CHƢƠNG 3
VẬT LIỆU VÀ
HỖN HỢP
LÀM KHUÔN CÁT
Từ khóa: Mold mixture,
Mould mixture, Mold Sand, Binder
1 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
1. MỞ ĐẦU
Vật liệu làm khuôn (VLLK): những vật liệu
dùng chế tạo ra khuôn đúc; gồm 3 loại: vật
liệu cơ bản, chất dính, các chất phụ gia
Hỗn hợp làm khuôn (HHLK): kết hợp 3 loại
VLLK trên theo tỉ lệ xác định
2 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
1. MỞ ĐẦU
Vật liệu cơ bản: cát làm khuôn, đóng vai trò
chất chịu nhiệt, tạo độ bền tổng thể của khuôn
Chấ
86 trang |
Chia sẻ: Tài Huệ | Ngày: 19/02/2024 | Lượt xem: 124 | Lượt tải: 0
Tóm tắt tài liệu Bài giảng Công nghệ đúc - Chương 3: Vật liệu và hỗn hợp làm khuôn cát - Nguyễn Ngọc Hà, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
t dính: có tác dụng liên kết các hạt cát lại
tạo độ bền cho khuôn
Chất phụ gia: những chất được sử dụng với
lượng nhỏ để bổ sung một số tính chất cho
HHLK
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 3
2. VAI TRÕ CỦA HHLK
Trong quá trình đúc, HHLK tiếp xúc với KL
lỏng và VĐ dần được hình thành HHLK
tham gia vào các quá trình phức tạp của các
tương tác nhiệt, nhiệt hóa, hóa lý, khí
Những quá trình này tác động đến các tính
chất của VĐ, cụ thể:
4 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
2. VAI TRÕ CỦA HHLK
1. Nếu HHLK chịu được nhiệt độ cao của KL lỏng
ngăn ngừa cháy dính cát nhiệt
2. Nếu ở nhiệt độ cao, HHLK không phản ứng hóa
học với KL lỏng, oxit KL, khí trong KL ngăn
ngừa cháy dính cát nhiệt hóa
3. Nếu HHLK có đủ độ xốp bảo đảm thoát khí
tránh các khuyết tật khí
4. HHLK là môi trường truyền nhiệt từ VĐ ra môi
trường bên ngoài HHLK quyết định tốc độ
nguội VĐ cấu trúc HK đúc
5 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
3. NHỮNG TÍNH CHẤT CẦN CÓ
CỦA HHLK
3.1. Tính dẻo
Để tạo hình dáng VĐ rõ nét, chính xác
Tính dẻo phụ thuộc:
- Tỉ lệ nước-sét, cát- sét (khuôn cát-sét)
- Sử dụng các chất dính đặc biệt
- Độ hạt của cát khuôn
6 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
3.2. Độ bền
HHLK phải đủ bền để không bị phá hủy
trong quá trình làm khuôn, vận chuyển, rót
khuôn
Độ bền phụ thuộc:
- Độ ẩm của HHLK (khuôn cát – sét)
- Loại và hàm lượng chất dính
- Độ đầm chặt khi làm khuôn
- Độ hạt, thành phần độ hạt và hình dạng
hạt của cát làm khuôn
7 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
3.3. Độ chịu nhiệt
Khả năng làm việc ở nhiệt độ cao mà
không bị thay đổi tính chất của HHLK
Độ chịu nhiệt phụ thuộc:
- Loại cát làm khuôn
- Bản chất và hàm lượng chất dính
- Độ hạt và hình dạng hạt của cát làm
khuôn
8 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
3.4. Độ thông khí
Khả năng cho khí thoát ra ngoài qua
HHLK
Độ thông khí phụ thuộc:
- Thành phần HHLK
- Độ hạt, thành phần độ hạt và hình dạng
hạt của cát làm khuôn
- Độ đầm chặt khuôn
9 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
3.5. Tính lún
Khả năng co bóp của HHLK cho phép
VĐ co dãn khi đông đặc khuôn và vật
đúc không bị nứt
Tính lún phụ thuộc:
- Loại chất dính
- Hàm lượng chất dính
- Các chất phụ gia (thí dụ: cho mùn cưa vào
HHLK sẽ làm tăng tính lún)
10 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4. CÁT LÀM KHUÔN
4.1. Mở đầu
Chiếm khoảng 80-98% khối lượng HHLK
Tên gọi chung của các vật liệu chịu nhiệt
dạng hạt có kích thước 0,016-2mm
11 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.1. Mở đầu
Các tính chất quan trọng nhất:
- Thành phần hóa học
- Kích thước và hình dạng hạt
- Nhiệt độ nóng chảy
- Độ dãn nở nhiệt
- Tỉ trọng chất đống
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 12
4.2. Cát thạch anh
4.2.1. Nguồn gốc
Là trầm tích của nham thạch, được tạo
thành do sự lắng đọng liên tiếp của các
sản phẩm khoáng chất
Khai thác mỏ bằng phương pháp lộ thiên
Nếu cát lẫn nhiều tạp chất hoặc thành
phần hạt không đều phải làm giàu cát
13 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.2.2. Thành phần khoáng vật
Thạch anh: là khoáng vật chính
- SiO2
- = 2,5-2,8 kg/dm3
- Tnc 1680 – 1713
0C
- Màu phụ thuộc các tạp chất: xám, vàng, đen
- Khi nung nóng có chuyển biến thù hình kèm sự
thay đổi thể tích: 573, 870, 11700C
14 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.2.2. Thành phần khoáng vật
Fenspat:
- MeO.Al2O3.6SiO2 (Me: K,Na)
-Tnc=1170-1550
0C
Mica:
- K2O.3Al2O3.6SiO2.H2O
- Tnc= 1150-1400
0C
Các oxit sắt: hematit (Fe2O3), manhetit
(FeO.Fe2O3), ilmenit (FeO.TiO2)
Các hydroxit sắt
15 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.2.2. Thành phần khoáng vật
Các cacbonat:
- Manhezit (MgCO3), CaCO3
- Tnc= 500-900
0C
Các muối: NaCl, KCl
Sét
Cát cần có độ sạch cao về SiO2 để
đảm bảo độ chịu nhiệt
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 16
4.2.3. Thành phần độ hạt
Độ hạt và phân bố độ hạt của cát ảnh
hưởng đến chất lượng VĐ:
- Cát hạt to: độ chịu nhiệt cao; dễ cháy dính cát
cơ học; chất lượng bề mặt VĐ kém; độ thông
khí của khuôn cao
- Cát quá mịn: bề mặt VĐ bóng hơn; độ thông khí
khuôn kém VĐ dễ bị rỗ khí
- Cát có độ hạt tập trung: độ thông khí của
khuôn cao
- Cát có độ hạt phân tán: độ thông khí của
khuôn kém
17 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.2.3. Thành phần độ hạt
Quy ƣớc:
- Hạt có kích thước <22m: bùn
- Hạt có kích thước trong khoảng 22m-
3mm: cát
Thường dùng bộ rây tiêu chuẩn để đánh
giá độ hạt của cát làm khuôn
DIN: bộ rây tiêu chuẩn gồm 12 rây với
kích thước (mm): 2,5; 1,6; 1,0; 0,63; 0,4;
0,315; 0,2; 0,16; 0,1; 0,063; 0,05; đáy
18 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
a.Phƣơng pháp xác định thành phần
độ hạt (Xem TN CN đúc)
Cho 50 (hoặc 100) gram cát đã loại bùn và
đã sấy lên rây trên cùng
Rung máy 15 phút
Cân lượng cát trên mỗi rây
Tính toán tỉ lệ % cát trên mỗi rây
Nhóm cát cơ bản được xác định theo tổng
lượng cát lớn nhất nằm trên 3 rây liên tiếp
Kích thước rây giữa: độ hạt của cát
19 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
b. Ký hiệu cát
khối lượng nhóm cát cơ bản ≥ 70%: cát
tập trung
khối lượng nhóm cát cơ bản < 70%: cát
phân tán
(Về đọc trong Thí nghiệm công nghệ đúc)
20 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
c. Sử dụng cát theo nhóm hạt cơ bản
Đúc thép: 02; 0315; 04
Đúc gang: 016; 02; 0315
Đúc kim loại màu: 01; 016; 02
21 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.2.4. Hình dạng hạt cát
Hình dạng hạt cát được xác định dựa trên
tính góc cạnh và độ cầu của hạt
Dùng kính hiển vi độ phóng đại thấp quan
sát hạt cát rồi so sánh với bảng chuẩn
Cát làm khuôn tốt có hạt cát tròn với mức
độ cầu tương đối trở lên
Cát hạt tròn cho tính chảy tốt, thông khí
tốt, độ bền cao, cần lượng chất dính ít
22 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Bảng chuẩn về hình dạng hạt cát
23 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.2.5. Nhƣợc điểm của cát thạch anh
1. Độ dãn nở nhiệt cao sai lệch kích
thước vật đúc
2. Tính chịu nhiệt không cao dễ cháy
dính cát nhiệt, nhất là khi đúc thép
3. Dễ tương tác nhiệt hóa với một số hợp
kim (chứa nhiều Mn, Mg )
24 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.3. Cát Silicat Zircon (ZrSiO4)
4.3.1. Đặc điểm
Độ chịu nhiệt cao (Tnc=2400
0C); trơ với
các oxit KL hạn chế cháy dính cát
Tỉ trọng cao (4,7), độ dẫn nhiệt cao VĐ
nguội nhanh hơn so với khi dùng cát thạch
anh
Hệ số dãn nở nhiệt thấp hạn chế các
khuyết tật do dãn nở khuôn
25 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.3.2. Phạm vi sử dụng
Dùng làm VLLK hoặc cát mặt cho những VĐ
bằng HK có nhiệt độ nóng chảy cao
Được dùng với các chất dính đặc biệt để đúc
các VĐ yêu cầu cao về chất lượng
“Vật làm nguội” cho phần VĐ cần nguội nhanh
Đắt tiền quan tâm tái sử dụng
26 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.4. Cát olivin (Mg2SiO4)
Tnc= 1750-1830
0C
Độ dãn nở nhiệt khá thấp
Hình dạng hạt khá góc cạnh cần nhiều
chất dính
Dùng đúc thép Mn, HK màu
27 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.5. Cát Cromit (FeCr2O4)
Tnc= 1600-1850
0C
Tỉ trọng cao (4,5), độ dẫn nhiệt cao VĐ
nguội nhanh
Hệ số dãn nở nhiệt thấp hạn chế các
khuyết tật do dãn nở khuôn
Dùng làm cát mặt trong đúc thép; yêu cầu
tính dẫn nhiệt cao
28 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5. CHẤT DÍNH
5.1. Yêu cầu
Dễ phân bố đều lên bề mặt hạt cát thuận lợi cho
việc chuẩn bị HHLK, giảm lượng chất dính
Độ bền riêng cao để giảm lượng chất dính
Không tác dụng hóa học với cát và mẫu
Sinh khí ít, hút ẩm thấp
Giữ được tính chất trong thời gian dài, dễ bảo quản
Ít ô nhiễm môi trường, ít độc hại; Rẻ tiền, dễ tìm
29 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5.2. Phân loại
Theo nguồn gốc: có sẵn trong tự nhiên
(sét), tổng hợp (nhựa, nước thủy tinh )
Theo thành phần hóa học:
- Vô cơ: sét, nước thủy tinh Thường chịu
được nhiệt độ cao nên thường dùng làm
hỗn hợp cát mặt
- Hữu cơ: nhựa, dextrin ...Không chịu được
nhiệt độ cao, dễ phân hủy dễ phá
khuôn và ruột
30 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5.2. Phân loại
Theo đặc điểm đông rắn:
- Thuận nghịch: sét, mật mía Sau khi
nung, để nguội hoặc có chất hòa tan tác
dụng sẽ khôi phục lại tính chất ban đầu
- Không thuận nghịch: nhựa tổng hợp,
nước thủy tinh Khi bị nung sẽ xảy ra
những biến đổi hóa học phức tạp, khi nguội
không hồi phục những tính chất ban đầu
- Trung gian: dextrin
31 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5.3. Sét làm khuôn
5.3.1. Khái niệm
Sét: tên gọi chung chỉ đất chứa các nhóm
khoáng alumo-silicat ngậm nước có cấu
trúc lớp với độ phân tán cao; khi trộn với
nước có tính dẻo dính
Nguồn gốc: là sản phẩm phân hủy tự
nhiên của nham thạch có độ hạt <0,02mm
Sét là chất dính vô cơ, đông rắn thuận
nghịch
32 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5.3.2. Các nhóm sét
a. Nhóm caolinit
Al2O3.2SiO2.2H2O:nhôm silicat ngậm nước
Tnc= 1750-1787
0C
Các chuyển biến khi nung:
- 100-1400C: mất nước ẩm
- 350-5820C: mất nước kết tinh
- 5820C: chuyển thành meta caolinit (Al2O3.SiO2): mất
tính dính kết
- 900-10500C: meta caolinit bị phân hủy Al2O3 và
SiO2 vô định hình
- 1200-12800C: Al2O3 và SiO2 tự do tạo thành khoáng
Al2O3.2SiO2
33 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
b. Nhóm mônmôrilônit
Al2O3.4SiO2.H2O.nH2O
Trong MTT: một phần Al3+ có thể bị thay thế
bằng Mg2+; còn Si2+ thay bằng Al3+ các hạt
sét mang điện tích
Thành phần hóa học luôn thay đổi
Tnc= 1250-1300
0C
Các chuyển biến khi nung:
- 100-1500C: mất nước ẩm
- 500-7000C: mất nước kết tinh
- 6000C: mất khả năng trương nở
- 735-9000C: biến thành chất vô định hình
34 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5.3.3. Sét dùng trong ngành đúc
a. Sét bentonit
Thành phần khoáng chính: mônmôrilônit
Thành phần hóa học:
(Na,Ca)(Al,Mg)6(Si4O10)3(OH)6.nH2O
Màu: trắng, vàng, xanh xám
Trương nở mạnh trong nước, dính kết cao
Khi chứa nhiều Ca2+: sét bentonit canxi
Khi chứa nhiều Na+: sét bentonit natri
35 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
a. Sét bentonit
Khuôn cát-sét tươi dùng bentonit natri: độ
bền nén tươi trung bình, độ bền nén khô
cao: thường dùng cho đúc thép; khó phá
khuôn
Khuôn cát-sét tươi dùng bentonit canxi: độ
bền nén tươi khá cao, độ bền nén khô
thấp: VĐ dễ bị cháy dính cát, bọng cát
Sét bentonit canxi có thể chuyển thành sét
bentonit natri bằng cách hoạt hóa sét bằng
sô đa
36 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
b. Sét cao lanh
Thành phần khoáng chính: caolinit
Màu: trắng, xám, vàng đỏ, màu gạch
Khả năng trao đổi ion kém
Trương nở, dính kết kém hơn nhiều so với
sét bentonit. Hiện ít được sử dụng trong
công nghệ khuôn cát - sét
37 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5.3.4. Cơ chế đóng rắn của sét
Trộn sét với nước, do kích thước các hạt sét
nhỏ tạo hệ keo sét-nước
Cấu trúc keo sét-nƣớc:
- Những hạt SiO2 ở giữa
- Xung quanh: những hạt SiO2 được hydrat hóa
tạo SiO4
4- theo phản ứng:
SiO2 + H2O H2SiO4 SiO4
4- + 4H+
Bề mặt keo không trung hòa điện tích
Trong những điều kiện thích hợp, các hạt keo
liên kết lại tạo thành gel
Khi nung, gel mất nước sẽ đông rắn
38 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5.3.5. Các tính chất công nghệ
a. Độ hạt
Cùng loại sét, độ hạt càng mịn sét càng
dẻo khả năng dính kết càng cao
Chia làm 3 nhóm theo độ hạt:
- Hạt thô: 0.005-0,022mm
- Hạt mịn: 0,001-0,005mm
- Hạt rất mịn: <0,001mm
39 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
b. Độ trƣơng nở
Khả năng tăng thể tích sét khi hút nước
Độ trương nở càng lớn sét càng dẻo
khả năng dính kết càng cao
Độ trương nở của sét bentonit cao hơn rất
nhiều so với sét caolanh
40 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5.3.6. Phân loại và ký hiệu sét
Xem “TN công nghệ đúc”
41 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5.3.7. Đặc điểm và phạm vi sử dụng
a. Ƣu điểm
Độ bền tươi khá
Có tính thuận nghịch
Không độc hại
Rẻ, dễ tìm
42 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
b. Nhƣợc điểm
Độ bền khô không cao
Độ bền còn lại cao
Tính in hình kém
Dễ sinh rỗ khí
Sinh nhiều bụi khi phá dỡ khuôn
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 43
c. Đặc điểm và phạm vi sử dụng
Sét là chất dính cần nước
Tỉ lệ nước:sét thích hợp:
- Bentonit: 1:1
- Caolanh: 1:2
Phạm vi sử dụng
Sét bentonit: ???
Sét caolanh: ???
44 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5.4. Nƣớc thủy tinh (NTT)
5.4.1. Khái niệm
NTT là dung dịch nước của các silicat
Công thức hóa học: R2O.mSiO2.nH2O
R: Na, K, Li; trong sản xuất đúc: R: Na
Chế tạo:
- Nấu chảy cát thạch anh với xút hoặc natri
sunfat ở 1400-15000C
- Hòa tan trong nồi hấp thu được nước thủy
tinh có = 1,45-1,55
45 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5.4.2. Mô đun M của NTT
Mô đun là tỉ số giữa số mol SiO2 và Na2O:
M= số mol SiO2 / số mol Na2O
M= 1,032 x %SiO2 / %Na2O
46 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5.4.2. Mô đun M của NTT
Để giảm M: cho NaOH vào NTT:
Na2O.mSiO2 + nNaOH
(1+ n/2)Na2O.mSiO2 + n/2 H2O
Để tăng M: dùng NH4Cl:
Na2O.mSiO2 + 2NH4Cl
nSiO2 + 2NaCl +2NH3 +H2O
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 47
5.4.3. Phạm vi sử dụng
Được sử dụng rộng rãi trong sản xuất đúc
cho các công nghệ:
- Công nghệ cát-NTT-CO2
- Công nghệ cát-NTT chảy lỏng tự đông rắn
- Công nghệ khuôn mẫu chảy
Thường dùng đúc gang, thép
48 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5.5. Nhựa tổng hợp
Nhựa là chất dính hữu cơ được tổng hợp
từ các sản phẩm hóa học của CN chế biến
than đá, dầu mỏ, các nguyên liệu chứa
xenlulo: tre, gỗ
Chất dính đông rắn không thuận nghịch
Bao gồm: phenol formaldehyt, urea
formaldehit, furan
Sử dụng trang các công nghệ: khuôn vỏ
mỏng bằng cát nhựa, công nghệ furan,
công nghệ Alphaset
49 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
6. CHẤT ĐÔNG RẮN
Những chất tạo sự đông rắn cho chất dính
Có thể là vô cơ, hữu cơ; có thể ở trạng thái
khí, lỏng, rắn
Được đưa vào trong quá trình chế tạo
HHLK hoặc trong quá trình chế tạo khuôn
NTT: Fe-Si, cement, xỉ lò, CO2
Cement: nước
Nhựa: khí SO2, các muối axit, các axit hữu
cơ và vô cơ
50 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
7. CHẤT PHỤ GIA
Là những chất cho vào HHLK để cải thiện
một số tính chất công nghệ của HHLK
Có thể ở trạng thái rắn hoặc lỏng
51 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
7.1. Phụ gia cho HHLK cát-sét
Chất phụ
gia
Tăng
bền
Dễ phá
khuôn
Tăng
co bóp
Lƣợng
dùng,
%
NTT x 0,5-1,0
Dextrin x x x <3
Mật mía x x x <3
Mùn cưa x x <3
Bột than x x <5
52 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
7.2. Phụ gia cho HHLK cát-NTT
Chất phụ
gia
Tăng
bền
Dễ phá
khuôn
Tăng
co bóp
Lƣợng
dùng,
%
Sét x <6
Xỉ luyện thép x <3
Mật mía x x <3
Mùn cưa x x <3
Bô xít x <3
53 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8. HỖN HỢP LÀM KHUÔN
8.1. Phân loại
8.1.1. Theo công dụng
Hỗn hợp cát áo (cát mặt): nằm sát VĐ
yêu cầu cao, đặc biệt là độ chịu nhiệt
Hỗn hợp cát đệm: nằm bên ngoài, có tác
dụng tăng bền cho khuôn. Yêu cầu cao về
độ thông khí
54 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.1.2. Theo chất dính
HHLK cát-sét
HHLK cát-nước thủy tinh
HHLK cát-nhựa
8.1.3. Theo bản chất đông rắn
Hỗn hợp tươi
Hỗn hợp đông rắn nóng
Hỗn hợp đông rắn nguội
55 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.1.4. Theo trạng thái
Hỗn hợp rời rạc
Hỗn hợp dẻo
Hỗn hợp lỏng
8.1.5. Theo hợp kim đúc
Hỗn hợp đúc HK nhôm
Hỗn hợp đúc gang
Hỗn hợp đúc thép
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 56
8.2. Các tính chất của HHLK
8.2.1. Các tính chất cơ học
a. Độ bền
Khả năng chống lại tác dụng của ngoại
lực
Các loại độ bền:
- Độ bền nén tươi, khô
- Độ bền cắt tươi, khô
- Độ bền uốn khô
- Độ bền kéo khô
57 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
b. Độ bền bề mặt
Độ cứng:
- Khả năng chống lại biến dạng bề mặt do
tải trọng đặt lên. Xác định bằng cứng kế
- Độ cứng tươi: mũi đo: bi thép
- Độ cứng khô: mũi đo: dao hình côn
Độ chống rã: khả năng chống lại lực trượt
trên bề mặt
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 58
8.2.2. Các tính chất công nghệ
1. Tính tạo hình: khả năng tạo được hình dạng
nhất định dưới tác dụng của lực biến dạng
2. Tính chảy: khả năng điền đầy khuôn của hỗn
hợp. Độ chảy càng cao thì công đầm chặt
càng giảm
3. Tính chịu co bóp: khả năng giảm thể tích
của hỗn hợp khi bị nén
59 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.2.2. Các tính chất công nghệ
4. Tính dính bám: khả năng dính bám của
hỗn hợp vào mẫu
5. Tuổi xuân: khả năng giữ được tính chất
của hỗn hợp kể từ thời điểm chế tạo nó
6. Độ thông khí: khả năng cho khí đi qua
60 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.2.2. Các tính chất công nghệ
7. Tính hút ẩm: khả năng hút ẩm từ môi
trường
8. Độ sinh khí: khả năng sinh khí của hỗn
hợp trong một điều kiện nhất định
9. Tính phá dỡ: khả năng loại bỏ hỗn hợp
ra khỏi khuôn đúc, vật đúc
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 61
Ghi chú
Các tính chất yêu cầu phải cao: độ chịu
nóng, độ bền, độ thông khí, tính in hình,
tính chịu co bóp, tính phá dỡ, tính chịu co
bóp, tính chảy ..,
Các tính chất yêu cầu phải thấp: độ sinh
khí, tính hút ẩm, tính dính bám
62 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.3. Các yếu tố ảnh hƣởng đến
các tính chất của HHLK
8.3.1. Cát làm khuôn
Cát có c, , lớn khả năng lấy nhiệt của
khuôn từ vật đúc cao
Thành phần độ hạt, hình dạng hạt cát:
- Cát hạt lớn độ thông khí, độ chịu nhiệt cao
- Cát hạt tròn: độ chảy, độ bền, độ thông khí, độ
chịu nhiệt cao
- Cát có cỡ hạt tập trung: độ thông khí cao
63 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.3.2. Chất dính
Bản chất chất dính, hàm lượng chất dính
ảnh hưởng đến nhiều tính chất của HHLK
Tăng hàm lượng chất dính độ bền, độ
sinh khí tăng; độ chịu nhiệt, độ thông khí
giảm
64 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.3.3. Chất đông rắn
Chất đông rắn ảnh hưởng chủ yếu đến
tuổi xuân và độ bền của HHLK
Hàm lượng chất đông rắn tăng tuổi
xuân của HHLK giảm
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 65
8.4. Quy trình chế tạo HHLK
8.4.1. Chuẩn bị vật liệu
a. Chuẩn bị cát
Cát mới: nhà cung cấp đã tuyển và phân
loại độ hạt
66 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
a. Chuẩn bị cát
Cát cũ: phải tái sinh:
- Phƣơng pháp khô: đập sàng phân li
bằng từ
- Phƣơng pháp ƣớt: đập sàng phân li
bằng từ rửa phân cấp hạt
- Phƣơng pháp nhiệt: nung đập sàng
phân li bằng từ
2 phương pháp đầu: HHLK cát-sét;
Phương pháp nhiệt: các HHLK khác
67 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
b. Chuẩn bị chất dính
Sét: nhà cung cấp đã xử lý và đóng bao
theo quy cách
NTT: điều chỉnh lại Modun và khối lượng
riêng cho phù hợp
68 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.4.2. Trộn HHLK
Có thể sử dụng máy trộn làm việc theo
chế độ liên tục hoặc chu kỳ
Hỗn hợp cát-sét: máy trộn con lăn
Hỗn hợp cát-dầu, cát nhựa: máy trộn cánh
Hỗn hợp cát-NTT: cả 2 loại máy
69 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Máy trộn con lăn
Máy trộn con lăn theo chu
kỳ
1 – Lưỡi cày; 2 – Con lăn
Máy trộn con lăn liên tục
1 – Phễu; 2 – Thùng chứa; 3 –
Lưỡi cày; 4 – Con lăn
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 70
Máy trộn cánh từng mẻ
1-Nắp trên;
2-Vỏ máy;
3-Motor;
4-Hộp số;
5-Gờ làm vỡ HHLK bị
vón cục;
6 -Cánh khuấy;
7-Cửa tháo liệu
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 71
Máy trộn cánh liên tục
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 72
Quy trình trộn khô HHLK cát-sét
Cho cát mới + cát tái sinh vào máy, trộn
đều 2-5 phút
Cho tiếp sét vào, trộn 5-10 phút
Cho nước vào, trộn 5-10 phút
Cho phụ gia vào, trộn 2-5 phút
Ủ HHLK đã trộn 8-12 giờ
Đánh tơi HHLK
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 73
Quy trình trộn ƣớt HHLK cát-sét
Trộn sét + nước thành dạng huyền phù; ủ
6-12 giờ
Trộn khô cát mới và cát tái sinh 2-5 phút
Cho huyền phù sét vào, trộn 10-20 phút
Cho phụ gia vào, trộn 2-5 phút
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 74
Quy trình trộn HHLK cát-NTT cho
công nghệ CO2
Trộn khô cát mới và cát tái sinh 2-5 phút
Cho tiếp sét vào, trộn 5-10 phút
Cho NTT vào, trộn 5-7 phút
Cho phụ gia vào, trộn 2-5 phút
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 75
Quy trình trộn HHLK cát-NTT cho
HHLK tự đông rắn
Phƣơng pháp 1
- Trộn cát đã tái
sinh + cát mới
- Trộn ½ cát + NTT
- Trộn ½ cát + chất
đông rắn
- Trộn chung tất cả
với phụ gia
Phƣơng pháp 2
- Trộn cát đã tái sinh + cát
mới
- Trộn cát + NTT
- Trộn với phụ gia
- Trộn với chất đông rắn
Phƣơng pháp 3
- Cát chất đông rắn
phụ gia NTT
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 76
9. CHẤT SƠN KHUÔN
9.1.Tác dụng của chất sơn khuôn
1. Chống cháy dính cát
2. Tăng độ nhẵn bề mặt của vật đúc
3. Tăng bền bề mặt cho khuôn và ruột
4. Hợp kim hóa lớp bề mặt vật đúc
77 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
9.2. Phân loại
Theo dung môi:
- Sơn nước: dung môi hòa tan là nước
- Sơn không nước: dung môi hòa tan là
cồn, aceton
Theo công dụng:
- Sơn cho đúc gang
- Sơn cho đúc thép
- Sơn cho đúc HK màu
78 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
9.3.Thành phần chất sơn khuôn
1. Chất sơn
2. Chất dính
3. Chất ổn định
4. Dung môi
5. Các chất phụ gia
79 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
9.3.1. Chất sơn
Là vật liệu chịu lửa dạng bột
Là thành phần cơ bản và quyết định các
tính chất của sơn
Chất sơn vô cơ (thường là các oxit KL):
bột thạch anh, bột zircon, bột manhezit
Chất sơn hữu cơ: bột than đá, than gỗ,
graphite (thường dùng cho đúc gang)
80 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
9.3.2. Chất dính
Thường chiếm tỉ lệ nhỏ
Có tác dụng cho sơn dính bám bền lên bề
mặt khuôn
Yêu cầu: độ bền riêng cao, độ sinh khí
nhỏ, không bị rộp xốp khi sấy
Thường dùng: sét, NTT, mật mía, nước
bả giấy, dextrin
81 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
9.3.3. Chất ổn định
Làm chậm tốc độ lắng của chất sơn do sự
tạo thành các hạt keo làm tăng độ nhớt
dung dịch
Sét bentonite, dextrin, keo cao su
82 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
9.3.4. Dung môi
Tạo môi trường cho hệ huyền phù-sơn
Dung môi nước: sơn khuôn xong phải sấy
khuôn
Dung môi không nước: không cần sấy:
benzen, aceton, rượu công nghiệp
83 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
9.3.5. Các chất phụ
Tạo cho sơn có những tính chất đặc biệt
1. Nhóm 1: làm tăng khả năng tách lớp cháy cát
hóa học khỏi vật đúc: NaCl, CaCl2, NH4Cl
2. Nhóm 2: là những chất oxy hóa để chống cháy
dính cát cơ học: hỗn hợp V2O5 + Na2SO4
3. Nhóm 3: làm tăng khả năng liên kết của sơn với
bề mặt khuôn: KMnO4, H3PO4, K2Cr2O7
4. Nhóm 4: Nâng cao tính ổn định của sơn: mật
mía, nước bả giấy
5. Nhóm 5: bảo quản các chất hữu cơ trong sơn:
formalin, axit xalixilic
84 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
9.4. Quy trình chế tạo sơn
Nghiền mịn hạt sơn
Sấy khô chất sơn
Sàng chất sơn để đạt độ mịn cần thiết
Khuấy trong thùng khuấy
85 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
9.5. Sơn khuôn
Sơn bằng chổi
- Dùng chổi mềm
- Chỉ sơn một chiều
- Khó sơn đều
Sơn nhúng: nhúng ruột vào thùng sơn
Sơn phun: dùng thiết bị phun; đồng đều,
sơn dính tốt
86 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Các file đính kèm theo tài liệu này:
bai_giang_cong_nghe_duc_chuong_3_vat_lieu_va_hon_hop_lam_khu.pdf