Kiến thức đúc đầu tư về quy trình thép không gỉ 304 & 316 và Silica Sol
Trong lĩnh vực đúc mẫu chảy, thép không gỉ 304 và 316 là một trong những loại thép không gỉ austenit được sử dụng rộng rãi nhất do khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, tính chất cơ học tốt và hiệu quả chi phí tổng thể-. Chúng thường được sử dụng để sản xuất các vật đúc có độ chính xác bề mặt -có hình dạng phức tạp, mịn{5}}thông qua Quy trình chế tạo Vỏ Silica Sol-trong quá trình đúc mẫu chảy, tìm ứng dụng trong van bơm hóa chất, máy móc thực phẩm, thiết bị y tế và phần cứng kiến trúc.
I. Đặc tính đúc của thép không gỉ 304 và 316
Mặc dù cả 304 và 316 đều nổi tiếng về khả năng chống ăn mòn tuyệt vời, nhưng sự khác biệt về thành phần của chúng ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất đúc và ứng dụng cuối cùng của chúng.
· Thép không gỉ 304: Thành phần đặc trưng là C Nhỏ hơn hoặc bằng 0,08%, Cr 18-20%, Ni 8-10,5%. Đây là thép không gỉ "cấp thấp" tiêu chuẩn, có khả năng chống ăn mòn tốt (chống lại khí quyển, nước ngọt và hầu hết các axit hữu cơ) và khả năng đúc. Trong quá trình đúc, phạm vi nhiệt độ hóa rắn của nó tương đối rộng, dẫn đến xu hướng "đóng rắn nhão", khiến nó dễ bị xốp, co ngót giữa các nhánh. Do đó, nó đặt ra yêu cầu cao hơn về thiết kế quy trình.
· Thép không gỉ 316: Là bản nâng cấp lên 304, điểm khác biệt quan trọng nhất của nó là việc bổ sung 2-3% Molypden (Mo). Nguyên tố này tăng cường đáng kể khả năng chống rỗ và ăn mòn kẽ hở trong môi trường clorua (ví dụ: nước biển, nước muối). Thành phần điển hình của nó là C Nhỏ hơn hoặc bằng 0,08%, Cr 16-18%, Ni 10-14%, Mo 2-3%. Việc bổ sung molypden làm tăng nhẹ độ nhớt nóng chảy và có thể làm trầm trọng thêm sự phân tách vi mô trong quá trình đúc. Tuy nhiên, khả năng chống ăn mòn vượt trội của nó khiến nó trở thành lựa chọn ưu tiên cho môi trường khắc nghiệt.
Những thách thức và biện pháp đối phó đúc phổ biến:
1. Quá trình oxy hóa và tạp chất xỉ: Crom trong thép nóng chảy dễ dàng bị oxy hóa để tạo thành màng Cr₂O₃, màng này có thể bị mắc kẹt trong vật đúc dưới dạng tạp chất xỉ. Các biện pháp đối phó bao gồm tan chảy nhanh, bảo vệ argon và kết hợp các bẫy xỉ hiệu quả trong thiết kế hệ thống cổng.
2. Xu hướng rách nóng: Thép không gỉ Austenitic có tính dẫn nhiệt kém và độ co tuyến tính cao nên dễ bị rách nóng tại các điểm nối giữa phần dày và mỏng hoặc tại các điểm nóng. Điều này đòi hỏi thiết kế cổng và nâng hợp lý cũng như tốc độ làm mát được kiểm soát để giảm thiểu ứng suất nhiệt.
3. Độ xốp co ngót: Do phạm vi nhiệt độ hóa rắn rộng nên việc cho ăn rất khó khăn. Điều cần thiết là phải tuân thủ nguyên tắc hóa rắn theo hướng, sử dụng thiết bị làm lạnh hoặc ống đứng cách điện để dẫn hướng quá trình hóa rắn kim loại một cách tuần tự từ các điểm xa nhất của vật đúc về phía ống đứng, đảm bảo kênh cấp liệu mở.
II. Quy trình chế tạo vỏ Silica Sol-: Chìa khóa để đạt được bề mặt chính xác
Quy trình silica sol hiện là phương pháp tạo khuôn phổ biến nhất-để sản xuất vật đúc bằng thép không gỉ-chất lượng cao 304/316. Cốt lõi của nó nằm ở việc xây dựng một lớp vỏ gốm có độ bền cao, tính ổn định và độ chính xác khi sao chép.
Quy trình chi tiết:
1. Lắp ráp mẫu:
· Các mẫu sáp giống hệt với hình dạng phần cuối cùng được phun bằng khuôn nhôm.
· Các mẫu này sau đó được lắp ráp vào một hệ thống định lượng sáp trung tâm (cốc đổ, rót, đường dẫn) để tạo thành một "cụm" hoặc "cây" để sản xuất hàng loạt.
2. Phủ lớp sơn chính (Mặt) (Bước quan trọng nhất):
· Silica Sol: Được sử dụng làm chất kết dính, nó là hỗn dịch keo của các hạt SiO₂ có kích thước nano-trong nước hoặc dung môi, được biết đến là không-độc hại và thân thiện với môi trường.
· Vật liệu chịu lửa: Lớp phủ chính thường sử dụng bột zircon rất mịn (ZrSiO₄) hoặc bột Alumina (Al₂O₃). Chúng mang lại khả năng chịu lửa cao, độ giãn nở nhiệt thấp và tái tạo các bề mặt đúc rất mịn.
· Vận hành: Cụm được ngâm trong hỗn hợp bột zircon silica sol{0}}đã chuẩn bị sẵn, đảm bảo bao phủ toàn bộ. Sau khi xả hết bùn thừa, việc trát vữa ngay lập tức được thực hiện. Lớp phủ thứ nhất thường được trát bằng cát zircon-hạt mịn hoặc cát Silica nung chảy để củng cố lớp phủ và đạt được kết cấu bề mặt mịn.
3. Sấy khô và bảo dưỡng:
· Quá trình đóng rắn silica sol là quá trình sấy khô vật lý. Trong môi trường được kiểm soát (ví dụ: nhiệt độ 23±2 độ, độ ẩm 40-60%), nước bay hơi chậm và đồng đều khỏi lớp phủ. Khi nước bay hơi, các hạt nano-SiO₂ tiến lại gần hơn và tạo thành mạng lưới siloxane (Si-O-Si) mạnh thông qua quá trình ngưng tụ của các nhóm silanol (-SiOH), từ đó liên kết chặt chẽ với các cốt liệu chịu lửa. Lớp sơn thứ nhất cần thời gian khô đủ dài (thường là vài giờ) để đảm bảo xử lý triệt để và không bị nứt.
4. Phủ-lớp phủ dự phòng:
· Sau khi lớp sơn thứ nhất khô hoàn toàn, quá trình nhúng và trát được lặp lại. Các lớp phủ dự phòng vẫn sử dụng silica sol làm chất kết dính nhưng chuyển sang các vật liệu chịu lửa-hiệu quả hơn về mặt chi phí như bột và cát Mullite hoặc Chamotte. Kích thước hạt cát inc
