intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Bài giảng Chế tạo phôi: Chương 4 - Phan Huy Lê

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:25

Thêm vào BST
Báo xấu
1
lượt xem 0
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng "Chế tạo phôi" Chương 4 - Đúc các hợp kim, được biên soạn với các nội dung chính sau: Tính đúc của hợp kim; Cơ sở thiết kế đúc các hợp kim; Cơ sở thiết kế đúc đặc biệt; Thiết bị nấu chảy kim loại đúc phôi;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng Chế tạo phôi: Chương 4 - Phan Huy Lê

  1. CHƯƠNG 4- ĐÚC CÁC HỢP KIM  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  2. Chương 4: đúc các hợp kim 4.1 Tính đúc của hợp kim 4.2 Cơ sở thiết kế đúc các hợp kim 4.3 Cơ sở thiết kế đúc đặc biệt 4.4 Thiết bị nấu chảy kim loại đúc phôi  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  3. 4.1. Tính đúc của các hợp kim Để đánh giá chúng là dễ, thuận tiện hoặc khó, khi đúc người ta đưa ra khái niệm về tính công nghệ đúc hay gọi tắt là tính đúc. Tính đúc gồm nhiều yếu tố , người ta xét những yếu tố cơ bản sau : Tính chảy loãng : là khả năng của hợp kim điền đầy vào lòng khuôn đúc bảo đảm chính xác và rõ nét đồng thời tạo ra vật đúc có chất lượng tốt. Tính co:co là đặc tính rõ nét nhất của kim loại khi chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái đặc. Hợp kim đúc khi đông đặc bị co thể tích và chiều dài Tính thiên tích:là sự không đồng đều về thành phần hoá học trong từng vùng hoặc nội bộ hạt tinh thể Tính hoà tan khí :đa số các kim loại và hợp kim khi nấu chảy cũng như khi rót vào khuôn đều tác dụng mãnh liệt với các loại khí của môi trường xung quanh. quá trình đó phụ thuộc vào loại hợp kim, loại khí và điều kiện nhiệt độ,áp suất. Những khí có sẵn trong môi trường như O2H2,N2,CO2, hơi nước ...  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  4. 4.1. Tính đúc của các hợp kim Tính chảy loãng Tính chảy loãng phụ thuộc vào: - Nhiệt độ của hợp kim lỏng - Thành phần hoá học, độ nhớt, sức căng bề mặt, đặc trưng kết tinh. - Khuôn đúc; vật liệu làm khuôn; độ bóng bề mặt lòng khuôn; tính dẫn nhiệt; tính thấm ướt. Ngoài ra còn phụ thuộc vào điều kiện rót; áp suất kim loại; cấu trúc hệ thống rót; phương pháp rót ..  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  5. 4.1. Tính đúc của các hợp kim Tính co Hợp kim đúc khi đông đặc bị co thể tích và chiều dài, xác định lượng co đó theo công thức sau Co : v=(Vlk-Vvđ ) /Vvđ.100% Co chiều dài: L=(Llk-Lvđ ) /Lvđ.100% trong đó : Vlk ,Llk :thể tích và chiều dài lòng khuôn Vvđ ,Lvđ :thể tích và chiều dài vật đúc t00 →t01 V1=V0[1-v(t0 - t1)] trong đó V1:thể tích của vật ở nhiệt độ t1 Vo:thể tích của vật ở nhiệt độ t0 v:hệ số nén nhiệt đặc trưng cho sự thay đổi thể tích của vật khi nguội đi 100C  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  6. 4.1. Tính đúc của các hợp kim Tính thiên tích (segregation) tính thiên tích :là sự không đồng đều về thành phần hoá học trong từng vùng hoặc nội bộ hạt tinh thể +Thiên tích vùng (macrosegregation)xảy ra do khối lượng riêng của các pha đặc hình thành hoặc do các nguyên tố hợp kim đông đặc khác nhau di chuyển theo hai yếu tố : -Yếu tố khối lượng riêng: HK đúc thường có một số nguyên tố HK có khối lượng riêng khác nhau. -Yếu tố áp lực :Khi hình thành các tổ chức (dung dịch đặc, hỗn hợp cơ học , hợp chất hoá học ) chúng cũng có đặc tính riêng về thông số hoá lý khác nhau.  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  7. 4.1. Tính đúc của các hợp kim +Thiên tích hạt (microsegregation): Do sự khác nhau trong thông số mạng tinh thể của các nguyên tố hợp kim. Và khả năng hòa tan giữa các nguyên tố là có hạn Kết tinh theo mạng tinh thể > sai khác trong nội bộ hạt tinh thể Phương truyền nhiệt >> hướng của hạt tinh thể >> gây thiên tích nhiều hơn Thiên tích hạt dễ gây nên các vết nứt nóng trong quá trình đúc Ảnh chụp SEM, EPMA phân tích hàm lượng của Fe, Mg and Si khi hàn laser hợp kim nhôm A6061 https://www.sciencedirect.com/topics/engineering/microsegregation  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  8. 4.1. Tính đúc của các hợp kim Tính hòa tan khí Đa số các kim loại và hợp kim khi ở thể lỏng>>> Hòa tan khí Quá trình hòa tan phụ thuộc vào: loại hợp kim, loại khí và điều kiện nhiệt độ,áp suất. Khi KL/Hợp kim chuyển sang thể rắn >>Khí hoà tan được giải phóng dạng bong bóng Tuy nhiên nếu việc thoát khí kém thì 1 phần bóng khí bị giữ lại và tạo nên rỗ khí  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  9. 4.1. Tính đúc của các hợp kim Tính hòa tan khí - Khí O2 có không hoà tan ở trạng thái lỏng và đặc trong nhóm kim loại như Al, Mg; có thể hoà tan trong trạng thái lỏng với lượng lớn kim loại như:Fe,Cu,Ni... - Khí H2 có thể hoà tan để tạo nên dung dịch với Al,Fe.. - Khí N2 : các nguyên tố HK như Ti,Cr,Mn,Fe hoà tan N2 ở trạng thái lỏng và tạo thành dung dịch đặc và nitrit Khí hoà tan khi đó tạo nên dạng bong bóng để thoát ra khỏi vật đúc trong giai đoạn kết tinh. Tuy nhiên nếu việc thoát khí kém thì 1 phần Nồng độ hòa tan của Hidro trong KL bóng khí bị giữ lại và tạo nên rỗ khí >> thiết kế vật đúc, khuôn tác động lớn đến khả năng thoát khí  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  10. 4.2 Cơ sở thiếtFe - C đúc các hợp kim PHÂN LOẠI HỢP KIM kế Đúc gang Fe – C (Fe-Fe3C) Thép C (C2,14%) Thép Thép Gang Gang trước Thép sau trước Gang sau cùng cùng cùng cùng cùng cùng tích tích tích tinh tinh tinh C (=) C (=) 0,8% 0,8% 0,8% 4,43% 4,43% 4,43%  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  11. 4.2 Cơ sở thiết kế đúc các hợp kim Đúc gang - Tổ chức của C trong gang:Xementit hoặc than chì. GANG là hợp kim Fe- C, hàm lượng - Đặc tính của gang phụ thuộc vào dạng cacbon và C từ 2,14% ~ 6,67%. nền: tổ chức, hình dạng Nền của gang xám có - Cacbon càng nhiều thì khả năng graphit hoá càng mạnh, nhiệt độ nóng chảy càng của cacbon: Fe3C thể là: ferit, pherit - giảm → tăng tính đúc. Nhưng tăng hàm hay graphit peclit , peclit lượng cacbon sẽ làm giảm độ bền, tăng dòn. Vì vậy trong gang xám chẳng hạn, hàm lượng cacbon giới hạn từ 2,8  3,5% . - Tạp chất S và P làm hại đến cơ tính của gang. Nên hàm lượng S thấp: 0,1  0,2%S - Cùng với C, nguyên tố Si thúc đẩy sự Nhưng nguyên tố P phần nào làm tăng tính graphit hoá, nghĩa là phân huỷ Fe3C thành chảy loãng, tăng tính chống mài mòn do đó Fe và cacbon tự do khi kết tinh. có thể hàm lượng đến 0.4-0.5% P . - Ngược lại Mn lại cản trở sự graphit hoá nhằm tạo ra Fe3C của gang trắng.  Lượng Si thay đổi trong gang ở giới hạn từ 1,5  3,0 còn Mn thay đổi tương ứng với Si ở giới hạn 0,5  1,0% .  Có thể tăng cơ tính nền gang bằng một số nguyên tố hợp kim khác (Cr, V, Mo...)  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  12. 4.2 Cơ sở thiết kế đúc các hợp kim  Gang trắng chỉ hình thành khi có hàm Gang Trắng Gang Xám lượng C, Mn… thích hợp và với điều kiện nguội nhanh ở các vật đúc thành mỏng, GANG nhỏ Gang trắng là loại gang mà hầu hết Gang Cầu Gang Dẻo cacbon ở dạng liên kết hóa học Fe3C  Khống chế % Si, tăng tốc độ nguội để giữ cacbon ở dạng liên kết  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  13. 4.2 Cơ sở thiết kế đúc các hợp kim - Gang xám là loại gang mà hầu hết C ở dạng graphit. Nhờ có vậy nên mặt gãy có màu xám ➢ Tổ chức tế vi của gang xám gồm: nền cơ sở và các garaphit dạng tấm Nền của gang xám có thể là: ferit, pherit - peclit , peclit Cơ tính của gang xám phụ thuộc vào hai yếu tố: * Tổ chức của nền: độ bền của nền tăng lên từ nền pherit đến peclit * Số lượng, hình dạng và phân bố graphit. GX Ferit Gang xám có độ bền nén cao nhưng bền kéo kém, chịu mài mòn tốt, đặc biệt có tính đúc tốt Ký hiệu : GX xx-yy kéo = 150 N/mm2 xx = hai con số chỉ độ GX 15- 32 bền kéo uốn = 320 N/mm2 yy = hai con số chỉ độ GX Ferit-Peclit  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204 bền uốn
  14. 4.2 Cơ sở thiết kế đúc các hợp kim - Gang xám là loại gang mà hầu hết C ở dạng graphit. Nhờ có vậy nên mặt gãy có màu xám Tính toán mẻ liệu đúc gang a) Vật liệu nấu chảy GX. ➢ Vật liệu KL: Gang thỏi – X % Gang,thép vụn – Y % Gang phế liệu – Z % ➢ Nhiên liệu: Chiếm khoảng 20% mẻ liệu ➢ Chất trợ dung: Dùng để tạo xỉ trong quá trình nấu gang. Chất trợ dung thường dùng là đá vôi CaCO3 chiếm khoảng 2 ÷ 7 % mẻ liệu b) Tính toán mẻ liệu. X% + Y% + Z% = 100% 3 phương trình Si X% + Si Y% + Si Z% = Sivđ / (1-Sich) 100% và 3 ẩn số Mn X% + Mn Y% + Mn Z% = Mnvđ / (1-Mnch) 100%  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  15. 4.2 Cơ sở thiết kế đúc các hợp kim Gang - Gang cầu là loại gang có thể có tổ chức như gang xám, nhưng graphit có dạng thu nhỏ thành hình cầu Cầu Ký hiệu: Gang cầu: GC xx-zz (Liên xô: Bч xx-yy) xx = chỉ độ bền kéo yzz = chỉ độ dãn dài tương đối  % kéo = 420 N/mm2 GC 42-12  = 12 % SiO2 + 2Mg = Si + 2 MgO Ứng dụng:  Để có tổ chức gang cầu, phải nấu chảy gang Chế tạo các chi tiết máy trung bình và xám và dùng phương pháp biến tính đặc biệt (Mg) lớn, hình dạng phức tạp, chịu tải lớn, chịu gọi là cầu hoá để tạo ra graphit hình cầu. Kết quả va đập. là cũng trên các nền tương tự như gang xám với grathit cầu ta có: độ dẻo  = 5  15%; (Trục khuỷu, Trục cán…) độ bền kéo k = 400 - 1000N/mm2 .  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  16. 4.2 Cơ sở thiết kế đúc các hợp kim Gang Gang dẻo là loại gang chế tạo từ gang trắng bằng phương pháp nhiệt luyện (Ủ) Dẻo Fe3C To ủ Peclit + Ccụm Tính chất: Ứng dụng - Độ bền cao, - Giá thành cao do khó đúc hơn và thời gian ủ lâu. - Độ dẻo lớn nhờ Graphit phân huỷ từ Fe3C trong gang trắng tạo - Chế tạo các chi tiết phức tạp, nên dạng cụm. thành mỏng. Ký hiÖu: GZ xx-yy (Liªn x«: Kч xx-yy) xx = chỉ độ bền kéo yy = chỉ độ dãn dài tương đối % kéo = 370 N/mm2 GZ 37-12  = 12 %  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  17. 4.2 Cơ sở thiết kế đúc các hợp kim - Nhôm là kim loại nhẹ Loại biến dạng Loại đúc Ứng dụng - Khối lượng riêng nhẹ: khoảng 2,7g/cm3 1xxx Al sạch 1xx.x Al thỏi Giấy nhôm, thùng - Có tính dẫn điện, dẫn nhiệt cao (>99%) chống ăn mòn - Chống ăn mòn tốt 2xxx Al-Cu 2xx.x Al-Cu Chi tiết máy bay... - Nhiệt độ nóng chảy: 6600C hoặc Al- - Độ bền thấp:  = 60N/mm2 Cu-Mg - Độ cứng thấp: (HB = 25 → mềm), nhưng dẻo cao 3xxx Al-Mn 3xx.x Al-Si-Mg Dụng cụ thực - Trên bề mặt của nhôm có một lớp ôxyt bảo vệ hoặc Al- phẩm... chống ăn mòn trong môi trường không khí ở Si-Cu nhiệt độ bình thường. Lớp ôxyt nhôm này luôn 4xxx Al-Si 4xx.x Al-Si Block động cơ luôn tự hình thành trên bề mặt nhôm do tác 5xxx Al-Mg 5xx.x Al-Mg Khung kết cấu, dụng với không khí. thùng 6xxx Al-Mg-Si 6xx.x Không có Kết cấu độ bền cao + 3 nhóm nhôm: A999: 99,999% Al → 7xxx Al-Zn-Mg 7xx.x Al-Zn Kết cấu độ bền cao loại tinh khiết hoặc Al- A995, A99, A97 và A95: 99,995 Zn-Mg-Cu - 99,95% Al → loại có độ sạch cao 8xxx Al-các 8xx.x Al-Sn A85, A8, A7, ... A0: nguyên tố 99,85 - 99% Al → nhôm kỹ thuật khác Ký hiệu nhôm và hợp kim nhôm theo tiêu chuẩn của Mỹ  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  18. 4.2 Cơ sở thiết kế đúc các hợp kim Nh«m vµ hîp kim Nh«m:  Al có tính đúc tốt: Tonc Al = 660oC.  Độ chảy loãng cao  Dễ đúc.  Co lớn:  = 7%  Khó đúc, dễ bị thiếu hụt, cong vênh.  Tính thiên tích lớn vì trong Al có các ng/tố khác nặng hơn.  Chủ yếu đúc trong khuôn KL và đúc dưới áp lực Nồng độ hòa tan của Hidro trong KL  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  19. 4.2 Cơ sở thiết kế đúc các hợp kim Nh«m vµ hîp kim Nh«m: Alloy Si Cu Mg Mn EN 1706 AA Chemical symbol Numerical AlCu4MgTi (a) 4.2 0.15 21100 204.0 0.20 5.0 0.35 0.10 AlCu4MnMg 4.0 0.15 0.20 21200 206.0 0.10 5.0 0.50 0.50 AlSi7Mg03 6.5 0.25 42100 A356.0 7.5 0.05 0.45 0.10 AlSi7Mg06 6.5 0.45 42200 357.0 7.5 0.05 0.70 0.10 AlSi10Mg 43000 9.0 0.20 360.0 11.0 0.05 0.45 0.45 AlSi10MnMg 9.0 0,10 0.40 43500 365.0 11.5 0.05 0.60 0.80 AlSi12(b) 10.5 44100 B413.0 13.5 0.05 0.45 0.10 AlSi9Cu3(Fe) 8.0 2.0 0.15 46000 333.0 11.0 4.0 0.55 0.55 AlSi8Cu3 7.5 2.0 0.05 0.15 46200 333 9.5 3.5 0.55 0.65 AlSi7Cu3Mg 6,5 3.0 0.30 0.20 46300 320.0 8.0 4.0 0.60 0.65 AlMg3 2.5 51100 514.0 0.55 0.05 3.5  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
  20. 4.3 Cơ sở thiết kế đúc đặc biệt Đúc áp lực (die casting) ƯU ĐIỂM •Đúc được vật phức tạp, thành mỏng (15 mm), đúc được các loại lỗ có k/t nhỏ. •Độ bóng và độ c/x cao •Cơ tính vật đúc cao nhờ mật độ vật đúc lớn. •Cơ tính vật đúc cao nhờ mật độ vật đúc lớn. NHƯỢC ĐIỂM •Ko dùng được lõi cát vì dòng chảy có áp lực lớn  Hình dạng lỗ hoặc mặt trong phải đơn giản. •Khuôn chóng bị mài mòn do dòng chảy áp lực của HK ở to cao. Ứng dụng:……………………………………  DWE Department of Welding and Metal Technology /.  Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam / Tel.: +84. (04). 8692204
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2437 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright ©2025 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
13=>1