Jaký je důvod delaminace ve skořepině z písku vodního skla během procesu zatavování?

U vytavitelného lití (odlévání do ztraceného vosku), při použití procesu výroby pískové skořepiny z vodního skla, je delaminace pískové skořepiny (odlupování skořepiny) jednou z běžných vad, která může vést k drsnému povrchu, otřepům a dokonce ke strukturálnímu lomu odlitku. Možné důvody a řešení jsou následující:

1. Analýza hlavních důvodů

(1) Problém lepidla na vodní sklo spočívá v tom, že modul vodního skla (poměr SiO₂/Na₂O) není vhodný. Modul je příliš vysoký (>3,2): tvrdne příliš rychle, skořepina je křehká a je náchylná k praskání a delaminaci. Příliš nízký modul (<2,6): pomalé vytvrzování, nedostatečná pevnost, špatné spojení mezi vrstvami. Nesprávná hustota vodního skla (>1,40g/cm³) vede ke špatné propustnosti a nedostatečné infiltraci spodní vrstvy; Pokud je hustota příliš nízká (<1,28 g/cm³), je pevnost spoje nedostatečná.

(2) Nesprávný proces vytvrzování, nedostatečná koncentrace nebo doba vytvrzovacího činidla (NH ₄ Cl nebo CO ₂), neúplné vytvrzení, zbytkové nezreagované vodní sklo uvnitř skořepiny, smrštění a delaminace po vysušení. Doba ventilace CO ₂ je příliš dlouhá nebo tlak je příliš vysoký. Povrch je nadměrně vytvrzený a vnitřní vrstva není vytvrzená a tvoří strukturu „měkkého jádra tvrdé skořepiny“.

(3) Když je písek nerovnoměrně nasypán nebo když je distribuce velikosti částic písku při operaci výroby skořápky nepřiměřená a podíl hrubého písku (jako je 20-40 mesh) je příliš vysoký, mechanické spojení mezi vrstvami je slabé. Když je příliš mnoho jemného písku (např. 70-100 mesh), je propustnost špatná a vytvrzovací plyn nemůže proniknout. Nedostatečné vysušení mezivrstvy způsobí, že se další vrstva nanese ještě před úplným vysušením předchozí vrstvy, což má za následek snížení adheze v důsledku zbytkové vlhkosti.

(4) Faktory prostředí, jako je vysoká vlhkost (>70% RH), vodní sklo absorbující vlhkost, zpožděná reakce vytvrzování a nízká pevnost pláště. Když je teplota příliš nízká (<15 ℃), rychlost reakce vytvrzování se snižuje a spojení mezi vrstvami není pevné.

(5) Kontaminace materiálu voskových forem zbytkovými separačními činidly (jako je silikonový olej) nebo prachem může ovlivnit vazbu mezi vodním sklem a částicemi písku.

2. Řešení

(1) Optimalizujte parametry vodního skla a upravte modul na 2,8-3,0 (přidáním NaOH nebo křemičitého solu). Hustotu kontrolujte mezi 1,30-1,36 g/cm³ (zřeďte nebo zakoncentrujte vodou). (2) Standardizujte proces vytvrzování s koncentrací vytvrzovacího roztoku NH ₄ Cl 20-25 % a dobou namáčení 5-10 minut. Kalení CO ₂: tlak 0,1-0,2MPa, doba ventilace 30-60 sekund (upraveno podle tloušťky pláště).

(3) Zlepšete kvalitu písku pro operaci výroby skořápek: použijte hrubý písek (20-40 mesh) pro spodní vrstvu, střední písek (40-70 mesh) pro přechodovou vrstvu a jemný písek (70-100 mesh) pro povrchovou vrstvu. Sušení mezi vrstvami: Po nanesení každé vrstvy by měla být přirozeně sušena po dobu 2-4 hodin (nebo sušení nucenou ventilací).

(4) Teplota prostředí pro kontrolu prostředí: udržujte 20-25 ℃, vlhkost ≤ 60 %. Čištění forem na vosk: K důkladnému odstranění separačního prostředku použijte alkohol nebo speciální čisticí prostředky.

(5) Další opatření zahrnují přidání ztužujících činidel: přidání 1-2% silanového vazebného činidla (jako je KH550) do vodního skla pro zlepšení adheze mezivrstvy. Sekundární vytvrzení: Po vyrobení je skořepina zcela ponořena do vytvrzovacího roztoku pro vyztužení.

3. Proces vyšetřování závad

1. Zkontrolujte polohu vrstvení: oddělení povrchové vrstvy a přechodové vrstvy → čištění voskové formy nebo problém s částicemi písku povrchové vrstvy. Oddělení přechodové vrstvy a zadní vrstvy → problémy s procesem vytvrzování nebo broušením.

2. Testování pevnosti pláště: Pomocí tvrdoměru změřte tvrdost každé vrstvy a upravte parametry kalení, když je rozdíl větší než 15 %.

3. Pozorování morfologie průřezu: více odpadávajících částic písku → nedostatečné lepidlo; Hladký průřez → nedostatečné vytvrzení.

4. Návrh alternativního postupu: Pokud k delaminaci dochází opakovaně, lze zvážit následující alternativní řešení: křemičitý sol kompozitní plášť vodního skla: křemičitý sol pro povrchovou vrstvu (vysoká přesnost) a vodní sklo pro zadní vrstvu (nízká cena).

Celý proces s oxidem křemičitým: Nízké riziko delaminace, ale vysoké náklady. Systematickým nastavením parametrů materiálu, procesu a prostředí lze efektivně vyřešit problém delaminace v pískových skořápkách vodního skla. Navrhněte provést experimenty v malém měřítku, abyste nejprve ověřili plán optimalizace.