Hassas kalıplama işlemi sırasında su camı kumundan yapılmış kabuktaki tabakalara ayrılmanın nedeni nedir?

Hassas dökümde (kayıp balmumu dökümü), su camı kum kabuğu yapım prosesi kullanıldığında, kum kabuğunun delaminasyonu (kabuk soyulması), pürüzlü yüzeye, çapaklara ve hatta dökümün yapısal kırılmasına yol açabilen yaygın kusurlardan biridir. Aşağıdakiler olası nedenler ve çözümlerdir:

1. Ana nedenlerin analizi

(1) Su camı yapıştırıcısının sorunu, su camı modülünün (SiO ₂/Na ₂ O oranı) uygun olmamasıdır. Modül çok yüksektir (>3,2): çok çabuk sertleşir, kabuk kırılgandır ve çatlamaya ve tabakalara ayrılmaya eğilimlidir. Modül çok düşük (<2,6): yavaş sertleşme, yetersiz mukavemet, zayıf ara katman bağlantısı. Uygun olmayan su camı yoğunluğu (>1,40g/cm³), zayıf geçirgenliğe ve alt katmanın yetersiz sızmasına yol açar; Yoğunluk çok düşükse (<1,28g/cm³), bağlanma gücü yetersizdir.

(2) Uygun olmayan sertleştirme işlemi, sertleştirme maddesinin yetersiz konsantrasyonu veya süresi (NH ₄ Cl veya CO ₂), eksik sertleştirme, kabuk içinde reaksiyona girmemiş su camının kalması, kuruduktan sonra büzülme ve tabakaların ayrılması. CO₂ havalandırma süresi çok uzun veya basınç çok yüksek. Yüzey aşırı sertleşmiştir ve iç katman sertleştirilmemiş, "sert kabuklu yumuşak çekirdek" yapısı oluşturulmuştur.

(3) Kabuk yapımı işleminde kum eşit olmayan bir şekilde serpildiğinde veya kum parçacık boyutu dağılımı makul olmadığında ve kaba kum oranı (20-40 ağ gözü gibi) çok yüksek olduğunda, katmanlar arasındaki mekanik kenetlenme zayıftır. Çok fazla ince kum (70-100 mesh gibi) olduğunda geçirgenlik zayıflar ve sertleştirici gaz nüfuz edemez. Yetersiz ara katman kuruması, bir sonraki katmanın önceki katman tamamen kurumadan kaplanmasına neden olur, bu da kalan nemden dolayı yapışmanın azalmasına neden olur.

(4) Yüksek nem (>%70 bağıl nem), su camının nemi emmesi, gecikmiş sertleşme reaksiyonu ve düşük kabuk mukavemeti gibi çevresel faktörler. Sıcaklık çok düşük olduğunda (<15°C), sertleşme reaksiyon hızı düşer ve katmanlar arası bağlanma sağlam olmaz.

(5) Balmumu kalıplarının kalıntı ayırıcı maddelerle (silikon yağı gibi) veya tozla kirlenmesi, su camı ile kum parçacıkları arasındaki bağı etkileyebilir.

2. Çözüm

(1) Su camı parametrelerini optimize edin ve modülü 2,8-3,0'a ayarlayın (NaOH veya silika sol ekleyerek). Yoğunluğu 1,30-1,36g/cm³ arasında kontrol edin (su ile seyreltin veya konsantre edin). (2) Sertleştirme işlemini %20-25'lik NH ₄ Cl sertleştirme çözeltisi konsantrasyonu ve 5-10 dakikalık ıslatma süresi ile standartlaştırın. CO₂ sertleşmesi: basınç 0,1-0,2MPa, havalandırma süresi 30-60 saniye (kabuk kalınlığına göre ayarlanır).

(3) Kabuk yapımı işlemi için kum derecelendirmesini geliştirin: alt katman için kaba kum (20-40 ağ gözü), geçiş katmanı için orta kum (40-70 ağ gözü) ve yüzey katmanı için ince kum (70-100 ağ gözü) kullanın. Katmanlar arası kurutma: Her katman kaplandıktan sonra 2-4 saat doğal olarak kurutulmalıdır (veya cebri havalandırmayla kurutulmalıdır).

(4) Çevresel kontrol ortamı sıcaklığı: 20-25 ° C'yi, nemi ≤% 60'ı koruyun. Balmumu kalıp temizliği: Ayırıcı maddeyi iyice çıkarmak için alkol veya özel temizlik maddeleri kullanın.

(5) Diğer önlemler arasında takviye maddelerinin eklenmesi yer alır: katmanlar arası yapışmayı iyileştirmek için su camına %1-2 silan birleştirme maddesinin (KH550 gibi) eklenmesi. İkincil sertleştirme: Kabuk yapıldıktan sonra takviye için tamamen sertleştirme çözeltisine batırılır.

3. Kusur araştırma süreci

1. Katmanlama konumunu kontrol edin: yüzey katmanı ile geçiş katmanının ayrılması → mum kalıp temizliği veya yüzey katmanı kum parçacığı sorunu. Geçiş katmanı ile arka katmanın ayrılması → sertleştirme işlemi veya zımparalamada derecelendirme sorunları.

2. Kabuk mukavemetinin test edilmesi: Her katmanın sertliğini ölçmek için bir sertlik test cihazı kullanın ve fark %15'ten büyük olduğunda sertleştirme parametrelerini ayarlayın.

3. Kesitsel morfolojinin gözlemlenmesi: daha fazla kum parçacığının düşmesi → yetersiz yapıştırıcı; Düzgün kesit → yetersiz sertleşme.

4. Alternatif proses önerisi: Eğer delaminasyon tekrar tekrar meydana geliyorsa, aşağıdaki alternatif çözüm düşünülebilir: silika sol su camı kompozit kabuk: yüzey katmanı için silika sol (yüksek hassasiyet) ve arka katman için su camı (düşük maliyet).

Tüm silika sol prosesi: Düşük delaminasyon riski, ancak yüksek maliyet. Malzeme, süreç ve çevresel parametrelerin sistematik olarak ayarlanmasıyla su camı kum kabuklarındaki tabakalara ayrılma sorunu etkili bir şekilde çözülebilir. Öncelikle optimizasyon planını doğrulamak için küçük ölçekli deneyler yapılmasını önerin.