Bé c«ng TH¦¥NG
TæNG C¤NG TY THÐP VIÖT NAM
ViÖn LuyÖn kim §en
--------------------
B¸o c¸o tæng kÕt
®Ò tµi nghiªn cøu khoa häc vµ ph¸t triÓn C¤NG
NGHÖ cÊp bé
Tªn ®Ò tµi:
“NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỖN HỢP SƠN KHUÔN ĐÚC GANG
THÉP HỢP KIM CHẤT LƯỢNG CAO THAY THẾ NHẬP NGOẠI
ĐỂ ĐÚC CÁC CHI TIẾT MÁY PHỤC VỤ XUẤT KHẨU”
DFGEDFGEDFGE
C¬ quan chñ qu¶n: tæng c«ng ty thÐp vN
C¬ quan chñ tr×: ViÖn LuyÖn kim §en
Chñ nhiÖm ®Ò tµi: tHs. NGUYỄN THỊ HẰNG
6828
27/4/2008
Th¸ng 12/2007
1
Th«ng tin chung
Tªn ®Ò tµi: Nghiªn cøu chÕ t¹o hçn hîp s¬n khu«n ®óc gang, thÐp hîp kim
chÊt l−îng cao thay thÕ nhËp ngo¹i ®Ó ®óc c¸c chi tiÕt m¸y phô vô xuÊt khÈu
Thêi h¹n thùc hiÖn: 12 th¸ng (Tõ th¸ng 01/2007 ®Õn th¸ng 12/2007).
Chñ nhiÖm ®Ò tµi: Ks. NguyÔn ThÞ H»ng
ViÖn LuyÖn kim ®en, Qu¸n G¸nh, HuyÖn Th−êng TÝn, TØnh Hµ T©y,
§iÖn tho¹i: 034852026
C¬ quan chñ tr×: ViÖn LuyÖn kim ®en, Qu¸n G¸nh, HuyÖn Th−êng TÝn, Hµ T©y,
§iÖn tho¹i: 034 853255, Fax: 034769750
C¬ quan phèi hîp chÝnh
1-ViÖn Khoa häc VËt liÖu
Phã Gi¸o s−, TiÕn sü LuyÖn kim T« Duy Ph−¬ng, Chñ tr× ®Ò tµi
Tr−ëng phßng C«ng nghÖ Kim lo¹i
ViÖn Khoa häc VËt liÖu, B1, 18 Hoµng Quèc ViÖt, Hµ Néi
§iÖn tho¹i: 04 7562496, Fax : 04 7911673
2- Héi §óc LuyÖn kim Hµ Néi
3- Trung T©m §óc LuyÖn kim Hµ Néi
4- X−ëng §óc ViÖn Khoa häc VËt liÖu
5- C«ng ty Cæ phÇn C¬ khÝ x©y dùng Phóc S¬n
6- C«ng ty Cæ phÇn C¬ khÝ Mª Linh
Danh s¸ch nh÷ng ng−ßi thùc hiÖn chÝnh
1. T« Duy Ph−¬ng, P.Gi¸o s−, TiÕn sü, Tr−ëng phßng,ViÖn Khoa häc VËt liÖu
2. NguyÔn ThÞ H»ng, Kü s−, C¸n bé, ViÖn LuyÖn kim ®en
3. NguyÔn V¨n Tu©n, Kü s−, c¸n bé ViÖn Khoa häc VËt liÖu
5. TrÇn Ngäc B¸ch, Kü s− ®óc -nt-
6. NguyÔn Phóc H¶i, Ktv -nt-
7. NguyÔn §øc HuÊn, Kü s− -nt-
8. Lª Xu©n HiÒn, Ktv -nt-
9. TrÞnh V¨n B¹t, Kü s− ®óc, Gi¸m ®èc TT Trung t©m §LK Hµ Néi
10. Vò H÷u TrÝ, Kü s− ®óc -nt-
11. KiÒu ThÞ Tån, Kü s− ®óc -nt-
12. Ng« V¨n Ch−¬ng, Kü s− ®óc -nt-
13. NguyÔn ThÞ K.Ph−îng Kü s− ®óc, c¸n bé ViÖn C«ng nghÖ
14. NguyÔn §øc Minh, Kü s− luyÖn kim, P. Gi¸m ®èc XN, C«ng ty CK Hµ Néi
15. NguyÔn V©y, Kü s−, Gi¸m ®èc XÝ nghiÖp, C«ng ty TNHHNN1TV Mai §éng
2
Môc lôc
Trang
Më ®Çu 3
PhÇn I, Tæng quan vÒ ®Ò tµi 4
1.1. S¬ l−îc t×nh h×nh nghiªn cøu ®Ò tµi 4
1.2. C¬ së lý luËn ®Ó nghiªn cøu ®Ò tµi 6
PhÇn II, Néi dung vµ ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu ®Ò tµi 16
2.1. Ph−¬ng ph¸p vµ thiÕt bÞ nghiªn cøu ®Ò tµi 16
2.2. Nghiªn cøu lùa chän thµnh phÇn hçn hîp s¬n khu«n tèi −u
trªn c¬ së «xýt manhªzi 22
2.3. Nghiªn cøu c«ng nghÖ nghiÒn tuyÓn, pha chÕ hçn hîp s¬n
khu«n ®óc 26
2.4. Nghiªn cøu chÕ t¹o thö s¶n phÈm hçn hîp s¬n khu«n ®óc
hÖ manhªzi 30
2.5. Nghiªn cøu thö nghiÖm, ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ hçn hîp s¬n cho khu«n
®óc gang, thÐp hîp kim chÊt l−îng cao ë mét sè nhµ m¸y ®óc 33
PhÇn III, KÕt qu¶ nghiªn cøu ®¹t ®−îc vµ ®¸nh gi¸ kÕt qu¶ 38
3.1. Thµnh phÇn ho¸ 38
3.2 §é chÞu nhiÖt 39
3.3. C¸c tÝnh chÊt c¬ häc cña hçn hîp s¬n khu«n ®óc 44
3.4. H×nh th¸i cña líp hçn hîp s¬n khu«n 44
3.5. Ph©n tÝch ®¸nh gi¸ hiÖu qu¶ kinh tÕ, kh¶ n¨ng ¸p dông vµo
thùc tÕ s¶n xuÊt 51
PhÇn IV, KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ 53
Tµi liÖu c«ng bè vµ tham kh¶o 55
Phô bn 56
3
Më ®Çu
ChÊt l−îng vµ bÒ mÆt cña s¶n phÈm ®óc phô thuéc nhiÒu ë vËt liÖu vµ chÊt
l−îng lµm khu«n nh− c¸t vµ chÊt s¬n khu«n.
ChÊt s¬n khu«n ®−îc dïng réng r·i trong ®óc c¸c chi tiÕt gang, thÐp hîp kim
lín, thµnh dµy ®ßi hái chÊt l−îng bÒ mÆt cao. §èi víi c¸c s¶n phÈm ®óc phôc vô
xuÊt khÈu ph¶i cã yªu cÇu cao vÒ chÊt l−îng bÒ mÆt, ®é chÝnh x¸c vÒ cì kÝch h×nh
häc. ChÊt s¬n khu«n cã t¸c dông t¨ng c−êng ®é bÒn bÒ mÆt khu«n, kh«ng cho rêi
vôn t¬i c¸t, lµm t¨ng ®é chÞu nhiÖt, ng¨n ngõa sù x©m nhËp, thÈm thÊu vµ t¸c dông
cña kim lo¹i láng víi c¸t khu«n, phßng chèng vµ h¹n chÕ hiÖn t−îng ch¸y dÝnh
b¸m c¸t c¬ häc vµ ho¸ häc ë vËt ®óc.
Víi nh÷ng lo¹i khu«n c¸t nhùa furan tù ®«ng cøng, khu«n c¸t tr¾ng n−íc
thuû tinh tù cøng hoÆc ho¸ cøng b»ng khÝ CO2 vv... ng−êi ta dïng lo¹i hçn hîp s¬n
khu«n kh« nhanh víi dung m«i hoµ tan lµ cån c«ng nghiÖp, t«luen, xylen, x¨ng,
hoÆc dÇu ho¶ ®Ó cã thÓ tù kh« hoÆc ®èt ch¸y lµm kh« nhanh phï hîp víi yªu cÇu
cña s¶n xuÊt khu«n ®óc b¶o ®¶m n¨ng suÊt vµ chÊt l−îng.
HiÖn nay chÊt s¬n khu«n ®óc ®−îc chÕ t¹o vµ cung cÊp bëi c¸c h·ng chuyªn
s¶n xuÊt vµ kinh doanh nh− FOSECO (Anh Quèc) TÕ Nam (Trung Quèc), §µi
Loan ...vv, chÊt l−îng tèt vµ æn ®Þnh, nh−ng gi¸ thµnh cao vµ ph¶i nhËp lín.
§Ó chÕ t¹o ®−îc chÊt s¬n khu«n tõ nguyªn liÖu trong n−íc ®¹t chÊt l−îng,
thay thÕ nhËp ngo¹i, gi¸ thµnh thÊp, phôc vô kÞp thêi cho s¶n xuÊt c¸c mÆt hµng
gang, thÐp hîp kim, ®Ò tµi tËp trung nghiªn cøu c«ng nghÖ chÕ t¹o hçn hîp s¬n
khu«n ®¹t chÊt l−îng t−¬ng ®−¬ng ngo¹i nhËp. VÊn ®Ò träng t©m cÇn gi¶i quyÕt lµ
c«ng nghÖ nghiÒn tuyÓn bét manhªzi ®¹t ®é mÞn kho¶ng 15-30 µm vµ c«ng nghÖ
pha chÕ t¹o dung dÞch hçn hîp s¬n khu«n.
Môc tiªu cña ®Ò tµi lµ:
- Nghiªn cøu t×m ra c«ng nghÖ chÕ t¹o hçn hîp bÒn nhiÖt cao, chèng dÝnh
b¸m tõ vËt liÖu chÞu löa cã ë ViÖt Nam ®Ó lµm chÊt s¬n khu«n ®óc c¸c chi tiÕt
m¸y b»ng gang, thÐp hîp chÊt l−îng cao.
- TriÓn khai chÕ t¹o hçn hîp s¬n khu«n ®óc æn ®Þnh, gi¸ thµnh thÊp cung
cÊp cho c¸c nhµ m¸y ®óc hµng xuÊt khÈu.
4
PhÇn I, Tæng quan vÒ ®Ò tµI
1.1. S¬ l−îc t×nh h×nh nghiªn cøu ®Ò tµI
1.1.1. T×nh h×nh nghiªn cøu ë n−íc ngoµi
§Ó ®óc c¸c lo¹i gang, thÐp hîp kim cao; ®Æc biÖt lµ thÐp bÒn nhiÖt, chÞu mµi
mßn nh− thÐp cr«m, mangan, th× khu«n ®óc c¸c lo¹i thÐp nµy ph¶i ®−îc s¬n phñ,
b¶o vÖ bÒ mÆt ®Ó chèng ch¸y c¸t víi kim lo¹i láng dÉn ®Õn thÊm c¸t vµo kim lo¹i,
t¹o ra biÕu lµm háng s¶n phÈm. C¸c chÊt s¬n khu«n th−êng lµ c¸c «xýt cã nhiÖt ®é
nãng ch¶y cao nh− ZrO2.SiO2 (1900-1995OC), FeO.Cr2O3 ( 2180OC), MgO
( 1900oC), Al2O3 ( 2030OC ) vµ Cr2O3 ( 2265OC).
HiÖn nay trªn thÕ giíi cã rÊt nhiÒu lo¹i chÊt s¬n khu«n hÖ graphÝt, zec«ni,
cr«mÝt, «livin, manhªzi dïng cho ®óc c¸c lo¹i gang vµ thÐp hîp kim kh¸c nhau.v.v.
xem b¶ng 1:
B¶ng 1, C¸c lo¹i chÊt s¬n khu«n ®óc gang, thÐp hîp kim ®ang hiÖn hµnh
TT. Hçn hîp s¬n khu«n ChÊt pha Sö dông cho ®óc
1. Zec«ni Cån ThÐp
2. Zec«ni N−íc ThÐp
3. Nh«m-Silic¸t Cån Gang x¸m vËt nÆng
4. Serisite Cån Gang, Nh«m, kim lo¹i mµu
5. Serisite N−íc Gang, Nh«m, kim lo¹i mµu
6. Cr«mÝt Cån ThÐp vµ hîp kim
Cr«mmanhªzi Cån ThÐp vµ hîp kim
7. Cr«mÝt H
3PO4
ThÐp vµ hîp kim cao
Cr«mmanhªzi H3PO4
ThÐp vµ hîp kim cao
8. Manhªzi H3PO4 ThÐp vµ hîp kim cao
ë Anh vµ Ên §é cã c¶ nh÷ng C«ng ty chuyªn s¶n xuÊt, kinh doanh c¸c chÊt
s¬n khu«n ®óc nh− Foseco International Lt® Ên §é, Feseco mould coating Ceramol
Anh. Mét sè lo¹i s¬n khu«n ®óc cña Trung Quèc, §µi Loan, Hµn Quèc, óc, Anh, Ên
§é .v.v. H·ng FOSECO (Anh, Ên §é, Th¸i Lan) ®· cung cÊp trªn thÞ tr−êng ViÖt
Nam chÊt s¬n khu«n DM cã tû träng 1,6 g/ml dïng ®Ó s¬n khu«n ®óc gang. ChÊt
s¬n khu«n L.E.N cã tû träng 1,6 g/ml dïng cho s¬n khu«n ®óc thÐp mangan cao.
ChÊt s¬n khu«n Z cã tû träng 2,0 g/ml dïng cho thÐp hîp kim. H·ng TÕ Nam -
Trung Quèc cã c¸c lo¹i s¬n khu«n nh− sau (xem b¶ng 2):