Poznavanje procesa vlivanja iz nerjavečega jekla 304 in 316 in silicijevega dioksida
Na področju vlitja sta nerjavna jekla 304 in 316 med najpogosteje uporabljenimi avstenitnimi nerjavnimi jekli zaradi svoje odlične odpornosti proti koroziji, dobrih mehanskih lastnosti in splošne-stroškovne učinkovitosti. Običajno se uporabljajo za proizvodnjo zapletenih-oblikovanih,-površinsko natančnih ulitkov prek Silica Sol Shell-gradbenega procesa v vlivnem litju, najdejo uporabo v ventilih kemičnih črpalk, živilskih strojih, medicinskih napravah in arhitekturni strojni opremi.
I. Lastnosti ulivanja nerjavečega jekla 304 in 316
Čeprav tako 304 kot 316 slovita po odlični odpornosti proti koroziji, njune razlike v sestavi neposredno vplivajo na njuno zmogljivost vlivanja in končne aplikacije.
· Nerjaveče jeklo 304: njegova tipična sestava je C manj kot ali enako 0,08 %, Cr 18-20 %, Ni 8-10,5 %. To je merilo »začetnega« nerjavečega jekla, ki nudi dobro odpornost proti koroziji (proti atmosferi, sladki vodi in večini organskih kislin) in sposobnost ulivanja. Med ulivanjem je njegovo temperaturno območje strjevanja sorazmerno široko, kar vodi do težnje po "kašastem strjevanju", zaradi česar je nagnjen k interdendritični poroznosti zaradi krčenja. Posledično postavlja višje zahteve pri oblikovanju procesa.
· Nerjaveče jeklo 316: kot nadgradnja na 304 je njegova najpomembnejša razlika dodatek 2-3 % molibdena (Mo). Ta element bistveno poveča njegovo odpornost proti luknjičasti in razpokani koroziji v kloridnih okoljih (npr. morska voda, slanica). Njegova tipična sestava je C manj kot ali enaka 0,08 %, Cr 16-18 %, Ni 10-14 %, Mo 2-3 %. Dodatek molibdena nekoliko poveča viskoznost taline in lahko poslabša mikrosegregacijo med ulivanjem. Vendar pa je zaradi svoje vrhunske odpornosti proti koroziji prednostna izbira za težka okolja.
Pogosti izzivi pri kastingu in protiukrepi:
1. Oksidacija in vključki žlindre: Krom v talini jekla hitro oksidira, da tvori film Cr₂O3, ki se lahko ujame v ulitku kot vključki žlindre. Protiukrepi vključujejo hitro taljenje, zaščito pred argonom in vgradnjo učinkovitih lovilcev žlindre v zasnovo vratnega sistema.
2. Nagnjenost k vročim trganjem: Avstenitna nerjavna jekla imajo slabo toplotno prevodnost in visoko linearno krčenje, zaradi česar so dovzetna za vroče trganje na stičiščih med debelimi in tankimi deli ali na vročih točkah. To zahteva racionalno zasnovo zapornega in dvižnega sistema ter nadzorovane stopnje hlajenja za ublažitev toplotnih obremenitev.
3. Poroznost zaradi krčenja: zaradi širokega temperaturnega razpona strjevanja je dovajanje oteženo. Bistvenega pomena je, da se držimo načela usmerjenega strjevanja, z uporabo hladilnih ali izolacijskih dvižnih vodov za zaporedno vodenje strjevanja kovine od najbolj oddaljenih točk ulitka proti dvižnemu vodu, s čimer zagotovimo odprte dovodne kanale.
II. Silica Sol Shell-Postopek gradnje: ključ do doseganja natančnih površin
Postopek s silicijevim dioksidom je trenutno najpogostejši{0}}metod izdelave kalupov za proizvodnjo visoko{1}}kakovostnih ulitkov iz nerjavečega jekla 304/316. Njegovo jedro je izdelava keramične lupine z visoko trdnostjo, stabilnostjo in natančnostjo replikacije.
Podroben potek postopka:
1. Sestavljanje vzorca:
· Voščeni vzorci, enaki obliki končnega dela, so brizgani z aluminijastimi kalupi.
· Ti vzorci se nato sestavijo na osrednji sistem voščenih vrat (izlivna skodelica, oliv, vodila), da tvorijo "grozd" ali "drevo" za serijsko proizvodnjo.
2. Primarno (obrazno) štukaturiranje (najbolj kritičen korak):
· Silicijev dioksid: uporablja se kot vezivo in je koloidna suspenzija nano{0}}delcev SiO₂ v vodi ali topilu, znana kot ne-strupena in okolju prijazna.
· Ognjevzdržni material: primarni premaz običajno uporablja zelo fino cirkonovo moko (ZrSiO₄) ali aluminijevo moko (Al₂O₃). Ti nudijo visoko ognjevzdržnost, nizek toplotni raztezek in posnemajo zelo gladke ulivne površine.
· Delovanje: Grozd se potopi v pripravljeno kašo silicijevega sol-cirkonijeve moke, kar zagotavlja popolno pokritost. Po odvajanju odvečne gnojnice se takoj izvede štukatura. Primarni premaz je običajno pokrit s fino-zrnatim cirkonijevim peskom ali taljenim kremenčevim peskom, da se premaz okrepi in doseže fina površinska tekstura.
3. Sušenje in sušenje:
· Strjevanje kremenčevega sola je fizični postopek sušenja. V kontroliranem okolju (npr. temperatura 23±2 stopinje, vlažnost 40-60%) voda počasi in enakomerno izhlapeva iz premaza. Ko voda izhlapeva, se delci nano-SiO₂ približajo in tvorijo močna siloksanska (Si-O-Si) omrežja s kondenzacijo silanolnih skupin (-SiOH), s čimer tesno vežejo ognjevarne agregate. Primarni premaz zahteva dovolj dolgo sušenje (pogosto več ur), da se zagotovi temeljito sušenje brez razpok.
4. Podporno -oblaganje plašča:
· Ko je primarni sloj popolnoma strjen, se postopek potapanja in lepljenja ponovi. Podporni premazi še vedno uporabljajo silicijev dioksid kot vezivo, vendar preidejo na stroškovno{1}}učinkovitejše ognjevzdržne materiale, kot sta mulitna ali šamotna moka in pesek. Velikost zrn peska vklj
