Hvad er årsagen til delaminering i skallen lavet af vandglassand under investeringsstøbningsprocessen?

Ved investeringsstøbning (tabt voksstøbning), når man bruger vandglassandskalfremstillingsprocessen, er sandskalsdelaminering (skalafskalning) en af ​​de almindelige defekter, som kan føre til ru overflade, grater og endda strukturelt brud på støbningen. Følgende er mulige årsager og løsninger:

1. Analyse af hovedårsagerne

(1) Problemet med vandglasklæbemiddel er, at vandglasmodulet (SiO 2/Na 2 O-forhold) ikke er egnet. Modulet er for højt (>3,2): det hærder for hurtigt, skallen er skør, og den er tilbøjelig til at revne og delaminere. For lavt modul (<2,6): langsom hærdning, utilstrækkelig styrke, dårlig binding mellem lag. Forkert tæthed af vandglas (>1,40g/cm³) fører til dårlig permeabilitet og utilstrækkelig infiltration af det nederste lag; Hvis densiteten er for lav (<1,28g/cm³), er bindingsstyrken utilstrækkelig.

(2) Ukorrekt hærdningsproces, utilstrækkelig koncentration eller tid af hærdemiddel (NH ₄ Cl eller CO ₂), ufuldstændig hærdning, resterende uomsat vandglas inde i skallen, krympning og delaminering efter tørring. CO ₂ ventilationstiden er for lang, eller trykket er for højt. Overfladen er overdrevent hærdet, og det indre lag er ikke hærdet, hvilket danner en "hård skal blød kerne" struktur.

(3) Når sandet er ujævnt drysset, eller sandpartikelstørrelsesfordelingen er urimelig i skalfremstillingsoperationen, og andelen af ​​groft sand (såsom 20-40 mesh) er for høj, er den mekaniske sammenlåsning mellem lagene svag. Når der er for meget fint sand (såsom 70-100 mesh), er permeabiliteten dårlig, og hærdningsgassen kan ikke trænge ind. Utilstrækkelig mellemlagstørring bevirker, at det næste lag belægges, før det foregående lag er fuldstændigt tørret, hvilket resulterer i et fald i vedhæftningen på grund af resterende fugt.

(4) Miljøfaktorer såsom høj luftfugtighed (>70% RH), vandglas, der absorberer fugt, forsinket hærdningsreaktion og lav skalstyrke. Når temperaturen er for lav (<15 ℃), falder hærdningsreaktionshastigheden, og mellemlagsbindingen er ikke fast.

(5) Materialeforurening af voksforme med resterende slipmidler (såsom silikoneolie) eller støv kan påvirke bindingen mellem vandglas og sandpartikler.

2. Løsning

(1) Optimer vandglasparametrene og juster modulet til 2,8-3,0 (ved at tilsætte NaOH eller silicasol). Kontroller tætheden mellem 1,30-1,36 g/cm³ (fortynd eller koncentrer med vand). (2) Standardiser hærdningsprocessen med en NH ₄ Cl-hærdningsopløsningskoncentration på 20-25% og iblødsætningstid på 5-10 minutter. CO ₂ hærdning: tryk 0,1-0,2MPa, ventilationstid 30-60 sekunder (justeret efter skaltykkelse).

(3) Forbedre sandklassificeringen til skalfremstilling: Brug groft sand (20-40 mesh) til bundlaget, medium sand (40-70 mesh) til overgangslaget og fint sand (70-100 mesh) til overfladelaget. Mellemlagstørring: Efter hvert lag er belagt, skal det tørres naturligt i 2-4 timer (eller tvungen ventilationstørring).

(4) Miljøkontrolmiljøtemperatur: opretholde 20-25 ℃, luftfugtighed ≤ 60%. Rengøring af voksform: Brug alkohol eller specielle rengøringsmidler til grundigt at fjerne slipmidlet.

(5) Andre foranstaltninger omfatter tilsætning af forstærkende midler: tilsætning af 1-2 % silankoblingsmiddel (såsom KH550) til vandglas for at forbedre mellemlagets vedhæftning. Sekundær hærdning: Efter at skallen er lavet, er den helt nedsænket i hærdende opløsning til forstærkning.

3. Defektundersøgelsesproces

1. Tjek lagdelingspositionen: adskillelse af overfladelag og overgangslag → voksformrensning eller problem med overfladelagssandpartikler. Adskillelse af overgangslag og baglag → hærdningsproces eller problemer med slibning.

2. Test af skalstyrke: Brug en hårdhedstester til at måle hårdheden af ​​hvert lag, og juster hærdningsparametrene, når forskellen er større end 15 %.

3. Observation af tværsnitsmorfologien: flere sandpartikler falder af → utilstrækkelig klæbemiddel; Glat tværsnit → utilstrækkelig hærdning.

4. Alternativt procesforslag: Hvis delaminering sker gentagne gange, kan følgende alternative løsning overvejes: silica sol vandglas kompositskal: silica sol til overfladelaget (høj præcision) og vandglas til baglaget (lav pris).

Alle silica sol-processer: Lav delamineringsrisiko, men høje omkostninger. Ved systematisk at justere materiale-, proces- og miljøparametre kan problemet med delaminering i vandglassandskaller effektivt løses. Foreslå at udføre små eksperimenter for at validere optimeringsplanen først.