تاثیر افزودن لاتکس sbr به دوغاب پشت بند بر خواص قالب‌های سرامیکی در صنعت ریخته‌گری دقیق

ریخته گری دقیق روشی موثر برای تولید قطعات نازک و پیچیده با دقت بسیار بالا است. یکی از مراحل تولید قطعات به روش ریخته گری دقیق، تولید قالب های سرامیکی است که برای تولید آن ها اغلب از چسب سیلیکا کلوئیدی به علت بالا بردن استحکام قالب ها حین پخت، استفاده می کنند. اما این نوع چسب در قالب های خام، استحکام کمی دارد که گاهی باعث شکست قالب ها می شود. برای رفع این مشکل از مواد افزودنی مختلفی از جمله فیبر و یا پلیمر استفاده می کنند. پره های توربین نیز به علت حساس بودن و دقت ابعادی بالا به روش ریخته گری دقیق تولید می شوند.  هدف از تحقیق حاضر رسیدن به خواص مطلوب در قالب های سرامیکی با افزودن لاتکس sbr به دوغاب است. به همین منظور لایه‌هایی از دوغاب با دو ترکیب زیر بر روی الگوهای مومی اعمال شد: الف) پودر دیرگداز و سیلیکا کلوئیدی ب) پودر دیرگداز، سیلیکا کلوئیدی و لاتکس sbr. بر این اساس دو قالب سرامیکی از مدل فرضی پره با دو ترکیب ذکر شده و ضخامت متفاوت لایه دهی شدند. طبق نتایج مشخص شد که افزودن لاتکس sbr منجر به شکم دهی کمتر و افزایش استحکام خمشی قالب ها در حالت خام و در دمای بالا گردید. مقاومت به شکم دهی نمونه ها در دماهای 1400 و 1450 و 1500 درجه سانتی گراد با 1 ساعت زمان ماندگاری به ترتبیب برابر با 2، 2.5 و 3.5 میلی متر است و همچنین استحکام خمشی آن در حالت خام برابر 5.7 مگاپاسکال و در قالب ها پس از پخت برابر 3.8 مگاپاسکال است. بررسی نتایج اسکن سه بعدی نشان داد که دقت ابعادی پره های ریخته شده در دمای 1400 درجه سانتی گراد بهبود پیدا کرده است.  

The Effect of Adding SBR Latex to Backup Slurries on the Properties of Ceramic Molds in Investment Casting

1]        S. Jones, M. Jolly, and K. Lewis, Development of techniques for predicting ceramic shell properties for investment casting, British ceramic transactions, vol. 101, no. 3, pp. 106113, 2002.[2]        S. Pattnaik and M. K. Sutar, Effect of saw dust content on slurry rheology and mechanical properties of the investment casting ceramic shell, International Journal of Metalcasting, vol. 15, no. 2, pp. 470487, 2021.[3]        Y. Venkat, N. Hazari, M. Baig, S. Singh, and N. Das, Mullite shell mould for casting of advanced CG and SX components in nickel based superalloys, International Journal of Cast Metals Research, vol. 26, no. 2, pp. 114122, 2013.[4]        C. Mahimkar, Thermophysical properties measurement and steelceramic shell interactions in investment casting, 2011.[5]        S. Pattnaik, An investigation on enhancing ceramic shell properties using naturally available additives, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, vol. 91, no. 9, pp. 30613078, 2017.[6]        S. Jones, Improved sol based ceramic moulds for use in investment casting, University of Birmingham, 1993.[7]        P. Huang, G. Lu, Q. Yan, and P. Mao, Effect of ceramic and nylon fiber content on composite silica sol slurry properties and bending strength of investment casting shell, Materials, vol. 12, no. 17, p. 2788, 2019.[8]        H. Wu, D. Li, and N. Guo, Fabrication of integral ceramic mold for investment casting of hollow turbine blade based on stereolithography, Rapid Prototyping Journal, 2009.[9]        C. Konrad, M. Brunner, K. Kyrgyzbaev, R. Völkl, and U. Glatzel, Determination of heat transfer coefficient and ceramic mold material parameters for alloy IN738LC investment castings, Journal of Materials Processing Technology, vol. 211, no. 2, pp. 181186, 2011.[10]      Y. Venkat, K. Choudary, D. Das, A. Pandey, and S. Singh, Ceramic shell moulds for investment casting of lowpressure turbine rotor blisk, Ceramics International, vol. 47, no. 4, pp. 56635670, 2021.[11]      A. C. Reddy and S. S. Rajan, Analysis of hot ceramic shell behavior at casting conditions, in National Conference on Investment Casting, Hyderabad, 2006, pp. 138142.The effect of adding SBR latex to backup slurries on the properties of ceramic molds in investment casting Elahe Ayoubi *, Amir Mahdi Shabani, Monireh Rzazan, Ali Makhdoumi, Salah Isafi , Javad Damghani                                                                pars investment casting company, Shahrood, Iran(*Elahe.Ayoubi@gmail.com)AbstractInvestment casting is an effective way to produce very thin and most complex components with very highdimensional accuracy and surface finish. One of the steps in the production of components by investment casting is the production of ceramic molds, which are often made of colloidal silica adhesive due to the strength of the molds fired molds. However, this type of adhesive has low strength in green molds, which sometimes causes the molds to fail; hence additives such as fiber or polymer are used to avoid mold failure. Turbine blades are also produced by investment casting due to their sensitivity and high dimensional accuracy. The present study aims to achieve the desired properties in ceramic molds by adding SBR latex to the slurry. For this purpose, layers of slurry with the following two compositions are applied to the wax patterns: a) refractory powder and colloidal silica, b) refractory powder, colloidal silica and latex SBR. Based on this, two ceramic molds from the blade model were layered with the two mentioned compositions and different thicknesses. According to the results, the addition of SBR latex increased Sag Resistance and flexural strength of the molds in the green state and at high temperatures. Examination of the 3D scan results showed that the dimensional accuracy of the cast blades improved at 1400 ° C.