Apakah sebab penembusan dalam cangkerang yang diperbuat daripada pasir kaca air semasa proses pengacuan pelaburan?

Dalam tuangan pelaburan (pemutus lilin yang hilang), apabila menggunakan proses pembuatan cangkang pasir kaca air, delaminasi cangkang pasir (pengelupasan cangkang) adalah salah satu kecacatan biasa, yang boleh menyebabkan permukaan kasar, burr, dan juga patah struktur tuangan. Berikut adalah sebab dan penyelesaian yang mungkin:

1. Analisis sebab utama

(1) Masalah pelekat kaca air ialah modulus kaca air (nisbah SiO ₂/Na ₂ O) tidak sesuai. Modulus terlalu tinggi (>3.2): ia mengeras terlalu cepat, cangkerang rapuh, dan ia terdedah kepada keretakan dan penyingkiran. Modulus terlalu rendah (<2.6): pengerasan perlahan, kekuatan tidak mencukupi, ikatan antara lapisan yang lemah. Ketumpatan kaca air yang tidak betul (>1.40g/cm ³) membawa kepada kebolehtelapan yang lemah dan penyusupan yang tidak mencukupi pada lapisan bawah; Jika ketumpatan terlalu rendah (<1.28g/cm ³), kekuatan ikatan tidak mencukupi.

(2) Proses pengerasan yang tidak betul, kepekatan atau masa agen pengerasan yang tidak mencukupi (NH ₄ Cl atau CO ₂), pengerasan yang tidak lengkap, baki kaca air yang tidak bertindak balas di dalam cangkerang, pengecutan dan penembusan selepas pengeringan. Masa pengudaraan CO ₂ terlalu lama atau tekanan terlalu tinggi. Permukaan terlalu keras, dan lapisan dalam tidak mengeras, membentuk struktur "teras lembut cangkang keras".

(3) Apabila pasir ditaburkan secara tidak rata atau taburan saiz zarah pasir tidak munasabah dalam operasi membuat cangkerang, dan perkadaran pasir kasar (seperti 20-40 mesh) terlalu tinggi, interlocking mekanikal antara lapisan adalah lemah. Apabila terdapat terlalu banyak pasir halus (seperti 70-100 mesh), kebolehtelapan adalah lemah dan gas pengerasan tidak dapat menembusi. Pengeringan interlayer yang tidak mencukupi menyebabkan lapisan seterusnya disalut sebelum lapisan sebelumnya benar-benar kering, mengakibatkan pengurangan lekatan akibat kelembapan sisa.

(4) Faktor persekitaran seperti kelembapan tinggi (>70% RH), kaca air menyerap lembapan, tindak balas pengerasan tertunda, dan kekuatan cangkerang yang rendah. Apabila suhu terlalu rendah (<15 ℃), kadar tindak balas pengerasan berkurangan dan ikatan antara lapisan tidak kukuh.

(5) Pencemaran bahan acuan lilin dengan ejen pelepas sisa (seperti minyak silikon) atau habuk boleh menjejaskan ikatan antara kaca air dan zarah pasir.

2. Penyelesaian

(1) Optimumkan parameter kaca air dan laraskan modulus kepada 2.8-3.0 (dengan menambah NaOH atau silika sol). Kawal ketumpatan antara 1.30-1.36g/cm ³ (cairkan atau pekat dengan air). (2) Seragamkan proses pengerasan dengan kepekatan larutan pengerasan NH ₄ Cl sebanyak 20-25% dan masa rendaman selama 5-10 minit. Pengerasan CO ₂: tekanan 0.1-0.2MPa, masa pengudaraan 30-60 saat (dilaraskan mengikut ketebalan cangkang).

(3) Tingkatkan penggredan pasir untuk operasi membuat cangkerang: gunakan pasir kasar (20-40 mesh) untuk lapisan bawah, pasir sederhana (40-70 mesh) untuk lapisan peralihan, dan pasir halus (70-100 mesh) untuk lapisan permukaan. Pengeringan interlayer: Selepas setiap lapisan disalut, ia perlu dikeringkan secara semula jadi selama 2-4 jam (atau pengeringan pengudaraan paksa).

(4) Suhu persekitaran kawalan alam sekitar: mengekalkan 20-25 ℃, kelembapan ≤ 60%. Pembersihan acuan lilin: Gunakan alkohol atau agen pembersih khusus untuk mengeluarkan agen pelepas secara menyeluruh.

(5) Langkah-langkah lain termasuk menambah agen penguat: menambahkan 1-2% ejen gandingan silane (seperti KH550) ke kaca air untuk meningkatkan lekatan interlayer. Pengerasan sekunder: Selepas cangkerang dibuat, ia direndam sepenuhnya dalam larutan pengerasan untuk tetulang.

3. Proses penyiasatan kecacatan

1. Periksa kedudukan lapisan: pemisahan lapisan permukaan dan lapisan peralihan → pembersihan acuan lilin atau masalah zarah pasir lapisan permukaan. Pengasingan lapisan peralihan dan lapisan belakang → proses pengerasan atau isu penggredan mengempelas.

2. Menguji kekuatan cangkerang: Gunakan penguji kekerasan untuk mengukur kekerasan setiap lapisan, dan laraskan parameter pengerasan apabila perbezaan lebih besar daripada 15%.

3. Memerhati morfologi keratan rentas: lebih banyak zarah pasir jatuh → pelekat tidak mencukupi; Keratan rentas licin → pengerasan tidak mencukupi.

4. Cadangan proses alternatif: Jika delaminasi berlaku berulang kali, penyelesaian alternatif berikut boleh dipertimbangkan: silika sol kaca komposit shell air: sol silika untuk lapisan permukaan (kepersisan tinggi), dan kaca air untuk lapisan belakang (kos rendah).

Semua proses silika sol: Risiko delaminasi rendah, tetapi kos tinggi. Dengan melaraskan bahan, proses dan parameter persekitaran secara sistematik, masalah penyimpangan dalam cangkerang pasir kaca air boleh diselesaikan dengan berkesan. Cadangkan menjalankan eksperimen berskala kecil untuk mengesahkan pelan pengoptimuman terlebih dahulu.