دلیل لایه لایه شدن پوسته ساخته شده از شن و ماسه شیشه آب در طی فرآیند قالب گیری سرمایه گذاری چیست؟

در ریخته‌گری سرمایه‌گذاری (ریخته‌گری موم گمشده)، هنگام استفاده از فرآیند ساخت پوسته ماسه‌ای شیشه‌ای آب، لایه‌برداری پوسته ماسه‌ای (لایه‌برداری پوسته) یکی از عیب‌های رایج است که می‌تواند منجر به ناهمواری سطح، سوراخ‌شدگی و حتی شکستگی ساختاری ریخته‌گری شود. در زیر دلایل و راه حل های احتمالی وجود دارد:

1. تجزیه و تحلیل دلایل اصلی

(1) مشکل چسب شیشه آب این است که مدول شیشه آب (نسبت SiO2/Na2O) مناسب نیست. مدول خیلی زیاد است (>3.2): خیلی سریع سخت می شود، پوسته شکننده است و مستعد ترک خوردگی و لایه لایه شدن است. مدول خیلی کم (<2.6): سخت شدن آهسته، استحکام ناکافی، اتصال بین لایه ای ضعیف. چگالی نامناسب شیشه آب (> 1.40g/cm³) منجر به نفوذپذیری ضعیف و نفوذ ناکافی لایه زیرین می شود. اگر چگالی خیلی کم باشد (<1.28g/cm³)، استحکام اتصال کافی نیست.

(2) فرآیند سخت شدن نامناسب، غلظت یا زمان ناکافی عامل سخت کننده (NH 4 Cl یا CO 2)، سخت شدن ناقص، باقیمانده شیشه آب واکنش نداده در داخل پوسته، انقباض و لایه لایه شدن پس از خشک شدن. زمان تهویه CO 2 خیلی طولانی است یا فشار خیلی زیاد است. سطح بیش از حد سخت شده است و لایه داخلی سخت نمی شود و ساختار "هسته نرم پوسته سخت" را تشکیل می دهد.

(3) هنگامی که ماسه به طور ناهموار پاشیده می شود یا توزیع اندازه ذرات شن و ماسه در عملیات ساخت پوسته نامعقول است و نسبت ماسه درشت (مانند مش 20-40) خیلی زیاد است، در هم تنیدگی مکانیکی بین لایه ها ضعیف است. هنگامی که ماسه ریز بیش از حد وجود دارد (مانند مش 70-100)، نفوذپذیری ضعیف است و گاز سخت کننده نمی تواند نفوذ کند. خشک شدن بین لایه ای ناکافی باعث می شود که لایه بعدی قبل از خشک شدن کامل لایه قبلی پوشش داده شود و در نتیجه چسبندگی به دلیل رطوبت باقیمانده کاهش یابد.

(4) عوامل محیطی مانند رطوبت بالا (بیش از 70٪ RH)، رطوبت جذب کننده شیشه آب، واکنش سخت شدن تاخیری، و استحکام پوسته کم. هنگامی که دما خیلی پایین است (<15 ℃)، سرعت واکنش سخت شدن کاهش می یابد و پیوند بین لایه ای محکم نمی شود.

(5) آلودگی مواد قالب‌های موم با عوامل آزادکننده باقیمانده (مانند روغن سیلیکون) یا گرد و غبار می‌تواند بر پیوند بین شیشه آب و ذرات شن تأثیر بگذارد.

2. راه حل

(1) پارامترهای شیشه آب را بهینه کنید و مدول را روی 2.8-3.0 تنظیم کنید (با افزودن NaOH یا سل سیلیس). چگالی را بین 1.30-1.36g/cm³ کنترل کنید (رقیق یا غلیظ با آب). (2) فرآیند سخت شدن را با غلظت محلول سخت شدن NH 4 Cl 20-25٪ و زمان خیساندن 5-10 دقیقه استاندارد کنید. سخت شدن CO 2: فشار 0.1-0.2MPa، زمان تهویه 30-60 ثانیه (بر اساس ضخامت پوسته تنظیم می شود).

(3) درجه بندی شن و ماسه را برای عملیات ساخت پوسته بهبود دهید: از ماسه درشت (20-40 مش) برای لایه زیرین، ماسه متوسط ​​(40-70 مش) برای لایه انتقال و ماسه ریز (70-100 مش) برای لایه سطحی استفاده کنید. خشک کردن بین لایه ای: پس از پوشش دهی هر لایه، باید به مدت 2-4 ساعت به طور طبیعی خشک شود (یا خشک کردن تهویه اجباری).

(4) دمای محیط کنترل محیطی: حفظ 20-25 ℃، رطوبت ≤ 60%. تمیز کردن قالب موم: از الکل یا مواد تمیز کننده تخصصی استفاده کنید تا ماده آزاد کننده را کاملاً پاک کنید.

(5) اقدامات دیگر شامل افزودن عوامل تقویت کننده است: افزودن 1-2٪ عامل جفت کننده سیلان (مانند KH550) به شیشه آب برای بهبود چسبندگی بین لایه ها. سخت شدن ثانویه: پس از ساخته شدن پوسته، برای تقویت به طور کامل در محلول سخت کننده غوطه ور می شود.

3. فرآیند بررسی نقص

1. موقعیت لایه بندی را بررسی کنید: جداسازی لایه سطحی و لایه انتقال → تمیز کردن قالب موم یا مشکل ذرات ماسه لایه سطحی. جداسازی لایه انتقال و لایه پشتی ← فرآیند سخت شدن یا مسائل درجه بندی سنباده.

2. تست استحکام پوسته: برای اندازه گیری سختی هر لایه از سختی سنج استفاده کنید و زمانی که اختلاف بیشتر از 15 درصد است، پارامترهای سخت شدن را تنظیم کنید.

3. مشاهده مورفولوژی مقطعی: ریزش بیشتر ذرات شن → چسب ناکافی. سطح مقطع صاف → سخت شدن ناکافی.

4. پیشنهاد فرآیند جایگزین: اگر لایه لایه شدن به طور مکرر رخ دهد، راه حل جایگزین زیر را می توان در نظر گرفت: پوسته کامپوزیت شیشه آب با سل سیلیس: سل سیلیس برای لایه سطحی (دقت بالا)، و شیشه آب برای لایه پشتی (هزینه کم).

فرآیند تمام سل سیلیس: ریسک لایه برداری کم، اما هزینه بالا. با تنظیم سیستماتیک پارامترهای مواد، فرآیند و محیطی، مشکل لایه‌برداری در پوسته‌های شن و ماسه شیشه آب را می‌توان به طور موثر حل کرد. پیشنهاد انجام آزمایش های در مقیاس کوچک برای اعتبار سنجی طرح بهینه سازی ابتدا.