CHƢƠNG 4
MỘT SỐ
PHƢƠNG PHÁP ĐÚC
ĐÚC TRONG KHUÔN CÁT-SÉT
PHẦN 2
1 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4. CHẾ TẠO RUỘT
4.1. Yêu cầu đối với ruột
Yêu cầu đối với ruột cao hơn so với khuôn do
ruột bị KL lỏng bao quanh chịu tác động nhiệt
lớn
Ngoài các yêu cầu về độ bền, độ thông khí, độ
chịu nhiệt, độ chính xác:
- Dễ phá dỡ sau khi KL đông đặc
- Không cản co
Các chất dính cho HHLR: thường là các chất
dính hữu cơ
2 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.2. Phân loại ruột
Theo thàn
56 trang |
Chia sẻ: Tài Huệ | Ngày: 19/02/2024 | Lượt xem: 102 | Lượt tải: 0
Tóm tắt tài liệu Bài giảng Công nghệ đúc - Chương 4: Một số phương pháp đúc (Phần 2) - Nguyễn Ngọc Hà, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
h phần
chất dính
Ruột cát-sét
Ruột cát-NTT
Ruột cát dầu
Ruột cát nhựa
Theo cơng nghệ
Ruột tươi
Ruột khơ
Ruột thành mỏng
3 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.3. Cấu tạo ruột
4.3.1. Xƣơng ruột
Trừ ruột được làm bằng hỗn hợp cĩ độ
bền cao (thường là cát nhựa), nĩi chung
ruột cần cĩ xương (cốt) để tăng bền,
chống biến dạng khi vận chuyển, lắp ráp
Yêu cầu đối với xƣơng ruột:
- Khơng cản co vật đúc
- Dễ tháo dỡ, rút ra khi phá ruột
4 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Các loại xƣơng ruột
Xương buộc bện, bằng
dây thép 1-10mm: cho
ruột nhỏ
Xương đúc bằng gang
dạng khung cĩ gắn mĩc
treo: ruột lớn
Xương hàn bằng tole
dạng hộp rỗng hoặc ống
cĩ khoan lỗ nhằm giảm
khối lượng ruột: ruột lớn
5 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.3.2. Hệ thống thốt hơi
Dùng ruột cĩ kết cấu
thành mỏng
Xiên hơi nhiều trong thể
tích ruột
Dùng dây sáp tạo đường
hơi ở ruột mỏng phức tạp;
khi sấy, sáp chảy để lại lỗ
hơi
Tạo lỗ rỗng ở giữa ruột
lớn, cĩ độn mùn cưa, than
cốc
6 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.3.3. Đầu gác ruột
Là một phần của ruột,
nằm gác vào ổ gác của
khuơn
Chức năng của đầu gác:
- Bảo đảm ruột nằm vững
- Bảo đảm ruột nằm đúng vị
trí trong khuơn
Đầu gác nằm ngang 2
đầu
Đầu gác nằm ngang 1
đầu dạng cơng xơn
Đầu gác thẳng đứng
7 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.4. Hộp ruột
Là một phần của bộ mẫu,
dùng để chế tạo ruột
Cĩ thể làm bằng: gỗ, nhựa,
kim loại, vỏ bằng kim loại
cĩ miếng rời bên trong
Các loại hộp ruột
Hộp ruột nguyên: dùng
cho ruột đơn giản
Hộp ruột bổ đơi: phổ biến,
thường dùng cho các ruột
tương đối đơn giản
8 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Các loại hộp ruột
Hộp ruột nhiều
mảnh: dùng cho các
ruột phức tạp
9 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Các loại hộp ruột
Hộp ruột lắp ghép:
thường cho ruột phức
tạp khi sản xuất lớn,
vỏ hộp bằng kim loại
10 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.5. Các phƣơng pháp làm ruột
4.5.1. Làm ruột bằng tay
Dùng HR nguyên
Cho HHLR vào hộp
Giã chặt
Đặt xương và tạo lỗ hơi
Đặt tấm sấy lên trên
Lật lại
Rút HR lên
Sơn, sấy ruột
11 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.5.1. Làm ruột bằng tay
Dùng HR bổ đơi
12 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.5.1. Làm ruột bằng tay
Dùng HR lắp ghép
Đặt các mảnh HR vào
trong vỏ bao ngồi
Đổ HHLR, đặt xương, giã
chặt, tạo lỗ hơi
Đặt lên tấm sấy, lật HR
lại
Nâng hộp bao ngồi ra,
lấy các miếng rời ra; sửa
ruột; sơn; sấy
13 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
4.5.2. Làm ruột bằng máy
Máy đùn ép
Máy dằn
Máy thổi cát
Máy thổi bắn cát
14 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Máy thổi cát hở
Ưu điểm: miệng phun ít
bị mài mịn vì sử dụng áp
suất thấp.
Nhược điểm: HH bắn toé
xung quanh. Phải làm bộ
phận bảovệ.
Được sử dụng chế tạo
ruột đơn giản bằng hh cĩ
chất kết dính đặc biệt
khơng yêu cầu độ dầm
chặt cao. Ít được sử dụng
Sơ đồ máy thổi hở:1-bầu
chứa hỗn hợp khuôn; 2-ống
cao su thổi hỗn hợp khuôn; 3-
hộp ruột
15 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Máy thổi cát kín
Ruột cĩ bề mặt nhẳn và
độ chính xác cao
Để cải thiện quá trình,
thường lắp các tay trộn
cơ học trong bầu chứa
HH cát
Khuyết điểm: lượng khí
tiêu hao để thổi tạo ruột
tương đối lớn; độ nén
tương đối nhỏ đối với ruột
lớn .
Sơ đồ máy thổi kín từ trên
xuống: 1- bầu chứa hỗn hợp; 2-
lỗ thổi; 3- hộp ruột; 4-lỗ thoát
hơi
16 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Một số máy thổi
17 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Máy thổi bắn cát
- Hiệu quả dầm chặt HH cao
- Lượng khí tiêu thụ ít
- Hộp ruột bị mài mịn thấp
- Lượng khí đi vào hộp ruột ít, chỉ
cần làm lỗ thốt hơi ở tấm thổi
- Khơng khí khơng hồ lẫn với
HH nên cĩ thể sử dụng các
chất dính hố học như nước
thuỷ tinh
- Quá trình xảy ra rất nhanh nên
chỉ thích hợp cho việc chế tạo
ruột cỡ nhỏ cĩ khối luợng
khơng vựot quá 200 kg.
18 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Máy thổi bắn cát
19 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5. SẤY KHUƠN, RUỘT
5.1. Mở đầu
Mục đích của việc sấy khuơn, ruột:
- Tăng độ bền
- Tăng độ thơng khí
- Giảm độ tạo khí
Tác dụng của quá trình sấy:
- Lấy ẩm đi
- Dùng nhiệt đơng rắn chất dính
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 20
5.1. Mở đầu
Phải sấy trong các trƣờng hợp:
- Ruột (hầu như bao giờ cũng phải sấy)
- Khuơn cho vật đúc quan trọng (nên sấy
tồn bộ)
- Khuơn cĩ hình dạng phức tạp, dễ vỡ
những phần cát lồi ra
- Khuơn lớn (nên sấy bề mặt)
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 21
5.2. Các giai đoạn sấy
Giai đoạn 1: khuơn mới được nung mặt
ngồi, bên trong cịn nguội cần tăng
nhiệt độ sấy từ từ để tránh nứt khuơn
Giai đoạn 2: nhiệt độ mặt khuơn khá cao
(≥1000C), cĩ thể tăng nhanh nhiệt độ sấy
để tạo gradient nhiệt độ lớn hơi ẩm bốc
nhanh
22 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5.2. Các giai đoạn sấy
Giai đoạn 3: nhiệt độ tâm khuơn đạt 1000C,
tăng cường đối lưu để thốt ẩm nhanh
Giai đoạn 4: về cơ bản, hơi ẩm đã bốc hết,
nhiệt độ khuơn tăng dần. Khi nhiệt độ tâm
khuơn khoảng 1200C, cho lị nguội từ từ để
tránh nứt khuơn
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 23
5.3. Nhiệt độ và thời gian sấy
5.3.1. Nhiệt độ sấy
Nhiệt độ sấy quá thấp thời gian sấy sẽ
dài, khĩ sấy thấu, dễ bị khuyết tật khi đúc
Nhiệt độ sấy quá cao: làm mất tính dính
kết của chất dính hỗn hợp kém bền, dễ
vỡ; khuơn, ruột dễ nứt
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 24
5.3. Nhiệt độ và thời gian sấy
5.3.2. Thời gian sấy
Thời gian sấy phụ thuộc:
- Nhiệt độ sấy
- Chiều dày khuơn và ruột
- Phương pháp sấy
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 25
Nhiệt độ sấy cao nhất cho phép (0C)
Khuơn nhỏ đúc HK màu, gang 250
Khuơn lớn đúc HK màu, gang 350
Khuơn nhỏ đúc thép 350
Khuơn lớn đúc thép 450
Ruột cát-sét 325
Ruột cát-nước thủy tinh 180
Ruột cát dầu 240
26 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Thời gian sấy khuơn (giờ)
Kích thƣớc hịm
khuơn, mm
Kim loại đúc
HK màu,
gang
Thép
Dưới 500x400x250 4 – 6 6 – 8
Dưới 1000x800x400 6 – 8 8 – 12
Dưới 3000x2000x500 8 – 12 12 – 16
Dưới 5000x3000x700 12 – 24 16 – 30
27 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Thời gian sấy ruột (giờ)
Loại ruột Thời gian sấy Nhiệt độ
sấy (độ C)
Ruột cát-sét nhỏ 1 – 2 300 – 350
Ruột cát-sét trung
bình
2 – 5 300 – 350
Ruột cát-sét lớn 5 – 24 300 – 350
Ruột cát-NTT nhỏ 0,75 – 1 180
Ruột cát-NTT trung
bình
1 – 2 180
28 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
5.4. Các phƣơng pháp sấy
Sấy đối lưu trong lị buồng (chu kì hoặc
liên tục)
Sấy bức xạ bằng tia hồng ngoại (bĩng đèn
250 – 500 W hoặc gas)
Sấy bề mặt bằng lị sấy di động thổi khí
nĩng vào khuơn
Dùng mỏ đốt sấy bề mặt khuơn
Sấy ruột bằng dịng điện cao tần
29 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
6. RÁP KHUƠN
Bảo đảm độ chính xác:
- Đối với sản xuất lớn: tiêu chuẩn hĩa HK; bộ mẫu
bền và chính xác
- Đối với sản xuất đơn chiếc và nhỏ: tăng cường kiểm
tra ruột, vị trí tương đối giữa ruột và khuơn, chiều
dày thành vật đúc
- Thường xuyên kiểm tra bộ mẫu, hộp ruột
- Tăng cường kiểm tra kích thước bằng dưỡng
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 30
6. RÁP KHUƠN
Bảo đảm đường hơi thơng suốt nhất là
đường hơi từ ruột tới khuơn ra ngồi
Chống cát bụi rơi vào lỗ khuơn:
- Dùng ống hút chân khơng để hút bụi, cát ở
chỗ sâu
- Dùng que bọc sét dẻo ở đầu
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 31
7. DẰN KHUƠN
Khi rĩt KL lỏng vào khuơn, KL tác dụng lên
tất cả các bề mặt của khuơn, ruột, do đĩ:
- Hịm khuơn phải đủ cứng vững
- Chiều dày thành khuơn phải đủ lớn để
đảm bảo độ bền
- Phải dằn khuơn hoặc kẹp chặt 2 HK để
tránh đẩy tách 2 nửa khuơn
32 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Tính tốn lực dằn khuơn P
P= k[h(Avđ + Ahtr)kl + (kl-r)Vr - q]
h: chiều cao khuơn trên
Avđ, Ahtr: diện tích hình chiếu bằng của VĐ
& HTR lên MPK
kl, r: khối lượng riêng của KL lỏng & ruột
Vr: thể tích ruột (khơng kể đầu gác)
q: trọng lượng nửa khuơn trên
k= 1,5-3: hệ số an tồn
33 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8. RĨT KHUƠN
8.1. Các loại thùng rĩt
Gáo rĩt:
- Chứa 8-15kg KL lỏng
- Một người mang
- Rĩt các VĐ rất nhỏ
34 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.1. Các loại thùng rĩt
Gầu khiêng:
- Chứa 50-100kg KL
lỏng
- Hai người khiêng, một
người rĩt
35 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.1. Các loại thùng rĩt
Gầu treo trên
monorail:
- Chứa 50-250 kg KL
lỏng
36 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.1. Các loại thùng rĩt
Thùng rĩt lớn
nghiêng bằng bánh
răng:
- > 500 kg KL lỏng
- Vận chuyển bằng cầu
trục
Thùng rĩt đáy:
- 2-20 tấn KL lỏng
- Vận chuyển bằng cầu
trục
37 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.2. Chuẩn bị thùng rĩt
Vật liệu:
- Vỏ ngồi bằng thép tấm
- Gáo, gầu đắp mỏng bằng vữa chịu nhiệt
- Thùng được xây bằng gạch chịu lửa
Sấy kỷ cho hết hơi nước rồi nung >400-
9000C tùy KL rĩt
Sấy bằng mỏ phun, lị sấy (than đá, dầu,
gas )
38 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.3. Kiểm tra trƣớc khi rĩt
Kiểm tra và dọn quang đường đi: đường
đi phải đủ rộng, khơng cĩ chướng ngại;
khuơn bố trí thành hàng
Kiểm tra nồi rĩt, dụng cụ gạt xỉ, trang phục
bảo hộ lao động
Kiểm tra khuơn: đường thốt hơi, cốc rĩt,
đậy khuơn, dằn khuơn
Chuẩn bị thứ tự rĩt khuơn
39 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.4. Rĩt khuơn
8.4.1. Nhiệt độ rĩt KL vào khuơn
Nhiệt độ rĩt phải hợp lý
Nếu nhiệt độ rĩt quá cao:
- Dễ cháy dính cát
- Khuơn, ruột dễ bị xĩi, lỡ
- VĐ bị co ngĩt nhiều
Nếu nhiệt độ rĩt quá thấp:
- KL khơng điền đầy khuơn (rĩt thiếu)
- Khí ở khuơn khĩ thốt ra, dễ rỗ khí
40 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.4.1. Nhiệt độ rĩt KL vào khuơn
Thơng thường nấu ở nhiệt độ cao, tháo ra
thùng rĩt, chờ giảm nhiệt độ đến mức quy
định mới rĩt: xỉ cĩ đủ thời gian nổi lên
Nhiệt độ rĩt gang xám:
- VĐ lớn, thành dày: 1220-12600C
- VĐ trung bình, thành 20-30mm: 1280-
13200C
- VĐ thành 8-15 mm: 1320-13600C
- VĐ phức tạp, thành mỏng: 14500C
Gang ra lị cần cĩ nhiệt độ cao hơn Trĩt 50
0C
41 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.4.1. Nhiệt độ rĩt KL vào khuơn
HK đồng: Trĩt= 1000-1200
0C
HK nhơm: Trĩt= 680-750
0C
Thép: Tralo= 1550-1620
0C; Trĩt= 1450-
15500C
42 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.4.2. Thời gian rĩt
Nguyên tắc: vật đúc thành mỏng phải rĩt
nhanh hơn vật đúc thành dày
Vật đúc bằng gang
Khối
lƣợng, kg
Thời gian
rĩt, s
Khối
lƣợng, kg
Thời gian
rĩt, s
3-5 2-3 100-250 12-20
5-10 3-4 250-500 20-28
10-50 4-9 500-1000 28-40
50-100 9-12 1000-5000 40-85
43 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.4.3. Trình tự thao tác rĩt khuơn
a. Gạt xỉ
Khẩn trương gạt hết xỉ ở bề mặt KL lỏng
Gạt xỉ ở phía đối diện miệng rĩt KL
Que sắt trước khi đưa vào KL phải sấy
khơ để tránh nổ, bắn tĩe
44 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
8.4.3. Trình tự thao tác rĩt khuơn
b. Rĩt khuơn
Để miệng rĩt gần cốc rĩt, khơng để quá cao
sẽ gây bắn tĩe
Dùng que gạt xỉ tì vào mặt KL lỏng sát
miệng rĩt để chắn xỉ khơng cho đi vào khuơn
Luơn bảo đảm cốc rĩt đầy để xỉ nổi lên được
Rĩt đều tay, khơng ngắt dịng. Nếu gián
đoạn, KL lỏng ở ống rĩt tụt thấp, khi rĩt tiếp
thì xỉ đã chảy vào khuơn
PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 45
b. Rĩt khuơn
Lúc đầu rĩt nhanh, về cuối giảm tốc độ rĩt
Khi đã rĩt đầy khuơn, đợi một lúc để mức KL
lỏng tụt xuống rồi lại rĩt bổ sung
Khi đã rĩt xong, xúc cát đổ vào mặt đậu rĩt,
đậu ngĩt
Khi bề mặt đậu ngĩt vừa đơng cứng, dùng
que sắt hơ nĩng chọc thủng lớp vỏ rắn
Khí ở khuơn và ruột thốt ra nhiều, cần lướt
que gạt xỉ đã nĩng đỏ qua đậu hơi, khe hở ở
mặt ráp khuơn để đốt cháy nĩ
46 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
9. PHÁ DỠ KHUƠN, RUỘT
9.1. Phá dỡ khuơn
Chờ nguội:
- Sau khi rĩt khuơn, phải chờ một thời gian
để vật đúc nguội đến một nhiệt độ nhất
định mới được phá dỡ khuơn
- Phá khuơn quá sớm: vật đúc dễ biến
dạng, nứt, biến trắng (gang xám)
- Phá khuơn quá muộn: ứ đọng khuơn trên
nền xưởng; vật đúc co nhiều, dễ nứt
47 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Nhiệt độ phá dỡ khuơn
Vật đúc bằng gang
xám
Nhiệt độ, 0C
Thành mỏng 400
Thành trung bình 500
Thành dày 600
48 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Thời gian phá khuơn
(tính từ lúc rĩt xong)
Vật đúc
dƣới 10kg
15-20 phút Vật đúc
250-500kg
2-3 giờ
Vật đúc
10-30kg
30-40 phút Vật đúc
500-
2000kg
6-8 giờ
Vật đúc
30-100kg
1 giờ Vật đúc
2000-
5000kg
12-16 giờ
Vật đúc
100-250kg
1,5 giờ
49 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Phá dỡ khuơn
Phá khuơn dùng địn rung:
- Dùng cho sản xuất nhỏ
- Mĩc khuơn lên địn; cho khí nén vào xi
lanh rung làm sụp HHLK & vật đúc ra
ngồi hịm
Sàn rung phá khuơn:
- Dùng cho sản xuất lớn
- Cĩ thể dùng khí nén hoặc lực lệch tâm để
tạo dao động rung
50 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Phá khuơn dạng rung
51 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
9.2. Phá ruột
Sản xuất nhỏ: cạo, đục tay, đục bằng khí
nén
Sản xuất lớn: thiết bị phá ruột kiểu rung
khí nén, thủy lực
52 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
10. LÀM SẠCH VẬT ĐÚC
10.1. Cắt bỏ HTR, đậu ngĩt
Sản xuất nhỏ, vật đúc nhỏ bằng gang: đập
bằng búa
Vật đúc vừa và lớn bằng gang: dùng cưa,
máy ép
Vật đúc bằng thép: dùng máy hàn, ngọn
lửa gas-ơxy
53 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
10.2. Làm sạch cát & màng oxit trên
bề mặt vật đúc
Dùng thùng quay:
- Dùng cho vật đúc cỡ nhỏ
- Cho vật đúc & những mẩu gang vụn vào
đầy khoảng 70% thể tích tang
- Cho tang quay 30-60 phút với tốc độ 20-
30 vịng/phút
- Ồn
54 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Thiết bị bắn bi
(Dạng mâm xoay)
55 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Thiết bị bắn bi
(Dạng băng tải vơ tận)
56 PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ
Các file đính kèm theo tài liệu này:
bai_giang_cong_nghe_duc_chuong_4_mot_so_phuong_phap_duc_phan.pdf