Литье в гипсовые формы. Гипсовые формы с кремнеземистыми и кремнеземисто-асбестовыми наполнителями

гипс переходит в модификацию намертво обожженного гипса - ангидрида CaSO₄, который практически не реагирует с водой. Дальнейший нагрев (750 - 800^ОС) приводит к образованию так называемого эстрих-гипса. Гипс частично разлагается с образованием извести - CaO. Дальнейший нагрев увеличивает в гипсе содержание извести.

Для использования гипса в качестве материала для заливки цветных сплавов следует использовать высокопрочный гипс. Так, в зарубежной практике используют гипс с пределом прочности при сжатии 500-1000 кг/см², наша промышленность, согласно ГОСТ 125-79 - не менее 250 кгс/см².

В зависимости от предела прочности при сжатии различают следующие марки: Г-2 -- Г-7, Г-10, Г-13, Г-16, Г-19, Г-22, Г-25. Минимальный предел прочности каждой марки вяжущего должен соответствовать значениям, приведенным в табл. 125.

125. Прочность гипсовых вяжущих

В зависимости от сроков схватывания различают виды связующих (табл. 126).

126. Сроки схватывания гипсовых вяжущих

В зависимости от степени помола различают виды связующего (табл. 127).

127. Степень помола связующих

Пример условного обозначения гипсового вяжущего: Г-5АII. Гипсовое вяжущее с прочностью 5.2 МПа со сроком схватывания: начало - 5 мин, конец - 9 мин и остаток на сите с размером ячеек в свету 0.2 мм - 9%, т.е. вяжущее марки Г-5 быстротвердеющее, среднего помола.

Для изготовления моделей, пресс-форм, фальшивых опок и т.п. возможно применение всех марок гипса с нормальным сроком твердения для изготовления литейных форм рекомендуется применять высокопрочные марки тонкого помола с нормальными сроками твердения.

1.2 Огнеупорные наполнители

В качестве наполнителя были опробованы различные типы огнеупорных материалов: кремнеземистые, алюмосиликатные, глиноземистые, магнезиально-силикатные, цирконовые и др. Наилучшие результаты показали кремнеземистые огнеупоры - аморфный и кристаллический кварц, кварцевый песок, кристобалит, а также динас и асбест. Именно эти огнеупоры наиболее часто используют при изготовлении гипсовых форм по постоянным и выплавляемым моделям. В зарубежной практике применяется исключительно критобалит, а в отечественной его заменители - динас или асбест.

Учитывая отсутствие в странах СНГ развитых запасов кристобалита и его промышленной добычи, в отдельных случаях прибегают к искусственному получению кристобалита из кремнеземистого сырья.

1.2.1 Асбест

Асбест или асбест-хризотил (ГОСТ 12871-93) состоит из смеси волокон различной длины и агрегатов и представляет собой гидросиликат магния (3MgO×2SiO₂×2H₂O). В зависимости от длины волокон, асбест подразделяют на 8 групп - от группы 0 до группы 7. В свою очередь асбест групп 0-6 делится на марки в зависимости от его насыпной плотности.

При нагреве асбест теряет адсорбционную воду, большая часть воды выделяется при 360^ОС. При 600-800^ОС асбест полностью обезвоживается, становиться непрочным, хрупким и легко растирается в порошок.

Способность асбеста расщепляться на тонкие волокна приводит к созданию каркаса в гипсовой массе, который воспринимает значительную часть нагрузок, действующих на форму в процессе ее изготовления, сушки и заливки металлом.

Распущенное волокно имеет высокую прочность, поэтому при использовании асбест первоначально активно распушают, а затем смешивают его в сухом состоянии с другими наполнителями гипсовой смеси.

При изготовлении литейных форм рекомендуется применять асбест 6-7 групп. В табл. 128 приведен фракционный состав асбеста 6 и 7 групп. В качестве сравнения приведен тот же состав для асбеста нулевой группы. Не рекомендуется использовать асбест 0-5 групп, так как при этом гипсовая смесь теряет текучесть и затрудняется заполнение узкой полостей в модели.

1.2.2 Кремнеземистые огнеупоры

В зависимости от химико-минералогического состава огнеупоры подразделяют на 5 марок (табл. 129).

В зависимости от зернового состава кремнеземистые огнеупоры подразделяют на классы (табл. 130).

Огнеупоры 1-4 классов, если отсутствуют огнеупоры более мелких  классов, следует  размалывать в мельнице с нежелезными

128. Фракционный состав некоторых групп асбеста