Требования к модельным составам
Модельные составы должны отвечать следующим требованиям: хорошо заполнять полости пресс- норм и четко их воспроизводить; не вступать во взаимодействие с материалами пресс-форм и огнеупорных покрытий; не прилипать к поверхности пресс-форм, инструменту и рукам рабочего; хорошо смачиваться огнеупорной суспензией; обладать после затвердевания прочностью и твердостью, достаточными для того, чтобы исключить повреждения моделей; иметь малую и стабильную усадку и соответственно малое расширение при повышенных температурах, чтобы исключить растрескивание керамической оболочки; сохранять свои свойства при всех технологических операциях, причем при многократном использовании; не выделять газов и паров при нагревании и сгорании.
Желательно, чтобы температура плавления модельного состава была в пределах 60-100oС, тогда его будет проще удалить из керамической оболочки. Температура начала размягчения должна превышать максимальную положительную температуру воздуха в рабочих помещениях на 10-15oС и составлять примерно 35-40oС.
В машиностроении наибольшее распространение получили модельные составы четырех групп.
К первой группе относятся модельные составы, представляющие собой спав высокоподобных материалов, содержащий в ряде случаев улучшающие добавки. Основными компонентами составов этой группы являются парафин, стеарин, церезин, буроугольный и торфяной воск, сложные эфиры высших кислот. В качестве добавок, повышающих пластичность, прочность, теплостойкость, используют этилцеллюлозу, кубовый остаток крекинга парафина, полиэтилен и др.
Таблица 2. Основные свойства модельных составов на основе воскоподобных материалов
| Марка стали | Температура каплепадения, oС | Температура начала размягчения, oС | Линейная усадка, % | Прочность при изгибе, МПа | Зольность, % |
| ПС 50-50 | 53 | 30 | 0,8-1,0 | 1,8-2,0 | 0,003-0,10 |
| ПЦБК 70-12-13-5 | 80 | 33 | 0,7-0,9 | 3,6-3,7 | 0,05-0,03 |
| ПБС 60-25-15 | 74 | 35 | 0,6-1,0 | 2,4-4,0 | 0,08-0,12 |
| ПБТТ 25-35-35-5 | 75 | 35 | 0,9-1,4 | 4,7-5,0 | 0,15-0,30 |
| ПЦБ 62-25-13 | 75 | 32 | - | 3,4 | 0,10 |
| ПЦП 67-25,5-7,5 | 77 | 43 | 0,7-1,0 | 6,3 | 0,02 |
В маркировке модельных составов буквы обозначают наименования компонентов: П - парафин; С - стеарин; Ц - церезин; Б - буроугольный воск; Ко - кубовый остаток крекинга; Т - торфяной воск; Тр - триэтаноламин; Пс - полистирол; Пэв - полиэтиленовый воск; Кб - карбамид; Бк - борная кислота; Нк - нитрат калия; К - канифоль; Св - сибирский воск. Цифры в маркировке указывают массовую долю (%) компонентов в составе.
Во вторую группу входят модельные составы на основе натуральных и синтетических смол, термопластов (например, полиэтилена, полистирола) с добавками воскообразных материалов (церезина, парафина и др.) От составов первой группы они отличаются более высокой прочностью и теплоустойчивостью. Однако высокая температура плавления ограничивает выбор технологического оборудования. Например, модели не выплавляются в горячей воде. Характерным составом второй группы является КПЦ 50-30-20 с температурой каплепадения 140oС.
Третья группа включает водорастворимые модельные составы на основе карбамида, азотных и азотокислотных солей щелочных металлов. Поливинилового спирта и других материалов, плавящихся при температуре не выше 350 oC. Эти составы обладают малой усадкой (около 0,20%), высокой прочностью, хорошо растворяются в воде. Их недостатки - хрупкость и гигроскопичность. Наиболее распространены составы КБ 98-2 и КН 90-10.
К четвертой группе относятся выжигаемые модельные составы. Наибольшее распространение получил вспенивающийся полистирол ПСВ - ЛД. Плотность изготовленных из него моделей составляет 0,24-0,30 г/см3, прочность при изгибе - 10-14 МПа, усадка - 0,2-0,3%.