Vezivo iz silicijevega dioksida pri investicijskem litju

Izbira prevleke iz silicijevega dioksida bo neposredno vplivala na površinsko hrapavost in dimenzijsko natančnostvložni ulitki. Prevleke iz silicijevega dioksida na splošno lahko neposredno izberejo kremenčev sol z masnim deležem silicijevega dioksida 30 %. Postopek nanašanja premaza je preprost in delovanje priročno. Hkrati ima lupina kalupa, izdelana z uporabo prevleke, visoko trdnost, cikel izdelave lupine pa je mogoče tudi skrajšati.

Kremenčev sol je tipično vezivo na vodni osnovi s koloidno strukturo silicijeve kisline. Je polimerna koloidna raztopina, v kateri so visoko dispergirani delci kremena topni v vodi. Koloidni delci so sferični in imajo premer 6-100 nm. Thepostopek investicijskega litjaizdelava lupine je postopek želiranja. Na geliranje vpliva veliko dejavnikov, predvsem elektrolit, pH, koncentracija sola in temperatura. Obstaja veliko vrst komercialnih silicijevih solov, najbolj uporabljen pa je alkalni silicijev sol z vsebnostjo silicijevega dioksida 30 %. Postopek izdelave lupine silicijevega sola je relativno preprost. Vsak postopek ima tri postopke: premaz, brušenje in sušenje. Vsak postopek se večkrat ponovi, da dobimo večplastno lupino zahtevane debeline.

Na splošno obstajata dve metodi za proizvodnjo kremenčevega sola: ionska izmenjava in raztapljanje. Metoda ionske izmenjave se nanaša na ionsko izmenjavo razredčenega vodnega stekla za odstranitev natrijevih ionov in drugih nečistoč. Nato raztopino filtriramo, segrevamo in koncentriramo do določene gostote, da dobimo kremenčev sol. Metoda raztapljanja se nanaša na uporabo industrijskega čistega silicija (masni delež silicija ≥ 97%) kot surovine in pod delovanjem katalizatorja se po segrevanju neposredno raztopi v vodi. Nato raztopino filtriramo, da dobimo silikagel.

Tehnični parametri silicijevega sola za investicijsko litje
št.	Kemijska sestava (masni delež, %)		Fizične lastnosti				drugi
	SiO2	Na2O	Gostota (g/cm3)	pH	Kinematična viskoznost (mm2/s)	Velikost delcev SiO2 (nm)	Videz	Stacionarna faza
1	24 - 28	≤ 0,3	1.15 - 1.19	9,0 - 9,5	≤ 6	7 - 15	v invory ali svetlo zeleni barvi, brez primesi	≥ 1 leto
2	29 - 31	≤ 0,5	1,20 - 1,22	9,0 - 10	≤ 8	9 - 20		≥ 1 leto

Ulitki, pridobljeni s postopkom izdelave lupin iz silicijevega sola, imajo nizko površinsko hrapavost, visoko dimenzijsko natančnost in dolg cikel izdelave lupin. Ta postopek se pogosto uporablja pri litju visokotemperaturnih toplotno odpornih zlitin, toplotno odpornih jekel, nerjavnih jekel, ogljikovih jekel, nizkolegiranih zlitin, aluminijevih zlitin in bakrovih zlitin.

Postopek natančnega vlivanja z izgubljenim voskom iz silicijevega sola je primeren za ponovljivo proizvodnjo komponent neto oblike iz različnih kovin in visoko zmogljivih zlitin. Čeprav se na splošno uporablja za majhne ulitke, je bil ta postopek uporabljen za izdelavo celotnih okvirjev vrat letal z jeklenimi ulitki do 500 kg in aluminijastimi ulitki do 50 kg. V primerjavi z drugimi postopki litja, kot sta tlačno litje ali litje v pesek, je to lahko drag postopek. Vendar pa lahko komponente, ki jih je mogoče izdelati z uporabo vlitja, vključujejo zapletene konture in v večini primerov so komponente ulite skoraj neto oblike, tako da je po ulivanju potrebno malo ali nič predelave.

Glavni sestavni deli voščene prevleke postopka vlitja so:
Lepilo za površinsko plast silicijevega dioksida. Lahko zagotovi trdnost površinske plasti in zagotovi, da površinska plast ne poči;
Ognjevarna. Na splošno je cirkonijev prah visoke čistosti, ki zagotavlja, da ima prevleka zadostno ognjevzdržnost in da kemično ne reagira s staljeno kovino.
Lubrikant. Je površinsko aktivna snov. Ker je premaz s silicijevim dioksidom na vodni osnovi, je omočljivost med njim in voščenim kalupom slaba, učinek premaza in obešanja pa ni dober. Zato je treba dodati vlažilno sredstvo za izboljšanje premaza in učinkovitosti obešanja.
Sredstvo proti penjenju. Je tudi površinsko aktivna snov, katere namen je odstraniti zračne mehurčke v vlažilnem sredstvu.
Čistilec zrn. Lahko zagotovi prečiščenost zrn ulitkov in izboljša mehanske lastnosti ulitkov.
Drugi dodatki:suspendirno sredstvo, indikator sušenja, sredstvo za podaljšano sproščanjeitd.

 

 

Pravilna izbira deleža posamezne komponente v silicijevem premazu je ključ do zagotavljanja kakovosti premaza. Dve najbolj osnovni komponenti v premazih sta ognjevzdržni material in vezivo. Razmerje med obema je razmerje med prahom in tekočino premaza. Razmerje med prahom in tekočino v barvi ima velik vpliv na delovanje barve in lupine, kar bo na koncu vplivalo na kakovost ulitka. Če je razmerje med prahom in tekočino v premazu prenizko, premaz ne bo dovolj gost in bo preveč praznin, zaradi česar bo površina ulitka hrapava. Poleg tega bo prenizko razmerje med prahom in tekočino povečalo tudi nagnjenost prevleke k pokanju, trdnost lupine pa bo nizka, kar bo sčasoma povzročilo uhajanje staljene kovine med ulivanjem. Po drugi strani, če je razmerje med prahom in tekočino previsoko, bo nanos predebel in pretočnost bo slaba, zaradi česar je težko dobiti nanos enakomerne debeline in ustrezne debeline.

Priprava premaza je pomemben del zagotavljanja kakovosti lupine. Pri formuliranju premaza morajo biti komponente enakomerno razpršene in med seboj popolnoma premešane in namočene. Oprema, ki se uporablja za pripravo barve, število dodatkov in čas mešanja, bodo vplivali na kakovost barve. Naša delavnica za investicijsko litje uporablja kontinuirane mešalnike. Za zagotovitev kakovosti premaza, ko so vse sestavine premaza na novo dodane surovine, je treba premaz dovolj dolgo mešati.

Kontrola lastnosti silicijevega solnega premaza je pomemben korak nadzora kakovosti. Viskoznost, gostoto, temperaturo okolice itd. barve je treba izmeriti vsaj trikrat na dan in jih je treba kadar koli kontrolirati znotraj nastavljenega območja.