การใช้ทรายเคลือบอุณหภูมิสูงกับชิ้นส่วนเหล็กหล่อขนาดเล็กและขนาดกลาง

สรุป: ในบทความนี้ ตามลักษณะของฟิล์มทราย ได้มีการนำเสนอปัญหาด้านคุณภาพที่พบในการผลิตทรายหล่อเหล็กที่ผลิตโดยบริษัทของผู้เขียน วิเคราะห์สาเหตุของการเกิดขึ้น และนำสูตรและกระบวนการต่างๆ มาใช้ สถานการณ์ในทางปฏิบัติเพื่อให้สามารถหล่อผลิตภัณฑ์เหล็กที่ตรงตามความต้องการของกระบวนการฟิล์มทรายซึ่งเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการหล่อเหล็กหล่อที่ผลิตโดยการหล่อการลงทุน

คำสำคัญ: ฟิล์มทราย; การหล่อเหล็ก การหล่อขี้ผึ้งหายไป

ชิ้นส่วนเหล็กหล่อมีคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมหลายประการ เช่น เหล็กกล้าคาร์บอน เหล็กโลหะผสมต่ำ มีความแข็งแรงสูง ความเหนียวสูง และการหล่อที่ดี ประสิทธิภาพการเชื่อม และเหล็กชนิดพิเศษสามารถทนต่อการสึกหรอ ทนความร้อน ทนต่อการกัดกร่อน ทนต่ออุณหภูมิต่ำ และสภาพการทำงานพิเศษอื่น ๆ ดังนั้นชิ้นส่วนเหล็กหล่อจึงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในงานหนัก เหมืองแร่ การขนส่ง โรงไฟฟ้า วิศวกรรมเครื่องกล การบินและอวกาศ และอุตสาหกรรมอื่นๆ อีกมากมาย ในปัจจุบัน ในแง่ของความต้องการชิ้นส่วนเหล็กหล่อ หรือการหล่อขนาดกลางและขนาดใหญ่เป็นหลัก และความต้องการการผลิตจำนวนมาก การหล่อขนาดเล็กและขนาดกลางมีขนาดค่อนข้างเล็ก แต่ปริมาณมีขนาดใหญ่กว่า และเป็นของผนังบาง ความแม่นยำ ซับซ้อน การหล่อจึงมีบทบาทสำคัญในอุตสาหกรรมต่างๆ

ปัจจุบันมีวิธีทางเทคโนโลยีค่อนข้างมากในการผลิตชิ้นส่วนเหล็กหล่อขนาดเล็กและขนาดกลางและมีความหลากหลายมากและแต่ละวิธีก็มีลักษณะเฉพาะของตัวเองซึ่งแต่ละวิธีก็มีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง ตามจุดหลอมเหลวสูงของเหล็กหล่อ การเกิดออกซิเดชันของเหล็กเหลว การไหลของเหล็กที่ไม่ดี การหดตัว ชิ้นส่วนเหล็กหล่อมีแนวโน้มที่จะเกิดการเติมน้อยเกินไป การแยกจากกันเย็น การหดตัวและการอ่อนตัว รอยแตกร้าวและทราย และข้อบกพร่องในการหล่ออื่น ๆ ในลักษณะการค้นหาสิ่งที่ดีที่สุด ชิ้นส่วนเหล็กหล่อขนาดเล็กและขนาดกลางจะต้องมีคนงานหล่อระดับโลกที่จำเป็นเร่งด่วนในการแก้ไขคีย์ทางเทคนิค จากกระบวนการผลิตจริงของจีน กระบวนการผลิตการหล่อถูกนำมาใช้ในกระบวนการผลิตได้ถูกนำมาใช้ในสามวิธีดังต่อไปนี้: ทรายเปียกดินเหนียว ทรายที่แข็งตัวด้วยเรซิน และวิธีการหล่อหลอม

(1) ดินทรายเปียก

ทรายเปียกดินเหนียว ข้อจำกัดที่ใหญ่ที่สุดคือความแข็งแรงของทรายไม่สูง ส่งผลให้วิธีการขึ้นรูปทำได้ง่าย การหล่อทำให้เกิดข้อบกพร่องในการหล่อ เช่นกับดักทราย หลุมทราย รูอากาศ รูหด การยึดเกาะของทรายบนพื้นผิว รอยแตก กล่องบวม ฯลฯ จำนวนข้อบกพร่องที่ต้องเชื่อมเพื่อจัดการกับค่าใช้จ่ายในการทำความสะอาดที่ค่อนข้างสูงนั้นมีสูง ดังนั้นจากสถานการณ์โลก ดูเหมือนว่าการผลิตชิ้นส่วนเหล็กด้วยทรายเปียกดินเหนียวมีไม่มากนัก โดยสายการผลิตการขึ้นรูปอัตโนมัติยังน้อยกว่า ดังนั้นในปัจจุบันทรายเปียกดินเหนียวจึงถูกนำมาใช้เป็นหลักในการผลิตชิ้นส่วนเหล็กหล่อ

(2) ทรายเรซินที่แข็งตัวได้เอง

ตั้งแต่ปี 1973 ประเทศจีนเริ่มสำรวจการใช้ทรายที่แข็งตัวได้เองของเรซิน furan ผ่านกระบวนการสร้างแบบจำลองด้วยการหล่อที่มีความแม่นยำของมิติสูงและคุณภาพพื้นผิว (ความแม่นยำของมิติ CT10 ~ 12, ความขรุขระของพื้นผิว Ra25 ~ 50um) การกำหนดเส้นทางหลักเป็นสิ่งที่ดี โรงหล่อ การทำความสะอาดทรายเป็นเรื่องง่าย การฟื้นฟูทรายแห้งเก่าง่ายต่อการนำกลับมาใช้ใหม่ อัตราการรีไซเคิลสูง (มากกว่า 90%) และข้อดีอื่น ๆ ปัจจุบันการหล่อเหล็กขนาดใหญ่และขนาดกลางในประเทศจีนมีความก้าวหน้ามากขึ้นและมีการใช้กันอย่างแพร่หลาย อย่างไรก็ตาม เนื่องจากค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนที่สูงของทรายเรซิน อุณหภูมิที่สูงของสัมปทานจึงไม่ดี ชิ้นส่วนเหล็กหล่อจึงเกิดรอยแตกได้ง่าย ระบบสารยึดเกาะประกอบด้วย S, N และองค์ประกอบที่เป็นอันตรายอื่นๆ ซึ่งทำให้เกิดการคาร์บูไรเซชันของพื้นผิวเหล็กหล่อ การแทรกซึมของกำมะถัน และรอยแตกขนาดเล็กบนพื้นผิวได้ง่าย การปล่อยก๊าซทรายออกมาสูง การหล่อมีแนวโน้มที่จะมีความพรุนหรือข้อบกพร่อง N ที่เกิดจากความพรุนใต้ผิวหนัง กระบวนการผสมทราย การสร้างแบบจำลอง การเท การขัด และการทำความสะอาดทำให้เกิด S0, C0 และก๊าซอันตรายอื่น ๆ ที่ก่อให้เกิดมลพิษต่อสภาพแวดล้อมการทำงาน ดังนั้น กระบวนการทรายโดยใช้เรซิน furan เพื่อผลิตชิ้นส่วนเหล็กหล่อจึงไม่ใช่ทางเลือกที่ดี โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตปั๊ม วาล์ว หัวรถจักร ชิ้นส่วนเหล็กหล่อขนาดเล็กและขนาดกลางที่มีผนังบางและซับซ้อนเชิงโครงสร้าง ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่พึงประสงค์มากยิ่งขึ้น .

(3) วิธีการหล่อขี้ผึ้งหาย

ตามความต้องการของผลิตภัณฑ์หล่อที่มีความแม่นยำและกระบวนการผลิต สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: ประการแรกคือการใช้วัสดุแม่พิมพ์คุณภาพสูง แม่พิมพ์แรงดันสูง ซิลิกาโซลและเปลือกซิลิเกตเอทิลอะซิเตท การล้างขี้ผึ้งด้วยไอน้ำ บรรยากาศอย่างรวดเร็วหรือ กระบวนการหลอมและหล่อแบบสุญญากาศ มีกระบวนการหล่อหลอมแบบสากลทั่วไป สามารถผลิตงานหล่อที่มีความแม่นยำระดับ CT4~6 ระดับ ความหยาบผิว Ra0.8~6.3um ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตใบพัดเครื่องบินและกังหันก๊าซ และการหล่อการลงทุนคุณภาพสูงอื่นๆ: หรือเหล็กกล้าไร้สนิมทั่วไป เหล็กโลหะผสมต่ำ เหล็กกล้าคาร์บอน และการลงทุนอื่น ๆ การหล่อ การหล่อประเภทนี้ต้องใช้เทคโนโลยีและต้นทุนการผลิตในระดับที่สูงขึ้น และส่วนแบ่งโดยรวมในจีนยังมีน้อย หมวดที่สองคือการใช้วัสดุขึ้นรูปพาราฟินสเตียเรตคุณภาพต่ำ การทำแม่พิมพ์ด้วยแรงดันต่ำ เปลือกแก้วน้ำ การล้างขี้ผึ้งด้วยน้ำร้อน กระบวนการละลายและเทในชั้นบรรยากาศที่ช้า สามารถผลิตงานหล่อที่มีความแม่นยำระดับ CT7~9 และความหยาบผิว Ra2.5~25μm ส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตชิ้นส่วนเหล็กกล้าคาร์บอนและโลหะผสมต่ำที่มีความต้องการคุณภาพต่ำ เนื่องจากวงจรการผลิตสั้น ราคาวัตถุดิบและวัสดุเสริมต่ำ การลงทุนในอุปกรณ์น้อย จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมภายในประเทศ เช่น ยานพาหนะหนัก รถแทรกเตอร์ เครื่องจักร อุปกรณ์โลหะวิทยา เครื่องมือกล ปั๊มและวาล์ว เป็นต้น ปัจจุบันใช้แทนการหล่อทรายในประเทศจีน เป็นวิธีการสร้างแบบจำลองหลักที่ใช้แทนการหล่อทรายในการผลิตการหล่อเหล็กที่มีความแม่นยำขนาดเล็กและการหล่อเหล็กที่ซับซ้อนในประเทศจีน อย่างไรก็ตาม มีค่าเผื่อสำหรับการแปรรูปการหล่อ การใช้พลังงานและวัตถุดิบ วงจรการผลิตที่ยาวนาน มลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมที่รุนแรง ประสิทธิภาพการผลิตต่ำ และปัญหาอื่นๆ

ในมุมมองของการผลิตการหล่อในปัจจุบันในการผลิตของวิธีกระบวนการผลิตการหล่อที่มีความแม่นยำขนาดเล็กสามประเภทข้างต้น มีข้อเสียบางประการ ผู้เขียนบทความนี้ ตามกล่องแกนร้อนของทรายเรซิน furan ความคล่องตัวไม่ดี กล่องเย็นที่มีแกนทรายมีความคล่องตัวดี แต่นอกกล่องมีความแข็งแรงต่ำ และเสนอให้ใช้กระบวนการหล่อเปลือกทรายเคลือบเรซินเพื่อผลิตกระบวนการหล่อที่มีความแม่นยำขนาดเล็ก

การหล่อเปลือกหอยได้รับการพัฒนาโดยเยอรมนีในช่วงทศวรรษที่ 1940 แต่เป็นการวิจัยในประเทศอย่างช้าๆ เมื่อเปรียบเทียบกับการหล่อเปลือกทรายแบบทั่วไป การหล่อทรายมีการลงทุนในอุปกรณ์น้อยกว่า ใช้พื้นที่น้อย การผลิตที่สะดวก ประสิทธิภาพการผลิตสูง การหล่อโดยใช้ทรายน้อย ฝุ่นในไซต์การผลิตน้อยกว่า เสียง จึงสร้างมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมน้อย พื้นผิวการหล่อ การตกแต่งมีความแม่นยำมิติสูง ฯลฯ ในอุตสาหกรรมยานยนต์ของจีน ชิ้นส่วนเหล็กหล่อถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย เพื่อปรับปรุงการต้านทานความร้อนของทรายฟิล์ม ประเทศจีนได้นำทรายดิบพิเศษ (เช่น ทรายเพทาย ทรายโครไมต์ ฯลฯ) มาแปรรูปเป็นทรายฟิล์มพิเศษเพื่อตอบสนองความต้องการในการผลิต อย่างไรก็ตาม ทรายเพทาย ทรายโครไมต์ และวัตถุดิบทรายพิเศษอื่น ๆ หายาก มีราคาแพง ขึ้นอยู่กับการนำเข้า นอกจากนี้ พื้นผิวของชิ้นส่วนเหล็กหล่อโดยเฉพาะในรูหล่อ (หัวแกน) บนพื้นผิวและมุมลักษณะของ รอยด้ายหรือข้อบกพร่องการหล่อผิวเหี่ยวย่น ซึ่งส่งผลกระทบร้ายแรงต่อคุณภาพของพื้นผิวการหล่อ โดยจำกัดการใช้ในการผลิต เมื่อพิจารณาถึงอุณหภูมิการเทที่สูง การไหลของโลหะไม่ดี และการหดตัวอย่างมากของการหล่อชิ้นส่วนเหล็กขนาดเล็กที่ผลิตโดยทรายเคลือบ เราจึงได้ปรับเปลี่ยนฟีนอลิกเรซินเพื่อปรับปรุงความต้านทานความร้อน ปรับปรุงคุณสมบัติทางความร้อน และเพิ่มวัสดุเสริมพิเศษบางอย่างเพื่อชะลอความเร็ว การสลายตัวของเรซิน ระงับความร้อนจากการสลายตัวที่เกิดจากทราย ปรับปรุงความลื่นไหลของทรายเคลือบ เพิ่มความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงและความเสถียร และรักษาปริมาณทรายเคลือบทนอุณหภูมิสูงพิเศษบนพื้นฐานของควอตซ์ ทรายได้รับการพัฒนาซึ่งมีประสิทธิภาพการทำงานที่อุณหภูมิสูงที่ยอดเยี่ยมและลักษณะการหล่อที่ครอบคลุมอื่น ๆ สามารถทดแทนทรายเซอร์โคเนียเคลือบที่มีราคาแพงเพื่อผลิตการหล่อเหล็กขนาดเล็กที่มีความแม่นยำขนาดเล็กที่หลากหลาย ซึ่งช่วยลดต้นทุนอย่างมากในการปรับปรุงผลผลิตและคุณภาพการหล่อ กำลังรับแรงอัดที่อุณหภูมิสูงของทรายเคลือบจะเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 0.8MPa จาก 0.1~0.2MPa ของทรายเคลือบธรรมดา เวลาต้านทานความร้อนเพิ่มขึ้นเป็นมากกว่า 150 วินาทีจาก 60 ~ 110 วินาทีของทรายเคลือบธรรมดา ความต้านทานแรงดึงที่อุณหภูมิห้องเกิน 3.5 MPa ความต้านทานความร้อนเกิน 2.0 MPa และปริมาณก๊าซวิวัฒนาการน้อยกว่า 18 m1/g (ดูตารางที่ 1)