Investeerimisvalu teadmised 304 ja 316 roostevaba terase ja ränidioksiidi protsessi kohta
Investeerimisvalu valdkonnas on roostevaba teras 304 ja 316 ühed kõige laialdasemalt kasutatavad austeniitsed roostevabad terased tänu nende suurepärasele korrosioonikindlusele, headele mehaanilistele omadustele ja üldisele kuluefektiivsusele. Tavaliselt kasutatakse neid keeruliste -kujuliste siledate-pindade täppisvalandite tootmiseks Silica Sol Shell-ehitusprotsessi kaudu investeerimisvalu raames, rakenduste leidmiseks keemiapumba ventiilides, toiduainetööstuses, meditsiiniseadmetes ja arhitektuuririistvaras.
I. Roostevaba terase 304 ja 316 valuomadused
Kuigi nii 304 kui ka 316 on tuntud suurepärase korrosioonikindluse poolest, mõjutavad nende koostise erinevused otseselt nende valamist ja lõpprakendusi.
· 304 roostevaba teras: selle tüüpiline koostis on C vähem kui 0,08%, Cr 18-20%, Ni 8-10,5%. See on "algtaseme" roostevaba terase etalon, mis pakub head korrosioonikindlust (atmosfääri, magevee ja enamiku orgaaniliste hapete suhtes) ja valatavust. Valamise ajal on selle tahkumistemperatuuri vahemik suhteliselt lai, mis põhjustab tendentsi "pudruseks tahkumiseks", mis muudab selle kalduvaks interdendriitide kokkutõmbumise poorsusele. Järelikult seab see protsesside kavandamisele kõrgemaid nõudmisi.
· 316 roostevaba teras: 304 versiooni uuendamisel on selle kõige olulisem erinevus 2–3% molübdeeni (Mo) lisamine. See element suurendab oluliselt selle vastupidavust punkt- ja pragukorrosioonile kloriidikeskkonnas (nt merevesi, soolvesi). Selle tüüpiline koostis on C Vähem või võrdne 0,08%, Cr 16-18%, Ni 10-14%, Mo 2-3%. Molübdeeni lisamine suurendab veidi sulandi viskoossust ja võib valu ajal süvendada mikrosegregatsiooni. Kuid selle suurepärane korrosioonikindlus muudab selle eelistatud valikuks karmides keskkondades.
Levinud valuväljakutsed ja vastumeetmed:
1. Oksüdatsioon ja räbu lisamine: terassulamis olev kroom oksüdeerub kergesti, moodustades Cr2O3 kile, mis võib räbu sisaldavatena valandisse kinni jääda. Vastumeetmed hõlmavad kiiret sulamist, argoonikaitset ja tõhusate räbupüüdjate lisamist väravasüsteemi konstruktsiooni.
2. Kuumrebenemise tendents: Austeniitsetel roostevabadel terastel on halb soojusjuhtivus ja suur lineaarne kokkutõmbumine, mistõttu on need vastuvõtlikud kuumade rebenemiste suhtes paksude ja õhukeste sektsioonide ristmikel või kuumades kohtades. See nõuab termiliste pingete leevendamiseks ratsionaalset värava- ja tõusukonstruktsiooni ning kontrollitud jahutuskiirust.
3. Kokkutõmbumise poorsus: laia tahkestumise temperatuurivahemiku tõttu on söötmine keeruline. Oluline on järgida suunatud tahkumise põhimõtet, kasutades jahutustorusid või isoleerivaid püstikuid, et juhtida metalli tahkumist järjest kõige kaugematest valupunktidest tõusutoru poole, tagades avatud toitekanalid.
II. Silica Sol Shell-ehitusprotsess: võti täppispindade saavutamiseks
Ränidioksiidi soolprotsess on praegu kõige levinum valuvormide -valmistamise meetod kvaliteetsete 304/316 roostevabast terasest valandite-tootmiseks. Selle tuum seisneb suure tugevuse, stabiilsuse ja replikatsiooni täpsusega keraamilise kesta ehitamises.
Üksikasjalik protsessi voog:
1. Mustri kokkupanek:
· Lõpliku detaili kujuga identsed vahamustrid süstitakse alumiiniumvormide abil.
· Seejärel monteeritakse need mustrid tsentraalsele vahapiirdesüsteemile (valamiskapp, voolik, jooksutorud), et moodustada partii tootmiseks "klastri" või "puu".
2. Peamine (näo) karvkatte krohvimine (kõige olulisem etapp):
· Ränidioksiid: sideainena kasutatav nano{0}}suuruste SiO₂ osakeste kolloidne suspensioon vees või lahustis, mis on teadaolevalt mitte-toksiline ja keskkonnasõbralik.
· Tulekindel materjal: esmase kattekihina kasutatakse tavaliselt väga peent tsirkoonjahu (ZrSiO4) või alumiiniumoksiidi jahu (Al2O3). Need pakuvad suurt tulekindlust, madalat soojuspaisumist ja kordavad väga siledaid valupindu.
· Kasutamine: kobar sukeldatakse ettevalmistatud ränidioksiidi sool-tsirkoonijahu lägasse, tagades täieliku katvuse. Pärast liigse läga tühjendamist tehakse kohe krohvimine. Esmane kiht kaetakse tavaliselt peene-teralise tsirkoonliiva või sulatatud ränidioksiidi liivaga, et tugevdada katet ja saavutada peent pinnatekstuuri.
3. Kuivatamine ja kuivatamine:
· Ränidioksiidi tahkestamine on füüsiline kuivatamisprotsess. Kontrollitud keskkonnas (nt temperatuur 23±2 kraadi, niiskus 40-60%) aurustub vesi kattekihilt aeglaselt ja ühtlaselt. Vee aurustumisel lähenevad nano-SiO₂ osakesed ja moodustavad silanoolrühmade (-SiOH) kondenseerumisel tugevad siloksaani (Si-O-Si) võrgustikud, sidudes seeläbi tulekindlad agregaadid tihedalt. Esmane kiht nõuab piisavalt pikka kuivamisaega (sageli mitu tundi), et tagada põhjalik ja pragudeta kõvenemine.
4. Tagumine-mantli krohvimine:
· Pärast esmase katte täielikku kõvenemist korratakse kastmist ja krohvimist. Varukihtides kasutatakse endiselt sideainena ränidioksiidi, kuid lülituvad üle kulusäästlikumatele{1}}tulekindlatele materjalidele, nagu mulliidi- või šamotijahu ja liiv. Liiva tera suurus, sh
