PRECYZYJNE METODY WYTWARZANIA MODELI

1. Krzemian etylu - spełnia rolę spoiwa, ważne przy wielu rodzajach odlewania precyzyjnego, w tym metodą wytapianych modeli.

Uzyskiwanie:

SiCl₄ + 4C₂H₅OH ==> (C₂H₅O)₄Si + 4HCl (działanie alkoholu etylowego na czterokrzemian chloru)

(C₂H₅O)₄Si + 4H₂O ==> Si(OH)₄ + 4C₂H₅OH (hydroliza monoestru (C₂H₅O)₄Si dla uzyskania właściwości wiążących)

Si(OH)₄ ==> SiO₂ + 2H₂O (ze stanu koloidalnego [zol] żeluje z wydzieleniem krzemionki)

Koloidalna krzemionka silnie wiąże ziarna osnowy, można przyspieszyć proces żelowania amoniakiem lub solami amonowymi.

Zhydrolizowany krzemian etylu jest stabilny przez 48 godzin, później postępuje żelowanie, wzrasta jego lepkość i pogarszają wiążące właściwości spoiwa.

2. Metoda wytapianych modeli:

Przebieg: wosk wtryskiwany jest do matrycy (rodzaj formy na modele do wytapianych) z metalu lub innego tworzywa - tworzony jest pojedynczy model modele są łączone w tzw. "choinkę" (skupisko modeli przymocowanych do modelu układu wlewowego) wytwarzanie ceramicznej skorupy formy na "choince" (konsystencja gęstej śmietany - drobnoziarnisty ceramiczny materiał + krzemian etylu po nałożeniu ceramicznej powłoki forma pokrywana jest piaskiem, odczekuje się aż substancje się zwiążą ponowne zanurzenie w ceramicznej mieszaninie i pokrycie piaskiem (powtarzane 3-5 razy) wytopienie woskowego modelu wewnątrz formy wysuszenie formy (200^oC) i wyżarzenie (900-1000^oC) - związanie materiałów formy i wytopienie resztek modelu

Charakterystyka: stosowane są jednorazowe modele, które następnie ulegają zniszczeniu, nie trzeba ich wyjmować z formy (ulegają np. wytopieniu) - pozwala to na wytwarzanie form bez podziału możliwość uzyskiwania bardzo skomplikowanych kształtów poprzez łączeniu wielu prostych elementów w jeden lub stosowanie rozpuszczalnych rdzeni materiały stosowane na modele: wosk pszczeli, wosk Montana, parafina, cerezyna, stearyna, wosk polietylenowy (mogą być kruche, ale nie mogą odkształcać sie podczas wykonywania formy) formę można zalać metalem zaraz po wykonaniu wybicie odlewu polega na rozbiciu ceramicznej formy zapewnia dużą dokładność wymiarową odlewów, dobra jakość powierzchni, oszczędność w obrabianiu plastycznym zalecana do: odlewów z tworzyw trudnoobrabialnych i o wysokiej temp. topnienia, do drobnych odlewów (np. biżuteria) łatwa do mechanizacji wysokie koszty oprzyrządowania

3. Odlewanie w formy skorupowe

Przebieg: na podgrzaną do 220-280^oC płytę modelową narzuca się mieszaninę piasku kwarcowego i żywicy syntetycznej, która w wyniku utwardzenia wiąże piasek tworząc skorupę po narzuceniu masy, podgrzaną płytę modelową wsuwamy do pieca o temperaturze 300-350^oC po wyjęciu otrzymujemy połówkę formy, łączymy ją z drugą połówką i przygotowujemy do zalewania ze względu na możliwość odkształcenia formy po zalaniu, sklejone formy skorupowe łączy się w zespoły i obsypuje piaskiem lub śrutem metalowym istnieją dwie metody wykonywania form skorupowych: proces C (Croninga) i D (Dieterta) proces C: płyta modelowa nakładana jest na górę zbiornika wypełnionego masą formierską, następnie zbiornik obracany jest o 180^o, masa formierska przylega do nagrzanej płyty, pod wpływem temperatury utwardza się przy jej powierzchni i powstaje skorupa proces D: masa formierska jest wdmuchiwana na rozgrzane płytę modelową i podkładkę, proces ten jest szybszy i ma o 30% większą wytrzymałość formy skorupowej (dodatkowe zagęszczenie masy poprzez jej wdmuchanie pod ciśnieniem) w celu oddzielenia płyty modelowej od formy stosuje się oddzielacze np. oleje silikonowe i wosk Montana (wpływa korzystnie na gładkość powierzchni odlewu

Charakterystyka: do wszystkich stopów odlewniczych (od stopów aluminium do staliwa) duża gładkość powierzchni formy, mały opór przepływu metalu - możliwość wykonywania odlewów o skomplikowanych kształtach masa formierska do form skorupowych: czysty piasek kwarcowy + żywica syntetyczna (fenolowo-formaldehydowa typu nowolakowego [żywica SK] lub fenolowo-krezolowo-formaldehydowa [spoiwo SK-1) + utwardzacz (katalizator) - urotropina łatwo uzyskać odlewy cienkościenne dobra jakość odlewów (gładkość powierzchni i duża dokładność wymiarowa) korzyści ekonomiczne - zmniejszenie naddatków na produkcję, małe zużycie materiałów formierskich, możliwość mechanizacji i automatyzacji procesu, mogą pracować robotnicy o niższych kwalifikacjach żywice syntetyczne są drogie

Piasek i żywica mają tendencję do segregacji w postaci mieszaniny mechanicznej - trzeba stosować powlekanie (otaczanie) ziaren piasku żywicą na zimno lub na gorąco:

Na zimno: Powleczenie piasku roztworem żywicy z urotropiną np. w alkoholu etylowym, a następnie odparowaniu rozpuszczalnika przez przedmuchanie ciepłym powietrzem - uzyskujemy bryłki masy, które należy rozkruszyć i przesiać	Na gorąco: Podgrzanie piasku do temperatury wyższej od temperatury topnienia żywicy ale niższej od temperatury utwardzania i wymieszanie piasku z żywicą bez urotropiny. Żywica po stopieniu otacza ziarna piasku cienką powłoką. Po przedmuchaniu zimnym powietrzem i przestudzeniu do 80-90^oC dodaje się roztwór urotropiny. Po ostudzeniu mieszaniny powstają bryłki które należy rozkruszyć i przesiać.

Piaski powlekane stanowią gotową masę na formy skorupowe