ВЛИЯНИЕ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ НА СМАЧИВАНИЕ ВОСКОВЫХ МОДЕЛЕЙ

Одним из типичных видов брака в ходе технологического процесса точного литья по выплавляемым моделям является образование шаровых наплывов на поверхности отливок. Появление такого вида брака объясняется адсорбцией пузырьков воздуха, попадающего в ходе приготовления суспензии формовочной массы и формовки на поверхности восковых моделей.

В настоящее время на предприятиях Союзювелирпрома используют технологические методы борьбы с этим нежелательным явлением: суспензию формовочной массы вакуумируют до и после заливки ее в опоки, а восковые модели напаивают на стояки под острым углом. Однако с помощью указанных методов не всегда удается избавиться от адсорбированных пузырьков воздуха.

Для того, чтобы пузырек воздуха оторвался от поверхности восковой модели, необходимо преодолеть силу адгезии, которую определяют по формуле:

где F_a - сила адгезии;

r_K - радиус поверхности контакта;

σ_ж-г - поверхностное натяжение;

Θ - краевой угол.

Краевой угол (или угол смачивания) образуется касательной, проведенной к поверхности капли в точке соприкосновения трех фаз, с поверхностью твердого тела и условно измеряется в сторону жидкой фазы.

Как видно из формулы, сила адгезии прямо пропорциональна углу смачивания: чем лучше смачивание, тем меньше угол смачивания, а следовательно, и сила адгезии.

Таким образом, для снижения брака, вызванного образованием шаровых наплывов, необходимо повысить смачивание восковой суспензией формовочной массы. Этого можно добиться с помощью поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Принципиально ПАВ можно наносить на поверхность восковой модели или добавлять в суспензию формовочной массы. Так как введение ПАВ в суспензию связано со значительным расходом и может повлиять на технологические характеристики формовочной массы, авторы выбрали первое решение.

Задача сводилась к выбору материала, обеспечивающего максимальное смачивание, и по инверсии смачивания к определению его оптимальной концентрации.

В качестве объектов исследования были рассмотрены следующие материалы:

1. Анионоактивные вещества: сульфонол НП-1, Прогресс^, алкилсульфонат;

2. Неиоиогенные вещества: синтанол ДС-10, ОП-7;

3. Импортное моющее средство Приль, которое, согласно литературным данным, имеет следующий состав, %:

Активное вещество (алкилбензолсульфонат)	≈ 20
Неионогенные вещества	До 10
Сульфонаты эфиров	≈ 2-3

Угол смачивания измеряли «методом пузырьков». Испытуемый образец (восковая пластинка) помещают в раствор поверхностно-активного вещества, а под поверхность образца подводят пузырек воздуха. С помощью фильмоскопа пузырек воздуха проектируют на экран, к которому приклеплен листок бумаги. Контур пузырька аккуратно обрисовывают каранда-шом и в точке соприкосновения трех фаз — у основания пузырька к контуру проводят касательную. Полученный при этом угол, направленный в сторону жидкости, и будет углом смачивания.

Экспериментальные данные приведены в таблице.