Investicijų liejimo žinios apie 304 ir 316 nerūdijančio plieno ir silicio dioksido technologinius procesus
Investicinio liejimo srityje 304 ir 316 nerūdijantis plienas yra vieni iš plačiausiai naudojamų austenitinio nerūdijančio plieno dėl puikaus atsparumo korozijai, gerų mechaninių savybių ir bendro ekonomiškumo{2}}. Paprastai jie naudojami sudėtingų -formų, lygaus- paviršiaus tikslumo liejiniams gaminti naudojant Silica Sol Shell- statybos procesą investicinio liejimo metu, ieškant pritaikymo cheminių siurblių vožtuvuose, maisto mašinose, medicinos prietaisuose ir architektūrinėje techninėje įrangoje.
I. 304 ir 316 nerūdijančio plieno liejimo charakteristikos
Nors ir 304, ir 316 garsėja puikiu atsparumu korozijai, jų sudėties skirtumai tiesiogiai įtakoja liejimo našumą ir galutinį pritaikymą.
· 304 nerūdijantis plienas: jo tipinė sudėtis yra C Mažiau arba lygi 0,08%, Cr 18-20%, Ni 8-10,5%. Tai etalonas „pradinio lygio“ nerūdijantis plienas, pasižymintis geru atsparumu korozijai (atmosferos, gėlo vandens ir daugumos organinių rūgščių poveikiui) ir išliejamumu. Liejimo metu jo kietėjimo temperatūrų diapazonas yra gana platus, o tai lemia „mišraus kietėjimo“ tendenciją, todėl ji yra linkusi į tarpdendritinį susitraukimo poringumą. Todėl proceso projektavimui keliami didesni reikalavimai.
· 316 nerūdijantis plienas: patobulinus iki 304, svarbiausias jo skirtumas yra 2–3 % molibdeno (Mo) pridėjimas. Šis elementas žymiai padidina jo atsparumą duobių ir plyšių korozijai chloridinėje aplinkoje (pvz., jūros vandenyje, sūryme). Jo tipinė sudėtis yra C Mažiau arba lygi 0,08%, Cr 16-18%, Ni 10-14%, Mo 2-3%. Molibdeno pridėjimas šiek tiek padidina lydalo klampumą ir gali sustiprinti mikrosegregaciją liejimo metu. Tačiau dėl didelio atsparumo korozijai jis yra tinkamiausias pasirinkimas atšiaurioje aplinkoje.
Dažni liejimo iššūkiai ir atsakomosios priemonės:
1. Oksidacija ir šlako intarpai: plieno lydalo chromas lengvai oksiduojasi, sudarydamas Cr2O3 plėvelę, kuri gali įstrigti liejinyje kaip šlako intarpai. Atsakomosios priemonės apima greitą lydymą, apsaugą nuo argono ir veiksmingų šlako gaudyklių įtraukimą į užtvarų sistemos dizainą.
2. Polinkis į karštą plyšimą: Austenitinio nerūdijančio plieno šilumos laidumas yra prastas ir linijinis susitraukimas yra labai didelis, todėl jie gali karštai plyšti storų ir plonų dalių sankirtose arba karštose vietose. Tam reikia racionalaus užtvarų ir pakėlimo dizaino bei kontroliuojamo aušinimo greičio, kad būtų sumažintas šiluminis įtempis.
3. Susitraukimo poringumas: Dėl plataus kietėjimo temperatūros diapazono maitinimas yra sunkus. Labai svarbu laikytis kryptingo kietėjimo principo, naudojant šaltnešius arba izoliuojančius stovus, kurie nuosekliai nukreipia metalo kietėjimą nuo tolimiausių liejimo taškų stove, užtikrinant atvirus padavimo kanalus.
II. Silica Sol Shell-kūrimo procesas: raktas į tikslius paviršius
Silicio dioksido zolio procesas šiuo metu yra labiausiai paplitęs formų -gamybos būdas aukštos-kokybės 304/316 nerūdijančio plieno liejiniams gaminti. Jo esmė yra sukurti keraminį apvalkalą, pasižymintį dideliu stiprumu, stabilumu ir replikacijos tikslumu.
Išsami proceso eiga:
1. Rašto surinkimas:
· Vaško raštai, identiški galutinei detalės formai, įpurškiami naudojant aliuminio formas.
· Tada šie raštai surenkami ant centrinės vaško užtvarų sistemos (pildymo puodelio, sruogos, bėgelių), kad būtų suformuota „grupė“ arba „medis“ serijinei gamybai.
2. Pirminis (veido) kailio tinkavimas (svarbiausias žingsnis):
· Silicio dioksidas: naudojamas kaip rišiklis, tai nano{0}}dydžio SiO₂ dalelių koloidinė suspensija vandenyje arba tirpiklyje, žinoma kaip netoksiška ir nekenksminga aplinkai.
· Ugniai atspari medžiaga: Pirminiam sluoksniui paprastai naudojami labai smulkūs cirkonio miltai (ZrSiO4) arba aliuminio oksido miltai (Al2O3). Jie pasižymi dideliu atsparumu ugniai, mažu šiluminiu plėtimu ir atkartoja labai lygius liejimo paviršius.
· Naudojimas: klasteris panardinamas į paruoštą silicio dioksido sol{0}}cirkonio miltų srutą, užtikrinant visišką padengimą. Nusausinus srutų perteklių, nedelsiant atliekamas tinkavimas. Pirminis sluoksnis dažniausiai tinkuojamas smulkiagrūdžiu cirkonio smėliu arba lydytu silicio smėliu, kad sutvirtintų dangą ir išgautų smulkią paviršiaus tekstūrą.
3. Džiovinimas ir kietėjimas:
· Silicio dioksido kietėjimas yra fizinis džiovinimo procesas. Kontroliuojamoje aplinkoje (pvz., temperatūra 23±2 laipsniai, drėgmė 40-60%) vanduo iš dangos išgaruoja lėtai ir tolygiai. Vandeniui garuojant, nano-SiO₂ dalelės priartėja ir susidaro stiprūs siloksano (Si-O-Si) tinklai, kondensuojantis silanolio grupėms (-SiOH), taip tvirtai surišdamos ugniai atsparius agregatus. Pirminiam sluoksniui reikalingas pakankamai ilgas džiūvimas (dažnai kelias valandas), kad būtų užtikrintas kruopštus ir be įtrūkimų sukietėjimas.
4. Atsarginio-palto tinkavimas:
· Visiškai sukietėjus pirminiam sluoksniui, panardinimo ir tinkavimo procesas kartojamas. Atsarginiuose sluoksniuose kaip rišiklis vis dar naudojamas silicio dioksidas, bet pereinama prie ekonomiškesnių{1}} ugniai atsparių medžiagų, pvz., mulito arba šamoto miltų ir smėlio. Smėlio grūdelių dydis įsk
