Když lidé mluví o odlévání ztraceného vosku, často jsou posedlí voskovými vzory nebo konečným litím kovu. Keramická kaše? Je zpracováno jako jednoduchý nátěr, krok pozadí. To je první chyba. Ve skutečnosti je kejda doslovným výrobcem forem; jeho chování určuje, zda získáte bezchybný odlitek nebo nákladnou hromadu šrotu. Není to zboží. Dávka, která funguje pro nerezovou ocel, může katastrofálně selhat u tenkostěnné slitiny na bázi niklu. Viděl jsem příliš mnoho obchodů, dokonce i těch zkušených, že s tím zacházejí jako s univerzální směsí, jen aby čelily prasklinám ve skořápce, inkluzím nebo hrozné povrchové úpravě, a pak obviňovaly odparafinování nebo pec. Pravda obvykle začíná u nádrže na kejdu.
Je to víc než jen bláto – kompozice je vyjednávání
Základ je jednoduchý: žáruvzdorná mouka (jako tavený oxid křemičitý nebo zirkon) a pojivo, obvykle koloidní oxid křemičitý nebo ethylsilikát. Tím ale jednoduchost končí. Distribuce velikosti částic mouky je kritická. K dosažení správné hustoty balení potřebujete směs hrubých a jemných zrn. Příliš jemné a během sušení a vypalování dojde k nadměrnému smrštění a prasklinám. Příliš hrubé a vaše povrchová úprava bude drsná a ztratí všechny detaily, které jste tak pracně zachytili ve vosku. Po většinu naší práce s keramická kaše pro odlévání ztraceného vosku ve společnosti QSY se přikláníme k systému na bázi zirkonu pro vysokoteplotní slitiny. Má vyšší žáruvzdornost, o které se nedá vyjednávat, když lijete slitiny na bázi kobaltu, které křičí z pece.
Volba pojiva je další výzva k posouzení. Koloidní oxid křemičitý je uživatelsky přívětivý, na vodní bázi, ale sílu si buduje pomalu. Ethylsilikát rychle vytváří velmi pevný plášť, ale je na bázi alkoholu – nebezpečí požáru, obtížná kontrola viskozity a může způsobit přílišnou tuhost pláště, což vede k horkým trhlinám v kovu. Používáme obojí, ale pro složité, tenké díly z oceli nebo nerezu často volíme hybridní systém. Jde o vyvážení zelené síly, vypálené síly a propustnosti. Neexistuje žádná učebnicová odpověď; je to recept, který upravujete na základě vlhkosti v dílně ten den.
Pak jsou tu přísady. Několik kapek smáčedla pro snížení povrchového napětí, aby kaše rovnoměrně pokryla vosk, zejména na problematických hydrofobních površích. Odpěňovač je povinný – zachycené vzduchové bubliny jsou defekty skořápky, které čekají, až se to stane. Někdy je pro určité geometrie potřeba malé procento speciální přísady proti žilkování, aby se zabránilo vlasovým trhlinám v keramice. Smícháte to a nebudete se na to jen dívat; cítíš to. Viskozita musí pokrýt prst specifickým způsobem a zanechat rovnoměrnou, neprůhlednou vrstvu. Kontrolujeme to kelímkem Zahn, ale zkušení kluci to poznají podle toho, jak to kape.
Ďábel je v procesu: Reologie a kontrola
Míchání není jen házení věcí do nádrže. Je to kontrolovaný, často pomalý proces, aby se zabránilo šlehání vzduchu do směsi. Používáme vrtulový mixér se specifickým úhlem lopatky. Po smíchání musí kaše zrát – někdy 24 hodin – aby se chemie stabilizovala. Jeho reologie se mění. Nově namíchaná kaše může z voskového stromu příliš rychle stékat a zanechat tenkou, slabou srst. Starší bude mít lepší tixotropní vlastnosti: teče, když je rozrušený, ale drží tvar, když je v klidu, vytváří jednotnou vrstvu.
Kontrolní parametry jsou každodenní rituály. Hustota (nebo specifická hmotnost) je kontrolována nábožensky. Jak se voda odpařuje, hustota stoupá a musíte ji upravit zpět destilovanou vodou. Viskozita se kontroluje před každou směnou. pH záležitosti pro systémy koloidního oxidu křemičitého; pokud dojde k posunu, částice oxidu křemičitého mohou předčasně začít gelovatět a zničit celou dávku. Jednou jsem ztratil 500litrovou nádrž, protože byl použit kontaminovaný kbelík, který posunul pH. Byla to drahá lekce procedurální disciplíny. Neudržujete pouze tekutinu; udržujete živý koloidní systém.
Namáčení voskových sestav je umění. První nátěr, neboli základní nátěr, je nejdůležitější. Definuje povrchovou úpravu. Často zde používáme jemnější mouku, někdy přidáváme i jemnější zirkon. Doba vypouštění, rotace stromu, aby se zabránilo hromadění, kontrola prašnosti prostředí – na všem záleží. Po prvním nátěru ihned aplikujeme štuk (hrubý písek), dokud je kaše ještě mokrá. Pak už je to cyklus: sušení, máčení, štukování, sušení. Prostředí pro sušení (teplota, vlhkost, proudění vzduchu) je stejně důležité jako samotná kejda. Spěch na to vede k zeleným skořápkám se zachycenou vlhkostí, která se změní na páru a exploduje během odparafinování.
Případ: Turbínový list ze slitiny niklu
Zde se teorie setkává s ohněm. Měli jsme projekt na malou dávku turbínových lopatek ze slitiny niklu. Voskové vzory byly složité, s vnitřními chladicími kanály. V prvním běhu byla použita naše standardní směs kalů z ocelových slitin. Výsledek? Několik čepelí vykazovalo jemné praskliny na zadních hranách po odparafínování v autoklávu. Skořápka byla příliš tuhá a nemohla odolat rychlé expanzi vosku. Porucha byla v systému kaše-pojivo; pro tuto geometrii byl příliš silný, příliš křehký.
Opravou bylo mnohonásobné přizpůsobení keramická kaše pro odlévání ztraceného vosku. Nejprve jsme mírně snížili poměr pojiva v prvních dvou vrstvách, abychom umožnili trochu větší flexibilitu. Za druhé, přešli jsme štuk pro první nátěr na trochu méně hranatý, kulatý písek, abychom snížili body koncentrace napětí. Za třetí jsme prodloužili dobu schnutí mezi prvními vrstvami o 50 %. Zpomalilo to výrobu, ale šlo to. Skořápky měly dostatečnou pevnost, aby zvládly kov, ale dostatečnou propustnost a mikro-dávat, aby přežily odparafinování. Tento druh odstraňování problémů je v obchodě standardní Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY), kde vás materiálové portfolio od litiny po speciální slitiny nutí respektovat kejdu jako proměnnou, nikoli konstantu.
Další jemný bod: u těchto vysokoteplotních slitin musí skořepina odolat nejen teplotě lití, ale také dlouhodobému teplu, protože masivní odlévací centrum pomalu tuhne. Kaše, která se spéká nebo změkne příliš brzy, může vést k pronikání kovu a vytvořit drsný, tavený povrch, jehož čištění je noční můrou. Naše složení zirkonové kaše, vyvíjené v průběhu let, je navrženo tak, aby si zachovalo svou integritu až do limitu, a proto dokážeme spolehlivě zvládnout náročné specifikace dílů na bázi kobaltu a niklu.
Běžná úskalí a pocit z toho
Kromě technických specifikací existuje intuice. Kaše, která byla použita pro příliš mnoho ponorů, hromadí prach ze štuku a hydrolyzovaného pojiva. Zhoustne, změní se velikost jeho částic. Nemůžete jen neustále přidávat vodu pro úpravu viskozity; který ředí obsah pojiva. Nádrž musíte pravidelně obnovovat novou kaší. V životním cyklu nádrže je sladké místo, kde je dokonale vyvážená – obvykle po několika obnovovacích cyklech.
Jedním přetrvávajícím problémem je odvodnění kalu, které vytváří výstupek nebo silnou vrstvu na dně voskového vzoru. To vytváří tepelný hmotnostní rozdíl během lití, což vede ke smršťování poréznosti kovu v tomto místě. Řešení není vždy v kaši samotné, ale v technice máčení – někdy je potřeba namáčet, otočit o 180 stupňů a znovu namáčet, abyste získali rovnoměrnou vrstvu. Jde o praktickou korekci.
Nakonec vztah mezi kejdou a následným výpalem. Skořápka musí být vypálena, aby se spálil veškerý zbytkový vosk a těkavé látky a aby se vyvinula její konečná pevnost. Pokud je složení kaše vypnuté, skořápka se může během vypalování roztrhnout nebo prasknout. Vždy provádíme zkušební výpal na nábojnici z nové šarže nebo receptury před zahájením výroby. Je to levná pojistka. Vystřelená skořápka by měla mít konzistentní barvu a při lehkém poklepání by měl mít jasný, rezonanční ping. Tupé bouchnutí znamená potíže – pravděpodobně nízká pevnost nebo mikrotrhliny.
Závěr: Nadace je všechno
Takže po třiceti letech v této hře v QSY, od skořepinových forem až po složité odlévání, pokud existuje jedna věc, kterou je třeba zatlouct, je to tato: nikdy nepodceňujte kejdovou místnost. The keramická kaše pro odlévání ztraceného vosku je základní smlouvou mezi voskovým vzorem a roztaveným kovem. Je to dynamický, živý materiální systém, který vyžaduje respekt a neustálé pozorování. Můžete mít nejlepší vosk, dokonalý design vtoků a kalibrovanou pec, ale špatně spravovaná kejda to všechno podkope. Není to okouzlující práce – je to často chaotické a opakující se – ale kvalita všeho, co následuje, je postavena vrstva po vrstvě v této nádrži. Skutečná odbornost nespočívá pouze ve smíchání s technickým listem; jde o to vědět, jak to vyladit pro dnešní část na stromě, pro slitinu, která se bude lít příští týden, a pro problém, který jste vyřešili, ale možná ho znovu uvidíte v jiné podobě. To je to řemeslo.
