Изготовление безоболочковых керамических форм
Экспериментально установлено оптимальное соотношение фракций: 10-12% фракций крупней 0,1 мм, около 75% — от 0,1 до 0,06 мм и самой мелкой фракции около 15%. Фракции крупнее 0,2-0,3 мм служат причиной пониженной прочности; между крупными зернами остается воздух, и, особенно при центробежной заливке, металл проникает в эти пустоты. Отливки в таких случаях получаются с грубой поверхностью и наплывами. Кроме того, при большем количестве крупных фракций в смеси существенно неравномерна прочность форм, что вызывается различной скоростью осаждения керамических частиц при уплотнении смеси вибрацией (встряхиванием).
Более крупные фракции собираются внизу, вследствие чего нижняя часть формы получается менее плотной и имеет низкую прочность. Если форма будет неплотной в зоне литниковой воронки, может возникнуть засор в отливках.
При оптимальном соотношении фракций тоже нельзя предотвратить скопление внизу крупных зерен при вибрации. Этот недостаток можно устранить, если смесь содержит крупные фракции материала с меньшим удельным весом, чем у мелких фракций.
Указанному условию удовлетворяет комбинация двух огнеупорных материалов — кремнекислый алюминий (крупные фракции) и циркон (мелкие фракции) или силлиманит и карбид кремния. Существенное значение имеет также содержание побудителя гелеобразования, так как от этого зависит скорость образования геля Si02, обволакивающего зерна твердой огнеупорной составляющей формовочной смеси.
Важно, чтобы оболочки связывающего геля на зернах были одинаковой толщины. Слишком толстые и неравномерные оболочки связывающего геля будут при сушке давать усадку, что приведет к растрескиванию форм.
Скорость гелеобразования, зависящая от рода и количества побудителя, должна находиться в соответствии с зернистостью смеси и со скоростью осаждения зерен.
Для крупнозернистых смесей целесообразнее иметь более короткий период гелеобразования, чем у мелкозернистых, осаждающихся медленнее.
Это подтверждают эксперименты с формовочной смесью из молотого кварцевого песка, литейного песка KЦ1 и 20% метанолового.
