть шликеров равна 2,6-2,7_г/см
P4as10,5^n,5 составляет 90-1Ю П.
деталями разных размеров, вкд^,
МяояДУ с полЫМ^гД400 и высотой 200 мм, из окиСи
„.Дитли л»аметрЛкже компактные заготовки, НеИт”
Уагния отливают также 6ои, показаны нарщ,42
пыеДетали, °тлит“*еют высокую прочность, и >вдаот
Отлитые изделия имею ли.к0 удаляются из формы
„малую Усадк^.(едая помещают в печь ва сырых во,.
Высушенные иЗД“аТериала для избежания дефорщ.
с«виах И37™е О«ж»Р производят при 1500-Wc
дни при У“д“..и„
с выдержкой 30 МИН.
Рис. 42. Детали из MgO, изготовленные методом шликерного литья
водных суспензий [151]
визну иКдоступность °™си кальция. Несмотря на деше-
из окиси кальция находят^ высокоогнеупорные изделия
некие из-за плохой недостаточно широкое приме-
ном воздухе 144]. ТигС™ч™НОс™ материала во влаж-
меняют при выпллйи-о И, И3 0КИси кальция успешно пря-
ной стойкости к пятпг Металлов> благодаря значитель-
ность окиси кальпия гг-Р^РЛавленных металлов. Склеи-
вание водных диспеп™ЛИДРатации исключает использо-
этого материала. ПппмЛНЫХ сред ПРИ шликерном литК
панические жидкости Ддесь только неводные ор-
Для Шликеров с неволим ' ^одг°товка твердой Фаз!^
гш«Же С8язана с тоуднпМИ ДИспеРсионными средствам*
Нии оки?и ^р^ьция наАв ’З лью пРедотвращения гидрат^
ЦереД размолом порощок ок
nVI0T> или плавят для ппиЛ Сй КальцИя „
2£ти. КальцинироВаниеР ему большейКаЛьци-
iyxo спрессованных брикетов п?ес,Твляют спп У^ой-
.Лльной выдержкой 0,5—1* г?й 1750°С а выигКанием
Данную окись кальция дройЛ^^10 или^ С Ми'
Лотковых мельницах д0 p^J и Pa3Ma^^UH-
Jojee тонкий помол (~з мкм) off Части4 <25п На
ровых шаровых мельницах. В пабп?6?^51^ фа^М’
^сперсионнои среды для окиси . е [152] в каФч2фо*
;зОбутилуксусную кислоту. Дпу№Р ЛЬЦИЯ предлоХиТВе
^ае имели суЩесТвенаь^е^^ ср^^и
Вы“ка’ ₽а“»°Р«>.0«ь ады
Этиловый спирт
Смесь тетрахлоридугле-
роца, трихлорэтана, три-
хлорэтилена
Третичный этиловый
спирт
Высокое давление пара
Предельная чувствительность к услови-
ям литья, В местах отпечатков пальцев
получаются не однородные по толщине
отливки
Смесь оксилена и тре-
тичного этилового спир-
та
Оксилен
Удовлетворительный результат, но хуже,
чем изобутилуксусиой кислоты
Удовлетворительный результат, шликер
склонен к тиксотропии
Упругость паров изобутилуксуснои кислоты несколь-
ко больше, чем у воды. Эта кислота не склони Р
ванию сухой пленки при испарении. Раств р ой
ди в ней очень низкая. Ядовитость счита ПЛамени, так
Переливать ее нужно вдали от открыт Для увели-
как температура воспламенения Рав„на добавляют
Wh текучести к изобутилуксуснои кислоте до
олеиновую кислоту и немного триэ в среде изо-
Размол производят в шаровой ме ’мера частиц
Утилуксусной кислоты до среднего давлением оле-
о мкм. Вязкость шликера регулиру . текучести.
Й«овой кислоты до получения ^имальн^ 10_12%
$Ля Уменьшения усадки в шЛЯК L, размером час™^
массе) порошка окиси кал даания заг0Т0._о
мкм. Для предотвращения.при^ докрывают «
Форме внутреннюю полость п Ядйрованного в
« измельченного графита, в течение 5 мин
> При выдержке шликера в Ф^е заготовки су
"дуется слой толщиной 3 мм. и
/Т1,„,тк шкафах при 80° С до полного Vna
шат в сушильных к ^слоты обжиг заготовок и, Ле'
ния изобутилук У^р уПреЖдения гидратации прови-
си кальция для п^ДУ РМет0Д шликерного литья >АТ
сразу же после„су™ изготовления тиглей, преЛНаСа0
был и^^зосст^новления плутония и урана [152?Иа*
^Шликерное литье кварца. Изготовление изделий Яз
квама методом шликерного литья осуществляют и3 Вод
«S суспензий. В работах (153, 154] описаны СпоСоЛ
шликерного литья кварцевой керамики с добавка^
шликер альгината натрия, с. с. б. или водорастворЙМой
“молыРДобавки-при литье играют роль стабилизатора
а после сушки отливок придают им более высокую проч.’
ность
По данным работы [153], при литье в гипсовые фор.
мы применяют шликеры, которые содержат 0,5%-ный
раствор альгината натрия и порошок кварца с 30%
фракций <3 мкм.; Усадка отливок составляет 1%. де.
тали обжигают при температуре 1100—1250° С в течение
1—4 ч. Шликерным литьем по этому способу удается
получать полые отливки массой 40 кг. Изделия сложной
формы (рис. 43) получают подгонкой отлитых частей
и склеиванием их при помощи жижеля. По данным ра-
боты [154], кварцевые отливки получают из водных
шликеров с добавкой и качестве стабилизатора 1 %-ного
раствора с. с. б. Твердой фазой шликера служит непро-
зрачный плавленый кварц, который после измельчения
и отмывки содержит более 40% фракции «Cl мкм. При
этом наблюдается образование гелеобразного крем-
незема.
Увеличение тонины помола плавленого кварца по-
вышает спекаемость и прочность обожженных образцов
и2цеНЬШает их поРИстость. Прочность и пористость спе-
гп₽^о0ТДИВ0К1 существенно зависят от температуры
вартгст И повышении температуры обжига увеличь
жению тЛ Ржание„кРист°балита> способствующего сни-1
темпера™™? Т°И стойко«и образцов. Оптималы»
термической Гта'ИГа для полУчения изделий с
выдержкой rfS 2СТЬЮ следУет читать 1200°С с
жиму обваруживаюты тол“ка п0*Ученных "°ЛЭ™“УМ'
мическая стойкость следы кристобалита, г
шликерным литьем *арцевых изделий, изготовлен^
(1300° С) ДО noS вставляет 35 водяных теплое*
’ до ”0ЯМе»ия трещин, что оказывается .
У изделий, выплавленных из КуСкя п
<&,Ьз теплосмены). к>ска плавленот
й’Мства изделий из кварЦа ул КваР-
спекания обожженных при 12&Ют пУ^м Повтпп
S»»“x 50%’нь™ Раствор0м 7ПйС отлиеок, нп п?'
in » толуоле. Пропитан,,,"
я повторно обжигают при &«» .<ЗДат S
^Ри обжиге
Рис. 43. Теплообменник из кпяптта „ _
шликерного литья’ методом
смола разлагается с выделением активной двуокиси
кремния, улучшающей спекание. Как видно из табл. 8,
таким способом удается получить достаточно термо-
стойкие изделия при повышении их прочности примерно
в два раза [154].
По методу, представленному в работе |.1М], изготов-
ляют кварцевые изделия различной формы со стенками
толщиной 1—20 мм и емкостью' до 10 л. Кварцевые тиг-
ля используют для варки свинцовых стекол типа -
е- содержанием примерно 40% РЬО. Тигель на^в
8 течение 3—4 ч до 1300° С, затем в нем плавят шихту
Ьпри 1440° С, причем взаимодействия стекла
Жм не происходит. лепного
Более полно исследование процессов работ
®тья кварцевой керамики выполнено фор-
« 155], в которых была доказана возможность
^Рованйя плотных изделий из водн йКЙ авторы
лучения высокоплотной кварцевой приемы, обеспе-
аб0Ты [155] разрабОтали и применили пр^ содержаки-
ающие образование шликеров материалом в этом
сл/ИспеРсионной среды. Исходя цевое стекло, со-
iae СЛУЛ<ИТ чистое прозрачно Рьча10Т в шаровой
J^auiee >99,9% SiO2, которое изме кварцевым стек-
ьнице, футерованной прозра
lu6i6 161
Режим термообра-
ботки
1200° С, 2 ч . ‘
•1200° С, 2 ч, про-
питка,П00°С . •
Термостойкость (1300®С), водяные теплосмены
до появления трещин до разрушения
35 60
25 60
Кажуща
Ристост^'*'-
* А
« В скобках указана температура горячей стороны поверхности.
СВОЙСТВА ХВАр„
18,0
12,5
ЕЧ
лом. При таком измельчении получают порошок, не за-
грязненный примесями, обычно являющимися ускорите-
лями кристаллизации во время, спекания кварца.
Шликер готовят одностадийным способом. Его преи-
мущества по сравнению с двус-тадийным определяются
снижением влажности шликера с 25—27 до 12—18%,
более высокой кажущейся плотностью отливок и лучши-
ми литейными свойствами. _ ।
Однако непосредственно после помола шликер, полу- |
ченный по одностадийному методу, имеет относительно I
высокую ,вязкость и' недостаточно хорошие литейные |
свойства. Для улучшения свойств применяют стабилиза-
Таблица*
ЗНАЧЕНИЯ ПЛОТНОСТИ СУСПЕНЗИИ (р_), ВЯЗКОСТИ ШЛИКЕРА W
ОБЪЕМНОЙ МАССЫ ОТЛИВОК (ротп) И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ СТЕПЕНИ
КОНЦЕНТРАЦИИ СУСПЕНЗИИ ПО ОБЪЕМУ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ («у)
НА РАЗЛИЧНЫХ СТАДИЯХ ПОЛУЧЕНИЯ КВАРЦЕВОГО ШЛИКЕРА Ы
Шликер ₽с- г/см3 р, °Е Чотл* г/см3 ну
суспендированием . •. после стабилизации . Непосредственно после введения пеп’ вой порции порошка . лер После стабилизации ’ ' рта ВВеДеиИЯ. второй‘ "ОРВДЙ /по-' После стабилизации . , 1,84 1,86 1,90 1,90 1,95 1,96 94 9,0 70 18 360 160 1,77 1,85 1,84 1,85 1,85 1,85 0,88 0,85 1,90 0,89 0,93, 0,93s
, ТоблИ[(в
tiat Предел прочно- сти при сжатии. кгс/см3 Предел прочно-*- 'сти при изгибе. кгс/см1 Коэффициент .теплопровод, ности*, Хкал/(м-ч-°С) Диэлектри- ческая про- ницаемость при частоте 9400 МГц и * 20°С Тангенс уГЛа Диэлектри. ческих по- терь при ча- „ стоте МГц и
20 С, tg6
1Л 600 170 0,31(500) 3,0 5,0-10-*
1,85 1000 . 250 0,34(1200) 3,4 4,8-10-4
лпо/состойщую в непрерывном . перемешивании шлике-
ра в течение 2-г-5 сут, Вязкость в результате этой опе-
рации уменьшается .в 5—?-1.0: раз, а плотность Отливок
даичивается (табл.'9), чт<У объясняется процессом ста-
рения силикагелей [6}, В процессе перемешивания вяз-
кость шликера уменьшается,- а «плотность • возрастает.
Вязкость кварцевых' стабилизированных суспензий оп-
5 ределяют [6] по эмпирической формуле
4=0,008 С^82,
(46)
где' Сц7к— объемное содержание кинетически свобод-
ной дисперсионной среды,^принимающей участие в
^£НИИ
Увеличение температуры снижает увеличе-
к°сть суспензий и-в то же, время с еВЫХ шлике-
®ю тиксотропии мелкодисперснь. . Р
^[6]. . изменяются их
При хранении кварцевых Луспен ^ текуЧести; у
®ойства—- повышаются вязкость ^^Р^ коэфФиДи^в
Оливок из этих суспензий Увел^вляются тем силь-
JJkobkb, Указанные я®ле®Илфаза и плотнее
Ре’ чем дисперснее твердая J _ерЯ<ашие 35J? tpo ч
абилизированные суспензи ’ ^95 г/см3 за ® мЯ
fcep0M <5 МКМ; плОтН°р состояние- В то ж qacTJIIX
Р^одят в твердообразное одержащие 7^ 20-сут
?а "ензии той же плотности, д.аЖ плотности при
>м <5 мкм не7 затвердев й плотно .
ран^Ия. Суспензии 'малой »
^адкГупрот^иГсТпензий пр/хранедТ/нрХ^о
При п°сле%спензий, они разжижаются д0 Иг,’ Нг
имений вязкости. Кварцевые отливки получаю1°«Ч
значении гипсовые -или керамические (ЬлЛЛ|!
и сливного способов.6
Р Отливки изготовляют из шликера высокой ПЛ(Пн,
сти (-1,90 Г/см3) невысокой вязкости и загустев
сти Регулировку свойств шликеров путем изменения
добавкой кислоты или щелочи не производят в СВязи₽”
тем что такие добавки приводят лишь к увеличению и
вязкости и .снижению плотности отливок [6]. При вы.
держке шликера pH несколько повышается. Исходит
значение pH шликера зависит от дисперсности части
кварца, длительности стабилизации и содержант
кремнекислоты (pH составляет обычно 5—6,5).
Скорость набора * массы при литье суспензий квар
цевого стекла зависит' от многих факторов: пористост
набираемой массы, Дисперсности твердой фазы и рас-
пределения ее по фракциям, концентрации суспензий,
свойств форм и т. п.
Как правило, с уменьшением пористости набирае-
мой массы скорость литья понижается, так как эта ве-
личина гвлияет на фильтрационные свойства осадка
Однако на зависимость скорости набора массы накла
дываются также другие факторы. Так, на скорост ,
литья кварца большое влияние оказывает дисперсносг
твердой фазы шликера. Как следует из работы [6]
продолжительность формования отливки из тонкодл
персной суспензии (100*ч измельчение) в 2,5 раза бол
ше, чем из крупнодисперсной (16-ч измельчение). В т
кепоГнл 9°о/РтСТОСТЬ отли®ок из крупнбдисперсных ш-г
'°) ниже, чем из мелкодисперсных О™'
гепсиктуЬ ЛИтья смесей из крупнодисперсных и тонкоди
Сжиюгтх поРошк°в имеет промежуточные значеШ
РовРС чрпиНнабОра массы повышается при литье
ров с зернистым наполнителем.
же свойства0Литья КваРПевых шликеров влияют^
6оотношениемФ0 5М(40о/аПрЙМчер’ Ф°РМЫ с воА°72оет
Набора массы пр» а ° пор)’ име1°т большую скор
В То экёвоемй Ф°рмыс соотношением 1 (1$2\. 11Ч
же, время отмечается, что при литье в кер^11’4
л лормы С пористостью 20% СКППп
ПО сравнению с литьем в гиговые ЛГЬя в°зра-
йимер, при получении отливок толю! 'Ф.ормы Й.
Йт?я 210 и 320 мин при водогипсовых со/0 Мм Тре'
\ й 1 соответственно. В то же время ппи п°ОТНощениях
веские формы для набора МасРсы КеР*'
5 еГ0 80 мин. и мм необходимо
* СкоРость литья возрастает с увеличением
„дай кварцевых шликеров, притем Эта ®“
U заметна при. повышенных концентрации п°"ь
„СП. отливок из шликера, приготовленного т
Стадийному методу, составляет 9—13% ппапрн од °'
„„ „ри изгибе до 60 кгс/см2, предел ‘ прРочДност”Р°™и
сжатии — 600 900 кгс/см2, усадка при сушке, в зависи-
мости от зернового, состава,—0,1—0,3%
На кажущуюся плотность отливок влияет дисперс-
ность твердой фазы. Наиболее плотные отливки форму-
ются из грубодисперсных . шликеров (р„л=
=1,95 г/см3), в то время как у среднедисперсного
(40-ч измельчение) и мелкодисперсного шликеров плот-
ности отливок ниже. Однако плотность грубодисперсных
отливок зависит от плотности шликера и достигает
своего максимума при плотности' шликера более
1,90 г/см3. При уменьшении плотности шликеров в ре-
зультате снижения их устойчивости (расслоения фрак-
ций) плотность отливок падает. В то же время плот-
ность мелкодисперсных отливок практически не зависит
от плотности шликера в диапазоне 1,6 2 г/см3 из-за
хорошей устойчивости шликера. С применением одно
стадийного способа удается получать шликеры .плот
яостью не более 1,95 г/см3. .литтрнтпи-
С целью получения большей плотности Р.
данные шликеры (рс= 1,90-1,95 г/см3)
ворошком и-перемешивают' 2—5 сут.По ЙЗВ0ДЯТ
Ии вязкости еще раз добавляют П°Р ю повторяют
Домешивание. При возможности оп р ют шли-
етий и четвертый раз. Таким образом пол^отн0СТЬЮ
2еры с добавкой тонкозернистого пjw содержании
т ^М3 при влажности 8,5% и ворительными свои-
с5Дой Фазы 83% с вполне УА°®Л приобретают- отливки
ами. Еще большую плотност Р * мМ и более,
£ Добавлении крупнозернистых пр0ПОрцио-
;РаКЦий. Плотность шликеров во> р ции. Так,
увеличению содержания крупн
при *П’“2 O^/X'
Заполнителя не
°бЪеЯтьа0 35-0 45РПри таких, значениях коэфф Д
ен^упаковки зернистого наполнителя составляет 0^
о-Г Я пористость -отливок 6——8,5 А [6]. Эти шликер
' °’5™ются хорошей текучестью и отсутствием рассл?
ния при литьеРдаже крупногабаритных и тонкостенных
'ИЗДПовышению плотности кварцевых шликеров с зер.
нистым наполнителем / способствует увеличение пло?.
носта упаковки частиц. Известно, что плотность отливок
возрастает при содержании крупной фракции 60—65%
(по массе). При увеличении ее содержания кажущаяся
плотность Отливок падает из-за появления пор. Получен-
ная минимальная .пористость отливок при использовании
этого способа составляет 6,5%- *
Одним из основных факторов, который учитывается
при подготовке шликера с зернистым наполнителем, яв-
ляется седиментационная устойчивость, которая, в за-
висимости’ от плотности шликеров в пределах 1,5-j
2,00 г/см3,“ существенно изменяется.- Практическое от-
сутствие осаждения частиц размером до _ 400 мкм
наблюдается в шликерах с плотностью более 1,96-
1,98 г/см8;
.Седиментационная., устойчивость кварцевых шлике-
ров. возрастает при добавке ’ ааросила, представляюще-
го собой коллоидно-дисперсный (размер частиц около1
0,01 мкм) синтетический аморфный кремнезем. Даже
добавка Л,6% аэросила примерно в два — два с полови-
ной раза увеличивает удельную поверхность твердо»
фазы, приводящей к затруднению передвижения отно-
сительно .крупных* частиц кварцевого стекла. Несмотря
на.то что при * добавке аэросила плотность шликеро-'
несколько снижается, Эта добавка приводит к замедл«'
1 92 г/гмСзаЖДения’ и ПРИ плотности, превышают •
пионнп ™ликеРы -становятся полностью седиментз
ционно устойчивыми.
пропиткпй°пЬШУЮ объемную массу отливок п0Л^4^.
•лении этог“способа £°рИСТ0Г0 каРкаса- ПРИ Дрз^
Пий кваопя , “ба Ф°Рмования смесь крупных ФР
Гряске затем Тают в гипсовую форму я
' F ' затем w же заливают тонкодисперс»»8
tn, который пропитывает зепй»А
Т, его порах- Из рис. 44 ?,\”СТЬ1Й каР1м„ .
Мдаига может бить оче».ЯДа°- ’то п„ а И Sae»na«.
>р крупных фракций ХД''аК°Л' ем»СТ’СТь’оаТ
Сдать зернистого наполнив,1Ива»Ших
£3уюшие шликеры, в -Пя^еЛя и korhS ЙИзкую п?
.’1,вки С пористостью -4-Г-4 5?/Оте [И] пока, рйрОаа«ные
получздд -
^12^.4 £,бЪеЖ V—Л
ГГПГТГТТЗ'гпг _/_ J »
‘'&емн.) " пропитывающей
> Максимальный размер
фракций ' пропитывающего
Тикера при этом не превыша-
ет 20 мкм.
lV 2.
3)
Сушка кварцевых отливок
1 дротекает , быстро < даже "при
гомнатной температуре: после
ЗО-50-ч сушки влажность ст-
авок составляет <,1%. При
температуре 100—II О? С суш-
м заканчивается за несколько-
часов.'Усадка отливок зависит
112
!»
8-
6 -
.4
5.
О
I
4
/
Ю 20 30 tf 50
Лористость
зернистого каркаса, %
Рис.. 44. Зависимость пористости
полуфабриката, сформованного
способом шликерной пропитки
зернистого каркаса, от пористо-
сти зернистого каркаса и связу-
ющей массы 16]. %:
1 — 40; 2 — 30; 3 — 25; 4-20;
J — 15; б — Ю
от дисперсности твердой фазы
«повышается с повышением
последней. С ростом усадки по-
Вдается вероятность растрес-
91®анияJ отливок ‘ вследствие
Лзникновения напряжений.
Остановлено, что для сохране-
1 sen целостности отливок необ-,
^®димо, чтобы- максимальная
отливки для соответст-
вующих габаритных размеров - [61. Например, для
е-Превышала предельных знач ^00 мМ лине
Лых отливок высотой 20 и. Такой усадке
т^Дка не должна яРев.ышУЛ»„й еоиаь №»№Ра3Х;
'^твует определенный зернов^со кварца производя,
|1^Ийе плотных шликерных о содержание кр« „ (йа.
« W С в течение 1 “гдаедо не np«“c“T 3 * 1
!"ARo Рентгеновскому анали у ,vf,nHoe литье
л,^кристаллизаций)- окислов.^ШиГок5 т%ия
лик«рное литье дРУ™1* изделии и
^«еняют при формовании
Г42, 48. 49],
ЬетвлОяютИпо“общепринятой технологической cw*7
гипсовые Формы- льН0 обрабатывают, измели
"“Яровой «льмце (табл. 10) и перемер’]
^Л&ной водой и электролитами, довод,
^Овлицц fo
— п,пДЯ ОБРАБОТКА И ИЗМЕЛЬЧЕНИЕ ОКИСЛОВ TOPirn
ПРЕДВАРИТЕЛЬНАЯ ОБРАЬ БЕриллия и ЦЕРИЯ В ТОРИя,
Материал Предварительная обработка порошка Время дис- пергиро- вания, ч Днадерсиоеп частиц, вдк
вид обработки температура, °C
тю2 Обжиг 1000—1700 " “ 11
тио; Плавление Л 1 г <2(60%)
ио2 ». > 4---10 мм
Веб Обжиг 1300—1400 — —
СеО2 —
до следующих значений: 1—3,5* или 2—6 [49], 3—
[44], 4,4—5 [44], 4—5 [157] для ThO2, UO2, ВеО, СеО
соответственно (см. рис. 12). После измельчения по-
рошки отмывают от железа соляной кислотой.
Шликеры окислов имеют свои особенности, что от-
ражается на характере их литья. Шликеры окиси тория
двуокиси урана, окиси церия имеют хорошую текучесть
устойчивы и нетиксотропны. Литье их не вызывает за-
труднений.
Шликер окиси бериллия тиксотропен, и егр свойств,
зависят от примесей, Значения pH и соотношения т:»
шликеры из чистой окиси бериллия нетиксотропнь
днако незначительные загрязнения' увеличиваю]
тиксотропию, которая при рН<5' сказывается очей
innwvfn а При сказывается незначительно. Густс
я ппи п 0Киси бериллия похож на крем, трудно льете
чтоРцрРпп^ИЖении вязкость его настолько уменьшаете
ют при Т: ж=В(67-й)0^(33-37)ЛИТЬе еГ° °Су1ЦКТ’'
шликеп°тГогоЛ°Л тория’ УРана, бериллия и церия ме1°Д^.
-------итья получают различные огнеупорны
* Пат. (США), № 2807857, 1957.
тягли, конструкционные детали Для
Л7шин. А®^аГит п ЯДерНЫХ реактиво«. чехлы
> *Д0тЫ термопар и т. п.
3. ШЛИКЕРНОЕ ЛИТЬЕ
глПЛАВКИХ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИИ
'jyi'-'1
кернов литье борида циркония, карбида титана
^Л^1да циркония. Твердая - фаза этих химических
() хуже смачивается водой, чем окисли. Из-за
^йН” сольватации, водные шликеры из них получают-
„10x0й с »чйвыми даже при высокой степени дисперс-
$ неусто » фазы и при стабилизации их электроли-
80cTH Для стабилизации применяют коллоид-
(чаше всего^а-КМЦ).
»ыеп ппиготовления шликеров используют порошки
Для „«„у паотий, полученные дополнительным
,«ышлевиьи Р * в качеоте дисперсной
*"и°;-пользуют водные растворы Na-КМЦ различной
feZe крупных —“SB "«“““с *
li-КМЦ. Перемешанные шлик р массе)
,ржат соответственно 78, 70 и '*> * ^„Керы текуч» »
I фазы. При этих «яержми” й т. ж-пр»^
сгойчивы. Увеличение соотнош сшдани)0 плотной
худшению текучести шл Р- (добавлением не.
«ивок. При изменении Р а{0ТС5Ь ТдКйх устой'
!аОН) свойства шликеров У УДпоНижаеТСя и У
адтря на снижение вяз > птПОпны, вРй‘
ивость. . о Ma-KMU- тйКС2м ДИспеРс'
Шликеры, содержзши еТ с уве^е нь тйксотро-
« тиксотропия их возр ф зь! завНСИТ от Д'
ости и концентрации тверд Nа.кмЦ, котор
ни шликеров, содержащих в0 вр урЫ. дл
Юности • перемешивая^ днои^^РУдля выше
роисходит ра3РУшеИЙ_нйя, яеобх больше’ „ой ФазЫ’
Леность перемешива те1й тверд® пОлуче-
"Исотропии, должна онДеНтрД.аточно ?ЛпОверхи°‘
^ьная поверхность и к4 q дострой
Чемешивание в теЧ 111Л0кеРоВ
технологических ш ^58]-
-ью твердой фазы 2 М
чиячительно влияющая на свойг-»
Тиксотропия. я на каЧестве отливок. При бо?
ШЛйКв2леожках в фоРме шЛиКер стРУктурируе?ся> с£
ших выдержках £ £иМ> в связИ с чем затрудняй
Н0ВИТ2 выливания его из формы. При выливании т^
ПрОЦпикеоа внутренние стенки полых деталей стщю^
го шликера У Р стымй_ Например, при изготовл?
и/Z™ для защиты термопар затруднительное
лизание приводит к провалу донной части детал
вХадия разрушает структуру шликера, делает
^лее гёкучим. устраняет-все' его недостатки Избегав,
воздействия тиксотропии без применения вибрации иу.
тем'ограничения рабочего времени литья до 30-60 мм.
За это- время Толщина ’слоя достигает 3 5 мм. Если
требуется изготовить детали с большей толщиной стен-
ки то производят повторную заливку и выливку шлике-
ра," наращивая при каждой очередной операции слои
массы. При получении чехлов для термопар из ZrB2 с
толщиной стенки 4-мм. производят ^двойную заливку-
выливку с выдержкой шликера в форме при каждой
операции по 20 мин. При этом-обеспечивается получе-
ние качественных заготовок благодаря сохранению хо-
роших литейных свойств шликера во время выливания.
Отлитые детали сушат ла воздухе. На рис- 45 показаны
изделия из борида циркония, отлитые указанным мето-
дом шликерного литья на Броварском заводе порошко-
вой металлургии.
Шликерное, литье карбида кремния. Во многих слу
чаях изделия из карбида кремния имеют сложную фор-1
му. При их производстве рационально применять метод
шликерного литья. Изделия из карбида кремния произ-
водят несколькими способами- Это сказывается и ъг
технологии шликерного литья. Из смесей, содержащих
^ар ид кремния и глину,’ методом шликерного лить?
аряд^ С лругими изделиями изготовляют капсели вза-
на чяиЛНа°^1М°1НЬ1х ДЛя повышения их срока службу
Пп ™ ФарФ°р°-фаянсовой промышленности [159]
отливаю?елл°женному * Работе [159] способу капсель
Фазы 20—чпо/иЛИКеров’ содержащих в качестве твердо]
глины ° тоякомолотой латненской и веселовск-о*
80W0 b’LT1 “ 70-80% карбида кремния (№
стекло ’влажнее ™%ЯЭч1КТр°литов применяют
лый марки ч. д. аЮ 58,$% и натрий пирофосфорноы
готовят в.пропеллерной мещалке. Вначале
«яют глинистую суспензию влажностью 47%
пйГ°т0В;Хю жидкое- стекло из расчета 2,5% от Maced
nieP* хмы После 16*-24-ч перемешивания и выста-
С2ой г суспензию добавляют 0,3% пирофосфата нат-
й3^0Я 8 мешивают 30—60 мин. Далее суспензию про-
j{J} и пеРе рез сито № 1 и при непрерывном перемеши-
пУсКа10Т Чер
Рис. 45. Изделия из борида циркония
в иее добавляют карбид кремния, доводя шликер
до 1У 21% влажности. После суточного выстаивания
из шликера отливают капсели, пористость которых пос-
ле сушки составляет 29—36% при <тсж—444-70 и ада —
, =19-у26 кгс/см2/
алл°бжиг производят в две стадии при температурах
эиО—1000° С. В результате обжига не наблюдается
Усадки, но прочность о-сгй изделий увеличивается, дости-
гая 380-^-520 кгс/см2. Отмечается, что капсели из кар-
1 бМа кремнияу-' полученного по этой технологии, раоо-
Тают более 70 циклов оборачиваемости против 2 н
Циклов для изготовленных из глино-шамотных масс
1159].
Результаты исследования взаимодействия^ к ар ид~
*’ь“^то7спенда₽ованя°ГОпоВглВощеиие ионов водорода
ыо [52] показали,. что по„глощ„„.,.г от ее чистоты.
ь йдР°ксила .твердой фазой за я адсорбция
ИойлСПензиях очищенного каР$идатопая происходит во
в4тп ВодоРодаи ЛдР0К^ИЛга’электрического слоя, но-
ситТ₽енней обкладке двойного ® бразую1ций характер-
^Имущественно ПЛи-Ци осоХнно Н+ неочщцен-
лощение же ионов ОН к
. в основном определяется t>an
:?Г«аХ'»я^Та)С ЭТИ” И0ММИ ”Р“М“'8
(главным обРа^’иТХено влияние электролитов Нп'
ВттРам°Т1п и Na2CO3 на ^-потенциал и стойко^
NaOH, Na2SO4 И pxrrrrOUOUn
суспензий карбид
кремния. 44
150
100
50
О
~60[-
-20
1-
^-ttO
Рис. 4S. Зависимость от pH устойчивости
суспензий и ^-потенциала очищенного кар-
бида кремния при добавлений НС1 и NaOH
(/), Na2S10a (2), Na2CO3 (3) и неочищенно-
го карбида кремния при добавлении НС]
и NaOH (4) [53]
Я
Величина £.По
тенциала Ча *
карбида кремния в
дистиллированной
воде зависит от сте-
пени чистоты и в те-
хнически чистом про-
дукте, содержащем
примеси (главным
образом железа),
составляет 18 мВ, а
для отмытого от же-
леза карбида крем-
ния — соответствен-
но 39 мВ. На разли-
чие отрицательных
величин ^-потенциа-
ла у неочищенного и
очищенного порош-
ков карбида крем-
ния влияет примесь
железа, окислы которого в воде, имеют дополнительный
заряд на поверхности, маскирующий отрицательный за-
ряд карбида кремния. При добавлении NaOH макси-
мальные отрицательные величины ^-потенциала наблю-
даются при pH st 11,4 для очищенных и рН« 11,2 для не-
Z1™* технических порошков карбида кремния, при-
чййпДи солютн°му значению у первых эта величина
значительно выше. v
лю™™АаННЬШ рис’ 461 соляная кислота снижает абсО-
Потенциала водных суспензий KF
пезапялки и.Я’ видно> что У неочищенного порошка а
Sa? "Р™«ОДИТ, в то время как у »’«
при pH st 3 2^ А°Ь обнаружена изоэлектрическая т°чка
тенциалаЛсоответ РИС‘ 46, иаибольшим значениям
пиала соответствуют максимумы устойчивости Ф
я причем значительно больше"
^ктерязуются суспензии очищений кУ±ЙЧйв<*тыо
!^пои стабилизации суспензии капХп рбйда крем-
^•амй и ^ЯаСОз'эффект ДействияКреМНИя До'
С*олько НЙЖе’ Чем При добавлении Som
* “L при шликерном литье карбида кЛ 011 В С8язи
i «лкеров следует проводить До“”кой”д™о
"'&В1 исследован процесс шликерного .
,-пензий карбида кремния, удельная повепп ^ ! ДНых
^составляла 24500 «W. Шликер получали S™’
>вз»»ем в пропеллерной -мешалке порошка Лрбма
,(и«ия и дисперсионной среды в течение 2 ч р±“
исследования зависимости вязкости'шликеров
,й показали, что значительное улучшение текучести'
^исходит при добавлении щелочных электролитов
При добавке NaOH разжижение йаблюдается при зна-
адиирН» 10—12 (см, рис, 12), что находится в согла-
сии С результатами, полученными в работах [52, 53].
Попытки улучшить текучесть .шликера добавкой соля-
1 зой кислоты не дают положительных результатов.
; Для улучшения устойчивбсти шликера в качестве
цетерсионной среды применяют 1%-ный водный рас-
твор поливинилового спирта, а для снижения пенообра-
мвания добавляют этиловый спирт. Шликер получают
устойчивым и текучим. Отливки из него не растреска-
ется и дают незначительную усадку при сушке.
•Ьпъе выполняют в гипсовые формы с водогинсовым
«•отношением 1:1. Для лучшей отделяемое™ Раб^
®>верхность форм покрывают пленкой из ал^гина^
»,атрия. После сушки отливки спекают в
^противления с графитовым нагРе®аоТДлейпочность об-
при температурах 2000—2200 • р изВ0ДИть
зцов ~5 КГС/СМ2, Если при спедайИотливРоккремни-
ЛйДиро0ание, то произойдет ПРОП ] 800—2000s С.
•Температуру при этом поднима п0Лучения отли-
^ами была опробована возмо оМ> сажей и че-
ЛИз смесей карбида кремния дИсПерсионных ср Д
графитом. В -^честЛеяуДи водные раст«°Р«
5М&Няли Дистиллированную воДУ спирта, жид
fcm натрия,
Na-КМЦ и с. с-, б. Для
г, г. демьянчук.
° Работе принимала участие
требовалось большое -количество - дисперсионной coer,.j
(>60%). Литейные свойства шликеров почти во ВС(Л
случаях были неудовлетворительными - даже при jIfc;
больших значениях вязкости, (3 4 П).
Шликерное литье- карбида ниобия. В работе Г8011
изучены'условия шликерного литья фасонных изделий
из водных шликеров NbC. Твердой фазой[ шликера слу^
жит порошок карбида ниобия (98,91 /о NbC), измели
ченный в планетарной мельнице в течение 10 мин со
среднеповерхностным радиусом частиц 1,32 мкм. После
размола карбид ниобия отбывают соляной кислотой.
Шликеры готовят перемешиванием порошка, просе-
янного через сито с размером ячейки 50 мкм, с дистил-'
лированной водой в пропеллерной мешалке. При недо-1
статочно длительном ^перемешивании мелкие конгломе-
раты твердой фазы полностью не стабилизуются, ъ
результате чего наблюдаются плохая текучесть шликера
И увеличенная скорость набора массы. Для литья де-
талей pH ' шликера доводят до значений 5,8—6,2 ил?
8—12 путем добавки NaOH (см. рис. 12). Кроме 2-t
перемешивания, его выстаивают не менее 24 ч, после
чего снова перемешивают.-Эти шликеры склонные
тиксотропному загустеванию,, которое у шликеров с до-
бавками NaOH' выражено меньше, чем при добавках
NH4OH, НС1 и СН3СООН. Шликер карбида ниобия, со-
держащий 1% поливинилового и 5% этилового спирта,
обладает наименьшей тиксотропией.: 'Число загустевае-
мости такого шликера составляет 1,4. Присутствие по-
ливинилового спирта и шликере почти не сказывается
на значении вязкости, но улучшает устойчивость и снижа-
ет тиксотропию. Стабилизированные шликеры содержат
86%. (по массе) твердой фазы. Отливки, полученныепз
водного шликера, не обладают прочностью, достаточной
для литья крупных деталей. Содержание в дисперсион-
ной среде 1% поливинилового спирта значительно уве-
личивает прочность как- сырых, так и высушенных отли-
вок. Добавление поливинилового спирта практически Щ
сказывается на изменении объемной массы отливок-
Тиксотропия шликера не влияет на литье тонкостей
ных заготовок (до 1,5 мм). При литье деталей с толщи-
ной стенки более 1,5 мм избыток шликера загуслева
и с трудом выливается из внутренней полости отливо
оЦ^3уЛЬТ^Те получается разностенность, а поверхнс**
у реннеи стенки отливки становится бугристой. Д
Ответствует Пористости 35,6—43,2% %у b W, что
* Шликерное литье дисилицида молибдена (V
й, дисилицида молибдена формуют ич ливки
Получаемых измельчением порошка в. ВОд2И ™Р°В’
, фарфоровых- иля стальных шарХ
,дах. Водный шликер дисилицида молибдена им™
„меияын размолом порошка в фарфоровой мельнице
с фарфоровыми^шарами, в среде дистиллированной во-
ды в течение 150 ч, устойчив. Литейные свойства его за-
висят от рЩ соотношения т: ж, температуры литья
стабилизирующих добавок и других факторов. Литей-
ные интервалы* соответствуют значениям рН=4—5 и
рН=94-1Е.
Шликеры содержат 82% (по массе) твердой фазы.
При ее увеличений снижается текучесть и увеличивает-
ся тиксотропия. Шликеры склонны к тиксотропии, при-
чем эта склонность больше в области кислого литейного
интервала; С- повышением " температуры тиксотропия
шликера незначительно снижается. Тиксотропия сказы-
вается на характере набора' массы таким образом, что
тигли из кислый шликеров часто растрескиваются, в то
время как тигли из основного шликера получаются
трещин- и—о-л-И состав-
Объемная масса из шликеров с Рн ,™рлпчением
ляет 3,76г/см8. Скорость , набора масс“о г вставляет
толщины слоя уменьшается и при д0 45» с
% мм/мин. С ростом температуры мм/мин.
скорость набора массы .возрастает Д > порошок ди-
Пригоден для шликерного лить ельчением в пла-
силццида М0Либдена, получении железа. Шликеры,
Отарной мельнице и отмытый иМеЮт один литеи-
^«готовленные из'этого порош[К, рн=4-г4.5-В каче-
ьтй интервал в пределах зна КН4ОН и 1ча0}£вЯ>т
?Ве стабилизаторов применя ствах cnOf.° чиеУ от
€а*ки NaOH в небольших «оЛИ икеров, в отдЙЧ”
ЙТь влиянием примесеи фарФ ”
после измельчения порошков доходило до 2%. Макс.|
мальная объемная масса отливок (3,6 г/см’) из пор0 |
ков планетарного размола достигается при соотношу
J= 8 5'14 При этом соотношении шликеры теку,.'
пои уменьшении содержания жидкой фазы ниже И
(по массе) вязкость увеличивается. Отливки из ЭТ0!
шликера обладают меньшей механической прочность,
чем отливки из шликеров- фарфорового размола. И,
пользование в качестве дисперсионной среды 1%-НОг
водного раствора поливинилового спирта обеспечивас
получение отливок с достаточной прочностью как поел
литья так и после сушки. Возможное пенообразовани
при применении поливинилового спирта устраняют дс
бавлением к шликеру небольшого количества этиловог
спирта (3% по массе).
Шликерное литье 'нитрида кремния. Изделия и
нитрида кремния получают двумя способами, различи
ющимися в основном исходными материалами. По пер
вому способу изделия формуют из -порошка кремния
заготовки, которые затем спекают в токе азота. В пре
цессе азотирования при спекании кремний превраща
ется в нитрид кремния, а кремниевые заготовки станс
вятся нитридкремниевыми. Второй способ изготовлена
изделий из нитрида кремния заключается в формована
из порошка заготовок, которые спекают также в ток»
азота.
Наличие’ вариантов изготовления нитридкремниевы:
изделий сказывается и на технологии шликерноп
литья. По первому способу изготовления нитридкремни
евых изделий производят литье из шликера, состоящей
из порошка кремния дисперсионной среды и стабилиза
торов [160]. Шликер приготовляют суспендирование*
порошка в 0,2%-ном водном растворе альгината аммо
ния, который придает шликеру хорошую устойчивость
а отливкам — прочность. Для лучшей текучести добав'
до^О ИЛи NH4OH, доводя значение pH шликер*-
шего^^ппп пРлучают также литьем шликеоа, соСТ^.
5ве лиспРпРЛШКа ?итРида кремния [160, 161]. В ка^
поливиниловогоНОспВСпРтеаДЫПРИМеНЯ!О'Г В0ДНЬ,е„’oH"'
раствопл спиРта. При использовании 1л ,
шликера соотвХтХ™ Л»"1”3 литей™й41"5
рис. 12). для
форм поверхность’^ия^л^
НаТа^хТпоиТ00-150°С, после-чего спекают в среде
“зоЙ в печи с молибденовым нагревателем или в печй
С°ПЕк™ Исследование
но°авторами ^абрты0 [162^0^^
ДРУГИХ фасонных деталей. Исходным сырьем служил
Ешок фторида кальция с размерами частиц 8-
17Рмкм Порошок предварительно спекали при 1000° С
в течение 20 ч в' платиновом контейнере, затем измель-
чали в шаровой мельнице в’ абсолютном спирте до по-
лучения 75% частиц размером <0,75 мкм. *
Шликер готовили перемешиванием твердой фазы с
этиловым спиртом.. Содержание твердой фазы составля-
ло 900 г на 1 л шликера.-С целью предупреждения на-
сыщения спирта влагой все операции подготовки и
литья щликера выполняли в среде сухого воздуха.
Результаты исследования влияния содержания воды
на свойства .спиртовых шликеров фторида кальция по-
казали, что Нода повышает вязкость и ухудшает теку-
честь шликеров (аналогично ее влиянию на шликеры
из окиси магния). Однако добавки воды к шликерам
фторида кальция с меньшим темпом повышали вяз-
кость, чем" при добавке к спиртовым шликерам окиси
магния. Кроме того, при небольших добавках .воды
(около 0,2%) происходило снижение вязкости спирто-
вого шликера фторида кальция (с 12 и до 10 П); в
связи с .этим, такое, содержание воды в шликере счита-
ется полезным. Скорость литья составляла 1 мм за 5—
10 мин. После литья- образцы извлекали из формы и
сушили.
Использование спирта вместо воды при шликерном
литье фторида кальция имеет следующие преимущест-
^;ХВ.еЛИЧение эксплуатационной стойкости форм и
cvihrw спие времени извлечения отливок из форм и их
ло 15 пЯс,Т0 вРемя формы можно использовать око-
вани<г UV Д ЛеЙЬ вместо одного-двухразового использо-
менении спил ЛИТье подных шликеров. Однако при при-
сыщения не?бх°димо оберегать шликеры от на-
ф“Ха кДь™аГ0Й из ВОЗДУМ Так. Ддя шликер»
мечетие отлиХ’ иТ,?'Жащих °'5% воды> лвтье я
К из форм требовали много времени, а
,иТые образцы были пластичным»
2^УРаЦИЮ -' И И Ш10Л° нажали
к° после сушки образцы обжигали о
„пщивления при 960° С в воздушной ЙГ1ЗДектР°печи со-
ИЗ окиси алюминия или платины Длит На П°Аста»-
Sra зависела от размеров и формы отли™ЛЬНОСТь °б-
£ла 8-30 ч. Усадка достигала 12% и СОстав-
; пористость -• образцов составляли Оъемная масса
|12 г/см3 и 21 ставляли соответственно
4. ШЛИКЕРНОЕ ЛИТЬЁ МЕТАЛЛОВ
Шликерное литье металлических
особенности и отличается от шликерной литья
дан окислов, карбидов боридов и Других материалов
чт0 объясняется-высокой плотностью и своеобразным
характером взаимодействия порошков с жидкой фазой
Высокая плотность металлических порошков способст-
вует их- быстрому осаждению в таких жидкостях, как
вода, и спирт, что также затрудняет образование устой-
чивого шликераЛ Трудность диспергирования пластич-
ных материалов'., также . является неблагоприятным
.фактором, осложняющим осуществление шликерного
литья. Из-за низкой устойчивости металлических вод-
ных шликеров почти всегда используют добавки, повы-
шающие вязкость жидкой-фазы йышкера.
Шликеры : металлических порошков отличаются от
.окисных характером взаимодействия твердой и жид-
кой фаз.*При шликерном литье окислов
взаимодействие только между окислом и жи,дкои Фа •
При шликерном .литье металлов вза™°Деис окисной
«ой и твердой фаз усложняется из-за наА^ аСтияы.
вленки на поверхности каждой астацы порошка
При шликерном литье металлов, товЛЯЮТ пере-
к°торых не оседают в воде, ш„лик®РЙИЛИЗИруюшими до-
^Шиванием порошка с и - п. Г1ри изготов-
бавками служат НС1, NaOH, К м0Дёйствующих с во-
шликеров из металлов, вз йСПОльзуют
в качестве металлов. _
^Гачические жидкости. Шлик р иготОвляют яеРе“®
J°TQPbix быстро оседают в ’растворами альгинатов
раннем порошков в водны^^ Так готовят шли
^тРия или аммония [57, 1 ерЖавеюшей стал ,
*е₽ы вольфрама, молибдена, верж
железа, бронзы. Альгинаты аммония и натрия стабили-
зируют шликер, адсорбируясь на частицах в виде тол-
стых сольватных оболочек. Для лучшей стабилизации
шликера в него, кроме |альгинатов натрия игаммония,
добавляют электролиты для изменения величины pH,
что приводит''к"йблучению более текучих шликеров?
Значения pH в области литейных интервалов шли-
керов' металлических порошков приведены ниже:
Молибден . . . 5—6 Медь........ 9—10
Вольфрам . . . 3,5—4,5 Никель . . , . 9—11
Нержавеющая Железо .... 8—11
сталь '......... 9—11
Характер изменения вязкости ряда металлических
шликеров при изменении pH среды показан на рис. 12.
Порошки металлов в основном не взаимодействуют
с жидкой фазой, что способствует образованию устой-
чивых и текучих шликеров. Исключение составляет же-
лезный порошок, который окисляется в воде. Для пред-
отвращения коррозии X. Ребш [166] предложил ис-
пользовать различные присадки, из которых лучше все-
го зарекомендрвал себя азотнокислый натрий (0,1—
0,2 г на 100 г железного порошка позволяет получить
шликер хорошего качества).
Для приготовления шликеров из железа, никеля,
бронзы и нержавеющей стали используют порошок
крупностью частиц <40 мкм, Крупность частиц порош-
ка молибдена и вольфрама не превышает 3 мкм. Вели-
чина зерна частиц и распределение их по фракциям
ЭДияют как на свойства шликеров, так и на качество
лливок. Для достижения одной и той же -текучести
«ликеры, содержащие более крупные частицы, требу-
меньше жидкой фазы, чем шликеры с мелкими
истицами. К шликерам, содержащим крупные части-
Ч добавляют больше альгинатов для обеспечения их
Учшей устойчивостью. Поэтому шликеры, содержащие
?Упные частицы, более вязкие.
Крупность частиц влияет на плотность отливки. На
Химере шликеров молибденового порошка было пока-
то, что плотность отливок растет с увеличением дис-
Фсности частиц. Так, при содержании в шликере сме-
’ порошков, состоящей на 20% из фракции <40 мкм
Ча 80% из фракции 63—80 мкм, кажущаяся плот-
1еть заготовок составляет 3 г/см*, в то время как ка-
сайся плотность отливок из шликера, содержащего
10,0
S3 '
£
6,0
8,0
7,0
16
Рис. 47. Зависимость плотности образ-
цов из молибдена, спеченных при
1750° С, от времени'. .
1 — шликерное литье; 2 — прессование;
3— теоретическая плотность молибдена
6,0
5,0
0 2 6 6,8 /О 12
Время мешия, я
1
порошок крупностью частиц <40 мкм, составляет
5,5 г/см3. Это “значение плотности соответствует .значе-
ниям, которые были получены для образцов, спрессо-
ванных при давлении 3,5 тс/см2.
Литье деталей осуществляют в гипсовые формы, ра-
бочие поверхности которых покрыты тонкой пленкой
альгината аммония или натрия. Отлитые заготовки об-
ладают относительно
высокой - прочностью
как в сыром, так и в
высушенном состоянии.
Кажущаяся плотность
отливок зависит от со-
держания альгинатов
и уменьшается с увели-
чением их содержания
в шликере.
Шликерное литье в
некоторых случаях ин-
тенсифицирует _ ско-
рость спекания. Так,
для образцов молибде-
на, полученных шли-
керным методом, рост
объемной массы во вре-
мени намного' выше,
чем для прессованных образцов (рис. 47) [164]. Объем-
ная масса, получаемая при спекании шликерных образ-
цов при 1750° С за 30 мищ достигается у прессованных
образцов при той же температуре спекания в течение
)6ч. Это можно объяснить наличием окисной пленки на
поверхности частиц молибдена, которая при спекании а
среде водорода служит активирующей добавкой. Более
равномерная упаковка также благоприятствует плотному
спеканию.
Шликерное литье было применено при изготовлении
лопаток газовых турбин из нержавеющей стали [163]-
Существует способ шликерного литья порошка волы
фрама, отличающийся от рассмотренных выше спос°‘
бов *. В этом случае жидкой фазой служит не вода,&
органические жидкости. Для приготовления шликер
используют порошок размером частиц 0,9 мкм и мети
« Пат. (США), № 3 052532, 1962.
n(hop-xl (МОЖНО Использовать в v_
Осоеды бутилацетат, jjaofiv^ Качестве ДирГ1Л
е&ехх^Ристый эта«)- Размол порошГ’ ОКсилолСИи
!-ЙоВОЙ меЛьнице’ облиИованной полиЛ3 пР°изводят
Гобанг ведут в среде водорода X 60n^HoM- <Х
фликер этил.целлюлозы способствует0^^ Добавка
!-ердых «астиц. Для увеличения смачиванИТабилизации
Лени* желатинирования Добавляют И Предот-
* лсульфоянтарнои "кислоты или ТРИевую с°ль
4 Для этого- шликера были подобпаны'ИХЛ°ристь1Й
'^лизирующие добавки: олеиновая К11ТАующие
-Иамин, «-октиловый спирт. Последний XL Три’
л образованию труднопроницаемой пленк? L Ву‘
сушке отливок. енки’ мешаю-
г Гипсовые формы перед заливкой в них шликера по
ЫВают тонкой пленкой, которая получается в7X1!
fre налива смеси, состоящей из 1,4% олеиновой кис-
I ты, 1,4% триэтаноламина и 97,2% воды. После вы-
|ржки смесь выливают. Пленка способствует хорошему
[’делению отливки от формы.Из шликера,содержащего
О г порошка вольфрама (0,9 мкм), 5 г этилцел-
уюзы, 400 мл о-ксилола й 0,7 мл «-октилового спир-
, были отлиты тигли. Скорость набора массы состав-
ила 1,5 мм за 3—4 мин. Пористость тиглей в неспе-
шном состоянии составляла 45%. После спекания при
^мпературе 1900° С в течение 60 ч относительная плот-
: Ьсть тиглей составляла 97% от теоретической.
В работе [1681 показано, что отливки из молибдена
ожно получать из шликеров, которые не содержа
панических добавок. Исходными материаламиг здес
'Ужат порошок молибдена, измельченный в ерр
ж мельнице’ (55% частиц порошка
<5 мкм), и дистиллированная ®оддмешиванием порош-
Шликер молибдена готовят пеР® сито с разме-
^8% по Массе)-, просеянного Р водой в тече-
? ячейки 50 мкм, с дистиллирован^^ При меяь-
Iе Яе* менее 2 ч в пропеллерной стабилизирук>тся.
Йал Времени смешивания чаСТИЦ^енее 24 ч, посЛе ’fL
L Отельной склонностью
гнйю.
Глпрпжаниб в шликере 88—90% Мо соответсть,
значениям вязкости. 4—12 ГК Добавление 1% полив^)
лового спирта к дисперсионной среде почти не Вл
на литейные свойства шликера, но значительно О
шает его устойчивость, Содержание Д—5% этилов
спирта понижающего поверхностное натяжение, с
собствует более быстрому выделению воздушных г
зырьков йз шликера. Шликерное литье молибдена
способу, предложенному в работе [168J, осуществляв
в гипсовые формы сливным н наливным способау
Скорость набора-- массы -при - pH 5 составлю
0,34 мм/мин.
Отливки молибдена, полученные из водных шлик
ров, обладают высокой прочностью, которая возраст
ет при сушке и становится максимальной у высушен^
отливок. Содержание в Дисперсионной среде 1% дол
винилового спирта снижает прочность как сырых, так
высушенных отливок. На прочность отливок влия ।
главным образом 1 наличие- . молибденовой кисло-
(Н2МоО4), которая при удалении влаги является цеме;
тирующей основой при’ соединении- частиц в отливе;
Пористость отливок составляет 43—45%.
. Спекание при 1700° С. в: течение 1 ч в засыпке, и
стоящей из I ч. прокаленного глинозема и 1 ч. круп!
вольфрама, в среде водорода позволяет получить заг1
товки кажущейся плотностью ->10,1- г/см®, что соответп
вует пористости ~ 1 %.
5. ШЛИКЕРНОЕ ЛИТЬЕ КЕРМЕТОВ
Шликерное литье твердых сплавов. Результаты в*
следования формования Методом шликерного литн
м~2ТРУМента из твеРДЫх сплавов показывают, что эт I
Рационален при изготовлении инструмента сло>
поимрнап?1' ^ЛЯ шликеРного литья твердых сплаве
6°/ Cr> п СМесь порошков, содержащую 94%
диспепСИп?нп?1ером зерен <60 мкм i169J- в качест;
альгинатов Zn₽e№1 использовали водные раствор|
гтт натрия или аммония
Изделия, отлитые при значениях Рн
, sR9,5, имеют ровную поверхность
конфигурацию формыЛСадК^ЛОчно сохрани-
составляет 2%,что^приводит к ПдОсле Литья и
сложных форм. АИТ к Разрушени10 от
Спй замене альгината Натрия яды,
баются отливки с малой усадкпйанатом аммония
0,15%. альгината П₽”
' ® случена ми-
Рис. 48, И.зделия из WC, содержащего- 6% Со, получен-
ные методом шликерного- литья - [169]
шальная усадка.'Значение pH шликера влияет также
8з объемную массу отливок после литья. При литье из
шликеров, для которых pH=8,9, объемная масса полу-
чается максимальной. Изделия сушат при комнатной
температуре.
На поверхности отливки во-многих случаях образу-
йся корка, которая после сушки отпадает. Корка пред
5>вляет собой мельчайшие частицы порошка, ина оо-
-азУется при литье из шликера, pH ^тоР0™. смесЬю,
ПовеРхность сырой' -отливки обраб вредНый
^°ящей из 1 ч. шликера - и 2 ч._ воды, то вред
^Рхностный слой не образуется. апомы (цепей)
ИЗготовлении изделий сложи Склеивание двух
СЯЮТ метод'склейки поЛУНаходятся еще во
8,]ЛК°ЛеЦ производят, когда о ликер. После суш-
'4v.Rom состоянии. Клеем слуЖ^очнаЯ работа гаРаН™’
СТ0 склеивания зачишают. усТупающие
‘ Чл?единения> 110 np04H0CTvrHX изделий’ поЛ^боаз-
Ч?ЯМ- На Рис. 48 среди ДРУГ^ПЬ, а также Т-обр
,:ЧКЙНЬ1М методом, ,п°каза сКЛеиван1
‘'атгш/лгл,, Г,^т,,гггаггяк1е меюА
Патрубки, полученные.
р«то"гиУО™ не уступают изделиям, получение, 06J
'“’iiES липе композиции ZrC-W. СлоЖяо I
лиги этой композиции связана с различной скороей
оседания частиц порошков с разной плотностью [
Шликеры получают перемешиванием порошков с , !1
^сиойиой средой в пропеллерной мешалке. Из-за"}
СУТСТВИЯ УСТОЙЧИВОСТИ порошков В дистйллированнс?
воде 'в качестве дисдерсионнои сРеды применяв
2%-ный раствор Na-КМЦ (14/о). Смесь порошков Zrr
и W, полученная раздельным размолом с последующи'
смешиванием, для приготовления шликера оказало^,
непригодной из-за расслоения в процессе литья. С<р
местный размол обеспечивает получение устойчивь’1
шликеров' при оптимальных содержаниях жидкой фа;4-
и Na-КМЦ. I
Различие в результатах образования шликеров е
смесей одного состава, но приготовленных разными™
собами, вероятно, объясняется двумя - причинами: пе;'
-вой является тщательный размол - вольфрамового в
рошка в присутствии абразивно-действующего карбид
циркония* и второй — шаржирование . на' поверхность
пластичных частиц вольфрама мелкодисперсных част?
карбида циркония. Оба фактора могли способствовг*
увеличению устойчивости шликера. Содержание в №
кой фазе более 2% Na-КМЦ обеспечивает шликере'
необходимую устойчивость, при которой не происход
значительного расслоения различающихся по плотное",
порошков. Шликеры, содержащие Na-КМЦ,. тиксотре
ны- Число загустеваемости составляет 1,5.
Изделия получают литьем в подготовленные гио-'
"ио/ фо°о?мы- Г1°ЛЬ1е отливки из шликеров, содержа
2/о-ного водного раствора Na-КМЦ, получаю^-
одинаковой толщиной стенок и дна Пористость их Ч
™™»ие:401-СкоР°сть набора массые ув«"^.
такой 1 набиРаемого слоя несколько замедляется
TVDHDORantKTeP Наб°Ра массы в основном вЛ1’яеТп.^и1
уменыприМе шлйкеРа во времени, способст J J
тиц в шликере.аК Влаг00тдачи>- так и подвижное
18__2^еДваРительнУю отливку сушат в форме в Tfjior
’ атем на воздухе или в эксикаторе-
РастРескивание. п
Тгпескивания отливок ппп™ ппРп
течение 48 ч суШИл е ' "ЭЕлечеий/Ч'е1,<3ед«8
к»аД”° кот°р°го валивали 3акРитом 3 Ф°Р«
.!&»•> трещин в отливках, Ка °“д/' При 4,3,'c“«-
I/„сушенные отливки cnei“® "Ранило, йе в“ ,0“-
U» проводят при медленном няДве стад™ £,»
:<С я выдержке в течение 1 » вНагРева заготовок У”
нагревателями в среде с сил»0
L, проводят в вакуумных печах Д0?ОДа- Вторую ™
r”“XneD9P0n»Cr ТОЧНОН лавленин »',а*,08Ым
кшературе 2200 С в течение 1 ч rnJ° Мм рт. ст и
W кажущуюся плотность 7 5 гДТТ16 заготовки
Зодйу стадию в вакуумной печи отлип™При СПе№и
Растрескиваются. отливки, как правило,
{ Шликерное литье дои гит
оругих керметов. Метод Шликерн^
на-
литья применяли также для отливки изделий из
кедующих композиций: нержавеющая сталь — UO2'
ICfO—AI2O3, Zr—Mo—А12О3—TiO2 и др. . [164, 170—
Е. Из этих керметов в лабораторных условиях отли-
.. I детали сложных форм, такие как тигли, лопатки
разовых турбин, детали ракетных двигателей, и т. п.
Гл'ава VI
ПРИМЕРЫ ЛИТЬЯ .
ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ШЛИКЕРОВ
1. ГОРЯЧЕЕ ЛИТЬЕ 0K^nRF
И МАТЕРИАЛОВ НА. ИХ ОСН
шт изделия .из окис*
ОДом горячего литья поЛ-^а КРемния, тория и
78 алюминия, магния, берилли , Р й исполь-
Ь Кроме того, горячее литье "P“e“M””Mece4 разл^
порошков, полученных материалов,
Диелов, а также природи^ 0GH0Be кли
Й>кон, титанаты бария и кальн
' г^ита, муллита и т;Щ основе окиси алю^
^Рячее литье изделии и териалы и3 на осяо-
материалам °тн0С^пчемистые изде! КорУнДа
и^миния и высокоглиноземи аьОз) йЛЙ
Алитовых масс (70—уо /о
>ro
АЬОз). Для изготовления изделии из чИст
^нозема применяют сырье с высоким содерЖа
аТо Для муллитовых масс в качестве ИСХо *
используют техническую окись алюминия и J
Этично природные минералы силлиманитовой группа
^андалузит, кианит, силлиманит), пластичные^
долины и плавни (полевой шпат, мел и специальна
^Подготовка сырья включает процессы обжига и J
мельчения, Об<жиг глинозема производят различны»,
способами [1, 69, 119-123]. .Задача обжига-та
что и при подготовке окиси алюминия к шликерное
литью — перевод у-глинозема в a-модификацию, а так-
же получение беспористых частиц требуемых размеров
Оптимальной температурой обжига считают 1550°С
Глинозем, обожженный в водороде или аммиаке, щ.
мельчается легче, чем после обжига другими спосо-
бами.
В работах [3, 100] для измельчения глинозема реко-
мендуют применять - способ горячего помола как наибо-
лее эффективный.
Часто применяют мокрый размол. При высушива-
нии суспензий, полученных в результате мокрого из-
мельчения, происходит расслоение порошков, видим*
на. глаз. При этом сильно нарушается однородности
порошков, которая может привести к браку при литье
Для получения однородного по дисперсности пороиш
сушку его осуществляют либо при непрерывном переме-
шивании суспензии, либо распылением струей тепловов.
воздуха [1]. Благодаря".быстрому испарению влаги sp-j
сушке по второму способу обеспечивается образован^
однородных порошков, а процесс сушки занимает до-12
секунды.
Для изготовления Микролита используют гликоз^
марки Г00, прокаленный при 1450—1500° С. Измельчай
его осуществляют мокрым способом в шаровой мель _
це, футерованной микролитом, с помощью микролитов
В тенение 50 ч- Размол производят в присуf
помп^°ДН0Г0 хлоРистого магния (MgCl2’6H2O)-
зупетлт/ СУШКИ порошок прокаливают при 300 С, j
етсЯ в пЛеГ0 Бодная соль хлористого магния ПР68^^
пол?ченногпЬ магния- ^Дельная поверхность
а пасчртмктй П° ЭТОМУ способу, составляет 27000с,
средний размер зерен составляет 0,
а качестве термопластичной
I Bc добавкой 0,5 °ле?новой S3KH пРименяЮт „
ИА? % олеиновой кислоты и л сИедоты Г691 А Па?а‘
с олеи^во?кис?о5Г1% «SoXn*1111
Пановой кислоты и'6% пчелиного^ АИ паРаФин с зо/Э
^ состав связки обеспечивает А А°СКа ПОО]Г Поел J
^1Ьшим коэффициентом упаК0ВКиУЧение отливок с 4-'
Приготовление „шликера осуществляв
Гпособов, рассмотренных в гл jу П 7 Д0 ОДНОмУ из
Пролита шЛикер -приготовляют кА* йзг°™вления
;2Рка с 15% связки, .состоящей - из 0 5-1ТТИем по'
^•яоты И 0,5— 1 % пчелиного воска vAA олеиновой
:2 „лавок ш. ркого шликерТ’ЛЙг У”а'
(ЫМ) составляет ОД.. меющимся даН-
Дитье Образцов И ИЗДеЛИЙ ИЗ KODVHfta ппл„„
.„«яки 3-4 ат? При eooraoaS™ S пХХ”
узости, при изгибе у отливок из окиси алюминия из
ценный на образцах круглого сечения диаметром 10—
[2мм при температуре 24 С, составляет 250 кгс/см2 про
да 22 кгс/см2 для яистой-щвязкц- [100]. При литьё
«акролита температура-.шликера'равна 70° С. при литье
ярунда 80—90° С.
Свойства образцов- микролита, полученных литьем из
термопластичных-шликеров, и .прессованных на каучуко-
вом пластификаторе/ практически не различаются. Од-
[ йко коэффициент1 усадки .отливок из термопластичных
Икеров ниже, чем у прессованных образцов (1,20—
л-22 против 1,25—130). .Преимущество здесь в том, что
яижается усадка при сцекании - и уменьшается спосо
йсть к короблению. Полученный по этому спосо у ко
Лндовый микролит, имеет высокие механические и
веские характеристики.' >.Его прочность Р при
^авляет.3300—3600-кгс/см2< йРеде^АРпиеНт линей-
ном изгибе 4,5—5'кге-см/см2, ko3^7oqoC терм0-
2 Расширения 7Л;106 в интервале 20 / ’вление
WTb 180° Скудельное-электрическое PQg Ом.см:.
F 100 и 700° С соответственно 2-10
ЛРическая прочность 25—30 к / 'изг0Т0ВЛяют ра-
ь!етод°м горячего литья из к°РУ^^коглиноземистых
wPaMH4ecKHe детали [З]» ?3 свеЧЙ и авто -
Л«алов_ авиационные запал йеКТроизоляцио .
гцс,йз микролита — РазличН\киё детали сл
'^Ционные и износостойкие
Го₽ЯЧИ\яТ:ру6кКиСииаме“НИ:ан«7™ЛгТ?-
1меевикиастержнИ для точного литья жаропровд’^
таеодые поглотители, форма которых показ‘‘
на рис 49, и другие изделия сложной конфигуРа*
[1-3].
t
«ей
J '2
Z
2
Рис. 49. Различные формы твердых поглотителей:
7 —твердый поглотитель; 2 — термопластичный полуфабрикат [1]
Горячее литье окиси магния. В работе [173] описан!;
получение вакуумплотных изделий сложной конфигура
ции из окиси магния при использовании метода горяче
го литья. При подготовке порошка окиси магния больше-
значение уделяют условиям измельчения и диспер.
ности, Было показано [173], что при диспергирован;
предварительно обожженной при 1300° С окиси мат
в вибромельнице, футерованной микролитом в прису
ствии олеиновой кислоты, последняя покрывает вног:
образованные частицы тонкой пленкой, препятствуюпк
гидратации. Рациональным считается [173] измельчен^
в течение 15 мин, при котором наблюдается минималь
ное количество тонкой фракции.
Содержание термопластичной связки в шликерах <!
вибромолотых порошков составляет 16—18% про*'
4 /о, необходимых для получения пригодных для л1Г,г
магния°В И3 Не подвеРгавшейся вибропомолу оК!1С
1.1
™ литье заготовок применяют давление 4 ат.
чрма отливок Удаляют в засыпке из технического гл
зема в два этапа: при 100—150 и при 350—400°С. М *
ляет-Л*3*54 °/бъ|мная масса спеченных образцов сос
1650 ktJ/4 Г2 С^^ их пРОчность при изгибе Р т.
/см . рбразцьх сохраняют вакуумную плот
разрежении 10 6 мм рт ст
1р^ьным объемным соппоти* °ТличаютСя о
^’“71731” “““ ТайГеН°°М SMah^TP”““S
Зрячее литье двуокиси кремния в етри,а™х
^арцевое стекло, которое измельчают сииСЬ служит
получения порошка с удельной noBenSM СПОсоб°м
10000 см2/г. Перед приготовлением Хкепя „ТЬЮ 8000~
протяжении 2 ч перемешивают с 0 2-^-1 по/ орошок на
кислоты. Затем его смешивают с тепмД?0 Олеин°вой
5 (12-16% по массе) на основе’ параф2мТ»оГ’’
Лучшей текучестью обладают суспензии Ф а>
JL1.O% олеиновой кисло». iff"Латвой™!
раиики отличаются резко выраженными тиксотропными
свойствами. Так, в области напряжений сдвига О—
5200 дин-см-2 вязкость -шликера падает в 30 раз [6]
Прочность отливок составляет 40—50 кгс/см2. После
удаления связки, которое осуществляют по стандартным
режимам, отливки спекают при температуре 1250—
1300° С. Если до спекания пористость составляет 27—
36%, то после спекания она довольно резко снижается
до 10-15%. - z -
Горячее литье двуокиси титана. Для горячего литья
используют двуокись титана, содержащую не менее
99% Т10г. Подготовка исходных порошков перед горя
|Ш литьем заключается в обжиге и последующем и.
(измельчении. При обжиге происходит переход д у
•итана в более стабильную модификацию решеткой,
^дающий тетрагональной кристалли горячего
Порошки с оптимальной дисперсностью См3/г [3]. В За'
ГИтья имеют удельную поверхность же оТ состава
«симости от способа измельчения 6—15% свЯЗКИ’
|язки получают отливки, содер ыМ способом, то
J если порошок измельчают мокрым
^пользовании связок 95 /о PgOy пчелиного во
J ««слоты или 94% парафина+^*в0 15 „103^
кД'»авие их составляет с°° помо-Т?по/ гз1 Та-
5" порошок измельчают горя’« д5 я 60%
^ание составит соответс зВ0Ляет по У ерЖание
i“бравом, горячий титана- Е«“ляе? 8%- <"»
Wble шликеры ДВУ°КИСЯ 1ЛИкере сосТ
Логической связки в
-гл ^ТО соответствует 30% (объемн.). Коэфф»,
массе), то такйХ шликеров равен 0,68. $ Чн.
'"Т£ “горении 8% технологической свЯЗК11
лииости при изгибе, измеренный на отливках кр,гТ*
Печени" диаметром 10-12 мм_прк температур^
вставляет 225 кгс/см! против 22 кгс/см’ для ,„
свСки [100]. На основе двуокиси титана изготоад,™
радиокерамические детали, такие как высокочасти*
конденсаторы и ДР- .
Горячее литье окиси иериллия. О горячем литье оки-
си бериллия сообщается в. работах [3, 100]. Перед фОр.
мованием порошки окиси бериллия обжигают при 1300^
1400° С. При этих температурах кристаллы приобретают
оптимальные размеры 1—4 мкм. После обжига получен-
ный спек измельчают в вибромельнице или мокрым ело-
собом в шаровой мельнице.
Высушенный порошок окиси бериллия перемешивают
с 21% связки (95% парафина и 5% олеиновой кислоты)
в течение 2 ч, после чего из полученного шликера отли-
вают заготовки [3]. При использовании связки, содер-
жащей парафин и 6%- воска, образуются более концен-
трированные -шликеры [100]/причем вязкость шлике-
ров, содержащих 18,4 Дисперсной фазы, в зависимости
от температуры ;(60—100° С) изменяется от 104,6 до
22,5 П. Объемная масса .отливок составляет 2,2 г/см3, а
их прочность при изгибе равна 79 кгс/сМ2. Связку удаля-
ют по стандартным режимам/ приведенным в работа
О горячем литье двуокиси тория сообщается в рабо-
тах [2, 3, 100]..Однако подробности не приводятся. Ука-
зывается на изготовление этим методом тонких тру°й
и стержней [24].
Изделия на основе химических соединений окислов*
широком ассортименте производят горячим литьем >
um?°' и ^«ТРОННОЙ техники, а также при изготов--
НИИ изделии [3,,65, 100, 174]. Это-изделия на
лическои основе клинрэнстатита ’ (MgO-SiO2),
BaTin\2^°2)’^UHpKOHa (ZrSiO4)7 титаната №
алы vav И Др‘ Помимо основного вещества, эти м
изволят еии1ВИЛ0’ содеРжат примеси. Перед литьем
по техно плп ТеЗ Э™Х веществ из составляют18* [ ’
Во нпол ическои схеме, приведенной на рис- 24- у
ных кпио-Лп сйнтеза происходит образование
РП.тадлов, величина которых зависит от т
а обжига- Как видно из схемы рио. о4 п
Л три основных, варианта подготовки ’ пРИм*нять
(разламывание на куски разменом Лбле»ие
i <ование брикетов и гранулирование Мм),
что гранулирование-имеет преимЛп? ‘ & связи
; 2ми способами, так как после'обжиХ^3 ПереД'
^[„пряственно посту- а гранулы могут
' Ссоедственно посту-
। йа операцию тонкого
пиа этот способ при-
:ior’i4« синтезе [100].
1 Спеки измельчают в
ивовой или'вибромель-
2> по одному из вари--
L®, описанных в рабо-
тах [3, 100]. в связи с
jjjt что измельчение по-
20
8
i
зошков следует произво-
дить до определенной дис-
персности, в работе [100]
5ыли -определены пре-
дельные значения удель-
зой поверхности . порош-
ков, составляющие 7000—
3000 см2/г для клйноэн-
ититового и-фарфорово-
т) порошков. При боль-
дисперсности вяз--
V-
й «
JS
*5?
Г - ю
•Л
8
§
"В «ъ
Z
0^ "о __
30 60 90
Продолжительность
бакцумиродания, мин
Рис. 50. Качество отливки в зави-
симости от продолжительности ва-
куумирования шликера [1001:
j — пробивное напряжение; 2 — ко-
личество конденсаторов, имеющих
наружные дефекты; 3 — количество
короткозамкнутых . конденсаторов
теть шликеров из них сильно возрастает.
На возможность образования концентрированных
Шеров влияет состав связки. Для материалов на ос-
* окислов П. О. Грибовским были разработаны соста-
_ связок, представленные в табл. И [3J. Как в .
1 Клиноэнстатитовых и других материа‘'1°пТ0ВленИя
^Лйп Д° 3,5 г/см3’ пРедназнаЧеННЫХкДЛпекомендуются
Деталей средних размеров, Р сВЯЗКОй
> СВ-I и СВ-2. Смешивание °°Р°^ванИя (рота-
йОййСТВЛяют в мельницах горячего с Описа-
ЙТ1Х й вибрационных), конструкции которы
/«тературе [100]. ' „^иить вакуумирова-
»е из Технической схемы ис й вОздуха, приво-
’4p0 в Шликере образуются пу радиокерамики. Осо-
ецц? к Резкому снижению cBOIiClMZBo3flyuIHbIX ВКЛ£?7 "
о заметно проявляется налич е едении изделии
Ва пробивном напряжении и нов д
192
Таблица И
СОСТАВЫ СВЯЗОК, РЕКОМЕНДОВАННЫЕ ДЛЯ ЛИТЬЯ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ОКИСЛОВ
И ИХ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИИ
Связки Состав ввязки, % (по массе) Основные свойства Назначейие
парафин олеиновая I кислота ! пчелиный воск. стеариновая кислота температура 1 плавления, 1 °C вязкость I при 70°С, П ПЛОТНОСТЬ,- г/см3 объемная- 1 усадка 1 при охлаж- дении, % по типу материала по типу наделяя
СВ-1 95 5 — 50,8 0,75 0,89 11—14 Клиноэистатито- вые и другие мате- риалы с плотно- стью меньше 3,5 г/см3 Для различных де- талей средних раз- меров и толщины стенок
СВ-2 97 — — 3 51,6 0,63 0,89 11—14
СВ-3 94 — 6 —, 51,4 0,85 0,89 11—14 Материалы на ос- нове двуокиси ти- тана, ферриты, вы- сокоглиноземи- стые материалы, чистые окислы ме- таллов и др.
СВ-4 91 3 6 —• 51,0 0,8 0,89 11—14
СВ-5 ^76 — ^24 — ^52,2 0,8 0,9 11—14 Для деталей, тре- бующих ВЫСОКОЙ прочности полу- фабриката, тонко- стенных
г
Г/ЕКОГОРЬ/Е ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ШЛИКЕРОВ и .
НА ОСНОВЕ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИИ ОКИСЛОВ 11441 МАТПРИАЛОЪ
Материал (порошок) Содержание различных связок в системе. % Вязкость системы (П). при различной температуре, °C ia плавления, °C § О S а В й S.
еская г/см3 уммар- насть . 1 « 50 8 л устойч <я
В* ' S - ч та та л fr* § ьная с юверх W 3 й : 8 Q £ V.' ta 1 1 S а о?' » 1 и 1. '« - ляая у 2НИИ, 1
XI л я я О Зи CU £ 50 < о 1 та J 26 я
та г в. о X о 1 § < £С та 1 .8 О S о о ОО О * 0> ’ . § j Б Ь S О К. «а
О&ьмная
Масса,
г /см1
та
№
Л ,
4> t
6 и
tit <0
25 я
v
о
я
5
№
' $
•,S ,
«о
g>
я о
ТК-20 | ZrTiO4 4,61 5200
ТК-20 1 ZrTiO4 4,61 5200
ТК-20 I ZrT104 4,61 5200
КК-20-80 ZrT104 4,61 5000
Т-150 , CaTiO8 4,0 4600
ТВС-5 BaTiO8 5,75 4700
ТБСК-2 I BaTiOa 5,55 4300
ТББЕ-1 | BaTiOa 15,1 3650
СВ-3 .6
ТББЕ-2
СМ-1
Б-17
СК-1
ВаТЮ8
ВаТЮ3
MgO-SiO.
15,61
5,51
•2 3,2
I MgO-SiQx 3,26
3AlaOa*2SiOal 2,904
3AlaO3.2SiOa 2,904
4630
4050
4175
СВ-1
СВ-2
СВ-3
СВ-3
СВ-3
СВ-3
СВ-3
СВ-3
СВ-5
СВ-4
СВ-4
СВ-1
СВ-1
6
9,2
7,0
9,0
Ю,0
8,3
8,5
10,5
6,0
13
11,5
6,15
26,00
24,6
24,6
31,1
28,0
30,0
41,6
37,1
36,3
42,3
28,2
34,7
32,2
16,9
53,3
359
,131
250
64
48,5
41,5
137
282
40.8
85,6
55,2
21,8
44,8
26,8
22,0
78,2
143,5
23,8
409
65,4
40,8
91
647
20,1
37,6
19,6
16,8
52,6
81,4
14,0
97
46,3
33,3
. 74 '
446
18,1
31,3
16,1
15,3
24,6
59,5
12,0
60,4
37,4
25,8
56,6 53
342'53
17,7 53
26,8 54
16,4 53
14,7 52,4
23,4 56,6
32 66 3, 671 3,5б{ 3,65/166
10 200 3,38
90 200 6,51 3,28
145
48 200 4,53 3,5313,55) 159
57 200 3,93 3,05J 2,971159
80 — 8,15 3,81 - 63
73[~ /5,1 13,92 - 96
5 1 13 92
—' /53,6/ 15/100/5,*1 3’92(3,801118
12,2 54,8 93 — 7,25 3,73 -97
60,0 52 55 200 / 3,05 4,1614,601171
30,8 52,8 28 100 4,982,6112.381 86
22,7 52,4 30 200 4,022,49/2,491127
— I *“ ! — I — 2,5512,56
— I — —1— —Г1,8Ц 1,84/ 32
поле токов высокой частоты. На рис. 50 показана За&
меть качества отливаемых изделии от продолжит^*
мсти вакуумирования в ротационной вакуумной ме1^
ке ВидноУчто для получения деталей с оптимальны"
действами продолжительность вакуумирования Дол^
составлять 45-60 мин. В табл. 12 помещены некоторые
технологические характеристики шликеров и отливок Из
материалов на основе химических соединений оКИСЛОв3
Литье изделий осуществляют преимущественно Ва
литейных машинах под давлением с соблюдением Пра.
вил указанных в гл. IV. В работе [100] приведены при.
меры изготовления керамических твердых схем (КТС),
к которым относятся резонаторы, трансформаторы, по-
лосовые фильтры, интегральные (гибридные) КТС на
основе резисторов, конденсаторов и полупроводниковых
приборов, интегральные КТС на основе RC-цепей, гене,
раторы, усилители и т. п.
Отливки нагревают с целью удаления связки по стан-
дартным режимам [3,. 100]. После -удаления связки за-
готовки спекают по установленным режимам [3, 100].
По данным этих работ, усадка при спекании радиокера-
мических материалов зависит от коэффициента упаков-
ки отливок и выражается следующей формулой:
3
(47) <
где Д7— усадка при спекании, %;
^уп~ коэффициент упаковки.
С помощью этой формулы осуществляют корректи-
ровку значений усадки изменением содержания связки
в отливках при конструировании тех или иных изделий
миниатюрной радиокерамики. Помимо радиокерамики,
из числа указанных составов методом горячего литья из-
готовляют хозяйственно-бытовые фарфоровые изделия.
Опыт изготовления фарфоровых изделий литьем поддаВ'
лением из термопластичных шликеров указывает на №
лесообразность использования этого метода при проиг
водстве изделий со сложной ажурной и ажурно-рельеф-
нои поверхностью [174].
Фарфоровые изделия изготовляют на литейном
тяу°пп!е типа ЛАГ-1 или на специальных полуавгф
ППИЛ„Я горячего литья. При горячем литье ФаР^3
Р яют следующие режимы: температура шлик Р
75»С температура формы 20
$ 2—5 ат. Z£> С,
Зрячее литье ситалло8. Этот метпп
.. й3 ситаллов изделия сложиай!А Позволяет „
Дерами [175]. Исходным матепи $opMbI с точ^°Лу‘
С стекла с удельной поверхности^ слУжитЧпп Ми
JTBe связки применяют, парафин и 0°н2/С^/г- В ад'
йслотьг. Без добавки олеиновой киепл^’^^0 Олеиновой
Юности частицы стекла в расплавИз'за “S
Sразуют рыхлую коагуляционную ctdvk^ Парафине
требуется большое количество парафина УРУх Пр«
шликеру литейные свойства/ Шликеп ’ o6bI пР«Дать
связки; вязкость егр составляет 76 П Р С0деРЖит 15%
Отлитые детали спекают с ппгпрп
задней стекла. Изделия обладают выт?еЙ крИсталли-
дадионными и механическими свойств?10 ЭлектР°изо-
ситаллам. свойствами, присущими
Аавление ВОз.
2. .ГОРЯЧЕЕ ЛИТЬЕ
ТУГОПЛАВКИХ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ
Горячее литье карбида титана \ Исходными материа-
лами служат технический порошок TiC, измельченный в
вибромельнице М-10, в течение 2 ч, и термопластичная
связка на парафиновой основе.
Наиболее рациональной, добавкой ПАВ к шликерам
ПС, оказывающей лучшее разжижающее действие, яв-
ляется пчелиный воск. Как видно, из рис. 51, добавки
ПАВ по своему разжижающему действию на шликеры
ПС, можно разместить в следующем порядке: пальми-
тиновая кислота—^стеариновая кислота-юлеиновая кис-
^а-нтчелиный воск.
Содержание требуемого количества связки составля-
!J1O~11%. Шликеры тонкоизмельченного карбида ти-
ана с таким содержанием связки при ВЯЗйОС овки
Дадают хорошей текучестью, а коэффиц У
ливок составляет 0,6—0,625. «-пчАгЬициентом
уп„^Ля получения отливок с больши . исходный
и Ковки применяют порошки* ДВУ* $p2:3. Для приго-
ТоРазмол°тый, взятые в соотнош ’TiC требуется
Ления двухфракционного шли P
,>**s*" ллуцения из
гуг0‘ТРунов Г. В. Исследование процессао^ласТИЧных шликеров.
4То£а?Ких соединений методом ли
РеФ- канд. дне. Киев, 1972.
la»
всего. 8% связям? а коэффициент упаковки у п
ставляет 0,7. ТлиВок.
[орячее литье карбида . ниобия. Процесс
литья карбида ниобия исследовали с целью»0^
трубчатых нагревателей, для вьгсокотемператхгЛуч^?
чей1. Исходным материалом служит порошок Ых вь
ниобия технической-Чистоты, который допл Ка₽би^
измельчают в вибромельнице М-10 в течение 2 Ите,,Ч)
Ч’ й тер.
Рис. 61. Зависимость ЕЯзк.
сти шликеров из карбиП
титана от содержания доба.
вок ПАВ в термоаластиад
связке;
J — пальмитиновая кислот»;
2 — олеиновая кислота; J-
стеариновая кислота; <-
пчелиный воск
мопластичная связка,, содержащая 85% парафина в
15% пчелиного воска. Оптимальным' является шликер
содержащий -связки. Коэффициент упаковки отли-
вок составляет 0,66.
Литье_ осуществляют 7 в металлическую разборную
форму, схема которой приведена на рис. 52. В отличие
во/тяиыа^х110^ в.Работе [176], эта форма имеет две
лппнптТ в формующей части для горячей ихо-
кеп‘ппгтх?п^Г’^ЛаГОДа1)я такомУ Устройству жидкий пш-
еры и лопмп В кольцев°й зазор между корпусом филь-
виде трубы ярнсталлизуется в холодной части и»
ется хооотпЛ ДИТ И3 отвеРстия. При этом обеспече-
на фильеры полнпеП1НСаЦИЯ усадки И.заготовка выход®1
«щадьеры полностью охлажденной;
и 5,5 м'месоответстНеШаИМ И внУтРенним диаметрами Ю>5
казана на рис Й пеНН° На установ^ схема которой»*
Расплавленный ™ ОсУЩествляют следующим образе •
отверстие ФильЛ^ИКер Заливают в корпус, закры»а
вакуумирование»^1 Резинов°й прокладкой и производ
дУха. Затем в кп^пЙКера Для Удаления включении ®
—-------Дем в К0Рпус установки помещают поршевь
1 См. предыдущую CH0CRy
6
литья:
ЛЛИ ИЗГОТС»-
яеарерыаног?
Рис. 52. Схема установки
ления труб меХ*
Горная
Холодная
Soda *
«пласта, ® центре которого «л
Ла воздуха. Далее Отверстие пп^Тся 0ТвепсгИ(,
Г±й прокладкой и поршню сообш?НЯ yn*>THX^*
! Лэтом устанавливают максима^1? Давлений К'
Соды Для того, чтобы лучше упаХЫЙ Ра«0Д холОп’
^Д'ГорЯЧ*Я В°ДпС ТеМпеРатуройЯ8л0^ стРУктура‘
^аяовКУ п0с,г0ЯНН0- После уменьшения « Подаегся в
У1воды начинается про- НИя Расхода холод.
Се литья, который про-
дает непрерывно. Полу- г
т иные заготовки режут Ат
Йтрезки длиной 1000 мм 6о3а
;помещают.В стеклянные
гпубки с внутренним диа-
детром, близким,- к. внеш- ~
вему диаметру отлитых-
заготовок с целью умень-
шения их деформации при
хранении.- *й-образную
формутрубам „придают -
деформацией - их в воде,
подогретой до 45—56° С.
Поверхность отформован-
ных заготовок имеет-вы-
сокую чистоту, соответст-
вующую. чистоте поверх-
ности фильеры.
Связку ^удаляют бле
Дующим - образом/Заго*
ТОВД, помещают на.’про-
Нированные подставки „„„«пяют глинозе-
»3 графита, копирующие их Ф°Р^у’3оаизвОДЯт удаление
МОм и помещают в печь, в которой пр' нагревате-
®язки. После удаления связки с повер ваклады-
и подставки убирается глинозем, иагрева-
а10Т графитовую крышку, копиру У рафИТовым из-
> Спекание проводят в меирове’» '21ИГС ,
№1атыем в среде водорода при Т.обом нагреватели
, Чение 2 ч. Полученные таким
фтористость 15%- д основе х0^^и^!1е^1Ия
Яия0^ЯЧее литье ^аг^“ал°йЯЗанного карбида «Р
„ Способ получения са1Л0С® м « заключав
ищется наиболее эфФе^в®^пе>атуре загОТ0
ЙТКе кремнием при высокой тем
/—обогреваемый корпус; 2—р«и о-
вая прокладка; 3 — фторопласте ы»
поршень; 4—отверстие для проход
। расплавленного шликера; S — корпус
фильеры; 3 — доря
стоящих из смеси порошков карбида кремни, ,
(Са2ЯсвямФсэ™мТнами [177] былаi опробована в0311
В поучения отливок из смесей карбида кремни?'
H0CTL сажей и графитом. Однако перечисленные Xе
посошков при перемешивании с термопластичными
Ж м образуют текучих шликеров. Кроме того, от., ’’
Гиз них имеют низкий коэффициент упаковки,
“нм содержания парафина и добавление поверИост^
активных веществ (олеиновой, пальмитиновой, стеарн"
новой кислот и пчелиного воска.) не улучшает их лт<
ных характеристик. Отливки получаются высокопористы,
ми а шликеры непригодными для литья.
Если шликеры карбида кремния готовить без ур.
леродистых добавок, то они обладают текучестью и
способностью образовывать отливки. Поэтому в ра.
боте [177] было выполнено исследование процессов
горячего литья карбида кремния, измельченного в ви-
бромельнице в течение 2 ч без каких-либо порошковых
добавок.
Однако шликеры, приготовленные из порошка карби-
да кремния без углеродистых добавок, для обеспечения
текучести нуждаются в большом количестве парафино-
вой (30%) связки, а отливки из них имеют низкий коэф-
фициент упаковки. С целью повышения текучести шли-
керов карбида кремния к ним добавляют ПАВ. Кислоты
и воск практически одинаково разжижают термопластич-
ные шликеры карбида кремния на основе парафина.
Существует оптимальное содержание, при дальнейшем
увеличении которого вязкость шликера уже существенно
не изменяется. Оптимальным являются следующие до-
бавки, %: стеариновой кислоты 3, пальмитиновой кис-
лоты 3—4, олеиновой кислоты 7, воска 15. Из зависимо-
т1^ЗКОгСТИ шликеров от содержания связок, включаю-
олеиновУю кислоту или воск (рис. 53), более
го™ ивным можно считать шликер карбида кремния,
SaTt12’50/“ парафиновой связки? 15% пчелино-
полученйя тп°СТЬ ЗТ0Г0 шликера составляет 100 П-Д’
связке сИ7°/ШппКера та.кой же вязкости на парафияово
связки Как mnW0Bm кисл°™ потребовалось бы 13Л
лквокИ„зКшлк~ £
ниях вязкости С воском при одних и тех же зна
вок из шликеплтГаЗЫВается намного больше, чем У °*.
P с олеиновой кислотой. Шликеры кзр
приготовленные на этой связке, не
кРетЛ и тиксотропией, ни дилатенсией.
£ птмоа плавления шликера составляет 50° С,
We₽ ₽ его с 50 до 70° С происходит резкое сниже-
1 «агрев 1, пр» дальнейшем повышении температуры
вЯЗ^А^с вязкость шликера, содержащего
*,о Д° 90
., S3 Зависимости вязкости шли-
да карбида кремния (/, 2, 3)
ЙмФФициента упаковки (1'г 2\ 3')
’ от содержания связки:
i-илликер приготовлен из тоикоиз-
»ЙИекного порошка SiC на пара-
жовой связке, содержащей 7%
массе) олеиновой кислоты; 3 —
шякер приготовлен из тонкоиз-
даьченного порошка SiC на пара-
доовой связке. Содержащей 15%
(и массе) пчелиного воска; 3 —
/тикер приготовлен из тонкоиз-
«мьчеяного порошка SiC- и 40%
фракций № 12, а также связки, со-
держащей 85% парафина и 15%
пчелиного воска
Щего 123%
200
150
0,7
100
0,6
50
0,5
8 10 12
Содержание сдязнц, %
р*
\о,в
мрафиновосковой
^аупниьисковои. связки, понижается с 94 до 91 П.
В связи с практическим отсутствием изменения вязкости
в этом диапазоне температур литье проводят пр
ратурах шликера 70—90° С. ^«ютячмельчея-
Отливки шликера, образованного из тонк°эффицнент
вого порошка карбида кремния, им упаковки
Мовки 0,6—0,65. Повышают K03*Xn а различных
<Швок из карбида кРемНиЯ,оУТкпивая 3) следует,что
фракций порошков. Из рис. 53 ( Р poUlKy SiC 40%
?й Добавлении к тонкодисперс ^ание связки в шли-
^Ракции №-42 можно снизить сод Р отЛИ8Ок из это
рв До 8%, Коэффициент упаковк .
«вира составляет 0^ яэ «рабвд’ртво«У
с Целью удаления сВЯЗАипбоаботке по ст д и_
я подвергают термическо Р м при** еМ€Яной
а также спеканию- При канйе с одновр -
. ллизационное спекание «йпте [175] °пЯ’
^иткой заготовок $Ртодом язморажи-
1зь^Ячее литье борида Ц 2 коЯня м
4 получение из борида н«Р
термопар. Намораживание произ. '
вания наконечников тер оправки в термопласту,
«опят окунанием металл фяя i од олеиновой кислоты
ный шлКер, содержашии пар Ф Хорощее разжиженвд
И порошок борида W происходит уже при добав-
шликеров борида циркувеличении ее содер.
же 1 о/о олеиновой кисло шается незначительно,
вязкость- шлипсу одНако при этом заметно
жания
Рис. 54. Влияние добавок пчелиного
воска (1) и олеиновой кислоты (2> -
на вязкость шликеров ZrB,+ 5% Мо
ден и борид циркония,
увеличивается прилипае-
мость отливки к металличе-
ской рправке. При литье на-
мораживанием оптималь-
ным принято считать 1—
2 %-ное подержание олеино-
вой кислоты в шликере
[175].
Исследован процесс ли-
тья термопластичных шлике-
ров из борида циркония1 с
6°/о Мо. • Приготовлению
шликера предшествовал раз-
мол порошков в вибромель-
нице в течение 2 ч. По литей-
ным характеристикам шли-
керы, содержащие молиб-
почти не отличаются от
шликеров ZrBz. Из рис., 54, , на 'котором показано
влияние добавок „ олеиновой кислоты и пчелиного
воска на вязкость и объемную массу полученных за-
готовок,- видно, что обе добавки эффективно понижают
вязкость шликера. Оптимальным можно считать содер*
жание олеиновой кислоты 3% от массы, связки и пчели-
ного воска 5%. По разжигающему действию обе до-
бавки практически равноценны. Хорошими литейными
свойствами обладают шликеры,"содержащие 3% связки.
При уменьшении ее содержания происходит резкое уве-
личение вязкости шликера.
Горячее литье двойного борида титана и хрома1 про-
водили q целью получения испарителей сложной формы»
предназначенных для вакуумного напыления алюмини-
ем. Исходными материалами для этой цели служат по*
рошок борида циркония и хрома (Ti, Сг) В2 техниче*
1 См. сноску на с-. 195.
, чистоты,: дополнительно
ИЛпе М-Ю -в течение 2 ч а ^ельчаемый в
И* содержащая- 85% napadS® ’^«опласЙ?
5’ ДЛ’ "С°Z'r"™ шл»»*р"в “еоб?
^ связки. При 80 С такой шлИио„ обхоДимо боати
•♦^.Коэффициент упаковки по™? вязЙ
41В работе (178] исследован процесс лить ТаМЯеТ
лантана-.(68,5% La;
'j ре) измельчают в вибромипДД ££ С.«;
*кМ перемешивают с термопластичной свя,™а 2 ’•
йщей 85% парафина и 15% пчелиного воска ппСОДер‘
«еРатУР,1о/О?С-°ПТИиальным является шликер,₽содеп-
мщий 11 /о связки. Вязкость такого шликера составля
ет 88 П; Коэффициент упаковки отливок равен 0 61
Горячее литье материалов на основе нитрида крем-
ля. При формировании заготовок литьем из термоплас-
ччных шликеров [1.77] используют технический нитрид
кремния, поставляемый Запорожским абразивным ком-
бннатдм; При подготовке; порошок S13N4 дополнительно
измельчают на вибромельнице в течение 2—4 ч. Необхо-
димость дополнительного размола вызвана тем, что
частицы нитрида' кремния в состоянии поставки представ-
ляют собой сростки мелких “частиц, которые при формо-
вании не способны упаковываться в плотные заготов-
ки. После измельИения конгломераты нитрида кремния
частично разрушаются, в результате чего образуются бо-
та мелкие частицы1 способные плотно упаковываться
/рис. 55). „ ___
। В качеств^ термопластичной связ™ 1^аяны°зави-
* (85%Г и вРоск (15%). На рис. 56 показа™
j®мостц вязкости шликеров из S13N4 и W оШ.
Баковки отливок, приготовленные и це. в послед-
nJ1 порошка, размолотого в вибр хорошими литей-
м случае для получения шликеров хор
' свойствами требуется меиьш ’ порИСтостью — од-
на Лучение отливок с минималi язделИй из ЙЙТРИД
основных задач произволе ва т их прочност-
1 ^Ния, так как от этого фактора за
в частиц порошков на «ектрок-
1ч ь^ледование формы и Р^^^щинско»-
, м«кроскопе выполнено Л. В. Страш
„ о Г1611. в ТО же время габаритны^
«ые и ДРУгие свойства ) мнйЯ сохраняются пОс.
размеры отливок из hi»т₽ ния т происходит усади,
ле спекания, т. в. „ снижается незначительно,
заготовок и ПОРИЬ . _ _ ,
Рис, 55. Электронномикроскопические фотографии частиц порошков:
кРемн,ня в состоянии поставки, Х8700: б—нитрида кремния мс-
?пии2х01ЮМ0Ла’ Х82<5®> в— смеси порошков нитрида и окиси кремния после
совместного измельчения, Х2200; а-смеси порошков нитрида кремния и окис*
магния после совместного измельчения, Х2200
В связи с этим необходимо изготовлять отливки ^0_
да кремния с максимально возможными значениям
эффициента упаковки. Для этого было выполнено_
доваиие процесса литья термопластичных шликер i.
стем нитрида кремния с окислами кремния и маг
а также хрома и циркония [179, 180].
1 См. сноску на с. 195.
каче
ш-тикеры систем Si3N4__0
^пной мешалке при темпер Приг°товляют »
/Связки применяют naoa(hw«aType 80—go°c LB nPo*
.^мска- Исходны” ^® с/'>«авкой5518В/а’е-
2„иют в вибромельнице в?(.вд"е ”,pe»BaP<<reU0"’*;
^Оптимальное количество связки** 2~~3 ч- И3
чтобы получались раввовяз^6"’™’ об-
р ^^ИКвры
/»вс 5S. Зависимости вязкости шли-
ЙИВ из нитрида кремния (/, 2) и
«зффициентов упаковки (Г, 2') от
держания связки (85% парафи-
да + 15% пчелиного воска)? -
;-яимный порошок; 2— порошок
ЗЛ< измельчен в вибромельнице
с 90—
iOQ П. Из полученных шликеров формуют образцы и за-
готовки. При добавке- окислов к порошку нитрида крем-
ам текучесть шликеров и коэффициент упаковки в от-
еках повышаются.- Так, для равновязких шликеров
«тем Si,N,-20% SiOs и ЯЛ-17% T^Sox
'Наковки повышается до 0,65 против. 0,52 $ез д _
«колов. Шликеры нитрида кремния с окис их
W обладают хорошей текучестью да* пр с
Учениях вязкости. Это позволяет полу щим 0,75,
85°ким коэффициентом упаковки, А (например,
'одновременно снижать содержани снижается
фликера Si3N4-MgO количество связки
СМ7 до 11-12%). -из нитрида кремния
Снижение вязкости шликеро й повышение плот
и°бавками окислов SiOz или „|пактером с°вмес™°0.
отливок из них связано с харау^ g> на к0^
^4уЕы" об-
аким
образом, после измельчен
пазуются сравнительно крупные фракции нитрида кре
над кочень мелкие фракции окислов кремния и маг» ‘
При образовании шликеров мелкие фракции окислов 3 :
иолняют промежутки между более крупными частиц^
“"рада кремния, что приводит к более плотной упак0„“
ке частиц три одновременном снижении вязкости Щлй.
КеРПви горячем литье смеси порошков Si3N4 с окиславд,
.хрома и циркония это .явление выражено слабее [179/
1801 Содержание связки, необходимое для получения*
равновязких шликеров, в этих случаях возрастает с уве,'
личением содержания окислов в, шликере. Из исследо-1
ванных лучшим, сочетанием свойств обладают компози-’
ции на основе .нитрида кремния ^с добавкой 15-.
25% CrjOg. При сохранении термостойкости, которой обч
ладает нитрид кремния, у них повышается механическая
прочность7, а ударная вязкость возрастает до 6 кгс-м/см2.
Пористость изделий составляет 30 %. f
Еще более высокие показатели приобретают материа-
лы, полученные литьем из термопластичных шликеров
на основе Si3N4—ZrO2, стабилизированной СаО. Для со-г
става 80%Si3N4+20%ZrO2 отмечается существенное по-
вышение (в полтора раза) механических свойств и тер-
мостойкости, а ударная.’вязкость-материала достигает
8,2 кгс-м/см2, что значительно выше, чем у керамики из-
форстерита, стеатита, ^муллитокорунда и глинозема
[181]. Пористость готовых изделий - составляет 30%-
При добавлении окислов к нитриду кремния удельное
электросопротивление незначительно снижается, что поз-
воляет использовать эти материалы как высокотемпера-.
турныё диэлектрики; Из материалов на основе нитрида^
кремния окисел изготовляют, фасонные каркасы элек-
тронагревателей й другие детали, работающие в услови-
ях окислительной среды и частых теплосмен. (
При изготовлении изделий на основе нитрида крем-
ния применяют также добавку карбида кремния [!'']•
Ь связи с этим были исследованы литейные характера.
стики шликеров, содержащих 77,7% Si3N4 и 22,3 % Sib
совместно измельченных в вибромельнице, и термопла!
тачную связку (85% парафина и 15% пчелиного воска ,
*?ржание связки>’ необходимое для образования 9 ]
ковкиТД’ снижается ДО 14—15%, а коэффициент уп
бипя растает До W. Таким образом, добавка ।
ремния к шликерам на основе нитрида кре5*
' мигает литейные характеру
;Л еКЯЮ плотности уПаковк™«» а способствует „„
*Для повышения плотности т-?, ой Фазы. У
. Бликерам на „ основе янтпи ЛКовки твеопой
‘‘.уяяу» ФР*™» (№ 12) карбид, Т"м Ма£т
£ содержание ..крупной фраки»? Мния- Оптималь-
£ шликерам-систем SiaN4—SiOa и Skis? мДХбавке SiC
It 40 й 4х^° ° СООТВеТственно Соп^?° составля-
£зьг, необходимое для образования S?He Хидк^
S L достигают 0,8 „0,74 соот*?вето S’31™
н алов на- основе нитрида кремния отливают
Садат”33'’3'16''8” ДЛЯ Раб°™
^свойств Термопластичных шликеров системы A1N__
вдОз Мо, процесса их литья и свойств отливок с целью
разработки материалов, для изготовления наконечников
термопар, предназначенных для измерения температуры
жидкой стали... Порошки раздельно измельчают до круп-
ности частиц ^45 мкьгй смешивают, после чего приго-
товляют шликер в пропеллерной мешалке путем переме-
шивания совместно со связкой в течение 2 ч. В качестве
связки используют ‘-парафиновосковую смесь с добав-
кой 0,25% олеиновой кислоты;
Оптимальное содержание Связки, - т. е. то минималь-
ее содержание, при котором обеспечивается безде-
фектная заливка форм,, приведено в табл. 13. Перед
Wm шликер вакуумируют'
®ТИМАЛЬНОЁ КОЛИЧЕСТВО СВЯЗКИ ДЛЯ БЕЗДЕФЕКТНОГО ЛИТЬЯ
- ШЛИКЕРОВ СИСТЕМЫ AlN-AbOp С 5% (ат.) Мо [1Я|
Г“
^Одержание, » (мол.) Плотность, .х г/см3
20 40 60 80 100 •*4. А1гО3
80 60 40 20 100 4,08 3,98 3,83 3,65 3,30 4.Ю
Содержание связки, Вязкость даликера» П
по массе j объемное 26 30 62 76 90 20
9,8 10,1 9,6 10,4 11,3 9,4 33,0 33,2 30,8 32,1 32,0 32,0
Наконечники для защиты -термопар от действия Ра„
плавленной стали (б/нар—22 мм, б/Вн 10 мм, I—1ёо мм1
отливают в металлическую форму под давлением 5-^“’
Связку удаляют в среде водорода в засыпке из ПРо
каленного глинозема при нагреве со скоростью, Не пРе'
вышающей 15°С/ч. При большей скорости нагрева в £
ливках появляются дефекты. Наиболее рациональным
является следующий режим удаления связки в среде во-
дорода:
'Температура, °C. . • 80 105 130 155 1 80 205 240
Выдержка, ч. , « * 0,5 1,0 1,5 1,5 1,5 1,0 0,5
Заготовки спекают в среде азота при 1950° С в гра-
фитовой печи сопротивления в капселях из спеченного
глинозема в течение 1 ч. Пористость чехлов после спе-
кания составляет 10——12%.
Результаты испытания наконечников всех исследован-
ных составов на Криворожском металлургическом заво-
де в 50-т конверторах при непрерывном измерении тем-
пературы расплавленной стали показали, что в случае
состава 20% (мол.) AlN+80% (мол.) AI2O3 с добавкой
5%- (ат.) Мо наконечники можно использовать.для не-
прерывного замера температуры расплавленной стали в
течение 80 мин по сравнению с 40—60 мин для стандарт-
ных наконечников из ZrBa.
S. ГОРЯЧЕЕ ЛИТЬЕ ТВЕРДЫХ СПЛАВОВ
В связи.с широким распространением в металлообра-
батывающей промышленности режущего инструмента из
твердых сплавов, а также расширением ассортимента
твердосплавных изделий .применение метода горячего
литья для получения фасонных изделий имеет большое
значение. К такого типа изделиям относятся фрезы, свер-
ла развертки, фасонные резцы, инструмент для получе-
ния отверстий в бетоне и др. Другими способами такие
изделия изготавливать сложно.
D т^ав1и1 исследован процесс литья твердых сплавов
ВК20, ВК6, ВК6М.
Шликер твердых сплавов приготовляют перемеши
анием на пропеллерной мешалке исходных стандарт*1 -
связкой^* поставляемЬ1х заводами, с термопластичн
‘ в работе принимали участие Г. В. Трунов и Г. В. Плюш-
к „а „
Йк“ ““° И3 57XS" «/*"«-
^ижения ' шликеРа
&аетсй- при до-
СНИИ пчелиного
В связи с этим
80 литье термопла-
Хцых шликеров
Сых-сплавов при-
ййотхвязку,. содер-
iSiVio йарафин и пче-
s2 воск,.'Шликеры,
^пазованные На пара-
^е Добавках жир-
кислот, нестабиль*
вязкость их после
^аждения - и повтор-
’й?асплавления зна-
Jдавно увеличивает*
й, что, по-видиМому,
мзано со способно:
лью кобальта, входя -
сего в состав твердого
шва, химически ад-
^бировать' жирные
®слоты. Такое поверх-*
Устное взаимодейст*
может стать объем-
Содержание ПАВ, %
57‘ Влияние добавок поверхностно
активных веществ на вязкость шлике-
ров из твердого сплава ВК20;
1 — пальмитиновая кислота; 2 — стеа-
риновая кислота; 3 — олеиновая кисло-
та; 4 — пчелиный воск
200
150
50
О
С0^е
аЯЗКОСТК Ш*’®*
рис. 58. 3аБ“ЖТвовЯот содер**-
-кер0ВсВяВ3^А (85% “аРр^И?»8^С:
««^о В0С^Р\-КХН!5
^ВК6М; *-ВК2°-
которое, в свою
Г₽едь, может привес-
ок нарушению спло-
С°сти сольватных
уочек и флокуля-
,9гй шликера. Кроме
Д пРоДукты взаи^
иствия кобальта с
ДЬ15ди кислотами
Т $олее высокую.
к(ЗатУРУ плавления
Ий гРения’ чем пара-
Ри быстром нагреве
о температур» ПРЙ
в интервалеs те может в03-
оыстром на! ₽ йХ веш^ деле к
происходит испарение 9 „а «мом
I<itb повышенная пористость.
происходит^ Например, повышенная пористость у Тв
,дых- сплавов, получается при применении в качества П
-олеиновой, кислоты {182]. В то же время изделия без i
получают при использовании в качестве связки чист
парафина«.Без пор получают также заготовки, формов
.ные на ,связке, содержащей парафин и воск/Поэте
для литья йзделий из твердых сплавов рекомендуем
связка, содержащая’’ 85% парафина и 15% пчелщ’
воска. z
Как видно из рис. 58, оптимальными можщ/лЗ]
шликеры .сплавов ВК20 и ВК6М, содержащие'^-
пенно 6 и 8,5% связки..
: Несмотря на большую плотность твердыз^^^Л^ч
шликеры обладают ; достаточной устойчиво^|^.'’,2£н
щаясяшлотность- отливок превышает . кажущу?^(/- '
Ность заготовок, полученных мундштучным пресс
на парафине.Из отливок’удаляют связку, после
спекают. Эти операции не-отличаются от сущест*'^/
технологических - процессов/ приняты^ в прои-?^^
твердых сплавов.т Плотность, - прочность и noprS/ ;
изделий, полученных по технологии литья из термс^
•стичных шликеров, удовлетворяют стандартным требоЕ
киям,- которые предъявляются _ к твердым - сплавг
„Помимо процесса литья твердых вольфрамовых спл
bob’ нами был исследован процесс литья твердого спл~
марки КХН15, содержащего 85% Сг3С2 и 15% Ni. Исхь
яыми составляющими при изготовлении шликера в этс
случае являются смесь порошков карбида хрома и ник
ля, выпускаемых СК.ТБ ,ИПМ. АН УССР, и термопласта1
ная связка, включающая 85% парафина и 15%пчелино1
воска. Как видно из рис. 58, оптимальным являете
Шликер, содержащий 6,5% связки.* Шликер указанно!
состава приготовляют перемешиванием составляющих
пропеллерной мешалке при температуре 80—90° С в тс
чение 2 ч. Вязкость его при 80° С равна 100 П. Получав
мне отливки имеют коэффициент упаковки 0,67.
В работе принимал участие Г. В. Трунов..
Глава VII
ШЛИКЕРНОЕ ЛИТЕР
МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ ИЗд7Лий
С ОСОБЫМИ СВОЙСТВАМ^
I
-•|ИетоДоМ шликерного литья можно Фотипп
»&елия, такие как тигли,' лопатки raSaTb Слож'
£,?’-тыли, резервуары и т. п. Из-за Ш?х тУРбин.
ТГ~>Й>мования'метод шликерного лэтбьяа3иЯ “е'
ПР»-создании материалов ’ “=
свойствами. Так, этот метод «„„„У."
а^^ении материалов, упрочненных воловд
1ЖУ?ЯЙ1 с..налРавленнь1ми отверстиями или по-
гЙ? t88]’ П°РИСТЫХ материалов, поликерамики
рЙШликеры применяют при получении тонких пле-
££Ърй нанесении покрытий окунанием, напылением
ЖЛектрофоретическим методом [129, 183—185], а
teS&H производства сферических порошков [186].
норным .способом изготовляют крупногабаритные
Жя, такие как оптические зеркала для телескопов
'’улучшенными характеристиками1 и миниатюрные ке-
2 мические твердые схемы [100].
3 Изготовление керамики, упрочненной металлически-
'золокнами. Такая керамика отличается от о ыянь
'фиетов объемным распределением керамичес
^ических составляющих. Если в кермяим^»
Л составляющая распределяется керамического
<ЛМи зернами, нарушая спл0ШН°ных волокнами,
;ркаса, то у материалов, упроч металлические
фамическая матрица сохраняете , я железобе-
;3°кна пронизывают-ее подобно Р ть и элеКтр°Яце.
' При этом высокие теплолр способствуют ув
^°Сть металлических волок ала, благодар
х }еплопроводности всеГ0“вЫшается. воЛОкнами
’^стойкость композиции керамИКЯессования,
]8?еРвые работы по УпР°ЧтоДОм горя4^0 раМЙЧеских
к7, ^8], выполненные ме лйЯ таки* сОваЯИя не
'^?али возможность со Д горячего ПР цределени
>алов. Однако метол- ^.oro Р
х^ивает в материале Р
1 ^т. (США), № 2 988 486, I961'
свойств и не дает возможности получать изделия о
ных форм и размеров. Применение шликерного Сл°*-
при создании армированных материалов позволяетИТЬя
пределить волокна и порошок равномерно по объем ^с'
рамического тела, чем обеспечивается однороднУ Ке'
свойств материала. °СТь
Применение шликерного литья при создании арми
ванной металлическими волокнами керамики рассм₽°'
рено на примере армирования глинозема и окиси кп/
ния волокнами из нихрома и нержавеющей стали Пэд
Шликеры из А12О3 или SiO2 приготовляли размолом по-
рошков в шаровой мельнице.- Металлические волок''
на, армирующие керамическую матрицу, подбтщали
опытным путем с учетом обеспечения максимауэдой
прочности при сохранении свойств керамической
основы,
В зависимости от способа армирования применяли
или нарезанную проволоку определенной длины, или ме-
таллическое волокно. В работе [182] применяли'нихро-
мовую проволоку диаметром 0,05 и длиной 3,3 мм и во-
локно нержавеющей стали, диаметр которого составлял
0,0406—0,089 мм. Способы изготовления керамических
материалов, армированных проволокой и волокном, от-
личались один от другого.
Армирование проволокой осуществляли литьем в
гипсовую форму шликера, состоящего из дисперсионно?
среды, порошка и проволоки. Шликер готовили переме-
шиванием в мешалке керамического шликера с нарезан-
ными кусками проволоки. При изготовлении композиции
А120з или SiO2 с нихромовой проволокой в обоих случа;
ях использовали шликер, содержащий 82% твердой
фазы, так как при такой концентрации шликер был те-
куч и усадка отливки во время сушки способствовала
появлению меньшего количества трещин. Содержзни,
в шликере нарезанных кусочков проволоки подбирав-
опытным путем. Оно составило 3% (объемн.). При JB
личении содержания металлической проволоки проис-т
дило образование конгломератов, а при содержа® е
>5% возникали спутанные сгустки, затруДнЯ1°
литье. . jX
При литье использовали свойство металличес
проволочек осаждаться в беспорядочном состояв
стенках гипсовой формы в виде войлока. Проме У а.
в образующемся проволочном каркасе заполняли
„рским порошком. Литье из ™
Лобъемя.) нарезанной прОВОп“ЛИкеРа, С0Лрп
?'$2ной ЮО мм давало bosmo^J Ки’ в гилсок1!₽Жка1Цего
Аленой окиси кремния и глииа^ ПОлУчи?ь п/?орМы
^ственно 13 и 17о/о (объем^Т’ c^a°±T
Образны сушили сначала Л пХр°м°вой S
w Hixadw nnu Wr гт Ha в°здухе □ ? пРоволо-
^льяом шкафу при 0U С. После суш™ Затем в cv-
2разрезали на мелкие для исследоваНиРуПйЫе °браз-
□ств и спекали в трубчатой печи Л Ия пР°чностнЫХ
температуре 1200° С в течение 4 ч ™Oc$ePe аргона
^Армирование керамики волокном ™
тали осуществлялось другим СПОсо?3 «ржавеющей
^рамического шликера в полость гипсов^ НАливанием
полненной нарезанными по pasMenv Ф°Рмы, за-
„дана. При заполнении шликером^еж^Хт
кгшическим волокном частицы керамики =2?
ИД керамическое тело с металлическим каркасом »
ипокна. Чтобы заполнение было полным, шликер дол-
жен быть достаточна текуч, а чтобы избежать растрес-
кивания заготовок, усадка во время сушки дожна быть
минимальной. Этим требованиям отвечали шликеры, со-
держащие 84% (объемы) А12О3 и 58% (объемн.) плав-
леной окиси кремния. Для полного заполнения объема
формы при использовании шликеров с высоким содер-
жанием твердой фазы необходимо применять вибрацию.
Объемное содержание металлического волокна в заго-
товках составляло 5%. Отлитые заготовки сушили и
мекали по режиму, описанному выше. Заготовки
мекания разрезали на образцы для опраде керами-
свойств. Упрочнение было
»®в материалов, армированных мрезага^к
к°и> чем у материалов, армирова ем металличе-
тожно объяснить повышенным сод Р трице1 а также
ской составляющей в керамичес 0^ъеМу. Недостат-
^вномерным ее'распределение пОлученНых кая ется
м армированных материа ’ прессованием,
^Рным литьем, так и горяч чеСКой MaTPa аТур.
^в«ение микротрещин » кер значений я металли-
1 ^окон из-за большой Ра3 я керами^ ^рочняет
* Коэффициентов РасШЯРмикр°треШИ1Ьднако это не
.волокон. Наличи еНЯым. литья, приме-
। ЛТерИал и делает его не шЛикери & 0 недоста-
0 недосТаТК1Мтаких композ
$мого при создании
уработанное» подбор, материала и ;
спекания.. - „-следования прочностных свойств кера.
Результаты исслееной окиси кремния, армир0.
лики из глинозема и ц ванных металлически-
ми ми волокнами, дока.
зывают, что этот ме-
тод может оказаться
весьма эффективным
при создании подоб-
ных композиций из
различных материа-
лов. -
3
п
$
Г-Г
Рис. 59. Конструкция формы Для шли-
керного формования изделий с направ-
ленными отверстиями иа вибростенде
188]
Материалы с
на-
правленными
. стаями или
отвер-
порис-
тостью. В работе [88]
показана возможность
изготовления изделий1
направленными от-
верстиями или пори-
стостью из водных шли-
керов, Получение их
сводится к литью шли-
кера . в гипсовые фор-!
. мы, в. которые предва-;
рительно параллельно
ДРУГ Другу с опреде-
ленным шагом закла-
дываются волокна. По-
сле спекания волокна
выгорают или испаря-
ются, а на их месте об-
разуются поры. Обыч-
но при получении -мС‘
тодом шликерного
литья изделий с на-
правлеяными ° ва.
стиями применяют металлические штыри, смазаии есКой
зелином для предотвращения сцепления керами и
массы с металлом. Однако такая технология сл0лйТ11з-
неудобна из-за трудности удаления штырей п0СдепРевЫ-
Это особенно сказывается, когда длина штырей
шает 50 мм. Кроме того, малое расстояние между
1)(М яри их большом колич,
иые ^иЙнХ?ли?мм“ГспЙб?1ВмСТИЯми' Получен'
Те [88] У' описанному в рабо-
естВе о,
^удйяет
®«ели4 с «
*рЙ0’^ЬШо&’е-
с» rU“
м ВйбРацИи и
мот шнуры из пРиЛаиеСТ?е матеРиала фитилей исполь-
Жся вь1слк'иллПеНВ^0В0Г0 Шпа-Гата’ которые характерн-
ее (71—79оР\ с9ДеРжанием-влаги после насыщения в
Фтикя m. Z 0 '' 7 Цтье' производят на «вибростенде с
Ж 59 Кс)ле^аниям1?-В. форме, показанной на
ест» Т°Рма* с°стоит‘из четырех разъемных гипсовых
гпла скРепленныХ металлическими струбцинами^,
.ioJj(pHCTHH # Для крепления фитилей 4. Внизу распо-
Э в°Р°нка $ Для удаления- паров воды и воздуха,
йалеи1°Че11ная к вакуумной системе. Воронка 6 предназ-
а Для подачи шликера 7^
Че°пЛе Формования отливки сушат при к™натнои
4Датуре в течение 1-2 сут и ’атей “'Хзуются
|Ч1”епсг°Рания фитилей е заготик ,рдеУм с
{Ч|)Яо *1° Этому способу МОЖНО полу 7к__5 мм и
Чь,ЛеНньши отверстиями ДиаметР°й к ’иХ диаметру.
отношением шага отверг™ J пв’.
><сг 60 показан внешний вид
4ят иа Харьковском опытном заводе
Поликерамика. Поликерамические изделия состоят
из двух или более различных по составу и свойствам
материалов, расположенных в разных участках. Изго-
товление их методом горячего* литья осуществляют по-
следовательной заливкой литеинои формы шликерами
выбранных материалов или установкой в литейную фОп.
му заготовок из разных материалов и их заливкой шли-
Рис. 61. Схема поликерамического твео-
дого тела [100]: и
Ль Л2 — участки (заготовки) обожжен-
ного керамического материала; В—ма-
териал, объединяющий поликерамичес-
кое твердое тело
кером соответствующего материала [100]. Из отливки
удаляют пластификатор и затем ее спекают.
Наряду с обеспечением требуемой совокупности
свойств при изготовлении п’оликерамики необходимо
соблюдать некоторые технологические условия, из кото-
рых основными являются одинаковость коэффициентов
термического расширения сочетающихся материалов и
ограниченность их химического взаимодействия во из-
бежание образования легкоплавких соединений и раз-
рушения изделий [Ю0].
В работе [134] показано, что получение бикерами-
ческих образцов (рис. 61) возможно как при сочетании
близких по составу материалов (например. ЦК-8 и
ЦК-Ю), так и при сочетании материалов с различным
химическим составом (например, СЦ-1 и ЦБ-35).
Помимо способа получения поликерамики литьем со-
четающихся частей и последующим спеканием изделий
разработан способ [100], по которому поликерамиче-
ское твердое тело получают объединением в монолитное
тело заготовок, предварительно прошедших термическую
обработку В этом случае спеченные керамические за-
готовки (Ai и А2) вставляют в отверстия материала,
о ъединяющего поликерамическое изделие, из которого
удален пластификатор (рис. 61), и затем производят
совместное их спекание.
тти?^ЛеДсТВИе Усадки в процессе спекания объедини
о материала происходит обжатие спеченных заг
В результате чего они со^т,
осуществления этого процесСЯаЮтся и спекаются
Хаитывают величину своеобразий пРеДварИТельно
!^ег° прп /саДке спекающего объедин1/™™’ Возника-
ГЮО]. Линяющего матери-
С описанному способу получают ™
L радиоаппаратуры с запечатаНны2ИКерамические
СшУ элементами. В качестве маХ В НИх на всю
-^материалы СК-1 (MgO-SiS^® /ри-
713). Из порошков этих матемя?ЛС'88’1 (так’
«*ры С п.5% Технологической св’язк» ГТОВЛЯЮТ
»6%Рпчелиного воска и 3% олеиновой талоты?Рипт
*ают платы. Связку из плат удаляют содиостооомим
^,„м па пористых огнеупорных подставах аР°ат”м
Являют обжиг до температуры спекания дХ
операция шлифования. Из серии опробовании
материалом плат СК-1 без трещин сочетается матеои-
аДТ-80 (Т1О2), а со стеклом № 713 образуют бездефект-
ные соединения материалы Т-150 (CaTiCM СМ-1
;ВаТЮз), ВК-2, ТБС-30 (ВаТЮз), Т-80 (TiO2) и А-3
[(Вао,вСаод4?Ьо,об) ТЮз+0,3 % ВеО].
Результаты исследования процесса получения поли-
материалов типа плат показывают, что сопряжение ма-
териалов с близкими значениями коэффициентов терми-
ческого расширения не вызывает образования трещин
же при больших расчетных натягах. И наоборот, у
материалов с большим различием в значениях коэффи-
циентов термического расширения образуются трещины
Же при самой тщательной подгонке и точном расчете
-садки сочетаемых материалов.
1 Получение тонких пленок шликерным мето ом. Д
Лучения тонких пленок применяют спосо$ ° авЛя-
W на органические подложки. Исх°да“ и ЖИдкая
«Ими служат тонкоизмельченные пР подбирают,
^а- Необходимую ДиспеРсН0^ТВ„"°Р цеМ более тонкой
°Дя из требуемой толщины плен • применяют
|>а быть пленка, тем большей тонкости мкм
I Рощки> так? для литья пленок ть из частиц раз-
’лпВНая фракция массы должна пленок толщиной
JЙ 10-30 мкм, а при литье плеяют 5_20
к,Мкм эти размеры частиц ка происходит К°Р
Кб°льшей дисперсности порош рн0СТи удалени
ЬлеН * СвреРмя сушки и-^Пыть вода и ор-
°сти. Дисперсионной ср Д
панические жидкости, к которым добавляют связуЮ11щ
вещества. В водные шликеры добавляют полввавд *
спирт, метилцеллюлозу,На-КМЦ, 1\Н4-КМЦ идр,вШли<
кеоы с органической дисперсионной средой вводят ац!
тилцеллюлозу, этилцеллюлозу, полиамидные и другие
синтетические смолы [68].
Шликер готовят тщательным перемешиванием твер-
дой и жидкой фаз с добавками ПАВ. Кроме этого, в ШЛц.
кер вводят небольшие порции глицерина, этиленгликоля
или пентаэритрита (для увеличения эластичности плен-
ки) и полисахариды (для предотвращения коробления во
время сушки- пленок из водных шликеров). После пере-
мешивания шликер обязательно вакуумируют.
Литье шликера осуществляют при помощи специаль-
ной фильеры на листовое органическое стекло или поли-
стирол, предварительно промытые 3—4%-ным водным
раствором борной кислоты, затем горячей водой с мылом
и насухо вытертые. Тонкий слой шликера наносят пере-
движением фильерьг по поверхности органической под-
ложки. Толщина пленки регулируется высотой поднятия
фильеры. После этого пленку подсушивают на воздухе в
течение 3—4 ч или в термостате1 при температуре 50—
60° С, снимают с подложки-и разрезают на заготовки
нужных размеров. Спекание заготовок осуществляют на
специальных ровных керамических подставках, химиче-
ски не реагирующих с заготовками. Полученные листо-
вые керамические заготовки используют для изготовле-
ния малогабаритных '* низковольтных конденсаторов и
других тонкостенных деталей.
Шликерные покрытия. Шликеры применяют при на-
несении защитных цокрытий на различные изделия. При
этом используют методы окунания изделия в шликер,
пульверизацию или электрофоретический способ. После
нанесения слоя на покрываемую основу производят опе-
рации удаления связки и спекания. При этом покрытие
приобретает прочность при сохранении определенной по-
ристости и, как правило, хорошо сцепляется с основой-
Поэтому для получения большей плотности покритИИ
производят дополнительную обработку заготовок в У^
роиствах для гидростатического уплотнения с последу® ,
щим спеканием или обжигом. После такой °6Pa coz,
пористость покрытий, как правило, не превышает 2—^®;
И пР0Г|'ессе обработки после нанесения на основу
пластичного шликера из-за возникновения в самом
гйй значительных напряжений
Свание или растрескивание н м°*ет ппа»
, *^ала покрытия следует Поэтому П1?,?Исходить
вязанные с усадкой материалУСМатриУвать напДб°ре
различием коэффициентов Теа "риИкании Г™ °'
«ДР- Величина и знак HannZJ!P Ическ°го оа’А! к'
“новы и наносимого Z?**™ *-
Хрййя связки и спекания и * додРытия, пежи" ,
‘Трития. Поэтому толщина покрыт°ибйенлн0ости- толщиной
io», а острые кромки, угль° выть
^дают во избежание растрескивания и ™ТОМК
мрытии. и скалывания
-й уже упоминавшейся работе1
Несения покрытий тугоплавких соелИИ™„?“"™"о"ь
Иканием заготовки или пульверизацией тёрмояХ*»,’
.» шликера, последующего выжигания свяжи и
Й0Г.
Покрытия J3 диборида Циркония на графит наносят
окунанием заготовки в термопластичный шликео из бо-
иида циркония, содержащий 8,5% связки (85% парафи-
,иа4-15% пчелиного воска). Толщина слоя составляет
ij,2—0,4 мм. Далее производят процесс частичного уда-
ления связки. Окончательное удаление связки совмеща-
ет со спеканием покрытия при температуре 2200° С в те-
чение 1 ч. Слой борида циркония не имеет видимых де-
фектов, однако при механическом воздействии на него
то отделяется от графита, что обусловлено отсутсгви-
® какого-либо взаимодействия между боридом цирко-
:™ и графитом.
Более прочное покрытие на графите получ п оцесс
Несении на него -слоя из нитРидагткра”пВпЯЮТРщли-
’существляют следующим образом. Приг ‘ зкй (85%
Ч® порошка кремния, содержат^ 8*
аРафина и 15% пчелиного воска)- з толщиной
^заготовку из графита ^^удаление связки
, М.5 мм. Далее проводят час™"°'х л«°,ках ’ за’
’^^^емХемпеХры * ,6°°
^м. сноску на с. 195.
2 ч, затем охлаждение. Полученное покрытие I
да кремния прочно соединяется е графитом чИз
бид —кремниевую прослойку и не имеет вид?-?
верхностных дефектов. Оно обладает высокими э с’
изоляционными свойствами л может применять^'
электроизоляционном соединении деталей из график
Рис. 62. Схема нанесения электрофоретических покрытий:
а — ванна для нанесения покрытий; б — установка для восстановлением
спекания; в — устройство для гидростатического уплотнения покрытий;-
нечь для обжига; 1 — образец-катод; 2 — анод; 3 — механическая меш-11
4 — контролируемая среда
Электрофоретический метод нанесения покрытий-01
суспензий исследован в отечественных и зарубежен
работах [183—186]. Нанесение покрытий электрофоре
тическим методом осуществляют по схеме, представлю
ной на рис. 62. Покрытия осаждаются в ванне из кере
центрированных суспензий тонкодисперсных порошу;
(предпочтительный размер частиц 1—6 мкм) аналоп»
но способу электрофоретического формования, опий
ному выше [68, 95г—99]. Только в данном случае пц
цесс осаждения частиц порошка ведут в течение коре
кого времени (десятки секунд), за которое происхоД
наращивание сравнительно тонких слоев.
Преимущества электрофоретического метода осаЖД.,]
ния покрытий сводятся к следующему! а) высокая ск
рость процесса; б) возможность получения покрытЧ
равномерной толщины по всей поверхности изде-1^
сложной формы; в) однородность покрытия; г) возМ°
ность осаждения почти любых материалов.
Для получения суспензий используют органичесь.
жидкости: этанол, метанол, ацетон, нитрометан,
цетат, глицерин, этиленгликоль; иногда для этой •
применяют дистиллированную воду. Для получения ,,
лее плотных покрытий в суспензию добавляют ста
pt3, состав и количество Которь1х
L повышения сцепления « Ирают ЭмпиРи'
; суспензию вводят связующ^» осадков с п
1ГЛ. и этилцеллюлоза L. ВеЩесТВа °Д с Осно"
.'£илр. [183]. а' П0Лщ»«илбЛВ -К
)саждение частиц на поверхцОС1и це“н’
сходит под влиянием электрОсТат 5елия-электрода
нное напряжение между элекХИпчяе^о поля (п0.
^напряжение поля слишком ^500 В).
>тся неоднородным, с крупными nonaJw осадок по’
Лещинами. При слишком низких напп ’ вздУти™и
Могут быть рыхлыми и непрочными РЙТЗЯХ осад’
ривную разность потенциалов меХ ™более эф-
(,которой образуются плотные покрытия в
льном случае подбирают экспериментами сХ“
размеров осаждаемых частиц, природы дисюрсгоХ
среды и твердой фазы. н
£ак правило, после осаждения покрытия слабо сцеп-
/тся с основой и имеют низкие механическую проч-
ib и плотность. Последующими операциями изоста-
еского обжатия и спекания увеличивают их плотность
рочность сцепления с основой. Различные типы элек-
[юретических покрытий, режимы их нанесения и по-
лющей обработки, приведены в работах [183—185].
жтрофоретическим методом осаждают ниобий, бор,
ьфрам, молибден, рений, различные карбиды и
^позиции W—UO2, Mo—UO2 [184], металлы [185]
Наиболее детально изучен процесс оса®деаиа иа^Ти-
[185]. Было установлено, что в ^™яЩИХ солей
спиртах без добавки к ним Р мя при
?зя осадить порошок алюминия. одИчесТв А1С1з,
рдении в суспензию небольпш ит успешно,
Чили MgCl2 процесс осажден цепления обеспе-
наиболее высокая пРоЧН°%вора, содержащего
р ®тся при использовании раствор ,
‘ з 10-з мол/г< при различи[
^Работе [129] показано, что ДД»потеяциаЛа могу~
110 знаку электрокинетич понеНТНые, н
'^СаЖДены не тольК0 °Д ньгх суспензий
абонентные покрытия. м из и°дВ получения
>йрофоретичесмм мето/°и™ко«»" »ля “° У
**>»т окислы алюминия и «
стойкой межвитковои изоляции магнитных сердечм
из пермаллоя"! 189]. В качестве стабилизирующей л к 08
ки в суспензию добавляют 1% монтморилп?,
Al2(OH)5[Si4Oia] *Н2О. Осаждение окислов алюмин?73
цирконця осуществляют'на специальной установке
спечивающей -нанесение покрытия на непрерывно’
жущуюся ленту магнит?
провода и его спекание
Полученные
- покрытия
обеспечивают надежную
защиту магнитопроводов
Электрофоретический ме-
тод применяют также
для создания тонкослой-
Рис. 63. Схема форсунки для рас--.
ных защитных керамиче-
ских ' и птеклокерамиче-
ских покрытий [190].
Получение сфериче-
ских ~ порошков. Сфери-
ческие порошки получа-
ют дроблением шликеров
струей воздуха. При этом
используют шликеры как
на термопластичной, так
и на водной основах. На-
ми был - предложен сно-
пыления термопластичных - шлике?
ров:
/ — корпус- форсунки; Д—сменные
вставки; 3 — труба для подвода
распиливающего воздуха
соб распыления термо-
пластичных шликеров
струей нагретого возду-
ха1. Для
распыления
применяют
шликеров
форсунки, отличающиеся от применяемых при распыле-
нии металлов тем, что имеют меньший диаметр вставки,
предназначенной для подачи шликера, и увеличенный
зазор, через . который выходит распыляющий возду^
(рис. 63). Такое изменение конструкции форсунки при
водит к снижению скорости распиливающего воздуха
обеспечивает меньшие потери сферических частиц.
На процесс формования сферических частиц ВЛЙЙ
температура шликера и воздуха, вязкость шликера,
персность, форма и природа твердой фазы, а также д
ление воздуха при распылении.
1 В работе принимали участие Г. В. Трунов и Л. С. Осипов.
частиц^ Снижение щ,Пойе н Воз^уха в
<Й сФеРичесиЛ формы приводТр“
лйышением вязкости вачпп 1Иц’ Что св«ЛДИт к Ис*
И’“воздухом; при
Доказываются не в состояв^”» "»ериХ«
2« ШЛ «Г 1М-с” J„e^epaWa и&“И№“Ров«ь
к1елах 60—Ю0 С, то форма частив? Нах°Дится в
€кой. Пр« снижении температур Дается сфе-
Потому,-как это происходит при wSjKepa ана^'
уРы воздуха,-форма частиц искажая в ™ Темпе'
” присной.- искажения формы чаСТш? м слу'
вязкости- шликера ври умеа™^“3
затуры-
Вязкость шликера значительно влияет на форму ча
Л также .в том случае, когда шликеры имеют разлив
иую концентрацию и распыляются при постоянной тем-
иературе. Как было показано на примере литья частиц
борида циркония, частицы достаточно правильной сфе-
рической формы образуются из шликеров, вязкость ко-
юрых не превышает 40—50 П, Возможность формиро-
вания сферических частиц из шликеров со столь высо-
юй.вязкостыо связана, по-видимому, с тем, что величина
капиллярного удавления, обеспечивающего сфероидиза-
№, оказываете#, достаточной для сфероидизации ка-
®ль малого размера. Меньшее влияние оказывает вяз-
кость шликера, на—гранулометрический состав П0Р°шка.
пример, пики дифференциальных кривых• ₽а“ре _
частиц по размерам для шликеров борид Р
'«вкостыо 150, 33 и 13 П соответствуют диаметра»
’’'ИЦ 400, 350 и 300 мкм* „пуляет мияималь-
Дисперсность частиц порошка опр_ а диаметр
* Размер сферической частицы я вдает
1?еРических частиц.. жжрпенциальных кРяг‘^
Выло показано, что пики дифф Р з шликеров борид
’С11Ределения по размерам част н. 40 mkmJJLot
! к°ния, образованных из *cX°^kob, соответствуй^
*£ра°МГ0 ° “’ЖЙЛЗОТЦ«"!М
₽аЗМеР tWT —’
^.Уменьшается. частип °Да3 е?оеллотность.
Ча «атееРриаФлаР я г“виы« '
Например, при сравнении дифференциальных кои
распределения частиц по размерам, полученных ппи л Х
лении распыляющего воздуха 3 ат для карбида тиТа
диборида циркония и карбида ниобия (рис. 64) Пи
кривых распределения соответствуют диаметрам части*1
Диаметр частиц, мкм
Рис. 64. Дифференциальные кривые распределения сферических ча<^1!!бида
размерам, полученные при распылении термопластичных шликеров кар<>
титана (а), борида циркония (б) и карбида ниобия (в) пря различных да
ииях (ат) распыления (см. цифры у кривых)
200, 450 и 500 мкм. По-видимому, с увеличением пл0ТН
сти шликера необходима большая кинетическая энеРг
движущего потока воздуха для того, чтобы разбить е
на капли. Поэтому тяжелые шликеры образуют б0'
крупные сферические частицы. Для получения мел
сферических частиц целесообразно применять смея
вставки, позволяющие повышать скорость воздуха,
ходящего из сопла форсунки.
размер сферических ча
,„яка необходимой фракци'д » *««гамальвыь
X Из рис. 6^’ на котоппм ? Зависят от » Ыи выход
^кривые распред ел енияМД?ИЪедены Ди<й*Ления В03’
5 03 шликеров карбида $ерических Й!ренциаль-
ниобия, видно, „о сТЛТа“а’ 4«да п”ц' "аду’
йылеяии увеличивается выход 6Х"Ие“ МмК вд
Сферические порошки приме„“°аеа ‘«"«их фраД
„стай, фильтрующих, разделе,,,’^ ™ Т
других материалов с регулируем^ S'1™’"0™’ »
Серистые изделия из сферически. ™ стаам" Г«901.
„щков получают двумя способами' ,?“™ласти™х
i распыления сферические порошки „ °ДИ°ЧУ '"о-
засыпкой, удаляют связку, Ппедмпитё, „ремс'““ют
этого рассевом на <”
!дам из них методом свободной насыпки nZ£
пшературного спекания приготовляют пористые из-
делия.
Другой способ получения пористых изделий заключа-
ется в прессовании в металлической форме сферических
частиц, полученных распылением шликеров, обработке
заготовки водой при температуре 48° С в течение 15мин,
удалении связки и ^спекании. После спекания сфериче-
ская форма частиц сохраняется. Этот вариант техноло-
гии позволяет избежать трудоемкой операции отделения
сферических частиц от засыпки, обеспечивает образова-
ние более прочных контактов между частицами.
Удаление связки можно осуществлять также
иредварительной обработки заготовок г р има
’«посредственно в засыпке. При со л с1ИРваютСя
JjWa отдельные сферические час нзменеНИЯ. Уда-
to с другой и их форма остается_ 3онтактЫ между
toe связки в этом случае идет Р етсЯ сначала из
^ерическими частицами. Связка у дальней1пем этот
;стЧ расположенных снаружи, а
PoJecc распространяется в глуб^тб?аКже Расп^ДаХ-
8 Сферические порошки п0ЛЛ$б1 описан сП°с°ущЕоЙь
ilx тикеров. В Раб°тЛлиновыхшликер шлнке-
Ио?ания фаянсовых и кадческомУ РаСП“„{нИИСтрой-
Рого сводится к механ е констрУ*“тоВОЙ ф0Рс>н-
С» Распылительнои ^^обежно»
ПОМО1ЦИ ц р
См. сноску на с. 195*
ки. Диаметр .сопла составляет 1,55—1,88 мм, Давп
9—15 ат. Исследование интегральных кривых распп Ие
. ления гранулированные частиц по фракциям, выпол»Ае‘
ное. на полуфарфоровых (рис. 65) и других шликеп?’
показывает^ что по этому способу образуются попои, '
определенного гранулометрического состава без пыли '
Рис. 65. Дифференциальные кривые распределения фракций сферических по-
рошков. полученных распылением полуфарфоровых щликеров различной влаж-
ности, %:
1 — <38;. 2 — 38—48; 3 — 50—60
искривленных частиц. В составе порошка практически
отсутствуют частицы, более чем в два раза отличающие-
ся от среднего объемно-поверхностного^ диаметра. Кри-
вые распределения могут быть описаны уравнением.
1пК( = -в(АГ,
\ Uc /
(48)
где — массовая доля частиц размером de,
dt—размер частиц фракций, полученных сито-
вым анализом;
dc — (здесь gi — содержание частиц диаметром
di, %); л 43
о, т— коэффициенты,, в данном случае равные >
и 3,55 соответственно.
г 65 следует, что йа средний объемно-поверх-
йз Раяпаметр частицы влияет влажность шликера,
,гк«еньи1ением. влажности в результате повыше-
с ничвскиД характеристик шликера (вязкости,
С !де^агп напряжения и образуются частицы с
?У1еЛЬйО^аМетром и, наоборот, при понижении вяз-
получаются меньше. Таким образом, из-
чаС1И важности шликера можно регулировать de,
^еййеМ второго может быть подсчитана по урав-
Хява к
ses»10
а = 0,362 — 0,252-1O~SF,
(49)
где влажность шликера,- %,
Грануляция хорошо протекает в пределах 36% <г «7^-
й. При влажности шликера менее 36% проце^Та?
пыления ухудшается. Большие значения влажности №
яеяять нецелесообразно из-за образования очень пори-
стых частиц.
При распылений шликера наиболее правильное по-
ложение форсунки такое, когда подача шликера осуще-
ствляется снизу вверх, навстречу -< теплоносителю. При
этом более 85% порошка имеют влажность, равную или
близкую к средней.
Керамические твердые схемы (КТС). Применение
технологии горячего литья позволило П. О. Грибовскому
[100]создать конструкции и технологию производства
радиоэлектронных устройств в виде керамических твер
№ схем. Габариты полупроводниковых _
Химерно на порядок меньше аналогичны Ф
и надва порядка меньше .
^тодом горячего литья изготовляю р жорматоры,по-
[родниковые схемы: резонаторы, Р Ц керамиче-
|'‘рые фильтры, интегральные (г' Р”д конденсато-
ре твердые схемы на основе р . р интегральные
и полупроводниковых пр ве R С-цепей, генера-
Готовлены лишь с огрзн средней ем
(^?плеР’ конденсаторЫнПуктивности пр^зДанные кера-
L-100 Пф) и катушки индУ«™аК0 ужесозданны
Угут быть изготовлены.
мические твердые схемы в большой степени
вопросы комплексной микроминиатюризации радипШа1°т
тронных устройств. Технология изготовления^ свойЛеК’
и применение керамических схем подробно лпИЛИСТва
работе [100]. НЬ1 в
Изготовление оптических зеркал для телескопов
керамических материалов. Недостатками оптичес U3
зеркал для телескопов являются большая масса надИХ
чие раковин на зеркальной поверхности, изменение
объема при нагреве и Охлаждении, приводящее к сме-
щению фокуса и искажению изображения. Устранению
этих недостатков препятствуют большие размеры зер-
кал, нередко достигающие в диаметре 5 м. Метод шли-
керного литья оптических зеркал из керамики1 позволя-
ет устранить перечисленные выше недостатки, причем
становится возможным изготовление зеркал высокого
качества и относительно простым методом.
Поскольку оптические зеркала с изменением темпе-
ратуры не должны менять объем, материал для их из-
готовления подбирают опытным путем с таким расчетом,
чтобы суммарный коэффициент термического расшире-
ния был равен нулю. Результаты исследования смеси,
состоящей из 90% литиевоалюминиевого силиката и
10% полевого шпата с положительным коэффициентом
термического расширения, показывают, что при сочета-
нии с другими керамическими материалами можно по-
лучить материал, коэффициент термического расшире-
ния которого равен нулю. Одна из рабочих смесей для
. изготовления зеркал состоит из 15% коллоидной глины
(54% SiO2, 29% А12О3), 25% китайской глины (45%
SiO2, 38% А120з) и 60% полевого шпата (59,3% S1O2.
24,7% А120з, 5% К2О). Смесь размалывают в шаровых
мельницах до размера частиц < 20 мкм, затем переме-
шивают с водой для получения литейного шликера.
Литье осуществляют в разборные формы из париж-
ского гипса. Формы отливают по моделям таким °бра
зом, чтобы отражающая часть оптического зеркала оь
ла плоской, а ее обратная сторона имела упрочняклн
ребра жесткости, позволяющие изготовлять зеркало
легченным. Перед литьем форму устанавливают т>
чтобы при .шликерном литье ребра жесткости Ф°РМ вЫ.
лись внизу, а открытая поверхность шликера образ
1 См. сноску на с. 195.
ли₽гьГ!^’ "».epz,McTb 3
^вяомерио по высоте отадвк“л“1«1>а paS^ Пр"
<(ЦЫ оседают на донную чаД;Причем боХ ® ЯЮтся
поверхности o6pa3yLmeftc^ ребрамй ^Тя^лые
> ,.яе частицы. Такое иепрпЛ 3ерКал°. оста™ т ?ети’
для получения гладкой S“““e. ’астац жм?
£>«е этого, наличие мелки ча?тя„ "0# "<*PxS
’$е более позднее высыхание ero L"0B4»«<«S
,‘йкним слоем, контактирующим с гип^Л сравнению с
JJuyro плотность' верхней части 3™СК°ЯМ’ °беспечивает
После предварительной сушки вZt?
мекают и сушат на воздухе. Высушенная Зяготовку из-
йотря на хрупкость, оказывается достаточиТ0®^ Не'
В 3a~
ожигаю! в печи при юии L в течение 12 ч Ппи
-е заготовка становится стеклообразной, ее плотность и
прочность, повышаются. Плотность керамического мате-
риала настолько высока, что позволяет путем последо-
нательных шлифования и полировки изготовить гладкую
поверхность, на которую осаждением из паров наносит-
ся слой металла. Металлизованная поверхность хорошо
1 отражает световые лучи.
Полученные таким методом зеркала отличаются хо-
рошими оптическими свойствами, не зависящими от ко-
лебаний температуры.
! биокерамика. Шликерное литье применяют для по-
тения пеноматериалов из технического глввР^ма и
?Уокиси циркония [191, 196], окиси магния [192J, кар~
Ерундовых огнеупоров на питридаои CiBq7i
^шамота и перлитошамота L194’ 1 ’ дИрКония на
,п Из технического глинозема и д у рнЫМ Литьем из-
Чольском заводе огнеупоров ш Р кИрпичи с раз-
валяют пористые теплоизолян 100ХЮ0Х30
еР-и 230X113Х(40-^6°) мм’!! при производстве
’ °Х80Х40 мм и другие иЗД®лЯестве исХодноп> сырья
керамики из глиноземаЛпок марок ГА5’.£л0ооо(^
?^^няют технический пор2кйга1от при , нее)
’к°Рый предварительно обжи добавКой (или
^ЛЛьчают в вибромельн Ц частип Р
ATiO2 до получения ' кислотой- т шликер
Змкм и отмывают соляпригот° Пеномассу
J3 подготовленного «^1,78—2,0 г/см
№*=2,5-3,8 и плотностью
получают перемешиванием в лопастном
кера с канифольным 'мылом (пёнообпа^оЛтСИТеле Шли
столярного клея. Затем её разливают в ^еЛем) и П
формы из нержавеющей стали. Отливки вня«ЛЛИЧеские
в формах при 30-40= С в течение дв™ "А’але
формы снимают и отливки устанавливают м L,За,е»
дальнейшего высушивания в течение еще л« ₽0
Перед обжигом .изделия механически обоаб^?^
придавая, им^заданную форму и размеры 06^2 Т’
г Р°ИЗВОДЯ^ « ЙеЧаХ пеРиОДичесКого' действия Z
1600 С в течение 6 ч открытым способом или в муф Л?
Обожженный корундовый легковес характеризХ;
следующими свойствами: кажущаяся плотность Об-
1,0 г/см3; пористость 80-65%; предел прочности поИ
сжатии 75—220 кгс/см2;’коэффициент теплопроводности
при 800°С,' 0,7—1,8 ккал/(м-ч-°С).
На Семилукском огнеупорном заводе [Г96] для по-
лучения корундового легковеса применяют технологию,
несколько отличающуюся от приведенной выше. Соглас-
но этой технологии, при подготовке шликера используют
95% технического, глинозема (>98% А12О3) и 5% из-
мельченного мела. К этой массе добавляют 30% опилок
(<2 мм)7 Массу с опилками перемешивают в сухом
виде, затем добавляют водный раствор с. с. б. плотно-
стью 1,015—1,02 г/см3 да влажности 40—45% и переме-
шивают снова.
Литье осуществляют в металлические формы без
дна, которые после предварительного смазывания сме-
сью'керосина е парафином устанавливают на деревян-
ные щиты. Отлитые заготовки сушат сутки в естествен
ных условиях в формах, после чего формы снимают
заготовки оставляют на сутки на деревянных ш.
Затем их переворачивают на ребро (ребруют| и поь
приобретения ими транспортабельной проч]ности ук
дывают на вагонетки и направляют в туинельные су
ла с температурой горячего воздуха 1^
Обжиг заготовок, высушенных до Р максималь-
Ю—14%, производят в туннельной печи Р “ аДКа
ной температуре 1520е С « в“А^кеи’полученные но
кирпича составляет 15—19 /о- К Р юЩИМИ свойства
описанной технологии, облала^а^ДУ^80--1430о С при
ми: температура начала ‘деФ?Р 4_б теплосмен пр
давлении 1 кгс/см2; термостойкость 4 1300°С; во-
охлаждении на воздухе после нагрева
сть 55,3 54,5%; кажущйй
&*Лпредел^^ Пл°тность лоо
вдовый легковес находиХ, *атаа 26-S, v°’?2~
Жровке печного оборудовав Р?КОе Мнение n“ '
Йты и повышая .качество пб^’«увелачивая Дл ри
Частности, в результате исп^в^оД
L^eca ДЛЯ ФУтеРовки экспериментаИЯ к?РУнДового
.йре® отжига.-лрансформаторной стал”1*0** колпако-
Jom металлургическом заводе Вместп На Новоли-
3>силикатных огнеупоров, разрушалиуД°Вных и
3LeM влаги, произошло значительно*“Щихся с виде-
JBa выпускаемой трансформаторной сталГШеИИе каче*
При изготовлении легковесных изделий „
^ркояия исходным сырьем служат порошки
* „е менее 97,1% Х&О,+НЙ»;
ливают с 6 /о углекислого кальция, обжигают при тем-
иературе 1/00— 1/20 С (стабилизирующий обжиг), дпо-
йт, после чего измельчают в шаро'вой мельнице в’тече-
да 70 ч и отмывают соляной кислотой.
Шликер приготовляют из смеси, включающей 85%
стабилизированной и" 15% тонкоизмельченной моноклин-
№й двуокиси циркония (для повышения термической
стойкости готовых изделий). Шликер характеризуется
1 }H=2,5-i-4,0 и плотностью 2,3—2,5 г/см3. В качестве
пенообразователя *’ используют канифольно-клеевую
эмульсию. После перемешивания в лопастном сме<гил^
нолучаетсЯ пеномасса с .кажущейся плотностью ,
нОг/см3. Пеномассу. разливают в Ф°Рм^%гпга при
ржавеющей стали с поддонамй. Пос У Р
М)°С в течение двух суток с °™ивдополнительно?о
и устанавливают их на ребро Д ейная усадка
^Ушивания в течение двух суто . яет 15—20%.
Jh сушке изделия из этих масс вопои 16ОО°С линей-
•4® обжиге в периодических печах прные легкоВеснь1е
^Усадка составляет 20 0 следующие хара -
Шия из двуокиси циркония 00—2,3 г/см ; Р __
Диетики: кажущаяся плотно ’ прИ сжати
,.Ь 85 35o/of предел прочноег0дефРорм^
4?С/см2; темпера7Ркгс/см2, коЭФгфйменьшенйеМ П0‘
W при давлении 1 .^с/ лС). с yjSvpa яачала
j JJocth 0,25—0,4 ккал/(м ч температур еская
образцов проЧ^ОЕ“шаю«»-Хя(Р’^
5»чеиия под нагрузкой п° цярковия
#й)сть легковесов из Д=УоК"
рушаются при первой теплосмене) но л
существенным положительным свойством™ обладают
проводность, несмотря на большуюкажушу?
ность, значительно ниже, чем у корундовый Ся njW
вых и других легковесных изделий, полученнь^РИклазо-
тодом. Температура службы составляет• 200п“г Пеном*-
Пенометодом из шликеров изготовляют та™
стые изделия из окиси магния [1921 С непып е ПоРи’
ния гидратации окись магния предварительно У?еньШе'
обжигают при 1600—1650° С и измельчают ЖССуют’
плотность обожженной окиси магния увеличивает^
2,8—2,85 до 2,93—3,0 г/см3г а гидратация снижав с
5,5—6,0 до 4,5—4,7%. Еще большему снижению склон
ности к гидратации способствует добавка 2% с с б
Такое количество оказывается оптимальным. Двукратно
прессованную и обожженную окись магния дробят на
мелкие кусочки, которые измельчают в вибромельнице
в течение 60 мин. Полученный порошок имеет удельную
поверхность, не превышающую 5000 см2/г. Более тонко
измельчать окись магния не рекомендуется из-за увели-
чения гидратации с ростом ее. дисперсности.
В . качестве пенообразователя используют водный
раствор сапонина, который вводят непосредственно пе-
ред 20-мин взбиванием пены в мешалке. Добавка с. с.б.
увеличивает подвижность пеномассы и позволяет умень-
шить содержание в ней воды. При литье пеномассой,
содержащей 24% воды, заполняют разъемные металли-
ческие формы размером 230X150X80 мм с гипсовым
дном. Через 18—20 ч формы раскрывают, извлекают
полуфабрикат, который имеет влажность 10—11 л, и
высушивают его в течение двух суток при 18 20 С н
дырчатых металлических поддонах до остаточной вл
ности 2—3%. „„„„рких
После сушки изделия . обжигают в периодичес®
печах, работающих на ЖИАК^п1огпл^вевь1СдерЖкой при
подъемом температуры до 1650 С и выд р' едеиЫ
максимальной температуре 2 ч. В таол. анИЯ 06-
характеристики пеномасс и результата пеНокера‘
разцов на прочность при сжатии. Стру УР лйТЬем
мики из окиси магния, полученная ш £ от струкО"
по описанному способу, выгодно отлич„ й Методом
ры пенокерамики из окиси магния, п°лУпее количес?^
выгоревших добавок [198]. Преоблад фор«У я
пор в полученной керамике имеет округлую w
-ТЕРИСТИКИ ПЕНОМ *»\К* ПЛОТНОСТЬ, г/см3 3 Иэ окиси Таблица 14 МАГНИЯ [192]
»ofefx
обожженных
образцов
До обжига после обжига
0,64 0,60 73,5
0,81 0,89 0,80 1,00 64”’’ 40 90
0,96 1,20 60,0 2,5 2,9 4,7 153
1,25 1,40 55,0 210
1,28 1,50 52,5 270
140 1,70 48’6 — 300 400
даошные, без разрывов стенки. Такая структура гово-
рит о том, что керамика, изготовленная пенометодом
аутем шликерного литья при одинаковой кажущейся
иотности, отличается в несколько раз большей проч-
исть» при сжатии, чем керамика из окиси магния, из-
готовленная с выгорающими добавками.
Пористую керамику из карбида кремния без доба-
sok и с добавками изготовляют пенометодом [199]. Ис-
ходными материалами служат зеленый карбид кремния,
шический кремний и часов-ярская глина. Измельчают
;арбид кремния и кремний Дб получения удельной
йрхности порошков соответственно 9,1 леевая
Пенообразователем служит каниф^ от
5иУльсия. Свойства пеномассы и оор карбида
^личных факторов. Пеномассу добавками 20%
Фемния изготовляют без Д°бавС*^ образцы отлива-
,асов-ярской глины или 20 /о КР открытом пламени
Осушат, после чего обжигаю . дОбавок) или в
длительной среде (образам с
засыпке при температуре
|^»ад глины или кремния). „ увели®а«с
» всех образцов с Рос™“”ся пР°’"0С ™н”вобраз-
Проницаемость и снижется яз Тр«
к?НЬ1ми и термически ст мнИевой се> термо-
™’«ляются образцы »а "Р°’“°с„ор” ® пм0'
bito большей “^легковесные.^,Уко«Рые Ф»Р“У
кистью Обладают леГ* зКе
б°РУнда на нитридной,
ют по приведенной выше технологии [1991
ным в шихте принимают соотношение Si-Sir « Ималь-
ЖК иРаЗЦЫ °6“гаюГ2'3->
азота при 1450 С [193]. Во время обжига ? Среде
азотируется и превращается в йитрид Kd₽m„t Кремннй
зультате чего Получаются огнеупорные капби^ В р*’
вые изделия на нитридной связке. риидкРемние-
С применением шликеров производят пенена
перлитошамот [194, 195, 197]. Производство пенош? И
та сводится к следующему.' Исходные материалы °'
ну (68,5%), тонкоизмельченный шамот (267% ) Ип ЛИ’
янные через сито 4 мм опилки (4,8%) перемешивают^
добавкой воздухообразующих и стабилизирующих лобя
вок, вводимых в'количестве 55—60 кг на 1 т готовы
изделий. Образующуюся массу, которая содержит 66%
влаги, заливают в металлические формы, установленные
на деревянные, щиты. Массу сушат в туннельных печах
вначале в формах, на деревянных щитах, затем, после
удаления форм,— на ребре..*Продолжительность сушки
составляет 190 ч.
После сушки кирпичи обжигают в печах периодиче-
ского действия при 1350° С совместно с плотными из-
делиями. Цикл обжига продолжается 180 ч. После об-
жига кирпичи механически обрабатывают. Отходы гото-
вого продукта составляют 30%. Причиной брака
являются следующие недостатки технологического про-
цесса производства легковесного шамотного кирпича;
а) низкая текучесть формовочной массы, приводящая к
плохой заполняемости форм; б) низкая сырая проч-
ность, которая является причиной брака при ребровке
полуфабриката; в) образование трещин в процессе об-
жига.
С целью устранения этих недостатков перлитнуюте.,
нологию на многих заводах (Снегиревский, “од g
ский, Богдановский) заменяют шамотно-перли
[194, 195]. В состав исходных материалов здесь вход
50—52% глины, 35—37% тонкоизмельченного шам
и 13% вспученного перлитного песка. Ввод ®#а-
массе) перлитного песка [66% (объемн.)] Рез gaBOx
ет количество требуемых воздухововлекающи ыпнОй
и стабилизаторов, способствует снижению' в0ДСт-
массы шихты, по сравнению с шамотным Р gcTByer
вом, с 900 до 450 кг/м3 щ таким образом, с олОгй-
уменьшению влажности массы, улучшению Р
свойств й паРаметров
f качестве воздухововлетЛ^ехнодогическИу п«
LopoB на 1 л возДУшносухо?ИХ ВеЩеств и маб?°В’
>* сМ= раствора абиетата L пркме»"„гГ
'Севой эмульсии и 6-^75 Д з ’9'~15см3каишС „ 4
5 смолы МФ-17, ^’5 с«3 “’евиноф0Крам“аХ“»;
Массу готовят на установке гпп
пйзонтальных Мешалок,’ распогтДм Т0ЯЩей из двух го-
гой П94Ь В верхней мещадке приготовпДЙа под дру'
ый щликер перемешиванием в течен^ я TJ вспенен*
дастной мешалке (110 об/мин) глиТ^ 8~ 2 мин в л°-
бразователей. Здесь шликер nnXTn’Шамота « «ено.
Юность 0,52—0,56 г/см3; П?риЙ
поступает в нижнюю мешалку (25^?о S самотеком
в течение 8 12 мин получают формовочную массу с ка-
жущейся плотностью около 0,48—0,52 г/см3 ^влаж-
ности 49—Ь2и/о.-
Массу заливают в металлические формы, установ-
ленные на деревянные щиты. Для облегчения отделения
кирпича формы Омазывают отработанным компрессор-
ным маслом, а щиты посыпают древесными опилками.
Сушку производят в туннельных сушилках в течение
42—56 ч. Высушенный до содержания 1—2% влаги по-
луфабрикат устанавливают на ребро и обжигают в тун-
нельных печах [194].
Качество обожженных шамотно-перлитных кирпи-
чей соответствует предъявляемым тРе^°вани™9 _?^з'
Упорность 1710° С; кажущаяся плотность
кажущаяся пористость 81—83%; прадвл др°4ОБОДНости
«атии 10—14 кгс/см2; коэффициент тепЛО"§69Д075,
«РИ 400, 600. и 800° С —соответственно
Ш-0,051 и 0.40-0,042 ккал (М'Ч- С1а меньшеуса?.
Ra шамотно-перлитных изделии в д р о-жекажущеи-
1511 Шамотных легковесных ^зде номет0дом с добавкой
t5> плотностью, изготовленных пеномет
^весных опилок.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Оборонгиз, 1963. 240 саТил. авиационных Двигателей м
I 339-34, ’
№.. Госэнергоиздат, 1961. 400 с с ил₽ с их изДелии. Изд. ,е
4. Фрейндлих Г. Тиксотропия. М ГОНТи юча
5. Серб-Сербина Н. Н.,Ребйндер П А’ S’ 100 с’ с Ил-
1948, № 10, с. 223 с ил. Р ' А'~ «Колл°ВДный журцш
6. Пивинский Ю. Е., Ромашин А Г тсп ’
таллургия», 1974. 264 с. с ил. ’ ' рЦ я керамика. М., «Me-
Т. Галинкер И. С., Медведев П. И. Физическая »
мия. М., «Высшая школа», 1972 298 с с ил коллоидная хи-
8' 574°еЧЙ?ипС‘ С КуРС КОЛЛОИДНОЙ химии/ М„ «Химия», 19б4
9. Пивинский Ю. Е.— «Огнеупоры», 1972, № 4, с. 52—57 с ил
10. Пивинский Ю. Е,— «Стекло и керамика», 197i №6 с 34—47
с ил. ’ ’ °'
11. Шищенко Р. И. Гидравлика глинистых растворов. Баку АзнеЛ
теиздат, 1951. 136 с. с ил. v
12. Попильский Р. Я., Кондратов Ф. В. Пресссование керамических
порошков. М., «Металлургия», 1968. 272 с. с ил.
13. Smith W. О., Foote Р. D., Busang Р. Г,—«Phis Rev.», 1929, v 34
р. 1271—1274. -
14. Пивинский Ю. Е.— «Стекло и керамика», 1969, № 9, с. 25—29
15.
16.
17.
с ил.
Дерягин Б. В.— В кн.: Сепарирование сыпучих тел. М., Изд-во
АН СССР, 1937, с. 100—110 с ил.
Процессы керамического производства, М., ИЛ, 1960, 278 с.
с ил-
Herrmann Е. R., Cutter J. В.— «Trans. Brit. Ceram. Soc.», 1962,
v. 61, № 4, p. 207.
18. Добровольский А. Г.— «Порошковая металлургия», 1969, № 4
с. 94—99 с ил. 7 „ _
19. Будников П. П., Гузман И. Я., Ливийский Ю. Е — «Огнеупоры»,
1968, № 5, с. 60-62. № ]2
20. Добровольский А. Г.— «Порошковая металлургия», 19оо, J - >
21. Va^V.^j. Phys. Colloid. Chem», 1952, v. 52 p 300-309.
22. Moony M.— «J. Colloid Sci», 1957, v. 12. p. 243—251.
23. Rutgers J. R.-«RheoL Acta», 1962 v. 2, № 3’305™ЛОГИЧе-
24. Караулов А. Г., Гнатюк Г. Е — «Теоретичес еталЛургия»,
ские исследования в области огнеупоров», М., «метал у?
1967 (Труды УНИИО, Т. 10), с. 22-26 с ил. 1971. 440
25. Жужиков В. А. Фильтрование. Изд. 3-е, М., «ли
с. с ил. . „ о П руководство
26. Григоров О. н.-, Карпова И. ф-' М,-Л, «Химия»,
к практическим работам по коллоид
1964. 328 с. с ил. т Дт₽г Ceram. Soc.». 19S/’
27. Adcock D. S., McDowall J. C.—«J- Amer. C
40, № 10, p. 355—360. R Bd 91, № 20, S’ >964
28. DaZ P. Н.Улеега ТР'.—«Sprechsaal», 1958,^_Bd Soc.», 1964.
29. Deacon R. F., Miskin S. F. «Tr
v. 63, № 9, p. 473—476.
«.<«СануссШЙ9Т?гЛйН ц г
$СМ.М« Broe =
ф- -
с ~-
^фиМЮн матер™ „ри JW-
₽» Х-.ода л 1956)' М;
‘i« "°7ГвеВп°Л>>Н;ТИТ”а’ W2 2U Гс'?3*-.» Львов-
А. В. Вода в коллоидных ™<ч«. с' ®л-
НИИ колл, химии, 1934. 60 е. с ил мах' изд-во ГОС
Chem- Socj>- >967, № ю D ln?fi
• фт“°-м“тк»“ о«»«м 4b«2 м„ ил, ,959.
.fylley ^-«Reinhold. Pub. Corp.», N. Y„ 1943, № 4 ..
1ТСТз5-№- *
\fteundlich K—«Kapillarchemie», v. 2, 1937, Bd 2, S 10
^°]73Л^СсИил^' Шликерное литье.’м., ’«Металлургия»,
^Thompson J. Mellett Research NBS», 1939, v 23 № 2
p. 319. - ’ ‘ ’
Щдюлев Г. В., Щукарева Л. А.— «Стекло и керамика», 1953,
№7, с. 15—16 с ил.-
S Тресвятский С, Г., Черепанов Г„ К- Высокоогнеупорные мате-
риалы и изделия ид окислов. М., Металлургиздат, 1957, 246 с.
i-Кшига П. Литье циркониевых огнеупорных изделий. М„
«Металлургия», 1964, 67 с. с ил.
,4 Гребенюк A. A.t Журавлева 3. И,— «Огнеупоры», 1959, № 7,
с. 319—325 с ил. . ,осл ьь tn
ррорлов А. Г., Усатиков И. Ф,-«Огнеупоры», 1964, № »«,
университету. CepiH
Я—Л.
( д, Госстрой-
L са^36—440 с ил. „ - ,поК »' 1Я № 2 р. 65.
Ш-Лоя Н. K.-«J. Amer Cer. Soc », 1935 18, Р
•йегге Р. Amer. Cer. Soc.», 1955, v. 34 л p
Murray P._ «Claycraft», 1952, v. 26, № 1,
|Murray p._ «claycraft», 1952 v. 26, № 15^овая металлургия».
Щменко Б. В., Шумовская Е- Ф.-т«110Р°
d972-№ 10, е. 52—56 с ил. „п.-гник
^««нко- Б. в, Колесник В, О,—«Вкн
1972 № 13) с. 53-56 с ил- применение,
Цинков П. П. Гипс, его исследоваии
1>йиздат, 1943. 377 с. с ил. огнеупоров.
£ников П. П. Технология керами 7
3. £ат- 1962. 707 е. с ил СтекЛ0 и керамика ,
11 ^°e А. С., Сладкова Т. В. Soc >) 19о8.
! »;6сил. х —«J. АшеГ- ь
v Weber В ’ Schwarts М. Ceram;c invastj-
' 5^7LP'/3^Greham L *е1ЬоГПв
Wsity Press, 1958.
61. Полубояринов Д. Ц.. Балкевич Б Л гг ’ ’ V’ 46> 7
глиноземистые керамические и -orw₽vn«I0Пильский Р, a R
стройиздат, I960. 114 с, с ил. ^^ориые материал*
62' оповЛуШКМЙ- И-‘ М- Спеченный 'Корунд М Га ’
209 с. с ил,-. Л^руид. м„ Госстройизлэт
63. Шулико Л-.' Ф-Г'Полубояринов Д Н-«т « ’ 961
рамика). М., Госстройиздат, 1958/вып 13^0 <ФИиСтМхе
64. Полубояринов Д. H.t Ершова Р Р' т7 с' 10~15-
делеева). М Госхимиздат, 1949,'вып.^б^с (К? им‘ Ме"
65. Каинарскии И- С.., Дехтярева Э В , Орлом’И г ®*
поры»; 1966, № 2, с. 45-51С ил. Р Г’ а ДР—«Опку.
№: №iz/"i3 ':Hudsm г~ Си- s«- вин», 1964
С-«Огн.угары.,
68. Богородицким Нс П.,г- Кальменс-Н.- В. —Радиокерамика М_т
Госэнергоиздат, 1963. 554 с. с ил. '
. 69. Методы исследования- и контроля -В производстве фарфора
_ фаянса. М.; Легкая индустрия, 1971, 432 -е. е ил. Авт.; И. Я. Юр-
чак, А, И. Августинин, А, С._..Запорожец и др.
.70.. Куколев Г. В.% Пивень И. ЯД Заика Р. Ё. и др.~ «Огнеупоры .
1968, № 8, с. 1—4 с ил. '
71. Попильский Рг Я., Галкина^ /А /7%-. «Огнеупоры», 1960, № 3, с
137—142 с ил,
72. Шерман Я~ И. Производство', санитарно-технической керамим.
’ . М„ Промсуройиздат, 1963. 127 с.-с ил.
ТЗ.Августиник А.- И. Керамика.. М.,- Промстройиздат, 1957. 406
74. Деркач В.Д., Дацюк И. .-С. "Электромагнитные процессы обог •
щения. Свердловск — Москва, Металлургиздат, 1947. 268 с. с ил
75. Юрчак-И. Я., Энтелис Ф. С., Шварцман Э. Р- и 6р.—«Стекло .
керамика», 1969, № 8, 0. 30—33 сил. ~ «Огнеупоры.
76. Кайнарский И.- Д, Караулов А. Г., Гнатюк Г. Е. Юте} Р ,
. -1966, № 5,.с. 46—51 с ил. • а т₽хяотогиче1
77. Караулов А. БД Куколев Г. В.— ^Т®°Р®ти^есХтаЛлУргия, 19651
ские исследования в области огнеупоров . М,
(Труды УНИИО. Сб. № 8). с,-167—179 с ил. Огче|
78 В., Царе^ В^ Ф.. 3. В. «
™ ™ технологии КР«»“'
• frVywpoaX Л—IW"^
81. Практикум по технологии ер Бакунов, В- л-
дат, 1972, 351 с. с ил. Авт., в- . ]9б8
И. Я- Гузман и др. л «Стекло и керами -
82. КвятДая К. К., Шмая Л. В.-^-к
№11, с. 31—33 с ил /иНИИСтройкерамика;-
83. Федорова Т. _Х-—• *ТРуЛ}*с з__7 с ИЛ. , _ 184- ,95?"
стройиздат, progress», 1962, v. 82, .№ ^ePpaMliKa»,
84. Hankes M.-~ Prog p _ «Стекла й K p
85 Элькинсон P. 3. Тумана
№ 6, c. 7—12 с ил.
. ф^нштейн Х'д. -<ерамика
' ф^кенштгйн. П. Д.—Ъ кн л СТ6КЛо»> 1939, № д, с. 12_,
^Ш^овых изде-
tZ G; Dennis Л'«J. Am el” l973> № 6 p°ia ил' '
Aff S.,2902380^‘195().“PreSented Л Atomic Ene^V 10’
*• m . Us. R^o
I, A., Wiliams £. u ReP°rt MO
Gainer T-‘ Garter J.— «J. дт £ ’ ~ $ОСЛ1963, v.46 №7 n aqi
$ Wiiel W. Berrdix £orp. U. S: 2962790^960 № ? ’’ P
' {^оневич H, К— «Стекло и Керамикам^ № $' 5'
Л до - - 1ТОв| № 4_ с 30_35 с
\ Кайнарский И.С\ Малиновский К. Б— «о™,
, 1958, № 4, с. 26—30 с ил.: «Стекло й керамика»,
? Соломин Н. В.,? Царев. В..Ф.,-:Пивинский Ю Р п
; 1973, № 10, с. 56—59.с ил.5 ’ Е'~ «Огнеупоры»,
.y^ndrevs J. М.^ Collins А. Ц., Cornish Р.~«Proceed British Гвгят
Soc.», 1969, №12;- р1"2И-»-229л ' ‘ r sh Cerara
.у, Mine М.^- «L’ihdustrier Ceram»;: 1966, № 581, p. 19—31
i Грибовский Ц? О. Керамические твердые схемы/ М, «Энергия»
1971, 448 С.сИД. ’
51. Taylor Н. D.—«Ceramic’ Age», 1962,’№ 78, р. 30.
,ft Taylor Н. D>. —г «Am. Cerl .Soc. Bull», 1966, № 45, p. 768.
< Кислый П. С.,. Кузенкова «Порошковая металлургия».
1965, с. 45—49 с ил.
К. Бутт Ю. -М., Дудеров '.Г, Н., Матвеев И. А. Общая технология
силикатов JVl.^ Госстройиздат, 1962. 362 с, с ил.
Ж. Мишкинд С, Д,~^ «Стекло и керамика»* 1966, № 1, с. 44-
37 -Си
> X. Слободкин Л.. ^.Ларионов Й ’£ Контактный масоообмек при
термообработке'-технической керамики. Мин , ук
ника», 1969. 146 с. с ил. - 1QR7 до, 9 с 18—21 с ил.
^Ахъян А. М. — «Стекло л кеРами^а>1^\аяНсовых изделий и
^Глассон В. В.^В квЛ «Литье фарфоро-фаянсовых
. капселей». М., Гизметпром, 1939 1Ш всКИЙ химико-
4 Куколев Г» B.j Пивень И- Л- ' ) Т 6, Киев, ГОНТИ
технологический институт им. С. М- г
еЛССР, 1947, с-204-210 с ил й Храмика», 195.
Г-Куколев Г. В., Пивень И,
I,, » Ю, с. 27-28 ем. ' „ «.
у^олев Г. В., Мартынова _ -еда» «
!{, Рамика», 1967, № 12; ё. 24—„ уекнева А- К-
। Околев Г. В., Мартынова В керамика», 1968,
’ilj уВРамика», 1971, № 7, в. 39—41 с ^Сгекло и кер
*°Рьков П. Н.; Кривоносова р- ‘ «Стекло И ке-
ИЛ 10, с. 40-41 с ил. в г Карапетян М А.
?бРамян А. В., Арамян В. D, п11Ленность Армении ,
15. 5амика», 1967. № 8. е. 24-26 #ПррмыШ /вНИИо).
: и№*ян А. В., Арамян В. i трУды» (Внилиь
'« >. № 4 с 27-29 с ил. »_ .Научнее W
Дбечюк А. А., ЖуР^влее& о.
' *• М., Металлургиздат,
117. Минько*#. Я, Виноград
1WoPb», 1971, № 7. с 39-4^' В" МакаРова Т г *
118. Гаоду А. Н Пьяны* Ил- ' С* и др.-^
119 /769’л6 2’ С' 45~47’ е ил Л‘‘ %ергапУЧкая Л. д 0
119. Полубояринов Д. н., Майей А д ’ °ГНеупоРы»,
120. РреТенюк^А9'А’’ ^стройиздатЛэб^с’^^14 им- Мен.
fVHWwm т n .Журавлева 3 И т, * с ил.
121- 2"“^' и.с !»™ns. тру““
122. Й=*И фН™На’«Т' * * 6 29
давдат, 1963, «. 1о215 СУ™’ (УНИИ0>- Т. 7, М„ Мета,
123. Маргулис О. М.— «Металлургия и
194 Т™*' W 2’ с- 42 с ил Г0РН0РУДная промышлен.
124 Караулов. А. Г.-«Огнеупоры», 1963,
о-
IА- И—‘с™° «ерампка», l968, Ks
№ 4, q
«Огнеупо-
127. Уськов И, О., Уськова О. Г.— «Науков! записки Кшвського'
сРилеТУ Т' Г' Шевченко»' Т* 16> КХ
128. Караулов А. К, Гнатюк Г. Е. — «Научные труды» (УНИИО) 1
10. М., «Металлургия», 1967, с; 22 с ил. ’
Августиник А. И., Вигдергауз В. С., Журавлев Г. — ЖПХ.
1962, № 10, с. 2175—2180 с ил. . ,
Кайнарский И. С„ Караулов А, Г., Гнатюк Г. Е. — «Коллоидный!
. 129.
130.
131.
132.
133.
134.
135.
журнал», 1967, т. 29, № 6, с. 810—814 с ил.
Августиник А. И. Козловский Л. В. — «Научные труды (ЛГИ
им. Ленсовета)», т. 7, М., Госхимиздат, 1959, с. 15—18 с ил.'
Полубояринов Д. Н. — «Труды» (МХТИ им. Д. И. Менделеева).
Т. 19, М., Металлургиздат, 1954, с. 133 с ил.
Сметанина С. С., Сорокин И. С., Тараева Т. И. и др. — «Стекло1
и керамика», 1971, № 7, с. 39—41 с ил.
Майер А. А. — «Огнеупоры», 1956, № 3, с. 139—140.
Кайнарский И. С., Караулов А. Г., Гнатюк Г. Е- — «Огнеупора
1967, № 5, с. 36—42 с ил. .. п «
136. Thirion М. Z. — «Jnd. Ceram.», 1958, № 498 р. &V№
137. Новиков А. Н, —Бюл. научно-технич. информации вин
1957, Ks 3, с. 9—12 с ил. ,ПгНетпоры '
138. Рутман Д. С., Таксис Г. А., Торопов Ю. С. и др. - «О >
1971, № 1, с. 36—41 с ил. пв„,₽ткя металлов. М
139. Новиков И. И. Дефекты кристаллической решетки
«Металлургия», 1968. 188 с. с ил. № 269, р. 159.
,40. вге^ау И. - <Metaltag»».№ '’«I*
141. Усатиков И. Ф. Авт. свид. № 160872, 19b ,
знаков», 1964, № 5, с. 10. И Г я ДР -"*®^
142. Кайнарский И. С., Дегтярева Э В. Орлова И. Г.*Я>
упоры», 1965, № 11, С. 27—32 с ил. и др- — *
143. Кайнарский И. С., Орлова И- Г., ^Р0 ,
неупоры», 1965, № 12, с. 28 33 - . с. « дР-^
144, Пермикина Н. М., Семкина Н- В->
упоры», 1971, № 11, с. 37—41 с иЛ.
\ Воронин Н. И., Чуракова Р.’с.~
- Кунолев Г. В. Химия кремния и a
ПР°мстР0иизАат> 1951. 616 ? И *изическа« .
& Л В., Караулов д 7' с ХйМи« силикатов
2, с. 215—218 с ил. ' *~~ «Доповцц дн
гдллнга Г. П., Колбасова В. А п У₽СР», 1961>
•7'упоры». I960 №7, с. 324—329 с на°Лубояринов Д. Н
л попильскии Р. .Я., Акопов ф д' _ ' не-
^с. 5(р~54‘ ом н * ГНеУпоры», 19б9 № j
‘ (УНИио)-т-з- -
»^Ap“g0S С-^ » tae,. SB. So„, 1ж,
'i Corvel R*» Eyerly G, — Аш Cpr Qa
'л Cowan R., Stooddart S., Nuckolls 'd 2'«’i 9f3, V6’№ 4> P-137.
у 41, № 2, p. 102. U' ~ «J- Am. Cer. Soc/ 1962,
a V S(e-J951, V. 40, № 12, p 748
'47-49 сил. ” ”• ' ^ОгнеУпоРы». 1967,' № 1,
Ю' Е" Г°РОбеЧ Ф‘ Т'~ <<ОгнеупоРЬ12'’ № 8, 1968,
1 Новые материалы,- получаемые методами порошковой метал-
I лургии. Пер. с нем. М., Металлургия, 1966. 156 с с ил
. -.Иванов Е. Г., Филиппов А. Ф„ Миньков Д. Б. — «Огнеупооы»
1966, № 5, с. 27—29 с ил. ' У Р ’
И Августиник А. И., Дроздецкая Г. В., Орданьян С. С. — «Порош-
ковая металлургия», 1970, № 10, с. 90—94 с ил.
.5. Розенберг Р. Г., Марголина Т. М„ Центер С. М. и др. — «Стекло
I и керамика», 1971, № 1, с. 37—39 с ил.
Д Mullet К- Metallische Spezialwerkstoffe, Berlin, Akademie Verlag,
I 1963, S. 78. c „ c
II. Самсонов Г. В., Добровольский А. Г. — «Огнеупоры», 1966, № 6,
с. 55—59 с ил. , , ,., .
i Masson R. С., Witeway S. G., Cillings C. A. — «J. of the Am. C .
, Sot, Bull», 1963, V. 42, № 12, p. 745. M^fallurav
iHausner H. Report № 40-8665, Proect Sh.P.JnasS£ Infogy
and Ceramics, U. S. Atomic Energy Commision, Technical
mation Cervice Extention, Oac. R>dp/JtTFdited bv Leszynski,
'•Pausner H., Poster A. Powder Metallurgy,
i960, p. 461—506. _ ,лдо 07 с. с ил.
В. К. — В КН.: Керметы И^> J talfurgische verfahren.
^ebsc/i J. Neue werkstoffe durch Pu
, Akademie Verlaffi 1964. 150 S. .. iqkq № 8, P* 353.
H\ —«Powder Metallurg Bulb, 1958^ B
^бровольский А. Г., я c. 2—6 с ил. 4,
t ^Шковая металлургия», 1967,„гк'овая металлургия»,
Э.. ЛеСня1 X,- «Пор»™33’ c„,ing
lb'85—109 с ил. . л investigation of the R, RepMt
' ?E>ism a/apP^ to ‘Stainless steel Pow
" S,ip ° , И ф.^ X- *-Лгвд"₽в’'
I fecoea А. Ю., Зинько 3. >
71. № 3, c. 57—60 с ил.
174. Митина Н. Г., Зубатова И » »
>75. 3- 3 »
177 пУР/[ИЗДаТ’ 1965^.2^йуЧНые ТРУДЫ (УНИО)» т 8 м
чг. Добровольский А г т~. _ ‘ °- М, мРт,
1969?п”рО^н°^'Й“ IV
;;; с^. 1
179. Финкельштейн И.'м «Плпк^ 101"~102 с ил Р‘ *ПоР01“ко-
1СП с-40-44 с ил. Ш°Р°Шковз« металлургия» j972 м
180. Финкельштейн И. М.^Ппп™ ’ 1 № 7’
°-96—99 с ил. ₽ ковая металлургия», 1974 »» .
81. ГаРи^ ф. с.. тптв Г, ,972> м в
183. eSSUfi, кГп* * " р. га
лургяяэ, 1973.399 с с ил у плавкие покрытия. м„
184 А Л. Salf F. у.^АЛррГ.СЬш^ 1965,
182.
185. Ortner M. — «Plating»^ 1964, у. 51.,p. 9.. _
186. Белопольский M.- C.— Стекло й’ керамика», 1966, № 2 ь M
С ил. *
187. Baskin J., Arenberg С.р Handverk J. —«J. Am. Cer. Soc.», 19tt
v. 38, № 7, p. 345. - .
188. Swica Z. Metall Fiber Renforced Ceramics, PB. Pept 161481, US.
Covt. Research Repts, 1960, v» 33, № 6, p. 653.
189. «Жаростойкие и теплостойкие покрытия». Л., «Наука», 1969.
Тр. IV Всесоюзного совещания по жаростойким покрытиям.
190. Андриевский Р.,Л.-Пористые металлокерамические материалы,'
М„ «Металлургия», 1964. 187 с. с ил. „
191. Красотин К. А., Миньков Д. Б., Виноградова Л. В. и dp.-w
неупоры», 1970, № 8, с. 5—7. м. о <• SO-
192 Носова 3. А., Любина Т. М.—«Огнеупоры», 1968, А» 4 с.
193. Гузман И. Я., Панкратова В. С., Александровская О. В.
неупоры», 1970, № 7, с. 48—51 с ил. „ & — «Огне"
194. Мухин А. А., Мильченко Р. С., Гольдинова Р. Я. и др.
упоры», 1969, № 10, с. 1—4 сил. „ И др _<ОгяеупоРы’-
195. Файн И. А., Каменецкий С. П., Юзвук Д.п. к
1970, № Ю, с. 10-13 с ил. __ «Огнеупоры», 1969.
196. Конецкий Н. В., Милыиенко . _<Orse-|
197 Файн^Й. А., Каменецкий С. П., Рабинович М. A j
' ™». 1968 МИ. <£? ^<01,еуЮры». 1«* » ‘‘
198. Гузман И. Я-> Серова j-
с ил. . , о _____«Огнеупоры»»
199. Гузман И. Я-, Морозов
с. 588—561 с ил.