Wybór powłoki zolu krzemionkowego będzie miał bezpośredni wpływ na chropowatość powierzchni i dokładność wymiarowąodlewy inwestycyjne. Powłoki z zolu krzemionkowego na ogół mogą bezpośrednio wybierać zol krzemionkowy o udziale masowym krzemionki wynoszącym 30%. Proces powlekania jest prosty, a obsługa wygodna. Jednocześnie skorupa formy odlewniczej wytworzona przy użyciu powłoki ma wysoką wytrzymałość, a cykl wytwarzania skorupy można również skrócić.
Zol krzemionkowy jest typowym spoiwem na bazie wody o strukturze koloidu kwasu krzemowego. Jest to polimerowy roztwór koloidalny, w którym silnie rozproszone cząstki krzemionki są rozpuszczalne w wodzie. Cząstki koloidalne są kuliste i mają średnicę 6-100 nm. Theproces odlewania inwestycyjnegowytworzenie otoczki to proces żelowania. Na żelowanie wpływa wiele czynników, głównie elektrolit, pH, stężenie zolu i temperatura. Istnieje wiele rodzajów dostępnych na rynku zoli krzemionkowych, a najczęściej stosowanym jest alkaliczny zol krzemionkowy o zawartości krzemionki wynoszącej 30%. Proces wytwarzania powłoki zolu krzemionkowego jest stosunkowo prosty. Każdy proces składa się z trzech procesów: powlekania, szlifowania i suszenia. Każdy proces powtarza się wielokrotnie, aż do uzyskania wielowarstwowej powłoki o wymaganej grubości.
Generalnie istnieją dwie metody wytwarzania zolu krzemionkowego: wymiana jonowa i rozpuszczanie. Metoda wymiany jonowej odnosi się do wymiany jonowej rozcieńczonego szkła wodnego w celu usunięcia jonów sodu i innych zanieczyszczeń. Następnie roztwór przesącza się, ogrzewa i zatęża do określonej gęstości, otrzymując zol krzemionkowy. Metoda rozpuszczania polega na zastosowaniu jako surowca przemysłowego czystego krzemu (ułamek masowy krzemu ≥ 97%) i pod działaniem katalizatora po podgrzaniu jest on bezpośrednio rozpuszczany w wodzie. Następnie roztwór przesącza się w celu uzyskania zolu krzemionkowego.
Parametry techniczne zolu krzemionkowego do odlewania metodą traconego paliwa | ||||||||
| NIE. | Skład chemiczny (ułamek masowy, %) | Właściwości fizyczne | Inni | |||||
| SiO2 | Na2O | Gęstość (g/cm3) | pH | Lepkość kinematyczna (mm2/s) | Wielkość cząstek SiO2 (nm) | Wygląd | Faza stacjonarna | |
| 1 | 24 - 28 | ≤ 0,3 | 1,15 - 1,19 | 9,0 - 9,5 | ≤ 6 | 7 - 15 | w kolorze kości słoniowej lub jasnozielonej, bez zanieczyszczeń | ≥ 1 rok |
| 2 | 29 - 31 | ≤ 0,5 | 1,20 - 1,22 | 9,0 - 10 | ≤ 8 | 9 - 20 | ≥ 1 rok | |
Odlewy otrzymane w procesie wytwarzania skorupy z zolu krzemionkowego mają niską chropowatość powierzchni, wysoką dokładność wymiarową i długi cykl wytwarzania skorupy. Proces ten jest szeroko stosowany do odlewania wysokotemperaturowych stopów żaroodpornych, stali żaroodpornych, stali nierdzewnych, stali węglowych, niskich stopów, stopów aluminium i stopów miedzi.
Proces precyzyjnego odlewania metodą traconego wosku krzemionkowego nadaje się do powtarzalnej produkcji elementów o kształcie netto z różnych metali i stopów o wysokiej wydajności. Chociaż proces ten jest powszechnie stosowany do małych odlewów, stosowany jest do produkcji kompletnych ram drzwi samolotów, z odlewami stalowymi o masie do 500 kg i odlewami aluminiowymi o masie do 50 kg. W porównaniu z innymi procesami odlewania, takimi jak odlewanie ciśnieniowe lub odlewanie w formach piaskowych, może to być proces kosztowny. Jednakże komponenty, które można wyprodukować za pomocą odlewu metodą traconego wosku, mogą mieć skomplikowane kontury i w większości przypadków komponenty są odlewane w kształcie zbliżonym do kształtu netto, więc po odlaniu wymagają niewielkich lub żadnych przeróbek.
Głównymi składnikami powłoki woskowej w procesie odlewania metodą traconego wosku są:
Klej powierzchniowy na bazie zolu krzemionkowego. Może zapewnić wytrzymałość warstwy powierzchniowej i zapewnić, że warstwa powierzchniowa nie pęknie;
Oporny. Zwykle jest to proszek cyrkonu o wysokiej czystości, który zapewnia powłokę wystarczającą ogniotrwałość i nie reaguje chemicznie ze stopionym metalem.
Smar. Jest to środek powierzchniowo czynny. Ponieważ powłoka zolu krzemionkowego jest powłoką na bazie wody, zwilżalność pomiędzy nią a formą woskową jest słaba, a efekt powlekania i zawieszania nie jest dobry. Dlatego konieczne jest dodanie środka zwilżającego, aby poprawić właściwości powlekania i zawieszania.
Odpieniacz. Jest to także środek powierzchniowo czynny, którego zadaniem jest eliminacja pęcherzyków powietrza w środku zwilżającym.
Rafiner zboża. Może zapewnić rozdrobnienie ziarna odlewów i poprawić właściwości mechaniczne odlewów.
Inne dodatki:środek zawieszający, wskaźnik suszenia, środek o przedłużonym uwalnianiuitp.
Prawidłowy dobór proporcji poszczególnych składników powłoki zolu krzemionkowego jest kluczem do zapewnienia jakości powłoki. Dwa najbardziej podstawowe składniki powłok to materiały ogniotrwałe i spoiwa. Stosunek między nimi to stosunek proszku do cieczy w powłoce. Stosunek proszku do cieczy w farbie ma ogromny wpływ na właściwości farby i powłoki, co ostatecznie wpłynie na jakość odlewu. Jeśli stosunek proszku do cieczy w powłoce będzie zbyt niski, powłoka nie będzie wystarczająco gęsta i będzie zbyt dużo pustek, co spowoduje szorstkość powierzchni odlewu. Co więcej, zbyt niski stosunek proszku do cieczy również zwiększy skłonność powłoki do pękania, a wytrzymałość skorupy będzie niska, co ostatecznie spowoduje wyciek stopionego metalu podczas odlewania. Z drugiej strony, jeśli stosunek proszku do cieczy jest zbyt wysoki, powłoka będzie zbyt gruba, a płynność będzie słaba, co utrudnia uzyskanie powłoki o jednolitej i odpowiedniej grubości.
Przygotowanie powłoki jest ważną częścią zapewnienia jakości powłoki. Przy formułowaniu powłoki składniki powinny być równomiernie rozproszone oraz całkowicie wymieszane i zwilżone. Sprzęt używany do formułowania farby, liczba dodatków i czas mieszania mają wpływ na jakość farby. Nasza odlewnia tracona wykorzystuje mieszalniki ciągłe. Aby zapewnić jakość powłoki, gdy wszystkie składniki powłoki są nowo dodanymi surowcami, powłokę należy mieszać odpowiednio długo.
Kontrola właściwości powłok z zolu krzemionkowego jest ważnym etapem kontroli jakości. Lepkość, gęstość, temperaturę otoczenia itp. farby należy mierzyć co najmniej trzy razy dziennie i każdorazowo kontrolować w ustalonym zakresie.
Czas publikacji: 25 lipca 2022 r