사람들이 분실된 왁스 주조에 관해 이야기할 때, 그들은 종종 왁스 패턴이나 최종 금속 타설에 집착합니다. 세라믹 슬러리? 단순한 페인트, 배경 단계처럼 취급됩니다. 그것이 첫 번째 실수입니다. 실제로 슬러리는 문자 그대로 금형 제작자입니다. 그 동작에 따라 완벽한 주물이 나올지 아니면 값비싼 스크랩 더미가 나올지 결정됩니다. 그것은 상품이 아닙니다. 스테인리스강에 작동하는 배치는 벽이 얇은 니켈 기반 합금 부품에 대해 치명적인 실패를 초래할 수 있습니다. 나는 너무 많은 상점, 심지어 경험이 많은 상점에서도 그것을 모든 용도에 맞는 혼합으로 취급하고 껍질 균열, 함유물 또는 끔찍한 표면 마감에 직면하고 탈랍이나 용광로를 비난하는 것을 보았습니다. 진실은 대개 슬러리 탱크에서 시작됩니다.
단순한 진흙 그 이상입니다 - 작곡은 협상입니다
기본은 간단합니다. 내화성 가루(융합 실리카 또는 지르콘과 같은)와 결합제(보통 콜로이드 실리카 또는 에틸 실리케이트)입니다. 그러나 간단한 것은 거기서 끝납니다. 밀가루의 입자 크기 분포가 중요합니다. 적절한 포장 밀도를 얻으려면 거친 입자와 미세한 입자의 혼합이 필요합니다. 너무 미세하면 건조 및 소성 중에 과도한 수축과 균열이 발생합니다. 너무 거칠면 표면 마감이 거칠어져 왁스에 담아내기 위해 열심히 노력한 모든 세부 사항이 손실됩니다. 우리가 하는 대부분의 작업에는 분실된 왁스 주조용 세라믹 슬러리 QSY에서는 고온 합금용 지르콘 기반 시스템을 선호합니다. 그것은 용광로에서 비명을 지르는 코발트 기반 합금을 부을 때 협상할 수 없는 더 높은 내화도를 가지고 있습니다.
바인더 선택은 또 다른 판단입니다. 콜로이드 실리카는 사용자 친화적인 수성 기반이지만 강도가 천천히 형성됩니다. 에틸 실리케이트는 매우 강한 껍질을 빠르게 만들지만 알코올 기반이므로 화재 위험이 있고 점도 조절이 까다로우며 껍질을 너무 단단하게 만들어 금속이 뜨거운 찢어질 수 있습니다. 우리는 두 가지를 모두 사용하지만 강철이나 스테인리스로 된 복잡하고 얇은 부분의 부품에는 하이브리드 시스템을 사용하는 경우가 많습니다. 이는 그린 강도, 연소 강도 및 투과성의 균형을 맞추는 것입니다. 교과서적인 답은 없습니다. 그날 작업장의 습도에 따라 조정하는 레시피입니다.
그다음에는 첨가제가 있습니다. 특히 까다로운 소수성 표면에 슬러리가 왁스를 고르게 코팅할 수 있도록 표면 장력을 줄이기 위해 습윤제 몇 방울을 사용합니다. 소포제는 필수입니다. 갇힌 기포는 쉘 결함이 일어나기를 기다리고 있습니다. 때로는 세라믹의 가는 균열을 방지하기 위해 특정 형상에 소량의 특수 정맥 방지 첨가제가 필요할 수도 있습니다. 이것을 섞으면 단지 보기만 하는 것이 아닙니다. 당신은 그것을 느낍니다. 점도는 특정 방식으로 손가락을 코팅하여 고르고 불투명한 층을 남겨야 합니다. 우리는 잔 컵으로 확인하지만 경험 많은 사람들은 그것이 떨어지는 방식을 알고 있습니다.
악마는 진행 중입니다: 유변학과 제어
믹싱은 단순히 탱크에 물건을 던지는 것이 아닙니다. 이는 혼합물에 공기가 들어가는 것을 방지하기 위해 제어되고 종종 느린 프로세스입니다. 우리는 특정 블레이드 각도를 가진 프로펠러 믹서를 사용합니다. 혼합 후 화학적 성질이 안정화되기 위해서는 슬러리를 숙성시켜야 합니다(때때로 24시간). 유변학이 변경됩니다. 새로 혼합된 슬러리는 왁스 나무에서 너무 빨리 배수되어 얇고 약한 코팅이 남을 수 있습니다. 오래된 것은 더 나은 요변성을 갖게 됩니다. 흔들면 흐르지만 정지 상태에서는 모양을 유지하여 균일한 층을 형성합니다.
제어 매개변수는 매일의 의식입니다. 밀도(또는 비중)는 종교적으로 확인됩니다. 물이 증발하면서 밀도가 올라가는데, 증류수로 다시 조절해야 합니다. 매 교대 전에 점도를 확인합니다. 콜로이드 실리카 시스템의 pH는 중요합니다. 표류하면 실리카 입자가 조기에 겔화되기 시작하여 전체 배치가 망가질 수 있습니다. 한번은 오염된 양동이를 사용하여 pH가 바뀌었기 때문에 500리터 탱크를 잃어버린 적이 있습니다. 그것은 절차적 규율에 있어서 값비싼 교훈이었습니다. 당신은 단지 액체를 유지하는 것이 아닙니다. 당신은 살아있는 콜로이드 시스템을 유지하고 있습니다.
왁스 어셈블리를 담그는 것은 예술입니다. 첫 번째 코팅, 즉 프라임 코팅이 가장 중요합니다. 표면 마감을 정의합니다. 우리는 종종 더 고운 밀가루를 사용하고 때로는 더 고운 등급의 지르콘을 추가하기도 합니다. 배수 시간, 고임 방지를 위한 나무 회전, 환경 먼지 제어 등 모든 것이 중요합니다. 첫 번째 코팅 후 슬러리가 아직 젖어 있는 동안 즉시 스투코(굵은 모래)를 도포합니다. 그 다음에는 건조, 담그기, 치장벽토 칠하기, 건조의 주기가 있습니다. 건조 환경(온도, 습도, 기류)은 슬러리 자체만큼 중요합니다. 이를 서두르면 습기가 갇힌 녹색 껍질이 생기고, 이는 탈랍 중에 증기로 변하고 폭발합니다.
적절한 사례: 니켈 기반 합금 터빈 블레이드
이론이 불을 만나는 곳입니다. 우리는 니켈 기반 합금 터빈 블레이드의 소규모 배치에 대한 프로젝트를 진행했습니다. 왁스 패턴은 내부 냉각 채널로 인해 복잡해졌습니다. 첫 번째 실행에서는 표준 강철 합금 슬러리 공식을 사용했습니다. 결과는? 몇몇 블레이드는 오토클레이브에서 왁스를 제거한 후 후미 가장자리에 미세한 균열이 나타났습니다. 껍질은 너무 단단해서 빠른 왁스 팽창을 견딜 수 없었습니다. 오류는 슬러리 바인더 시스템에서 발생했습니다. 이 기하학에 비해 너무 강하고 부서지기 쉽습니다.
수정 사항은 다각적인 조정이었습니다. 분실된 왁스 주조용 세라믹 슬러리. 첫째, 유연성을 조금 더 높이기 위해 처음 두 번의 코팅에서는 바인더 비율을 약간 줄였습니다. 둘째, 응력 집중 지점을 줄이기 위해 첫 번째 코팅의 치장벽토를 약간 덜 각진 둥근 입자의 모래로 전환했습니다. 셋째, 초기 코팅 사이의 건조 시간을 50% 연장했습니다. 생산 속도가 느려졌지만 효과가 있었습니다. 껍질은 금속을 다룰 수 있을 만큼 충분한 강도를 갖고 있었지만 탈왁스에도 살아남을 만큼 충분한 투과성과 미세함량을 갖고 있었습니다. 이런 종류의 문제 해결은 다음과 같은 상점에서는 표준입니다. 칭다오창센위안과기유한회사(QSY)여기서는 주철에서 특수 합금에 이르는 재료 포트폴리오로 인해 슬러리를 상수가 아닌 변수로 간주하게 됩니다.
또 다른 미묘한 점: 이러한 고온 합금의 경우 쉘은 주입 온도뿐만 아니라 거대한 주조 센터가 천천히 응고됨에 따라 장기간의 열도 견뎌야 합니다. 너무 일찍 소결되거나 부드러워지는 슬러리는 금속 침투로 이어질 수 있으며, 거칠고 융착된 표면을 만들어 청소하기가 까다롭습니다. 수년에 걸쳐 개발된 당사의 지르콘 슬러리 공식은 한계까지 무결성을 유지하도록 설계되었으므로 코발트 및 니켈 기반 부품에 대한 까다로운 사양을 안정적으로 처리할 수 있습니다.
일반적인 함정과 그 느낌
기술 사양 외에도 직관이 있습니다. 너무 많이 담그는 데 사용된 슬러리에는 치장벽토와 가수분해된 바인더에서 먼지가 쌓입니다. 두꺼워지면 입자 크기가 변합니다. 점도를 조절하기 위해 계속 물을 첨가할 수는 없습니다. 바인더 함량을 희석시키는 것입니다. 정기적으로 새 슬러리로 탱크를 새로 고쳐야 합니다. 탱크의 수명 주기에는 일반적으로 몇 번의 교체 주기 후에 완벽하게 균형을 이루는 최적의 지점이 있습니다.
한 가지 지속적인 문제는 왁스 패턴의 바닥에 선반이나 두꺼운 축적물을 생성하는 슬러리 배수입니다. 이로 인해 주입 중에 열 질량 차이가 발생하여 해당 지점의 금속에 수축 다공성이 발생합니다. 해결책은 항상 슬러리 자체에 있는 것이 아니라 침지 기술에 있습니다. 때로는 균일한 코팅을 얻기 위해 담그고 180도 회전하고 다시 담가야 합니다. 손으로 직접 수정하는 작업입니다.
마지막으로 슬러리와 후속 소성 사이의 관계입니다. 잔여 왁스와 휘발성 물질을 모두 태우고 최종 강도를 높이려면 껍질을 소성해야 합니다. 슬러리 제제가 꺼지면 소성 중에 껍질이 깨지거나 깨질 수 있습니다. 우리는 생산에 착수하기 전에 항상 새로운 배치 또는 포뮬러의 쉘에서 테스트 발사를 수행합니다. 저렴한 보험입니다. 발사된 껍질은 일정한 색상을 띠고 가볍게 두드렸을 때 명확하고 울리는 핑 소리를 내야 합니다. 둔탁한 소리는 문제(강도가 낮거나 미세한 균열이 있을 수 있음)를 의미합니다.
결론: 재단이 전부이다
따라서 쉘 몰드에서 복잡한 매몰 주조에 이르기까지 QSY에서 30년 동안 이 게임을 진행한 후, 명심해야 할 것이 있다면 그것은 바로 슬러리실을 과소평가하지 말라는 것입니다. 는 분실된 왁스 주조용 세라믹 슬러리 왁스 패턴과 용융 금속 사이의 기본 계약입니다. 이는 존중과 지속적인 관찰을 요구하는 역동적이고 살아있는 물질 시스템입니다. 최고의 왁스, 완벽한 게이트 디자인, 보정된 용광로를 가질 수 있지만 제대로 관리되지 않은 슬러리는 모든 것을 약화시킵니다. 그것은 화려한 작업이 아니며 종종 지저분하고 반복적입니다. 그러나 뒤따르는 모든 것의 품질은 그 탱크에서 층별로 구축됩니다. 진정한 전문성은 단순히 사양서에 혼합하는 데에만 있는 것이 아닙니다. 오늘 나무의 부분, 다음 주에 부어질 합금, 해결했지만 다른 형태로 다시 볼 수 있는 문제에 대해 그것을 조정하는 방법을 아는 것입니다. 그게 바로 공예입니다.
