Hva er årsaken til delaminering i skallet laget av vannglasssand under investeringsstøpeprosessen?

Ved investeringsstøping (tapt voksstøping), ved bruk av vannglassskallfremstillingsprosessen, er delaminering av sandskall (skallavskalling) en av de vanlige feilene, som kan føre til ru overflate, grader og til og med strukturelle brudd på støpingen. Følgende er mulige årsaker og løsninger:

1. Analyse av hovedårsakene

(1) Problemet med vannglasslim er at vannglassmodulen (SiO 2/Na 2 O-forhold) ikke er egnet. Modulen er for høy (>3,2): den stivner for raskt, skallet er sprøtt, og det er utsatt for sprekker og delaminering. For lav modul (<2,6): langsom herding, utilstrekkelig styrke, dårlig binding mellom lag. Feil tetthet av vannglass (>1,40g/cm³) fører til dårlig permeabilitet og utilstrekkelig infiltrasjon av det nedre laget; Hvis tettheten er for lav (<1,28g/cm³), er bindingsstyrken utilstrekkelig.

(2) Feil herdeprosess, utilstrekkelig konsentrasjon eller tid av herdemiddel (NH ₄ Cl eller CO ₂), ufullstendig herding, gjenværende ureagert vannglass inne i skallet, krymping og delaminering etter tørking. CO ₂-ventilasjonstiden er for lang eller trykket er for høyt. Overflaten er overdrevent herdet, og det indre laget er ikke herdet, og danner en "hard shell soft core" struktur.

(3) Når sanden er ujevnt sprinklet eller sandpartikkelstørrelsesfordelingen er urimelig i skallfremstillingsoperasjonen, og andelen grov sand (som 20-40 mesh) er for høy, er den mekaniske sammenlåsingen mellom lagene svak. Når det er for mye fin sand (som 70-100 mesh), er permeabiliteten dårlig og herdegassen kan ikke trenge inn. Utilstrekkelig tørking mellom lag fører til at neste lag belegges før det forrige laget er helt tørket, noe som resulterer i en reduksjon i vedheft på grunn av gjenværende fuktighet.

(4) Miljøfaktorer som høy luftfuktighet (>70 % RF), vannglass som absorberer fuktighet, forsinket herdingsreaksjon og lav skallstyrke. Når temperaturen er for lav (<15 ℃), reduseres herdingsreaksjonshastigheten og mellomlagsbindingen er ikke fast.

(5) Materialforurensning av voksformer med gjenværende slippmidler (som silikonolje) eller støv kan påvirke bindingen mellom vannglass og sandpartikler.

2. Løsning

(1) Optimaliser vannglassparametrene og juster modulen til 2,8-3,0 (ved å tilsette NaOH eller silikasol). Kontroller tettheten mellom 1,30-1,36 g/cm³ (fortynn eller konsentrer med vann). (2) Standardiser herdeprosessen med NH ₄ Cl herdeløsningskonsentrasjon på 20-25 % og bløtleggingstid på 5-10 minutter. CO ₂-herding: trykk 0,1-0,2MPa, ventilasjonstid 30-60 sekunder (justert etter skalltykkelse).

(3) Forbedre sandgraderingen for skjellfremstilling: bruk grov sand (20-40 mesh) for bunnlaget, middels sand (40-70 mesh) for overgangslaget, og fin sand (70-100 mesh) for overflatelaget. Tørking mellom lag: Etter at hvert lag er belagt, bør det tørkes naturlig i 2-4 timer (eller tvungen ventilasjonstørking).

(4) Miljøkontroll miljøtemperatur: oppretthold 20-25 ℃, fuktighet ≤ 60%. Rengjøring av voksform: Bruk alkohol eller spesialiserte rengjøringsmidler for å fjerne slippmiddelet grundig.

(5) Andre tiltak inkluderer tilsetning av forsterkende midler: tilsetning av 1-2 % silankoblingsmiddel (som KH550) til vannglass for å forbedre vedheft mellom lag. Sekundær herding: Etter at skallet er laget, er det helt nedsenket i herdeløsning for forsterkning.

3. Feilundersøkelsesprosess

1. Kontroller lagdelingsposisjonen: separasjon av overflatelag og overgangslag → voksformrengjøring eller problem med overflatelag med sandpartikler. Separasjon av overgangslag og baklag → herdeprosess eller problemer med sliping.

2. Testing av skallstyrke: Bruk en hardhetstester for å måle hardheten til hvert lag, og juster herdeparametrene når forskjellen er større enn 15 %.

3. Observer tverrsnittsmorfologien: flere sandpartikler faller av → utilstrekkelig lim; Glatt tverrsnitt → utilstrekkelig herding.

4. Alternativt prosessforslag: Dersom delaminering skjer gjentatte ganger, kan følgende alternativ løsning vurderes: silica sol vannglass komposittskall: silica sol for overflatelaget (høy presisjon), og vannglass for baklaget (lav kostnad).

All silikasol-prosess: Lav delamineringsrisiko, men høy kostnad. Ved å systematisk justere material-, prosess- og miljøparametere kan problemet med delaminering i vannglasssandskall effektivt løses. Foreslå å utføre småskalaeksperimenter for å validere optimaliseringsplanen først.