Cát gốm tráng phủ cho xưởng đúc

Cát gốm tráng phủ cho xưởng đúc

Cát gốm tráng phủ là vật liệu hiệu suất cao được sử dụng trong ngành đúc để chế tạo khuôn và lõi. Đây là một cải tiến đáng kể so với cát silica truyền thống, đặc biệt là trong sản xuất vật đúc phức tạp, có độ chính xác cao.

Nói một cách đơn giản, đó là  cát gốm (vật liệu nền cao cấp) được phủ một lớp chất kết dính nhựa nhiệt rắn (“keo”) , được thiết kế đặc biệt để đông cứng bằng nhiệt.

1. Đế “Cát gốm” là gì?

Ưu điểm cốt lõi nằm ở vật liệu nền, thường được gọi là  Hạt gốm  hoặc  Cát gốm hình cầu . Đây không phải là cát tự nhiên mà là sản phẩm nhân tạo, thường được tạo ra bằng cách nung chảy quặng bô-xít chất lượng cao trong lò hồ quang điện và sau đó phun để tạo thành các hạt hình cầu nhỏ.

Các tính chất chính của nền cát gốm:

• Hình cầu:  Các hạt có hình tròn hoàn hảo mang lại khả năng chảy tuyệt vời, cho phép chúng lấp đầy các mẫu khuôn phức tạp một cách dày đặc và đều đặn.

• Độ giãn nở nhiệt thấp:  Đây là đặc tính quan trọng nhất của cát gốm. Không giống như cát silica giãn nở đáng kể khi chịu nhiệt, cát gốm giãn nở rất ít. Điều này hầu như loại bỏ các khuyết tật đúc như  đường vân  (các vết nứt trên cát bị lấp đầy bởi kim loại).

• Độ chịu lửa cao:  Có điểm nóng chảy rất cao (vượt quá 1790°C), thích hợp để đúc mọi kim loại, bao gồm thép và gang hợp kim cao.

• Độ bền và độ bền cao:  Các hạt thiêu kết dày đặc rất chắc chắn và chống lại sự phá hủy cơ học, cho phép thu hồi và tái sử dụng tuyệt vời.

• Trơ về mặt hóa học:  Trung tính (không có tính axit hay tính bazơ), do đó tương thích với nhiều hệ chất kết dính khác nhau.

2. Quy trình “Phủ”: Tạo ra cát phủ

Quá trình “phủ” giống như quá trình sản xuất cát phủ nhựa tiêu chuẩn, được gọi là  quá trình phủ nóng :

1. Làm nóng:  Cát gốm được nung nóng đến nhiệt độ cụ thể (khoảng 140-160°C).

2. Trộn/Phủ:  Cát nóng được trộn trong máy trộn.  Nhựa Phenolic nhiệt rắn  được thêm vào, làm tan chảy và phủ lên bề mặt của từng hạt cát hình cầu.

3. Thêm chất xúc tác:  Thêm chất làm cứng (thường là  Hexamine  hoặc “Urotropine”) để xúc tác quá trình đông cứng của nhựa khi được đun nóng sau đó.

4. Bôi trơn:  Các chất phụ gia như  Canxi Stearat  được thêm vào để cải thiện khả năng chảy và ngăn ngừa tình trạng vón cục trong quá trình lưu trữ.

5. Làm mát và sàng lọc:  Hỗn hợp được làm mát và sàng lọc để thu được sản phẩm chảy tự do, sẵn sàng sử dụng.

3. Ưu điểm chính của cát gốm tráng phủ

Bằng cách kết hợp vật liệu nền cao cấp với lớp phủ nhựa, sản phẩm mang lại những lợi ích vượt trội:

• Loại bỏ khuyết tật về gân:  Do độ giãn nở nhiệt gần như bằng không nên không hình thành vết nứt trong lõi/khuôn, giúp giảm đáng kể tỷ lệ phế liệu đối với các sản phẩm đúc phức tạp như khối động cơ và đầu xi lanh.

• Bề mặt đúc hoàn thiện vượt trội:  Các hạt hình cầu, mịn và độ phản ứng thấp tạo ra sản phẩm đúc có bề mặt rất sạch và mịn.

• Khả năng chảy tuyệt vời:  Lõi và khuôn có thể được đóng gói dày đặc và đồng đều hơn, thu được các chi tiết tinh xảo với độ chính xác kích thước cao.

• Tiêu thụ nhựa thấp hơn:  Do các hạt hình cầu có diện tích bề mặt nhỏ hơn và cần ít nhựa hơn để liên kết hiệu quả, mức tiêu thụ có thể  thấp hơn 15-30%  so với cát silica góc cạnh. Điều này cũng làm giảm lượng khí sinh ra trong quá trình đổ.

• Độ bền lõi cao:  Các hạt cát chắc, bền và lớp phủ nhựa hiệu quả tạo nên lõi rất bền có thể xử lý các phần mỏng, phức tạp.

• Khả năng tái chế tuyệt vời:  Các hạt gốm rất bền và có thể tái chế nhiều lần sau khi nhựa được loại bỏ bằng nhiệt, giúp cải thiện hiệu quả chi phí lâu dài.

4. Ứng dụng phổ biến

• Ngành công nghiệp ô tô:  Khối động cơ, đầu xi lanh, ống xả.

• Linh kiện thủy lực:  Thân van và vỏ bơm phức tạp.

• Đúc thép hợp kim cao:  Khả năng chống cháy và chống thấm là rất quan trọng.

• Bất kỳ lõi phức tạp  nào dễ bị tạo vân hoặc yêu cầu bề mặt hoàn thiện chất lượng cao.