ما هو سبب التصفيح في القشرة المصنوعة من رمل الزجاج المائي أثناء عملية صب الاستثمار؟

في صب الاستثمار (صب الشمع المفقود)، عند استخدام عملية صنع قذائف الرمل الزجاجية المائية، يعد تصفيح القذائف الرملية (تقشير القذائف) أحد العيوب الشائعة، والتي يمكن أن تؤدي إلى سطح خشن، نتوءات، وحتى كسر هيكلي للصب. فيما يلي الأسباب والحلول المحتملة:

1. تحليل الأسباب الرئيسية

(1) مشكلة لاصق الزجاج المائي هي أن معامل زجاج الماء (نسبة SiO ₂ / Na ₂ O) غير مناسب. المعامل مرتفع جدًا (> 3.2): فهو يتصلب بسرعة كبيرة جدًا، والقشرة هشة، وتكون عرضة للتشقق والانفصال. المعامل منخفض جدًا (<2.6): تصلب بطيء، قوة غير كافية، ضعف الترابط بين الطبقات. تؤدي الكثافة غير المناسبة لزجاج الماء (> 1.40 جم/سم ³) إلى ضعف النفاذية وعدم التسلل الكافي للطبقة السفلية؛ إذا كانت الكثافة منخفضة جدًا (<1.28 جم/سم ³)، فإن قوة الترابط غير كافية.

(2) عملية تصلب غير مناسبة، تركيز أو وقت غير كافي لعامل التصلب (NH ₄ Cl أو CO ₂)، تصلب غير كامل، زجاج مائي غير متفاعل متبقي داخل القشرة، انكماش وتصفيح بعد التجفيف. وقت تهوية ثاني أكسيد الكربون طويل جدًا أو أن الضغط مرتفع جدًا. السطح متصلب بشكل مفرط، والطبقة الداخلية غير صلبة، مما يشكل هيكل "قشرة صلبة ناعمة".

(3) عندما يتم رش الرمل بشكل غير متساو أو يكون توزيع حجم جزيئات الرمل غير معقول في عملية صنع القشرة، وتكون نسبة الرمل الخشن (مثل 20-40 شبكة) مرتفعة جدًا، يكون التشابك الميكانيكي بين الطبقات ضعيفًا. عندما يكون هناك الكثير من الرمال الناعمة (مثل 70-100 شبكة)، تكون النفاذية ضعيفة ولا يمكن للغاز المتصلب أن يخترق. يؤدي التجفيف غير الكافي للطبقات البينية إلى طلاء الطبقة التالية قبل أن تجف الطبقة السابقة تمامًا، مما يؤدي إلى انخفاض الالتصاق بسبب الرطوبة المتبقية.

(4) العوامل البيئية مثل الرطوبة العالية (> 70٪ رطوبة نسبية)، وامتصاص زجاج الماء للرطوبة، وتأخر تفاعل التصلب، وانخفاض قوة القشرة. عندما تكون درجة الحرارة منخفضة جدًا (<15 درجة مئوية)، ينخفض ​​معدل تفاعل التصلب ولا تكون رابطة الطبقات البينية ثابتة.

(5) يمكن أن يؤثر تلوث مواد قوالب الشمع بعوامل الإطلاق المتبقية (مثل زيت السيليكون) أو الغبار على الترابط بين زجاج الماء وجزيئات الرمل.

2. الحل

(1) تحسين معلمات زجاج الماء وضبط المعامل إلى 2.8-3.0 (بإضافة هيدروكسيد الصوديوم أو محلول السيليكا). التحكم في الكثافة بين 1.30-1.36 جم/سم ³ (مخفف أو مركز بالماء). (2) توحيد عملية التصلب باستخدام محلول تصلب NH ₄ Cl بتركيز 20-25% ووقت نقع من 5-10 دقائق. تصلب ثاني أكسيد الكربون: الضغط 0.1-0.2 ميجا باسكال، وقت التهوية 30-60 ثانية (يتم تعديله وفقًا لسمك القشرة).

(3) تحسين تصنيف الرمل لعملية تصنيع القشرة: استخدم الرمل الخشن (20-40 شبكة) للطبقة السفلية، والرمل المتوسط ​​(40-70 شبكة) للطبقة الانتقالية، والرمل الناعم (70-100 شبكة) للطبقة السطحية. تجفيف الطبقات البينية: بعد طلاء كل طبقة، يجب تجفيفها بشكل طبيعي لمدة 2-4 ساعات (أو التجفيف بالتهوية القسرية).

(4) درجة حرارة بيئة التحكم البيئي: الحفاظ على 20-25 درجة مئوية، الرطوبة ≥ 60%. تنظيف قالب الشمع: استخدم الكحول أو مواد التنظيف المتخصصة لإزالة عامل التحرير تمامًا.

(5) تشمل التدابير الأخرى إضافة عوامل تقوية: إضافة 1-2% عامل اقتران سيلاني (مثل KH550) إلى زجاج الماء لتحسين التصاق الطبقات البينية. التصلب الثانوي: بعد تصنيع القشرة، يتم غمرها بالكامل في محلول التقوية من أجل التقوية.

3. عملية التحقيق في العيوب

1. تحقق من موضع الطبقات: فصل الطبقة السطحية والطبقة الانتقالية ← تنظيف قالب الشمع أو مشكلة جزيئات رمل الطبقة السطحية. فصل الطبقة الانتقالية والطبقة الخلفية ← عملية التصلب أو مشكلات تصنيف الصنفرة.

2. اختبار قوة القشرة: استخدم جهاز اختبار الصلابة لقياس صلابة كل طبقة، وضبط معلمات التصلب عندما يكون الفرق أكبر من 15%.

3. مراقبة شكل المقطع العرضي: تساقط المزيد من جزيئات الرمل ← عدم كفاية المادة اللاصقة؛ المقطع العرضي السلس → تصلب غير كاف.

4. اقتراح عملية بديلة: إذا حدث التصفيح بشكل متكرر، يمكن النظر في الحل البديل التالي: الغلاف المركب للزجاج المائي ومحلول السيليكا: محلول السيليكا للطبقة السطحية (دقة عالية)، وزجاج الماء للطبقة الخلفية (تكلفة منخفضة).

جميع عمليات سول السيليكا: خطر التصفيح منخفض، لكن التكلفة مرتفعة. من خلال الضبط المنهجي للمواد، والعمليات، والمعايير البيئية، يمكن حل مشكلة التصفيح في الأصداف الرملية الزجاجية المائية بشكل فعال. اقترح إجراء تجارب صغيرة الحجم للتحقق من صحة خطة التحسين أولاً.