Progresso de aplicação e pesquisa de sílica sol na fundição de precisão

A fundição de precisão (também conhecida como fundição de investimentos) é um processo avançado que pode produzir peças metálicas de estrutura complexa de alta precisão e complexa. É amplamente utilizado em aeroespacial, equipamentos médicos, fabricação de automóveis e outros campos. No processo de fundição de precisão, a preparação da concha é um link -chave, que afeta diretamente a qualidade da superfície, a precisão dimensional e o rendimento da fundição. Como aglutinante inorgânico, a sílica sol se tornou um dos materiais principais para a preparação de conchas de fundição de precisão devido à sua excelente resistência à alta temperatura, estabilidade e características de proteção ambiental. Este artigo discute sistematicamente o status do aplicativo, o progresso da pesquisa e a direção futura do desenvolvimento do Silica Sol no elenco de precisão.

Sílica sol é uma solução coloidal formada pela dispersão de partículas de dióxido de silício de tamanho nano na água. Tem as seguintes características:

1. Alta adesão: as partículas de SiO₂ em sílica sol formam uma estrutura de rede tridimensional através da condensação de desidratação, dando à concha boa temperatura ambiente e força de alta temperatura.
2. Coeficiente de baixa expansão térmica: A concha de sílica sol tem excelente estabilidade dimensional a altas temperaturas, reduzindo o risco de deformação por fundir.
3. Proteção ambiental: Usando a água como meio de dispersão, não há voláteis tóxicos, que estão alinhados com a tendência da fabricação verde.
4. Mantebabilidade superficial: é intimamente combinada com materiais refratários (como areia de zircão e pó de corundão) para melhorar a densidade da concha.

Na fundição de precisão, a sílica sol é usada principalmente para:
Amazulador: substitui o hidrolisado de silicato de etila tradicional e é usado para preparar conchas de várias camadas;
Portador de revestimento: misturado com pó refratário para fazer o revestimento de superfície para melhorar o acabamento da superfície das peças fundidas;
Reforcador: melhora a resistência ao choque térmico e a resistência à fluência da concha através da modificação.

1. Os conchas típicas de sílica de sílica de processo de concessão típica geralmente adotam o processo de ciclo de "impregnação de suavização":
Revestimento de superfície: sílica sol + pó de zircão de grão fino (tamanho de partícula<200 mesh), forming a high-precision surface;

Camada de reforço: sílica sol + bauxita ou areia de mulita (tamanho de partícula 60-100), melhorando a força geral da concha;
Condições de secagem: temperatura de 25 a 30 graus, umidade 40-60%, cada tempo de secagem de camada 4-8 horas.

2. Pesquisa de otimização de processos
Melhoria do processo de secagem: use a tecnologia de secagem ou secagem a vácuo para reduzir o tempo de secagem em mais de 50%;
Projeto da estrutura em camadas: use nano-sílica sol (tamanho de partícula 10-20Nm) como a camada superficial para reduzir os defeitos da superfície das peças fundidas;
Development of composite binder: Compound silica sol with ethyl silicate or aluminum sol to improve the high temperature strength of the shell (bending strength of 3-5MPa at >1500 graus).

1. Melhor melhor desempenho de alta temperatura
Nano Modificação: Adicionando partículas de nano al₂o₃ ou zro₂ (1-3wt%), a resistência à flexão de alta temperatura da concha é aumentada em 30%a 50%;
Reforço da fibra: Apresentando fibras cerâmicas (como fibras de silicato de alumínio) para reduzir a tendência de rachaduras na concha.

2. Sistema de Silica Sol ambientalmente amigável
A concha à base de água substitui a concha à base de álcool: reduz as emissões de VOCs e reduz o consumo de energia de secagem em 20%;
Tecnologia regenerada de sílica sol: a sílica de resíduos SOL é recuperada através da separação centrífuga, com uma taxa de utilização de mais de 70%.

3. Exploração de aplicações inteligentes
Combinação de impressão 3D: Usando sílica sol como um enchimento para resina fotocurável para imprimir diretamente conchas complexas;
Incorporação do sensor: integrando sensores de temperatura/tensão no shell para monitorar o processo de fundição em tempo real.

1. Problemas existentes
A concha do molde é quebradiça e propensa a micro -travessuras durante a deswax ou cozimento;
O tempo de secagem ainda é mais longo que o do sistema de ligante orgânico;
O custo da nano-modificação é alto e sua aplicação industrial é limitada.

2. Foco futuro de pesquisa
Desenvolvimento de aglutinantes compostos: pesquisas sobre o sistema híbrido de polímero orgânico de sílica sol (como álcool polivinílico) para equilibrar força e resistência;
Tecnologia de cura rápida: desenvolver um processo de cura de cura UV ou campo elétrico; Projeto multifuncional de conchas: dê a auto-reparação da concha, controle de condutividade térmica e outras propriedades inteligentes.

A sílica sol se tornou uma das primeiras opções para materiais de concha de fundição de precisão devido às suas propriedades físicas e químicas únicas. Através da nano-modificação, design do ligante composto e inovação de processos, seu desempenho em alta temperatura e proteção ambiental foram significativamente melhorados. No futuro, com o avanço da fabricação inteligente e da fabricação verde, a tecnologia Silica Sol Shell continuará se desenvolvendo na direção de alta eficiência, inteligência e sustentabilidade, fornecendo melhor qualidade e soluções mais amigáveis para a indústria de elenco de precisão.