Cunoștințe de turnare cu investiții despre procesul de oțel inoxidabil 304 și 316 și silica Sol
În domeniul turnării de investiții, oțelul inoxidabil 304 și 316 se numără printre cele mai utilizate oțeluri inoxidabile austenitice datorită rezistenței excelente la coroziune, proprietăților mecanice bune și eficienței cost-generale. Acestea sunt de obicei utilizate pentru a produce piese turnate de precizie cu suprafață-netedă-de formă complexă prin procesul de construcție Silica Sol Shell-în cadrul turnării de investiții, găsind aplicații în supapele pompelor chimice, mașinile alimentare, dispozitivele medicale și hardware-ul arhitectural.
I. Caracteristicile de turnare ale oțelului inoxidabil 304 și 316
Deși atât 304, cât și 316 sunt renumite pentru rezistența excelentă la coroziune, diferențele lor de compoziție influențează direct performanțele de turnare și aplicațiile finale.
· Oțel inoxidabil 304: Compoziția sa tipică este C Mai mică sau egală cu 0,08%, Cr 18-20%, Ni 8-10,5%. Este oțelul inoxidabil de referință „entry-level”, oferind o bună rezistență la coroziune (împotriva atmosferei, apă dulce și majoritatea acizilor organici) și turnabilitate. În timpul turnării, intervalul său de temperatură de solidificare este relativ larg, ceea ce duce la o tendință de „solidificare mucioasă”, ceea ce îl face predispus la porozitate de contracție interdendritică. În consecință, impune cerințe mai mari pentru proiectarea procesului.
· Oțel inoxidabil 316: Ca o actualizare la 304, diferența sa cea mai importantă este adăugarea de 2-3% Molibden (Mo). Acest element își îmbunătățește semnificativ rezistența la coroziune cu sâmburi și fisuri în medii cu clorură (de exemplu, apă de mare, saramură). Compoziția sa tipică este C Mai mică sau egală cu 0,08%, Cr 16-18%, Ni 10-14%, Mo 2-3%. Adăugarea de molibden crește ușor vâscozitatea topiturii și poate exacerba microsegregarea în timpul turnării. Cu toate acestea, rezistența sa superioară la coroziune îl face alegerea preferată pentru mediile dure.
Provocări comune de casting și contramăsuri:
1. Oxidare și incluziuni de zgură: Cromul din topitura de oțel se oxidează ușor pentru a forma o peliculă de Cr₂O₃, care poate fi prinsă în turnare ca incluziuni de zgură. Contramăsurile includ topirea rapidă, protecția cu argon și încorporarea unor capcane eficiente de zgură în proiectarea sistemului de blocare.
2. Tendința de rupere la cald: Oțelurile inoxidabile austenitice au o conductivitate termică slabă și o contracție liniară mare, făcându-le susceptibile la rupere la cald la joncțiunile dintre secțiunile groase și subțiri sau la punctele fierbinți. Acest lucru necesită un design rațional de deschidere și ridicare și rate de răcire controlate pentru a atenua solicitările termice.
3. Porozitate de contracție: Datorită intervalului larg de temperatură de solidificare, hrănirea este dificilă. Este esențial să se respecte principiul solidificării direcționale, folosind frisoane sau coloane izolatoare pentru a ghida secvențial solidificarea metalului din cele mai îndepărtate puncte ale turnării către coloane, asigurând canale de alimentare deschise.
II. Procesul de construcție-Silica Sol Shell: cheia obținerii suprafețelor de precizie
Procesul de silice sol este în prezent cea mai populară metodă de fabricare a matriței-pentru producerea de piese turnate din oțel inoxidabil 304/316 de înaltă calitate-. Miezul său constă în construirea unei carcase ceramice cu rezistență ridicată, stabilitate și precizie de replicare.
Fluxul detaliat al procesului:
1. Asamblarea modelului:
· Modelele de ceară, identice cu forma finală a piesei, sunt injectate folosind matrițe din aluminiu.
· Aceste modele sunt apoi asamblate pe un sistem central de blocare cu ceară (cupă de turnare, sprue, canale) pentru a forma un „cluster” sau „copac” pentru producția în loturi.
2. Stucarea stratului primar (față) (cel mai critic pas):
· Silica Sol: folosit ca liant, este o suspensie coloidală de particule de SiO₂ de dimensiuni nano-în apă sau solvent, cunoscută pentru că nu este-toxică și ecologică.
· Material refractar: Stratul primar utilizează de obicei făină foarte fină de zircon (ZrSiO₄) sau făină de alumină (Al₂O₃). Acestea oferă refractaritate ridicată, expansiune termică scăzută și reproduc suprafețe de turnare foarte netede.
· Funcționare: ciorchinul este scufundat în suspensia de făină de zircon preparată de sol{0}}zircon, asigurând o acoperire completă. După scurgerea excesului de nămol, se efectuează imediat stucarea. Stratul primar este de obicei stucat cu nisip de zircon cu granulație-fină sau nisip de silice topită pentru a consolida stratul și a obține o textură fină a suprafeței.
3. Uscare și întărire:
· Întărirea solului de silice este un proces fizic de uscare. Într-un mediu controlat (de exemplu, temperatură 23±2 grade, umiditate 40-60%), apa se evaporă lent și uniform din acoperire. Pe măsură ce apa se evaporă, particulele nano-SiO₂ se apropie și formează rețele puternice de siloxan (Si{-O{-Si) prin condensarea grupărilor silanol (-SiOH), legând astfel strâns agregatele refractare. Stratul primar necesită un timp de uscare suficient de lung (adesea câteva ore) pentru a asigura o întărire completă și fără fisuri.
4.-Stuc pentru haine de rezervă:
· După ce stratul primar este complet întărit, procesul de scufundare și stucare se repetă. Straturile de rezervă folosesc în continuare sol de silice ca liant, dar trec la refractare mai rentabile, cum ar fi făina și nisipul Mullite sau Chamotte. Dimensiunea granulelor de nisip inc
