Silika Sol vezivo u investicionom livenju

Izbor premaza silicijum sol direktno će uticati na hrapavost površine i točnost dimenzijaodljevci za ulaganje. Premazi silicijum-sola generalno mogu direktno odabrati silicijum-sol sa masenim udelom silicijum dioksida od 30%. Proces premazivanja je jednostavan, a rad je praktičan. Istovremeno, ljuska kalupa za livenje proizvedena upotrebom premaza ima visoku čvrstoću, a ciklus izrade ljuske se takođe može skratiti.

Silicijum sol je tipično vezivo na bazi vode sa koloidnom strukturom silicijum kiseline. To je koloidna otopina polimera u kojoj su visoko dispergirane čestice silicijum dioksida rastvorljive u vodi. Koloidne čestice su sferne i imaju prečnik od 6-100 nm. Theproces investicionog livenjaizrada ljuske je proces želiranja. Mnogo je faktora koji utječu na geliranje, uglavnom elektrolit, pH, koncentracija sola i temperatura. Postoji mnogo vrsta komercijalnih silicijum-solova, a najčešće se koristi alkalni silicijum-sol sa sadržajem silicijum-dioksida od 30%. Proces izrade ljuske silicijum sol je relativno jednostavan. Svaki proces ima tri procesa: premazivanje, brušenje i sušenje. Svaki postupak se ponavlja mnogo puta kako bi se dobila višeslojna ljuska potrebne debljine.

Generalno, postoje dvije metode za proizvodnju silicijum-sola: jonska izmjena i otapanje. Metoda jonske izmjene odnosi se na ionsku izmjenu razrijeđenog vodenog stakla radi uklanjanja jona natrijuma i drugih nečistoća. Zatim se otopina filtrira, zagrijava i koncentrira do određene gustine kako bi se dobio sol silicijevog dioksida. Metoda rastvaranja se odnosi na korištenje industrijskog čistog silicija (maseni udio silicijuma ≥ 97%) kao sirovine, a pod djelovanjem katalizatora se nakon zagrijavanja direktno rastvara u vodi. Zatim se otopina filtrira kako bi se dobio sol silicijum dioksida.

Tehnički parametri silicijum-sola za livenje pod pritiskom
br.	Hemijski sastav (maseni udio, %)		Physical Properties				Drugi
	SiO2	Na2O	Gustina (g/cm3)	pH	Kinematička viskoznost (mm2/s)	Veličina čestica SiO2 (nm)	Izgled	Stacionarna faza
1	24 - 28	≤ 0,3	1.15 - 1.19	9,0 - 9,5	≤ 6	7 - 15	u boji slonovače ili svijetlozelene boje, bez nečistoća	≥ 1 godina
2	29 - 31	≤ 0,5	1.20 - 1.22	9.0 - 10	≤ 8	9 - 20		≥ 1 godina

Odljevci dobiveni postupkom izrade ljuske od silicijum dioksida imaju nisku površinsku hrapavost, visoku dimenzijsku preciznost i dug ciklus izrade ljuske. Ovaj proces se široko koristi u livenju legura otpornih na visoke temperature, čelika otpornih na toplotu, nerđajućeg čelika, ugljeničnih čelika, niskih legura, legura aluminijuma i legura bakra.

Precizni proces livenja izgubljenog voska od silicijum dioksida pogodan je za ponovljivu proizvodnju komponenti mrežastog oblika od raznih metala i legura visokih performansi. Iako se općenito koristi za male odljevke, ovaj proces se koristi za proizvodnju kompletnih okvira za vrata aviona, sa čeličnim odljevcima do 500 kg i aluminijskim odljevcima do 50 kg. U poređenju sa drugim procesima livenja kao što su livenje pod pritiskom ili livenje u pesak, to može biti skup proces. Međutim, komponente koje se mogu proizvesti livenjem po ulaganju mogu imati zamršene konture, a u većini slučajeva komponente su izlivene u obliku mreže, tako da zahtijevaju malo ili nimalo prerade nakon livenja.

Glavne komponente voštanog premaza u procesu livenja su:
Površinski sloj silika sol ljepila. Može osigurati čvrstoću površinskog sloja i osigurati da površinski sloj ne pukne;
Vatrostalna. Obično je cirkonijum u prahu visoke čistoće kako bi se osiguralo da premaz ima dovoljnu vatrostalnost i da ne reaguje hemijski sa rastopljenim metalom.
Lubricant. To je surfaktant. Budući da je premaz silicijum sol premaz na bazi vode, kvašenje između njega i voštanog kalupa je slabo, a efekat premaza i vješanja nije dobar. Stoga je potrebno dodati sredstvo za vlaženje kako bi se poboljšao učinak premaza i vješanja.
Defoamer. Takođe je surfaktant čija je svrha da eliminiše vazdušne mehuriće u sredstvu za vlaženje.
Rafiner žitarica. Može osigurati rafiniranje zrna odljevaka i poboljšati mehanička svojstva odljevaka.
Ostali dodaci:sredstvo za suspenziju, indikator sušenja, agens za produženo otpuštanje, itd.

 

 

Ispravan odabir omjera svake komponente u premazu od silicijum-sola je ključ za osiguranje kvaliteta premaza. Dvije najosnovnije komponente u premazima su vatrostalni materijali i veziva. Odnos između njih je odnos praha i tečnosti premaza. Odnos praha i tečnosti boje ima veliki uticaj na performanse boje i ljuske, što će u konačnici uticati na kvalitet livenja. Ako je odnos praha i tečnosti premaza prenizak, premaz neće biti dovoljno gust i biće previše praznina, što će učiniti površinu odlivaka grubom. Osim toga, pretjerano nizak omjer praha i tekućine također će povećati sklonost premaza pucanju, a čvrstoća ljuske će biti niska, što će na kraju uzrokovati curenje rastopljenog metala tokom livenja. S druge strane, ako je odnos praha i tečnosti previsok, premaz će biti pregust i fluidnost će biti slaba, što će otežati dobijanje premaza ujednačene debljine i odgovarajuće debljine.

Priprema premaza je važan dio osiguravanja kvaliteta ljuske. Prilikom formulisanja premaza, komponente treba da budu jednolično dispergovane i potpuno pomešane i navlažene jedna s drugom. Oprema koja se koristi za formulaciju boje, broj dodavanja i vrijeme miješanja utječe na kvalitet boje. Naša radionica za investiciono livenje koristi kontinualne mešalice. Kako bi se osigurala kvaliteta premaza, kada su sve komponente premaza novododate sirovine, premaz se mora miješati dovoljno dugo.

Kontrola svojstava prevlaka silicijum sol je važan korak kontrole kvaliteta. Viskoznost, gustina, temperatura okoline, itd. boje se moraju mjeriti najmanje tri puta dnevno i treba ih kontrolirati u okviru podešenog raspona u bilo koje vrijeme.