Изготовление гипсовых изделий, капов и форм

Процесс изготовления гипсовых форм - это длительный и многооперационный процесс, предусматривающий изготовление модели, маточной формы (негативное изображение модели), маточного капа, пристроя, кожуховой формы и рабочего капа для размножения рабочих модельных гипсовых форм (рис. 68).

Рис. 68. Последовательность изготовления гипсовых форм:
а - изготовление гипсовой болванки 1,
6- изготовление гипсовой модели 2 (проточка по шаблону),
в — изготовление гипсовой маточной формы 3,
г - изготовление кожуха, 4,
д -изготовление вторичной модели изделия 5,
е- изготовление верхней части пристроя 6 для отливки нижней части 10 рабочего капа,
ж - изготовление нижней части пристроя 7,
з -изготовление верхней части пристроя 8 для изготовления верхней части 11 рабочего капа,
и - изготовление нижней части пристроя 9,
к - изготовление нижней части 10 рабочего капа,
л - изготовление верхней части 11 рабочего капа,
м — изготовление рабочей формы,
н — рабочая форма 12

Изготовление форм начинается с изготовления модели изделия. Модель 2 (рис. 68, б) по размерам соответствует величине сырого изделия, т. е. имеет увеличенные размеры l₀, учитывающие полную усадку массы изделия в сушке и обжиге. Размеры модели определяют по формуле: l₀ = 100 · l₂/100 - L, где l₂ - размеры изделия после обжига, L - полная усадка массы. Модель изготавливается вручную из малоусадочной пластичной глины, пластилина, полиэфирных или эпоксидных смол или обточкой гипсовой болванки 1 (рис. 68, а). Чтобы размножить модель 2, нужно отлить необходимое количество маточных форм. Маточная форма 3 (рис. 68, в) представляет собой негативное изображение черновой модели 2. При помощи маточной формы получают требуемое количество гипсовых моделей.

Для изготовления маточного капа вначале по маточной форме 3 отливают кожух 4 (рис. 68, г). Кожух 4 и маточная форма 3 образуют в собранном виде маточный кап. Отлитые части маточного капа смазывают олифой и сушат. В маточных капах проводится отливка вторичных моделей изделия 5 (рис. 68, д), необходимых для отливки по ним рабочих форм в требуемом количестве.

Отливка рабочих форм осуществляется в рабочих капах. Для изготовления рабочих капов вначале отливают верхнюю 6 (кольцо) и нижнюю 7 части пристроя (рис. 68, е, ж). По собранным вместе частям пристроя 6 и 7 производят отливку нижней части 10 (рис. 68, к) рабочего капа. Для отливки верхней части 11 (рис. 68, л) рабочего капа используют отлитые ранее верхнюю 8 (рис. 68, з) и нижнюю 9 (рис. 68, и) части пристроя. В пристроях отливается необходимое количество верхних и нижних частей рабочих капов. Нижнюю и верхнюю части рабочего капа собирают, оправляют (калибруют), смазывают спиртовым лаком, а после высыхания лака - олифой. В подготовленных таким образом капах осуществляют отливку рабочих гипсовых форм 12 (рис. 68, м).

Рекомендуемый состав спиртового лака для смазывания поверхностей капов, %: спиртовой шеллачный лак 25 % и гидролизный спирт 75 %. Состав мыльно-масляной эмульсии, %: мыла ядрового (72 %-ного) или детского 33, масла веретенного или трансформаторного 67. Воду добавляют по мере надобности для получения эмульсии необходимой густоты.

Для повышения механической прочности капов и моделей в формовочный гипс можно добавлять 10-15% силикатного цемента. При изготовлении капов, моделей и форм большого размера в тело отливки рекомендуется закладывать проволочный каркас или металлические прутья, предварительно покрытые спиртовым лаком.

Режим литья в значительной степени определяет качество форм. Гипсовый раствор рекомендуется заливать осторожно, в один угол капа, чтобы далее он растекался по всему капу. Это позволяет избежать уплотнения гипса в местах соприкосновения струи гипсового раствора с капом. Для удаления пузырьков воздуха формы следует встряхивать или вращать по мере заполнения их гипсовым раствором.

Сушат гипсовые формы в камерных, туннельных или конвейерных сушилках при температуре не выше 60-65 °С в течение 16-30 ч в зависимости от размеров формы до остаточной влажности 4-6%. Сушка форм перед литьем изделий до влажности 5% повышает их прочность в два раза. Это объясняется тем, что в процессе сушки по капиллярам к поверхности гипсовой формы поднимается насыщенный раствор двуводного гипса, который на поверхности теряет воду и становится перенасыщенным. В результате этого в поверхностном слое на глубине нескольких миллиметров происходит кристаллизация гипса, упрочняющая форму.

В связи с высоким коэффициентом теплового расширения (17,27 ·α·10^-6 град^-1) формы охлаждают медленно, чтобы не допустить их растрескивания.

Новые гипсовые формы подвергают калибровке на одношпиндельных станках АСФ-10 для получения изделий заданных размеров и точной формы.

Чтобы продлить срок службы гипсовых форм, их рекомендуется пропитывать раствором квасцов (калиевых), цинкового или медного купороса, буры и обрабатывать (окунанием) наружную поверхность 2%-ным поливиниловым спиртом, в который добавляют небольшое количество фуксина, с последующей сушкой при 60 ºC или 50%-ным сульфитно-спиртовым раствором.

Наружная поверхность хорошо пропитанных гипсовых форм должна иметь равномерную розовую окраску.

Формы пропитывают также раствором борнокислого алюминия при 30 ºC. Пропитка рабочей поверхности гипсовых форм раствором канифоли в скипидаре (30:70) предотвращает образование в уторах глубоких тарелок такого дефекта, как жмотины. Предварительно формы высушивают и очищают от смазки, используемой при литье форм. Для продления срока службы, например, подставок для сушки чашек в гипсовый раствор вводят жидкое стекло, что увеличивает оборачиваемость подставок почти в три раза.

Снижение прочности гипсовых форм может быть вызвано также избыточным содержанием воды в гипсовом растворе, применением крупномолотого гипса и сушкой форм при температуре свыше 65-70 ºC.

Перед отправкой на хранение гипсовые модели, матричные формы и капы необходимо тщательно очистить от пыли и загрязнений, протереть мыльно-масляной эмульсией и собрать полными комплектами.