Знание процесса литья по выплавляемым моделям из нержавеющей стали 304 и 316 и кремнезема.
В области литья по выплавляемым моделям нержавеющая сталь 304 и 316 является одной из наиболее широко используемых аустенитных нержавеющих сталей благодаря своей превосходной коррозионной стойкости, хорошим механическим свойствам и общей -экономической эффективности. Обычно они используются для изготовления прецизионных отливок сложной-формы с гладкой-поверхностью с помощью кремнеземной оболочки-Строительный процесс в рамках литья по выплавляемым моделям, а также находит применение в клапанах химических насосов, пищевом оборудовании, медицинском оборудовании и архитектурном оборудовании.
I. Характеристики литья нержавеющей стали 304 и 316.
Хотя и 304, и 316 известны своей превосходной коррозионной стойкостью, различия в их составе напрямую влияют на качество их литья и конечную область применения.
· Нержавеющая сталь 304: ее типичный состав: C меньше или равно 0,08%, Cr 18-20%, Ni 8–10,5%. Это эталонная нержавеющая сталь «начального уровня», обеспечивающая хорошую коррозионную стойкость (по отношению к атмосфере, пресной воде и большинству органических кислот) и литейные качества. Во время литья диапазон температур его затвердевания относительно широк, что приводит к тенденции к «кашеобразному затвердеванию», что делает его склонным к междендритной усадочной пористости. Следовательно, это предъявляет более высокие требования к проектированию процесса.
· Нержавеющая сталь 316: при обновлении до 304 ее самым важным отличием является добавление 2-3% молибдена (Mo). Этот элемент значительно повышает его устойчивость к точечной и щелевой коррозии в хлоридных средах (например, морской воде, рассоле). Его типичный состав: C менее или равно 0,08%, Cr 16-18%, Ni 10-14%, Mo 2-3%. Добавление молибдена несколько увеличивает вязкость расплава и может усилить микросегрегацию во время литья. Однако его превосходная коррозионная стойкость делает его предпочтительным выбором для суровых условий.
Распространенные проблемы с кастингом и меры противодействия:
1. Окисление и шлаковые включения. Хром в стальном расплаве легко окисляется с образованием пленки Cr₂O₃, которая может захватываться отливкой в виде шлаковых включений. Контрмеры включают быстрое плавление, защиту аргоном и включение эффективных шлакоуловителей в конструкцию литниковой системы.
2. Склонность к горячему разрыву. Аустенитные нержавеющие стали обладают плохой теплопроводностью и высокой линейной усадкой, что делает их чувствительными к горячим разрывам на стыках между толстыми и тонкими секциями или в горячих точках. Это требует рациональной конструкции литников и стояков, а также контролируемой скорости охлаждения для смягчения термических напряжений.
3. Усадочная пористость: из-за широкого диапазона температур затвердевания подача затруднена. Крайне важно придерживаться принципа направленной кристаллизации, используя кокиль или изолирующие стояки для последовательного направления затвердевания металла от самых дальних точек отливки к стояку, обеспечивая открытые каналы подачи.
II. Процесс изготовления оболочки из кремнезема-: ключ к получению прецизионных поверхностей
Процесс изготовления кремнезоля в настоящее время является наиболее распространенным-методом изготовления форм для производства высококачественных-отливок из нержавеющей стали 304/316. Его суть заключается в создании керамической оболочки, обладающей высокой прочностью, стабильностью и точностью воспроизведения.
Подробный процесс:
1. Сборка узора:
· Восковые модели, идентичные форме конечной детали, наносятся с помощью алюминиевых форм.
· Эти модели затем собираются в центральную систему восковых литников (разливной стакан, литник, направляющие), образуя «кластер» или «дерево» для серийного производства.
2. Первичное (лицевое) штукатурное покрытие (самый ответственный этап):
· Золь кремнезема: используется в качестве связующего и представляет собой коллоидную суспензию наночастиц SiO₂ размера-размера в воде или растворителе, известную своей не-токсичностью и безвредностью для окружающей среды.
· Огнеупорный материал: В качестве основного слоя обычно используется очень мелкая цирконовая мука (ZrSiO₄) или глиноземная мука (Al₂O₃). Они обладают высокой огнеупорностью, низким тепловым расширением и повторяют очень гладкие поверхности отливки.
· Операция: кластер погружается в подготовленную суспензию кремнезоля-цирконовой муки, обеспечивая полное покрытие. После слива излишков раствора сразу же выполняют штукатурку. Первичный слой обычно покрывается мелкозернистым цирконовым песком или песком из плавленого кварца, чтобы укрепить покрытие и добиться мелкозернистой текстуры поверхности.
3. Сушка и отверждение:
· Отверждение кремнезоля представляет собой процесс физической сушки. В контролируемой среде (например, температура 23±2 градуса, влажность 40-60%) вода медленно и равномерно испаряется из покрытия. По мере испарения воды частицы нано-SiO₂ сближаются и образуют прочные силоксановые (Si-O-Si) сетки за счет конденсации силанольных групп (-SiOH), тем самым прочно связывая тугоплавкие агрегаты. Первичному слою требуется достаточно длительное время высыхания (часто несколько часов), чтобы обеспечить полное затвердевание и отсутствие трещин.
4. Резервная-штукатурка верхнего слоя:
· После полного отверждения основного слоя процесс окунания и штукатурки повторяется. В качестве связующего по-прежнему используется силиказоль, но в качестве связующего используются более экономичные-огнеупорные материалы, такие как муллитовая или шамотная мука и песок. Размер зерен песка, вкл.
