ریخته گری سرمایه گذاری: زبری پوسته پوسته

مقدمه

در ریخته گری سرمایه گذاری, کیفیت پوسته سرامیکی به طور مستقیم پوشش سطح را تعیین می کند, دقت, و عملکرد مکانیکی ریخته گری نهایی.

در میان تمام لایه های پوسته, را کت صورت بسیار مهم است زیرا در تماس مستقیم با فلز مذاب است و هندسه و بافت سطحی الگوی مومی را به طور صادقانه بازتولید می کند..

یک روکش پوسته صاف و متراکم می تواند کیفیت ریخته گری را با کاهش عیوب سطح به طور قابل توجهی بهبود بخشد, به حداقل رساندن مزایای ماشینکاری, و افزایش دقت ابعادی.

برعکس, زبری بیش از حد پوسته ممکن است منجر به نفوذ فلز شود, چسبندگی شن و ماسه, سوراخ کردن, و ظاهر ضعیف سطح, در نهایت افزایش هزینه های تولید و نرخ رد.

زبری پوشش پوسته با یک پارامتر کنترل نمی شود. این نتیجه یک تعامل پیچیده بین خصوصیات دوغاب است, مواد نسوز, فرآیندهای گچ کاری, کیفیت الگوی موم, شرایط محیطی, و درمان های حرارتی.

1. فرمولاسیون دوغاب و خصوصیات رئولوژیکی

دوغاب پوشش صورت ماتریس پیوسته سطح داخلی پوسته است. ترکیب و رفتار جریان آن اساسی ترین عوامل تعیین کننده زبری سطح نهایی هستند.

هر تغییر پارامتر در سیستم دوغاب مستقیم را تولید می کند, اثر قابل اندازه گیری بر روی توپوگرافی سطح پخته شده.

نسبت پودر به مایع و رفتار رئولوژیکی

پودر به مایع (P/L) نسبت - نسبت جرم پودر نسوز به چسب - بحرانی ترین متغیر حاکم بر ویسکوزیته دوغاب و عملکرد تراز است..

ویسکوزیته با محتوای مایع آزاد رابطه معکوس دارد; با افزایش نسبت P/L, مایع آزاد کاهش می یابد, و ویسکوزیته به شدت افزایش می یابد.

این رابطه نسبت به تعادل جامد-مایع بسیار حساس است.

وقتی نسبت P/L خیلی زیاد است (دوغاب بیش از حد چسبناک):

• جریان پذیری به طور چشمگیری کاهش می یابد.
• دوغاب نمی تواند به طور موثر خطوط میکروسکوپی روی الگوی موم را صاف کند.
• علائم برس, خطوط فرو بردن, و برآمدگی های جریان در پوشش خشک شده "یخ زده" می شوند.
• زبری سطح به طور قابل توجهی افزایش می یابد (مقادیر Ra می تواند از آن بیشتر شود 3.2 میکرومتر).

وقتی نسبت P/L خیلی کم است (دوغاب بیش از حد سیال):

• پوشش به سرعت از سطوح عمودی تخلیه می شود.
• ضخامت پوشش ناکافی به ذرات گچ اجازه می دهد تا از طریق لایه دوغاب نفوذ کنند, تماس مستقیم با الگوی موم.
• خطوط جریان ناشی از گرانش موج‌های ناهموار و نقص‌های موجی ایجاد می‌کنند.

محدوده بهینه شده: برای یک دوغاب پوششی معمولی سیلیکا-سول-زیرکون-آرد, نسبت P/L بهینه بین 3.2:1 و 3.5:1 بر حسب وزن. درون این پنجره:

• ولادی (اندازه گیری شده با شماره. 4 جام زهن) در 35-45 ثانیه تثبیت می شود.
• دوغاب دارای سیالیت کافی برای پر کردن ریز فرورفتگی ها در سطح الگو است.
• رفتار تیکسوتروپیک از تخلیه بیش از حد جلوگیری می کند.
• پوشش مرطوب به ضخامت یکنواخت و صاف دست می یابد, سطح صاف.
• زبری پوشش نهایی صورت را می توان به طور مداوم در زیر حفظ کرد Ra 1.6 میکرومتر.

انحراف از این پنجره P/L - در هر جهت - همیشه زبری را افزایش می دهد.

این امر کنترل دقیق P/L را به یکی از مهم ترین فعالیت های تضمین کیفیت در ریخته گری ریخته گری سرمایه گذاری تبدیل می کند..

اندازه و توزیع اندازه ذرات پودر نسوز

توزیع اندازه ذرات پودر نسوز دومین عامل اصلی ماده خام است که بر زبری پوشش صورت تأثیر می گذارد..

مکانیسم ساده است: اگر پودر عمدتاً از ذراتی تشکیل شده باشد که در اطراف یک اندازه جمع شده اند, چگالی بسته بندی کم است, ایجاد حفره های بینابینی بزرگ بین ذرات.

لایه دوغاب حاصل متخلخل و زبر است, با ریز دهانه های متعدد که زبری سطح را افزایش می دهد و مقاومت در برابر نفوذ فلز را کاهش می دهد.

توزیع بهینه اندازه ذرات مستمر نیاز دارد, چند وجهی (در حالت ایده آل دو وجهی) درجه بندی.

ذرات ریز فضای خالی بین ذرات درشت را پر می کنند, دستیابی به حداکثر تراکم بسته بندی و متراکم, سطح صاف پس از پخت. بهینه‌سازی تجربی برای سیستم زیرکون آرد نشان می‌دهد:

با این توزیع دووجهی بهینه, زبری سطح با بیش از حد کاهش می یابد 40% در مقایسه با یک پودر تک وجهی با همان اندازه متوسط ​​ذرات.

پوشش صورت حاصل عملاً هیچ دهانه شکاف ذرات قابل مشاهده ای را نشان نمی دهد.

علاوه بر این, همه ذرات بزرگتر از 45 میکرومتر باید حذف شود با الک یا طبقه بندی هوا; چنین آلاینده هایی با اندازه بزرگ، گره های برجسته ای را روی سطح پوسته ایجاد می کنند که به طور موضعی زبری را چندین برابر افزایش می دهد..

سیستم بایندر و افزودنی های عملکردی

نوع بایندر به شدت بر زبری سطح تأثیر می گذارد.

سه چسب اصلی مورد استفاده در ریخته‌گری سرمایه‌گذاری - سل سیلیس, اتیل سیلیکات هیدرولیز, و سیلیکات سدیم - کیفیت های قابل توجهی پوشش صورت را تولید می کند:

سل سیلیس به دلیل اندازه ذرات کلوئیدی بسیار کوچکش، چسب انتخابی برای ریخته گری سرمایه گذاری با دقت بالا است. (معمولاً 10 تا 20 نانومتر).

این اجازه می دهد تا تشکیل یک متراکم, فیلم ژل پیوسته با حداقل بی نظمی سطح.

افزودنی های کاربردی: افزودن کمی از سورفکتانت ها و عوامل تراز کننده می تواند به طور چشمگیری عملکرد خیس کردن و تراز کردن دوغاب را بدون تغییر در شیمی پایه بایندر بهبود بخشد.:

• سورفکتانت ها (به عنوان مثال, عوامل مرطوب کننده غیر یونی در 0.1-0.3٪ از کل جرم دوغاب) کاهش کشش سطحی, ترویج گسترش یکنواخت و جلوگیری از تشکیل سوراخ یا دهانه.
• عوامل تسطیح زمان جریان فیلم دوغاب مرطوب را طولانی کنید, اجازه دادن به علائم قلم مو, خطوط فرو بردن, و سایر مصنوعات کاربردی جزئی برای بهبود قبل از درمان.

با این حال, استفاده بیش از حد از مواد افزودنی (>0.5%) می تواند باعث انقباض سطح شود, دهانه, یا سوراخ های سوزن.

محدوده افزودن بهینه معمولاً است 0.1- 0.5 درصد وزنی دوغاب کل, نیاز به اندازه گیری دقیق و کنترل کیفیت دقیق دارد.

2. فرآیند گچ بری: متغیرهای عملیاتی بحرانی حاکم بر توپوگرافی سطح پوسته

عمل گچ کاری بسیار بیشتر از اعمال شن نسوز بر روی پوشش مرطوب صورت است.

این یک فرآیند تعیین کننده است که تعیین می کند که چگونه ذرات سرامیکی در داخل دوغاب لنگر می زنند و, در نتیجه, چگونه سطح داخلی پوسته پس از خشک شدن تکثیر می شود, شلیک, و ریختن فلز.

شرایط جاسازی, یکنواختی توزیع, و پایداری ذرات گچ به طور مستقیم بر روی کانتور میکروسکوپی پوشش پوسته و در نهایت سطح پوشش ریخته گری تأثیر می گذارد..

مطابقت اندازه ذرات بین گچ بری و پوشش صورت خیس

اولین اصل گچ کاری موفق، دستیابی به یک رابطه مناسب بین اندازه ذرات ماسه نسوز و ضخامت پوشش سطح مرطوب است..

اثر ذرات گچ بری بزرگ

وقتی ذرات گچ بسیار درشت هستند, ابعاد آنها از ضخامت فیلم دوغاب بیشتر است.

تحت این شرایط, ذرات به پوشش مرطوب نفوذ کرده و مستقیماً با سطح الگوی موم تماس می گیرند.

این پدیده تأثیرات موضعی روی الگوی مومی ایجاد می کند که پس از موم زدایی و پخت در پوسته سرامیکی باقی می ماند., در نهایت به صورت برآمدگی یا بی نظمی سطحی روی پوسته داخلی ظاهر می شود.

ذرات گچ درشت نیز ممکن است:

• مناطق تمرکز استرس محلی ایجاد کنید;
• باعث تغییرات ضخامت پوشش می شود;
• احتمال عیوب نفوذ فلز را افزایش دهید;
• زبری پوشش پوسته را به میزان قابل توجهی افزایش دهید.

اثر ذرات بسیار ریز گچ بری

برعکس, ذرات بسیار ریز گچ در داخل لایه دوغاب به طور متراکم بسته می شوند.

کاهش فاصله بین ذرات، نفوذپذیری پوسته را کاهش می دهد و خطوط متعددی از ذرات ریز را روی سطح پوسته آشکار می کند..

در نتیجه:

• ریز برآمدگی های سطحی بارزتر می شوند;
• نفوذپذیری گاز کاهش می یابد;
• خطر عیوب ریخته گری مربوط به گاز افزایش می یابد;
• با وجود اندازه ذرات کوچکتر، سطح پوسته خشن تر می شود.

رابطه اندازه ذرات بهینه

تجربه تولید عملی نشان داده است که پایدارترین شرایط جاسازی زمانی حاصل می شود که میانگین اندازه ذرات گچ در حدود کنترل شود.:

50%-67% ضخامت پوشش صورت مرطوب.

تحت این شرایط:

• تقریباً نیمی از هر ذره در داخل دوغاب جاسازی شده است;
• قسمت باقی مانده در خارج از لایه پوشش باقی می ماند;
• ذرات ماسه نه به الگوی موم نفوذ می کنند و نه به طور کامل روی سطح پوسته قرار می گیرند.

برای ضخامت پوشش معمولی صورت از 0.3-0.5 میلی متر, اندازه گچ کاری توصیه شده به طور کلی است:

زمان بندی فرآیند: پنجره کاربرد گچ کاری بحرانی

زمان استفاده از گچ اغلب در عمل تولید دست کم گرفته می شود, با این حال تأثیر تعیین کننده ای بر کیفیت جاسازی ذرات و مورفولوژی سطح دارد.

کاربرد گچ بری زودرس

بلافاصله پس از پوشش, دوغاب بسیار سیال باقی می ماند و هنوز ویسکوزیته کافی برای حمایت از ذرات ماسه ایجاد نکرده است..

استفاده از گچ بسیار زود می تواند منجر به این شود:

• مهاجرت و جابجایی ذرات;
• توزیع ناهموار ذرات;
• تجمع شن و ماسه موضعی;
• ایجاد برآمدگی های خشن و موجی.

سطح پوسته حاصل اغلب تغییرات زبری قابل توجهی را از یک منطقه به منطقه دیگر نشان می دهد.

کاربرد گچ بری با تاخیر

اگر استفاده از گچ با تأخیر بیش از حد انجام شود, ژل شدن جزئی یا تشکیل پوست روی سطح دوغاب شروع می شود.

تحت این شرایط:

• ذرات ماسه نمی توانند به درستی به پوشش نفوذ کنند;
• لنگر مکانیکی ناکافی می شود;
• ذرات شناور روی سطح تشکیل می شوند.

در طول عملیات پوسته سازی بعدی, این ذرات به طور سست متصل اغلب جدا می شوند, ایجاد حفره ها و حفره های میکروسکوپی متعددی که به طور قابل ملاحظه ای زبری پوسته را افزایش می دهد.

پنجره بهینه گلکاری

برای سیستم‌های پوششی معمولی سیلیکا-سول, دوره توصیه شده استفاده از گچ است:

30– 90 ثانیه پس از پوشش.

در این فاصله زمانی:

• ویسکوزیته دوغاب به سطح مناسبی افزایش یافته است;
• سیالیت بیش از حد ناپدید شده است;
• انعطاف پذیری کافی برای جاسازی موثر ذرات باقی می ماند.

در نتیجه, ذرات ماسه به طور یکنواخت توزیع شده و محکم می شوند, صاف ترین و یکدست ترین سطح پوسته را تولید می کند.

عوامل محیطی موثر بر کیفیت گچ

محیط اطراف در طول گچ کاری می تواند رفتار جاسازی ذرات و کیفیت سطح پوسته را به طور قابل ملاحظه ای تغییر دهد.

در میان همه متغیرهای محیطی, میزان رطوبت شن و ماسه و رطوبت نسبی محیط تاثیرگذارترین هستند.

رطوبت شن و ماسه گچبری

سطح رطوبت مواد گچبری باید در زیر حفظ شود:

0.4%

رطوبت بیش از حد آب را به مناطق محلی دوغاب وارد می کند, تغییر نسبت پودر به مایع و ایجاد افزایش ناگهانی ویسکوزیته.

پیامدها شامل:

• تجمع ماسه شناور;
• توزیع غیر یکنواخت ذرات;
• اتصال بین لایه ای ضعیف;
• عیوب لایه لایه شدن.

اگرچه ممکن است این عیوب در طول ساخت پوسته پنهان بمانند, آنها اغلب در هنگام موم زدایی و پخت آشکار می شوند, جایی که آنها به عنوان آشکار می شوند:

• گودال های سطحی;
• برآمدگی های نامنظم;
• مناطق ناهموار;
• پوسته پوسته شدن محلی.

رطوبت نسبی محیط

رطوبت محیطی توصیه شده برای عملیات گچ کاری است:

40%-60٪ RH

شرایط رطوبت کم

وقتی رطوبت خیلی کم است:

• آب سطحی به سرعت تبخیر می شود;
• تشکیل زودرس پوست رخ می دهد;
• ذرات ماسه نمی توانند به اندازه کافی جاسازی شوند.

نتیجه لنگر ضعیف ذرات و افزایش زبری پوسته است.

شرایط رطوبت بالا

هنگامی که رطوبت بیش از حد بالا است:

• خشک شدن به میزان قابل توجهی کند می شود;
• ذرات شن و ماسه به غرق شدن در زیر نیروی گرانش ادامه می دهند;
• برخی از ذرات به لایه دوغاب نفوذ می کنند.

این شرایط در نهایت تولید می کند:

• سطوح پوسته ناهموار;
• نقص نشست ذرات;
• افزایش مقادیر زبری.

3. شرایط سطح الگو و تکنیک اعمال پوشش

کت صورت مستقیماً روی سطح طرح مومی شکل می گیرد. بنابراین, کیفیت سطح الگو و روش اعمال پوشش، پیش نیازهای اساسی برای دستیابی به پوشش صورت با زبری کم است..

انتقال زبری سطح الگو

به عنوان یک قانون ریخته گری, زبری سطح الگو تقریباً در a به روکش پوسته منتقل می شود 1:1 نسبت.

اگر الگوی موم دارای خط و خش است, چاله ها, خطوط جریان, یا سایر نقص ها, حتی تسطیح ترین دوغاب نیز نمی تواند این عیوب در مقیاس بزرگ را به طور کامل پر کند..

زبری پوسته نهایی حداقل به اندازه الگوی بالا خواهد بود.

الزامات برای کت های صورت با زبری کم:

تکنیک اعمال پوشش

روش استفاده از دوغاب پوششی به طور قابل توجهی بر زبری سطح نهایی تأثیر می گذارد.

سه تکنیک اصلی کاربرد - مسواک زدن, فرو بردن, و ریختن - کیفیت سطحی متمایز تولید می کند:

پارامترهای فرو بردن بهینه:

• سرعت برداشت الگو: بحرانی ترین پارامتر. سرعت برداشت در محدوده 10- 15 سانتی متر بر ثانیه یک اصطبل تولید کند, فیلم دوغاب یکنواخت.
  خیلی سریع ← ضخامت و دوخت بیش از حد پوشش; خیلی کند → پوشش خیلی نازک و ناپیوسته است.
• زمان ماندن در دوغاب: 5- 15 ثانیه برای خیس شدن کامل.
• زمان زهکشی: پس از خروج, 10 تا 20 ثانیه اجازه دهید تا دوغاب اضافی قبل از گچ کاری تخلیه شود.

روش غوطه وری, زمانی که به درستی کنترل شود, کمترین و ثابت ترین مقادیر زبری را به دست می آورد.

مسواک زدن می تواند با غوطه ور شدن برای کوچک مطابقت داشته باشد, قطعات پیچیده اما تنوع عملگر بیشتری را معرفی می کند.

4. پردازش پس از درخواست: خشک کردن, موهای زائد, و شلیک

حتی پس از اعمال و گچ کاری کت صورت, مراحل بعدی پردازش - خشک کردن, موهای زائد, و شلیک - می تواند باعث ایجاد یا تشدید نقص ناهمواری شود.

بسیاری از عیوب نهفته که در مراحل اولیه ایجاد می‌شوند، در طی این عملیات‌های حرارتی-مکانیکی آشکار می‌شوند.

خشک کردن و پخت

فرآیند خشک کردن جایی است که بایندر سیلیکا سول ژل می شود. ذرات سیلیس کلوئیدی در یک شبکه پیوسته به هم می پیوندند, قفل کردن ذرات نسوز در جای خود.

تبخیر آب از سطح باید به دقت کنترل شود:

• اگر خشک شدن خیلی سریع باشد (درجه حرارت بالا, جریان هوای قوی): سطح خشک می شود و در حالی که داخل آن مرطوب می ماند، پوستی تشکیل می دهد.
  آب به دام افتاده بعداً تبخیر می شود, ایجاد تاول یا ترک هایی که به صورت حفره روی سطح پوسته باز می شوند.
• اگر خشک شدن خیلی کند است (دمای پایین, رطوبت زیاد): پوشش ممکن است آویزان شود یا گچ ته نشین شود, ایجاد یک بافت غیر یکنواخت.

شرایط خشک کردن بهینه: خفیف, قرار گرفتن در معرض یکنواخت با گردش هوا خوب اما بدون برخورد مستقیم:

• دما: 22-25 درجه سانتی گراد.
• رطوبت نسبی: 50- 70٪.
• زمان خشک شدن: 4- 8 ساعت برای کت صورت, بسته به ترکیب دوغاب و ضخامت.

موهای زائد

مرحله موم زدایی - ذوب کردن الگوی موم - باید با حرارت کنترل شده انجام شود تا از انحراف سطح داخلی پوسته از انبساط الگو جلوگیری شود..

اگر افزایش دما خیلی سریع باشد, موم بیش از آنچه که پوسته سرامیکی می تواند در خود جای دهد منبسط می شود.

نتیجه فشار داخلی است که می تواند ترک بخورد, برآمدگی, یا کت صورت را تغییر شکل دهید, ایجاد عیوب سطحی دائمی در ریخته گری نهایی.

بهترین تمرین: در موم زدایی با بخار (اتوکلاو), فشار بخار را افزایش دهید تا 0.6 MPa در داخل 30 ثانیه.

این سرعت را تضمین می کند, گرمایش یکنواخت از داخل به بیرون. موم به سرعت ذوب می شود و قبل از اینکه انبساط حرارتی قابل توجهی اتفاق بیفتد بیرون می ریزد.

این تکنیک سطح صاف اولیه کت صورت را حفظ می کند.

شلیک (تف جوشی)

فینال شلیک پوسته سرامیکی در دمای بالا باعث سوختن کربن باقی مانده می شود, حذف آلاینده های فرار, و ذرات نسوز را برای استحکام زینت کنید.

شرایط پخت باید کنترل شود تا از تخریب سطح جلوگیری شود:

• گرمایش سریع: گازهای تجزیه بایندر می توانند خیلی سریع فرار کنند, ایجاد دهانه های سوراخ سوزنی روی سطح پوسته.
• دمای شلیک بیش از حد: تف جوشی بیش از حد باعث تشکیل فاز شیشه ای و جریان می شود, ایجاد یک موج دار, سطح تحریف شده.

برنامه پخت بهینه برای روکش های صورت سیلیکا-سول-زیرکون:

• دما را نگه دارید: 950-1050 درجه سانتی گراد.
• زمان نگه دارید: 2- 3 ساعت.
• نرخ رمپ: 4-6 درجه سانتیگراد در دقیقه (تدریجی برای خروج گاز).

در این محدوده, پوسته استحکام کافی برای ریختن بدون جریان مذاب بیش از حد را به دست می آورد, در حالی که کت صورت صافی را حفظ می کند, بافت متراکم در مراحل قبلی ایجاد شد.

زبری به طور مداوم کم است (Ra ≤1.6 میکرومتر) هنگامی که به درستی شلیک می شود.

5. مدیریت کیفیت عملی و نظارت در فرآیند

دستیابی به زبری کم مستمر مستلزم نظارت و کنترل سیستماتیک در سراسر آن است پوسته سازی فرآیند. بررسی‌های پیشنهادی در حین فرآیند شامل:

بازرسی بصری در فرآیند: بازرسی دوره ای روکش های گچ بری شده با استفاده از ذره بین 10× می تواند علائم اولیه بیرون زدگی گچ را تشخیص دهد., کلوخه شدن, یا پوشش ناقص.

یک پروفیلومتر سطح قابل حمل (تماسی یا غیر تماسی) را می توان بر روی الگوهای فداکاری انتخاب شده برای تأیید اینکه اهداف زبری برآورده شده است استفاده کرد.

6. ترجمه زبری پوشش صورت به عملکرد سطح ریخته گری نهایی

اهمیت زبری پوشش پوسته بسیار فراتر از مرحله ساخت پوسته است.

در ریخته گری سرمایه گذاری, کت صورت سرامیکی به عنوان پوشش صورت عمل می کند کپی منفی سطح جزء نهایی, به این معنی که ریز توپوگرافی آن تقریباً مستقیماً در هنگام انجماد به قالب ریخته گری منتقل می شود.

در نتیجه, حتی تغییرات جزئی در زبری پوسته می تواند تأثیر قابل اندازه گیری بر عملکرد عملکردی داشته باشد, زندگی, و ارزش تجاری قطعه تمام شده.

برای ریخته گری با دقت بالا, کنترل زبری پوشش صورت صرفاً یک نیاز آرایشی نیست، بلکه یک پارامتر مهندسی حیاتی است که بر رفتار مکانیکی و عملیاتی قطعه تأثیر می‌گذارد..

مکانیسم تکرار سطحی

در حین ریختن, فلز مذاب هر فرورفتگی و برآمدگی میکروسکوپی روی سطح پوسته سرامیکی را پر می کند.

پس از استحکام, ریخته گری این ویژگی های سطحی را با وفاداری قابل توجه بازتولید می کند.

اگرچه عواملی مانند:

• جمع شدگی آلیاژ,
• سیالیت فلز,
• واکنش های قالب-فلز,
• شن سوزی,

می تواند کمی بافت سطح نهایی را تغییر دهد, پوشش صورت پوسته عامل غالب حاکم بر زبری ریخته گری باقی می ماند.

در اکثر فرآیندهای ریخته گری سرمایه گذاری دقیق, نسبت انتقال زبری بین پوسته و ریخته گری از محدوده:

1:1 به 1:1.3

این به این معنی است که یک پوشش پوسته با مقدار Ra برابر است 1.6 میکرومتر معمولاً زبری سطح ریخته گری تقریباً 1.8-2.0 میکرومتر ایجاد می کند.

تاثیر بر عملکرد مکانیکی

مقاومت در برابر خستگی

بی نظمی های سطحی به عنوان بریدگی های میکروسکوپی و افزایش دهنده استرس عمل می کنند. تحت بارگذاری چرخه ای, این مناطق به مکان های ترجیحی برای شروع ترک تبدیل می شوند.

سطح ریخته گری صاف تر ارائه می دهد:

• عوامل تمرکز استرس کمتر;
• کاهش مکان‌های هسته‌زایی ترک;
• عمر خستگی طولانی تر;
• بهبود قابلیت اطمینان تحت بارگذاری پویا.

این به ویژه برای:

• پره های توربین;
• اجزای ساختاری هواپیما;
• قطعات موتور خودرو;
• تجهیزات چرخشی با سرعت بالا.

مطالعات نشان داده است که کاهش زبری سطح از Ra 4.0 میکرومتر به Ra 2.0 میکرومتر می تواند عمر خستگی را بیش از بیش از آن بهبود بخشد 20% در برخی از آلیاژهای با مقاومت بالا.

مقاومت در برابر خوردگی

مورفولوژی سطح به شدت بر رفتار خوردگی تأثیر می گذارد.

سطوح ناهموار حاوی:

• دره ها و شکاف ها;
• مناطق الکترولیت راکد;
• سلول های میکرو گالوانیکی.

این ویژگی ها سرعت می بخشد:

• خوردگی;
• خوردگی شکاف;
• ترک خوردگی تنشی.

برای ایمپلنت های پزشکی فولاد ضد زنگ و اجزای پردازش شیمیایی, سطح صاف ریخته گری به طور قابل توجهی مقاومت درازمدت خوردگی و زیست سازگاری را بهبود می بخشد.

عملکرد پوشیدن

شرایط سطح اولیه به طور مستقیم بر مکانیسم های اصطکاک و سایش تأثیر می گذارد.

یک سطح ناهموار به طور کلی منجر به:

• ضرایب اصطکاک بالاتر;
• افزایش سایش ساینده;
• حذف سریعتر مواد;
• تولید گرمای بیشتر.

مؤلفه هایی مانند:

• پروانه پمپ;
• بدنهای;
• اجزای هیدرولیک;
• قطعات مکانیکی کشویی,

به طور قابل توجهی از زبری سطح پایین تر سود می برند.

تأثیر بر راندمان دینامیکی سیالات

در تجهیزات کنترل جریان, زبری سطح به طور مستقیم بر رفتار سیال تأثیر می گذارد.

برآمدگی های سطحی میکروسکوپی لایه مرزی را مختل کرده و تلاطم را افزایش می دهد, منجر به:

• تلفات اصطکاک بالاتر;
• کاهش راندمان جریان;
• افزایش مصرف انرژی;
• افت فشار بیشتر.

این پدیده به ویژه در:

• پره های توربین;
• اجزای کمپرسور;
• پروانه پمپ;
• کانال های جریان هوافضا.

برای کاربردهای توربین دقیق, حتی یک کاهش کوچک در زبری سطح می تواند بازده آیرودینامیکی را بهبود بخشد و هزینه های عملیاتی را در طول عمر تجهیزات کاهش دهد..

تأثیر بر پوشش و درمان سطح

بسیاری از ریخته گری های سرمایه گذاری به عملیات ثانویه مانند:

• آبکاری;
• آندایز کردن;
• پوشش PVD;
• سمپاشی حرارتی;
• نقاشی.

زبری بیش از حد سطح ممکن است باعث شود:

• ضخامت پوشش غیر یکنواخت;
• چسبندگی پوشش ضعیف;
• نقص های موضعی;
• افزایش هزینه های تکمیل.

با تولید ریخته گری با سطوح عالی به عنوان ریخته گری, تولیدکنندگان می توانند میزان پرداخت و ماشینکاری مورد نیاز قبل از عملیات سطح را به میزان قابل توجهی کاهش دهند.

دقت ابعادی و اجازه ماشینکاری

زبری سطح نیز بر کنترل ابعاد تأثیر می گذارد.

یک سطح ریخته گری خشن معمولاً نیاز دارد:

• کمک هزینه ماشینکاری بیشتر;
• عملیات سنگ زنی اضافی;
• روش های تکمیل گسترده تر.

این افزایش می یابد:

• هزینه ساخت;
• زمان چرخه تولید;
• زباله های مواد.

برعکس, ریخته گری با زبری کم اغلب می تواند در برنامه های کاربردی به شکل شبکه استفاده شود, به حداکثر رساندن مزایای اقتصادی ریخته گری سرمایه گذاری.

ارزش زیبایی شناختی و تجاری

برای محصولاتی که ظاهر آنها مهم است, پرداخت سطح به یک شاخص کیفیت حیاتی تبدیل می شود.

مثالها عبارتند از:

• ایمپلنت های پزشکی;
• قطعات الکترونیکی مصرفی;
• سخت افزار لوکس;
• محصولات فلزی تزئینی;
• قطعات خودرو درجه یک.

سطح صاف تری فراهم می کند:

• ظاهر بصری بهتر;
• بهبود کیفیت درک شده;
• بهبود رضایت مشتری;
• ارزش محصول بالاتر.

در بسیاری از موارد, پرداخت سطح ریخته گری مستقیماً پذیرش بازار را تعیین می کند.

همبستگی بین زبری پوشش صورت و کیفیت سطح ریخته گری

تجربه صنعتی گسترده و تحقیقات تجربی رابطه واضحی بین زبری پوسته و پرداخت سطح ریخته‌گری ایجاد کرده است.

7. نتیجه گیری

زبری سطح روکش‌های پوسته ریخته‌گری سرمایه‌گذاری توسط یک مکانیزم کوپلینگ چندعاملی کنترل می‌شود., طراحی مواد دوغابی, مشخصات عملیات گچ کاری, پیش تیمار الگوی موم, تکنیک های پوشش, و فرآیندهای ترموشیمیایی پس از درمان.

سرمایه گذاری بر روی کنترل در هر یک از این نقاط یک مزیت ترکیبی به همراه دارد: هر مرحله بهینه شده به کیفیت سطح نهایی کمک می کند که ممکن است مرتبه ای ظریف تر از پوسته تولید شده بدون چنین کنترلی باشد..

برای ریخته‌گری‌هایی که تلاش می‌کنند خواسته‌های مهندسی دقیق - هوافضا را برآورده کنند, پزشکی, خودروهای با کارایی بالا - دنبال کردن زبری کم روکش یک برنامه با کیفیت اختیاری نیست; این یک الزام استراتژیک رقابتی است.