จะนำผงแร่โครเมียมไปใช้กับการเคลือบการหล่อแบบแม่นยำได้อย่างไร

ผงแร่โครเมียม (ประกอบด้วยโครไมต์เป็นส่วนใหญ่ ซึ่งประกอบด้วย Cr₂O₃·FeO) กลายเป็นวัสดุสำคัญในการเคลือบผิวงานหล่อความแม่นยำ เนื่องจากมีคุณสมบัติทนไฟสูง ทนทานต่อการกัดกร่อน และมีเสถียรภาพทางเคมีความร้อนที่ดีเยี่ยม ผงแร่โครเมียมสามารถปรับปรุงคุณภาพพื้นผิวของงานหล่อได้อย่างมีนัยสำคัญ และลดอัตราข้อบกพร่อง ต่อไปนี้คือคำอธิบายอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับหลักการใช้งาน จุดสำคัญของกระบวนการ การออกแบบสูตร และกรณีศึกษาจริง:

🔬 1. หลักการใช้งานหลักและข้อดี
กลไกป้องกันการเกาะติดของทรายและป้องกันการแทรกซึม
เมื่อผงแร่โครเมียมสัมผัสกับโลหะหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูง (>1900℃) FeO ที่มีอยู่จะถูกออกซิไดซ์เป็นพิเศษเพื่อสร้างเฟสสปิเนลหนาแน่น (เช่น FeCr₂O₄) โดยปิดกั้นโลหะหลอมเหลวไม่ให้แทรกซึมเข้าไปในรูพรุนของแม่พิมพ์ทราย จึงกำจัดการเกาะติดทางกล14 ในขณะเดียวกัน Cr₂O₃ ยังสามารถส่งเสริมการเผาและการลอกของสารเคลือบ และสารเคลือบจะหลุดออกเป็นชิ้น ๆ โดยอัตโนมัติหลังจากเท ช่วยลดต้นทุนการทำความสะอาด

เสถียรภาพทางความร้อนและการเพิ่มประสิทธิภาพ
การหดตัว จุดหลอมเหลวสูง (1890-2100℃) และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนต่ำ ทำให้ผงแร่โครเมียมมีความเสถียรทางมิติที่อุณหภูมิสูง เหมาะอย่างยิ่งสำหรับชิ้นงานหล่อที่มีความหนาและขนาดใหญ่ ค่าสัมประสิทธิ์การกักเก็บความร้อนสูงกว่าทรายควอตซ์ ซึ่งช่วยยืดระยะเวลาการแข็งตัวของโลหะหลอมเหลว เพิ่มประสิทธิภาพการหดตัว และลดข้อบกพร่องจากการหดตัว/การหดตัว

ความเฉื่อยทางเคมีและผลการป้องกัน
ในเรซินทรายที่มีไนโตรเจน (เช่น เรซินฟิวแรน) การเคลือบแร่โครเมียมสามารถปิดกั้นการแพร่กระจายของธาตุ N และ C เข้าไปในชิ้นงานหล่อ หลีกเลี่ยงการเพิ่มของคาร์บอนและรูพรุนใต้ผิวหนังในชิ้นงานหล่อเหล็กกล้าคาร์บอนต่ำ และปรับปรุงความทนทานต่อการกัดกร่อน

⚙️ 2. กระบวนการใช้งานและจุดทางเทคนิค
การเลือกขนาดอนุภาคและการใช้งานแบบไล่ระดับ

อนุภาคหยาบ (80~280 เมช): เป็นมวลรวมที่ทนไฟ ช่วยเพิ่มความสามารถในการต้านทานการขัดถูของโลหะหลอมเหลว และใช้ในจุดร้อนของชิ้นส่วนหล่อขนาดใหญ่

ผงละเอียดพิเศษ (>320 เมช คิดเป็น 15~20%) เติมเต็มรูพรุนของสารเคลือบ ปรับปรุงความหนาแน่น และใช้สำหรับงานหล่อเหล็กที่มีข้อกำหนดการป้องกันสูง

การปรับตัวของตัวพาสี

สีน้ำ: อัตราการแขวนลอยสูงถึง 98% (24 ชม.) การปล่อยก๊าซ ≤16 มล./ก. (1,000℃) เหมาะสำหรับฉากที่ต้องทำให้แห้งที่อุณหภูมิต่ำ เช่น โฟมที่หายไป และต้องควบคุมอุณหภูมิในการทำให้แห้งที่ 40~60℃ เพื่อป้องกันไม่ให้โฟมเสียรูป

สีแอลกอฮอล์: อัตราการแขวนลอย ≥95% (8 ชม.) แห้งทันทีหลังการจุดไฟ เหมาะสำหรับการผลิตแบบรวดเร็ว แต่ต้องควบคุมอัตราการระเหยของเอธานอลเพื่อป้องกันการแตกร้าว

การเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานร่วมกันของสูตร

สารตัวเติมแบบผสม: ผสมกับดินไดอะตอม เวอร์มิคูไลต์ ฯลฯ (เช่น สูตรที่จดสิทธิบัตร: โครไมต์ 65~85% + ดินไดอะตอม 15~20%) ปรับปรุงการซึมผ่านของอากาศและลดอุณหภูมิการเผา

ระบบยึดเกาะ: การเชื่อมแบบผสม (เช่น เอทิลเซลลูโลส + เรซินฟีนอลิก) ใช้เพื่อคำนึงถึงทั้งความแข็งแรงที่อุณหภูมิต่ำและเซรามิกไซเซชันที่อุณหภูมิสูง (โซเดียมไตรโพลีฟอสเฟตส่งเสริมการเผาผนึก)

สารเติมแต่งฟังก์ชัน: เติมผง Fe₂O₃ (1~3%) เพื่อส่งเสริมการก่อตัวของฟิล์มออกไซด์และเพิ่มความสามารถในการลอกออก กรดสเตียริก (0.1~0.15%) เพื่อปรับปรุงการปรับระดับ

📊 3. การออกแบบสูตรและการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน
ต่อไปนี้เป็นสูตรการเคลือบผงแร่โครเมียมทั่วไปและการเปรียบเทียบประสิทธิภาพ:
ตาราง: การเปรียบเทียบประสิทธิภาพของการเคลือบผงแร่โครเมียมแบบใช้น้ำและแบบใช้แอลกอฮอล์

ส่วนประกอบ/ประสิทธิภาพ การเคลือบแบบน้ำ การเคลือบแบบแอลกอฮอล์ ฟังก์ชัน
อัตราส่วนผงแร่โครเมียม 50~70% (หยาบกว่า 280 mesh) 60~80% (280~325 mesh) โครงทนไฟ ป้องกันการซึมผ่าน
สารแขวนลอย เบนโทไนท์แบบลิเธียม (3~6%) เบนโทไนท์อินทรีย์ (2~4%) ป้องกันการตกตะกอน รักษาความสม่ำเสมอ สารยึด
เกาะ ซิลิกาซอล (2~3%) เรซินฟีนอลิก (3~5%) ปรับปรุงความแข็งแรงของการเคลือบ
อัตราการซึมผ่าน (24 ชม.) ≥98% ≥95% (8 ชม.) ความเสถียรในการจัดเก็บ
การเกิดก๊าซ (1000℃) ≤16 มล./ก. ≤19 มล./ก. ลดข้อบกพร่องของรู
พรุน ทนต่อการแตกร้าว (1200℃) การให้ความร้อนอย่างรวดเร็วเป็นเวลา 2 นาทีโดยไม่มีรอยแตกร้าว เช่นเดียวกับด้านซ้าย ป้องกันของเหลวโลหะไม่ให้ซึมเข้าไปในรอยแตกร้าว
🧪 IV. จุดสำคัญของการควบคุมคุณภาพ
การควบคุมเสถียรภาพของการแขวนลอย: ป้องกันการตกตะกอนโดยใช้สารเพิ่มความข้น (เช่น CMC 0.15~0.5%) และสารไธโคทรอปิก (เช่น นาโน-SiO₂) โดยอัตราไธโคทรอปิกต้องมากกว่า 30% เพื่อให้แน่ใจว่าการเคลือบมีความสม่ำเสมอ24

การปรับการลอกด้วยการเผา: เติมฟลักซ์ (ลิเธียมคาร์บอเนต 0.3~0.5%) เพื่อให้สารเคลือบละลายในระดับปานกลางที่อุณหภูมิการเทเพื่อสร้างชั้นที่เป็นแก้วและลอกได้ง่าย

การปกป้องสิ่งแวดล้อมและความปลอดภัย: จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ระบายอากาศและกำจัดฝุ่น (ฝุ่นแร่โครเมียมเป็นอันตราย) และต้องทำให้น้ำเสียที่มีโครเมียมเป็นกลาง

🏭 V. สถานการณ์และผลกระทบทั่วไปของการ
ใช้งานชิ้นงานหล่อเหล็กขนาดใหญ่ (ตัวรองรับ เฟืองโซ่)
หลังจากใช้การเคลือบผงแร่โครเมียมแบบคอมโพสิต อัตราการยึดเกาะของทรายจะลดลงเหลือ <3% ความหยาบของพื้นผิวหลังการพ่นทรายคือ Ra≤12.5μm และลายมือชัดเจนและไม่มีเนื้อหายไป (เมื่อเปรียบเทียบกับชิ้นส่วนที่ไม่ได้เคลือบ Ra≥25μm)

การเคลือบ เหล็กหล่อโครเมียมสูง (แผ่นซับ หัวค้อน)
ด้วยผงคอมโพสิตนาโน FeCr₂O₄ (15~20%) สามารถเพิ่มความแข็งพื้นผิวของชิ้นส่วนหล่อได้เกือบ 3 เท่า (HV 800→2200) และยืดอายุการสึกหรอได้ 2 เท่า

ชิ้นส่วนเหล็กอัลลอยด์ความแม่นยำ
หลังจากใช้ในแม่พิมพ์ทรายเรซินฟูแรน ความพรุนใต้ผิวหนังลดลงจาก 8% เหลือ 0.5% และการเพิ่มขึ้นของคาร์บอนในเหล็กกล้าไร้สนิมคาร์บอนต่ำได้รับการควบคุมให้ต่ำกว่า 0.02%