Преимущества процесса с использованием кремнеземного золя Высокая точность, хорошая поверхность и возможность литья деталей со сложной структурой. Широкий спектр материалов применения и высокое качество оболочки формы.

1. Введение в процесс получения кремниевого золя:

В современном машиностроении, аэрокосмической промышленности, медицинском оборудовании, инструментах и т.д. к продукции предъявляются всё более высокие требования к точности размеров, чистоте поверхности и сложности формы деталей. Традиционные методы литья постепенно становятся неспособными удовлетворить эти высокие требования, и «процесс силикатного золя» как передовая технология точного литья получает широкое распространение благодаря своим преимуществам: высокой точности, высокому качеству поверхности и способности формировать сложные конструкции.

Итак, что же такое процесс получения силиказоля? Каковы его принципы и процессы? Каковы его преимущества и практическая ценность? В этой статье мы систематически рассмотрим весь процесс и его значение.

2. Обзор процесса Silica Sol – высокоточная технология точного литья:

Технология Silica Sol, также известная как прецизионное литье по выплавляемым моделям с использованием силиказоля, представляет собой разновидность технологии литья по выплавляемым моделям, в которой в качестве связующего используется силиказоль. Она часто используется при изготовлении прецизионных деталей из таких металлов, как нержавеющая, углеродистая и легированная сталь.

Силикозоль – это стабильный коллоидный раствор с наночастицами кремния в качестве ядра, диспергированными в воде. По сравнению с традиционным процессом получения жидкого стекла, силикозоль обладает более высокой термостойкостью и более высокой чистотой поверхности, что позволяет получать отливки более высокого качества.

3. Подробное объяснение процесса: воск — это ключ:

Первый этап — изготовление восковой формы. Жидкий воск впрыскивается в металлическую форму с помощью восковой инжекционной машины, и после охлаждения формируется восковая форма, повторяющая форму готовой отливки. Обычно несколько восковых форм объединяются в восковую матрицу для серийного литья.

Вторым этапом является изготовление оболочки. После соединения восковой формы с литьевой массой и шлифовкой повторяется многократное нанесение шликера, при этом каждый слой высушивается, образуя многослойную керамическую оболочку. В этом процессе в качестве связующего компонента покрытия используется силиказоль, обеспечивающий прочность и плотность оболочки формы. Обычно для достижения желаемого эффекта требуется от 6 до 9 слоёв.

Третий этап — депарафинизация. Под воздействием пара или высокотемпературного нагрева восковая форма расплавляется и вытекает, оставляя полую керамическую оболочку. Этот этап имеет решающее значение и определяет точность формы отливки.

Четвертый этап — обжиг оболочки формы. Оболочка формы помещается в высокотемпературную печь для обжига, что позволяет полностью удалить остатки воска и повысить прочность и термостойкость оболочки формы.

Пятый этап — заливка металла. Расплавленный металл, например, нержавеющая сталь, углеродистая сталь и т.д., заливается в оболочку формы при высокой температуре. После заполнения полости расплавленный металл охлаждается и затвердевает, образуя отливку нужной формы.

Шестой этап — очистка и снятие оболочки. После охлаждения металла керамическая оболочка разбивается, и отливка извлекается. Затем проводятся резка, снятие заусенцев, пескоструйная обработка и другие виды обработки. Некоторые детали также требуют термической или механической обработки для соответствия требованиям к конечному использованию.

4. Характеристики и преимущества процесса:

Первое преимущество — высокая точность и хорошее качество поверхности. Размерная точность отливок может достигать CT4–CT6. Это означает, что многие заготовки можно использовать напрямую, без механической обработки.

Второе преимущество — возможность литья деталей сложной структуры. Например, детали сложной формы, такие как внутренние отверстия, тонкие стенки и глубокие канавки, могут быть изготовлены с высоким качеством методом литья на основе силиказоля.

Третье преимущество — широкий спектр применяемых материалов. Процесс обработки силиказолем подходит для различных типов нержавеющей, углеродистой, низколегированной и жаропрочной стали и обладает высокой совместимостью с материалами.

В-четвертых, сокращение припусков на обработку и снижение производственных затрат. Поскольку отливки имеют размеры, близкие к размерам готового изделия, последующий объем обработки невелик, что позволяет эффективно сократить потери материала и время обработки.

В-пятых, оболочка формы отличается высоким качеством. Покрытие из силиказоля плотное, обладает высокой прочностью сцепления и хорошей трещиностойкостью, что обеспечивает сохранение формы оболочки формы при высокотемпературной заливке и снижает вероятность возникновения дефектов.

5. Сравнительные преимущества с традиционными процессами:

По сравнению с обычным литьем в песчаные формы, процесс с использованием силиказоля больше подходит для изготовления небольших, сложных конструкций, небольших партий, но с высокими требованиями к качеству.

Несмотря на то, что затраты на сырье и технологический процесс при использовании золя кремния относительно высоки, высокое качество, высокая однородность и меньшие требования к последующей обработке, которые он обеспечивает, дают большие преимущества с точки зрения общей стоимости и эффективности.

6. Широкий спектр применения:

Точное литье из силикатного золя широко используется в различных высокоточных отраслях промышленности, в частности, в следующих областях:

Во-первых, аэрокосмическая отрасль. Многие ключевые детали самолётов, такие как детали двигателей, высокотемпературные конструкционные элементы и т. д., изготавливаются с использованием процесса на основе силиказоля для обеспечения их надёжности и безопасности.

Во-вторых, автомобилестроение. Детали автомобильных двигателей, корпуса турбокомпрессоров, детали выхлопной системы и т. д. предъявляют высокие требования к прочности и точности и подходят для литья из силиказоля.

В-третьих, насосы, клапаны и механическое оборудование. Корпуса насосов, клапанов, рабочие колеса и другие детали сложной формы с точными требованиями к проточным каналам могут быть изготовлены за одну стадию с помощью процесса с использованием силиказоля.

В-четвертых, производство медицинских приборов. Нержавеющая сталь используется для производства хирургических инструментов, имплантируемых деталей и т. д., что обеспечивает не только точность размеров, но и соответствие требованиям биосовместимости.

В-пятых, производство скобяных изделий и товаров повседневного спроса. Для изделий с высокими требованиями к внешнему виду, таких как высококачественные дверные замки, декоративные элементы, спортивный инвентарь и т. д., технология обработки силиказолем позволяет добиться хорошего качества поверхности и однородности.

7. Заключение：

Технология литья на основе силиказоля, являясь передовым методом высокоточного и высококачественного литья, доказала свою жизнеспособность во многих областях. Она позволяет не только производить сложные, высокоточные металлические детали, но и значительно повышать эффективность производства и надежность продукции. Несмотря на несколько более высокую первоначальную стоимость, с точки зрения общего производственного процесса, уровня качества готовой продукции и экономии на последующей обработке, технология литья на основе силиказоля, несомненно, является ключевой технологией, достойной инвестиций в современное прецизионное производство.

Благодаря постоянному совершенствованию технологий и росту спроса на высококачественную продукцию перспективы применения точного литья из силикатного золя будут расширяться, обеспечивая надежную поддержку для развития высокотехнологичной обрабатывающей промышленности.