シリカゾルコーティングの選択は、表面粗さと寸法精度に直接影響します。インベストメント鋳造。シリカゾルコーティングは一般に、シリカの質量分率が 30% のシリカゾルを直接選択できます。塗装工程が簡単で操作も便利です。同時に、このコーティングを使用して製造された鋳型シェルは高強度を有し、シェルの製造サイクルも短縮できます。
シリカゾルは、ケイ酸コロイド構造を有する代表的な水系バインダーです。高分散シリカ粒子が水に可溶なポリマーコロイド溶液です。コロイド粒子は球形で、直径は 6 ～ 100 nm です。のインベストメント鋳造のプロセスシェルを作るのはゲル化のプロセスです。ゲル化に影響を与える要因は数多くありますが、主に電解質、pH、ゾル濃度、温度です。市販のシリカゾルには多くの種類がありますが、最も多く使われているのはシリカ含有量30%のアルカリ性シリカゾルです。シリカゾルシェルの製造プロセスは比較的簡単です。各工程には塗装、研磨、乾燥の3つの工程があります。必要な厚さの多層シェルを得るために、各プロセスを何度も繰り返します。
シリカゾルの製造方法には、大きく分けてイオン交換法と溶解法があります。イオン交換法とは、希釈した水ガラスをイオン交換してナトリウムイオンやその他の不純物を除去する方法です。次に、溶液を濾過し、加熱し、一定の密度まで濃縮してシリカゾルを得る。溶解法とは工業用の純シリコン（シリコンの質量分率≧97％）を原料とし、加熱後触媒の作用により水に直接溶解する方法です。その後、溶液を濾過してシリカゾルを得る。
インベストメント鋳造用シリカゾルの技術パラメータ | ||||||||
| いいえ。 | 化学組成 (質量分率、%) | 物理的特性 | その他 | |||||
| SiO2 | Na2O | 密度 (g/cm3) | pH | 動粘度(mm2/s) | SiO2 粒子サイズ (nm) | 外観 | 固定相 | |
| 1 | 24～28 | ≤ 0.3 | 1.15～1.19 | 9.0～9.5 | ≤ 6 | 7～15 | 不純物のない、象牙色または薄緑色 | 1年以上 |
| 2 | 29 - 31 | ≤ 0.5 | 1.20 - 1.22 | 9.0～10 | ≤ 8 | 9～20 | 1年以上 | |
シリカゾル製素法により得られる鋳物は、表面粗さが低く、寸法精度が高く、素製サイクルが長い。このプロセスは、高温耐熱合金、耐熱鋼、ステンレス鋼、炭素鋼、低合金、アルミニウム合金、銅合金の鋳造に広く使用されています。
シリカゾル精密ロストワックスインベストメント鋳造プロセスは、さまざまな金属や高性能合金からネットシェイプ部品を繰り返し生産するのに適しています。このプロセスは一般に小型の鋳物に使用されますが、航空機のドアフレーム全体の製造にも使用されており、最大 500 kg の鋼鉄鋳物と最大 50 kg のアルミニウム鋳物が製造されています。ダイカストや砂型鋳造などの他の鋳造プロセスと比較すると、高価なプロセスになる可能性があります。ただし、インベストメント鋳造を使用して製造できるコンポーネントには複雑な輪郭を組み込むことができ、ほとんどの場合、コンポーネントは最終形状に近い形で鋳造されるため、一度鋳造した後の再加工はほとんどまたはまったく必要ありません。
インベストメント鋳造プロセスのワックスコーティングの主な構成要素は次のとおりです。
表層シリカゾル接着剤。表面層の強度を確保し、表面層に亀裂が入らないようにすることができます。
耐火物。コーティングが十分な耐火性を持ち、溶融金属と化学反応しないようにするには、通常、高純度のジルコニウム粉末が使用されます。
潤滑剤。界面活性剤です。シリカゾルコーティングは水性コーティングであるため、ワックスモールドとの濡れ性が悪く、コーティング効果や垂れ下がり効果が良好ではありません。そのため、塗布性や吊り下げ性を向上させるために湿潤剤を添加する必要があります。
消泡剤。これは、湿潤剤内の気泡を除去することを目的とする界面活性剤でもあります。
穀物精製装置。鋳物の結晶粒を確実に微細化し、鋳物の機械的特性を向上させることができます。
その他の付属物:懸濁化剤、乾燥指示薬、徐放剤、など。
シリカゾルコーティングの各成分の割合を正しく選択することが、コーティングの品質を確保する鍵となります。コーティングの最も基本的な 2 つの成分は、耐火物と結合剤です。両者の比率がコーティングの粉末と液体の比率になります。塗料の粉末と液体の比率は、塗料とシェルの性能に大きな影響を与え、最終的には鋳造品の品質に影響を与えます。コーティングの粉末対液体の比率が低すぎると、コーティングの密度が十分に低くなり、空隙が多すぎて、鋳物の表面が粗くなります。さらに、粉末対液体の比率が低すぎると、コーティングに亀裂が入りやすくなり、シェルの強度が低くなり、最終的には鋳造中に溶融金属の漏れが発生します。一方、粉液比が高すぎると塗膜が厚くなりすぎて流動性が悪くなり、均一な膜厚で適度な膜厚の塗膜を得ることが困難となる。
コーティングの準備はシェルの品質を確保するために重要な部分です。コーティングを配合するときは、成分を均一に分散させ、完全に混合して互いに湿らせる必要があります。塗料の配合に使用する機器、添加回数、撹拌時間はすべて塗料の品質に影響します。当社のインベストメント鋳造工場では連続ミキサーを使用しています。コーティングの品質を確保するために、コーティングのすべての成分が新たに添加された原料である場合、コーティングを十分に長い時間撹拌する必要がある。
シリカゾルコーティングの特性の制御は重要な品質管理ステップです。塗料の粘度、密度、周囲温度等を1日3回以上測定し、常に設定範囲内に管理する必要があります。
投稿日時: 2022 年 7 月 25 日