Инвестиционо ливење Познавање процеса од нерђајућег челика 304 и 316 и силицијум-сола
У области ливења по инвестиционој маси, нерђајући челик 304 и 316 су међу најчешће коришћеним аустенитним нерђајућим челицима због одличне отпорности на корозију, добрих механичких својстава и укупне исплативости{2}}. Обично се користе за производњу сложених-обликованих, глатких-површинских прецизних одливака путем процеса изградње Силица Сол Схелл- у оквиру ливења по инвестиционој маси, проналажење примене у хемијским вентилима пумпи, машинама за храну, медицинским уређајима и архитектонском хардверу.
И. Карактеристике ливења од нерђајућег челика 304 и 316
Иако су и 304 и 316 познати по одличној отпорности на корозију, њихове композиционе разлике директно утичу на перформансе ливења и коначне примене.
· Нерђајући челик 304: Његов типичан састав је Ц мањи или једнак 0,08%, Цр 18-20%, Ни 8-10,5%. То је референтни нерђајући челик „почетног нивоа“, који нуди добру отпорност на корозију (на атмосферу, слатку воду и већину органских киселина) и способност ливења. Током ливења, његов температурни опсег очвршћавања је релативно широк, што доводи до склоности ка "кашастом очвршћавању", што га чини склоним порозности интердендритског скупљања. Сходно томе, поставља веће захтеве за дизајн процеса.
· Нерђајући челик 316: Као надоградња на 304, његова најважнија разлика је додавање 2-3% молибдена (Мо). Овај елемент значајно повећава његову отпорност на корозију у облику шупљина и пукотина у хлоридним срединама (нпр. морска вода, слана вода). Његов типичан састав је Ц мањи или једнак 0,08%, Цр 16-18%, Ни 10-14%, Мо 2-3%. Додатак молибдена благо повећава вискозитет растопа и може погоршати микросегрегацију током ливења. Међутим, његова супериорна отпорност на корозију чини га пожељним избором за оштра окружења.
Уобичајени изазови и контрамере:
1. Оксидација и инклузије шљаке: Хром у топљењу челика лако оксидира и формира Цр2О₃ филм, који може бити заробљен у одливу као инклузије шљаке. Противмере укључују брзо топљење, заштиту од аргона и уградњу ефикасних хватача шљаке у дизајн система залијевања.
2. Склоност врућем кидању: Аустенитни нерђајући челици имају лошу топлотну проводљивост и високо линеарно скупљање, што их чини подложним врућим кидањима на спојевима између дебелих и танких пресека или на врућим тачкама. Ово захтева рационалан дизајн улаза и дизања и контролисане брзине хлађења да би се ублажила топлотна напрезања.
3. Порозност скупљања: Због широког распона температуре очвршћавања, храњење је тешко. Неопходно је придржавати се принципа усмереног очвршћавања, коришћењем хлађења или изолационих успона за вођење очвршћавања метала узастопно од најудаљенијих тачака одливака ка успону, обезбеђујући отворене канале за напајање.
ИИ. Силица Сол Схелл-Процес изградње: кључ за постизање прецизних површина
Процес силицијум сол је тренутно најчешћи метод за прављење калупа{0}}за производњу висококвалитетних одливака од нерђајућег челика 304/316. Његово језгро лежи у изградњи керамичке шкољке високе чврстоће, стабилности и тачности репликације.
Детаљан ток процеса:
1. Састављање шаблона:
· Воштане шаре, идентичне облику финалног дела, убризгавају се помоћу алуминијумских калупа.
· Ови узорци се затим склапају на централни систем за затварање воска (капа за изливање, спруе, водилице) да би се формирао "кластер" или "дрво" за серијску производњу.
2. Примарно (фаце) премазивање премаза (најкритичнији корак):
· Silica Sol: Used as the binder, it's a colloidal suspension of nano-sized SiO₂ particles in water or solvent, known for being non-toxic and environmentally friendly.
· Ватростални материјал: Примарни премаз обично користи веома фино цирконско брашно (ЗрСиО₄) или брашно од алуминијума (Ал₂О₃). Они нуде високу ватросталност, ниско термичко ширење и реплицирају веома глатке површине ливења.
· Рад: Група је уроњена у припремљену кашу од силицијум сол-цирконовог брашна, обезбеђујући пуну покривеност. Након одводњавања вишка каше, одмах се врши штукатура. Примарни премаз је обично малтерисан финим-зрнатим цирконским песком или песком од силицијум диоксида да би се ојачао премаз и постигла фина површинска текстура.
3. Сушење и очвршћавање:
· Очвршћавање силицијум сола је физички процес сушења. У контролисаном окружењу (нпр. температура 23±2 степена, влажност 40-60%), вода полако и равномерно испарава из премаза. Како вода испарава, нано-СиО₂ честице се приближавају и формирају јаке силоксанске (Си-О-Си) мреже преко кондензације силанолних група (-СиОХ), чиме се чврсто везују ватростални агрегати. Примарни премаз захтева довољно дуго време сушења (често неколико сати) да би се обезбедило темељно очвршћавање без пукотина.
4. Резервно-уметање капута:
· Након што је примарни премаз потпуно осушен, понавља се процес умакања и штукатуре. Помоћни премази и даље користе силицијум-сол као везиво, али прелазе на исплативије{1}}ватросталне материјале као што су брашно и песак од мулита или шамота. Величина зрна песка ук
