Для отримання якісних виливків типу лопаток газотурбінних двигунів з жароміцних сплавів способом лиття в оболонкові керамічні форми за моделями, що розчинюються і випалюються рекомендовано використовувати пінополістирол (ППС) підвищеної густини (35...40 кг/м³). Однак, з підвищенням щільності різко збільшується тривалість розчинення моделей, яка для великогабаритних моделей може обчислюватися годинами.

Для оцінки впливу густини ППС на швидкість його розчинення визначали час повного розчинення зразків в технічному скипидарі (ТУ 13-0279856-74-87) і розчиннику № 646 (ТУ У 24.3-00904996-004-2004). Для отримання зразків використовували автоклавний метод із застосуванням установок виготовлення моделей УІПМ-100, які створені у ФТІМС НАН України на основі стерилізатора медичного типу ТК-1003М. Як матеріал зразків використовували ливарний ППС фірми STYROCELL Nova Chemicals (Нідерланди) марки D833, рекомендований для тонкостінного лиття. Зразки виготовляли в спеціальній алюмінієвій прес-формі циліндричної форми діаметром 20 мм, густиною 25, 30 і 35 кг/м³. Висота зразків підбиралася, в залежності від їх питомої ваги, але, таким чином, щоб їх маса дорівнювала 1,15 г: 119, 104 і 92 мм. Була проведена серія експериментів по визначенню впливу густини ППС на кінетичні характеристики процесу розчинення. Досліди проводилися при температурі 30 °С для технічного скипидару і 18 °С для розчинника №646. Температура підбиралася з урахуванням можливості загоряння. Час розчинення кожного зразка відраховували з моменту зіткнення його поверхні з розчинником до повного розчинення. За отриманими значеннями часу була розрахована середня питома вагова швидкість розчинення. Результати дослідів наведено на рис. 1.

Рис. 1. Залежність швидкості розчинення ППС від його густини для різних розчинників: а – технічний скипидар; б – розчинник №646

Як відомо, густина ППС моделі залежить від кількості гранул в даному об’ємі та від щільності їх упаковки. Із зростанням густини моделі збільшуються товщини стінок мікрокомірок, що мабуть, і має вирішальний вплив на тривалість розчинення в цілому.

Отримані результати показали, що зі зниженням об’ємної густини ППС швидкість його розчинення досить різко підвищується. Так, зі зменшенням густини з 35 до 30 кг/м³ швидкість розчинення збільшується в 1,3…1,5 рази, а до 25 кг/м³ – приблизно в 1,5…1,7 рази. Однак, при цьому необхідно враховувати вимоги, що висуваються до ливарних моделей, які зводяться до забезпечення максимальної точності виливків. Це може бути досягнуто при максимальній густині ППС 35...40 кг/м³. Розчинність таких моделей залишається все таки низькою і не завжди прийнятною для виробничих умов, особливо при використанні технічного скипидару. Для інтенсифікації процесу розчинення моделей та приведення його до технологічно прийнятного автори рекомендують застосовувати підігрівання розчинників та збільшення поверхні контакту між моделлю та розчинником шляхом виконання в моделі технологічних порожнин.