Wat is de reden voor delaminatie in de schaal van waterglaszand tijdens het gietproces?

Bij het gieten van verloren was (verloren wasgieten) is delaminatie van de zandschelp (afpellen van de schaal) bij gebruik van het proces van het maken van waterglaszandschelpen een van de meest voorkomende defecten, die kunnen leiden tot een ruw oppervlak, bramen en zelfs structurele breuken van het gietstuk. Dit zijn mogelijke redenen en oplossingen:

1. Analyse van de belangrijkste redenen

(1) Het probleem van waterglaslijm is dat de waterglasmodulus (SiO₂/Na₂O-verhouding) niet geschikt is. De modulus is te hoog (>3,2): het hardt te snel uit, de schaal is broos en is gevoelig voor barsten en delaminatie. Modulus te laag (<2,6): langzame uitharding, onvoldoende sterkte, slechte hechting tussen de lagen. Een onjuiste dichtheid van waterglas (>1,40 g/cm³) leidt tot slechte doorlaatbaarheid en onvoldoende infiltratie van de onderste laag; Als de dichtheid te laag is (<1,28 g/cm³), is de hechtsterkte onvoldoende.

(2) Onjuist verhardingsproces, onvoldoende concentratie of tijd van verhardingsmiddel (NH ₄ Cl of CO ₂), onvolledige verharding, achtergebleven niet-gereageerd waterglas in de schaal, krimp en delaminatie na drogen. De CO₂-ventilatietijd is te lang of de druk is te hoog. Het oppervlak is overmatig gehard en de binnenlaag is niet gehard, waardoor een "harde, zachte kern" -structuur ontstaat.

(3) Wanneer het zand ongelijkmatig wordt gestrooid of de verdeling van de zanddeeltjesgrootte onredelijk is bij het maken van de schaal, en het aandeel grof zand (zoals 20-40 mesh) te hoog is, is de mechanische koppeling tussen de lagen zwak. Wanneer er te veel fijn zand is (zoals 70-100 mesh), is de doorlaatbaarheid slecht en kan het verhardende gas niet binnendringen. Bij onvoldoende droging tussen de lagen wordt de volgende laag gecoat voordat de vorige laag volledig is gedroogd, waardoor de hechting afneemt als gevolg van restvocht.

(4) Omgevingsfactoren zoals hoge luchtvochtigheid (>70% RH), waterglas dat vocht absorbeert, vertraagde verhardingsreactie en lage schaalsterkte. Wanneer de temperatuur te laag is (<15 ℃), neemt de uithardingsreactiesnelheid af en is de hechting tussen de lagen niet stevig.

(5) Materiaalverontreiniging van wasmallen met resten van losmiddelen (zoals siliconenolie) of stof kan de hechting tussen waterglas en zanddeeltjes aantasten.

2. Oplossing

(1) Optimaliseer de waterglasparameters en pas de modulus aan op 2,8-3,0 (door NaOH of silicasol toe te voegen). Controleer de dichtheid tussen 1,30-1,36 g/cm³ (verdunnen of concentreren met water). (2) Standaardiseer het hardingsproces met een NH₄Cl-hardingsoplossingconcentratie van 20-25% en een weektijd van 5-10 minuten. CO₂-uitharding: druk 0,1-0,2 MPa, ventilatietijd 30-60 seconden (aangepast aan de schaaldikte).

(3) Verbeter de zandsortering voor het maken van schelpen: gebruik grof zand (20-40 mesh) voor de onderste laag, medium zand (40-70 mesh) voor de overgangslaag en fijn zand (70-100 mesh) voor de oppervlaktelaag. Drogen tussen de lagen: Nadat elke laag is gecoat, moet deze gedurende 2-4 uur op natuurlijke wijze worden gedroogd (of drogen met geforceerde ventilatie).

(4) Omgevingstemperatuur voor omgevingscontrole: handhaaf 20-25 ℃, vochtigheid ≤ 60%. Reinigen van wasmallen: Gebruik alcohol of speciale schoonmaakmiddelen om het lossingsmiddel grondig te verwijderen.

(5) Andere maatregelen omvatten het toevoegen van versterkingsmiddelen: het toevoegen van 1-2% silaankoppelingsmiddel (zoals KH550) aan waterglas om de hechting tussen de lagen te verbeteren. Secundaire verharding: Nadat de schaal is gemaakt, wordt deze volledig ondergedompeld in een verhardingsoplossing ter versterking.

3. Onderzoeksproces naar defecten

1. Controleer de positie van de gelaagdheid: scheiding van oppervlaktelaag en overgangslaag → wasvormreiniging of probleem met zanddeeltjes in de oppervlaktelaag. Scheiding van overgangslaag en achterlaag → problemen met verhardingsproces of schuurgraad.

2. Testen van de sterkte van de schaal: gebruik een hardheidsmeter om de hardheid van elke laag te meten en pas de verhardingsparameters aan als het verschil groter is dan 15%.

3. Observeren van de morfologie van de dwarsdoorsnede: er vallen meer zanddeeltjes af → onvoldoende lijm; Gladde doorsnede → onvoldoende verharding.

4. Alternatief procesvoorstel: Als delaminatie herhaaldelijk optreedt, kan de volgende alternatieve oplossing worden overwogen: silicasol-waterglascomposietschaal: silicasol voor de oppervlaktelaag (hoge precisie) en waterglas voor de achterlaag (lage kosten).

Volledig silicasolproces: laag delaminatierisico, maar hoge kosten. Door materiaal-, proces- en omgevingsparameters systematisch aan te passen, kan het probleem van delaminatie in waterglaszandschelpen effectief worden opgelost. Stel voor om eerst kleinschalige experimenten uit te voeren om het optimalisatieplan te valideren.