Лиття по виплавлюваним моделям. Знання нержавіючої сталі 304 і 316 і процесу одержання кремнезему.
У галузі лиття за моделлю нержавіюча сталь 304 і 316 є однією з найбільш широко використовуваних аустенітних нержавіючих сталей завдяки своїй чудовій стійкості до корозії, хорошим механічним властивостям і загальній -економічній ефективності. Вони зазвичай використовуються для виготовлення складних{4}}форм і гладких{5}}точних відливок за допомогою Silica Sol Shell-будівельного процесу в рамках литва за виплавленими моделями, знаходячи застосування в клапанах хімічних насосів, харчовому обладнанні, медичних пристроях та архітектурному обладнанні.
I. Ливарні характеристики нержавіючої сталі 304 і 316
Незважаючи на те, що і 304, і 316 відомі чудовою стійкістю до корозії, відмінності в їх складі безпосередньо впливають на якість лиття та кінцеве застосування.
· Нержавіюча сталь 304: її типовий склад C менше або дорівнює 0,08%, Cr 18-20%, Ni 8-10,5%. Це еталон нержавіючої сталі «початкового рівня», що забезпечує хорошу корозійну стійкість (до атмосфери, прісної води та більшості органічних кислот) і здатність до лиття. Під час лиття температурний діапазон його затвердіння є відносно широким, що призводить до тенденції до «кашоподібного затвердіння», що робить його схильним до міждендритної усадкової пористості. Відповідно, це висуває вищі вимоги до проектування процесу.
· Нержавіюча сталь 316: як оновлення до 304, її найважливішою відмінністю є додавання 2-3% молібдену (Mo). Цей елемент значно підвищує його стійкість до точкової та щілинної корозії в хлоридних середовищах (наприклад, морська вода, розсіл). Його типовий склад C менше або дорівнює 0,08%, Cr 16-18%, Ni 10-14%, Mo 2-3%. Додавання молібдену трохи збільшує в'язкість розплаву і може посилити мікросегрегацію під час лиття. Однак його чудова стійкість до корозії робить його кращим вибором для суворих умов.
Загальні виклики кастингу та контрзаходи:
1. Окислення та шлакові включення: хром у сталевому розплаві легко окислюється з утворенням плівки Cr₂O₃, яка може потрапити в лиття у вигляді шлакових включень. Контрзаходи включають швидке плавлення, захист від аргону та включення ефективних шлакових уловлювачів у конструкцію литникової системи.
2. Схильність до гарячого розриву: аустенітні нержавіючі сталі мають низьку теплопровідність і високу лінійну усадку, що робить їх чутливими до гарячих розривів у місцях з’єднання товстих і тонких секцій або в гарячих точках. Це потребує раціональної конструкції ліберного та підйомного каналів, а також контрольованих швидкостей охолодження для пом’якшення теплових навантажень.
3. Усадкова пористість: через широкий діапазон температур затвердіння годування є складним. Важливо дотримуватися принципу спрямованого затвердіння, використовуючи кокілі або ізоляційні стояки, щоб направляти затвердіння металу послідовно від найвіддаленіших точок відливки до стояка, забезпечуючи відкриті канали подачі.
II. Процес будівництва Silica Sol Shell-: ключ до отримання точних поверхонь
Процес кремнеземного золю наразі є найпоширенішим методом-виробництва для виробництва високоякісних відливок із нержавіючої сталі 304/316. Його суть полягає в створенні керамічної оболонки з високою міцністю, стабільністю та точністю відтворення.
Детальний процес:
1. Складання візерунка:
· Воскові візерунки, ідентичні кінцевій формі деталі, вливаються за допомогою алюмінієвих форм.
· Ці візерунки потім збираються на центральній системі воскових литників (заливний стакан, литник, напрямні), щоб утворити «кластер» або «дерево» для серійного виробництва.
2. Штукатурка первинного (лицевого) покриття (найважливіший етап):
· Золь діоксиду кремнію: використовується як сполучна речовина, це колоїдна суспензія частинок SiO₂ нано-розміру у воді або розчиннику, яка відома як не-токсична та безпечна для навколишнього середовища.
· Вогнетривкий матеріал: для первинного покриття зазвичай використовується дуже дрібне цирконове борошно (ZrSiO₄) або глиноземне борошно (Al₂O₃). Вони забезпечують високу вогнетривкість, низьке теплове розширення та повторюють дуже гладкі ливарні поверхні.
· Робота: кластер занурюють у підготовлену суспензію кремнезему-цирконового борошна, забезпечуючи повне покриття. Після стікання надлишків шламу негайно виконується оштукатурювання. Основний шар зазвичай наноситься дрібно-цирконовим піском або плавленим кремнеземним піском для зміцнення покриття та досягнення дрібної текстури поверхні.
3. Сушка та затвердіння:
· Затвердіння золю кремнезему є фізичним процесом сушіння. У контрольованому середовищі (наприклад, температура 23±2 градуси, вологість 40-60%) вода повільно та рівномірно випаровується з покриття. Коли вода випаровується, частинки нано-SiO₂ зближуються й утворюють міцні силоксанові (Si-O-Si) мережі за допомогою конденсації силанольних груп (-SiOH), тим самим міцно зв’язуючи вогнетривкі агрегати. Основний шар вимагає досить тривалого часу висихання (часто кілька годин), щоб забезпечити повне затвердіння без тріщин.
4. Резервне{1}}заштукатурювання пальто:
· Після повного затвердіння основного шару процес занурення та нанесення штукатурки повторюється. Запасні покриття все ще використовують золь кремнезему як зв’язуючу речовину, але переходять на більш економічні-вогнетриви, такі як мулітове або шамотне борошно та пісок. Розмір піску вкл
