> Жаңалықтар > Өнеркәсіп жаңалықтары

Құймалардың бетінің әрлеуіне әсер ететін маңызды сипаттамалар

2022-10-13

Енді құм құймаларын өндіруге болатын өлшемдік дәлдік инвестициялық құймаларға жақындады. 3-D құм басып шығару технологиялары қалыптардың және өзектердің өлшемдік дәлдігін айтарлықтай жақсартты, бірақ инвестициялық құймаларды былай қойғанда, кәдімгі құм құймаларының бетінің тегістігіне сәйкес келмеді.

Инвестициялық құю тамаша мүмкіндіктер ажыратымдылығы мен өлшемдік дәлдікпен өте тегіс бөлшектерді қамтамасыз етеді. 3-D басып шығарылған құм қалыптары мен өзектер, егер процесс өлшемдік және беттік талаптарға жауап берсе, инвестициялық құюға үнемді балама ұсынуы мүмкін.

Құюға арналған шығын материалдары саласында көптеген өзгерістер мен жақсартулар жасалғанымен, құм біршама тұрақты болып қалған жалғыз материал болып табылады. Өндіру және жуудан кейін қажет болған жағдайда құю құмдары жеке немесе екі торлы топтарға жіктеледі және сақталады. Олар құю зауытының тұтынушысына жөнелту үшін қалыпты үлестірімдерге біріктірілген. Көптеген әртүрлі шахталық үлестірімдерге қарамастан, ұқсас үлестірімдерде AFS-түйірлік ұсақтық саны ұқсас құм жеткізіледі. Беткі қабат құйма сапасының сипаттамаларының ажырамас бөлігі болып табылады. Құймалардағы ішкі бетінің өрескел әрлеуі сұйықтықтардың да, жоғары жылдамдықтағы газдардың да тиімділігін жоғалтуы мүмкін. Турбокомпрессор мен қабылдау коллекторының құрамдас бөліктері үшін жағдай осындай. Солтүстік Айова университеті құймалардың бетінің тегістігіне әсер ететін қалып материалының сипаттамаларын зерттеді. Зерттеу алюминий құймалары бойынша жүргізілді, бірақ ену немесе балқытылған құм ақаулары сияқты ақауларды көрсетпейтін қара қорытпаларда қолданылуы мен өзектілігі бар. Зерттеу құмның жұқалығы, материал түрі және отқа төзімді жабынды таңдау сияқты қалыптау ортасының сипаттамаларының әсерін зерттейді. Жобаның мақсаты құм құйылған бөлшектерде инвестициялық құю бетін әрлеуді орындау болды.

Өткізгіштік пен беттік аумақтың нәтижелері

AFS өткізгіштігі 10 см су басындағы стандартты үлгі арқылы белгілі ауа көлемінің өтуіне кететін уақыт мөлшері ретінде анықталады. Қарапайым сөзбен айтқанда, AFS өткізгіштігі ауаның өтуіне мүмкіндік беретін агрегат түйірлері арасындағы ашық кеңістіктердің мөлшерін білдіреді. Материалдың GFN өткізгіштігін 80 GFN-ге дейін айтарлықтай өзгертеді, мұнда тренд біркелкі болып көрінеді.

Деректер бір бетінің кедір-бұдырлығына әртүрлі жылдамдықтағы кез келген бөлшектердің пішінімен қол жеткізуге болатынын көрсетеді. Сфералық және дөңгелек дәнді материалдар бұрыштық және суббұрышты толтырғыштармен салыстырғанда құю тегістігін жылдамдатылған жылдамдықпен жақсартады.

Галлийдің жанасу бұрышының нәтижелері

Сұйық галлий сынағы арқылы сұйық металмен байланыстырылған қалыптау агрегаттарының салыстырмалы ылғалдануын өлшеу үшін жанасу бұрышының өлшемдері жүргізілді. Керамикалық құмдар ең жоғары жанасу бұрышына ие болды, ал циркон мен оливин ұқсас төменгі жанасу бұрышын бөлісті. Галлий барлық құм беттерінде гидрофобты әрекетті көрсетті. Барлық үлгілер үшін ұқсас AFS-GFN қолданылды. Нәтижелер негізгі материалға емес, екіншілік осьте көрсетілгендей толтырылған дәннің пішініне қатты тәуелді болатын құм түрлерінің жанасу бұрышын көрсетеді. Керамикалық құмдар ең дөңгелек пішінді болды, ал оливин құмдары өте бұрыштық пішінді көрсетті. Негізгі толтырғыштың бетінің ылғалдану қабілеті құйма бетінің әрлеуінде рөл атқаруы мүмкін, бірақ сынақ сериясындағы жанасу бұрышының өлшемдерінің диапазоны түйір пішініне бағынышты болды.

Сынақ құймаларының бетінің кедір-бұдырлығының нәтижелері

Бетінің кедір-бұдырының нәтижелері контактілі профильометр көмегімен өлшенді. Үш экранды 44 GFN кремнеземнен төрт экранды 67 GFN кремнеземге дейін бет тегістігінің айтарлықтай жақсаруы байқалды. 67 GFN-ден асатын өзгерістер таралу енінің өзгеруіне қарамастан беттің кедір-бұдырлығына әсер етпеді. 185 RMS шекті мәні байқалады.

101 және 106 GFN материалдары арасында тегістіктің үлкен жақсаруын байқауға болады. 106 GFN құмында экранды таратуда 17%-дан астам 200 торлы материал бар. Екі экранды 115 және 118 GFN материалдары тегістіктің төмендеуіне әкелді. 143 GFN құмы 106 GFN цирконына ұқсас көрсеткіштерге әкелді. Шекті мән – 200 RMS.

Бөлшектердің таралуының тарылуына қарамастан төрт экранды 49 GFN хромитінен үш экранды 73 GFN хромитіне дейін бет тегістігінің тұрақты жақсаруы байқалды. 73 GFN хромитінде 49 GFN-мен салыстырғанда 140 торлы экранның ұсталуының 19%-ға артуы байқалды. Үш экранды 73 GFN-ден төрт экранды 77 GFN хромит құмдарына дейін құйма тегістігінің айтарлықтай жоғарылауы түйіршіктердің ұқсастық сандарына қарамастан көрсетілді. 77 GFN және 99 GFN хромит материалдары арасында тегістікте ешқандай өзгеріс байқалмады. Бір қызығы, екі құм 200 торлы экранда өте ұқсас ұстауды бөлісті. Шекті мән – 250 RMS.

78 GFN оливиннен 84 GFN оливиніне дейін тар бөлінуіне қарамастан құю тегістігінің айтарлықтай жақсаруы байқалады. 140 торлы экранда ұстаудың 15%-ға артуы 84 GFN оливинінде көрінді. Оливиннің 84 және 85 GFN арасында маңыздылығы бар. 85 GFN оливин тегістікті 50-ге жақсартты. 85 GFN оливин 200 торлы экранда шамамен 10% ұстайтын үш экранды құм, ал 84 GFN оливин жай екі экранды материал. Тегістіктің тұрақты жақсаруын 85 GFN оливиннен 98 GFN оливиніне дейін байқауға болады. Экранның таралуы 200 торлы экранда 5% ұстауды көрсетеді. 200 торды ұстаудың 7%-ға жуық артуына қарамастан 98 GFN-ден 114 GFN оливиніне өзгеріс байқалмады.

244 RMS шекті мәнін байқауға болады.

Керамикалық өзектерден алынған құймалардың бетінің кедір-бұдырлық нәтижелері 32 GFN және 41 GFN материалдары арасында аздап жақсарғанын көрсетеді. 41 GFN құмында 70 торлы экранның сақталуы 34%-ға артты. 41 GFN және 54 GFN керамикасының арасында тегістіктің айтарлықтай артуы байқалды. 54 GFN материалы 41 GFN материалымен салыстырғанда 100 торлы экранда 19%-дан астам ұсталды. Бұл жақсарту 54 GFN материалында таралу тарылуына қарамастан орын алды. Керамикалық нәтижелердегі ең үлкен әсер 54 GFN және 68 GFN құмдары арасында байқалды. 68 GFN құмының 140 торлы экранда 15% жоғары ұстауы болды, бұл бөлуді кеңейтті. 140 торлы экранда ұстаудың 40%-дан астам артуына қарамастан, 68 GFN және 92 GFN материалдары арасында аз жақсарту байқалды. Шекті мән – 236 RMS.

3-D басып шығарылған құмдар арқылы жасалған беттер бірдей толтырғышты пайдаланатын құмның бетінен айтарлықтай кедір. XY бағдарында басып шығарылған үлгілер ең тегіс сынақ құю бетін қамтамасыз етті, ал XZ және YZ бағдарында басып шығарылған үлгілер ең өрескел болды.

Қапталған кремний тотығы қапталмаған 83 GFN кремний құмының кедір-бұдыры 185 RMS мәніне әкелді. Құймалар тегіс болып көрінгенімен, отқа төзімді жабындар профилометрмен өлшенген беттің кедір-бұдырлығын арттырды. Алкоголь негізіндегі алюминий тотығы жабыны ең жақсы өнімділікті көрсетті, ал спирт негізіндегі циркон жабыны ең жоғары кедір-бұдырды көрсетті. 83 GFN 3-D басып шығарылған үлгілері керісінше әсер етті. Қапталмаған үлгі XY ең қолайлы бағдарында басып шығарылған кезде, қапталмаған үлгі 943 RMS құю кедір-бұдырын көрсетті. Төменгі 339-дан 488 RMS-ке дейінгі жабындар бетті қапталмаған бетті өңдеуден айтарлықтай тегістеді. Қапталған құмдардың беткі қабаты субстрат құмының кедір-бұдырлығынан біршама тәуелсіз және отқа төзімді жабынның формуласына байланысты. 3-D басып шығарылған құм, әлдеқайда өрескел бетті өңдеуден басталса да, отқа төзімді жабындарды қолдану арқылы айтарлықтай жақсартуға болады.

Қорытындылар

Қазіргі уақытта қол жетімді қалыптау агрегаттары 200 RMS микродюймнен аз беттің кедір-бұдырлық мәндеріне қол жеткізу мүмкіндігіне ие. Бұл мәндер инвестициялық құюмен байланысты мәндер шегінде. Тексерілген материалдар үшін әрқайсысы AFS түйіршіктерінің ұсақтығының жоғарылауымен құйма кедір-бұдырының төмендеуін көрсетті. Бұл шекті мәнге дейінгі барлық материалдарға қатысты болды, бұл кезде AFS-GFN жоғарылағанда құйма кедір-бұдырлығының одан әрі төмендеуі байқалмады. Бұған дейін жүргізілген зерттеулер расталды.

Барлық материалдық топтарда AFS-GFN әсері есептелген бетінің ауданына да, агрегаттың өткізгіштігіне де екінші дәрежелі болды. Өткізгіштік тығыздалған құмның ашық жерлерін сипаттайды деп ойлауға болады, ал бетінің ауданы құмның экрандық таралуын және ұсақ бөлшектердің сәйкес мөлшерін жақсырақ сипаттайды. Өткізгіштігі де, бетінің ауданы да құйма бетінің тегістігіне тікелей байланысты болды. Бұл пішіндер тобының ішіндегі агрегаттарға қатысты екенін атап өткен жөн. Бұрыштық және суббұрышты толтырғыштардың беттік аудандары жоғары болғанымен, олардың өткізгіштігі жоғары болды және ашық бетті көрсетті. Сфералық және дөңгелек толтырғыштар төмен өткізгіштік пен жоғары бетті біріктіретін ең тегіс беттерді көрсетті.

Бастапқыда сұйық метал мен байланыстырылған толтырғыш арасындағы жанасу бұрышымен өлшенетін беттің ылғалдануы нәтижесінде құйма бетінің аяқталуының маңызды факторы болды деп есептелді. Ұқсас AFS-GFN кезінде әртүрлі материалдардағы жанасу бұрышы құйма кедір-бұдырына пропорционалды емес екені көрсетілгенімен, түйір пішіні негізгі фактор екені расталды. Түйісу бұрышы мен құйма бетінің кедір-бұдыры арасындағы байланыстың жоқтығын түйір пішіні беттің кедір-бұдырлығына негізгі әсер ететіндігімен түсіндіруге болады. Әртүрлі материалдардың жанасу бұрышына тек материалдың сулану қабілетінен гөрі түйір пішіні мен нәтижесінде беттің тегістігі көбірек әсер ету ықтималдығы бар.

Барлық өлшеу құралдары сияқты, сынақ әдісінің артефактілері белгілі бір дәрежеде нәтижелерге әсер етуі мүмкін. Құйма кедір-бұдырының артуы, көзбен қарағанда, отқа төзімді жабынды қолданғанда құймалар тегіс болып көрінсе де, жабындармен жасалған шыңдар мен аңғарлардың пішініне байланысты болуы мүмкін. Анықтау және өлшеу бойынша отқа төзімді жабындар тек қапталмаған үлгілерге қарағанда бетінің кедір-бұдырлығын арттырды. Барлық отқа төзімді жабындар 3-D басып шығарылған құмдардың бетінің кедір-бұдырлығын жақсартуда өте сәтті болды. Қапталған үлгілерден алынған сынақ құймаларының беткі қабаты бастапқы субстрат құмынан біршама тәуелсіз болып шықты. Қаптамалар бетінің әрлеуіне үлкен әсер етті, бірақ құюды жақсарту үшін жабындарды қайта қарау үшін қосымша жұмыс қажет.

Ningbo Zhiye Mechanical Components Co.,Ltd компаниясынан Сантос Ванг өңдеген.

https://www.zhiyecasting.com

santos@zy-casting.com

86-18958238181

Алдыңғы:Тот баспайтын болаттан құю: СІЗ БІЛУ КЕРЕК БАРЛЫҒЫ

Келесі:Жасыл құю - Нинбо Чжиенің құю өнеркәсібінің даму бағыты