Приготовление гипсового раствора

Перед приготовлением раствора гипс просеивают через сито № 045 (252 отв/см²) для литья форм и через сито № 0355 (400 отв/см²) для литья капов и моделей. При затворении гипса водой частицы гипса, суспендируясь в воде, покрываются водной пленкой. Через 1—5 мин после затворения начинается гидратация гипса, раствор приобретает густо-текучую консистенцию и становится пригодным для отливки. Порядок приготовления гипсового раствора следующий: воду, подогретую до температуры 35—40° С, заливают в мешалку, затем туда же засыпают формовочный гипс и через 0,5—1 мин смесь перемешивают в течение 2—3 мин. Приготовленный гипсовый раствор немедленно заливают в матричные формы или капы.

Водогипсовое соотношение (гипс: вода) во многом определяет качество гипсовых форм. Это объясняется тем, что для полной гидратации гипса требуется 18,6% (по массе) воды, остальная вода — более 80% остается в свободном состоянии, обусловливая пористость высушенной формы, ее структуру и прочность. Прочность отливок из гипса обратно пропорциональна консистенции гипсового раствора. С повышением водогипсового отношения увеличивается размер кристаллов двуводного гипса, с понижением — уменьшается не только пористость, но и средний размер пор.

При изготовлении форм руководствуются такими оптимальными соотношениями гипс : вода, как 1:1 — для форм литья; 1,43; 1 —для форм пластического формования; 1,6:1—для изготовления капов и моделей; 1,25: 1 для форм, предназначенных для литья и пластического формования. На практике чаще всего применяют следующие соотношения: 56:44 — для форм, используемых на шпиндельных станках и для литья тонкостенных изделий; 60:40 — для форм, используемых для формования изделий на полуавтоматах и автоматах; 50:50 — для форм, используемых для литья рядовых изделий и формования капселей; 67:33 — для приготовления капов и моделей.

Вакуумирование гипсового раствора в течение 1,5— 2 мин при глубине вакуума 0,8—0,9 МПа удлиняет сроки схватывания на 15—20% и повышает механическую . прочность отливок на 18—20%, улучшает состояние поверхности формы и повышает оборачиваемость форм на 20—25%. Вакуумированный гипсовый раствор обладает повышенной текучестью, лучше заполняет все неровности и соединения капа. Вакуумирование способствует снижению пористости форм на 10—12% и изменяет характер пор. Структура формы более однородна (рис. 34) и не имеет замкнутых воздушных включений, снижающих прочность формы и не участвующих в капиллярном отсосе влаги. Коэффициент расширения вакуумированного гипсового раствора снижается.

Качество и экономичность гипсового раствора в процессе его приготовления повышаются при использовании механизированных и автоматизированных установок. В ФРГ, например, используются установки «Роко-вакумат» десяти типоразмеров производительностью от 100 до 1600 л/ч.

Смешивание гипса с водой осуществляется одновременно с вакуумированием раствора в специальных резервуарах. Дозирование гипса и воды, глубина и продолжительность вакуумирования автоматизированы.

Разгрузка вакуумных резервуаров и подача гипсового раствора к месту отливки форм на расстояние до 150 м производятся пневматически. Продолжительность загрузки, приготовления раствора, разгрузки и чистки составляет 2—3 мин в зависимости от вместимости резервуара (100—1600 л).

Рис. 34. Структура формы из невакуумированного (а) и вакуумированного (б) гипсового раствора


Рис. 35. Влияние условий изготовления гипсовых форм на их прочность 1 — водогипсовое отношение; 2 — продолжительность перемешивания; 3 — степень измельчения

Прочность, водопоглощение, твердость и другие свойства форм во многом зависят от степени измельчения гипса, режима смешивания гипса с водой, водогипсового отношения, а также чистоты исходного сырья (рис. 35). Нагревание воды до температуры 35—40° С и добавление 0,3—0,5% двуводного гипса способствует повышению прочности форм. Продолжительность пребывания гипсового раствора в ковше до заливки форм не должна превышать 2—3 мин.