במהלך תהליך ההתזה של ציפויים ליציקה, מתעוררות בדרך כלל מספר בעיות, כמו עובי לא מספיק וניתוק. מאמר זה מנתח את הגורמים לעשרת הבעיות המובילות בהן נתקלו בציפויי יציקה ומספק פתרונות תואמים.
1. ציפוי Build-up
◆ סיבות:
- זרימה איטית של הציפוי: ציפויים הם נוזלים תיקסטרופיים בעלי מבנה רשת וערך תפוקה. ערך תפוקה וצמיגות גבוהים מעכבים את יכולת הזרימה של הציפוי.
- סימני זרימה הנוצרים במהלך תהליך הציפוי יכולים להצטבר לאורך התבנית, מה שמוביל לקצוות לא ברורים.
- זווית הטיה לא נכונה של התבנית.
- קצב זרימה לא מספק גורם להצטברות ציפוי.
- לחץ לא מספק מוביל לזרימה איטית והצטברות.
◆ פתרונות:
1. כדי להפחית את הצטברות הציפוי, שקול להוריד את סולם הגלים של הציפוי ל-22-26, מכיוון שטווח זה מספק יכולת זרימה אופטימלית. הפחת את ערך התפוקה והצמיגות של הציפוי.
2. הסר סימני זרימה על ידי נשיפה עם צינור אוויר או שימוש במברשת טבולה בדילול.
3. מוודאים שהתבנית מונחת בזווית מתאימה. השתמש במנוף כדי לתלות את התבנית מעל מיכל הציפוי בזווית אופקית של 75-90 מעלות לזרימת ציפוי יעילה.
4. הגדל את שטח החתך של ראש מוט הציפוי והצינור כדי לשפר את קצב הזרימה. לראש מוט הציפוי והצינור הנפוצים יש פיצול 4-בדרך. במידת הצורך, הגדל את שטח החתך באמצעות 4-ראש מוט מפוצל וצינור מפוצל 6-, או השתמש בשניהם עם פיצול 6-.
5. הגברת לחץ האוויר יכולה להגביר את קצב הזרימה. כדי להשיג את עובי הציפוי הרצוי, המהירות שבה הציפוי זורם מתוך המרסס צריכה להיות בטווח של 100-200 מ"מ/שניות. לחץ האוויר נע בדרך כלל בין 0.4×105 Pa ל-0.6×105 Pa, ולחץ מוגזם עלול להוביל להתזות.
2. עובי ציפוי לא מספיק
◆ סיבות:
1. הציפוי אינו יוצר עובי מספק וזרם ישירות.
2. הציפוי חודר לחלוטין לתוך חול העובש, וכתוצאה מכך עובי ציפוי לא מספק.
3. למשטח התבנית יש שאריות דבק המפחיתות את חדירות הציפוי ומשפיעות ישירות על עובי הציפוי.
◆ פתרונות:
1. הגדל את צמיגות הציפוי (עם ערך מרבי שלא יעלה על 7 שניות) כדי לשפר את ההדבקה שלו ולהימנע מזרימה מוגזמת.
2. שפר את הקומפקטיות של התבנית כדי למנוע ביעילות חדירת ציפוי מוגזמת. מתאימה רמת דחיסות של עובש בין 45% ל-55%.
3. ודא שחומר שחרור העובש על פני התבנית מיובש במלואו לפני הייצור. אם יש אזורים שבהם התבנית מזוהמת חלקית בחומר השחרור, יש לטחון אותם בעדינות עם נייר זכוכית עדין לפני מריחת הציפוי.
4. לדרישות עובי ציפוי רטוב בתבניות ברזל יצוק:
- יציקות עם דופן דקה: 0.15 מ"מ-0.30 מ"מ
- יציקות בגודל בינוני: 0.30 מ"מ-0.75 מ"מ
- יציקות עם דופן עבה: 0.75 מ"מ-1.00 מ"מ
- יציקות עבות במיוחד: 1.00מ"מ-2.00מ"מ
3. ניתוק משטח ציפוי
במהלך תהליך ההרכבה, לעיתים ניתן להבחין ששכבת הציפוי מתנתקת מדי פעם כאשר מפעילים משתמשים בצינורות אוויר כדי לנשוף חול רופף מחלל העובש.
◆ סיבות:
1. חוזק ציפוי נמוך.
2. חיבור לא מספק בין שכבות ציפוי, מה שמוביל לחוסר לכידות כללית.
◆ פתרונות:
1. תכולת קלסר לא מספקת בציפוי עלולה לגרום לחוזק ציפוי לקוי. לפיכך, יש צורך להגדיל את שיעור הקלסרים בציפוי.
2. שריפה לא מספקת של הציפוי משפיעה על ההדבקה בין השכבות. עבור יציקות במשקל מעל 3 טון, ניתן לטפל בבעיה זו על ידי שליטה בתזמון ההצתה. בדרך כלל, ההצתה צריכה להתבצע 3-5 שניות לאחר מריחת ציפוי התיבה העליונה ו-5-7 שניות לאחר יישום ציפוי הקופסה התחתונה. לחלופין, ניתן להשתמש בייבוש בגז, אך יש להיזהר לא לחרוג מזמן הייבוש האופטימלי, מכיוון שהוא עלול לגרום לציפוי להיסדק.
4. הדבקת חול על יציקות
עמידותו הבלתי מספקת של הציפוי מובילה לתגובה כימית בין הציפוי או התבנית לבין המתכת המותכת בטמפרטורה גבוהה, וכתוצאה מכך היווצרות של חומר דביק מאוד על פני היציקה, המכונה בדרך כלל הידבקות חול. תופעת הידבקות החול יכולה להתרחש גם במהלך תהליך ציפוי הזרימה.
◆ פתרונות:
1. שנה את הרכב הציפוי על ידי שימוש בחומרי מילוי עקשניים כגון אבקת חימר עתירת אלומינה ואבקת סיליקט זירקוניום להגברת עמידותו.
2. הגדל את עובי הציפוי, וודא שהוא לא חורג מהדרישה המקסימלית לעובי הציפוי. עובי מוגזם עלול להוביל לפגמי יציקה כגון התקלפות ציפוי.
3. שפר את יכולת הזרימה של חומר ציפוי הזרימה, עם ערך שפל מקסימלי של 28, כדי למנוע יכולת זרימה מופחתת.
4. עבור יציקות המציגות התחממות יתר מקומית, הנוטות יותר להידבקות חול במהלך ציפוי זרימה, יש למרוח ציפוי בעל עמידות גבוהה בנקודות החמות הללו לפני תהליך ציפוי הזרימה כדי למנוע ביעילות הידבקות חול.
5. סימני זרימה חמורים
◆ סיבות:
1. יכולת זרימה לקויה של הציפוי עקב צמיגות גבוהה, הגורמת לציפוי לא לטפטף כראוי בזמן זרימה כלפי מטה וכתוצאה מכך לסימני זרימה חמורים.
2. לחץ מוגזם במהלך זרימת הציפוי החוצה, כאשר מוליך הציפוי קרוב מדי למשטח התבנית, מה שמוביל לפגיעה במשטח הציפוי וליצירת סימנים לא אחידים.
3. זרימת ציפוי לא מספקת או זרימה לא יציבה, מה שגורם להיווצרות סימני זרימה על פני התבנית.
◆ פתרונות:
1. במהלך ציפוי זרימה, השתמש בקצב זרימה גבוה כדי לצפות במהירות מלמעלה למטה ללא זמן השהייה ממושך על פני התבנית.
2. שפר את יכולת הזרימה והיישור של הציפוי על ידי הפחתת הצמיגות שלו.
3. הגדל את המרחק בין מוליך הציפוי למשטח התבנית, בדרך כלל נע בין 18-25 מ"מ.
4. השתמשו במוליך ציפוי בצורת מניפה.
6 . שכבות
◆ סיבות:
שכבות מתייחסות למרקם החופף המתרחש כאשר מניחים ציפויי זרימה מרובים מלמעלה למטה או משמאל לימין על פני התבנית. הסיבות העיקריות כוללות טמפרטורת עובש גבוהה, צמיגות גבוהה של הציפוי וקצב זרימה נמוך במהלך ציפוי זרימה.
◆ פתרונות:
1. יש להקדיש זמן לקירור לפני מריחת ציפוי הזרימה על תבנית שזה עתה מילאה במערבל החול ובעלת טמפרטורה גבוהה. זמן הקירור צריך להיקבע על סמך המצב הספציפי.
2. הפחת את ערך השפל של הציפוי כדי לשפר את יכולת הזרימה שלו.
3. הגדל את קצב הזרימה כדי למנוע ציפויי זרימה מרובים. על ידי שימוש במכונות ציפוי זרימה במפרטים שונים, ניתן לשלוט בקצב הזרימה בצורה יעילה יותר. בעת בחירת משאבות, בחר ערכי ראש וזרימה מעט גבוהים יותר. על ידי שליטה על הדליפה במתגים ובמקומות אחרים, ניתן לווסת את זרימת הנוזל כדי להשיג את לחץ הציפוי ומהירות הזרימה הרצויים.
7. התזת ציפוי
התזת ציפוי מתייחסת להופעת טיפות צבע על פני השטח החלקים של הציפוי.
◆ סיבות:
פגם זה נגרם בעיקר מלחץ מוגזם ביציאה במהלך ציפוי הזרימה.
◆ פתרונות:
1. הפחת את הלחץ ביציאה במהלך ציפוי הזרימה. גורמים כגון קוטר, אורך, חספוס פני השטח ומיקום הצינור שדרכו זורם הציפוי יכולים להיות בעלי השפעה משמעותית על לחץ הציפוי. לחץ היציאה (P) של הציפוי לא חייב להיות פחות מ-0.4×105 Pa.
2. הימנע מציפוי זרימה אנכית בין מוליך הציפוי למשטח התבנית כדי למנוע התזה של הציפוי.
8. שחיקת חול על משטח עובש
שחיקת חול, הידועה בכינויה "שטיפת חול", מתרחשת לעתים קרובות על פני התבנית לאחר שימוש ממושך או שחרור לא יציב של עובש. שטוחות לא מספקת ושקיעת משטח התבנית לאחר ציפוי זרימה משפיעים מאוד על איכות המראה.
◆ פתרונות:
שיטה 1: תיקון אזורי שחיקת החול על פני התבנית עם משחת ציפוי לפני ציפוי זרימה. עם זאת, לשיטה זו יש חיסרון שהיא דורשת זמן המתנה ארוך יותר לאחר ציפוי זרימה, שכן האזורים המתוקנים עלולים לבעבע אם לא ניתן זמן ייבוש מספיק.
שיטה 2: לאחר ציפוי זרימה יש לתקן את האזורים שנפגעו משחיקת החול בעזרת משחת ציפוי, ליישר באמצעות חומר דילול ולאחר מכן להצית. שיטה זו נמצאת בשימוש נרחב מכיוון שהיא חוסכת בכוח אדם ומפצה על הליקויים הנגרמים על ידי כלי עבודה ופעולות קודמות.
9. ציפוי לא אחיד
במהלך ציפוי זרימה, מקובל שלתבנית יש אזורים עם ציפויים דקים ועבים יותר. הצמיגות הנראית לעין של הציפוי יורדת ככל שזמן הגזירה גדל כאשר מהירות הרוטור של הצמיג קבועה. ירידה זו מגיעה בסופו של דבר למצב יציב. עם זאת, אם הציפוי נשאר סטטי, הצמיגות הנראית עולה בהדרגה עם הזמן הסטטי. תופעה זו ידועה בשם טיקסוטרופיה. טיקסוטרופיה מוגזמת של הציפוי מקדמת פילוס אך עלולה להוביל לזרימה מוגזמת ולגרום לעובי ציפוי לא אחיד. גם נזילות לקויה וזווית הטיה קטנה עלולים לגרום לעובי ציפוי לא אחיד. עבור ציפוי אבקת זירקוניום סיליקט על בסיס מים, שיעור תיקסוטרופי אידיאלי (M) הוא בין 9% - 12%.
10. הידבקות לקויה למצע ולפירוק צבע
במהלך תהליך הצביעה, הידבקות בין-שכבתית לקויה בין המצע לצבע מובילה פעמים רבות לדילמינציה של הצבע, וכתוצאה מכך שיעורי פגמים גבוהים ופגיעה משמעותית באיכות המוצר ובמחזורי הייצור.
◆ פתרונות:
נוהג מקובל הוא להשתמש במקדמי הדבקה, שהם תוספים מיוחדים המעצימים את ההידבקות בין הציפוי למצע. למקדמים אלו קבוצות פונקציונליות ספציפיות הנקשרות ביעילות עם קבוצות קוטביות על פני החומר, וכתוצאה מכך הידבקות בין שכבות חזקה ומשמשות כפריימרים מצוינים.
סיכום:
1. טכנולוגיית ציפוי זרימה משפרת את היעילות בכמעט פי עשרה בהשוואה לשיטות הברשה מסורתיות, מה שהופך אותה למתאים מאוד לקווי ייצור המוני של יציקות.
2. לאחר ציפוי זרימה, משטח התבנית הופך חלק, עם עובי ציפוי אחיד, צפיפות וקווי מתאר ברורים. לאחר היציקה, גימור פני השטח של היציקות יכול להגיע מעל Ra25um, ודיוק הממדים גבוה, משיג CT9 ומעלה לפי GB 6414-1999 "סובלנות מימדים והפרשות עיבוד ליציקות".
3. ציפוי זרימה מאפשר מיחזור של הציפוי העודף שזורם מטה. בדיקות שטח הראו ששימוש בטכנולוגיית ציפוי זרימה יכול לחסוך כ-25% מחומר הציפוי.
4. באמצעות ניסויים מרובים, נמצא כי ערך השפל האופטימלי עבור ציפוי זרימה הוא בין 22-26, מה שמביא ליכולת הזרימה הטובה ביותר, עובי ציפוי מתאים ומינימום ליקויי יציקה.
5. ציפוי זרימה מפחית זיהום סביבתי, פותר ביעילות את נושא אבק הצבע המזהם את האוויר.
6. בעיות הידבקות בין הציפוי למצע ניתנות לפתרון מהיר על ידי שימוש במקדמי הדבקה.
