أنظمة الراتنج المستعبدين
تشير أنظمة الراتنج المستعبدين بشكل حصري تقريبًا ، من حيث الكروم ، عندما يتم استخدام الكروم كمكون في إنتاج قوالب الصب للمعادن ، ويستخدم دائمًا مع نوع من الراتنج كالموثق. المكون الرئيسي الثالث هو تصلب، لتعيين الراتنج وترسيخ السندات. وكثيرا ً ما يُذكر أن ما يقرب من 18 من جميع. الكروميت المستخرج يستخدم لأغراض الانكسار (3). في هذه السيناريوهات، يتم تبجيل الكروم لدرجات الحرارة العالية التسامح. الموثقات، في كثير من الحالات، هي العضوية القائمة وعادة ما تكون راتنجات. هناك بعض الحالات التي تم فيها استخدام الموثقات غير العضوية ، وعادة ما يتم تحقيق خاصية محددة للغاية في القالب ، أو الصب أو إزالة المدلى بها. وكقاعدة عامة، يجب ألا يكون تركيز Cr2O7 في الكروم/الكروم لتطبيقات الانكسار
والمسبك
أقل من 36. على الرغم مما هو مناقش أدناه، ذكر بعض الباحثين أن الأداء على المدى الطويل في درجات حرارة عالية من الراتنجات، سواء العضوية أو غير العضوية، يحتاج إلى مزيد من البحوث(4).
وظيفة الموثق هو عقد جسديا تجميع معا (في هذه الحالة الكروم الرمل، أو خليط من الكروم الرمل والرمل السيليكا التقليدية)، وتشكيل الروابط الكيميائية يوفر الاستقرار على المدى الطويل من العفن حتى في درجة حرارة عالية. استخدمت قوالب الصب المبكر الزيت الأساسي لربط الزيوت معًا ، والتي تم استبدالها في نهاية المطاف بالموثقات من نوع الفينول / اليوريثان في الستينيات والسبعينيات للعديد من أنواع المعادن ، والموثقات من نوع furan معظمها للمعادن الحديدية فقط (5).
هناك عمليتان تستخدمان الراتنجات العضوية في تصنيع قوالب الصب. مربع الباردة وصب لا خبز. قالب مربع الباردة هي العملية التي يتم ترك الطين من الرمل الكروم والموثق لعلاج في درجة الحرارة المحيطة، وإنتاج القالب. لا خبز صب، مثل صب مربع الباردة، لا يستخدم أي حرارة لعلاج. الفرق هو أنه في صب لا خبز، والراتنج المستخدمة هو إعداد سريع واحد وغالبا ما يستخدم محفز. الراتنجات ترتبط كيميائيا إلى المجموع، وتوفير القوة. هذه الأساليب على النقيض من صب الرمال الخضراء في أنه لا يتم استخدام الطين، ولا أي anthracite. كما أنها مفيدة لاستخدامها في الصب كبيرة من وجهة نظر اقتصادية كما لا حاجة إلى تخصيص موارد لعمليات التدفئة. عادة ، يتم حجز قوالب الراتنج المستعبدين التي تحتوي على رمال الكروم عندما تكون أعلى جودة / صب الدقة مطلوبة ، نظرا للتكلفة الإجمالية الأعلى من استخدام صب الرمال الخضراء التقليدية - حيث أن رمال الكروم أغلى بكثير من السيليكا / الرمال التقليدية. مثال كلاسيكي على الموثق الراتنج العضوي في أنظمة الرمل الكروم هو furan. ومن المعروف قدرة نقل الحرارة من الرمال صب والنباتات الحديثة يمكن أن تتغير من الكوارتز أو الرمال السيليكا إلى رمال الكروم للحصول على نقل الحرارة أفضل، في حين لا تحتاج إلى تغيير جوانب أخرى من الإنتاج مثل هوية الموثق أو الراتنج(6).
الجدير بالذكر هو حقيقة أن الكروم الرمل الراتنج المستعبدين النظم ليست بالضرورة أنظمة الرمال الخضراء. يتم التعامل مع الكروم في صب الرمال الخضراء في مكان آخر على هذا الموقع ويعتمد في المقام الأول على خصائص الكروميت الممتازة كمادة الحرارية.
الراتنج المستعبدين المنبوذين (RBCs)
وتتميز RBCs من قبل الراتنج المستخدمة جنبا إلى جنب مع الطلاء والكروم والمواد المضافة الأخرى. فهي عضوية بشكل حصري تقريبا في طبيعتها - أي أنها تتكون من الكربون والهيدروجين والأوكسجين ، مع عدم وجود معادن. وتستخدم RBCs على نطاق واسع في جميع أنحاء صناعة الصب. غالبًا ما تعتمد الراتنجات على هياكل الفينول أو الفوران ، أو يوريثانس. وكانت هذه الراتنجات في الصب الرمل الكروم قابلة للحياة لإنتاج المنتجات المدلى بها من سبائك المغنيسيوم المنصهر (7)، التيتانيوم (8) بالإضافة إلى الحديد والصلب شائعة الاستخدام. وعادة ما تضاف الراتنجات العضوية إلى قوالب الرمل الكروم في نسب لا تزيد عن 10٪ من حيث الوزن، مع كميات أكبر من هذا مما يسهم في جعل القالب من الصعب تشكيل في المقام الأول بسبب اللزوجة، وأصعب لإزالة ما بعد الصب، وبالتأكيد لا يمكن إعادة تدويرها(9).
وفيما يلي بعض الأنواع الشائعة من الملوثات العضوية التقييدية.
استر تصلب الراتنجات الفينولية القلوية
في هذا المتعددة RBC، الموثق هو اللزوجة منخفضة عالية الأساسية الراتنج الفينولي، جنبا إلى جنب مع استر العضوية السائلة كما تصلب. يمكن استخدام القليل من الراتنج 1.4 بالكتلة مع الكروم. وتتميز قدرة الصب هذه الطريقة من قبل 'كما المدلى بها' النهاية على المعدن - أي لا يتم ملاحظة التبول أو تشكيل barbs الخام من المعدن أو الرمال الذائبة(10). وقد وصفت راتنجات الايستر الفينولية المعالجة في الأدبيات بأنها ممتازة من حيث كل من الاعتبارات التشغيلية والسلامة والبيئية.
راتنجات الفينولية -يوريثان أمين
عادة ما تستخدم مع رمل السيليكا النقية ، يمكن استخدام هذه العملية بنجاح مع رمل الكروم ، وهي فعالة بشكل خاص عند استخدام رمل السيليكا / الكروم المختلط. هذا الراتنج هو أيضا القلوية.
راتنجات الفينولية القلوية مع ثاني أكسيد الكربون
يتم استخدام الراتنج القلوية على أساس الفينول مع عامل اقتران، والتي جنبا إلى جنب مع الرمل الكروم يتم وضعها في مربع حول نمط. يتم نفخ ثاني أكسيد الكربون من خلال المواد التي تسبب تصلب الراتنج عن طريق خفض درجة الحموضة.
اعتبارات أخرى
اللزوجة هي واحدة من المعلمات الرئيسية عند تصميم نظام راتنج الكروم. إذا كان الخليط يحتاج إلى ضغط، صدم أو القسري من خلال الطارد، والخلائط لزجة للغاية تكون دون المستوى الأمثل. وعلاوة على ذلك، أي خليط يحتاج إلى أن تكون قابلة للتدفق في غرفة الصب حول النمط. الراتنجات في كثير من الأحيان هي أكبر مساهم في اللزوجة(17). وكجزء من التوازن العام لاختيار الراتنجات لخصي الرمال الكرومية، من المهم ملاحظة أن نفاذية الراتنج بكميات كبيرة سيكون لها تأثير على المسامية العامة للصب - والتي ينبغي رصدها لضمان عدم الوصول إلى مستويات زائدة من المسامية (18). وعلاوة على ذلك، بالإضافة إلى الراتنج، الحشوات والمواد المضافة في خليط العفن الرمل تلعب دورا، وخاصة فيما يتعلق اللزوجة والكثافة الشاملة(19).
التوسع الحراري هو أكثر مصدر قلق مع الموثقات غير العضوية بسبب طبيعتها الحرارية، حيث يمكن أن تنهار نواة الأورام في النظام المقيد تحت الحرارة الشديدة والضغط الذي يمارسه المعدن المنصهر. ويمكن تجنب ذلك إلى حد كبير عن طريق استخدام الطلاء المتاحة تجاريا لتفريق الحرارة بشكل أكثر كفاءة(20). كما أظهرت الأبحاث أن التوسع الحراري في الأنظمة المستعبدة للراتنج يؤثر بنشاط على سلوك التشويه الساخن للنظام ، ربما بشكل حدسي ، ولكن التوسع الحراري العام يعتمد بشكل كبير على هوية وكيمياء مادة الموثق التي تم استخدامها (21). التوسع الحراري لنظام الرمل والراتنج هو عامل رئيسي يؤخذ في الاعتبار من قبل المسبك في جميع جوانب العملية ، من تصميم القالب (وبالتالي المنتج) على طول الطريق إلى تماسك المعدن السائل. أي تشوه محتمل للقالب يمكن أن يؤدي إلى منتجات مشوهة ، صب غير متساو أو مستويات كبيرة من العيوب السطحية التي تحتاج إلى إزالتها يدويا في وقت لاحق. ظواهر مثل التبول يمكن أن تصبح أكثر من احتمال ينبغي أن يكون هناك توسع حراري كبير مع أنواع معينة من الرمال المستعبدين الراتنج. ومع ذلك، تجدر الإشارة إلى أنه بما أن الراتنجات والموثقات ليست الشوائب الوحيدة في الرمال، فقد تكون هناك مواد أخرى مثل المواد الكربونية العالية (مثل الجمرة الخبيثة) التي قد تكون محمرة للحد من تأثير آثار مثل التبول - إلى حد ما.
كقاعدة عامة، يتم زيادة الخصائص الميكانيكية لأنظمة صب راتنج الرمل مع كمية أكبر من الموثق المستخدمة (22)، على الرغم من حقيقة أن معظم الراتنج لا يمكن أن يكون الموثق بالطبع. يمكن إجراء المزيد من التحسين لعملية الصب الشاملة، مثل الحفاظ على التوزيع الموحد لأحجام الجسيمات ودرجات الحرارة المعالجة وغيرها من الوسائل (23). وقد أجريت دراسات حسابية للتنبؤ بالخصائص الميكانيكية والمادية للصب القائم على راتنج الكروميت، وتحسين خصائص بما في ذلك صلابة، والانهيار والقوة الساخنة. يهدف المؤلفون إلى توفير طريقة يمكن بموجبها تحديد الكميات المثلى من الموثق والكروميت والمواد الأخرى مسبقا من أجل تحقيق مسار صب مصمم بشكل أفضل.
بالإضافة إلى تقنيات صب مربع من نوع عادي، وقد أظهرت الباحثين في استعراض أن الطباعة 3D يمكن استخدامها لخلق قوالب لعمليات الصب الرمل الكروم(24). مثل هذا الابتكار يمكن أن تنتج قوالب محددة للغاية للصب بأسعار منخفضة، في عملية تسمى "قذف الموثق". أحد المخاوف مع الطباعة ثلاثية الأبعاد لرمال الكروم التي تحتوي على قوالب - وقوالب أخرى - هو أن المستويات الزائدة لعامل المعالجة ستوسع توزيع الحجم في جميع أنحاء الرمال مما يمكن أن يؤدي إلى تشكيل هياكل ميسوبنية كبيرة الحجم (25) ، وهو ما يتناسب مع انخفاض في القدرة العامة على تحمل قالب الرمل. ويمكن تحديد النسب المثلى للرمل الكروم والموثقات وغيرها من المعلمات لتطبيقات الصب حسابيا، مما يتيح كفاءة أكبر في القطاع ككل (26). ويشتبه في وجود مواد مسرطنة من نوع فوران، وينظر في استخدامها في التخلص التدريجي منها في جميع أنحاء العالم - على الرغم من كونها الأمثلة الكلاسيكية والأكثر استخداما لمجلدات نوع الراتنج في تطبيقات صب الرمال.
عيب واحد طفيف في استخدام رمال الكروميت في الفضاء الصب الصلب المنصهر هو تشكيل محتمل من "القشرة الكروميت". يحدث هذا التأثير بسبب خلط الرمل الكرومي والمعدن المنصهر وأي نوع من الخبث الكربوني أو الغازي الذي سمح له بالخلط بسبب العفن المعالج بشكل غير صحيح (27). ضمان العلاج الكامل (ربما عن طريق مروحة تجفيف الهواء) سوف تذهب معظم الطريق لمنع هذا العيب السطحي، ولكن هذا يعني أن "راتنجات المعالجة الذاتية" قد يكون خيارا جيدا فقط إذا كان هذا التجفيف متاح. الظواهر الأخرى التي يمكن أن تسبب علاج غير مكتملة أو انهيار جزئي للقالب تشمل الصب نفسه (يجب أن تكون قادرة على تحمل الضغوط التي قد تصل للحظات ما يزيد على 10 MPa). قد يؤدي سوء اختيار الراتنجات والمجلدات والرمال ومعدات الصب المادية إلى عملية صب سيئة وعمر قصير للرمل نفسه (28).
يجب عليك تسجيل الدخول لكتابة تعليق.