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熔模精鑄面層防裂研究

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熔模精鑄面層防裂研究

發布日期:2016-06-23 11:43 來源:http://www.sdtzyy.com 點擊:

    熔模精鑄面層開裂、掉皮現象,是精鑄工藝中長期未能解決的難題。無論是矽溶膠工藝還是水玻璃工藝都存在這個問題。在實際生産中解決此問題的辦法。無非就是嚴格執行生産工藝,嚴格控制面層幹燥環境的溫度、濕度和幹燥時間,從而減少開裂掉皮現象。真正的杜絕此現象,目前尚無切實可行的工藝方案。
    熔模精鑄面層材料有锆粉、白剛玉粉、石英粉、莫來粉等,粘結劑有矽溶膠、水玻璃等。多年來精鑄行業矽溶膠工藝都使用锆粉配制面層漿液。為了降低成本,有的企業選用白剛玉粉做面層漿液。現在選用矽溶膠與白剛玉粉做面層漿液進行面層防裂研究。因為白剛玉材料價格便宜,另外白剛玉材料吸水性大制作面層漿液幹燥快、易開裂。如果白剛玉粉料制作的面層解決了開裂問題,是有說服力的。應用于锆粉材料是沒問題的,同時對水玻璃材料也可适用。所以實驗定位于矽溶膠工藝白剛玉粉料進行研究是具有挑戰性和實用性的。
    1:導緻面層開裂、掉皮的因素
    1.1:材料因素
    1.1.1:蠟料的選擇:
    蠟料本身的固有特性,膨脹系數偏大,受環境溫度影響敏感,制成的模組蠟件在沾完面層漿液後幹燥過程中,由于蠟件膨脹而導緻面層産生開裂,嚴重的在進行二沾操作之前浸泡預濕劑就會掉皮。

    1.1.2:粘結劑矽溶膠的選擇
    面層矽溶膠應該是:w(sio2)為30%,膠體粒徑為(8-9nm),這是一般的正常指标,否則就難以保證面層漿液塗層的濕強度,從而導緻生産過程中面層開裂、掉皮現象的産生。
    另外,合格的矽溶膠,企業存放應該注意冬季防止在室外冷凍,夏季防止高溫暴曬,存放時間過長,都會導緻矽溶膠變質,性能減弱,從而影響面層塗料的濕強度,導緻開裂現象産生。

    1.1.3耐火材料的選擇
    面層耐火粉料:①化學穩定性要好:因為其與高溫金屬直接接觸,為防止與金屬液及其氧化物發生反應,耐火粉料的化學穩定性要好,粉料要純淨。②合理的級配:面層塗料的配制是由耐火材料和粘結劑。兩者之間的比例即為塗料的粉液比。塗料粉液比對塗料性能、型殼面層性能均有很大的影響,粉液比低的塗層産生裂紋的傾向就大,粉液比高的塗料塗層塗挂不均勻,幹燥過程中産生應力,也會開裂。③耐火砂料:面層塗料撒砂是為了增強型殼和固定塗料,防止塗層幹燥時由于膠凝而産生穿透性裂紋。撒砂種類應該與該粉料一緻,有相同的膨脹系數,以加強撒砂與塗層結合力。防止膨脹系數不同,幹燥過程中産生應力,導緻開裂!
    1.2工藝因素
    1.2.1面層漿料配制工藝參數
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    注1、此表是國内矽溶膠電熔剛玉面層漿料配方的一個參考工藝參數表,
    2、塗料在L形沾漿機中攪拌,防止沉澱,攪拌時間≥24h才可使用。
    1.2.2面層沾漿撒砂
    沾漿要均勻,模組凹角之處,要用壓縮空氣吹,防止塗挂不上或塗挂不勻,撒砂采用淋砂,這樣撒砂均勻、動量小、不易擊穿面層。
    1.2.3面層幹燥
    面層幹燥環境工藝參數
blob.png為使面層型殼幹燥良好,要嚴格控制面層幹燥室的溫度、濕度、風力和幹燥時間。
    (1) 溫度22-25℃:面層幹燥室的溫度失控,可能會導緻蠟模的膨脹,導緻面層開裂。另外溫度高了面層幹燥過快,導緻膠凝收縮産生應力會使面層開裂。
    (2) 濕度60-70%:面層幹燥室要求60-70%的濕度,就是防止面層幹燥過快!産生應力導緻開裂。
    (3) 風速為0:面層幹燥室不開風扇,也是防止面層幹燥過快,防止風吹不均勻而産生應力,導緻開裂。
    (4) 時間4-6h:面層幹燥時間過短,會幹燥不透,影響強度,甚至在過渡層浸泡預濕劑時會沖掉。時間過長,防止面層幹燥過了産生應力開裂。所以面層的幹燥工藝在前面:風力、溫度、濕度嚴格條件下,幹燥時間為4-6h來保證面層少開裂、不開裂。
    以上對導緻面層開裂的各種因素都進行了一一分析。面層的開裂是一個微妙的現象。有一種因素處理不好都會産生開裂現象,所以要減少開裂,就要嚴格執行以上各種工藝參數。

    2、面層防裂實驗研究
    夏秋交替,氣候不穩定最可能使生産線上模組面層開裂、掉皮現象嚴重。
    2.1面層漿液防裂配方參數
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    2.2沾漿、撒砂
    沾漿就使用前面的2.1的白剛玉防裂配方配制的漿液。用淋砂機撒白剛玉砂。
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面層沾漿後的圖片

    2.3、面層幹燥
    為了挑戰此配方的防裂性能,對沾漿撒砂後的模組采用了兩種不同的環境條件進行面層幹燥:
    ① 風吹速幹防裂
    ② 超長延時幹燥防裂
    2.3.1風吹速幹防裂
    ①沾漿撒砂後的模組3〃LB90°于吊扇下一檔風吹幹燥,當時測的環境溫度為28℃,濕度為55%,風吹2h後全部幹透,然後在過渡層預濕劑中浸泡後仔細觀察,無開裂、無掉皮現象。幹出過渡層,流入下道工序。
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    二沾後的圖片
    ② 澆注後的産品經确認無開裂、無掉皮現象(有照片)
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    澆注酸洗後圖片

    2.3.2超長延時幹燥防裂
    ⑴沾漿撒砂後的模組3〃LB90°,自然幹燥大于26h,然後在過渡層預濕劑中浸泡,仔細觀察無開裂、掉皮現象,然後幹出過渡層,進入下道工序。
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面層沾漿後圖片

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二沾後圖片
    ⑵澆注後的産品經确認,無開裂、無掉皮現象
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澆注酸洗後圖片

    3:結論
    通過白剛玉漿撒白剛玉砂面層的防裂實驗,選擇了兩種幹燥環境條件,效果良好。得出以下結論:
    ⑴風吹速幹防裂,打破了面層幹燥不用風吹的限制。原來之所以不敢用風吹幹燥是因為面層塗層濕強度不夠,在風吹環境下很容易開裂。防裂劑提高了漿液塗層的濕強度,起到了防裂作用。孕育劑孕育面層漿液上下均勻,成分不偏晰,面層塗挂均勻,強度一緻,所以風吹快幹不開裂。

    ⑵超長延時幹燥防裂
    沾漿撒砂後的模組在幹燥室幹燥超過26h,之所以進行超長延時幹燥,打破了原來的工藝參數面層幹燥時間4-6h,就是為了驗證一下此配方的漿液在長時間幹燥情況下的防裂性能。


    ⑶有前面兩種幹燥環境得出結論,面層幹燥環境可以使用吊扇風吹,濕度可以放寬一點,時間可以自己掌握,但是溫度要嚴格執行22-25℃,因為環境溫度失控會導緻蠟件膨脹變形,影響産品尺寸。

    ⑷本防裂配方适用于精鑄矽溶膠工藝的各種面層粉料,(锆粉、白剛玉粉、莫來粉等);對于水玻璃工藝也是适用的。不過應該根據不同情況對參數進行微調即可。

            

 


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