อาคารเชลล์เพื่อการหล่อการลงทุน

การหล่อการลงทุนคือการเคลือบสารเคลือบทนไฟหลายชั้นบนพื้นผิวของแม่พิมพ์ขี้ผึ้ง หลังจากที่แข็งตัวและทำให้แห้งแล้ว แม่พิมพ์ขี้ผึ้งจะถูกละลายโดยการให้ความร้อนเพื่อให้ได้เปลือกที่มีช่องที่สอดคล้องกับรูปร่างของแม่พิมพ์ขี้ผึ้ง หลังจากการอบจะเทลงในวิธีการหล่อแบบ A ดังนั้นจึงเรียกว่าการหล่อขี้ผึ้งแบบสูญหาย ด้วยการปรับปรุงเทคโนโลยีการผลิตอย่างต่อเนื่อง กระบวนการขึ้นรูปแบบแวกซ์ใหม่ยังคงปรากฏอยู่ และความหลากหลายของวัสดุสำหรับการขึ้นรูปก็เพิ่มขึ้น ปัจจุบันวิธีการกำจัดเชื้อราไม่ได้จำกัดอยู่ที่การหลอมอีกต่อไป และวัสดุในการขึ้นรูปไม่ได้จำกัดอยู่เพียงวัสดุแวกซ์เท่านั้น สามารถใช้แม่พิมพ์พลาสติกได้ เนื่องจากการหล่อที่ได้จากวิธีนี้มีความแม่นยำของมิติที่สูงกว่าและค่าความหยาบของพื้นผิวที่ต่ำกว่า จึงเรียกว่าการหล่อแบบแม่นยำ

คุณสมบัติพื้นฐานของการหล่อการลงทุนคือใช้แม่พิมพ์แบบใช้แล้วทิ้งที่ละลายได้ในการทำเปลือกหอย เนื่องจากไม่จำเป็นต้องวาดแม่พิมพ์ เปลือกจึงประกอบเข้ากันโดยไม่มีพื้นผิวแยกส่วน และเปลือกทำจากวัสดุทนไฟซึ่งมีสมรรถนะที่อุณหภูมิสูงเป็นเลิศ การหล่อเพื่อการลงทุนสามารถผลิตการหล่อที่มีรูปทรงซับซ้อน โดยมีความหนาของผนังขั้นต่ำ 0.3 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลางรูการหล่อขั้นต่ำ 0.5 มม. บางครั้งในการผลิต ชิ้นส่วนบางส่วนที่ประกอบด้วยหลายส่วนสามารถนำมารวมกันเป็นชิ้นเดียวได้โดยการเปลี่ยนโครงสร้างและขึ้นรูปโดยตรงจากการหล่อด้วยการลงทุน นี้สามารถประหยัดเวลาในการประมวลผลและการใช้วัสดุโลหะ และทำให้โครงสร้างของชิ้นส่วนหล่อสมเหตุสมผลมากขึ้น

น้ำหนักของการหล่อที่เกิดจากการหล่อแบบลงทุนโดยทั่วไปจะอยู่ในช่วงตั้งแต่สิบกรัมไปจนถึงหลายกิโลกรัม หรือแม้แต่หลายสิบกิโลกรัม การหล่อที่มีน้ำหนักมากเกินไปไม่เหมาะสำหรับการหล่อแบบลงทุน เนื่องจากข้อจำกัดด้านประสิทธิภาพของวัสดุขึ้นรูปและความยากในการทำเปลือก

การหล่อที่เกิดจากการหล่อการลงทุนไม่จำกัดประเภทของโลหะผสม โดยเฉพาะโลหะผสมที่ตัดหรือปลอมได้ยากซึ่งสามารถแสดงความเหนือกว่าได้ อย่างไรก็ตาม การผลิตการหล่อแบบลงทุนก็มีข้อบกพร่องบางประการเช่นกัน โดยหลักมาจากกระบวนการจำนวนมาก วงจรการผลิตที่ยาวนาน กระบวนการทางเทคโนโลยีที่ซับซ้อน และปัจจัยหลายประการที่ส่งผลต่อคุณภาพของการหล่อ ซึ่งจะต้องได้รับการควบคุมอย่างเข้มงวดเพื่อรักษาเสถียรภาพของการผลิต

เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการหล่อแบบอื่นๆ คุณสมบัติที่โดดเด่นของการหล่อแบบลงทุนคือการใช้แม่พิมพ์ที่หลอมละลายได้เพื่อสร้างเปลือกหอย แม่พิมพ์การลงทุนหนึ่งชิ้นจะถูกใช้ทุกครั้งที่มีการผลิตเปลือกหอย ข้อกำหนดเบื้องต้นที่จำเป็นสำหรับการได้รับการหล่อคุณภาพสูงที่มีความแม่นยำของมิติสูงและค่าความหยาบของพื้นผิวต่ำคือแม่พิมพ์การลงทุนที่มีความแม่นยำของมิติสูงและค่าความหยาบของพื้นผิวต่ำ ดังนั้นประสิทธิภาพของวัสดุขึ้นรูป (เรียกว่าวัสดุแม่พิมพ์) คุณภาพของการขึ้นรูป (รูปแบบที่ใช้ในการกดการลงทุน) และกระบวนการขึ้นรูปจะส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพของการหล่อการลงทุน

ปัจจุบันแม่พิมพ์หล่อการลงทุนมักใช้ในเปลือกที่ทำจากวัสดุทนไฟหลายชั้น หลังจากที่โมดูลถูกจุ่มและเคลือบด้วยสารเคลือบทนไฟ ให้โรยวัสดุทนไฟที่เป็นเม็ด จากนั้นให้แห้งและแข็งตัว และทำซ้ำขั้นตอนนี้หลาย ๆ ครั้งจนกระทั่งชั้นวัสดุทนไฟถึงความหนาที่ต้องการ ด้วยวิธีนี้ เปลือกหลายชั้นจะถูกสร้างขึ้นบนโมดูล ซึ่งโดยปกติจะจอดไว้เป็นระยะเวลาหนึ่งเพื่อให้แห้งและแข็งตัวเต็มที่ จากนั้นจึงทำการรื้อถอนเพื่อให้ได้เปลือกหลายชั้น เปลือกหอยหลายชั้นบางชิ้นจำเป็นต้องเติมทราย แต่บางชนิดไม่ต้องเติมทราย หลังจากการคั่วแล้วสามารถเทโดยตรงซึ่งเรียกว่าเปลือกที่มีความแข็งแรงสูง

คุณภาพของเปลือกมีความเกี่ยวข้องโดยตรงกับคุณภาพของการหล่อ ตามสภาพการทำงานของเชลล์ ข้อกำหนดด้านประสิทธิภาพของเชลล์ส่วนใหญ่ประกอบด้วย:
1) มีความแข็งแรงของอุณหภูมิปกติสูง ความแข็งแรงของอุณหภูมิสูงที่เหมาะสม และความแข็งแรงตกค้างต่ำ
2) มีการซึมผ่านของอากาศที่ดี (โดยเฉพาะอย่างยิ่งการซึมผ่านของอากาศที่อุณหภูมิสูง) และการนำความร้อน
3) ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเชิงเส้นมีขนาดเล็ก การขยายตัวทางความร้อนต่ำ และการขยายตัวสม่ำเสมอ
4) ทนทานต่อความเย็นและความร้อนอย่างรวดเร็วและเสถียรภาพทางอุณหเคมีได้ดีเยี่ยม

คุณสมบัติของเปลือกหอยเหล่านี้มีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับวัสดุที่ใช้ทำเปลือกหอยและกระบวนการทำเปลือกหอย วัสดุเปลือกประกอบด้วยวัสดุทนไฟ สารยึดเกาะ ตัวทำละลาย สารทำให้แข็ง สารลดแรงตึงผิว ฯลฯ ในหมู่พวกเขา วัสดุทนไฟและสารยึดเกาะสร้างเปลือกโดยตรงซึ่งเป็นวัสดุเปลือกหลัก วัสดุทนไฟที่ใช้ในการหล่อการลงทุนส่วนใหญ่เป็นทรายซิลิกา คอรันดัม และวัสดุทนไฟอลูมิโนซิลิเกต (เช่น ดินเหนียวทนไฟและอลูมิเนียมบานาเดียม เป็นต้น) นอกจากนี้บางครั้งก็ใช้ทรายเพทายและทรายแมกนีเซีย

วัสดุทนไฟแบบผงและสารยึดเกาะถูกเตรียมเป็นสารเคลือบทนไฟ และวัสดุทนไฟแบบเม็ดจะถูกโรยบนสารเคลือบทนไฟเมื่อทำเปลือก สารยึดเกาะที่ใช้ในการเคลือบวัสดุทนไฟส่วนใหญ่ประกอบด้วยเอทิลซิลิเกตไฮโดรไลเสต แก้วน้ำ และซิลิกาโซล สีที่เตรียมด้วยเอทิลซิลิเกตมีคุณสมบัติการเคลือบที่ดี มีความแข็งแรงของเปลือกสูง การเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนเล็กน้อย ความแม่นยำของมิติสูงของการหล่อที่ได้รับ และคุณภาพพื้นผิวที่ดี ส่วนใหญ่จะใช้เพื่อผลิตเหล็กหล่อโลหะผสมที่สำคัญและการหล่ออื่น ๆ ที่ต้องการคุณภาพพื้นผิวสูง ปริมาณ SiO2 ของเอทิลซิลิเกตที่ผลิตในประเทศจีนโดยทั่วไปคือ 30% ถึง 34% (เศษส่วนมวล) ดังนั้นจึงเรียกว่าเอทิลซิลิเกต 32 (32 แสดงถึงเศษส่วนมวลเฉลี่ยของ SiO2 ในเอทิลซิลิเกต) เอทิลซิลิเกตสามารถมีบทบาทในการจับตัวหลังจากการไฮโดรไลซิสเท่านั้น

เปลือกเคลือบที่เตรียมด้วยแก้วน้ำนั้นเสียรูปและแตกง่าย เมื่อเปรียบเทียบกับเอทิลซิลิเกต การหล่อที่ผลิตขึ้นมีความแม่นยำของมิติต่ำและความขรุขระของพื้นผิวสูง เครื่องผูกแก้วน้ำเหมาะสำหรับการผลิตเหล็กหล่อธรรมดาขนาดเล็กและการหล่อโลหะผสมที่ไม่ใช่เหล็ก- แก้วน้ำสำหรับการหล่อการลงทุนมักจะมีโมดูลัส 3.0~3.4 และความหนาแน่น 1.27~1.34 g/cm3

สารยึดเกาะซิลิกาโซลเป็นสารละลายที่เป็นน้ำของกรดซิลิซิกหรือที่เรียกว่าซิลิกาโซล ราคาของมันต่ำกว่าเอทิลซิลิเกต 1/3 ~ 1/2 คุณภาพการหล่อที่ผลิตโดยใช้ซิลิกาโซลเป็นสารยึดเกาะจะสูงกว่าแก้วน้ำ สารยึดเกาะได้รับการปรับปรุงอย่างมาก ซิลิกาโซลมีความคงตัวที่ดีและสามารถเก็บไว้ได้เป็นเวลานาน ไม่จำเป็นต้องมีสารชุบแข็งพิเศษเมื่อทำเปลือกหอย ความแข็งแรงที่อุณหภูมิสูงของเปลือกจะดีกว่าเปลือกเอทิลซิลิเกต แต่โซลซิลิกามีความสามารถในการเปียกน้ำได้ไม่ดีและใช้เวลาในการแข็งตัวนานกว่า กระบวนการหลักของการทำเปลือกหอย ได้แก่ การล้างไขมันโมดูล การเคลือบและการขัด การอบแห้งและการชุบแข็ง การลอกและการคั่ว