В Пермском Политехе нашли способ повысить качество деталей сложной формы

Результаты исследователи опубликовали в журнале «Стекло и керамика» (2022). Разработка реализована в рамках проекта Пермского НОЦ мирового уровня «Рациональное недропользование». Ученые использовали научное оборудование Центра наукоемких химических технологий и физико-химических исследований Пермского Политеха.

«Для создания металлической детали сложной формы сначала создают ее точную копию из специальной восковой композиции. Воск заливают под давлением в разборную пресс-форму. Чтобы он не прилипал к поверхности металла, композицию предварительно покрывают разделительной смазкой с водоотталкивающими свойствами. Затем модель достают из пресс-формы и обрабатывают этиловым спиртом.

На воск наносят 10-12 слоев керамической суспензии, периодически просушивая ее, и прокаливают полученную оболочку. При первом погружении восковой модели в керамическую суспензию важно отследить, чтобы она без дефектов покрыла лицевой слой формы», – рассказывает руководитель проекта, доцент кафедры химических технологий Пермского Политеха, кандидат химических наук Николай Углев.

От качества лицевого слоя формы зависят свойства будущих важных деталей, поэтому необходимо хорошо смачивать восковую поверхность. Для этого используют поверхностно-активные вещества, а также химические или физические методы. Последнее время на промышленных предприятиях чаще всего применяют экологичные и практически нейтральные водно-коллоидные составы. Но их основной недостаток состоит в том, что они не всегда могут достаточно качественно смочить воск. Из-за этого возникают проблемы с качеством лицевого слоя керамической формы и браком изделий.

«Мы провели серию экспериментов и выяснили, что смачивать воск мешает слой разделительной смазки, который остается на форме. В процессе работы мы использовали обработку чистой восковой поверхности 10%-ным раствором гидроксида натрия без промывки водой и озонирование. Первый способ приводит к постепенному изменению свойств керамической суспензии, что нежелательно, поэтому он не подходит для применения. Наиболее эффективным способом стало озонирование. Его дополнительный эффект превзошел результаты, которые дают стандартные методы», — поясняет исследователь.

Химики также определили, что повысить качество деталей поможет добавление в парафин высокомолекулярного вещества — алкилбензолсульфокислоты. Технология будет перспективна для внедрения в металлургической промышленности и машиностроении, считают ученые, особенно при смене материала восковых моделей, которая приводит к сбою в изготовлении керамических форм. 

ПНИПУ

877 статей

Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.

Показать больше