ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN TÍNH THỦY TINH LỎNG BẰNG NANO-SiO2  ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA LỚP SƠN ĐÚC MẪU CHẢY

Nguyễn Hồng Hải; Phạm Thị Linh

doi:10.34238/tnu-jst.12699

ẢNH HƯỞNG CỦA BIẾN TÍNH THỦY TINH LỎNG BẰNG NANO-SiO2 ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA LỚP SƠN ĐÚC MẪU CHẢY

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 29/04/25 Ngày hoàn thiện: 30/05/25 Ngày đăng: 30/05/25

Các tác giả

1. Nguyễn Hồng Hải , Trường Vật liệu - Đại học Bách Khoa Hà Nội
2. Phạm Thị Linh, Đại học Toyama, Toyama, Nhật Bản

Tóm tắt

Chất dính thủy tinh lỏng vẫn được sử dụng rộng rãi trong công nghệ đúc mẫu chảy để sản xuất các chi tiết có độ nhẵn bóng bề mặt cao, kích thước chính xác. Tuy nhiên, huyền phù thủy tinh lỏng vẫn còn một số hạn chế, thí dụ, độ thông khí kém, độ bền còn lại cao, dễ bị nứt bề mặt. Bài báo này giới thiệu một phương pháp biến tính thủy tinh lỏng nhằm khắc phục các nhược điểm trên. Chất biến tính nano-SiO₂ được tổng hợp bằng phương pháp sol-gel, với kích thước hạt trung bình là 20 nm. Các mẫu thử gồm nước thủy tinh lỏng được biến tính lần lượt bằng 2,5%, 5,0%, và 7,5% theo khối lượng, sau đó trộn từng mẫu với bột Zircon để đạt được tỉ lệ chất dính/bột là 60:40; 57,5:42,5; 55:45, chất phụ gia là Carboxymethyl cellulose. Các đặc tính của sơn khuôn mẫu chảy được đánh giá bao gồm độ nhớt, khả năng bám dính và độ thông khí. Thông số tối ưu đạt được là thủy tinh lỏng có mô-đun 2,9, được biến tính bởi 2,5% nano-SiO₂, sử dụng 0,5% chất phụ gia. Theo lý thuyết về đúc mẫu chảy, sản phẩm được đúc trong buồng chân không, sử dụng bơm để đạt được môi trường áp suất thấp. Trong nghiên cứu này, áp suất được áp dụng là 0,4 kg/cm² có thể cải thiện chất lượng vật đúc.

Từ khóa

Đúc mẫu chảy; Nước thủy tinh lỏng; Biến tính; Nano-SiO2; Tỉ phần chất dính/bột

Toàn văn:

PDF (English)

Tài liệu tham khảo

[1] V. B. John, Introduction to Engineering Materials, Palgrave Macmillan, 1992, pp. 316-320.

[2] C. Mahimkar, V. L Rishards, and S. N. Lekakh, “Metal-ceramic shell interactions during investment casting,” AFS Proceeding, 2011, pp. 11-77.

[3] Y.Shuang, D. Zhou, J. Zhou, L. Yang, Q. Fan, Q. Yao, and Y. Yang, "Study on Modified Water Glass Used in High Temperature Protective Glass Coating for Ti-6Al-4V Titanium Alloy," Coatings, vol. 8, no. 5, 2018, Art. no. 158, doi: 10.3390/coatings8050158.

[4] B. Singh, P. Kumar, and B. K. Mishra, “Evaluation of Primary Slurry Used in Ceramic Shell Investment,” International Journal of Emerging Technology and Advanced Engineering, vol. 2, no. 10, pp. 525-529, 2012.

[5] B. Ak et al., “Effect of Process Parameters on Roughness and Hardness of Surface and Dimensional Accuracy of Lost Wax Process Casting,” Journal Material Science & Engineering, vol. 4, no. 4, 2015, doi: 10.4175/2169-0022.1000175.

[6] E. Zhao, Kong F., Y. Chen, R. Chen, and Y. Chen, “Characterization of zirconia-based slurries with different binders for titanium investment casting,” China Foundry, vol. 9, pp.125-130, 2012.

[7] H. Frye, M. Yasrebi, and D. H. Sturgis, “Basic Ceramic Considerations for Lost Wax Processing of High Melting Alloys,” Santa Fe Symposium Proceedings, 2000, pp.101-116.

[8] A. Rabbit, “Sodium silicate glass as an inorganic binder in foundry industry,” Iranian Polymer Journal, vol. 10, no. 4, pp. 229-235, 2001.

[9] M. Stachowicz, K. Granat, D. Nowak, and K. Haiman, “Effect of hardening methods of moulding sands with water glass on structure of bonding bridges,” Achieves of Foundry Engineering, vol. 10, pp.123-128, 2010.

[10] A. Kmita and B. Hutera, “Effect of Water Glass Modification on Its Viscosity and Wettability of Quartz Grains,” Archives of Foundry Engeneering, vol. 12, pp. 59-62, 2012.

[11] J.-N. Wang, Z.-T. Fan, H.-F. Wang, X.-P. Dong, and N.-Y. Huang, “An improved sodium silicate binder modified by ultra-fine powder materials,” China Foundry, vol. 4, no. 1, pp. 26-30, 2007.

[12] K. Tamta and B. Karunakar, “Intensification of Mechanical Properties of the Investment Shell Using Camphor,” International Journal of Engineering Development and Research, vol.2, no. 2, pp. 2675-2679, 2014.

[13] K. Tamta, U. Wankhede, and D. B. Karunakar, “Investigation on modification of binder system in investment casting,” International Journal of Research in Engineering and Technology, vol. 05, no. 13, pp. 122-124, 2016.

[14] P. Wiśniewski, “Polymer Binders of Ceramic Nanoparticles for Precision Casting of Nickel-Based Superalloys,” Nanomaterials, vol. 11, no. 7, Art. no. 1714, 2021, doi: 10.3390/nano11071714.

[15] M. T. Pham, T. H. U. Bui, V. T. Nguyen, and T. D. Hoang, ”Fabrication, study of properties of SiO2 nanomaterials and application in mechanical processing,” TNU Journal of Science and Technology, vol. 228, no. 10, pp. 332 – 338, 2023, doi: 10.34238/tnu-jst.8100.

[16] C.-C. Ho, “Colloidal State and Its Development,” in Encyclopedia of Colloid and Interface Science, Springer, Berlin, Heidelberg, 2013, pp. 85-116.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.12699

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ