Qual é o motivo da delaminação na casca feita de areia de vidro d'água durante o processo de micromoldagem?

Na fundição por cera perdida (fundição por cera perdida), ao usar o processo de fabricação de casca de areia de vidro d'água, a delaminação da casca de areia (descascamento) é um dos defeitos comuns, que pode levar a superfície áspera, rebarbas e até mesmo fratura estrutural da peça fundida. A seguir estão os possíveis motivos e soluções:

1. Análise dos principais motivos

(1) O problema do adesivo de vidro solúvel é que o módulo do vidro solúvel (relação SiO ₂ / Na ₂ O) não é adequado. O módulo é muito alto (>3,2): endurece muito rapidamente, a casca é quebradiça e está sujeita a rachaduras e delaminação. Módulo muito baixo (<2,6): endurecimento lento, resistência insuficiente, má ligação entre camadas. A densidade inadequada do vidro solúvel (>1,40g/cm³) leva a baixa permeabilidade e infiltração insuficiente da camada inferior; Se a densidade for muito baixa (<1,28g/cm³), a resistência de colagem é insuficiente.

(2) Processo de endurecimento inadequado, concentração ou tempo insuficiente de agente de endurecimento (NH ₄ Cl ou CO ₂), endurecimento incompleto, vidro de água residual não reagido dentro da casca, encolhimento e delaminação após a secagem. O tempo de ventilação do CO ₂ é muito longo ou a pressão é muito alta. A superfície é excessivamente endurecida e a camada interna não é endurecida, formando uma estrutura de "núcleo macio e de casca dura".

(3) Quando a areia é espalhada de maneira desigual ou a distribuição do tamanho das partículas de areia não é razoável na operação de fabricação da casca, e a proporção de areia grossa (como malha 20-40) é muito alta, o intertravamento mecânico entre as camadas é fraco. Quando há muita areia fina (como malha 70-100), a permeabilidade é baixa e o gás de endurecimento não consegue penetrar. A secagem insuficiente entre camadas faz com que a próxima camada seja revestida antes que a camada anterior esteja completamente seca, resultando em uma diminuição na adesão devido à umidade residual.

(4) Fatores ambientais, como alta umidade (> 70% UR), absorção de umidade pelo copo d'água, reação de endurecimento retardada e baixa resistência da casca. Quando a temperatura é muito baixa (<15 ℃), a taxa de reação de endurecimento diminui e a ligação entre camadas não é firme.

(5) A contaminação do material dos moldes de cera com agentes desmoldantes residuais (como óleo de silicone) ou poeira pode afetar a ligação entre o vidro solúvel e as partículas de areia.

2. Solução

(1) Otimize os parâmetros do vidro solúvel e ajuste o módulo para 2,8-3,0 (adicionando NaOH ou sol de sílica). Controlar a densidade entre 1,30-1,36g/cm³ (diluir ou concentrar com água). (2) Padronize o processo de endurecimento com concentração de solução de endurecimento NH ₄ Cl de 20-25% e tempo de imersão de 5-10 minutos. Endurecimento por CO ₂: pressão 0,1-0,2MPa, tempo de ventilação 30-60 segundos (ajustado de acordo com a espessura da casca).

(3) Melhorar a classificação da areia para operação de fabricação de cascas: use areia grossa (malha 20-40) para a camada inferior, areia média (malha 40-70) para a camada de transição e areia fina (malha 70-100) para a camada superficial. Secagem intercalar: Após o revestimento de cada camada, ela deve ser seca naturalmente por 2 a 4 horas (ou secagem com ventilação forçada).

(4) Temperatura ambiente de controle ambiental: mantenha 20-25 ℃, umidade ≤ 60%. Limpeza do molde de cera: Use álcool ou agentes de limpeza especializados para remover completamente o agente desmoldante.

(5) Outras medidas incluem a adição de agentes de reforço: adição de 1-2% de agente de acoplamento de silano (como KH550) ao vidro solúvel para melhorar a adesão intercamadas. Endurecimento secundário: Após a confecção da casca, ela é totalmente imersa em solução de endurecimento para reforço.

3. Processo de investigação de defeitos

1. Verifique a posição das camadas: separação da camada superficial e da camada de transição → limpeza do molde de cera ou problema de partículas de areia da camada superficial. Separação da camada de transição e camada posterior → processo de endurecimento ou problemas de classificação de lixamento.

2. Teste de resistência da casca: Use um testador de dureza para medir a dureza de cada camada e ajuste os parâmetros de endurecimento quando a diferença for superior a 15%.

3. Observando a morfologia da seção transversal: mais partículas de areia caindo → adesivo insuficiente; Secção lisa → endurecimento insuficiente.

4. Sugestão de processo alternativo: Se a delaminação ocorrer repetidamente, a seguinte solução alternativa pode ser considerada: invólucro composto de vidro de água de sílica sol: sol de sílica para a camada superficial (alta precisão) e vidro de água para a camada posterior (baixo custo).

Todo o processo de sílica sol: Baixo risco de delaminação, mas alto custo. Ao ajustar sistematicamente os parâmetros de materiais, processos e ambientais, o problema de delaminação em conchas de areia de vidro d'água pode ser efetivamente resolvido. Sugira a realização de experimentos em pequena escala para validar primeiro o plano de otimização.