بهبود خواص مکانیکی ماهیچه خام سرامیکی بر پایه اتیل سیلیکات جهت ریخته گری دقیق فلزات

همانطور که قبلا نیز گفته شد، روش شاو یکی از روش های قالب گیری سرامیکی جهت ریخته گری فلزات می باشد. در این روش دوغاب سرامیکی به صورت دوغابی درون قالب ریخته می شود. پس از ژل شدن چسب مورد استفاده، به راحتی از قالب جدا شده و برای سوزاندن و پخت آماده می شود. با این وجود استحکام قبل از پخت قالب جهت جابجایی اهمیت دارد. در ادامه به بیان روش های استحکام بخشی به سرامیک خام می پردازیم.
در شرایطی که قالب نیاز به حرارت دیدن تا دمای بالاتر نداشته باشد به راحتی می توان از قانجاق فازی جهت استحکام بخشی استفاده نمود. قالب های ماسه ای را به راحتی می توان با این روش استحکام بخشید. در این حالت قانجاق فلزی همانند آرماتور عمل کرده و استحکام لازم را فراهم می کند.
اما برای قالب های سرامیکی از این قانجاق ها نمی توان استفاده نمود علت این امر هم اختلاف انبساط حرارتی فلز و سرامیک می باشد. در دمای بالا فلز انبساط بیشتری نسبت به سرامیک خواهد داشت که باعث شکستن قالب سرامیکی خواهد شد. بنابراین می بایست به دنبال راه حل دیگری برای استحکام بخشی خام قالب سرامیک بود.

هنگامی که سرامیک پخت می شود، با زینتر شدن سرامیک استحکام آن بالا رفته و به راحتی می توان از آن در قالب ریخته گری استفاده نمود. اما قبل از پخت باید در حمل و نقل و در آوردن سرامیک از درون مدل یا جعبه ماهیچه دقت شود. خصوصا در مقاطع نازک قالب که تمرکز تنش بیشتر بوده و احتمال تنش وجود دارد. در صورت امکان با تغییراتی در طراحی مقاطع نازک را می بایست تقویت نمود. حتی با اصلاح نشیمن قالب سرامیکی می توان از شکستن و ایجاد تنش اضافی خودداری نمود.البته در مورد قالب های شاو به دلیل استفاده از قالب پشتیبان، می توان قانجاق را در قالب پشتیبان ماسه ای جاسازی نمود. اما در مورد ماهیچه سرامیکی اگز از پشتیبان ماسه ای استفاده نشود وضع بدتر خواهد بود. راه کارهایی برای حل مشکل وجود دارد که در ادامه بیان می شود.

1- استفاده از الیاف مصنوعی
در طول تولید قالب و ماهیچه های بزرگتر و پیچیده‌تر به روش شاو، زمانی که ماهیچه از جعبه ماهیچه جدا می‌شود، با وزن خود تغییر شکل می یابد. الیاف طبیعی یا مصنوعی را می توان به محلول مخلوط سرامیکی اضافه کرد، چیزی که در حال حاضر در تولید پوسته ها به روش ریخته گری Investment استفاده می شود. این الیافی از جنس کربن، بازالت و نایلون را جهت این کار می توان استفاده نمود.
آزمایشات نشان می دهد استفاده از الیاف استحکام قبل پخت را افزایش می دهد، اما استحکام بعد پخت را کاهش می دهد. بویژه وقتی از الیاف نایلونی استفاده می کنیم. این کاهش استحکام به دلیل حفره های خالی است که بعد از پخت در ماهیچه ایجاد می شود. بر خلاف الیاف نایلون، الیاف بازالت استحکام پخت را نیز بهبود می بخشد. اما مقدار زیاد فیبر هم نتیجه عکس خواهد داشت.

2- افزودن فسفات به مخلوط سرامیکی
فسفات ها قادر به تشکیل ترکیبات پلیمری با اکسیدهای مناسب و سپس افزایش استحکام مخلوط می باشند. این افزایش استخکام، در برخی موارد از 200 درجه سانتیگراد (Al2O3) شروع می شود. از نظر تئوری، در شرایط مناسب، این ترکیبات باید بتوانند استحکام ماهیچه های سرامیکی را افزایش دهند یا از فروپاشی قالب یا ماهیچه در حین بازپخت جلوگیری کنند. اما این ترکیب مانع ژل شدن چسب می شود. با این وجود پس از ژل شدن می توان ماهیچه را در محلول فسفات غوطه ور کرد که کمی به استحکام خام جهت حمل و نقل کمک می کند.

3- استفاده از میله های سرامیکی
در مواردی که ضخامت بحرانی آنقدر زیاد باشد که اجازه استفاده از میله های سرامیکی را بدهد، میله های سرامیکی به عنوان قانجاق بسیار برای این کار مناسب است. فقط باید توجه داشت که این میله ها می بایست از جنس خود سرامیک مورد استفاده در دوغاب باشد تا اختلاف انبساط و شکستن هنگام پخت به وجود نیاید.

+ نوشته شده در پنجشنبه ۲۱ دی ۱۴۰۲ ساعت 10:39 توسط میرسیدی  |