Quelle est la raison du délaminage de la coque en sable de verre soluble pendant le processus de moulage à modèle perdu ?

Dans le moulage de précision (coulée à la cire perdue), lors de l'utilisation du processus de fabrication de coquilles de sable en verre soluble, le délaminage des coquilles de sable (écaillage de la coquille) est l'un des défauts courants, qui peut entraîner une surface rugueuse, des bavures et même une fracture structurelle de la pièce moulée. Voici les raisons et solutions possibles :

1. Analyse des principales raisons

(1) Le problème de l'adhésif pour verre soluble est que le module du verre soluble (rapport SiO ₂/Na ₂ O) n'est pas approprié. Le module est trop élevé (>3,2) : il durcit trop rapidement, la coque est cassante et elle est sujette à la fissuration et au délaminage. Module trop faible (<2,6) : durcissement lent, résistance insuffisante, mauvaise adhérence intercouche. Une mauvaise densité du verre soluble (>1,40 g/cm³) entraîne une mauvaise perméabilité et une infiltration insuffisante de la couche inférieure ; Si la densité est trop faible (<1,28g/cm³), la force de liaison est insuffisante.

(2) Processus de durcissement inapproprié, concentration ou durée insuffisante de l'agent de durcissement (NH ₄ Cl ou CO ₂), durcissement incomplet, verre soluble résiduel n'ayant pas réagi à l'intérieur de la coque, retrait et délaminage après séchage. Le temps de ventilation du CO₂ est trop long ou la pression est trop élevée. La surface est excessivement durcie et la couche interne n'est pas durcie, formant une structure de « noyau souple à coque dure ».

(3) Lorsque le sable est inégalement saupoudré ou que la répartition granulométrique du sable est déraisonnable dans l'opération de fabrication de coques et que la proportion de sable grossier (par exemple 20 à 40 mesh) est trop élevée, le verrouillage mécanique entre les couches est faible. Lorsqu'il y a trop de sable fin (par exemple 70 à 100 mesh), la perméabilité est mauvaise et le gaz durcissant ne peut pas pénétrer. Un séchage intermédiaire insuffisant entraîne le revêtement de la couche suivante avant que la couche précédente ne soit complètement sèche, ce qui entraîne une diminution de l'adhérence due à l'humidité résiduelle.

(4) Facteurs environnementaux tels qu'une humidité élevée (> 70 % HR), du verre soluble absorbant l'humidité, une réaction de durcissement retardée et une faible résistance de la coque. Lorsque la température est trop basse (<15 ℃), la vitesse de réaction de durcissement diminue et la liaison intercouche n'est pas ferme.

(5) La contamination matérielle des moules en cire par des agents de démoulage résiduels (tels que l'huile de silicone) ou par de la poussière peut affecter la liaison entre le verre soluble et les particules de sable.

2. Solutions

(1) Optimisez les paramètres du verre soluble et ajustez le module à 2,8-3,0 (en ajoutant du NaOH ou du sol de silice). Contrôler la densité entre 1,30 et 1,36 g/cm³ (diluer ou concentrer avec de l'eau). (2) Standardisez le processus de durcissement avec une concentration de solution de durcissement de NH ₄ Cl de 20 à 25 % et un temps de trempage de 5 à 10 minutes. Durcissement CO₂ : pression 0,1-0,2MPa, temps de ventilation 30-60 secondes (ajusté en fonction de l'épaisseur de la coque).

(3) Améliorer la qualité du sable pour les opérations de fabrication de coquilles : utilisez du sable grossier (20 à 40 mailles) pour la couche inférieure, du sable moyen (40 à 70 mailles) pour la couche de transition et du sable fin (70 à 100 mailles) pour la couche de surface. Séchage intercouche : Une fois chaque couche enduite, elle doit être séchée naturellement pendant 2 à 4 heures (ou séchage par ventilation forcée).

(4) Température ambiante de contrôle environnemental : maintenir 20-25 ℃, humidité ≤ 60 %. Nettoyage du moule en cire : utilisez de l'alcool ou des produits de nettoyage spécialisés pour éliminer complètement l'agent de démoulage.

(5) D'autres mesures incluent l'ajout d'agents de renforcement : ajout de 1 à 2 % d'agent de couplage silane (tel que KH550) au verre soluble pour améliorer l'adhérence intercouche. Durcissement secondaire : Une fois la coque réalisée, elle est entièrement immergée dans une solution de durcissement pour le renforcement.

3. Processus d'enquête sur les défauts

1. Vérifiez la position de la couche : séparation de la couche de surface et de la couche de transition → nettoyage du moule en cire ou problème de particules de sable de la couche de surface. Séparation de la couche de transition et de la couche arrière → problèmes de processus de durcissement ou de ponçage.

2. Test de la résistance de la coque : utilisez un testeur de dureté pour mesurer la dureté de chaque couche et ajustez les paramètres de durcissement lorsque la différence est supérieure à 15 %.

3. Observation de la morphologie transversale : davantage de particules de sable tombant → adhésif insuffisant ; Section lisse → durcissement insuffisant.

4. Suggestion de processus alternatif : si le délaminage se produit à plusieurs reprises, la solution alternative suivante peut être envisagée : coque composite en verre soluble de silice : sol de silice pour la couche de surface (haute précision) et verre soluble pour la couche arrière (faible coût).

Procédé tout sol de silice : faible risque de délaminage, mais coût élevé. En ajustant systématiquement les paramètres des matériaux, des processus et de l’environnement, le problème du délaminage des coquilles de sable de verre soluble peut être résolu efficacement. Suggérez de mener des expériences à petite échelle pour valider d'abord le plan d'optimisation.