อะไรคือสาเหตุของการหลุดล่อนในเปลือกที่ทำจากทรายแก้วน้ำในระหว่างกระบวนการขึ้นรูปแบบการลงทุน?

ในการหล่อแบบลงทุน (การหล่อขี้ผึ้งหาย) เมื่อใช้กระบวนการทำเปลือกทรายแก้วน้ำ การแยกเปลือกทราย (การลอกเปลือก) เป็นหนึ่งในข้อบกพร่องทั่วไป ซึ่งอาจนำไปสู่พื้นผิวที่หยาบ เสี้ยน และแม้กระทั่งการแตกหักของโครงสร้างของการหล่อ ต่อไปนี้เป็นเหตุผลและแนวทางแก้ไขที่เป็นไปได้:

1. การวิเคราะห์สาเหตุหลัก

(1) ปัญหาของกาวแก้วน้ำคือโมดูลัสแก้วน้ำ (อัตราส่วน SiO ₂/Na ₂ O) ไม่เหมาะสม ค่าโมดูลัสสูงเกินไป (>3.2): แข็งตัวเร็วเกินไป เปลือกเปราะ และมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวและหลุดร่อน โมดูลัสต่ำเกินไป (<2.6): แข็งตัวช้า, กำลังไม่เพียงพอ, การยึดเกาะระหว่างชั้นไม่ดี ความหนาแน่นของแก้วน้ำที่ไม่เหมาะสม (>1.40 ก./ซม. ³) ส่งผลให้ความสามารถในการซึมผ่านต่ำและการแทรกซึมของชั้นล่างไม่เพียงพอ หากความหนาแน่นต่ำเกินไป (<1.28 ก./ซม. ³) แสดงว่ากำลังการยึดเกาะไม่เพียงพอ

(2) กระบวนการชุบแข็งที่ไม่เหมาะสม, ความเข้มข้นหรือเวลาของสารชุบแข็งไม่เพียงพอ (NH ₄ Cl หรือ CO ₂), การชุบแข็งที่ไม่สมบูรณ์, แก้วน้ำที่ไม่ทำปฏิกิริยาตกค้างภายในเปลือก, การหดตัวและการแยกชั้นหลังจากการอบแห้ง ระยะเวลาการช่วยหายใจของ CO ₂ ยาวเกินไปหรือความดันสูงเกินไป พื้นผิวแข็งเกินไป และชั้นในไม่แข็งตัว ทำให้เกิดโครงสร้าง "แกนอ่อนแบบเปลือกแข็ง"

(3) เมื่อทรายถูกโรยไม่สม่ำเสมอหรือการกระจายขนาดอนุภาคทรายไม่สมเหตุสมผลในการดำเนินการสร้างเปลือก และสัดส่วนของทรายหยาบ (เช่น 20-40 mesh) สูงเกินไป การประสานเชิงกลระหว่างชั้นจะอ่อนแอ เมื่อมีทรายละเอียดมากเกินไป (เช่น 70-100 mesh) ความสามารถในการซึมผ่านได้ไม่ดี และก๊าซชุบแข็งไม่สามารถทะลุผ่านได้ การอบแห้งระหว่างชั้นที่ไม่เพียงพอจะทำให้ชั้นถัดไปถูกเคลือบก่อนที่ชั้นก่อนหน้าจะแห้งสนิท ส่งผลให้การยึดเกาะลดลงเนื่องจากความชื้นตกค้าง

(4) ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น ความชื้นสูง (>70% RH) แก้วน้ำดูดซับความชื้น ปฏิกิริยาการชุบแข็งล่าช้า และความแข็งแรงของเปลือกต่ำ เมื่ออุณหภูมิต่ำเกินไป (<15 ℃) อัตราปฏิกิริยาการแข็งตัวจะลดลง และการยึดเกาะระหว่างชั้นไม่มั่นคง

(5) การปนเปื้อนของแม่พิมพ์ขี้ผึ้งด้วยสารตกค้าง (เช่น น้ำมันซิลิโคน) หรือฝุ่นอาจส่งผลต่อการยึดเกาะระหว่างแก้วน้ำและอนุภาคทราย

2. วิธีแก้ปัญหา

(1) ปรับพารามิเตอร์แก้วน้ำให้เหมาะสมและปรับโมดูลัสเป็น 2.8-3.0 (โดยการเติม NaOH หรือซิลิกาโซล) ควบคุมความหนาแน่นระหว่าง 1.30-1.36 กรัม/ซม. ³ (เจือจางหรือเข้มข้นด้วยน้ำ) (2) สร้างมาตรฐานกระบวนการชุบแข็งด้วยสารละลายชุบแข็ง NH ₄ Cl ความเข้มข้น 20-25% และเวลาแช่ 5-10 นาที การแข็งตัวของ CO ₂: ความดัน 0.1-0.2MPa ระยะเวลาระบายอากาศ 30-60 วินาที (ปรับตามความหนาของเปลือก)

(3) ปรับปรุงการจัดลำดับทรายสำหรับการทำเปลือกหอย: ใช้ทรายหยาบ (20-40 เมช) สำหรับชั้นล่างสุด ทรายปานกลาง (40-70 เมช) สำหรับชั้นเปลี่ยนผ่าน และทรายละเอียด (70-100 เมช) สำหรับชั้นผิว การอบแห้งแบบหลายชั้น: หลังจากเคลือบแต่ละชั้นแล้ว ควรทำให้แห้งตามธรรมชาติเป็นเวลา 2-4 ชั่วโมง (หรือบังคับให้แห้งโดยใช้การระบายอากาศ)

(4) อุณหภูมิสภาพแวดล้อมการควบคุมสิ่งแวดล้อม: รักษา 20-25 ℃ ความชื้น ≤ 60% การทำความสะอาดแม่พิมพ์ขี้ผึ้ง: ใช้แอลกอฮอล์หรือสารทำความสะอาดแบบพิเศษเพื่อขจัดสารลอกออกอย่างหมดจด

(5) มาตรการอื่นๆ ได้แก่ การเติมสารเสริมแรง: การเติมสารเชื่อมต่อไซเลน 1-2% (เช่น KH550) ลงในแก้วน้ำเพื่อปรับปรุงการยึดเกาะระหว่างชั้น การชุบแข็งขั้นที่สอง: หลังจากทำเปลือกแล้ว จะถูกจุ่มลงในสารละลายชุบแข็งเพื่อเสริมกำลัง

3. กระบวนการตรวจสอบข้อบกพร่อง

1. ตรวจสอบตำแหน่งของชั้น: การแยกชั้นพื้นผิวและชั้นเปลี่ยนผ่าน → การทำความสะอาดแม่พิมพ์ขี้ผึ้งหรือปัญหาอนุภาคทรายในชั้นพื้นผิว การแยกชั้นทรานซิชันและชั้นด้านหลัง → กระบวนการชุบแข็งหรือปัญหาการให้เกรดการขัดด้วยกระดาษทราย

2. การทดสอบความแข็งแรงของเปลือก: ใช้เครื่องทดสอบความแข็งเพื่อวัดความแข็งของแต่ละชั้น และปรับพารามิเตอร์การชุบแข็งเมื่อความแตกต่างมากกว่า 15%

3. การสังเกตสัณฐานวิทยาหน้าตัด: มีอนุภาคทรายหลุดออกมามากขึ้น → กาวไม่เพียงพอ หน้าตัดเรียบ → ชุบแข็งไม่เพียงพอ

4. ข้อเสนอแนะเกี่ยวกับกระบวนการทางเลือก: หากการแยกออกเกิดขึ้นซ้ำๆ สามารถพิจารณาวิธีแก้ปัญหาทางเลือกต่อไปนี้: เปลือกคอมโพสิตแก้วน้ำซิลิกาโซล: ซิลิกาโซลสำหรับชั้นพื้นผิว (ความแม่นยำสูง) และแก้วน้ำสำหรับชั้นด้านหลัง (ต้นทุนต่ำ)

กระบวนการซิลิกาโซลทั้งหมด: ความเสี่ยงต่อการหลุดร่อนต่ำ แต่มีต้นทุนสูง ด้วยการปรับวัสดุ กระบวนการ และพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมอย่างเป็นระบบ ปัญหาการแยกตัวในเปลือกทรายแก้วน้ำสามารถแก้ไขได้อย่างมีประสิทธิภาพ แนะนำให้ทำการทดลองขนาดเล็กเพื่อตรวจสอบความถูกต้องของแผนการเพิ่มประสิทธิภาพก่อน