Trong quá trình phun lớp phủ để đúc, một số vấn đề thường phát sinh, chẳng hạn như độ dày và độ bong tróc không đủ. Bài viết này phân tích nguyên nhân của 10 vấn đề hàng đầu gặp phải với lớp phủ đúc và đưa ra giải pháp tương ứng.
1. Xây dựng lớp phủ
◆ Nguyên nhân:
- Lớp phủ chảy chậm: Lớp phủ là chất lỏng thixotropic có cấu trúc mạng và giá trị năng suất. Giá trị năng suất cao và độ nhớt cản trở khả năng chảy của lớp phủ.
- Vết chảy sinh ra trong quá trình phủ có thể tích tụ dọc theo khuôn dẫn đến các cạnh không rõ ràng.
- Góc nghiêng của khuôn không đúng.
- Tốc độ dòng chảy không đủ dẫn đến tích tụ lớp phủ.
- Áp suất không đủ dẫn đến dòng chảy chậm và tích tụ.
◆Giải pháp:
1. Để giảm sự tích tụ lớp phủ, hãy cân nhắc việc giảm thang sóng của lớp phủ xuống 22-26, vì phạm vi này mang lại khả năng chảy tối ưu. Giảm giá trị năng suất và độ nhớt của lớp phủ.
2. Loại bỏ các vết chảy bằng cách thổi bằng ống dẫn khí hoặc sử dụng bàn chải nhúng vào chất pha loãng.
3. Đảm bảo khuôn được đặt ở một góc thích hợp. Sử dụng cần cẩu để treo khuôn phía trên thùng sơn theo góc ngang 75-90 độ để dòng sơn phủ được chảy hiệu quả.
4. Tăng diện tích mặt cắt ngang của đầu thanh sơn và ống mềm để nâng cao tốc độ dòng chảy. Đầu và ống thanh phủ thường được sử dụng có 4-đường phân chia. Nếu cần, hãy tăng diện tích mặt cắt ngang bằng cách sử dụng đầu thanh chia đường 4-và ống mềm chia đường 6-hoặc sử dụng cả hai với đường chia 6-.
5. Tăng áp suất không khí có thể tăng tốc độ dòng chảy. Để đạt được độ dày lớp phủ mong muốn, tốc độ lớp phủ chảy ra khỏi máy phun phải nằm trong phạm vi 100-200 mm/s. Áp suất không khí thường dao động từ 0,4×105 Pa đến 0,6×105 Pa và áp suất quá cao có thể dẫn đến bắn tung tóe.
2. Độ dày lớp phủ không đủ
◆ Nguyên nhân:
1. Lớp phủ không tạo đủ độ dày và chảy trực tiếp.
2. Lớp phủ thấm hoàn toàn vào cát khuôn dẫn đến độ dày lớp phủ không đủ.
3. Bề mặt khuôn có cặn bám dính, làm giảm tính thấm của lớp phủ và ảnh hưởng trực tiếp đến độ dày của lớp phủ.
◆Giải pháp:
1. Tăng độ nhớt của lớp phủ (với giá trị tối đa không quá 7 giây) để cải thiện độ bám dính và tránh dòng chảy quá mức.
2. Cải thiện độ nén của khuôn để ngăn chặn hiệu quả sự xâm nhập của lớp phủ quá mức. Mức độ nén của khuôn từ 45% đến 55% là phù hợp.
3. Đảm bảo chất chống dính khuôn trên bề mặt khuôn khô hoàn toàn trước khi sản xuất. Nếu có những khu vực mà khuôn bị nhiễm một phần chất chống dính, hãy mài nhẹ chúng bằng giấy nhám mịn trước khi phủ lớp phủ.
4. Yêu cầu về độ dày lớp phủ ướt trên khuôn đúc gang:
- Vật đúc thành mỏng: 0.15mm-0.30mm
- Vật đúc cỡ vừa: 0.30mm-0.75mm
- Vật đúc có thành dày: 0.75mm-1.00mm
- Vật đúc cực dày: 1.00mm-2.00mm
3. Tách bề mặt lớp phủ
Trong quá trình lắp ráp, đôi khi người ta quan sát thấy lớp phủ thỉnh thoảng bong ra khi người vận hành sử dụng ống dẫn khí để thổi bay cát rời khỏi khoang khuôn.
◆ Nguyên nhân:
1. Độ bền lớp phủ thấp.
2. Liên kết giữa các lớp phủ không đủ, dẫn đến thiếu sự gắn kết tổng thể.
◆Giải pháp:
1. Hàm lượng chất kết dính trong lớp phủ không đủ có thể dẫn đến độ bền lớp phủ không đủ. Vì vậy việc tăng tỷ lệ chất kết dính trong lớp phủ là cần thiết.
2. Lớp phủ cháy không đủ sẽ ảnh hưởng đến sự liên kết giữa các lớp. Đối với vật đúc có trọng lượng trên 3 tấn, vấn đề này có thể được giải quyết bằng cách kiểm soát thời điểm đánh lửa. Nói chung, quá trình đánh lửa sẽ diễn ra 3-5 giây sau khi phủ lớp phủ hộp trên cùng và 5-7 giây sau khi phủ lớp phủ hộp đáy. Ngoài ra, có thể sử dụng phương pháp sấy bằng khí đốt, nhưng hãy thận trọng không vượt quá thời gian sấy tối ưu vì nó có thể khiến lớp phủ bị nứt.
4. Độ bám dính của cát trên vật đúc
Độ khúc xạ không đủ của lớp phủ dẫn đến phản ứng hóa học giữa lớp phủ hoặc khuôn và kim loại nóng chảy ở nhiệt độ cao, dẫn đến hình thành chất có độ bám dính cao trên bề mặt vật đúc, thường được gọi là độ bám dính của cát. Hiện tượng bám dính cát cũng có thể xảy ra trong quá trình phủ dòng chảy.
◆Giải pháp:
1. Sửa đổi thành phần của lớp phủ bằng cách sử dụng các chất độn chịu lửa như bột đất sét có hàm lượng nhôm cao và bột silicat zirconium để tăng khả năng chịu lửa của nó.
2. Tăng độ dày lớp phủ, đảm bảo không vượt quá yêu cầu tối đa về độ dày lớp phủ. Độ dày quá mức có thể dẫn đến các khuyết tật đúc như bong tróc lớp phủ.
3. Cải thiện khả năng chảy của vật liệu phủ dòng chảy, với giá trị độ sụt tối đa là 28, để tránh giảm khả năng chảy.
4. Đối với các vật đúc có biểu hiện quá nhiệt cục bộ, dễ bị bám dính cát hơn trong quá trình phủ dòng chảy, hãy phủ một lớp phủ có độ khúc xạ cao tại các điểm nóng này trước quá trình phủ dòng chảy để ngăn chặn sự bám dính của cát một cách hiệu quả.
5. Dấu hiệu dòng chảy nghiêm trọng
◆ Nguyên nhân:
1. Khả năng chảy của lớp phủ kém do độ nhớt cao, khiến lớp phủ không nhỏ giọt đúng cách trong quá trình chảy xuống và dẫn đến các vết chảy nghiêm trọng.
2. Áp lực quá lớn trong quá trình lớp phủ chảy ra, dụng cụ phủ quá gần bề mặt khuôn, dẫn đến tác động lên bề mặt lớp phủ và tạo ra các vết không đều.
3. Tốc độ dòng chảy lớp phủ không đủ hoặc dòng chảy không ổn định, hình thành vết dòng chảy trên bề mặt khuôn.
◆Giải pháp:
1. Trong quá trình phủ dòng chảy, sử dụng tốc độ dòng chảy cao để phủ nhanh từ trên xuống dưới mà không cần thời gian dừng kéo dài trên bề mặt khuôn.
2. Cải thiện khả năng chảy và san bằng của lớp phủ bằng cách giảm độ nhớt của nó.
3. Tăng khoảng cách giữa dụng cụ phủ và bề mặt khuôn, thường dao động từ 18-25mm.
4. Sử dụng dụng cụ phủ sơn hình quạt.
6 . Phân lớp
◆ Nguyên nhân:
Phân lớp đề cập đến kết cấu chồng chéo xảy ra khi nhiều lớp phủ chảy được áp dụng từ trên xuống dưới hoặc từ trái sang phải trên bề mặt khuôn. Các nguyên nhân chính bao gồm nhiệt độ khuôn cao, độ nhớt của lớp phủ cao và tốc độ dòng chảy thấp trong quá trình phủ dòng chảy.
◆Giải pháp:
1. Để nguội một thời gian trước khi phủ lớp phủ dòng chảy lên khuôn vừa được đổ đầy bằng máy trộn cát và có nhiệt độ cao. Thời gian làm mát nên được xác định dựa trên tình hình cụ thể.
2. Giảm giá trị độ sụt của lớp phủ để cải thiện khả năng chảy của nó.
3. Tăng tốc độ dòng chảy để tránh nhiều lớp phủ dòng chảy. Bằng cách sử dụng các máy phủ dòng chảy có thông số kỹ thuật khác nhau, có thể kiểm soát tốc độ dòng chảy hiệu quả hơn. Khi chọn máy bơm, hãy chọn giá trị cột áp và lưu lượng cao hơn một chút. Bằng cách kiểm soát sự rò rỉ tại các công tắc và các vị trí khác, dòng chất lỏng có thể được điều chỉnh để đạt được áp suất lớp phủ và tốc độ dòng chảy mong muốn.
7. Lớp phủ bị bắn tung tóe
Sự bắn tung tóe của lớp phủ đề cập đến sự xuất hiện của các giọt sơn trên bề mặt nhẵn của lớp phủ.
◆ Nguyên nhân:
Khiếm khuyết này chủ yếu là do áp suất quá cao ở đầu ra trong quá trình phủ dòng chảy.
◆Giải pháp:
1. Giảm áp suất ở đầu ra trong quá trình phủ dòng chảy. Các yếu tố như đường kính, chiều dài, độ nhám bề mặt và vị trí của ống mà lớp phủ chảy qua có thể có tác động đáng kể đến áp suất lớp phủ. Áp suất đầu ra (P) của lớp phủ không được nhỏ hơn 0.4×105 Pa.
2. Tránh lớp phủ chảy vuông góc giữa dụng cụ phủ và bề mặt khuôn để tránh lớp phủ bị bắn tung tóe.
8. Xói mòn cát trên bề mặt khuôn
Xói mòn cát, thường được gọi là "rửa cát", thường xảy ra trên bề mặt khuôn sau khi sử dụng kéo dài hoặc khuôn nhả không ổn định. Độ phẳng không đủ và độ lún của bề mặt khuôn sau khi phủ dòng chảy ảnh hưởng lớn đến chất lượng bề ngoài.
◆Giải pháp:
Phương pháp 1: Sửa chữa các khu vực bị xói mòn cát trên bề mặt khuôn bằng lớp sơn phủ trước khi phủ lớp chảy. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược điểm là cần thời gian chờ đợi lâu hơn sau khi phủ lớp sơn chảy, vì các khu vực được sửa chữa có thể nổi bong bóng nếu không có đủ thời gian khô.
Phương pháp 2: Sau khi phủ lớp chảy, sửa chữa các khu vực bị ảnh hưởng bởi xói mòn cát bằng lớp phủ phủ, san phẳng bằng chất pha loãng, sau đó đốt cháy. Phương pháp này được sử dụng rộng rãi vì nó tiết kiệm nhân lực và bù đắp những thiếu sót do dụng cụ và các hoạt động trước đó gây ra.
9. Lớp phủ không đồng đều
Trong quá trình phủ dòng chảy, khuôn thường có các khu vực có lớp phủ mỏng hơn và dày hơn. Độ nhớt biểu kiến của lớp phủ giảm khi thời gian cắt tăng khi tốc độ rôto của nhớt kế được cố định. Sự giảm này cuối cùng đạt đến trạng thái ổn định. Tuy nhiên, nếu lớp phủ được giữ tĩnh, độ nhớt biểu kiến sẽ tăng dần theo thời gian tĩnh. Hiện tượng này được gọi là thixotropy. Tính thixotropy quá mức của lớp phủ sẽ thúc đẩy quá trình san lấp mặt bằng nhưng có thể dẫn đến dòng chảy quá mức và dẫn đến độ dày lớp phủ không đồng đều. Tính lưu động kém và góc nghiêng nhỏ cũng có thể khiến độ dày lớp phủ không đồng đều. Đối với lớp phủ bột silicat zirconium gốc nước, tỷ lệ thixotropic lý tưởng (M) là từ 9% - 12%.
10. Độ bám dính kém với bề mặt và bong lớp sơn
Trong quá trình sơn, độ bám dính giữa các lớp giữa lớp nền và sơn kém thường dẫn đến hiện tượng bong tróc sơn, dẫn đến tỷ lệ khuyết tật cao và gây hư hại đáng kể đến chất lượng sản phẩm cũng như chu kỳ sản xuất.
◆Giải pháp:
Một thực tế phổ biến là sử dụng chất kích thích bám dính, là chất phụ gia đặc biệt giúp tăng cường độ bám dính giữa lớp phủ và chất nền. Những chất xúc tiến này có các nhóm chức năng cụ thể liên kết hiệu quả với các nhóm cực trên bề mặt vật liệu, tạo ra sự bám dính mạnh giữa các lớp và đóng vai trò là lớp lót tuyệt vời.
Bản tóm tắt:
1. Công nghệ phủ dòng chảy cải thiện hiệu quả gần mười lần so với các phương pháp chải truyền thống, khiến nó rất phù hợp cho các dây chuyền sản xuất vật đúc hàng loạt.
2. Sau khi phủ dòng chảy, bề mặt khuôn trở nên mịn màng, với độ dày, mật độ lớp phủ đồng đều và đường viền rõ ràng. Sau khi đúc, độ hoàn thiện bề mặt của vật đúc có thể đạt trên Ra25um và độ chính xác về kích thước cao, đạt CT9 hoặc cao hơn theo GB 6414-1999 "Dung sai kích thước và Phụ cấp gia công cho vật đúc."
3. Lớp phủ dòng chảy cho phép tái chế lớp phủ dư thừa chảy xuống. Các thử nghiệm hiện trường đã chỉ ra rằng sử dụng công nghệ phủ dòng chảy có thể tiết kiệm khoảng 25% vật liệu phủ.
4. Qua nhiều thử nghiệm, người ta nhận thấy rằng giá trị độ sụt tối ưu cho lớp phủ dòng chảy là từ 22-26, dẫn đến khả năng chảy tốt nhất, độ dày lớp phủ phù hợp và khuyết tật đúc tối thiểu.
5. Lớp phủ dòng chảy làm giảm ô nhiễm môi trường, giải quyết hiệu quả vấn đề bụi sơn gây ô nhiễm không khí.
6. Các vấn đề về độ bám dính giữa lớp phủ và chất nền có thể được giải quyết nhanh chóng bằng cách sử dụng chất kích thích bám dính.
