سیلیکا سل بایندر در ریخته گری سرمایه گذاری

انتخاب پوشش سیلیس سل به طور مستقیم بر زبری سطح و دقت ابعاد آن تأثیر می گذاردریخته گری سرمایه گذاری. پوشش‌های سل سیلیس به طور کلی می‌توانند مستقیماً سل سیلیس را با کسر جرمی سیلیس 30 درصد انتخاب کنند. فرآیند پوشش ساده است و عملیات راحت است. در عین حال، پوسته قالب ریخته گری تولید شده با استفاده از پوشش دارای استحکام بالایی است و چرخه پوسته سازی نیز می تواند کوتاه شود.

سل سیلیس یک چسب معمولی مبتنی بر آب با ساختار کلوئیدی اسید سیلیسیک است. این یک محلول کلوئیدی پلیمری است که در آن ذرات سیلیس بسیار پراکنده در آب محلول هستند. ذرات کلوئیدی کروی و دارای قطر 6-100 نانومتر هستند. اینفرآیند ریخته گری سرمایه گذاریساختن پوسته فرآیند ژل شدن است. عوامل زیادی بر ژل شدن تأثیر می گذارند، به ویژه الکترولیت، pH، غلظت سل و دما. انواع مختلفی از سل های سیلیس تجاری وجود دارد که بیشترین کاربرد آن، سل سیلیس قلیایی با محتوای سیلیس 30 درصد است. فرآیند ساخت پوسته سل سیلیس نسبتا ساده است. هر فرآیند دارای سه فرآیند است: پوشش، سنباده و خشک کردن. هر فرآیند چندین بار تکرار می شود تا پوسته چند لایه با ضخامت مورد نیاز به دست آید.

به طور کلی دو روش برای تولید سل سیلیس وجود دارد: تبادل یونی و انحلال. روش تبادل یونی به تبادل یونی شیشه آب رقیق شده برای حذف یون های سدیم و سایر ناخالصی ها اشاره دارد. سپس محلول صاف شده، حرارت داده شده و تا چگالی معینی غلیظ می شود تا سل سیلیس بدست آید. روش انحلال به استفاده از سیلیکون خالص صنعتی (کسر جرمی سیلیکون ≥ 97٪) به عنوان ماده خام اشاره دارد و تحت تأثیر کاتالیزور، پس از حرارت دادن مستقیماً در آب حل می شود. سپس محلول را فیلتر می کنند تا یک سل سیلیس بدست آید.

پارامترهای فنی سیلیس سل برای ریخته گری سرمایه گذاری
خیر	ترکیب شیمیایی (کسر جرمی، %)		خواص فیزیکی				دیگران
	SiO2	Na2O	چگالی (g/cm3)	pH	ویسکوزیته سینماتیکی (mm2/s)	اندازه ذرات SiO2 (nm)	ظاهر	فاز ثابت
1	24 - 28	≤ 0.3	1.15 - 1.19	9.0 - 9.5	≤ 6	7 - 15	به رنگ سبز یا سبز روشن، بدون ناخالصی	≥ 1 سال
2	29 - 31	≤ 0.5	1.20 - 1.22	9.0 - 10	≤ 8	9 - 20		≥ 1 سال

ریخته گری به دست آمده توسط فرآیند ساخت پوسته سل سیلیس دارای زبری سطح پایین، دقت ابعادی بالا و چرخه ساخت پوسته طولانی است. این فرآیند به طور گسترده ای در ریخته گری آلیاژهای مقاوم در برابر حرارت با دمای بالا، فولادهای مقاوم در برابر حرارت، فولادهای ضد زنگ، فولادهای کربنی، آلیاژهای کم، آلیاژهای آلومینیوم و آلیاژهای مس استفاده می شود.

فرآیند ریخته‌گری موم از دست رفته با دقت سیلیس برای تولید تکرارپذیر اجزای شکل شبکه از انواع فلزات مختلف و آلیاژهای با کارایی بالا مناسب است. اگرچه عموماً برای ریخته‌گری‌های کوچک استفاده می‌شود، اما از این فرآیند برای تولید قاب‌های کامل درب هواپیما با ریخته‌گری‌های فولادی تا 500 کیلوگرم و ریخته‌گری‌های آلومینیومی تا 50 کیلوگرم استفاده شده است. در مقایسه با سایر فرآیندهای ریخته گری مانند ریخته گری دایکست یا ریخته گری شن و ماسه، می تواند فرآیند گرانی باشد. با این حال، اجزایی که می‌توانند با استفاده از ریخته‌گری سرمایه‌گذاری تولید شوند، می‌توانند خطوط پیچیده‌ای را در خود جای دهند، و در بیشتر موارد اجزاء در نزدیکی شکل شبکه ریخته‌گری می‌شوند، بنابراین پس از ریخته‌گری نیاز به کار کمی یا بدون نیاز به کار مجدد دارند.

اجزای اصلی پوشش موم فرآیند ریخته گری سرمایه گذاری عبارتند از:
لایه سطحی چسب سل سیلیس. این می تواند استحکام لایه سطحی را تضمین کند و اطمینان حاصل کند که لایه سطحی ترک نمی خورد.
نسوز. به طور کلی پودر زیرکونیوم با خلوص بالا است تا اطمینان حاصل شود که پوشش دارای نسوز کافی است و از نظر شیمیایی با فلز مذاب واکنش نمی دهد.
روان کننده. یک سورفکتانت است. از آنجایی که پوشش سیلیکا سل یک پوشش مبتنی بر آب است، ترشوندگی بین آن و قالب موم ضعیف است و اثر پوشش و آویزان خوب نیست. بنابراین، برای بهبود عملکرد پوشش و آویز کردن، لازم است یک عامل مرطوب کننده اضافه شود.
کف زدا. همچنین یک سورفکتانت است که هدف آن از بین بردن حباب های هوا در عامل مرطوب کننده است.
تصفیه کننده غلات. این می تواند از پالایش دانه های ریخته گری اطمینان حاصل کند و خواص مکانیکی ریخته گری را بهبود بخشد.
سایر ضمائم:عامل تعلیق، نشانگر خشک کردن، عامل رهش پایدارو غیره

 

 

انتخاب صحیح نسبت هر یک از اجزاء در پوشش سل سیلیس کلید تضمین کیفیت پوشش است. دو جزء اساسی در پوشش ها دیرگدازها و بایندرها هستند. نسبت بین این دو نسبت پودر به مایع پوشش است. نسبت پودر به مایع رنگ تاثیر زیادی بر عملکرد رنگ و پوسته دارد که در نهایت بر کیفیت ریخته گری تاثیر می گذارد. اگر نسبت پودر به مایع پوشش خیلی کم باشد، پوشش به اندازه کافی متراکم نخواهد بود و حفره های زیادی ایجاد می شود که سطح ریخته گری را ناهموار می کند. علاوه بر این، نسبت بسیار کم پودر به مایع نیز تمایل پوشش به ترک را افزایش می‌دهد و استحکام پوسته کم می‌شود که در نهایت باعث نشت فلز مذاب در طول ریخته‌گری می‌شود. از طرف دیگر، اگر نسبت پودر به مایع خیلی زیاد باشد، پوشش بیش از حد ضخیم و سیالیت ضعیفی خواهد داشت و در نتیجه دستیابی به پوششی با ضخامت یکنواخت و ضخامت مناسب دشوار می شود.

آماده سازی پوشش بخش مهمی از تضمین کیفیت پوسته است. هنگام فرمولاسیون پوشش، اجزاء باید به طور یکنواخت پراکنده شده و کاملاً با یکدیگر مخلوط و خیس شوند. تجهیزات مورد استفاده برای فرمولاسیون رنگ، تعداد افزودن ها و زمان هم زدن همگی بر کیفیت رنگ تأثیر می گذارند. فروشگاه ریخته گری سرمایه گذاری ما از میکسرهای پیوسته استفاده می کند. به منظور اطمینان از کیفیت پوشش، زمانی که تمام اجزای پوشش مواد اولیه تازه اضافه شده هستند، پوشش باید برای مدت زمان کافی به هم زده شود.

کنترل خواص پوشش های سل سیلیس یک مرحله مهم کنترل کیفیت است. ویسکوزیته، دانسیته، دمای محیط و ... رنگ باید حداقل سه بار در روز اندازه گیری شود و در هر زمان باید در محدوده تنظیم شده کنترل شود.