Haniaethol: Mae rhwymwyr anorganig wedi dod i'r amlwg fel cyfeiriad allweddol ar gyfer datblygu deunyddiau mowldio castio yn y dyfodol ym maes castio, oherwydd eu harogl isel, gwell amodau gwaith, a chost gymharol isel. O'i gymharu â rhwymwyr organig (megis rhwymwyr resin cemegol), mae rhwymwyr anorganig yn arddangos cryfder bondio gwannach, yn fwy sensitif i leithder amgylcheddol, ac mae ailgylchu tywod ail -law â rhwymwyr organig yn fwy heriol, sy'n cyfyngu ar eu cymhwysiad eang. Mae'r papur hwn yn adolygu statws ymchwil a chymhwyso rhwymwyr anorganig (yn enwedig rhwymwyr anorganig silicad) a'u dulliau halltu wrth gastio, yn trafod cynnydd ymchwil rhwymwyr anorganig ffosffad a rhwymwyr anorganig ar gyfer argraffu 3D, ac yn darparu dadansoddiad manwl o'r mater allweddol wrth gymhwyso rhwymwyr anorgig. Yn olaf, mae'r papur yn cynnig rhagolygon datblygu rhwymwyr anorganig ar gyfer castio.
Geiriau allweddol: rhwymwyr anorganig; Silicadau; Ffosffadau; Argraffu 3D; Ailgylchu tywod wedi'i ddefnyddio; Tueddiadau datblygu
Castio tywod gwyrdd yw'r prif ddull proses ar gyfer cynhyrchu dur bwrw, haearn bwrw, a chastiau metel anfferrus, gan gyfrif am 70% -80% o gyfanswm y cynhyrchiad castio. Mae rhwymwyr, fel deunyddiau mowldio hanfodol mewn castio tywod gwyrdd, yn gyfrifol am fondio'r tywod gwreiddiol neu'r tywod wedi'i ailgylchu i ffurfio mowldiau tywod neu greiddiau. Yn dibynnu ar y math a chymhwysiad y rhwymwr, gellir categoreiddio castio tywod gwyrdd yn dywod gwlyb clai, tywod rhwymwr organig resin, a thywod rhwymwr anorganig silicad.
Defnyddir castio tywod gwlyb clai yn helaeth wrth gynhyrchu haearn bwrw a rhannau dur cast bach oherwydd ei gost isel, ei broses syml, a'i gylchrediad cynhyrchu byr. Yn y 1940au, cyflwynwyd rhwymwyr resin i'r diwydiant castio oherwydd eu cryfder uchel, ansawdd arwyneb da mowldiau tywod (creiddiau), ac ailgylchadwyedd tywod ail-law, ac fe'u cymhwyswyd yn gyflym yn y broses castio tywod gwyrdd, a ddefnyddir yn helaeth wrth gynhyrchu dur bwrw, haearn bwrw, a chastiau metel anfferrus. Defnyddiwyd y broses tywod rhwymwr anorganig silicad ers y 1950au oherwydd ei gost is, anhydrinrwydd uchel, gwell amodau gwaith, a rhwyddineb gweithredu, ac fe'i defnyddir yn bennaf wrth gynhyrchu rhannau dur bwrw.
Mae'r broses tywod rhwymwr organig (resin) yn cynhyrchu nwyon niweidiol cythruddo wrth gymysgu tywod, mowldio a gwneud craidd, llygru'r amgylchedd a niweidio iechyd gweithwyr castio. Gyda chadernid cynyddol rheoliadau diogelu'r amgylchedd, mae gweithwyr castio wedi dechrau canolbwyntio mwy ar ddatblygu a chymhwyso prosesau tywod rhwymwr anorganig sy'n gyfeillgar i'r amgylchedd, yn enwedig gwelliant a pherffeithrwydd y broses tywod rhwymwr anorganig silicad, yn y gobaith o ddisodli'r broses tywod rhwymwr organig.
Mae datblygiad rhwymwyr anorganig silicad wedi cael tua phedwar cam: nwy carbon deuocsid yn chwythu tywod gwydr dŵr caledu, caledwr powdr yn hunan-galedu tywod gwydr dŵr, tywod gwydr dŵr ester organig hylif, tywod hunan-galwchus, a thywod rhwymwr anorganig silicad newydd. Ar hyn o bryd, mae nwy carbon deuocsid yn chwythu tywod gwydr dŵr caledu a thywod hunan-galead gwydr dŵr ester organig hylif yn cael eu defnyddio'n bennaf wrth gynhyrchu rhannau dur bwrw, tra bod tywod rhwymwr anorganig silicad newydd yn cael ei ddefnyddio'n bennaf mewn castiau aloi alwminiwm.
Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, yng ngoleuni perfformiad rhagorol a photensial rhwymwyr anorganig ffosffad, mae ymchwilwyr wedi dechrau archwilio eu cymhwysiad wrth gastio. Yn yr un modd, oherwydd pwysau amgylch yr amgylchedd diogelu'r amgylchedd a chynhyrchu, mae datblygu a chymhwyso rhwymwyr anorganig ar gyfer argraffu 3D wedi dod yn fan problemus, gyda'r nod o ddisodli'r resinau furan a ddefnyddir yn helaeth ar hyn o bryd a rhwymwyr organig resin ffenolig.