Формы в точном литье делают двухслойными. Внутренний слой формы, называемый облицовочным, непосредственно соприкасается с расплавленным металлом и поэтому должен быть высокоогнеупорным, прочным и газопроницаемым. Облицовочный слой оформляет геометрические размеры отливки, поэтому необходимо, чтобы он точно копировал модель.
Если облицовочный слой не будет прочным, то струя расплавленного металла сможет его разрушить и закрыть доступ металла к другим участкам формы или исказит контуры отливаемой детали при малой огнеупорности облицовочного слоя формы под влиянием высокой температуры металла он может оплавиться, или, как говорят, «пригорит к отливке». Поверхность отлитой детали после очистки будет неровной, а операция очистки затруднена, так как частицы облицовочного слоя формы сплавятся с металлом.
Назначение наружной части формы — упрочнение облицовочного слоя. Однако и наружная часть формы также должна быть газопроницаемой, достаточно прочной и огнеупорной.
Все облицовочные материалы в точном литье по выплавляемым моделям состоят из порошка — наполнителя и жидкости — склеивающего, связывающего вещества.
В качестве наполнителя для облицовочного слоя формы применяют огнеупорные материалы, представляющие собой мелкодисперсный порошок: 1) маршаллит (мелкий помол природного кварцита или чистого кварцевого песка) — огнеупорность 1700°С; 2) корунд (окись алюминия); 3) электрокорунд; 4) плавленный кварц.
Применение кварцитов как наполнителя основано не только на их высокой огнеупорности, но в основном на свойстве давать остаточные изменения в объеме при нагревании. При продолжительном нагревании кварцит переходит в другие модификации, увеличиваясь в объеме на 15—19%. Смешивая кварциты с гипсом, можно получить массу с необходимым коэффициентом расширения.
Все эти материалы не обладают пластичностью. Поэтому в состав облицовочных масс вводят связывающие вещества — высокомолекулярные кремнистые соединения (этилсиликат, жидкое стекло).
Этилсиликат — сложное кремнийорганическое соединение, разработанное советскими учеными. Смешанное с наполнителем, оно покрывает модель тонкой эластичной пленкой, которая после высыхания приобретает необходимую механическую прочность и высокую огнеупорность при весьма чистой поверхности. Для получения связки на основе этилсиликата его подвергают гидролизу. В результате реакций, идущих в несколько фаз, происходит образование молекул полимера.
Для гидролиза берут на 1 часть воды 10 частей этилсиликата. Чтобы предупредить образование геля и снизить чрезмерную концентрацию Si02 в этилсиликате, для гидролиза используют чистую воду, а 92-96% этиловый спирт, разбавленный расчетным количеством воды. Вместо спирта можно.применять ацетон. В гидролизе участвует 8—15% присутствующей в спирте воды, а избыточное содержание спирта снижает содержание SiCte в этилсиликате.
Исследования показали, что наибольшей прочностью (10—11 кг/см
) обладают оболочки, изготовленные на связующем веществе, содержащем 18% S1O2. Концентрация SiCte ниже 16% приводит к уменьшению вязкости и снижению прочности (9—4 кг/см
), а содержание S1O2 более 20% дает пленку большей толщины вследствие уменьшения текучести и, следовательно, увеличивает толщину слоя, а толстый облицовочный слой может растрескаться при сушке. Желательно, чтобы содержание соляной кислоты в гидролизованном растворе было 0,1%. Избыток кислоты способствует растрескиванию формы, недостаток ее замедляет сушку.
Практически гидролиз проводится при смешении в течение 10—15 мин следующих составов жидкостей:.
этилсиликата 60 мл, спирта 30 мл, подкисленной воды 10 мл;.
« 60 « « 40 « « « 8—10 мл;.
« 60 « « 40 « дистиллированной воды 8 мл,.
соляной кислоты