Tóm tắt: Các chất kết dính vô cơ đã nổi lên như một hướng quan trọng để phát triển các vật liệu đúc trong tương lai trong lĩnh vực đúc, do mùi thấp, điều kiện làm việc được cải thiện và chi phí tương đối thấp. So với chất kết dính hữu cơ (như chất kết dính nhựa hóa học), chất kết dính vô cơ thể hiện cường độ liên kết yếu hơn, nhạy cảm hơn với độ ẩm môi trường và tái chế cát đã sử dụng với chất kết dính hữu cơ là thách thức hơn, điều này hạn chế ứng dụng rộng rãi của chúng. Bài viết này xem xét tình trạng nghiên cứu và ứng dụng của các chất kết dính vô cơ (đặc biệt là chất kết dính vô cơ silicat) và các phương pháp bảo dưỡng của chúng trong việc đúc, thảo luận về tiến trình nghiên cứu của các chất kết dính vô cơ phosphate và chất kết dính vô cơ để in 3D và cung cấp phân tích chuyên sâu về vấn đề chính trong ứng dụng của các chất kết dính vô cơ. Cuối cùng, bài báo đề xuất triển vọng phát triển của các chất kết dính vô cơ để đúc.
Từ khóa: Chất kết dính vô cơ; Silicat; Phốt phát; In 3D; Đã sử dụng tái chế cát; Xu hướng phát triển
Đúc cát xanh là phương pháp xử lý chính để sản xuất thép đúc, gang và đúc kim loại màu, chiếm 70% -80% tổng sản lượng đúc. Các chất kết dính, như các vật liệu đúc thiết yếu trong đúc cát xanh, chịu trách nhiệm liên kết cát ban đầu hoặc cát tái chế để tạo thành khuôn cát hoặc lõi. Tùy thuộc vào loại và ứng dụng của chất kết dính, đúc cát xanh có thể được phân loại thành cát ướt đất sét, cát chất kết dính hữu cơ nhựa và cát chất kết dính vô cơ silicat.
Đúc cát ướt được sử dụng rộng rãi trong sản xuất các bộ phận bằng gang và các bộ phận thép đúc nhỏ do chi phí thấp, quy trình đơn giản và chu kỳ sản xuất ngắn. Vào những năm 1940, các chất kết dính nhựa đã được đưa vào ngành đúc do cường độ cao, chất lượng bề mặt tốt của khuôn cát (lõi) và khả năng tái chế của cát đã qua sử dụng, và được áp dụng nhanh chóng trong quá trình đúc cát xanh, được sử dụng rộng rãi trong sản xuất thép đúc, đúc bằng gang và kim loại kim loại. Quá trình cát chất kết dính vô cơ silicat đã được sử dụng từ những năm 1950 do chi phí thấp hơn, khúc xạ cao, điều kiện làm việc được cải thiện và dễ vận hành, và chủ yếu được sử dụng trong việc sản xuất các bộ phận thép đúc.
Quá trình cát chất kết dính hữu cơ (nhựa) tạo ra các khí gây khó chịu trong quá trình trộn cát, đúc và tạo ra lõi, làm ô nhiễm môi trường và gây hại cho sức khỏe của công nhân đúc. Với sự ngày càng nghiêm ngặt của các quy định bảo vệ môi trường, các công nhân đúc đã bắt đầu tập trung nhiều hơn vào sự phát triển và áp dụng các quy trình cát chất kết dính vô cơ thân thiện với môi trường, đặc biệt là sự cải thiện và hoàn hảo của quá trình cát chất kết dính vô cơ silicat, với hy vọng thay thế quá trình cát chất kết dính hữu cơ.
Sự phát triển của các chất kết dính vô cơ silicat đã trải qua khoảng bốn giai đoạn: khí carbon dioxide thổi cát thủy tinh nước cứng, bột làm cứng nước làm cứng cát thủy tinh, cát tự làm cứng nước este và cát tự làm cứng silicat. Hiện tại, khí carbon dioxide thổi cát làm cứng cát thủy tinh và chất lỏng Ester este Thủy tinh tự làm cứng được sử dụng chủ yếu trong việc sản xuất các bộ phận bằng thép đúc, trong khi cát chất kết dính vô cơ silicat mới chủ yếu được sử dụng trong đúc hợp kim nhôm.
Trong những năm gần đây, dưới ánh sáng của hiệu suất và tiềm năng tuyệt vời của các chất kết dính vô cơ phosphate, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu khám phá ứng dụng của họ trong việc đúc. Tương tự, do áp lực môi trường bảo vệ và bảo vệ môi trường, sự phát triển và ứng dụng của các chất kết dính vô cơ để in 3D đã trở thành một điểm nóng nghiên cứu, nhằm thay thế các loại nhựa furan hiện đang được sử dụng rộng rãi và chất kết dính hữu cơ nhựa phenolic.