Care este motivul delaminării în carcasa din nisip de sticlă de apă în timpul procesului de turnare cu investiții?

În turnarea cu investiții (turnare cu ceară pierdută), atunci când se utilizează procesul de fabricare a cochiliei de nisip din sticlă cu apă, delaminarea cojii de nisip (peeling) este unul dintre defectele comune, care poate duce la suprafață rugoasă, bavuri și chiar la fractură structurală a turnării. Următoarele sunt posibile motive și soluții:

1. Analiza principalelor motive

(1) Problema adezivului pentru sticlă de apă este că modulul de sticlă de apă (raportul SiO ₂/Na ₂ O) nu este adecvat. Modulul este prea mare (>3,2): se întărește prea repede, învelișul este casant și este predispus la crăpare și delaminare. Modul prea scăzut (<2,6): întărire lentă, rezistență insuficientă, lipire interstrat slabă. Densitatea necorespunzătoare a sticlei de apă (>1,40g/cm³) duce la o permeabilitate slabă și la o infiltrare insuficientă a stratului inferior; Dacă densitatea este prea mică (<1,28 g/cm³), rezistența de lipire este insuficientă.

(2) Proces de întărire necorespunzătoare, concentrație sau timp insuficient de agent de întărire (NH ₄ Cl sau CO ₂), întărire incompletă, sticlă de apă reziduală nereacționată în interiorul carcasei, contracție și delaminare după uscare. Timpul de ventilație cu CO ₂ este prea lung sau presiunea este prea mare. Suprafața este excesiv de întărită, iar stratul interior nu este întărit, formând o structură de „cochilie tare miez moale”.

(3) Când nisipul este presărat neuniform sau distribuția dimensiunii particulelor de nisip este nerezonabilă în operațiunea de fabricare a cochiliei, iar proporția de nisip grosier (cum ar fi 20-40 ochiuri) este prea mare, interconectarea mecanică între straturi este slabă. Când există prea mult nisip fin (cum ar fi 70-100 ochiuri), permeabilitatea este slabă și gazul de întărire nu poate pătrunde. Uscarea insuficientă a stratului face ca următorul strat să fie acoperit înainte ca stratul anterior să fie complet uscat, rezultând o scădere a aderenței din cauza umidității reziduale.

(4) Factori de mediu, cum ar fi umiditatea ridicată (>70% RH), umiditatea care absoarbe sticla de apă, reacția de întărire întârziată și rezistența scăzută a carcasei. Când temperatura este prea scăzută (<15 ℃), viteza de reacție de întărire scade și legarea interstratului nu este fermă.

(5) Contaminarea materialului matrițelor de ceară cu agenți de degajare reziduali (cum ar fi uleiul de silicon) sau praful poate afecta legătura dintre sticla de apă și particulele de nisip.

2. Soluție

(1) Optimizați parametrii sticlei de apă și ajustați modulul la 2,8-3,0 (prin adăugarea de NaOH sau sol de silice). Controlați densitatea între 1,30-1,36 g/cm³ (diluați sau concentrați cu apă). (2) Standardizați procesul de întărire cu concentrație de soluție de întărire NH ₄ Cl de 20-25% și timp de înmuiere de 5-10 minute. Întărire cu CO ₂: presiune 0,1-0,2MPa, timp de ventilație 30-60 secunde (ajustat în funcție de grosimea carcasei).

(3) Îmbunătățiți gradarea nisipului pentru operația de fabricare a cochiliei: utilizați nisip grosier (20-40 ochiuri) pentru stratul inferior, nisip mediu (40-70 ochiuri) pentru stratul de tranziție și nisip fin (70-100 ochiuri) pentru stratul de suprafață. Uscarea interstraturilor: După ce fiecare strat este acoperit, acesta trebuie uscat în mod natural timp de 2-4 ore (sau uscare cu ventilație forțată).

(4) Temperatura mediului de control al mediului: mențineți 20-25 ℃, umiditatea ≤ 60%. Curățarea matriței de ceară: Folosiți alcool sau agenți de curățare specializați pentru a îndepărta complet agentul de degajare.

(5) Alte măsuri includ adăugarea de agenți de întărire: adăugarea de 1-2% agent de cuplare silan (cum ar fi KH550) la sticla de apă pentru a îmbunătăți aderența interstratului. Întărire secundară: După realizarea carcasei, aceasta este complet scufundată în soluție de întărire pentru armare.

3. Procesul de investigare a defectelor

1. Verificați poziția de stratificare: separarea stratului de suprafață și a stratului de tranziție → curățarea matriței de ceară sau problema cu particulele de nisip din stratul de suprafață. Separarea stratului de tranziție și a stratului posterior → proces de întărire sau probleme de gradare de șlefuire.

2. Testarea rezistenței carcasei: utilizați un tester de duritate pentru a măsura duritatea fiecărui strat și ajustați parametrii de întărire atunci când diferența este mai mare de 15%.

3. Observarea morfologiei secțiunii transversale: căderea mai multor particule de nisip → adeziv insuficient; Secțiune transversală netedă → întărire insuficientă.

4. Sugestie de proces alternativ: Dacă delaminarea are loc în mod repetat, se poate lua în considerare următoarea soluție alternativă: înveliș compozit de sticlă de apă cu silica sol: sol de silice pentru stratul de suprafață (înaltă precizie) și sticlă de apă pentru stratul din spate (cost redus).

Toate procesele de silice sol: Risc redus de delaminare, dar cost ridicat. Prin ajustarea sistematică a materialului, a procesului și a parametrilor de mediu, problema delaminării în cochiliile de nisip din sticlă de apă poate fi rezolvată eficient. Sugerați să efectuați experimente la scară mică pentru a valida mai întâi planul de optimizare.