Когато хората говорят за изгубено отливане с восък, те често са обсебени от восъчните модели или окончателното изливане на метал. Керамичната суспензия? Третира се като обикновена боя, фонова стъпка. Това е първата грешка. В действителност кашата е буквалният производител на мухъл; неговото поведение диктува дали ще получите безупречна отливка или скъпа купчина скрап. Това не е стока. Партида, която работи за неръждаема стомана, може да се провали катастрофално за компонент от тънкостенна сплав на основата на никел. Виждал съм твърде много магазини, дори опитни, които го третират като универсална смес, само за да се сблъскат с пукнатини по черупката, включвания или ужасно покритие на повърхността и след това обвиняват депарафинизацията или пещта. Истината обикновено започва с резервоара за тор.
Това е нещо повече от кал - композицията е договаряне
Основата е проста: огнеупорно брашно (като стопен силициев диоксид или циркон) и свързващо вещество, обикновено колоиден силициев диоксид или етил силикат. Но простото свършва дотук. Разпределението на размера на частиците на брашното е критично. Нуждаете се от смес от едри и фини зърна, за да постигнете подходяща плътност на опаковката. Твърде фин и ще получите прекомерно свиване и пукнатини по време на сушене и изпичане. Твърде грубо и повърхността ви ще бъде грапава, губейки всички детайли, които сте работили толкова упорито, за да уловите във восъка. За по-голямата част от нашата работа с керамична суспензия за леене по изгубен восък в QSY ние клоним към базирана на циркон система за високотемпературни сплави. Има по-висока огнеупорност, която не подлежи на обсъждане, когато изливате сплави на основата на кобалт, които излизат от пещта.
Изборът на свързващо вещество е друга присъда. Колоидният силициев диоксид е лесен за използване, на водна основа, но изгражда сила бавно. Етил силикатът изгражда много здрава обвивка бързо, но е на алкохолна основа - опасност от пожар, сложен контрол на вискозитета и може да направи обвивката твърде твърда, което води до горещи разкъсвания в метала. Използваме и двете, но за сложни детайли с тънък профил от стомана или неръждаема стомана често използваме хибридна система. Става въпрос за балансиране на зелената сила, изгорената сила и пропускливостта. Няма отговор от учебника; това е рецепта, която коригирате въз основа на влажността в цеха този ден.
След това има добавки. Няколко капки омокрящ агент за намаляване на повърхностното напрежение, така че суспензията да покрие равномерно восъка, особено върху трудни хидрофобни повърхности. Обезпенителът е задължителен – уловените въздушни мехурчета са дефекти на корпуса, които чакат да се случат. Понякога е необходим малък процент специална добавка против образуване на жилки за определени геометрии, за да се предотвратят тези пукнатини в керамиката. Вие смесвате това и не просто го гледате; усещаш го. Вискозитетът трябва да покрие пръста ви по специфичен начин, оставяйки равномерен, непрозрачен слой. Ние го проверяваме с чаша Zahn, но опитните момчета знаят по начина, по който капе.
Дяволът е в процеса: реология и контрол
Смесването не е просто хвърляне на неща в резервоар. Това е контролиран, често бавен процес, за да се избегне навлизането на въздух в сместа. Използваме витлов миксер със специфичен ъгъл на лопатките. След смесване суспензията трябва да отлежи - понякога 24 часа - за да се стабилизира химията. Реологията му се променя. Новосмесена суспензия може да се отцеди твърде бързо от восъчно дърво, оставяйки тънък, слаб слой. Отлежалото ще има по-добро тиксотропно свойство: тече, когато се разбърква, но запазва формата си, когато е неподвижно, изграждайки равномерен слой.
Контролните параметри са ежедневни ритуали. Плътността (или специфичното тегло) се проверява религиозно. Тъй като водата се изпарява, плътността се повишава и трябва да я коригирате обратно с дестилирана вода. Вискозитетът се проверява преди всяка смяна. рН има значение за колоидни силициеви системи; ако се носи, частиците силициев диоксид могат да започнат да желират преждевременно, разрушавайки цялата партида. Веднъж загубих 500-литров резервоар, защото беше използвана замърсена кофа, променяйки pH. Това беше скъп урок по процедурна дисциплина. Вие не просто поддържате течност; вие поддържате жива, колоидна система.
Потапянето на восъчните възли е изкуство. Първият слой или основният слой е най-важен. Определя покритието на повърхността. Тук често използваме по-фино брашно, понякога дори добавяме по-фин циркон. Времето за източване, въртенето на дървото, за да се избегне натрупването, контролът на праха в околната среда - всичко има значение. След първия слой веднага нанасяме мазилка (едър пясък), докато кашата е още мокра. След това има цикъл: сушене, потапяне, мазилка, сушене. Средата на сушене (температура, влажност, въздушен поток) е толкова важна, колкото и самата суспензия. Бързането води до зелени черупки с уловена влага, която се превръща в пара и експлодира по време на депарафинизацията.
Примерен пример: Турбинна лопатка от сплав на основата на никел
Това е мястото, където теорията среща огъня. Имахме проект за малка партида турбинни лопатки от никелова сплав. Восъчните модели бяха сложни, с вътрешни охлаждащи канали. Първият цикъл използва нашата стандартна формула за каша от стоманена сплав. Резултатът? Няколко остриета показаха фини пукнатини в задните ръбове след депарафинизиране в автоклава. Черупката беше твърде твърда и не можеше да издържи на бързото разширяване на восъка. Повредата беше в системата за свързване на тор; беше твърде силен, твърде крехък за тази геометрия.
Корекцията беше многостранна корекция на керамична суспензия за леене по изгубен восък. Първо, леко намалихме съотношението на свързващото вещество в първите два слоя, за да позволим малко повече гъвкавост. Второ, сменихме мазилката за първия слой с малко по-малко ъглов, кръглозърнест пясък, за да намалим точките на концентрация на напрежение. Трето, удължихме времето за съхнене между първите слоеве с 50%. Това забави производството, но проработи. Черупките имаха достатъчно здравина, за да се справят с метала, но достатъчно пропускливи и микро-отдаване, за да оцелеят при депарафинизирането. Този вид отстраняване на неизправности е стандартен в магазин като Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), където портфолиото от материали от чугун до специални сплави ви принуждава да уважавате суспензията като променлива, а не константа.
Друг тънък момент: за тези високотемпературни сплави обвивката трябва да издържа не само на температурата на изливане, но и на продължителната топлина, тъй като масивният център на отливката се втвърдява бавно. Суспензия, която се спича или омекотява твърде рано, може да доведе до проникване на метал, създавайки грапава, разтопена повърхност, която е кошмар за почистване. Нашата формула за суспензия от циркон, разработена в продължение на години, е проектирана да поддържа своята цялост до краен предел, поради което можем надеждно да се справим с взискателните спецификации за части на основата на кобалт и никел.
Често срещани клопки и усещането за това
Отвъд техническите спецификации има интуиция. Суспензията, която е била използвана за твърде много потапяния, натрупва прах от мазилката и хидролизираното свързващо вещество. Той става по-дебел, размерът на частиците му се променя. Не можете просто да добавяте вода, за да регулирате вискозитета; който разрежда свързващото съдържание. Необходимо е периодично да освежавате резервоара с нова тор. Има приятно място в жизнения цикъл на резервоара, където той е идеално балансиран - обикновено след няколко цикъла на опресняване.
Един постоянен проблем е дренажът на суспензията, създаващ издатина или дебело натрупване в долната част на восъчната шарка. Това създава разлика в топлинната маса по време на изливането, което води до порьозност на свиване на метала на това място. Решението не винаги е в самата каша, а в техниката на потапяне – понякога трябва да потопите, да завъртите на 180 градуса и да потопите отново, за да получите равномерен слой. Това е практическа корекция.
И накрая, връзката между шлама и последващото изпичане. Черупката трябва да бъде изпечена, за да изгори остатъчния восък и летливите вещества и да развие окончателната си здравина. Ако формулата на суспензията е изключена, черупката може да се разпадне или да се напука по време на изпичане. Винаги правим тестово изпичане на снаряд от нова партида или формула, преди да се ангажираме с производството. Това е евтина застрахователна полица. Изстреляният снаряд трябва да има постоянен цвят и ясен, резонансен звук при леко почукване. Тъпият удар означава проблеми - вероятно ниска якост или микропукнатини.
Заключение: Фондацията е всичко
И така, след тридесет години в тази игра в QSY, от черупкови форми до сложно леене по модели, ако има едно нещо, което да си направите, то е следното: никога не подценявайте помещението за тор. The керамична суспензия за леене по изгубен восък е основният договор между восъчната шарка и разтопения метал. Това е динамична, жива материална система, която изисква уважение и постоянно наблюдение. Можете да имате най-добрия восък, перфектния дизайн на затвора и калибрирана пещ, но лошо управляваната суспензия ще подкопае всичко това. Това не е бляскава работа – често е объркана и повтаряща се – но качеството на всичко, което следва, се изгражда, слой по слой, в този резервоар. Истинският опит не е просто в смесването му със спецификационен лист; това е да знаеш как да го настроиш за частта на дървото днес, за сплавта, която се излива следващата седмица, и за проблема, който си решил, но може да видиш отново в различна форма. Това е занаятът.
