Đồ án: nghiên cứu sử dụng thuỷ tinh lỏng để làm khuôn, ruột theo công nghệ CO2 ở công ty Phúc Sơn

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

L i nói đ u

ờ

ầ

r t lâu đ i. Ngành đúc là m t ngành không Ngành đúc ra đ i và phát tri n t ờ ể ừ ấ ờ ộ

th thi u, nó đ ế ể ượ ứ ề c ng d ng r ng rãi trong các nghành công nghi p v i nhi u ụ ệ ộ ớ

tính năng và công d ng khác nhau. ụ

c đ c tr ng b i hai nhân t Công ngh s n xu t Đúc đ ệ ả ấ ượ ặ ư ở ố ơ ả ậ ậ c b n: K thu t v t ỹ

li u và k thu t khuôn. K thu t làm khuôn g n li n v i v t li u làm khuôn và ớ ậ ệ ề ệ ậ ậ ắ ỹ ỹ

công ngh làm khuôn. Chúng quy t đ nh ch t l ế ị ấ ượ ệ ộ ng khuôn, ru t và cũng là m t ộ

c b n quy t đ nh ch t l trong nh ng nhân t ữ ố ơ ả ế ị ấ ượ ng v t đúc. ậ

Tr c đây các s n ph m đúc đ c s n xu t ch y u theo công ngh khuôn, ướ ả ẩ ượ ả ủ ế ệ ấ

ru t cát sét v i nh ng yêu đi m n i b t nh tính t o hình t ể ổ ậ ư ữ ạ ộ ớ ố ậ t, d làm khuôn, v t ễ

li u r s n có. Nh ng cũng có m t s khuy t đi m nh h n h p cát – sét có đ ệ ẽ ẵ ộ ố ư ỗ ư ế ể ợ ộ

t đúc. b n không cao, đ m cao, đ thông khí kém nên d gây khuy t t ề ộ ẩ ế ậ ễ ộ

ự ủ Ngày nay ngành đúc đang d n hoàn thi n, c i ti n, áp d ng các thành t u c a ệ ả ế ụ ầ

khoa h c k thu t vào s n xu t. Nh s phát tri n m ng m c a khoa h c k ờ ự ọ ỹ ẽ ủ ọ ỹ ể ậ ả ấ ạ

thu t đ c bi ậ ặ ệ ạ t là ngành công nghi p hoá h c, sinh h c. Vi c s d ng các lo i ệ ử ụ ệ ọ ọ

ấ ch t dính m i thay th đ t sét nh nhóm ch t dính h u c g m nh a, d u. Ch t ữ ơ ồ ế ấ ư ự ấ ấ ầ ớ

dính vô c nh thu tinh l ng. Ch t dính thu tinh l ng đã đ c s d ng khá ơ ư ấ ỏ ỏ ỷ ỷ ượ ử ụ

ph bi n trong các x ng đúc, đáp ng đ ổ ế ưở ứ ượ c các yêu c u v công ngh nh đ ề ệ ư ộ ầ

ng s n ph m đúc cao. Tuy nhiên cũng b n c a h n h p cao, ít sinh khí, ch t l ề ủ ỗ ấ ượ ợ ả ẩ

ủ g p m t s v n đ khó khăn nh khó tái sinh cát, tính phá r kém, tu i xuân c a ặ ộ ố ấ ư ề ỡ ổ

h n h p không cao. ỗ ợ

i và t ng lai c a ngành đúc là kh năng thích V i xu h ớ ướ ng phát tri n hi n t ể ệ ạ ươ ủ ả

ng, năng xu t, ch t l ng, ti t ki m nguyên v t li u và đ m b o v sinh môi ứ ấ ượ ấ ế ậ ệ ệ ệ ả ả

tr ng. Đ thoã mãn nh ng yêu c u đó trong lĩnh v c ch t o khuôn, ru t đúc ườ ế ạ ự ữ ể ầ ộ

CNVL_4 - - ĐHBK–Hà N iộ 1

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

thì vi c nghiên c u và ng d ng công ngh ch t o khuôn ruôt theo công ngh ệ ế ạ ứ ứ ụ ệ ệ

CO2 là hêt s c c n thi t. ứ ầ ế

Đ án nghiên c u s d ng thu tinh l ng đ làm khuôn, ru t theo công ngh ứ ử ụ ể ồ ỏ ộ ỷ ệ

CO2 công ty Phúc S n nh m tìm ra thành ph n h n h p h p lý đ làm khuôn, ở ể ằ ầ ơ ỗ ợ ợ

ru t cho t ng lo i s n ph m c th nh m góp ph n nâng cao ch t l ụ ể ạ ả ấ ượ ừ ẩ ằ ầ ộ ậ ng v t

đúc, gi m lãng phí nguyên v t li u ch t o h n h p làm khuôn, ru t, h giá ậ ệ ế ạ ả ạ ỗ ợ ộ

thành s n ph m. Đ ng th i đ tài góp ph n kh ng đ nh các giá tr có ý nghĩa ờ ề ẩ ả ẳ ầ ồ ị ị

khoa h c trong lý thuy t công ngh CO ế ệ ọ

ng Đ án g m 4 ch ồ ồ ươ

Ch ươ ng I: T ng quan v h n h p đóng r n ngu i trên c s thu tinh l ng. ắ ề ỗ ơ ở ổ ợ ộ ỏ ỷ

Ch ng II: C s lý thuyêt thi t k đúc. ươ ơ ở ế ế

Ch ng III: Đ i t ng, n i dung và ph ng pháp nghiên c u. ươ ố ượ ộ ươ ứ

Ch ng IV: Kh o sát công ngh ch t o chi ti t búa nghi n bi. ươ ệ ế ạ ả ế ề

Do th i gian có h n nên đ án có nhi u khuy t đi m, thi u sót, r t mong các ề ế ể ế ạ ấ ờ ồ

th y giáo, cô giáo, các b n đ ng nghi p đóng góp ý ki n đ hoàn thi n h n. ệ ế ể ệ ạ ầ ồ ơ

Chúng em xin chân thành c m n các th y cô giáo trong b môn V t Li u và ả ơ ệ ầ ậ ộ

Công ngh Đúc, t p th cán b công nhân viên công ty Phúc S n, các k s ỹ ư ể ệ ậ ộ ơ

phòng thí nghi m. Đ c bi t PGS.TS Đinh Qu ng Năng đã t n tình h ệ ặ ệ ả ậ ướ ẫ ng d n

giúp đ chúng em hoàn thành đ án này. ỡ ồ

Hà n i ngày…tháng…năm2008 ộ

Nhóm sinh viên th c hi n: ự ệ

Ngu n vănD ng. ươ ễ

Mai h ng Quân. ồ

Lê hoài Nam.

CNVL_4 - - ĐHBK–Hà N iộ 2

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

CH NG I ƯƠ

T NG QUAN V H N H P LÀM KHUÔN

Ề Ỗ

Ợ

Ổ

ĐÓNG R N NGU I Ộ Ắ

1.1. KHÁI QUÁT CHUNG V H N H P ĐÓNG R N HÓA H C Ề Ỗ Ợ Ọ Ắ

H n h p đóng r n hóa h c là tên g i chung c a các lo i h n h p khác ạ ỗ ủ ắ ỗ ợ ọ ợ ọ

cát-sét. D a vào đ c tính đóng r n mà ng i ta phân chia chúng thành ba lo i: ự ặ ắ ườ ạ

- H n h p đóng r n nóng (Hot – Box và Warm – Box) ắ ỗ ợ

c ng (No Bake hay Self Setting) - H n h p t ỗ ợ ự ứ

- H n h p đóng r n ngu i (Cold – Box) ắ ộ ỗ ợ

ồ H n h p đóng r n nóng dùng trong công ngh khuôn v m ng. Nó g m ỏ ỏ ệ ắ ỗ ợ

có cát s ch, nh a và ch t đóng r n, ho c cát và nh a. Tùy lo i nh a mà khi ự ự ự ấ ạ ắ ặ ạ

OC s có ph n ng đóng r n nh a liên

180 - 280 nung h n h p đ n nhi ợ ế ỗ t đ t ệ ộ ừ ả ứ ự ẽ ắ

k t các h t cát l ế ạ ạ ớ ắ i v i nhau thành m t kh i. u đi m c a h n h p đóng r n ố Ư ể ủ ộ ỗ ợ

nóng là h n h p có đ b n cao, khuôn ru t có đ chính xxác cao, tính phá d ộ ề ỗ ợ ộ ộ ỡ

t ố t, v t đúc không b r cát, không b r khí, b m t nh n đ p, đ chính xác ị ỗ ề ặ ị ỗ ẹ ậ ẵ ộ

cao, d c khí hóa và t đ ng hóa quá trình ch t o khuôn ru t. Nh ễ ơ ự ộ ế ạ ộ ượ c đi m là ể

ng, gây đ c h i cho công nhân, có mùi khó ch u. M u và làm ô nhi m môi tr ễ ườ ạ ẫ ộ ị

h p ru t ph i b ng kim lo i. T n năng l ộ ả ằ ạ ộ ố ượ ng nung nóng m u và h p ru t. Giá ẫ ộ ộ

thành nh a cao. Ch đúc đ c v t đúc có thành m ng và không l n. ự ỉ ượ ậ ỏ ớ

H n h p t c ng đ ợ ự ứ ỗ ượ ặ c ch t o trên c s ch t dính th y tinh l ng ho c ơ ở ấ ế ạ ủ ỏ

xi măng ho c nh a, ho c d u. u đi m c a công ngh làm khuôn ru t t ặ ầ Ư ể ộ ừ ỗ h n ủ ự ệ ặ

h p lo i này là có th dùng m u và h p ru t b ng g , d c khí hóa và t ợ ỗ ễ ơ ộ ằ ể ẫ ạ ộ ự

CNVL_4 - - ĐHBK–Hà N iộ 3

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

đ ng hóa, ch t l ộ ấ ượ ng khuôn cao. Hi n nay trên th gi ệ ế ớ ỗ i ph bi n s d ng h n ổ ế ử ụ

c ng cát- h p t ợ ự ứ c ng trên c s ch t dính th y tinh l ng và nh a. H n h p t ủ ơ ở ấ ợ ự ứ ự ỏ ỗ

th y tinh l ng không gây đ c h i, không có mùi, có th đúc đ ủ ể ạ ộ ỏ ượ c các v t đúc ậ

b t c h p kim đúc nào. Tuy nhiên ch t đóng r n ester đ t và l n thành dày t ớ ừ ấ ứ ợ ấ ắ ắ

2S, xi

khó ki m. N u s d ng các ch t đóng r n khác nh các ch t ch a C ử ụ ư ư ế ế ấ ắ ấ

măng, Fe-Si thì h n h p khó tái sinh cát. H n h p t ợ ự ứ ự c ng trên c s cát nh a ơ ở ỗ ợ ỗ

r t ph bi n vì có th tái sinh cát đ n 90%. Ch t dính ph bi n là nh a Furan ấ ổ ế ổ ế ự ể ế ấ

ít đ c h i. Ch t đóng r n là axit. H n h p làm ra ph i làm khuôn ngay. Nh ộ ạ ấ ắ ả ỗ ợ ượ c

đi m l n nh t c a lo i h n h p này là n u dùng lo i nh a có ch a nhi u Ni ạ ỗ ấ ủ ự ứ ế ề ể ạ ớ ợ

t ơ ẽ ợ s gây r khí. Khuôn ru t làm ra đ lâu d hút m. Đ b n c a h n h p ể ộ ề ủ ễ ẩ ỗ ộ ỗ

nh h n h n h p đóng r n nóng. ợ ỏ ơ ắ ỗ

ớ H n h p đóng r n ngu i là h n h p sau khi d m ch t khuôn xong m i ợ ắ ằ ạ ộ ỗ ợ ỗ

th i ch t đóng r n vào. H n h p này có hai d ng là h n h p trên c s cát ơ ở ắ ấ ạ ổ ỗ ợ ỗ ợ

2. H n h p cát-th y tinh l ng, khuôn ủ

nh a, khuôn làm xong đ c th i khí SO ự ượ ổ ỗ ợ ỏ

2. u đi m c a công ngh này là tu i xuân

c th i khí CO d m ch t xong đ ặ ằ ượ ổ Ư ể ủ ệ ổ

đ ng hóa, đ c a h n h p cao, th i gian đóng r n nhanh, d c khí hóa và t ủ ỗ ễ ơ ắ ợ ờ ự ộ ộ

t r khí, r cát. b n khuôn cao, đ chính xác khuôn cao, ít gây khuy t t ề ế ậ ỗ ộ ỗ

2 hay công ngh h p ngu i – Col Box. Công ngh này ra

Khi làm khuôn trên c s h n h p cát-thu y tinh l ng đóng r n b ng CO ơ ở ỗ ắ ằ ợ ỏ ỉ

g i là công ngh CO ọ ệ ệ ộ ệ ộ

ânh vào năm 1950 và nhanh ch ng đ c s d ng c trên th đ i t ờ ừ ố ượ ử ụ ở nhi u n ề ướ ế

gi i. n c ta công ngh này m i phát tri n t nh ng năm 90 c a th k 20. ớ Ở ướ ể ừ ữ ế ỷ ủ ệ ớ

1.2. H N H P ĐÓNG R N NGU I TRÊN C S TH Y TINH L NG Ợ Ỗ Ộ Ắ Ơ Ở Ủ

Hỗn hợp làm khuôn đóng rắn ngu iộ đ

n c trên th gi i đ c bi t là ch t dính thu ướ ế ớ ặ ệ ấ ỏ

vi c s d ng ch t dính b ng 1.1. ệ ử ụ ấ ỏ ỷ Ỏ ổ ế nhi u ề c s d ng r t ph bi n ở ượ ử ụ ấ ỷ tinh l ng và nh a xem s li u ố ệ ở ự ự ố ệ ở ả

thu tinh l ng và nh a xem s li u

CNVL_4 - - ĐHBK–Hà N iộ 4

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Thu tinh l ng ự ỷ ỏ dùng cho

N cướ

Nh a dùng cho đóng r nắ ngu iộ

Thu tinh ỷ l ng dùng ỏ cho Công nghệ CO2 Công nghệ v i este ớ Các công ngh khác ệ

Pháp CHLBĐ cứ ý Th y sĩụ Anh Mỹ

7.000 6.000 1.900 3.500 1.200 10.000 10.000 9.000 5.200 600 100.000 1.200 27.600 20.000 800 800 1.300 1.200 1.200 9.000 6.000 200 6.000 4.100 28.800 1.200 3.400 3.400

B ng 1.1 Nhu c u v ch t dính thu tinh l ng và nh a ự ầ ề ấ ỏ ả ỷ

m t s n c (t n/năm ). dùng trong s n xu t đúc ả ấ ở ộ ố ướ ấ

1.2.1. Đ c đi m và lĩnh v c ng d ng h n h p đóng r n ngu i trên c ụ ỗ ợ ự ứ ộ ể ặ ắ ơ

s th y tinh l ng. ở ủ ỏ

2 ra đ i t

Nh trên đã nói, h n h p đóng r n ngu i trên c s TTL đã đ c dùng ơ ở ư ắ ỗ ợ ộ ượ

năm 1950 c Anh. đ ch t o khuôn ru t theo công ngh CO ộ ể ế ạ ệ ờ ừ n ở ướ

t tr i c a nó mà công ngh này đ Nh có nhi u u đi m v ề ư ể ờ ượ ộ ủ ệ ượ ử ụ ấ c s d ng r t

nhi u n c trên th gi i trong đó có Vi t nam. r ng rãi ỗ ở ề ướ ế ớ ệ

a. u đi m c a h n h p đóng r n ngu i trên c s TTL: Ư ể ủ ỗ ơ ở ắ ợ ộ

• Có th dùng m u và h p ru t b ng g ộ ằ ể ẫ ộ ỗ

• Không đ c h i , không gây ô nhi m môi tr ng. ộ ạ ễ ườ

• Lo i h n h p này có th dùng ch t o khuôn ru t cho nhi u lo i h p ạ ợ ạ ỗ ế ạ ề ể ợ ộ

kim v t đúc khác nhau. ậ

• Đ chính xác khuôn ru t cao. ộ ộ

• Đ b n, đ thông khí l n. ộ ộ ề ớ

CNVL_4 - - ĐHBK–Hà N iộ 5

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

• Ch t l t. ấ ượ ng b m t v t đúc t ề ặ ậ ố

• Năng su t ch t o khuôn l n . ế ạ ấ ớ

• D c khí hóa t đ ng hóa quá trình ch t o khuôn ru t. ễ ơ ự ộ ế ạ ộ

b. Nh

. c đi m : ượ ể • Đ b n còn l ộ ề ạ i sau đúc l n làm h n h p khó phá gi ỗ ớ ợ ỡ

50 40 30 20 10 0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

• Khó tái sinh cát.

Hình 1.1: S thay đ i đ b n còn l ổ ộ ề ự ạ ủ ỗ i c a h n h p theo nhi ợ t đ . ệ ộ

Nhi u công trình nghiên c u v đ b còn l ề ộ ề ứ ề ạ ủ ộ i c a h n h p ph thu c ợ ụ ỗ

vào nhi t đ (hình 1.1.) đã gi i thích nh sau: T đ th ta th y đ b n còn l ệ ộ ả ừ ồ ị ộ ề ư ấ ạ i

c a h n h p chia làm 4 l n: ủ ỗ ầ ợ

0C do gel Silic m t n

L n 1: Đ t c c đ i l n th nh t t i 200 c. ạ ự ạ ầ ứ ấ ạ ầ ấ ướ

0C ÷ 6000C do quá trình chuy nể

2 làm n t v màng liên k t c a ch t dính (Th ch anh ế ủ

L n 2: Đ t c c ti u l n th nh t t i 500 ể ầ ạ ự ấ ạ ứ ầ

ứ ỡ ấ ạ ủ

bi n thù hình c a SiO ế T.α.β « 573α).

0C, đ b n sau nung đ t c c tr do

L n 3: Đ t c c tr l n th hai t i 800 ạ ự ị ầ ứ ầ ạ ạ ự ộ ề ị

ả ề ế ứ ậ ạ i m i liên k t liên t c: ế ụ ố

Na2O +CO2

Na2O.2SiO2

Silicat Natri ch y ra và đi n kín các v t n t l p l Na2CO3 ﬁ Na2O +SiO2 ﬁ Na2CO3+ 2SiO2 ﬁ Na2O.SiO2 + CO2 – 14,4Kcal

2 và NaCO3 đ

Th c ch t c a quá trình bi n đ i trên chính là quá trình t o ra silicat natri ấ ủ ự ế ạ ổ

c sinh ra trong quá trình đóng r n th y tinh l ng. Nghĩa SiOừ t ượ ủ ắ ỏ

CNVL_4 - - ĐHBK–Hà N iộ 6

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

là s l ng th y tinh l ng đ a vào h n h p và môđun c a nó s quy t đ nh s ố ượ ế ị ủ ủ ư ẽ ỏ ỗ ợ ố

ng và mođun c a silicat natri t o ra sau này. Do v y, %TTL và mô đun TTL l ượ ủ ạ ậ

0C. ‚ 12000C,đ b n còn l

là hai y u t quy t đ nh đ b n còn l i sau nung nóng 800 ế ố ộ ề ế ị ạ ở

L n 4: Đ t c c ti u l n th hai 800 ộ ề ạ ự ể ầ ứ ầ ạ ạ ự ể i đ t c c ti u

2) bi n đ i th tích l n b v ra. Nó đ

do các tinh th (SiO ể ị ỡ ế ể ổ ớ ượ ư ạ c xem nh t p

ch t l có tác d ng nh các v t n t bên trong t o s t p trung ng xu t bên ấ ạ ạ ự ậ ế ứ ứ ụ ư ấ

trong.

N u đ b n còn l ộ ề ế ạ ả i càng cao thì tính phá d càng kém. Do đó c n ph i ầ ỡ

i. Hàm l ng n c th y tinh càng cao thì đ b n còn l gi m đ b n còn l ộ ề ả ạ ượ ướ ộ ề ủ ạ i

khuôn ru t càng l n, tính phá d càng kém. Vì v y ng i ta có xu h ng làm ậ ộ ớ ỡ ườ ướ

ng TTL nh ng v n ph i đ m b o đ b n cho h n h p. gi m l ả ượ ả ả ộ ề ư ẫ ả ỗ ợ

Hi n nay ng đúc c ta đang dùng h n h p cát + n c TTL ệ ở các x ưở n ở ướ ỗ ợ ướ

2 v i hàm l

đóng r n b ng CO ng TTL trong kho ng 7 - 10%. ằ ắ ớ ượ ả

Đ gi m đ b n còn l ể ả ộ ề ạ i, tăng tính phá d cho h n h p có th dùng các ỗ ể ỡ ợ

2 vào h n h p cát - TTL s n ph m t o ra sau

ch t ph gia nh b t than, nh a phenol, d u ma zut, mùn c a. ự ư ộ ư ụ ấ ầ

Trong quá trình th i COổ ả ẩ ạ ỗ ợ

2CO3 và SiO2

ph n ng là Na ả ứ

Na2O.mSiO2nH2O + CO2 → Na2CO3 + m SiO2 +nH2O

3 do:

2 thì s n ph m ti p theo là NaHCO ế

Nh ng n u ti p t c th i CO ế ụ ư ế ổ ả ẩ

H2O + CO2 → H2CO3

H2CO3 + Na2CO3 → 2NaHCO3.

3 sinh ra càng l n. Na

2 d càng nhi u thì NaHCO ề

2CO3 k t tinh ế

L ng CO ượ ư ớ

2SiO3

có 10 ph n t n ầ ử ướ c có tính k t dính m nh đ n n i cùng v i gel c a H ế ủ ế ạ ỗ ớ

3 d b phân h y ngay

quy t đ nh đ b n cu i cùng c a h n h p. Còn NaHCO ủ ỗ ộ ề ế ị ố ợ ễ ị ủ

nhi ng . ở t đ th ệ ộ ườ

NaHCO3 → H2O + Na2CO3 +CO2.

CNVL_4 - - ĐHBK–Hà N iộ 7

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

3 nên đ b n c a khuôn ru t gi m và đ

Do có s xu t hi n c a NaHCO ệ ủ ự ấ ộ ề ủ ả ộ ộ

2 lý thuy t không v ế

rã b m t c a chúng tăng. L ng CO ề ặ ủ ượ ượ ọ t quá (0,5%) tr ng

2 dùng lênn

ng c a h n h p. Nh ng th c t ng đúc l ng CO ỗ ủ nhi u x ề ự ế ở ư ợ ượ l ượ

ưở ‚ 6%. Do đó gây lãng phí CO2 và làm nh h ng t i ch t l ng khuôn ả ưở ớ ấ ượ i 3ớ t

ru t.ộ

c đi m tr ên, m Đ ể kh c ph c nh ụ ắ ư ợ ể ộ ệ t trong nh ng bi n ph áp hi u ữ ệ

qu nh t và kinh t đã đ c áp d ng nhi u n i trên th gi i là công ngh ả ấ ế ượ ụ ở ế ớ ề ơ ệ

CO2 trong chân không.

1.2.2. V t li u dùng cho H n h p đóng r n ngu i trên c s thu tinh ỗ ợ ậ ệ ơ ở ộ ắ ỷ

l ng.ỏ

H n h p ĐRN thu tinh l ng ( Còn đ ỗ ợ ỏ ỷ ượ ồ c g i là h n h p khô nhanh) g m: ọ ỗ ợ

2. Tuỳ theo

Cát, TTL, Ch t ph gia (có th không có), Ch t đóng r n - khí CO ụ ể ấ ấ ắ

t gi a các thành ph n trong h n h p s t o ra các lo i h n h p có tính l ỷ ệ ữ ạ ỗ ẽ ạ ầ ỗ ợ ợ

năng khác nhau.

a) Thu tinh l ng: ỏ ỷ

, thu c nhóm ch t dính B-1. TTL là ch t dính vô c không thu n ngh ch ơ ấ ậ ị ấ ộ

TTL là dung d ch n ị ướ ọ c c a Silicat ki m có công th c hoá h c ủ ứ ề

Me2O.mSiO2.nH2O. Tính ch t c a TTL và kh năng tham gia t ng tác hoá lý ấ ủ ả ươ

ạ c a nó v i các ch t khác ph thu c vào tính ch t c a Silicat ki m. Kim lo i ủ ấ ủ ụ ề ấ ớ ộ

ki m có th là Na, K, Liti. Trong s n xu t đúc th ng dùng silicat Natri vì nó ề ể ả ấ ườ

t trong môi tr ư r , nh ng có đ b n th p h n, đ c bi ẻ ấ ặ ệ ườ ng m. ẩ

ộ ề ơ • C u trúc SilicatNatri ấ

C u trúc c a Silicat Nattri r t ph c t p. Các lý thuy t cho r ng trong ứ ạ ủ ế ấ ấ ằ

Silicat Natri d ng kính đ u có nh ng vùng c u trúc cao phân t nh không có ữ ề ạ ấ ử ỏ

tính chu kỳ nh ng có tr t t ậ ự ư riêng ki u khung x ể ươ ể ng g n v i c u trúc tinh th . ớ ấ ầ

ấ Tuỳ thu c vào mô đun mà Silicat Natri có c u trúc m ng không gian hay c u ấ ạ ộ

trúc m ch vòng. C u trúc c a Silicat ph thu c vào t ụ ủ ấ ạ ộ ỷ ố ữ ạ s gi a ôxít kim lo i

CNVL_4 - - ĐHBK–Hà N iộ 8

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

ạ ho c ki m v i ôxít Silic, mà nó có th có d ng m ch dài, m ch kép, m ch ể ề ặ ạ ạ ạ ớ

i vòng hay kh i không gian vòng. l ướ ố

Trong Silicat có hai ki u liên k t là liên k t ion gi a Natri v i ôxy và liên ữ ế ế ể ớ

ấ k t iôn c ng hoá tr gi a silic v i ôxy. N u Silicat Natri giàu ôxít Natri, c u ế ị ữ ế ộ ớ

trúc c a nó g m g c ki m ho c g c ôxít silic (Si-O-Si) x p thành l p đ ố ủ ề ế ặ ồ ố ớ ượ c

ng h p này tính ch t c a nó đ n i v i nhau nh ôxit Natri. Trong tr ố ớ ờ ườ ấ ủ ợ ượ c

ủ quy t đ nh b i m i liên k t ion. N u Silicat Natri nghèo ôxy Natri c u trúc c a ế ị ế ế ấ ở ố

nó có d ng khung liên t c . Khi đó tính ch t c a nó đ ấ ủ ụ ạ ượ ố c quy t đ nh b i m i ế ị ở

liên k t ion c ng hoá tr . ị ế ộ

2O – SiO2, b ng 1.2. là các ả

Hình 1.2. Đ a ra gi n đ tr ng thái c a h Na ủ ệ ồ ạ ư ả

đi m thu c gi n đ này. T gi n đ tr ng thái và các đi m đ c tr ng trong ồ ạ ừ ả ư ể ể ả ặ ộ ồ

2O. SiO2, Na2O.SiO2,

gi n đ cho th y s t n t i c a 3 lo i Silicat là: 2Na ấ ự ồ ạ ủ ả ạ ồ

Na2O. 2SiO2.

Các

Pha r n cân b ngv i pha

Nhi

ắ

ằ

ớ

Đ c tính c a các đi m ủ

ể

ặ

Thành ph nầ

tệ

đi mể

l ngỏ

độ

ỷ

ấ ỏ

Ch t l ng không phân hu ấ ỏ Ch t l ng có phân hu ỷ Cùng tinh Ch t l ng không phân hu

ấ ỏ

Cùng tinh

100 59,3 56,79 ỷ 50,9 37,9

ấ ỏ

Na2O 2 Na2O. SiO2+ Na2O Na2O .Si O2+ Na2O. SiO2 Na2O .SiO2 Na2O .SiO2+ Na2O. 2SiO2 Na2O .2SiO2 ắ

ắ

ắ ủ

ị

A B C D E F G H M L K

0 40,7 43,1 49,1 62,1 ỷ 34,04 65,96 73,9 74,6 78 78 78

26,1 25,4 22 22 22

OC 1391 1391 1293 1362 1119 1147 1066 1055 1143 941 1073

2O .2SiO2 Qu c+ Na Quăc+ Na2O.2SiO2 Qu c Tridimit Dung d ch r n c a Qu c ắ ắ ủ Dung d ch r n c a

ị

Ch t l ng không phân hu Cùng tinh Cùng tinh giả Bi n đ i thù hình ổ ế Cân b ng 3 pha ằ Cân b ng 3 pha ằ

Na2O .SiO2 trong Na2O.

34,4

65,96

951

SiO2 Na2O.2 SiO2, Na2O.SiO2

Bi n đ i thù hình ổ

ế

Na2O-SiO2 B ng ả 1.2 Các đi m đ c tr ng trong gi n đ tr ng thái ư ả ồ ạ ể ặ

CNVL_4 - - ĐHBK–Hà N iộ 9

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Hình 1.2. Gi n đ tr ng thái Na

2O - SiO2

ả ồ ạ

Na2O- SiO2- H2O Hình 1.3. Gi n đ 3 nguyên ả ồ

CNVL_4 10 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

2O và 2 Na2O.SiO2.

-Vùng1: H n h p c a Na ợ ủ ỗ

-Vùng 2: 2Na2O.SiO2 tinh th .ể

2O.SiO2 và thu tinh l ng.

-Vùng 3: H n h p c a 2 Na ợ ủ ỗ ỏ ỷ

-Vùng 4: Silicat Natri d ng kính. ạ

-Vùng 5: Silicat Natri ng m n c. ậ ướ

-Vùng 6: Silicat b Hyđrat hoá. ị

-Vùng 7: R n và l ng . ắ ỏ

-Vùng 8: Ch t l ng nh t. ấ ỏ ớ

ng m i. -Vùng 9: Thu tinh l ng th ỷ ỏ ươ ạ

-Vùng 10: Dung d ch pha loãng. ị

ấ ỏ ổ ị

-Vùng11: Ch t l ng không n đ nh. • C u trúc c a th y tinh l ng ủ ủ ỏ ấ

Silicat Natri hoà tan trong n ướ ẽ ứ c s phân li thành các cation và anion ph c

c Silicat natri . c a axit Sililic t o ra dung dich n ạ ủ ướ Hình 1.3. đ a ra gi n đ ư ả ồ

tr ng thái ba nguyên Na ạ ấ 2O – SiO2 – H2O. T gi n đ tr ng thái này cho th y ừ ả ồ ạ

không t n t i TTL v i mô đun quá cao ho c quá th p. ồ ạ ấ ặ ớ

C u trúc c a TTL r t ph c t p. Tr c kia nó đ ứ ạ ủ ấ ấ ướ ượ ư c coi là h keo a ệ

thi dung môi g n đây có gi ầ ả ế t cho r ng nó là dung d ch Polime vô c v i các ị ơ ớ ằ

cation Na+ và OH+, anion OH ֿ, Silic. K t qu nghiên c u b ng quang ph , đ ế ổ ộ ứ ằ ả

ch u nén , tính d n đi n cho th y TTL là dung d ch th c. ự ị ị ẫ ấ

ệ • Tính ch t c a th y tinh l ng ấ ủ ủ ỏ

TTL có m u vàng ho c m u tr ng xanh. Các ch s c b n đ đánh giá ặ ầ ỉ ố ơ ả ể ầ

TTL là mô đun (M), t tr ng ( ỷ ọ ớ h ) mô đun là đ i l ạ ượ ặ ng v t lý đ c ậ ắ r ), đ nh t ( ộ

tr ng cho thành ph n hoá h c c a TTL. Do v y bi c môđun và t ọ ủ ư ầ ậ t đ ế ượ ỷ ọ tr ng

là bi c thành ph n c b n c a TTL. Tính ch t c a h n h p làm khuôn t đ ế ượ ấ ủ ơ ả ủ ầ ỗ ợ

CNVL_4 11 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

ph thu c nhi u vào thành ph n hoá h c c a TTL t c là ph thu c vào môđun ọ ủ ụ ứ ụ ề ầ ộ ộ

anion Sililic c a nó. Tuỳ theo mô đun mà trong TTL có th ch a nh ng ph n t ủ ể ứ ầ ử ữ

có kích th c khác nhau, do đó chúng có đ nh t khác nhau. Môđun TTL càng ướ ớ ộ

cao các anion Sililic trùng h p đ t o các ph n t kích th ể ạ ầ ử ợ ướ c càng l n, d n t ớ ẫ ớ i

dung d ch càng nh t đ n m t n c nh t đ nh chúng có th tr thành dung d ch ấ ị ộ ứ ớ ế ể ở ị ị

keo.

ng có đ PH > 13,6 và r t loãng monosilicat Ví dụ: Tromg môi tr ườ ấ ộ

2O.2SiO2.H2O. Khi Ph < 10,9 các disilicat s l

ợ Na2O.SiO2.H2O có th b n v ng. Khi đ PH<13,6 các monosilicat s trùng h p ộ ể ề ữ ẽ

t o thành disilicat Na ạ ẽ ạ ợ i trùng h p

c phân t l n h n . v i nhau t o nên nh ng polysilicat có kích th ớ ữ ạ ướ ử ớ ơ

2 v i s mol Na

2O trong dung d chị

- Mô đun: là t s gi a s mol SiO ỷ ố ữ ố ớ ố

th c đ c xác đ nh theo công th c (1.1). ự ượ ứ ị

M=% SiO2/% Na2O*1,032 (1.1)

Môđun TTL có nh h ng l n t ả ưở ớ ớ ợ i các tính ch t c , hóa, lý c a h n h p. ủ ỗ ấ ơ

Chính vì th trong s n xu t đòi h i môđun TTL ph i chính xác. ế ả ấ ả ỏ

Mu n gi m mô đun TLL dùng NaOH . Khi cho NaOH vào TTL s x y ra ả ố ẽ ả

ph n ng theo ph ng trình: ả ứ ươ

Na2O.m.SiO2+n.NaOH=(1+n/2). Na2O.m. SiO2+n/2. H2O.

2O liên k t v i SiO

2 đ

2/ Na2O

L ng Na c tăng lên làm gi m t SiO ượ ế ớ ượ ả l ỷ ệ

do đó làm gi m mô đun TTL. L c xác ả ượ ng NaOH khô b sung vào TTL đ ổ ượ

%3,13

SiO

đ nh theo công th c(1.2). ị ứ

%9,12

2 ONa 2

X = (g/1kgTTL) (1.2) -

đây:Ở ế ạ M là mođun c n ch t o. ầ

2O và SiO2 trong TTL ban

% SiO2, % Na2O là hàm l ượ ng c a Na ủ

đ u.ầ

CNVL_4 12 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Mu n tăng môđun dùng amonclorua. ố Khi cho amonclorua vào TTL sẽ

x y ra ph n ng sau: ả ả ứ

Na2O.m.SiO2 + 2NH4Cl → m.SiO2 + 2NaCl +2NH3 +H2O

3).

- T tr ng TTL: Là m t đ i l ỷ ọ ạ ượ ộ ng v t lý có th nguyên là (kg/m ứ ậ

không gây nh h ng tr c ti p t i tính ch t c a TTL mà tác đ ng thông qua ả ưở ế ớ ự ấ ủ ộ

tr ng đ đ nh t. M i quan h gi a môđun và t ộ ệ ữ ớ ố ỷ ọ ượ ứ c xác đ nh theo công th c ị

(1.3):

(%H2O/a)+(p/b)=1 (1.3)

Trong đó:

a=182-M

M 38, 46

b=(86,31- )

c=4,447+2,183.M)

0w + 1w )

p=1+c/(

% H2O_Hàm l ng n c trong TTL ượ ướ

a,b,c: Các h s ph thu c môđun TTL ệ ố ụ ộ

W0: S mol n c trên s mol Silicat trong TTL. Xác đ nh theo công ố ướ ố ị

th c (1.4). ứ

W0=% H2O(62+60*M):18*(100- H2O) (1.4)

1=1,349M+1,347

W1: H s ph thu c môđun TTL: W ệ ố ụ ộ

Mu n gi m t tr ng c n pha thêm n c. L ng n c b xung ph ả ố ỷ ọ ầ ướ ượ ướ ổ ụ

thu c vào môđun và t ộ ỷ ọ ứ ạ tr ng c a TTL. Tuy nhiên vi c tính toán r t ph c t p, ủ ệ ấ

ng n c đ c b xung đ c tính toán g n đúng theo công đ đ n gi n l ể ơ ả ượ ướ ươ ổ ượ ầ

th c (1.5): ứ

r )/( r -1)(ml/100g TTL) (1.5) - 1

W=( 0

Trong đó: r : T tr ng c n gi m ỷ ọ ầ ả

CNVL_4 13 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

: T tr ng TTL ban đ u. ỷ ọ ầ

Mu n tăng t tr ng ph i ch ng nó trong các thi t b đ c bi t đ tránh ố ỷ ọ ư ả ế ị ặ ệ ể

2 trong không khí v i silicatNatri.

tác d ng hóa h c c a khí CO ọ ủ ụ ớ

Thành ph n hoá h c c a TTL dung trong s n xu t đúc M ,Liên Xô cũ ọ ủ ầ ấ ả ở Ỹ

theo b ng 1.3 và 1.4 . ả

B ng 1.3: Thành ph n hoá h c c a TTL ầ ọ ủ ả M ở ỹ

M 1.6 2.1 2.4 2.9 3.2 3.7 %SiO2 23.0 29.0 32.7 31.9 28.5 25.3 %Na2O 14.4 1 4.7 13.7 11.0 8.8 6.8 %H2O 62.4 55.9 53.2 56.2 62.0 67.4 B0 45.5 50.5 52.0 47.0 41.0 35.0

Liên Xô cũ B ng 1.4: Thành ph n hoá h c c a TTL ầ ọ ủ ả ở

r (kg/

3m )

Mác %SiO2 %Na2O % H2O

A 14.2 ‚ 14.6 2 ‚ 2.3 1480 ‚ 1520

28.2 ‚ 31.6

B 13.0 ‚ 13.2 2.31 ‚ 2.6 1470 ‚ 1510

29.6 ‚ 32.8

C 10.8 ‚ 11.2 2.61 ‚ 3.0 1470 ‚ 1500

30.7 ‚ 34.0

- S d ng TTL: ử ụ ộ Th y tinh l ng có u đi m r , d s n xu t, không gâyđ c ẻ ễ ả ư ủ ể ấ ỏ

ng. Trong s n xu t đúc, TTL đ c dùng đ h i, không làm ô nhi m môi tr ạ ễ ườ ả ấ ươ ể

ữ làm khuôn, ru t, làm khuôn v g m trong đúc m u ch y, ch t dính cho v a ỏ ố ẫ ấ ả ộ

ề ặ xây lò, đ p g u rót. TTL có đ b n riêng cao và d phân b đ u lên b m t ộ ề ố ề ễ ầ ắ

cát đúc.

CNVL_4 14 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

b) Cát th ch anh: ạ

Là s n phân h y t nhiên c a đá b i các tác đ ng c a th ủ ự ả ủ ủ ộ ở ườ ủ ng xuyên c a

t đ ,…cát tích t n ng, m a, nhi ắ ư ệ ộ l ụ ạ i thành m . ỏ

Cát th ch anh đ ạ ượ ử ụ c s d ng nhi u trong các x ề ưở ề ặ ng đúc. Đ ng v m t ứ

, nó đ u đáp ng đ k thu t và kinh t ỹ ậ ế ứ ề ượ c các yêu c u c b n: ch u nóng t ơ ả ầ ị ố t,

ạ s n có nên khai thác d dàng v n chuy n nhanh chóng, giá thành th p. Các h t ể ẵ ễ ậ ấ

có kích th ướ ạ c và hình dáng nh t đ nh nh ng đ m b o đ b n cao. Cát th ch ộ ề ấ ị ư ả ả

anh có nh c đi m là giãn n nhi t nhi u, sinh b i silic. ượ ể ở ệ ụ ề

Thành ph n c a cát làm khuôn g m có: ầ ủ ồ

1. Cát th ch anh: ạ

Th ch anh là h p ch t hoá h c c a ôxy và silíc, có công ọ ủ ạ ấ ợ

th c hoá h c là SiO ứ ọ

Hình 1.4. Ô c b n c a cát th ch anh. ơ ả ủ ạ

2 có d ng t ạ

Th ch anh là m t d ng thù hình, tinh th c a SiO di n, tâm ộ ạ ạ ứ ệ

là Si+4 b n đ nh là O ng riêng 2,5 t đ nóng ch y là ể ủ ‚ 2,8g/cm3, nhi ố ỉ ֿ2. Kh i l ố ượ ệ ộ ả

17310C. Cát có m u vàng nâu hay đen ph thu c vào ion kim lo i h p ph trên ạ ấ ụ ụ ầ ộ

0C và 10000C. Độ

t dung ph thu c vào nhi 500 b m t h t cát. Nhi ề ặ ạ ệ ụ ộ t đ ệ ộ ở

CNVL_4 15 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

t đ và h t. Cát th ch anh khi b d n đi n ph thu c vào nhi ụ ẫ ệ ộ ệ ộ ướ ng truy n nhi ề ệ ạ ị

nung nóng có tính chuy n bi n thù hình do thay đ i góc trong ô m ng và kèm ế ể ạ ổ

theo là s thay đ i th tích theo s đ sau: ể ơ ồ ự ổ

S đ chuy n bi n thù hình c a cát th ch ơ ồ ủ ể ế ạ

Tri

dim

Crs

tobenit

1713 ở ở ở

b 870 ﬁ 1470 ﬁ 573 ở qu cắ ﬁ l ngỏ

ﬂ

b Tridimit Cristobenit

Tridimi

ﬂ b

q tăng 0,02% g

T tăng 0,2%.

ﬁ ﬁ ﬂ g 583 0C 1170C b b

c tăng3,7 % a

q ﬁ

c ﬁ

T tăng 0,2 %.

1630C 8700C a b

q ﬁ

T ﬁ

vô đ nh hình tăng 15,4%

14700C 17310C c tăng 16% a a ị

2.Fensfat:

2O3.6SiO2 (Tong đó Me=K,Na). Nhi

Có công th c hoá h c MeO.Al ọ t đệ ộ

0C b ng 2,75%. Fensfat làm

1000 ứ ‚ 15500C. Đ dãn n nhi ộ ở nóng ch y 1170 ả t ệ ở ằ

gi m tính ch u nhi t . ả ị ệ

3. Mica:

2O.Al2O3.6 SiO2.H2O).

Ở hai d ng : + D ng Muskovis (K ạ ạ

2O.6(Mg,FeO).Al2O3..H2O).

+ D ng Diotit (K ạ

‚ 3,2(g/cm3), nhi

‚ Mica có kh i l ng riêng: 2,7 t đ nóng ch y 1150 ố ượ ệ ộ ả

0C b ng 1,55%. Mica làm x u tính ch u nhi

1000 14000C, đ giãn n nhi ộ ở t ệ ở ằ ấ ị ệ t

c a cát . ủ

4. Các ôxit s t :ắ

CNVL_4 16 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

‚ 5,3%g/cm3, nhi

• Hematit: Fe2O3 có kh i l ng riêng 5 ố ượ ệ ộ ả t đ nóng ch y

15600C.

3).

• Inmenhit: FeO.TiO2 có kh i l ng riêng 4,72(g/cm ố ượ

2O3 có kh i l

‚ ng riêng 4,9 • Mannhehit: (Qu ng s t t ) FeO.Fe ặ ắ ừ ố ượ

0C.

t đ nóng ch y 1510 ả

2O3..x..H2O làm gi m nhi

5,2g/cm3), nhi ệ ộ • Hydroxit s t: n.Fe t đ nóng ch y c a cát, ắ ả ệ ủ ả ộ

ng i ta đ a hydroxit s t đ ch ng cháy cát. ườ ắ ể ố ư

‚

5. Cacbonat: Là các mu i kim lo i CaCO

3. Nhi

ạ ố ệ ộ t đ phân hu kho ng 500 ỷ ả

t c a cát . Khi phân hu sinh ra khí CO 9000C làm x u tính ch u nhi ấ ị ệ ủ ỷ

Thành ph n đ h t: ầ ộ ạ

Kích th c h t đ c xác đ nh theo b sàng tiêu chu n và đ c quy ướ ạ ượ ẩ ộ ị ượ ướ c

i trên sàng đó. Các h t có kích b ng chi u r ng c a m t sàng mà cát n m l ằ ề ộ ủ ắ ằ ạ ạ

th c nh h n 0,022 mm đ c g i là cát b t, các h t n m trong d i kích ướ ỏ ơ ượ ạ ằ ả ọ ộ

G OTC 35847-50)

th c 0,022- 3 mm g i là cát. ướ ọ

B ngả 1.5: Phân lo i cát làm khuôn ( ạ

Kích th

c h t cát (mm) ướ ạ 0,1 ‚ 1

Nhóm 063 04 S hi u rây ố ệ 1-063-04 063-04-0315 1,135 ‚ 0,63 Tên cát Cát thô Cát r t toấ

0,2 ‚ 0,16 ‚ 0,4 0315

0,1 ‚ 0,2

ỏ

0,063 ‚ 0,05 ‚ 016 0,1

0315 02 016 01 0063 005 <0,05 Cát to Cát v aừ Cát nhỏ Cát r t nhấ Cát m nị Cát b tộ 04-0135-02 0135-02-016 02-016-01 016-01-0063 01-0063-0005 0063-005-Nh m n ỏ ị

Thành ph n hóa h c: ầ ọ

2O3, MgO,

Trong cát ngoài SiO2 ra còn có các thành ph n hóa h c khác nh : Al ư ầ ọ

CaO, NaCl, NaCO3,… ph n l n các ch t trên đ u làm x u tính ch t c a cát ầ ớ ấ ủ ề ấ ấ

nh : làm gi m đ ch u nóng, tăng đ t o khí,… ộ ị ộ ạ ư ả

CNVL_4 17 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Hình d ng và tr ng thái b m t h t cát: ề ặ ạ ạ ạ

ử Hình d ng h t cát r t khác nhau, chia ra làm b n lo i cát tròn, cát n a ấ ạ ạ ạ ố

tròn, cát góc c nh và cát hình phi n. Do thành ph n hóa h c và tác d ng xâm ụ ế ạ ầ ọ

th c c a môi tr ự ủ ườ ề ặ ng mà cát có tr ng thái b m t khác nhau nh cát có b m t ề ặ ư ạ

nh n và không nh n. ẵ ẵ

Phân lo i cát: ạ

2 và

Cát th ng đ c phân lo i theo hàm l ng đ t sét, hàm l ng SiO ườ ượ ạ ượ ấ ượ

ng hàm l ng sét trong cát cũng nh theo thành ph n đ h t. tùy thu c hàm l ộ ạ ầ ộ ượ ượ ư

SiO2 mà chia ra các lo i cát khác nhau (xem b ng 1.6). ạ ả

B ng 1.6. Phân lo i cát th ch anh ả ạ ạ

ạ

Tên cát

Hàm l ngượ sét % Hàm ngượ l SiO2 Ký hi uệ c p cát ấ sunfit( %) oxit s tắ (%)

T1C T2C T3C ≤ 0,2 ≤ 0,5 ≤ 1,0 ≥ 98,5 ≥ 98,0 ≥ 97,5 T p ch t có h i ạ ấ oxít kim lo i ki m ề ạ và ki mề th (%)ổ ≤ 0,40 ≤ 0,75 ≤ 1,00 0 0 0 0,20 0,40 0,60

Cát th chạ anh Cát th ch anh ạ đ cượ tuy n r a ể ử Cát th chạ anh

1C 2C 3C 4C Cf ≤ 2 ≤ 2 ≤ 2 ≤ 2 ≤ 2 ≥ 97 ≥ 96 ≥ 94 ≥ 90 < 90 0 0,025 0,025 - - ≤ 1,20 ≤ 1,50 ≤ 2,00 - - 0,75 1,00 1,50 - -

Cát th chạ anh fenspat Cát g yầ

Cát n aử

- - - - G NM M RM - - - - - - - - - - - - - - - - mỡ

Cát mỡ

Cát r tấ

CNVL_4 18 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

i tính ch t c a h n h p làm khuôn đúc: mỡ ưở nh h Ả ng c a cát t ủ ớ ấ ủ ỗ ợ

Các lo i cát khác nhau có tính ch t nhi t lý c a chúng cũng khác nhau. ạ ấ ệ ủ

Cát có đ d n nhi t dung cao, t ộ ẫ ệ ớ t l n h n, nhi ơ ệ ỷ ọ ạ tr ng l n làm cho kim lo i ớ

l ng ngu i càng nhanh. ỏ ộ

Đ b n c a h n h p làm khuôn ph thu c vào kích th c h t cát, vào ộ ề ụ ủ ỗ ợ ộ ướ ạ

ộ ạ tr ng thái b m t, vào thành ph n đ h t và đ s ch c a cát. Cát có đ h t ộ ạ ề ặ ộ ạ ủ ầ ạ

3 s làm nhanh quá trình chuy n bi n thù hình

ế l n, t p trung, m t nh n cho h n h p có đ thông khí cao, tính ch y cao. N u ớ ặ ẵ ậ ả ỗ ợ ộ

trong cát có ch a mu i NaCO ứ ố ẽ ể ế

c a αủ qu cắ → αtridimit.

6. Đ t sét: ấ

Đ t sét là s n ph m c a s phân hu t ủ ự ỷ ự ả ẩ ấ ộ ạ nhiên các nhan th ch, có đ h t ạ

ấ nh h n 0,002mm. Qúa trình xu t hi n đ t sét gi ng nh c a cát. Sét là ch t ỏ ơ ư ủ ệ ấ ấ ố

dính thông d ng và đ c s d ng nhi u nh t trong s n xu t đúc. ụ ượ ử ụ ề ấ ả ấ

ầ ạ ồ

oc, nhi

Thành ph n khoáng đ t sét g m 4 lo i chính: ấ • Sét montmorillonit. Sét b phân hu nhi t đ 735→850 ỷ ở ị ệ ộ t đệ ộ

oc. ch y c a sét trong kho ng 1250→1300 • Sét haloizit: Sét này có có tính dính khá, gi

ả ủ ả

c t n t, nh ng phân tán ữ ướ ố ư

nhanh trong n ướ ạ ộ

c sét này thu c lo i trung tính thiên axit pH =5,3→6,6. • Sét illit có tính n đ nh kém h u nh không h p th ion ki m, kh ầ ư ụ ề ấ ổ ị ả

năng dính khá, không đ c s d ng làm v t li u ch u l a, sét có tính ượ ử ụ ậ ệ ị ử

trung tính pH =6,8.

• Sét kaolinit kh năng k t dính khác nhau, kh năng trao đ i cation ế ả ả ổ

ị kém, là v t li u trung tính, là nguyên li u c b n làm v t li u ch u ậ ệ ậ ệ ơ ả ệ

l a, làm g m s … Trong s n xu t đúc làm v t li u v a xây lò. ử ậ ệ ữ ứ ả ấ ố

Sét làm khuôn thông th ng có 2 lo i: Sét kaolinit hay còn g i là sét ườ ạ ọ

kaolin, ph bi n đ c dùng làm khuôn khô ho c làm khuôn t ổ ế ượ ặ ươ ả i nh ng s n ư

CNVL_4 19 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

ph m đúc không đòi h i ch t l ng cao. Sét montmoillinit: hay còn g i là sét ấ ượ ẩ ỏ ọ

bentonít, r t t t cho dùng khuôn t t là khi làm trên dây truy n. ấ ố ươ i và đ c bi ặ ệ ề

Thông th ườ ng sét làm khuôn ph i tho mãn yêu c u: ả ả ầ

+ Có tính dính k t cao khi đ ế ượ ộ c tr n v i cát trong đi u ki n c n m t ệ ầ ề ộ ớ

ng n l ượ c t ướ ố i thi u. ể

+ Ch u đ t đ có th s d ng l i và l ị ượ c tác d ng nhi ụ ệ ể ể ử ụ ạ ượ ế ng sét ch t

khi b tác d ng nhi t là ít nh t. ụ ị ệ ấ

ề + Cho h n h p vào làm khuôn có tính t o hình và m t đ đ ng đ u. ậ ộ ồ ạ ỗ ợ

D v n chuy n l u gi ể ư ễ ậ ữ ả ề b o qu n và d phân ph i chính xác trên dây truy n ố ễ ả

đúc.

+ Bù hoà cho s giãn n nhi t c a cát silic nh m ch ng đ c các ự ở ệ ủ ằ ố ượ

khuy t t t đúc nh : B ng cát, r cát, cháy cát… ế ậ ư ọ ỗ

+ Nhanh chóng hình thành màng đ t sét - n c bao quanh h t cát khi ấ ướ ạ

tr n h n h p v i l ng n c ít nh t. ớ ượ ộ ỗ ợ ướ ấ

+ Cho h n h p làm khuôn có đ b n, đ d o, đ in hình cao tho mãn ộ ề ộ ẻ ả ỗ ợ ộ

các yêu c u c a khuôn khi l y m u, v n chuy n ráp và rót. ấ ầ ủ ể ẫ ậ

+ Cho h n h p làm khuôn có tính d phá cao. ễ ỗ ợ

+ Đ m b o tính kinh t và thu n l i trong khai thác v n chuy n và s ả ả ế ậ ợ ể ậ ử

d ng.ụ

‚ 0,5% Tuỳ thu c vào ngu n g c c a cát mà trong cát có l ố ủ ộ ồ ượ ng đ t sét t ấ ừ

2,…làm gi m tính ch u l a c a cát .

50%. Ngoài ra còn có các mu i NaCl, MgCl ố ị ử ủ ả

c) Ch t ph : ấ ụ

Ch t ph đ c dùng đ làm t t h n m t s tính ch t đ c bi t c n có ụ ượ ấ ể ố ơ ấ ặ ộ ố ệ ầ

ạ ả c a h n h p, ho c ch m t s tính ch t không phù h p c a nó. T o nh ủ ế ộ ố ủ ặ ấ ỗ ợ ợ

h ng t ưở ớ i tác d ng qua l ụ ạ ả i gi a kim lo i đúc và v t li u làm khuôn, làm gi m ậ ệ ữ ạ

i , tăng c đ b n còn l ộ ề ạ ườ ng tính d phá c a khuôn và ru t. ủ ễ ộ

ng dùng là: Nh ng ch t ph th ấ ụ ườ ữ

CNVL_4 20 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

• B t than: S d ng ch y u trong h n h p làm khuôn đúc gang đ ch ng ố ỗ ử ụ ủ ế ể ộ ợ

‚ 0,16mm l

cháy cát. C h t <0,065 ng ch t b c >30%. Tuy nhiên cũng ỡ ạ ượ ấ ố

gây ra Nh c đi m: H n h p làm khuôn ch a b t than có đ thông khí ượ ứ ể ỗ ợ ộ ộ

th p, ch a nhi u b i và ch u nóng kém d n . ế ụ ứ ấ ầ ị

• D u mazut: Đ ch ng cháy cát trên m t v t đúc gang và đ ng. Nh ng ít ặ ậ ư ể ầ ố ồ

đ ượ c dùng vì sinh nhi u khí, d gây r khí trong v t đúc . ễ ề ậ ỗ

• B t l u huỳnh: Đ a vào khi đúc magie trong khuôn cát, có tác d ng ngăn ộ ư ụ ư

ộ ậ c n quá trình ôxyhoa Manhe trong quá trình rót, k t tinh và làm ngu i v t ả ế

đúc.

• Mùn c a: Tăng c ư ườ ng kh năng bi n d ng c a h n h p, h n ch n t hay ủ ỗ ế ứ ế ẳ ạ ạ ợ

ng su t trong v t đúc và gi m đ b n còn l i c a h n h p, làm v t đúc ứ ộ ề ấ ậ ả ạ ủ ậ ợ ỗ

d l y ra kh i khuôn, ru t khi phá khuôn. Nh ng làm gi m đ thông khí ễ ấ ư ả ỏ ộ ộ

i c a khuôn t ủ ươ

ấ Các ch t ph gia vô c có tác d ng đ y đi m bi n m n c a màng ch t ề ủ ụ ụ ế ể ấ ẩ ơ

dính v phía nhi ề ệ ộ ặ t đ ca, làm không xu t hi n đ b n c c đ i l n đ u ho c ộ ề ự ạ ầ ệ ầ ấ

gi m đ b n c c đ i l n hai. Các ch t ph gia h u c có tác d ng t o ra l ấ ữ ơ ạ ầ ộ ề ụ ụ ự ả ạ ỗ

tr ng không liên t c c a màng ch t dính, do nó b cháy sau khi đúc rót, làm ụ ủ ấ ố ị

gi m đ b n c a màng ch t dính. ộ ề ủ ấ ả

d) Khí CO2:

Khi CO2 đ ượ ử ụ ượ c s d ng đ nghiên c u là lo i khí nguyên ch t. Đ c ứ ể ấ ạ

đóng trong bình ch u áp l c cao. Đ c mua t nhi u c s s n xu t. ượ ự ị ừ ề ơ ở ả ấ

1.2.3 C ch đóng r n c a h n h p: ắ ủ ỗ ợ ơ ế

a) Ph ươ ng trình ph n nghóa h c ọ ả ứ

2 s đ t đ

H n h p làm khuôn ru t v i ch t dính TTL khi th i khí CO ộ ớ ấ ợ ỗ ổ ẽ ạ ộ

b n cao trong th i gian ng n. Khi th i CO ề ắ ờ ổ ọ 2 vào s x y ra ph n ng hoá h c ả ứ ẽ ả

v i th y tinh l ng theo ph n ng (1.6). ớ ả ứ ủ ỏ

CNVL_4 21 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

ﬁ m.SiO2. nH2O +NaCO3 +Q (1.6)

Na2O.mSiO2.nH2O+CO2

Ho c (1.7). ặ

ﬁ m.SiO2.(n-1) H2O +2NaHCO3 +Q (1.7)

Na2O.mSiO2.nH2O+2CO2

2 vào là CO2 l y Na

+ c aủ

Nguyên lý hoá c ng cuat h n h p khi th i khí CO ứ ỗ ợ ổ ấ

Slicatnatri và t o ra axit Silicsic. Axit này có kh năng trùng h p t o ra gel. Gel ợ ạ ạ ả

này m t n c và chuy n sang thành th r n. Quá trình trùng h p c a axit ấ ướ ể ắ ủ ể ợ

silisic theo s đ hình 1.5. ơ ồ

OH OH OH OH O

| | | | | OH-Si –OH+OH-Si - OH ﬁ OH-Si-O-Si-OH +OH-Si-OH

| | | | |

OH OH OH OH OH

Hình 1.5. S đ trùng h p axit silisic ơ ồ ợ

b) Ba giai đo n hình thành keo axit Silisic: ạ

Silic thông qua nguyên Giai đo n 1ạ : Lúc b t đ u m i h t m t nguyên t ắ ầ ỗ ạ ộ ử

Silic khác , và m i nguyên t Oử 2 liên k t v i các nguyên t t ế ớ ử ỗ ử ộ Silic v n có m t ố

8O16)-8. Khi này, s trung h p ợ

t p h p g c SiOH ion hoá đ hình thành ra (Si ậ ể ợ ố ự

x y ra theo m ch th ng. ẩ ạ ẳ

: Ion (Si8O16)-8 t o thành h t nhân c a h t keo, d n phát Giai đo n 2ạ ủ ạ ạ ạ ầ

tri n thành h t keo hình c u nh các nguyên t oxy hai bên. Khi này s trùng ể ạ ầ ờ ử ở ự

ng ngang. h p x y ra theo ph ợ ả ươ

- ho cặ

: H t keo hình c u liên k t l i nh các móc xích SiO Giai đo n 3ạ ế ạ ạ ầ ờ

các móc xích H+ trên b m t, cu i cùng tr thành k t c u l i t p th có ở ế ấ ướ ậ ề ặ ể ố ở

nhi u nhánh móc xích phát tri n. Khi này s phát tri n c a t p h p các h t keo ể ủ ậ ự ề ể ạ ợ

2CO3 ho c Na HCO

3 s phân b

silisic theo m ch không gian. Dung d ch Na ạ ị ặ ố ở ẽ

trong các l i s k t tinh và tách ra cùng v i s m t đi ỗ ủ c a k t c u d ng l ế ấ ạ ướ ẽ ế ớ ự ấ

c. c a n ủ ướ

CNVL_4 22 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Th i gian hoá c ng tuỳ thu c vào môđun TTL, t tr ng c a nó, vào kích ứ ờ ộ ỷ ọ ủ

th tr ng l n thì th i gian hoá c ng ít h n. ướ c khuôn ru t. N u môđun cao t ế ộ ỷ ọ ứ ớ ờ ơ

Đ b n c a h n h p đ c đ c tr ng b i đ b n liên k t c a màng keo ộ ề ủ ỗ ợ ượ ở ộ ề ế ủ ư ặ

n c TTL, n u các h t keo dính nh , % n c th p, h t keo hình thành t ướ ế ạ ỏ ướ ấ ạ ừ ừ , t

ng su t co nh thì đ b n keo axit Silicsic s cao. ứ ộ ề ẽ ấ ỏ

2CO3 đ

Theo lý thuy t này, Na c hình thành tr ế ượ ướ ỉ ạ c. N u h n h p ch t o ế ỗ ợ

2 s t o ra ẽ ạ

ra NaCO3 thì h n h p có đ b n cao nh t. Khi th i d CO ộ ề ư ấ ỗ ợ ổ

ủ bicacbonatri NaHCO3 làm gi m đ b n c a h n h p. M t khác đ b n c a ộ ề ộ ề ủ ả ặ ợ ỗ

ộ h n h p ph thu c nhi u vào đ b n c a gel Silic. Đ b n keo này ph thu c ỗ ộ ề ủ ộ ề ụ ụ ề ợ ộ

nhi u vào l ng n c ch a trong l gel. N u n c nhi u, khi m t n c gel b ề ượ ướ ứ ỗ ế ướ ấ ướ ề ị

co nhi u, gây ng su t l n, s làm gi m đ b n liên k t c a các h t keo. Do ả ế ủ ấ ớ ộ ề ứ ẽ ề ạ

2 v a đ . N u có th nên x

đó h n h p c n đ c th i vào m t l ng khí CO ợ ầ ỗ ượ ộ ượ ổ ừ ủ ế ể ử

2 trong chân không.

lý TTL tr ướ ắ c khi th i khí. Theo nguyên lý, này đã t o ra công ngh đóng r n ệ ạ ổ

TTL b ng CO ằ

2

1.2.4. Ph ươ ng pháp th i khí CO ổ

Khí CO2 đ c ch a trong bình ch u áp l c cao, qua ng d n và đ ượ ự ứ ẫ ố ị ượ ổ c th i

tr c ti p vào khuôn ho c ru t. ự ế ặ ộ

2 đ đóng r n khuôn và ru t.

Các cách th i khí CO ổ ể ắ ộ

a. Th i qua ng xiên vào ru t: Khuôn và ru t sau khi làm xong t ổ ố ộ ộ ạ ề ặ i b m t

có đ ng kính 6 – 10 mm, l n cách phân khuôn hay b m t giã ru t dùi các l ề ặ ộ ỗ ườ ỗ ọ

2 vào khuôn ru tộ

kia 80 – 90 mm, dùi sâu cách m u 10mm. Sau đó th i khí CO l ỗ ẫ ổ

qua các l này. Ph ỗ ươ ộ ng pháp này đ n gi n trang b r ti n vì m u và h p ru t ị ẻ ề ả ẫ ơ ộ

ự không có c u t o ph c t p. Tuy nhiên th i gian th i khí lâu h n vì ph i th c ấ ạ ứ ạ ả ổ ơ ờ

hi n th i khí vào t ng l m t. ừ ệ ổ ỗ ộ

b. Th i qua m t ru t. ặ ộ ổ

c. Th i qua chùm ng xiên. ổ ố

CNVL_4 23 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

d. Th i vào ch p: Khuôn và ru t sau khi làm xong ch m trong l ng kín đ ụ ụ ổ ộ ồ ể

2. Ph

th i khí CO ổ ươ ộ ng pháp này có u đi m là b m u đ n gi n, khuôn ru t ộ ẫ ư ể ả ơ

2, nh ng ph c t p.

đ c đóng r n đ ng th i, ti c CO ượ ắ ồ ờ ế t ki m đ ệ ượ ứ ạ ư

e. Th i vào m t khuôn. ặ ổ

f. Th i qua thành m u. ẫ ổ

a b e

f c d

Hình 1.5: Các ph ươ ng pháp th i khí CO ổ

Các thông s c a công ngh th i: ố ủ

2 at. + Áp su t th i CO ấ ổ

+ Th i gian th i CO ệ ổ 2: P = 1 ‚ 2: t = 35 ‚ 60(s). ờ ổ

2: Q = 0,5 m3/s, tính theo ph n trăm l

+ L u l ư ượ ng th i CO ổ ầ ượ ng h n h p 0,5%. ợ ỗ

Nh ng trong th c t ự ế ả s n xu t do ph ấ ư ươ ố ng pháp th i th công nên không kh ng ủ ổ

2 th i ra. ổ

ch đ c l ng khí CO ế ượ ượ

Th i gian th i, áp su t th i, đ ng kính l th i, m t đ l ấ ờ ổ ổ ườ ỗ ổ ậ ộ ỗ ổ ữ th i là nh ng

nh h ng t i ch t l ng khuôn, ru t. Áp xu t th i ph i đ l n đ khí y u t ế ố ả ưở ớ ấ ưọ ả ủ ớ ể ấ ộ ổ

CO2 thâm nh p đ c vào toàn b th tích khuôn, ru t, làm cho toàn b khuôn ậ ượ ộ ể ộ ộ

ru t đ c hoá c ng t ộ ượ ứ ố t nh t. Th i gian th i ph i đ lâu đ thu tinh l ng hoá ả ủ ể ấ ờ ổ ỏ ỷ

c ng hoàn toàn. Th i gian th i khí ph i v a đ . N u th i gian ng n thì s ứ ả ừ ủ ế ắ ờ ổ ờ ẽ

CNVL_4 24 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

không đ m b o đ b n khuôn, ru t, còn lâu quá s làm lãng phí CO ộ ộ ề ẽ ả ả ờ 2 đ ng th i ồ

làm gi m đ b n khuôn, ru t. Th ng thì ng i công nhân d a vào kinh ộ ề ả ộ ườ ườ ự

nghi m đ l a ch n th i gian th i h p lý. N u khuôn l n th i gian th i s kéo ổ ợ ổ ẽ ể ự ế ệ ọ ờ ớ ờ

CO2 và đ l n nh cu khuôn,

dài h n, nói chung th i gian th i ph thu c vào P ụ ổ ơ ờ ộ ỏ ả ộ ớ

2 ch thâm nh p

2COP quá nh thì khí CO ỏ

ru t. N u b m t, gây ra hi n t ế ộ ậ ở ề ặ ệ ượ ng ỉ

b m t khuôn, ru t thì c ng còn bên trong đ b n kém, do n ề ặ ộ ề ứ ộ ướ ỏ c thu tinh l ng ỷ

2COP quá

ch a đóng r n, d n đ n ch t l ng khuôn, ru t không đ m b o. N u ấ ượ ư ế ẫ ắ ế ả ả ộ

l n s gây xói mòn khuôn, ru t và tăng đ rã b m t khuôn, ru t. ớ ẽ ề ặ ộ ộ ộ

1.2.5. Tính ch t c a h n h p làm khuôn ấ ủ ỗ ợ

t, kh năng t o hình, Các tính ch t c a h n h p nh kh năng d n nhi ợ ấ ủ ỗ ư ẫ ả ệ ạ ả

đ b n, d thông khí ... s quy t đ nh ch t l ộ ề ế ị ấ ượ ẽ ộ ả ng v t đúc. Chính vì th ph i ế ậ

ồ l a ch n h n h p có tính ch t h p lý, v a đ đáp ng ch tiêu kĩ thu t, đ ng ự ừ ể ấ ợ ứ ậ ọ ợ ỗ ỉ

và giá thành h n h p. th i th a mãn v cung ng v t t ề ậ ư ứ ỏ ờ ợ ỗ

Ng i ta phân tính ch t h n h p thành ba nhóm sau: ườ ấ ỗ ợ

a) Tính ch t nhi t lý: ấ ệ

Khi rót kim lo i l ng vào khuôn x y ra quá trình truy n nhi v t đúc t t ạ ỏ ề ả ệ ừ ậ

vào khuôn và truy n nhi ề ệ t trong khuôn. D i tác d ng c a nhi ướ ủ ụ ệ ộ ậ t đ cao, v t

li u trong h n h p làm khuôn ph n ng v i nhau hay v i kim lo i, s t o ra ả ứ ẽ ạ ệ ạ ỗ ợ ớ ớ

khí hay h p ch t d ch y trong khuôn đúc. ấ ẽ ả ợ

ng r t l n đ n ch t l ng v t đúc. Nó T c đ ngu i v t đúc nh h ộ ậ ả ố ộ ưở ấ ớ ấ ưọ ế ậ

đ t gi a kim lo i đúc và khuôn qua 4 giai ượ c quy t đ nh b i s trao đ i nhi ở ự ế ị ổ ệ ữ ạ

đo n:ạ

- KLL đi n đày khuôn ề

- KLL ngu i ộ

- V t đúc đông đ c ậ ặ

- V t đúc đã đông đ c t i nhi t đ r khuôn. ặ ớ ậ ệ ộ ỡ

CNVL_4 25 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

+ Nhi t dung riêng(C): Là l ng nhi t c n thi t đ làm cho 1 đ n v ệ ượ ệ ầ ế ể ơ ị

0C, đ c tr ng cho kh năng h p ph nhi ả

kh i l ố ượ ng v t ch t nóng lên 1 ấ ậ ư ụ ấ ặ ệ ủ t c a

ợ v t ch t. Tuỳ thu c vào b n ch t c a các thành ph n v t li u trong h n h p, ậ ậ ệ ấ ủ ả ấ ầ ộ ỗ

vào nhi t đ và đ m c a h n h p, nhi t dung đ ệ ộ ủ ỗ ộ ẩ ợ ệ ượ ứ c xác đ nh theo công th c ị

(1.8).

C i

(cid:229)

= 1 n

= 1

Chh = . (Cal/gam.đ ) (1.8) ộ (cid:229)

Trong đó: Chh: Nhi ệ t dung c a h n h p . ủ ỗ ợ

Ci : Nhi ệ t dung c a c u t ủ ấ ử i trong h n h p . ỗ ợ

gi: Hàm l ng c u t i có trong h n h p . ượ ấ ử ỗ ợ

Nhi t dung c a h n h p ph thu c vào đ m theo công th c (1.9). ệ ủ ỗ ộ ẩ ứ ụ ợ ộ

100 w 100

W 100

- C0 = Cw . + . (1.9)

Tong đó: W: Đ m c a h n h p . ộ ẩ ủ ỗ ợ

Cw=0 : Nhi ệ t dung c a h n h p khi đ m =0. ợ ủ ỗ ộ ẩ

C0: Nhi đ m w. ệ ợ ở ộ ẩ

t ( ng đi qua m t đ n v di n tích trong t dung c a h n h p ủ ỗ ệ l ): Là nhi + Đ d n nhi ộ ẫ t l ệ ượ ộ ơ ị ệ

m t đ n v th i gian khi có đ chênh l ch nhi t đ trên m t đ n v chi u dài. ộ ơ ị ờ ệ ộ ệ ộ ộ ơ ề ị

l = l tn + l dl + l b c xứ ạ. (1.10)

Đ d n nhi t c a h n h p. ộ ẫ ệ ặ t đ c tr ng cho kh năng truy n nhi ẳ ư ề ệ ủ ỗ ợ

• t: Khi tăng nhi t đ , đ d n nhi

tn : D n nhi ẫ

ệ t truy n nhi ề ệ ệ ộ ộ ẫ ệ ằ t b ng

t c a cát l i gi m, còn l t khác truy n nhi ề ệ ủ ạ ả ạ i các thành ph n truy n nhi ầ ề ệ

t b c x , truy n nhi t đ i l u) trong h n h p l i tăng. Cho (truy n nhi ề ệ ứ ạ ề ệ ố ư ợ ạ ỗ

t c a h n h p làm nên, nh h ả ưở ng c a nhi ủ ệ ộ ế t đ đ n đ truy n nhi ộ ề ệ ủ ỗ ợ

khuôn là r t khác nhau, nó ph thu c vào b n ch t t ng c u t trong ấ ừ ấ ử ụ ấ ả ộ

ộ ẫ h n h p làm khuôn. M t khác, đ x p c a h n h p càng l n, thì đ d n ỗ ộ ố ủ ỗ ặ ợ ợ ớ

CNVL_4 26 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

nhi t đ tăng. Khi nhi t đ th p đ d n nhi ệ t tăng ch m, khi nhi ậ ệ ộ ở ệ ộ ấ ộ ẫ ệ t

b ng truy n nhi ằ ề t l ệ ạ i nh . ỏ

• t đ i l u: D n nhi

dl: D n nhi ẫ

ệ ố ư ẫ t đ i l u t ệ ố ư ự do gây ra b i s khác nhau ở ự

t đ , còn d n nhi t đ i l u b t bu c gây ra b i s c ép t bên v nhi ề ệ ộ ẫ ệ ố ư ở ứ ắ ộ ừ

trong. Do truy n nhi t đ i l u ch u nh h ng c a các y u t ề ệ ố ư ị ả ưở ế ố ủ nh nhi ư ệ t

i ph thu c vào thành ph n đ đ , đ x p, mà đ x p c a h n h p l ộ ố ộ ộ ố ợ ạ ủ ỗ ụ ầ ộ ộ

h t c a cát cũng nh vào các c u t ạ ủ ấ ử ư ộ ạ khác, thành ph n h n h p và đ h t ầ ỗ ợ

ng t t đ i l u. N u cát có kích th c a cát có nh h ủ ả ưở ớ i truy n nhi ề ệ ố ư ế ướ c

t b ng đ i l u tăng do có đ x p l n. h t to, đ ng đ u thì d n nhi ề ạ ẫ ồ ệ ằ ộ ố ớ ố ư

Đ d n nhi t đ i l u hi u qu ph thu c vào nhi t đ theo công th c (1.11. ộ ẫ ệ ố ư ả ụ ệ ứ

ệ ộ ộ l hq= j . l dl(1+A. D T) (1.11)

Trong đó: A : Là h ng s . ố ằ

D T: Đ chênh v nhi ề ộ t đ . ệ ộ

•

b c xứ ạ: Đ d n nhi

ộ ẫ t b c x ệ ứ ạ

-B c x t b m t v t đúc đ n b m t h t cát: Ch nh h ứ ạ ừ ề ặ ậ ề ặ ạ ỉ ả ế ưở ứ ng t c

th i trong th i đi m rót . ờ ể ờ

-B c x gi a các b m t h t cát v i nhau: Có nh h ng r t l n t ứ ạ ữ ề ặ ạ ả ớ ưở ấ ớ ớ i

đ d n nhi ộ ẫ ệ ủ ỗ t c a h n h p làm khuôn . ợ

Năng l ượ ng b c x : ứ ạ

Qbx= l bx(T1-T2).F

Qbx= C.F.e. D T4

Ø ø D T4= Œ œ º ß

T + 1 273 100 bxQ T T F 1

) 2 .

- l bx= (

273

T 1

T 2

(

)

T 2

T 1

l bx =

100

Ø ø (cid:230) (cid:246) (cid:230) (cid:246) - - Œ œ (cid:231) ‚ (cid:231) ‚ V y : (1.12) ậ Ł ł Ł ł Œ œ º ß

CNVL_4 27 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Trong đó: C=4,9(Kcal/h.m2.0C)

F: Di n tích b m t b c x . ề ặ ứ ạ ệ

ứ ạ

e: Đ đen b c x . ộ j =1: H s góc b c x . ứ ạ ệ ố

T1: Nhi t đ c a v t b c x , ệ ộ ủ ậ ứ ạ

T2: Nhi t đ c a môi tr ng xung quanh. ệ ộ ủ ườ

+ Ð d n nhi t đ (a): ộ ẫ ệ ộ Đ d n nhi ộ ẫ ệ ộ t đ là m c nâng nhi ứ ệ ộ ủ ộ t đ c a m t

ng v t ch t trong m t đ n v th i gian, đ c tính theo công đ n v tr ng l ị ọ ơ ượ ộ ơ ị ờ ậ ấ ượ

th c (1.13). ứ

a= (1.13)

Trong đó: l : Đ d n nhi t c a h n h p . ộ ẫ ệ ủ ỗ ợ

ệ t dung c a h n h p. ủ ỗ ợ

C: Nhi r : Kh i l ng riêng c a h n h p. ố ượ ủ ỗ ợ

Đ d n nhi t đ ch y u ph thu c vào đ d n nhi t, vì nhi t dung ộ ẫ ệ ộ ủ ế ộ ẫ ụ ộ ệ ệ

c a h n h p thay đ i không đáng k , khi tăng đ đ m ch t thì đ d n nhi ể ủ ộ ẫ ộ ầ ặ ỗ ổ ợ ệ t

đ gi m. ộ ả

+ Đ ch u nóng: ị ộ Là kh năng ch u đ ng c a v t li u tr ự ủ ậ ệ ẳ ị ướ ụ c tác d ng

t đ cao mà không b ch y m m. Nó ph thu c nhi u vào các y u t c a nhi ủ ệ ộ ế ố ụ ề ề ả ộ ị

nh : Thành ph n khoáng ch t, đ m n c a h t, t c đ nung, áp l c khi nung ... ộ ị ủ ạ ố ộ ự ư ầ ấ

ủ Đ h t c a h n h p càng nh , h n h p b nung càng nhanh, đ ch u nóng c a ợ ộ ạ ủ ỗ ộ ị ỏ ợ ỗ ị

ỗ h n h p càng nh . Đ i v i cát làm khuôn, thành ph n khoáng ch t trong h n ỗ ố ớ ấ ầ ợ ỏ

nh h ng ch y u đ n đ ch u nóng. Ngoài ra, nó còn ph h p là y u t ợ ế ố ả ưở ủ ế ế ộ ị ụ

thu c vào các quá trính hoá lý x y ra ả ộ ở ề ặ ế ậ b m t ti p xúc gi a kim lo i và v t ữ ạ

li u làm khuôn. ệ

+ Kh i l Là kh i l ng c a m t đ n v th ố ượ ng riêng c a h n h p: ủ ỗ ợ ố ượ ộ ơ ị ể ủ

tích. Nó gây nh h ng tr c ti p và gián ti p t t c a khuôn đúc. ả ưở ế ớ ự ế i ch đ nhi ế ộ ệ ủ

CNVL_4 28 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Kh i l ng riêng c a h n h p ph thu c vào kh i l ố ượ ủ ỗ ố ượ ụ ợ ộ ầ ng riêng và thành ph n

trong hõn h p và đ c xác đ nh theo công th c (1.14). c a các c u t ủ ấ ử ợ ượ ứ ị

hh= 1

(cid:229)

= 1

(1.14) (cid:229)

r : Kh i l

Trong đó: ng riêng c a c u t th i. ố ượ ủ ấ ử ứ

ng c a c u t th i trong h n h p . ượ ủ ấ ử ứ ỗ ợ

gi: Hàm l r ứ hh: Ph thu c vào đ d m ch t c a h n h p theo công th c ặ ủ ỗ ộ ầ ụ ộ ợ

(1.15).

= (cid:231)

r r

S 1 S

(cid:230) (cid:246) ‚ (1.15) Ł ł

Trong đó: , : Kh i l ng riêng c a h n h p đ đ m ch t S ố ượ ủ ỗ ợ ở ộ ầ ặ 1, S2.

c: H ng s ố ằ

r b ng 2500(kg/cm

3). Khi

3). Đ đ m ch t t

Khi Đ đ m ch t c a h n h p đ t t i đa thì ặ ủ ỗ ộ ầ ằ

ợ ạ ố r b ng 1500(kg/cm đ x p (O) b ng 60% thì ằ ộ ố ộ ầ ặ ố ộ ầ i đa là đ đ m ằ

ch t mà t ặ ạ i áp su t đó s đ t đ d m ch t đa, thì h t cát b phá hu . ỷ ấ ặ ị ẽ ạ ộ ằ

ằ ớ

ằ

ạ r =1500(kg/cm3) v i làm khuôn b ng tay. r =1600(kg/cm3) v i làm khuôn b ng máy. ớ r =1800 ‚ 1850(kg/cm3) khuôn cao áp .

+ Kh năng tích nhi t c a khuôn (b): ả ệ ủ ậ Là kh năng c a khuôn nh n ủ ả

đ c nhi u hay ít nhi t t t c a khuôn quy t đ nh ượ ề ệ ừ ậ v t đúc. Kh năng tích nhi ả ệ ủ ế ị

r . .cl

đ n quá trình k t tinh và đông đ c c a v t đúc: ế ặ ủ ậ ế

b= (cal/cm2.s2.c). (1.16)

b): Là kh năng ch ng l

b) Tính ch t c h c: ấ ơ ọ

i tác d ng c a ngo i l c. Trong + Đ b n (σ ộ ề ả ố ạ ạ ự ụ ủ

c là do s liên k t gi a ch t dính v i các ph n t khác h n h p đ b n có đ ỗ ộ ề ợ ượ ầ ử ữ ự ế ấ ớ

trong h n h p và trong s liên k t trong n i b các ph n t đó. ộ ộ ầ ử ự ế ỗ ợ

CNVL_4 29 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

H n h p làm khuôn ru t ph i có đ b n nh t đ nh và đ ả ộ ề ấ ị ỗ ợ ộ ượ c xác đ nh theo ị

công th c (1.17). ứ

Rz =n.S.Bz (1.17)

Trong đó :

n: S ti t di n trong m t di n tích m u th ố ế ph ử ở ươ ệ ệ ẫ ộ ớ ng vuông góc v i

l c phá h y. ự ủ

S: Di n tích hình chi u c a m t ti p đi m lên m t ph ng vuông ế ủ ộ ế ệ ể ặ ẳ

ạ góc v i l c phá h y. Nó ph thu c vào chi u dày l p ch t dính bao quanh h t ớ ự ụ ủ ề ấ ộ ớ

cát, đ ng kính h t cát và đ d m ch t. ườ ộ ầ ạ ặ

Bz: Đ b n riêng c a ch t dính . ộ ề ủ ấ

L c liên k t gi a ch t dính v i h t cát g i là l c dính k t K. L c liên ớ ạ ự ự ự ữ ế ế ấ ọ

i ch t dính g i là l c liên k t. Trong th c t khi kéo m u h s k t trong n i t ế ộ ạ ự ế ự ế ấ ọ ẫ ử ẽ

ng h p sau: x y ra ba tr ẩ ườ ợ

• A = K n u nh đ b n c a h n h p đ ư ộ ề ủ ỗ ế ợ ượ ở ả ộ ề ự c đ c tr ng b i c đ b n l c ư ặ

liên k t và dính k t. Đây là tr ng h p c a h n h p cát – sét. ế ườ ợ ủ ỗ ợ

c đ c tr ng b i đ b n kiên ế • A > k n u nh đ b n c a h n h p đ ư ộ ề ủ ế ợ ỗ ượ ở ộ ề ư ặ

c th y tinh, vì th y tinh k t. Đây là tr ế ườ ng h p c a h n h p cát - n ỗ ủ ợ ợ ướ ủ ủ

l ng dính k t t ỏ ế ố t lên h t cát. ạ

c đ c tr ng b i đ b n dính • A < k n u nh đ b n c a h n h p đ ư ộ ề ủ ế ợ ỗ ượ ở ộ ề ư ặ

k t. Đây là tr ế ườ ng h p c a h n h p cát nh a ho c cts d u, vì nh a và ự ợ ủ ự ặ ầ ợ ỗ

d u dính bám kém lên b m t h t cát. ầ ề ặ ạ

Đ b n c a h n h p ph thu c vào mô đun, t tr ng và hàm l ộ ề ủ ỗ ụ ợ ộ ỷ ọ ượ ủ ng th y

tinh l ng. ỏ

σ):

+ Đ b n kéo (σ ộ ề

s d .4 . dm.

σk = (1.18)

Trong đó: σ: Đ b n riêng c a ch t dính. ộ ề ủ ấ

CNVL_4 30 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

δ: Chi u dày ch t dính . ề ấ

m: S đi m ti p xúc. ố ể ế

d: Đ ng kính h t cát . ườ ạ

: Là đ b n đi u ki n t + Đ b n riêng ộ ề ộ ề ở ề ệ ố ư ấ i u và tính cho 1% ch t

dính.

δcát= δ1.tg2(45-φ/2) – 2.C.tg(45-φ/2) (1.19)

δ1 = 2.C. tg((45-φ/2) = 2.C.cotg(45-φ/2) ( 1.20)

Trong đó: φ: Góc ma sát trong.

C: L c liên k t c u trúc. ự ế ấ

+ Đ b n t i: c đánh giá ngay sau khi ộ ề ươ Là đ b n c a h n h p đ ủ ộ ề ợ ỗ ượ

tr n h n h p xong, khi này ch a x y ra ph n ng đóng c ng ch t dính. ư ả ả ứ ứ ấ ộ ỗ ợ

Đ b n t i c a h n h p cát-n ướ ợ c TTL ph thu c vào: ụ ộ

ộ ề ươ ủ ỗ - B n ch t ch t dính: Khi tăng t ấ ấ ả ỷ ọ ộ ề ủ tr ng, môđun TTL thì đ b n c a

h n h p tăng. ỗ ợ - Hàm l ng ch t dính: Hàm l ượ ấ ượ ỗ ng ch t dính tăng thì đ b n h n ộ ề ấ

h p tăng nh ng n u tăng quá gi ợ ư ế ớ ạ ỗ i h n cho phép thì đ b n h n ộ ề

h p l ợ ạ i gi m. ả

- c h t. Thành ph n kích th ầ ướ ạ

- Đ d m ch t. ặ ộ ầ

+ Đ b n khô: ộ ề ộ ế Là đ b n c a h n h p sau khi s y và làm ngu i đ n ộ ề ủ ỗ ấ ợ

nhi ng, ho c đ b n c a h n h p t đ th ệ ộ ườ ộ ề ợ ở ạ ả ứ tr ng thái đã x y ra ph n ng ả ủ ặ ỗ

đóng r n ch t dính. Đ b n khô gi c cho khuôn hình dáng tr ộ ề ấ ắ đ ữ ượ ướ ụ c tác d ng

ộ ề c a ngo i l c khi v n chuy n, l p ráp và ráp khuôn và khi rót khuôn. Đ b n ủ ạ ự ể ậ ắ

khô ph thu c vào l ng n ng n ụ ộ ượ ướ c trong h n h p. L ỗ ợ ượ ướ ộ ề c càng cao, đ b n

khô c a h n h p càng gi m. T c đ nung và làm ngu i càng nh đ b n khô ỏ ộ ề ủ ỗ ả ợ ố ộ ộ

CNVL_4 31 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

c a h n h p càng l n. Ngoài ra đ h t cát càng l n thì đ b n khô càng tăng ủ ộ ạ ộ ề ỗ ớ ợ ớ

do khi s y n c v n chuy n ra ngoài d dàng. ấ ướ ậ ể ễ

Là đ b n c a h n h p tr ng thái nung trong + Đ b n nung: ộ ề ộ ề ợ ở ạ ủ ỗ

nhi t đ b t đ u m t n c liên k t đ n nhi kho ng t ả ừ ệ ộ ắ ầ ấ ướ ế ế ệ ộ ệ ủ t đ làm vi c c a

ệ khuôn khi rót kim lo i. Đ b n nung giúp khuôn không b phá h y khi làm vi c ộ ề ủ ạ ị

d i tác d ng c a c và nhi t, c a dòng kim lo i khi đi n đ y khuôn, c a áp ướ ủ ơ ụ ệ ủ ủ ề ạ ầ

su t c t kim lo i,…. ấ ộ ạ

c nung nóng đ n nhi + Đ b n ngu i: ộ ộ ề Là đ b n c a h n h p làm khuôn sau khi đ ợ ộ ề ủ ỗ ượ ế ệ ộ t đ

cao gi m t th i gian r i làm ngu i đ n nhi ng. Nó nh h ữ ộ ộ ế ồ ờ t đ th ệ ộ ườ ả ưở ớ ng l n

đ n năng xu t lao đ ng và đi u ki n lao đ ng ế ệ ề ấ ộ ộ ở ậ khâu phá khuôn, làm s ch v t ạ

đúc và tái sinh h n h p cũ. Đ i v i h n h p cát - n ố ớ ỗ ỗ ợ ợ ướ ộ ề c TTL vi c gi m đ b n ệ ả

ngu i tr thành v n đ th i s và là đ i t ng c a nhi u công trình nghiên ề ờ ự ố ượ ấ ở ộ ủ ề

c u vì đ b n ngu i c a h n h p này r t l n. ộ ủ ỗ ứ ấ ớ ộ ề ợ

M t s bi n pháp làm gi m công phá d khuôn: Gi m t ộ ố ệ ả ả ỡ ớ ấ i m c th p ứ

ộ nh t hay lo i b hoàn toàn l p h n h p cát đ m (làm khuôn v m ng hay ru t ạ ỏ ỏ ỏ ệ ấ ỗ ớ ợ

ng n r ng) giúp đ thông khí c a khuôn tăng; Gi m l ỗ ủ ả ộ ượ ướ ợ c TTL trong h n h p ỗ

i m c có th đ khuôn v n đ đ b n c n thi t ớ ẫ ủ ộ ề ầ ể ể ứ ế t; Dùng m t s bi n pháp làm ộ ố ệ

gi m đ b n còn l ộ ề ả ạ

‚ 6000C đ nh ng ph n ầ

i khác nh : ư - Nung toàn b khuôn đ n nhi ộ ế ệ t đ 400 ộ ữ ể

0C cũng có đ b n ộ ề

khuôn không b kim lo i đúc nung nóng đ n 350 ạ ế ị

ngu i c c ti u. ộ ự ể

2, Al2O3, ‚ 4% đ t sét. Có tác d ng nâng cao

- Cho vào h n h p m t s hóa ch t nh : Các ôxít :SiO ộ ố ư ấ ợ ỗ

MgO, th ng ng i ta dùng 3 ụ ấ ườ ườ

nhi ệ ộ ạ ề t đ t o pha l ng và nâng cao đ s t c a pha l ng khó đi n ộ ệ ủ ỏ ỏ

ộ đ y các khe n t t o thành trong h n h p làm gi m đ b n ngu i. ầ ứ ạ ộ ề ả ỗ ợ

CNVL_4 32 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Đ b n ngu i c a h n h p cát - n ộ ủ ỗ ộ ề ợ ướ c TTL còn ph thu c vào mô ụ ộ

đun, hàm l ng n c th y tinh, đ h t cát và t c đ làm ngu i. ượ ướ ố ộ ộ ạ ủ ộ

c). Tính ch t công ngh : ệ ấ

Đ quy trình ch t o khuôn ru t đ ế ạ ộ ượ ể ầ c ti n hành d dàng h n h p c n ễ ế ỗ ợ

có m t s tính ch t công ngh sau: ấ ộ ố ệ

+ Kh năng t o hình: Là kh năng t o đ ạ ả ạ ả ượ ấ c nh ng hình d ng nh t ữ ạ

đ nh d ị ướ ỗ i tác d ng c a l c bi n d ng. Tính ch t này r t quan tr ng khi h n ủ ự ụ ế ấ ạ ấ ọ

c s d ng đ ch t o khuôn, ru t ph c t p và đ c đánh giá qua kh h p đ ợ ượ ử ụ ể ế ạ ứ ạ ộ ượ ả

năng đi n đ y hay ch y loãng c a h n h p . ả ủ ỗ ề ầ ợ

+ Đ thông khí c a h n h p: ủ ỗ ợ Là kh năng cho khí đi qua h n h p. Khi ả ộ ợ ỗ

rót kim lo i vào khuôn b n thân kim lo i cũng mang m t l ng khí nh t đ nh ộ ượ ả ạ ạ ấ ị

môi tr vào khuôn nh kh năng hòa tan khí ả ờ ở ạ tr ng thái l ng, và khí t ỏ ừ ườ ng

cu n vào do tác d ng c h c c a dòng kim lo i. M t khác, trong l khuôn và ơ ọ ủ ụ ặ ạ ố ỗ

khuôn cũng ch a m t l ng khí nh t đinh. Khi rót khuôn, l p hõn h p khuôn ộ ượ ứ ấ ợ ớ

ti p xúc v i kim lo i l ng s sinh khí làm áp su t khí trong khuôn tăng. Khí ạ ỏ ẽ ế ấ ớ

này s thoát ra ngoài b ng cách chui vào h c khuôn n i m t thoáng c a kim ủ ẽ ằ ặ ơ ố

lo i l ng, hay đi qua khuôn ra ngoài nh h th ng l mao r ng hay h th ng l ờ ệ ỗ ạ ỏ ỗ ệ ố ỗ ỗ

c t o ra trong khuôn. N u s c c n chuy n đ ng c a các ch t khí và h i đ ơ ượ ạ ế ứ ả ủ ể ấ ộ

h i n ơ ướ c vào khuôn l n h n s c c n chuy n đ ng c a các ch t khí qua kim ể ơ ứ ả ủ ấ ớ ộ

lo i thì khí chui vào kim lo i l ng và v t đúc có th xu t hi n r khí. Do đó ệ ỗ ạ ỏ ể ạ ấ ậ

h n h p làm khuôn ph i có đ thông khí l n và đ sinh khí nh . Đ thông khí ỗ ả ợ ộ ộ ớ ỏ ộ

là m t trong các ch s tiêu chu n ph bi n đánh giá ch t l ng h n h p. nó ổ ế ỉ ố ấ ượ ẩ ộ ợ ỗ

đ c xác đinh theo công th c (1.21). ượ ứ

). r

p 1 h 8

- Q = C. (1.21)

Trong đó: Q: Kh i l ng ch t l ng nh t đi qua l mao d n. ố ượ ấ ỏ ớ ỗ ẫ

C: H ng s ằ ố

CNVL_4 33 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

t : Th i gian đ l ng ch t l ng Q đi qua hêt. ể ượ ờ ấ ỏ

p1: áp su t tr ấ ướ c m u th ẫ ử

p2: áp su t sau m u th ẫ ấ ử

mao d n ẫ ỗ

r: bán kính l h : Đ nh t c a ch t l ng ớ ủ ấ ỏ ộ

l: chi u dài l mao d n. ề ỗ ẫ

H n h p làm khuôn là h th ng l r ng, nên trong khuôn + Đ r ng: ộ ỗ ệ ố ợ ỗ ỗ ỗ

còn có đ p x p hay đ r ng. Đ r ng là t r ng (V ộ ỗ ộ ỗ ộ ố ỷ ố ữ s gi a th tích các l ể ỗ ỗ

trong m t đ n v th tích h n h p (V) đ c xác đ nh theo công th c (1.22). ộ ơ ị ể ợ ỗ ượ ứ ị

V %100.0 V

P= (1.22)

+ Tu i xuân c a h n h p: Là kho ng th i gian mà h n h p còn gi ủ ổ ỗ ợ ả ợ ỗ ờ ữ

đ ượ c tính ch t hóa lý nh ban đ u m i t o ra. H n h p m i đ ầ ớ ạ ớ ượ ư ấ ợ ỗ c ch t o ra, ế ạ

khi đ ti p xúc v i không khí, th y tinh l ng s tác d ng v i oxy trong không ể ế ụ ủ ẽ ớ ỏ ớ

khí, làm cho h n h p ch t. Vì v y h n h p ché t o ra càng s d ng s m càng ử ụ ế ạ ậ ợ ỗ ỗ ớ ợ

t. Trong th c t i ta th t ố ự ế , khi s n xu t th công, ng ấ ủ ả ườ ườ ng dùng bi n pháp che ệ

ợ ph kín h n h p tránh đ nó ti p xúc v i không khí. Tu i xuân c a h n h p ủ ủ ế ể ợ ỗ ớ ỗ ổ

ph thu c ch y u vào vào môđun và t ủ ế ụ ộ ỷ ọ tr ng c a th y tinh l ng. ủ ủ ỏ

+ Áp su t khí trong khuôn : Khí t o ra trong khuôn sinh ra tr ng áp ấ ạ ườ

trong h n h p làm khuôn. N u áp l c khí l c khí tác đ ng lên các ph n t ự ầ ử ộ ự ế ỗ ợ

trong khuôn l n đ thão mãn đi u ki n theo công th c (1.23) thì khí d dàng ứ ủ ễ ề ệ ớ

chui vào kim lo i l ng gây ra r khí trng v t đúc. ạ ỏ ậ ỗ

Pk >P1 + P2 + σ (1.23)

+ Đ t o khí: Là l ng khí đ c t o ra t m t đ n v kh i l ộ ạ ượ ượ ạ ừ ộ ơ ố ượ ị ỗ ng h n

nhi t đ cao. Khí đ h p khi nung h n h p y ợ ợ ấ ở ỗ ệ ộ ượ ạ ấ c t o ra do cháy các ch t

dính, các ch t ph h a c , do thăng hoa c a các ch t b c, do s phân h y các ụ ữ ơ ấ ố ự ủ ủ ấ

CNVL_4 34 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

h p ch t hóa h c t o khí, do n ợ ọ ạ ấ ướ c hóa h i. Khi t c đ t o khí l n s gây áp ộ ạ ớ ẽ ơ ố

l c khí trong khuôn tăng t c th i, do đó gây ra r khí trong v t đúc. ự ứ ậ ờ ỗ

+ Tính phá d c a khuôn: ỡ ủ Đ b n c a h n h p cát-th y tinh l ng ợ ộ ề ủ ủ ỏ ỗ ở

nhi ệ ộ ụ t đ cao r t l n, gây khó khăn cho vi c phá d khuôn, ru t. Đ kh c ph c ệ ấ ớ ể ắ ộ ỡ

nh t tính phá d ượ c đi m này có th đ a vào h n h p các ch t ph gia làm t ỗ ể ư ụ ể ấ ợ ố ỡ

l TTL trong h n h p. c a h n h p ho c làm gi m đ ủ ỗ ả ặ ợ c t ượ ỷ ệ ợ ỗ

+ Tính ch y c a h n h p: ả ủ ỗ ợ ợ Là kh năng đi n đ y khuôn c a h n h p. ủ ỗ ề ầ ả

ệ Tính ch y ph thu c vào tr ng thái ng su t và xu t hi n khi có đi u ki n ứ ụ ệ ề ạ ả ấ ấ ộ

ch y. Tính ch y cao r t thích h p cho kh năng chuyên môn hóa, t đông hóa ấ ả ả ả ợ ự

và làm gi m công d m ch t khuôn. ằ ặ ả

+ Tính lún: Là kh năng lún l c trong quá trình v t đúc co. Tính ả i đ ạ ượ ậ

lún có tác d ng không gây ra ng su t c n co trong v t đúc. ứ ấ ả ụ ậ

CNVL_4 35 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

T l

Tính năng

ỷ ệ

Úng d ngụ

TTL

Cát m iớ

D uầ mazút

Đ mộ ẩ %

NaOH n ng đ ộ ồ 15-30%

Độ thong khí

L ngượ dùng

Nhóm c h t ỡ ạ

100

8-9

0.7

4-5

>100

Độ b nề n nế t iươ (Kpa) 25-30

Đ b n ộ ề nén sau hóa c ngứ (Mpa) >15

Ben tonit ho cặ cao lanh 4-5

100 100 100

- 3 -

4.5-5.5 4.5-5.5 <3.5

>100 >200 >150

5-15 17-23 -

- >1 >1

6.5-7.5 7 4-4.5

Cát áo ru tộ đúc thép l nớ Cát áo khuôn đúc thép

- 0.5-1 N cướ 0.6-0.4

100

5.5

>1.3

- 0.75-1 Ph giaụ ỡ ụ v v n 3 N c 1- ướ 1.5

Phụ gia vỡ v n1ụ

Tính năng

ph i li u ố ệ

N cướ TTL dẽ vỡ T l ỷ ệ

ngứ d ngụ

Cát m iớ

Độ mẩ

ộ ề Đ b n iươ nén t

NaOH n ng đ ộ ồ 15-30%

D uầ ma zút

Độ thong khí

(Kpa)

L ngượ dùng

Nhóm c h t ỡ ạ

TTL N cướ TTL bi nế tính

Ben to nit ho cặ cao lanh

100

3.5-4.2

>245

Cát áo

Độ b nề nén sau hóa c ngứ (Mpa) >1.3

1-2

3.8-4.4

>100

8-12

N cướ TTL bi nế tính 8

1-2

4-6

>80

25-40

4.5-5.5

<1 t nấ

1-2

4-6

>80

25-40

5.5-6.5

<1 t nấ

Cát tái sinh 21 cát cũ 21 cát cũ

B t than ộ 2-4 -

2-4

4-6

>100

30-50

5-6

30 70 50 50 50 50 60 40

Khuôn đúc gang1- 1.5 t nấ

B ng 1.7. Thành ph n và c tính c a h n h p trong công ngh CO ủ ỗ ợ ơ ệ ả ầ ph i li u ố ệ

CNVL_4 36 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

1.2.6. Thành ph n h n h p khô nhanh ầ ỗ ợ

Thành ph n h n h p làm khuôn khÔ nhanh g m có cát, th y tinh l ng và ủ ầ ỗ ợ ồ ỏ

ch t ph gia. NaOH đ a vào đ làm tăng kh năng th m ấ ướ ủ t c a th y tinh ủ ụ ư ể ấ ả

ẫ l ng lên b m t cát. D u ma zut đ a vào đ ch ng dính bám h n h p vào m u ỏ ể ố ề ặ ư ầ ỗ ợ

và làm tăng tính phá d c a khuôn. Đ t sét đ a vào đ làm tăng đ b n t ộ ề ươ i. ỡ ủ ư ể ấ

B t than đ a vào đ làm tăng tính phá d . M t s ki u thành ph n và c tính ộ ố ể ư ể ầ ộ ỡ ơ

c dùng Liên xô cũ cho trong b ng 1.7. c a h n h p khô nhanh đ ủ ỗ ợ ượ ở ả

Hi n nay c ta do th y tinh l ng có ch t l ng kem, nên l ệ n ở ướ ấ ượ ủ ỏ ượ ng

th y tinh tron h n h p th ng chi m 8 – 10%. ủ ỗ ợ ườ ế

2

2 là công ngh ch t o khuôn ru t t

1.3. CÔNG NGH COỆ

h n h p cát - TTL Công ngh COệ ế ạ ộ ừ ỗ ệ ợ

và đóng b ng CO ằ

2 nh sau: ư

Các b c thao tác ch t o khuôn ru t theo công ngh CO ướ ế ạ ệ ộ

1. Ch t o h n h p . ế ạ ỗ ợ

2. Đ h n h p vào khuôn , ru t và d m ch t . ổ ỗ ầ ặ ợ ộ

3. Dùi l th i khí ỗ ổ

4. Th i khí CO ổ

5. L y m u ho c tháo h p ru t . ặ ấ ẫ ộ ộ

6. S n khuôn ru t n u c n . ộ ế ầ ơ

7. Ráp khuôn ru t và rót kim lo i l ng . ạ ỏ ộ

8. Phá khuôn làm s ch và gia công s a ch ã v t đúc ư ậ ử ạ

1.3.1. Công ngh ch t o h n h p ệ ế ạ ỗ ợ

H n h p đ c tr n b ng máy tr n cánh ho c máy tr n con lăn. Th t ợ ượ ỗ ứ ự ằ ặ ộ ộ ộ

và th i gian tr n h n h p nh sau: ư ờ ộ ỗ ợ

Đ u tiên cho cát đã đ c x lý vào r i cho máy ch y 1 – 2 phút, sau đó ầ ượ ử ạ ồ

cho các ch t ph d ng b t vào tr n trong kho ng 2 phút, sau đó cho dung d ch ụ ạ ấ ả ộ ộ ị

xút vào (n u có) tr n 2-3 phút, sau đó cho th y tinh l ng vào tr n 5 – 7 phút. ủ ế ộ ỏ ộ

CNVL_4 37 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Th i gian tr n nên ng n nh t có th . N u kéo dài th i gian tr n, thì đ b n sau ể ế ộ ề ắ ấ ộ ờ ờ ộ

2 trong không khí làm đông c ng m t ph n.

hoá c ng s gi m, do trong quá trình tr n cát có th b v , m t khác th y tinh ộ ể ị ỡ ẽ ả ủ ứ ặ

l ng b tác d ng v i khí CO ụ ỏ ớ ị ứ ầ ộ

H n h p tr n ra, n u làm khuôn th công thì ph i cho vào thùng r i ph ủ ế ả ợ ỗ ộ ồ ủ

kín, ho c cho vào bao t ặ ả i, tránh đ h n h p ti p xúc v i không khí. ế ể ỗ ớ ợ

1.3.2. Ch t o khuôn ru t ộ ế ạ

c ch t o theo các nguyên công sau: ộ ượ ế ạ

Khuôn ru t đ - Ki m tra m u và h p ru t xem có đ y đ nguyên ven không, sau đó ủ ể ẫ ầ ộ ộ

lau s ch chúng và bôi ch t cách m u lên m u và h p ru t. ạ ấ ẫ ộ ộ

ẫ - Đ t m u lên t m m p r i đ t hòm khuôn lên, ho c l p ghép h p ru t ộ ạ ồ ặ ặ ắ ấ ặ ẫ ộ

l i.ạ

- Cho m t l p cát vào r i dùng tay n đ u cát vào m u ho c các ch ộ ớ ề ặ ẫ ấ ồ ỗ

ngóc ngách trong m u.ẫ

- Đ t x ng cho khuôn ho c cho ru t n u c n thi ặ ươ ộ ế ầ ặ t ế

- Đ ti p cát vào khuôn ru t và đ m cho đ n đ y ầ ổ ế ế ầ ộ

- G t cát th a trên m t khuôn ho c ru t ộ ừ ạ ặ ặ

- Dùi l kia t ỗ ổ th i. L n cách l ỗ ọ ỗ ừ ầ 80 – 90 mm. L có th dùi sâu g n ể ỗ

2 vào khuôn ru t.ộ

đ n m u. ế ẫ - C m vòi vào l th i và m van khí đ th i khí CO ắ ỗ ổ ể ổ ở

Áp su t khí th i vào ph i đ m b o n m trong kho ng 1,5 – 2 ấ ả ả ằ ả ả ổ

kG/cm2. Th i gian th i khí m i l trong kho ng 30 giây – 90 giây tùy ỗ ỗ ổ ờ ả

t cho đ n khi xong thì thôi. thu c vào đ dày c a khuôn. Th i l n l ủ ổ ầ ượ ộ ộ ế

- L y m u ho c tháo h p ru t. ẫ ấ ặ ộ ộ

- S n khuôn ru t. S n khuôn th ộ ơ ơ ườ ộ ng là s n cháy dung môi c n. B t ơ ồ

ch u l a đ ị ử ượ ị c ch n theo h p kim đúc. N u đúc thép Mn thì b t ch u ế ọ ợ ộ

l a là manhezit, n u đúc thép h p kim thì th ử ế ợ ườ ế ng là b t Zircon, n u ộ

CNVL_4 38 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

ặ ằ đúc thép cac bon là n t th ch anh. S n b ng ch i quét tay, ho c b ng ằ ạ ọ ổ ơ

súng phun. Sau khi s n xong đ t khuôn ru t cho đ n khi cháy xong thì ế ơ ộ ố

mang khuôn ru t đi ráp khuôn. ộ

1.3.3. Ráp, rót, d khuôn và làm s ch v t đúc ỡ ậ ạ

a) Ráp khuôn: Khuôn ru t làm xong ph i đ c ki m tra l ả ượ ộ ể ạ ẩ i c n th n, n u b ậ ế ị

i, n u b h ng n ng thì b . Ph i th i s ch cát s t m nh thì vá l ứ ẻ ẹ i r i s y l ạ ồ ấ ạ ổ ạ ị ỏ ế ặ ả ỏ

bám trên khuôn ru t sau đó đ t ru t vào khuôn. Ph i ki m tra kích th ộ ể ặ ả ộ ướ ủ c c a

khuôn, c a ru t và chi u dày thành khuôn cũng nh chi u dày thành v t đúc. ư ủ ề ề ậ ộ

Sau đó đè khuôn và che l rót l i. ỗ ạ

b) Rót khuôn: B mi ng che l ế ỏ ỗ ầ rót ra. G t x trong g u rót. Rót đ u tay lúc đ u ạ ỉ ề ầ

rót nhanh sau rót ch m. Rót liên t c. ụ ậ

: Đ v t đúc ngu i đ n nhi t đ d thì d v t đúc ra kh i khuôn. c) D khuôn ỡ ộ ế ể ậ ệ ộ ỡ ỡ ậ ỏ

Nên d nhi t đ cao đ tránh n t cho v t đúc và h n h p cũng d r i ra ỡ ở ệ ộ ễ ơ ứ ể ậ ỗ ợ

kh i v t đúc. ỏ ậ

d) Làm s ch v t đúc: V t đúc đúc ra ph i lo i b ba via, đ u rót, đ u ngót. ậ ạ ạ ỏ ậ ả ậ ậ

Vi c lo i b via và đ u s đ ậ ẽ ượ ạ ỏ ệ ậ c th c hi n v i các công c khác nhau. n u v t ụ ự ế ệ ớ

đúc b ng gang thì lo i b via và đ u b ng bú đ p. N u là thép thì ph i dùng ằ ạ ỏ ế ằ ậ ả ậ

máy mài via, dùng m đ t c t đ u. Đ làm s ch b m t v t đúc th ng dùng ỏ ố ắ ậ ề ặ ậ ể ạ ườ

paraban ho c máy phun bi. Lo i b ru t ra kh i v t đúc có th b ng đ c tay, ạ ỏ ộ ỏ ậ ể ằ ụ ặ

ho c b ng máy phun bi. ặ ằ

t và ki m tra s n ph m 1.3.4. X lý nhi ử ệ ể ẩ ả

t: c a) X lý nhi ử ệ V t đúc sau khi làm s ch xong s đ ẽ ượ ủ ậ ạ ặ kh ng su t ho c ử ứ ấ

tôi ram theo ch đ đ c bi t tùy thu c vào h p kim đúc. Ví d khi đúc gang ế ộ ặ ệ ụ ợ ộ

xám th nhiên ho c ườ ng có th đ hóa già t ể ể ự ặ ủ ể đ kh ng su t. Khi đúc gang ấ ử ứ

. Khi đúc thép ph i kh ng su t, khi đúc thép mangan ph i tôi ... d o ph i ẻ ả ủ ả ủ ử ứ ả ấ

CNVL_4 39 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

b) Ki m tra v t đúc: ể ậ V t đúc sau khi d ra đã ki m tra xem có th a mãn yêu ể ậ ỡ ỏ

các khâu c u k thu t không. N u không đ t k thu t ph i lo i ngay. Sau đó ầ ạ ỹ ế ậ ạ ả ậ ỹ ở

t ti p theo thì sau nguyên công đó l i ph i ki m tra. x lý nhi ử ệ ế ạ ể ả

c) S a ch a v t đúc: Đ i v i các v t đúc t thép ho c kim lo i m u, n u khi ữ ậ ử ố ớ ậ ừ ế ạ ặ ầ

đúc b phát hi n r ngót ho c đôi ch r khí có th hàn đ p l ệ ỗ ỗ ỗ ắ ạ ằ ợ i b ng các h p ể ặ ị

kim cùng lo i.ạ

2

t khi đúc theo công ngh CO 1.3.5 Các d ng khuy t t ạ ế ậ ệ

+ Tu i s ng c a h n h p quá ng n: Do nhi t đ cát cao, mođun, t tr ng TTL ủ ỗ ổ ố ắ ợ ệ ộ ỷ ọ

cao, th i gian tr n h n h p dài, nhi t đ môi tr ỗ ộ ờ ợ ệ ộ ườ ng cao, đ m môi tr ộ ẩ ườ ng

th p, b o qu n h n h p tr n ra kém. Kh c ph c: Đ cát ngu i đ n nhi ộ ế ụ ể ả ả ấ ắ ợ ộ ỗ ệ ộ t đ

th ườ ớ ng, nên dùng TTL có môđun th p khi tr i nóng và khi hanh khô, gi m b t ả ấ ờ

th i gian tr n t i m c cho phép,…. ộ ớ ờ ứ

+ Khuôn ru t không đóng c ng do: N c trong h n h p nhi u, môđun và t ướ ứ ề ộ ỗ ợ ỷ

tr ng TTL th p, nhi t đ môi tr ng th p và nhi t đ môi tr ng quá cao. ấ ọ ệ ộ ườ ấ ệ ộ ườ

Kh c ph c: Dùng cát khô, dùng môđun, t tr ng TTL cao, s y cát đ n nhi ụ ắ ỷ ọ ế ấ ệ ộ t đ

300C.

ng TTL nhi u, t + H n h p dính m u và h p ru t: Do l ẫ ỗ ợ ộ ộ ượ ề ỷ ọ tr ng th p, không ấ

s n m u. Kh c ph c: Dùng cát khô, dùng ch t cách m u thích h p, dùng TTL có ơ ụ ắ ẫ ấ ẫ ợ

t tr ng cao. ỷ ọ

2 quá

tr ng TTL th p, môđun cao, th i gian th i CO + Đ rã b m t cao: Do t ề ặ ộ ỷ ọ ấ ờ ổ

dài, l ng TTL ít. ượ

+ V t đúc b r khí: Do n c d trong h n h p cao, đ thông khí c a khuôn, ị ỗ ậ ướ ư ủ ỗ ợ ộ

ru t kém. Kh c ph c: S d ng cát s y khô,tăng l ử ụ ụ ắ ấ ộ ỗ ỡ ạ thoát khí, s d ng cát c h t ử ụ

đ ng đ u,khi c n ph i s y khuôn, ru t. ồ ả ấ ề ầ ộ

2 th p,ấ

+ Cháy dính cát trên v t đúc: Do l ng n c TTL nhi u, cát có %SiO ậ ượ ướ ề

ch a h t b i, kích th c h t cát nh . Kh c ph c: S n khuôn, ru t. ứ ạ ụ ướ ạ ụ ắ ỏ ơ ộ

CNVL_4 40 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

+ Khó phá d v t đúc: Do l ng TTL trong h n h p cao, cát b ch y dính. ỡ ậ ượ ị ả ỗ ợ

t tính phá d h n h p cho phù h p, gi m hàm l ng TTL, Kh c ph c: Làm t ụ ắ ố ỡ ỗ ả ợ ợ ượ

thêm ch t phu gia, d v t đúc s m, thay cát th ch anh b ng các lo i cát khác có ỡ ậ ấ ạ ằ ạ ớ

đ ch u l a cao. ộ ị ử

CH NG 2 ƯƠ

C S LÝ THUY T THI T K ĐÚC Ế

Ơ Ở

Ế

2.1. Các nguyên t c khi thi t k công ngh đúc ắ ế ế ệ

Thi ế ế ả t k công ngh đúc là m t khâu r t quan tr ng trong quá trình s n ấ ệ ọ ộ

xu t v t đúc, nó quy t đ nh công ngh ch t o khuôn và ch t l ấ ậ ế ị ế ạ ấ ượ ệ ng v t đúc. ậ

Mu n s n xu t m t chi ti t đúc c n nghiên c u k tính ch t và đi u ki n làm ố ả ấ ộ ế ứ ệ ề ấ ầ ỹ

vi c c a nó. ệ ủ

Thi t k công ngh đúc ph i đ m b o kh năng d ch t o đ ế ế ả ả ế ạ ễ ệ ả ả ượ c

khuôn, chú ý t i ch t l ng v t đúc và hi u qu kinh t ớ ấ ượ ệ ậ ả . ế

2.1.1 Nghiên c u b n v chi ti t đúc ứ ả ẽ ế

+ Đ c b n v k thu t ọ ả ẽ ỹ ậ

t . + Tìm hi u đi u ki n làm vi c c a chi ti ệ ệ ủ ể ề ế

+ Nghiên c u đ c đi m c a v t li u ch t o và yêu c u c , lý tính ậ ệ ế ạ ủ ứ ể ặ ầ ơ

t . c a chi ti ủ ế

+ Tìm hi u cách gia công chi ti t cũng nh v trí giá l p c a chi ti ể ế ắ ủ ư ị ế t

trong khi gia công c khí . ơ

2.1.2 V trí đ t v t đúc trong khuôn khi rót ặ ậ ị

V trí v t đúc trong khuôn lúc rót th ng đ c ch n theo ph ng pháp ậ ị ườ ượ ọ ươ

ng d gia công c khí và l ng d làm khuôn, cách b trí h th ng rót, l ố ệ ố ượ ư ơ ượ ư

c c a hòm khuôn . công ngh , kích th ệ ướ ủ

CNVL_4 41 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

t, mà + Nh ng ph n quan tr ng c a chi ti ầ ủ ữ ọ ế ở ặ đó kim lo i c n sít ch t ạ ầ

h n, nh ng b m t gia công quan tr ng h n, nên đ t ơ ề ặ ặ ở ữ ơ ọ ph n d ầ ướ ặ i, ho c m t ặ

bên c a khuôn khi rót. ủ

+ Khi c n cũng có th đ t đ ng ho c nghiêng đ tránh hi n t ể ặ ứ ệ ượ ể ầ ặ ỗ ỉ ng r x ,

khí…

+ N u vì m t nguyên nhân nào đó mà nh ng m t sau này c n gia công c ữ ế ầ ặ ộ ơ

khí, b t bu c ph i đ t quay v phía trên, thì ph i t o m i đi u ki n đ các ả ặ ả ạ ề ệ ể ề ắ ộ ọ

khuy t t t đúc nh r co , r x , r h i… sau này ch xu t hi n ế ậ ỗ ỉ ỗ ơ ư ỗ ệ ở ữ ầ nh ng ph n ấ ỉ

c a v t đúc mà r i có th c t b đi đ ủ ậ ể ắ ỏ ồ ượ ầ c ( thí d : đ u h i, đ u ngót , ph n ơ ụ ậ ậ

gia công c khí ). ơ

+ Nh ng v t đúc b ng h p kim có đ co l n khi đông, thì lúc rót ph i đ t ả ặ ở ữ ằ ậ ợ ộ ớ

c h trong khuôn v v trí có th đ m b o đ ị ể ả ả ượ ướ ng đông đ c c a kim lo i ặ ủ ạ ở ề

i c a hòm khuôn mà phía đ u ngót. Nh ng ph n dày n m ữ ằ ở ữ gi a ho c bên d ặ ầ ậ ướ ủ

không th đ t đ u ngót tr c ti p đ ể ặ ậ ự ế ượ ể c, thì ph i dùng đ u ngót bên c nh ki u ạ ậ ả

đ u ngót khí quy n ho c áp l c cao. ể ậ ự ặ

ấ ề ậ + V trí c a v t đúc khi rót ph i ch n th nào đ ít t n kém nh t v v t ủ ế ể ậ ả ọ ố ị

li u, v lao đ ng, v v t m u và hòm khuôn. ề ậ ệ ề ẫ ộ

ộ + Đ tránh rót thi u, kh p và b ng cát, nên đ nh ng thành m ng và r ng ữ ể ể ế ớ ọ ỏ

ph n d i c a khuôn, ho c n m nghiêng khi rót. c a v t đúc n m ủ ậ ằ ở ầ ướ ủ ặ ằ

2.1.3 V trí c a m u khi làm khuôn ẫ ủ ị

+ Ch n m t ráp khuôn và m t phân m u: vi c ch n v trí c a m u khi làm ủ ệ ặ ặ ẫ ẫ ọ ọ ị

khuôn cũng nh m t ráp khuôn và m t phân m u có nh h ng l n đ n quá ư ặ ẫ ả ặ ưở ế ớ

trình k thu t làm khuôn, đ chính xác, c a v t đúc. ủ ậ ậ ộ ỹ

+ Ch n m t chu n gia công. ẩ ặ ọ

+ Sai l ch v kích th c, kh i l ng c a v t đúc và l ng d gia công. ệ ề ướ ố ượ ủ ậ ượ ư

2.2. THI T K H TH NG RÓT Ế Ệ Ố Ế

2.2.1. Ch n v trí d n kim lo i vào khuôn ẫ ọ ị ạ

CNVL_4 42 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

H th ng rót có tác d ng đ d n dòng kim lo i ch y êm, đ ng đ u và ệ ố ể ẫ ụ ề ạ ả ồ

ấ liên t c vào khuôn đúc. H th ng rót còn ph i ngăn không cho x và t p ch t ệ ố ụ ả ạ ỉ

khác l ọ ạ ỏ t vào h c khuôn cùng v i kim lo i, đ ng th i cung c p kim lo i l ng ạ ấ ố ớ ồ ờ

cho v t đúc trong th i gian đông đ c và đi u ch nh hi n t ng nhi ệ ượ ề ậ ặ ờ ỉ ệ ậ t khi v t

đúc đông ngu i.ộ

H th ng rót ph i có kh i l ng bé, chi m ít ch trong khuôn, đ có th ệ ố ố ượ ả ế ể ỗ ể

t n d ng th tích trong hòm khuôn. Cách ch n d ng và kích th ậ ụ ể ạ ọ ướ ệ ố c h th ng

rót đòi h i phân tích t m khi thi t k quá trình ch t o v t đúc. ỏ ỉ ỉ ế ế ế ạ ậ

Khi thi ế ế ệ ố t k h th ng rót cho v t đúc b ng thép, do kh năng r i x vào ằ ơ ỉ ậ ả

v t đúc ít, vì x đ c d gi ậ ỉ ặ ễ ữ ơ trong g u rót, nên có th s d ng h th ng rót đ n ể ử ụ ệ ố ầ

gi n, nh ng c n chú ý đ n nhi ầ ư ế ả ệ ộ ả t đ cao, đ ch y loãng th p, kh năng ch y ả ấ ả ộ

mòn thành khuôn, đ co dài và co th tích c a thép l n, nên c n suy nghĩ thi ủ ể ầ ộ ớ ế t

k h th ng rót c n th n h n. ế ệ ố ẩ ậ ơ

H th ng rót c n đ m b o đi n đ y khuôn êm, không cu n, xoáy, phun ầ ệ ố ề ầ ả ả ộ

ữ b n làm h ng khuôn…. Do v y ngoài hình dáng v t đúc c n tính đ n nh ng ắ ế ậ ậ ầ ỏ

i đây: y u t ế ố ướ

d - Đ tăng hi u qu tác d ng c a đ u ngót, c n c g ng d n kim lo i ạ ủ ậ ố ắ ụ ể ệ ả ầ ẫ

vào ph n v t đúc n m ngay d i đ u ngót hay c nh đ u ngót. ầ ậ ằ ướ ậ ạ ậ

- Có th cung c p kim lo i nóng cho đ u ngót b ng cách rót qua rãnh ể ấ ạ ậ ằ

d n ph , hay đ n gi n h n có th rót ngay vào đ u ngót, có th dùng ể ẫ ụ ể ả ậ ơ ơ

đ u ngót phát nhi ậ ệ ể t đ cho kim lo i nóng lâu h n. ạ ơ

ệ - Không b trí rãnh d n sát v i v t làm ngu i đ tránh làm gi m hi u ộ ể ớ ậ ẫ ả ố

qu c a v t làm ngu i. ả ủ ậ ộ

- Đ khuôn đ b xói mòn, nên d n kim lo i qua nhi u rãnh d n và ẫ ỡ ị ề ể ạ ẫ

không nên quá dày.

- V i nh ng v t đúc không l n và không quá cao, rót t trên xu ng là ữ ậ ớ ớ ừ ố

thích h p nh t, có l i cho s phân b nhi t trong v t đúc. ấ ợ ợ ự ố ệ ậ

CNVL_4 43 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

- Rót đùn tuy ít xói mòn nh ng không phù h p v i h ng đông nên ch ớ ướ ư ợ ỉ

i. phù h p v i khuôn t ớ ợ ươ

- Đúc nh ng v t l n th ng d n kim lo i qua nhi u rãnh d n b trí ậ ớ ữ ườ ề ạ ẫ ẫ ố ở

nh ng m c khác nhau. ữ ứ

- Đ i v i nh ng v t đúc bé và trung bình th ố ớ ữ ậ ườ ng dùng ki u rót bên ể

n chú ý không đ kim lo i ch y tr c ti p vào khuôn. s ườ ự ế ể ả ạ

2.2.2. Tính toán h th ng rót. ệ ố

Đ tính toán h th ng rót, tr c h t ph i xác đ nh th i gian rót có l ệ ố ể ướ ế ả ờ ị ợ i

nh t đ i v i v t đúc. ấ ố ớ ậ

Th i gian rót h p lý đ c xác đ nh theo công th c (2.1). ợ ờ ượ ứ ị

t = s 3 gG (2.1)

Trong đó: g: chi u dày chính hay trung bình c a v t đúc (mm) ủ ậ ề

G: kh i l ố ượ ng v t đúc cùng h th ng rót, ngót (kg) ệ ố ậ

s :h s ( b ng 2.1) ệ ố ả

B ng 2.1. H s s ph thu c vào v trí d n kim lo i ạ ệ ố ụ ộ ả ẫ ị

Cách d n kim lo i ạ ẫ

t đ và đ ệ ộ

ộ Nhi ủ ch y loãng c a ả kim lo iạ

Rót xi phông vào ph n dày c a ủ ầ khuôn Vào m t n a ộ ủ chi u cao c a v t ủ ậ ề đúc Rót trên xu ngố Rót vào ch thành m ng c a v t đúc ỗ ủ ậ ỏ

ngườ

Bình th cao 1,3 1,4 – 1,5 1,4 1,5 – 1,6 1,5 – 1,6 1,6 – 1,8

Chú thích: - Tr ườ ng h p có nguy c t o thành ng su t đúc hay r ngót trong ứ ơ ạ ấ ợ ỗ

ệ ố

v t đúc, h s s tăng 0,1 – 0,2 ậ - Khuôn kim lo i hay khuôn cát có nhi u v t làm ngu i thì ph i ả ề ậ ạ ộ

rót nhanh.

CNVL_4 44 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

ủ Xác đ nh th i gian rót kim lo i vào khuôn c n tính đ n t c đ dâng c a ế ố ầ ạ ờ ộ ị

kim lo i trong khuôn khi rót. T c đ rót đ c xác đ nh theo công th c (2.2), ạ ố ộ ượ ứ ị

trong đó C là chi u cao v t đúc, t là th i gian rót khuôn (tính theo (2.1). ề ậ ờ

C t

v = (cm/s) 2.2

Ki m tra l ể ạ ố i t c đ rót. N u b ng ho c l n h n giá tr t c đ rót cho ặ ớ ị ố ế ằ ộ ơ ộ

phép (cho trong b ng 2.2) là đ ả c ượ

B ngả 2.2. Tr s bé nh t cho phép đ i v i v t li u thép là: (cm/s) ố ớ ậ ệ ị ố ấ

Chi u dày thành v t đúc v ề ậ

< 4 4 – 10 10 – 40 - 2 1

> 40 0,6

ẫ Sau khi xác đ nh th i gian rót không h p lý, ta tính di n tích rãnh d n - ệ ờ ợ ị

Fmin theo công th c (2.3). ứ

G

=

Fmin = (2.3)

G t

m 31,0

1 m 31,0

. th tb

h tb

Trong đó: G- kh i l ng v t đúc k c h th ng rót, ngót (kg) ể ả ệ ố ố ượ

ậ m - h s tr l c trong c a khuôn ệ ố ở ự ủ

htb - c t áp su t th y tĩnh trung bình c a kim lo i (cm) ủ ủ ấ ạ ộ

G t

- t c đ cung c p kim lo i t thùng rót (kg/s) ố ộ ạ ừ ấ

B ng 2.3. H s tr l c c a khuôn µ đ i v i v t li u thép là ệ ố ở ự ủ ố ớ ậ ệ ả

Tr l c khuôn ở ự Trung bình Bé L nớ V t đúc ậ

ạ T 0,35 0,42 0,50 Lo i khuôn iươ

Thép Khô 0,41 0,48 0,60

CNVL_4 45 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

C t áp su t th y tĩnh trung bình c a kim lo i h ạ tb (cm) trong th i gian rót ủ ủ ấ ộ ờ

khuôn đ c tính theo công th c (2.4). ượ ứ

p C 2 Trong đó: H0 – áp su t th y tĩnh ban đ u l n nh t (cm) ủ

(2.4) htb = H0 –

ầ ớ ấ ấ

P – chi u cao c a v t đúc trên rãnh d n (cm) ủ ậ ề ẫ

C – chi u cao c a v t đúc khi rót (cm) ủ ậ ề

2.3. THI T K Đ U NGÓT Ế Ậ Ế

2.3.1. Nguyên t c thi ắ t k : ế ế

t k đ u ngót: Nh ng nguyên t c c n chú ý khi thi ắ ầ ữ ế ế ậ

- Đ u ngót đ c đ t trên ph n dày nh t c a v t đúc ậ ượ ặ ấ ủ ậ ầ

- Đ u ngót không làm c n tr s co t ở ự ả ậ ự do c a v t đúc ủ ậ

- Đ u ngót ph i d c t và d làm s ch v t c t ế ắ ả ễ ắ ễ ậ ạ

- Đ u ngót còn có th làm đ u h i đ thoát khí và ch t b n ra kh i khuôn, ấ ẩ ơ ể ể ậ ậ ỏ

ch cao nh t c a v t đúc. vì v y nên b trí đ u ngót ố ậ ậ ở ỗ ấ ủ ậ

- Tránh đ t đ u ngót quá sát thành v t đúc t o nên khe cát m ng, khi rót b ậ ặ ậ ạ ỏ ị

nung nóng nhi u, d sinh r ngót thành v t đúc. ề ễ ỗ ở ậ

: 2.3.2. Các d ng đ u ngót ạ ậ

Theo k t c u thì có hai lo i đ u ngót trên và đ u ngót bên hông d ng kín ạ ậ ế ấ ậ ở ạ

và h . Ngoài ra còn có :đ u ngít d đ p, đ u ngót cách nhi t và đ u ngót phát ễ ậ ậ ậ ở ệ ậ

nhi t.ệ

a) Đ u ngót th ng: ậ ườ

+ Đ u ngót trên. Có hai d ng là đ u ngót h và đ u ngót kín. ạ ậ ậ ậ ở

- Đ u ngót h : ậ ở

• u đi m: D ráp khuôn, có th ki m tra tr c lúc rót và quan sát Ư ể ể ể ễ ướ

đ c kim lo i ch y trong khuôn khi đang rót. ượ ạ ả

CNVL_4 46 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

• Nh c đi m: Chi u cao c a đ u ngót ph thu c vào chi u cao ượ ủ ụ ể ề ề ậ ộ

c a hòm khuôn, d b b n vì b r i vào qua đ u ngót h . ở ủ ễ ị ẩ ị ơ ậ

- Đ u ngót trên kín: ậ

Th ườ ề ặ ế ng ph n trên c a đ u ngót làm n a hình c u đ gi m b m t ti p ử ủ ậ ể ả ầ ầ

xúc c a kim lo i l ng v i khuôn và h n ch th tích đ u ngót. Nó đ ế ể ạ ỏ ủ ạ ậ ớ ượ ử c s

d ng trong các tr ụ ườ ng h p: ợ

* Hòm khuôn quá cao.

* Khi làm trên máy b ng t m m u, ph n m u nhô ra c a đ u ngót ẫ ủ ậ ằ ấ ầ ẫ

h s làm c n tr s đ m ch t c a h n h p b ng máy. ở ẽ ặ ủ ỗ ở ự ầ ả ằ ợ

+ Đ u ngót bên hông: Đ c s d ng trong tr ng h p c n b sung kim ượ ử ụ ậ ườ ầ ợ ổ

phía d i c a khuôn, hay trong tr lo i cho nh ng nút nhi ữ ạ t n m ệ ằ ở ướ ủ ườ ợ ng h p

không th đ t đ u ngót ể ặ ậ ở ph n trên c a v t đúc (v t đúc b bi n d ng hay khó ậ ủ ậ ị ế ầ ạ

c t đ u ngót). Trong m t s tr ắ ậ ộ ố ườ ẽ ễ ự ng h p n u s d ng đ u ngót bên s d th c ậ ế ử ụ ợ

c nguyên t c đông đ c có h hi n đ ệ ượ ắ ặ ướ ễ ắ ậ ng gi m chi phí lao đ ng, d c t đ u ả ộ

ngót và làm s ch đ c v t c t còn l i. Bên c nh đó còn gi i quy t đ ạ ượ ế ắ ạ ạ ả ế ượ ộ c m t

s tính ch t v v n đ t ố ấ ề ấ ề ổ ậ ch c đ m b o c tính cho v t đúc. Tuy v y, đ u ứ ả ả ậ ậ ơ

ngót bên cũng có m t s nh c đi m sau: ộ ố ượ ể

- Làm tăng khích th ướ c hòm khuôn do đ u ngót bên chi m ch . ỗ ế ậ

- T o thành nh ng ch cát y u gi a đ u và thành v t đúc, cho nên d b ữ ậ ễ ị ữ ế ạ ậ ỗ

xói l và d b cháy cát khe này do nhi t đ cao. ở ễ ị ở ệ ộ

- Có tác d ng kém h n so v i đ u ngót trên vì c t áp su t th y tĩnh th p. ớ ậ ủ ụ ấ ấ ơ ộ

- Đ u ngót bên hông th ng kín, ph n trên làm thành n a hình c u, làm ậ ườ ử ầ ầ

t o. vi c v i tác d ng c a áp su t khí quy n hay áp su t cao t ấ ệ ớ ụ ủ ể ấ ự ạ

b) Đ u ngót d đ p: ễ ậ Th ậ ườ ắ ng áp d ng đ i v i v t đúc không quan tr ng l m, ố ớ ậ ụ ọ

c bé trung bình. Đ i v i nh ng v t đúc l n, quan tr ng thì đ u ngót này ỡ ố ớ ữ ậ ậ ớ ọ

ớ ậ không s d ng vì đi u ki n b sung kim lo i cho v t đúc kém h n so v i đ u ử ụ ề ệ ạ ậ ổ ơ

ngót thông th ng. ườ

CNVL_4 47 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

c) Đ u ngít cách nhi t: c ch t o b ng v t li u cách nhi t. ậ ệ Là đ u ngót đ ậ ượ ậ ệ ế ạ ằ ệ

d) Đ u nhót phát nhi t: c ch t o b ng v t li u phát nhi t. ậ ệ Là đ u ngót đ ậ ượ ậ ệ ế ạ ằ ệ

u đi m c a đ u ngít cách nhi t và đ u ngót phát nhi t là ti t ki m kim Ư ể ủ ậ ệ ậ ệ ế ệ

lo i cho đ uu ngót vì hi u qu b ngót cao. ả ổ ệ ậ ạ

2.3..3 Tính toán thi t k đ u ngót: ế ế ậ

Ph ươ ng pháp c a giáo s Ti p Kh c Psib n: ư ệ ư ủ ắ

x

H = D = 1,085. (2.5)

V.

1 x b

x

eH = D = 1,085. (2.6)

G.

1 x

Trong đó:

D: Đ ng kính đ u ngót (dm) ườ ậ

H: Chi u cao c a đ u ngót (dm) ủ ậ ề

V: Th tích ph n v t đúc c n b sung (dm ậ ể ầ ầ ổ

ố ượ ng v t đúc c n b sung (kg) ầ ậ ổ

t đ rót đ n nhi G: Kh i l b : Đ co c a kim lo i theo % trong kho ng nhi ạ ủ ả ộ ệ ộ ế ệ t

đ đông đ c. ộ ặ

Đ i v i thép có: ố ớ

0,1 %C

0,35 %C 0,45 %C 0,70 %C ß = 0,2 ß = 0,03 ß = 0,043 ß = 0,053

x- h s không kinh t c a đ u ngót. ệ ố ế ủ ậ

Ph ươ ng pháp đ n gi n tính theo Ken: ả ơ

l + g

k = (2.7) Công th c: ứ

Trong đó:

CNVL_4 48 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

l- chi u dài v t đúc. ề ậ

s- chi u r ng v t đúc. ề ộ ậ

G- b dày thành v t đúc. ề ậ

2.4. V T LÀM NGU I Ộ Ậ

Là m t trong nh ng ph ngót, đ c bi t th ữ ộ ươ ng ti n đ tránh r ể ệ ỗ ặ ệ ườ ng

đ c s d ng ượ ử ụ ở ộ nh ng n i không th đ t đ u ngót. Đôi khi v t làm ngu i ể ặ ậ ữ ậ ơ

đ c dùng nh m t ph ượ ư ộ ươ ng ti n ch ng n t trong v t đúc. ứ ệ ậ ố

Tùy thu c vào hình dáng kích th c v t đúc, mà ta có v t làm ngu i bên ộ ướ ậ ậ ộ

ngoài ho c bên trong. ặ

2.5.1 V t làm ngu i ngoài. ộ ậ

Các nút nhi ng n ng và khó ệ t đi n hình: Nh ng v t làm ngu i ngoài th ậ ữ ể ộ ườ ặ

gi , do v y chi u dày v t làm ngu i ngoài n u là t m ph ng, thì dày không ữ ế ề ậ ậ ẳ ấ ộ

đ c quá 60 mm, n u tròn thì đ ng kính c a v t làm ngu i ph i nh h n 45 ượ ế ườ ủ ậ ỏ ơ ả ộ

mm. Chi u dài v t làm ngu i không quá 150 – 200 mm. Kho ng cách gi a các ữ ề ậ ả ộ

m t làm ngu i xem b ng (2.4) ả ặ ộ

B ng 2.4. Kích th c v t làm ngu i ngoài ả ướ ậ ộ

V t làmậ ngu i ngoài ộ

ườ

Tr tròn ụ

ề

T mấ

Cỡ (mm) Đ ng kính < 25 “ < 25 – 45 Chi u dày < 40 “ < 10 – 25 “ >25 Chi u dài ề (mm) 100 – 150 150 – 200 100 – 150 150 – 200 200 – 300 Khe hở (mm) 12 – 20 20 – 30 6 – 10 10 – 20 20 – 30

Đ v t làm ngu i không b r i dung nh ng râu b ng thép có đ ng kính ể ậ ị ơ ữ ằ ộ ườ

4 – 8 mm và dài 60 – 80 mm.

2.5.2 V t làm ngu i trong ộ ậ

CNVL_4 49 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

V t làm ngu i trong th ậ ộ ườ ọ ng b ng thép m m có 0,1 – 0,2%C. C n ch n ề ằ ầ

sao cho kh i l 5 – 10% kh i l ng nút nhi ố ượ ng c a nó t ủ ừ ố ượ ệ ớ t. N u v t đúc l n ậ ế

thì l y đ n 10 – 20%. ế ấ

CH NG 3 ƯƠ

Đ I T

NG VÀ PH

NG PHÁP NGHIÊN C U

Ố ƯỢ

ƯƠ

Ứ

3.1. M C ĐÍCH NGHIÊN C U Ứ Ụ

Đ án “Kh o sát công ngh đúc búa nghi n t ề ạ ệ ả ồ i Công ty C ph n và xây ổ ầ

d ng PHÚC S N, có m c đích tìm hi u công ngh đúc búa nghi n b ng công ể ự Ơ ụ ệ ề ằ

ngh COệ

3.2. Đ I T NG VÀ N I DUNG KH O SÁT Ố ƯỢ Ộ Ả

3.2.1. Đ i t ố ượ ng kh o sát: ả

- Công ngh làm khuôn đ đúc búa nghi n t i công ty C ph n và Xây ề ạ ể ệ ầ ổ

d ng Phúc s n ự ơ

- Cát bi n Nha Trang ể

- Th y tinh l ng Thái hà ủ ỏ

- Khí CO2 công nghi pệ

3.2.2. N i dung kh o sát ộ ả

- Kh o sát tính ch t c a v t li u: V i cát làm khuôn c n xác đ nh đ ấ ủ ậ ệ ả ầ ớ ị ộ

m, thành ph n đ h t, hàm l ẩ ộ ạ ầ ượ ng ch t bùn. ấ

- Thi ế ế t k đúc búa nghi n ề

- Công ngh đúc búa nghi n ề ệ

3.3. PH NG PHÁP KH O SÁT ƯƠ Ả

3.3.1. Kh o sát tính ch t v t li u ấ ậ ệ ả

a) Xác đ nh đ m: ị ộ ẩ

Đ xác đ nh đ m c a cát dùng ph ng pháp tr ng l ộ ẩ ủ ể ị ươ ọ ượ ng. N i dung ộ

ng pháp nh sau: c a ph ủ ươ ư

CNVL_4 50 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

- Cân 50 hay 100 gam cát nghiên c uứ

OC cho đ n khô

- S y nhi t đ 105 – 110 ấ ở ệ ộ ế

- Đ ngu i trong lò ho c trong buy ng hút m cho đ n nhi t đ phòng ế ể ặ ẩ ộ ồ ệ ộ

- Cân cát sau s yấ

Kh i l

Đ m(%)

ố ượ

ng cát sau khi s y ấ

ộ ẩ

49.96

0,08

m u 1ẫ

49.93

0,14

m u 2ẫ

49,92

0,16

m u 3ẫ

B ng 1.16 : K t qu sau khi s y: ả ế ả ấ

Đ m c a cát đ c xác đ nh theo công th c (3.1). ộ ẩ ủ ượ ứ ị

%100

(3.1)

– kh i l

QO ng cát tr đây:Ở ố ượ ướ c khí s y, gam ấ

QS – Kh i l ng cát sau s y, gam ố ượ ấ

Hình 1.8: Lò s y.ấ

b). Ph ng pháp xác đ nh hàm l ng ch t bùn trong cát: ươ ị ượ ấ

c <0,02mm. Ch t bùn bao g m c sét l n các h t b i mà có kích th ẫ ạ ụ ả ấ ồ ướ

Ch t bùn c n ph i tách ra kh i cát tr ả ầ ấ ỏ ướ ộ ạ ằ c khi phân tích thành ph n đ h t b ng ầ

CNVL_4 51 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

ph ươ ạ ng pháp sàng do các h t b i có th dính v i nhau ho c dính vói các h t ạ ụ ể ặ ớ

cát.

L ượ ng ch t bùn đ ấ ượ ậ ắ c xách đ nh d a trên nguyên lý s r i c a v t r n ự ơ ủ ự ị

trong ch t l ng tuân theo đ nh lu t Stok.Theo đ nh lu t này c n chú ý: ấ ỏ ậ ậ ầ ị ị

- V t r i có d ng hình c u. ậ ơ ạ ầ

- Ph n t sa l ng có kích th c l n h n r t nhi u so v i môi tr ng sa ầ ử ắ ướ ớ ơ ấ ề ớ ươ

l ng.ắ

- Bình sa l ng có nh h ng t i t c đ r i c a h t vì có l c c n ma sát ắ ả ưở ớ ố ộ ơ ủ ự ả ạ

gi a thành bình v i môi tr ng. ữ ớ ườ

- T c đ r i không quá l n. ố ộ ơ ớ

- N ng đ ch t r i không cao, đ không c n tr nhau khi r i. ộ ấ ơ ể ả ồ ơ ở

- N c có ch a can xi, manhe d liên h p ph n t ầ ử ướ ứ ễ ợ ấ nh , nên ph i cho ch t ả ỏ

làm chúng d phân ly và ph i khu y m nh. ễ ả ạ ấ

+ Theo ph ươ ng pháp l ng chu n: ắ

ẩ – 0,01 gam cát đã đ Cân 3 m u cát kh i l ng 50 105 ố ượ ẫ ượ c khu y khô ấ ở

– 1100 C cho vào bình dung tích 1 lít, đ ng kính bình 90-100 mm, đ vào bình ườ ổ

3 dung d ch NaOH n ng đ 1

0 , đ y n p bình. L p ắ ắ 0

475cm3 n c l c và 25cm ướ ọ ồ ộ ị ậ

vào máy cho quay v i v n t c 60 vòng /phút trong 1 gi ớ ậ ố ờ ắ . C n chú ý khi l p ầ

bình vào máy sao cho đ ch t đ m b o bình không b v và không b văng ra ả ủ ặ ả ị ỡ ị

kh i máy khi quay. Tháo bình ra cho thêm n c vào đ m c n c trong bình ỏ ướ ể ự ướ

c thêm n u phát hi n cát bám đ cao 150 mm ( khi cho n ủ ướ ế ệ ở ắ ầ ử trên n p c n r a

cho chúng trôi vào bình). Đ l ng tĩnh trong 10 phút, ( vì tho t đ u l ng sét ạ ầ ượ ể ắ

ờ trong dd còn nhi u gây c n tr s sa l ng c a các h t cát, n u hút đúng th i ắ ở ự ủ ề ế ả ạ

gian s hút c cát ra ngoài ). Cho ng xi phông vào cách đáy bình 25 mm, cách ẽ ả ố

m t thoáng 125cm đ hút n c đ c ra, ( n u d ng xiphông cách đáy không ể ặ ướ ụ ể ố ế

c l c vào đ n 25mm thì cát l ng có th b hút mang ra ngoài ). Sau đó đ n ế ể ị ổ ướ ọ ắ

CNVL_4 52 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

theo đúng m c cũ , dùng đ a th y tinh qu y đ u, r i đ l ng 10 phút, l i dùng ồ ể ắ ự ủ ủ ề ấ ạ

ng xiphông hút n c đã làm trên. Sau đó l i đ n ố ướ ở ạ ổ ướ ọ ứ c l c vào bình đ n m c ế

cao 150mm nh cũ r i l c đ u, đ l ng trong 5 phút, r i l i dùng ng xiphông ồ ắ ề ể ắ ồ ạ ư ố

hút n c bùn ra. Qúa trình c l p l i nh th (chú ý đ bình l ng 5 phút) cho ướ ứ ặ ạ ư ế ể ắ

c trong bình trong xu t, r i r a h t cát trong bình đ vào ph u đã đ n khi n ế ướ ố ồ ử ế ể ổ

c. đ t s n gi y l c ch ch y h t n ặ ẳ ờ ả ấ ọ ế ướ

Hình 1.7: Ph u l c. ễ ọ

0C – 1100C đ nế

Đ t c gi y l c và cát lên đĩa đ a vào lò s y nhi t đ 105 ặ ả ấ ọ ấ ở ư ệ ộ

– khi kh i l ng không đ i. Cân l ng cát còn l i v i đ chính sác 0,01 g, ghi ố ươ ổ ượ ạ ớ ộ

l i kh i l ng. ạ ố ượ

Ta đ c s li u nh b ng 1.15: ượ ố ệ ư ả

L ng cát L ượ

ượ 47,99 48,21 48,30 ng bùn 2,01 1,79 1,70 T lỷ ệ 4,02% 3,85% 3,4% Th tứ ự M u 1ẫ M u2ẫ M u 3ẫ

100

Hàm l ng ch t bùn trong cát đ c xách đ nh nh sau : ượ ấ ượ ư ị

QQ - 0 Q 0

S= 3.1

0 – kh i l

đây : Q ng cát ban đ u (g). Ở ố ượ ầ

CNVL_4 53 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Q1 – kh i l ng cát sau khi r a (g). ố ượ ử

c) Xác đ nh thành ph n đ h t ộ ạ ầ ị

Xác đ nh thành ph n đ h t đ c xác đ nh theo ph ng pháp sàng phân ộ ạ ượ ầ ị ị ươ

lo i. Cách ti n hành nh sau: ư ế ạ

- Cát đã s y ấ ở trên cho vào b sàng tiêu chu n. ộ ẩ

- L p b sàng đã x p theo đúng th t c rây to đ n cõ rây nh lên t ứ ự ừ ỡ ế ế ắ ộ ỏ

máy. B t ch t b rây vào máy. ặ ộ ắ

- Cho máy ch y trong 15 phút. ạ

- Nh c t ng rây ra và đ cát trên rây vào t ng đĩa cân. Dùng ch i lông ấ ừ ừ ổ ổ

quét cát m c trên rây. ắ

- Cân cát và ghi k t qu vào b ng s li u. ố ệ ế ả ả

Cân kh i l ng cát c a m i sàng ta đ c b ng 1.14: ố ượ ủ ỗ ượ ả

Kh i l Kh i l ng cát (g) ố ượ

S râyố 02 016 01 0063 005 20,77 17,25 10,54 0,35 0

S râyố 2.5 1.6 1 063 04 1315 ng cát (g) ố ượ 0 0 0 0 0,27 0.70

Bi u di n k t qu trên đ th : ồ ị ễ ể ế ả

CNVL_4 54 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Hình 1.6: Máy phân lo i cát. ạ

3.3.2. Ph ng pháp kh o sát thi t k đúc chi ti t búa nghi n ươ ả ế ế ế ề

Tính tóan thi t k theo lý thuy t đ a ra trong ch ng 2 ế ế ế ư ươ

Kh o sát đ i chi u v i th c t bănmgf cách đo trên m u và ch p nh ự ế ế ả ố ớ ụ ả ẫ

3.3.3. Ph ng pháp kh o sát công ngh đúc ươ ệ ả

Quan sát ghi chép và ch p nh l i trình t làm khuôn và đúc rót chi ti ụ ả ạ ự ế t

búa nghi n t i Công ty C ph n và Xây d ng Phúc s n. ề ạ ự ầ ổ ơ

CNVL_4 55 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

CH NG 4 ƯƠ

KH O SÁT CÔNG NGH Ệ

Ả

CH T O CHI TI T BÚA NGHI N BI Ế

Ế Ạ

Ề

T I CÔNG TY PHÚC S N

Ơ

Ạ

4.1 Công ngh n u luy n. ệ ấ ệ

sss

ạ V t li u ban đ u g m: Thép Γ13 là thép Fero man gan (Fe – Mn ) lo i ậ ệ ầ ồ

FeMn80; Fero Titan lo i FeTi30; Fero crom lo i FeCr70; W kim lo i c h t <10; ạ ỡ ạ ạ ạ

Fe – R (Ce 28) c h t <10; đi n c tăng %C. ệ ự ỡ ạ

* Tính toán ph i li u cho m li u n u ấ ố ệ ẻ ệ

Thành ph n yêu c u: ầ ầ

%C: 0,9 – 1,1 %W: 0,3 – 0,4 %P: <0,05

%Mn: 13 – 15 %Ti: 0,1 – 0,2

%Ni: 0,8 – 1,0 %Si: < 0,6

%Cr: 1,4 – 1,6 %Ce: 0,1 – 0,205

Nguyên li u chính tính cho m t m n u: Nh b ng 1.17: ư ả ẻ ấ ệ ộ

Nguyên li u đ ệ ượ ấ c n u trong lò đi n trung t n, kh i l ệ ố ượ ầ ẻ ấ ng m i m n u ỗ

1t n/m . ẻ ấ

Dùng FeMn 80 %; Fero Titan lo i FeTi 30 %; Fero crom lo i FeCr 70 %; FeNi 65 ạ ạ

%; các nguyên li u nh nh : Al, C, than có t ng kh i l ng = 15kg. ỏ ư ố ượ ệ ổ

CNVL_4 56 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Kh i l ng(kg) Kh i l ng(kg) ố ượ

Nguyên li uệ Mn FeMn80% Ti FeTi30% W ố ượ 130 – 150 170 1 – 2 7 4 Nguyên li uệ Cr FeCr70% Ni FeNi65% FeTi 14 – 16 24 8 – 10 12 4

B ng 1.17: ả Nguyên li u m n u. ệ ẻ ấ

Thành ph n thép li u còn l i là: ệ ầ ạ

1000 – (170 + 7 + 4 + 24 + 12 + 4 + 15) = 764 (kg).

4.1.2 Quy trình n u luy n. ệ ấ

Quy trình n u thép trong lò đi n c m ng đ ệ ả ứ ấ ượ ấ c chia làm nhi u th i kỳ: Ch t ề ờ

li u, n u ch y, oxy hóa và tinh luy n. ệ ệ ả ấ

a. Ch t li u: ấ ệ

ấ + Thành ph n hóa h c: Thành ph n hóa h c c a nguyên v t li u đem n u ọ ủ ậ ệ ầ ầ ọ

cũng nh s ph i li u ph i chính xác vì th i gian n u nhanh, không k p phân tích ư ự ố ệ ả ấ ờ ị

hóa h c t t c các nguyên t mà th ng ch phân tích đ c các nguyên t ọ ấ ả ố ườ ỉ ượ ố ư nh :

C, Mn, Si.

Li u cho vào lò ph i đ m b o các yêu c u nh : ư ả ả ệ ả ầ

- Kích th c li u phù h p v i dòng đi n. ướ ệ ệ ớ ợ

- Lò càng bé, li u càng bé, t n s càng l n. ầ ố ệ ớ

- Lò càng l n, li u càng l n, t n s càng bé. ầ ố ệ ớ ớ

Cách x p li u: Cho nguyên li u t p trung ệ ậ ế ệ ở ứ m c 2/3 chi u cao lò, k t ề ể ừ ướ d i

ng lò vì t lên và l p sát t ớ ườ ạ ả ế i đây m t đ dòng đi n là l n nh t. Li u ph i x p ậ ộ ệ ệ ấ ớ

x p li u vào lò đ c b trí nh sau: xít ch t nhau đ d ch y. Vì th th t ể ễ ả ế ứ ự ế ệ ặ ượ ố ư

Đ u tiên ch t m t ít li u nh ,v n và m ng xu ng đáy lò. ỏ ụ ệ ấ ầ ộ ố ỏ

Ti p theo ch t các l n và trung bình x p c nh t ng lò và ế ạ ế ấ ớ ườ ở ị ớ v trí song song v i

tr c th ng đ ng. ẳ ứ ụ

CNVL_4 57 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Li u nh còn l i x p vào khe li u l n ch y u gi a lò và phía trên cùng. ệ ỏ ạ ế ủ ế ở ữ ệ ớ

Các fero: Fe – W, Fe – Mo, Ni cùng cho vào m t lúc khi ch t li u. ấ ệ ộ

Trong khi ch t li u c n chú ý theo dõi s thay đ i c ấ ệ ầ ổ ườ ự ệ ng đ dòng đi n và đi n ệ ộ

th ra li u. ế ệ

ả b. N u ch y ấ

i và Đ c đi m c a giai đo n n u ch y trong lò c m ng là các l p li u ả ả ứ d ệ ở ướ ủ ể ạ ấ ặ ớ

gi a lò d ch y, li u phía trên ch y r t ch m do v y th ẽ ả ả ấ ữ ệ ậ ậ ườ ệ ng xu t hi n hi n ệ ấ

ng treo li u. Đ kh c ph c hi n t ng này ng i ta ph i th ng xuyên t ượ ệ ượ ụ ệ ể ắ ườ ả ườ

dùng g y s t đ y li u ch a ch y phía trên xu ng vùng kim lo i l ng . Trong ậ ắ ẩ ạ ỏ ư ệ ả ố

c khi cho giai đo n n u ch y có th cho ti p kim lo i ph i li u vào lò. Tr ế ố ệ ể ả ấ ạ ạ ướ

thêm li u vào, li u c n d ng b n tóe và treo ệ ầ ượ ệ c nung nóng đ tránh hi n t ể ệ ượ ắ

li u.ệ

Hình 1.9: Kim lo i đ t lò vào g u rót. ạ ổ ừ ầ

T o x : ạ ỉ

Khi c c li u cu i cùng đã chìm vào trong kim lo i l ng thì ti n hành t o x ụ ệ ạ ỏ ế ạ ố ỉ

che ph đ kim lo i không b hút khí và đ t n nhi t. N u n u trong lò axit thì ủ ể ỡ ố ạ ị ệ ế ấ

dùng v t li u t o x là v n th y tinh, còn n u trong lò baz dùng h n h p 60 % ậ ệ ạ ủ ụ ấ ợ ơ ỗ ỉ

CNVL_4 58 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

vôi + 20 % cát mannhehit + 20 % huỳnh th ch, l ng x dùng trên d i 3 % ạ ượ ỉ ướ

ng kim lo i l ng. tr ng l ọ ượ ạ ỏ

Ph ng pháp nung nóng x trong giai đo n n u ch y nhi ướ ạ ấ ả ỉ t đ x ệ ộ ỉ ở ấ trên th p,

nhi t đ kim lo i ng lò làm ệ ộ ạ ở phía trên cũng r t th p nên x d bám vào t ấ ỉ ễ ấ ườ

ng lò. X làm m t nhi t c a kim lo i l ng và gi m kh năng luyên kim h ng t ỏ ườ ấ ỉ ệ ủ ạ ỏ ả ả

nh kh S kém do v y ng i ta có th nung nóng x b ng hai cách sau: ư ử ậ ườ ỉ ằ ể

- Dùng n p đ y graphit đ dòng c m ng nung nóng x . ỉ ể ả ứ ậ ắ

- Dùng hai đi n c c graphit nhúng vào x đ nung nóng x . ỉ ệ ự ỉ ể

Sau khi n u luyên xong l y m u đem phân tích thành ph n C , Mn v i lò baz ấ ẫ ấ ầ ớ ơ

và C, Si v i lò axit. ớ

c. Oxy hóa và tinh luy n.ệ

- Đ kh oxy, kh các t p ch t và h p kim hóa. ể ử ử ạ ấ ợ

ệ - Đi u ch nh thành ph n qua phân tích n u %C th p có th cho thêm v n đi n ụ ế ể ề ầ ấ ỉ

c c m c đ h p th C là 80 %. ự ứ ộ ấ ụ

Có th kh khí b ng hai ph ng pháp sau: ể ử ằ ươ

+ Ph ng pháp kh oxy khuy ch tán ng ươ ử ế ườ ộ i ta dùng h n h p b t than c c, b t ỗ ợ ộ ố

Fe – Si, b t Al và v t li u t o x , th i gian kh là 30 phút. ậ ệ ạ ử ộ ờ ỉ

+ Kh tr c ti p: Tr c ti p đ a Fe ro vào kim lo i l ng ( Fe – Mn , Fe – Si ). ự ế ư ử ự ế ạ ỏ

+ Kh cu i cùng b ng Al: Cho Al vào n i lò tr c khi ra thép. ử ố ằ ồ ướ

t nên + Kh khí và t p ch t: Do s khu y tr n kim lo i trong lò c m ng r t t ấ ả ứ ấ ố ử ự ạ ấ ạ ộ

vi c kh khí và t p ch t ti n hành thu n l i. ấ ế ậ ợ ử ệ ạ

* N u luy n thép Г13: ệ ấ

Thép Г13 nên n u luy n trong lò đi n baz và nh t là trong lò đi n vì thép d ệ ệ ệ ấ ấ ơ ễ

c khi cho Fe – Mn vào. đ t đ n thành ph n C = 0,07 – 0,09% tr ạ ế ầ ướ

Khi n u luy n c n đ c bi trong thép ngay c khi ệ ầ ặ ấ ệ t chú ý đ n v n đ kh oxy ấ ề ử ế ở ả

ng h p n u luy n trong lò Mactanh sau n u trong lò đi n c m ng. Trong tr ấ ệ ả ứ ườ ệ ấ ợ

ả khi cho thép Mn – C vào trong thép đã luy n đ n cácbon th p r i kh S thì ph i ấ ồ ử ệ ế

CNVL_4 59 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

3). Vì xỉ

kh oxy trong x b ng h n h p Fe – S, than g và b t Al v i vôi (CaCO ỉ ằ ử ỗ ợ ỗ ộ ớ

nhi u phôt pho đã đ c nên ch có FeO và Mn ề ượ c cào s ch tr ạ ướ ỉ ở trong x hoàn ỉ

nguyên, do đó nh n đ c x có hàm l ng FeO và MnO th p nh ậ ượ ỉ ượ ư ở ấ ế lò đi n. N u ệ

t Mn/C trong thép thích h p và cao đ l ỷ ệ ở ợ ượ c kh b ng ph ử ằ ươ ế ng pháp khuy ch

tán.

Đ hoàn nguyên đ c MnO thì thép Г13 nên n u trong lò baz . C n chú ý kh ể ượ ơ ầ ấ ử

ng pháp x tr ng và tháo x ra ngoài sau đó. oxy b ng ph ằ ươ ỉ ắ ỉ

ự ỉ ấ ồ ệ ấ

ỉ

i th c ch t ch là quá trình n u ch y. N u dùng h i li u th t ậ ế ỉ ầ ng pháp hóa h c) thì khi n u ta ch c n ươ ng 0,9 – 1 kgAl/t n kim lo i l ng là rót ả ọ ấ ạ ằ

ng C và Mn trong kim lo i l ng b cháy ế ượ ế ầ ị ấ ạ ỏ ạ ỏ

Quá trình n u l ấ ạ s ch (c o x ho c làm s ch b ng ph ặ ạ ằ ạ n u ch y và kh oxy b ng m t l ộ ượ ử ả ấ đ c. Khi bi n tính c n chú ý đ n l ượ hao. * Đúc thép Г13: Tính đúc c a thép Г13. ủ

Do hàm l ng c a Mn cao làm tăng tính d n nhi t và làm tăng t c đ k t tinh ượ ủ ẫ ệ ố ộ ế

ẻ c a austennit nên c u t o ban đ u thô to k t tinh ngang nên làm cho v t đúc d o ủ ấ ạ ế ầ ậ

d b n t nóng, n t ngu i. ễ ị ứ ứ ộ

Biên pháp t ố t nh t đ nâng cao c tính là k t h p các bi n pháp k thu t nh : ư ế ợ ấ ể ệ ậ ơ ỹ

- Rót nhi t đ th p (Xem b ng 1.18). ở ệ ộ ấ ả

Nhi t đ rót theo Kg/mm2 % ệ ộ S c h t ố ỡ ạ

quang h o kả ế

ề không c n đi u ầ

ch nh ỉ 1450 1400 1380 1350 1330 1 3 4 5 6 39,3 48,4 51,4 56,7 60,8 4,32 11,00 18,00 21,20 23,40

c h t và c tính c a thép nh h Ả ưở ng c a nhi ủ ệ ộ t đ rót đ n khích th ế ướ ạ ủ ơ

B ng 1.18: ả Г13:

CNVL_4 60 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

- Dùng khuôn t ươ ắ i hay khuôn kim lo i hay dùng gang ngu i đ rút ng n ộ ể ạ

th i gian đông đ c. S nh h ng c a khuôn đ n kích th c h t và c tính ự ả ặ ờ ưở ủ ế ướ ạ ơ

đ c đ a ra b ng (1.19): ượ ư ở ả

B ng 1.19 : nh h ng c a khuôn đúc đ n kích th ả Ả ưở ủ ế ướ c và c tính c a thép Г13: ủ ơ

t ệ

t ệ t ệ

Lo i khuôn ạ Khô s y đ n 200 ế ấ 0C Khô d i 25 ướ iươ T Có gang ngu i bên Kg/mm2 % S c h t ố ỡ ạ 1 42 3 1,2 3 – 4 13,0 6 28,6 42,0 51,6 56,7 65,3 ộ ở M t g y ặ ẫ To h t, k t tinh hoàng li ạ ế K t tinh hoành li ế K t tinh hoành li ế Nh đ u đ n ỏ ề ặ

- Làm bi n tính b ng Al hay Ti đ tinh th hóa m n vì không có bi n pháp ế ể ể ệ ằ ị

nhi t luy n nào đ hóa min h t tinh th ban đ u thô to c a austennit và b t s ệ ớ ự ủ ể ệ ể ạ ầ

k t tinh ngang. ế

- ậ Do đ c tính d b n t nóng, n t ngu i nên khi đ t đ u ngót cho nh ng v t ộ ễ ị ứ ặ ậ ứ ữ ặ

ư đúc thép Г13 nên chú ý là không th dùng máy c t mà ph i dùng hàn h i nh ng ể ả ắ ơ

ch nh ng đ u ngót nh . tr ng thái s ng khi đúc ra đ đ d n nhi t và đ ỉ ở ữ ỏ Ở ạ ộ ộ ẫ ậ ố ệ ộ

0C là nhi

t đ 400 – 600 t đ mà d o thép Г13 r t kém, khi c t b ng hàn h i nhi ẻ ắ ằ ấ ơ ệ ộ ệ ộ

cacbit ti t ra làm gi m đ d o do đó nên c t đ u ngót cách thành v t đúc ế ắ ậ ộ ẻ ả ậ

kho ng 15 – 20 mm, sau đó mài s ch bàng đá mài sau khi đã tôi xong. ạ ả

0C.

- Nhi t đ rót c a thép Г13 là: 1450 – 1500 ệ ộ ủ

- Thép n u ra ph i đ t thành ph n hóa h c: ả ạ ấ ầ ọ

C = 1,14 – 1,19 % Cr < 1,99%. P ≤0,042%.

Mn = 13,28 – 14 % Ni ≤0,37%.

Si ≤ 0,94%. Mo ≤0,14 %.

4.2. CHI TI T BÚA NGHI N Ế Ề

CNVL_4 61 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

t búa nghi n 4.2.1. Đ c đi m c a chi ti ể ủ ặ ế ề

t có kích th Búa nghi n là chi ti ề ế ướ c trung bình. Chi u dày trung bình ề

95mm, dài 42mm. ???

ố H p kim đúc là thép Γ13 thu c lo i thép h p kim cao, có t ng kh i ạ ợ ộ ợ ổ

ng các nguyên t t cháy cát, n t và l ượ ố ợ h p kim ≥15%, d sinh ra các khuy t t ễ ế ậ ứ

ngót.

Do v y, c n ph i thi ầ ậ ả ế ế ấ t k công ngh đúc thích h p đ đ m b o ch t ể ả ệ ả ợ

l ượ ng yêu c u. Đ ng th i theo dõi ch t ch t ờ ẽ ừ ầ ặ ồ ệ khâu làm khuôn, đ n n u luy n ế ấ

và đúc rót. Đ c bi t c n chú ý t i vi c đ t đ u ngót phát nhi t đ tăng t ặ ệ ầ ớ ặ ậ ệ ệ ể ỷ ệ l

thành ph m (gi m tr ng l ả ẩ ọ ượ ng đ u ngót) d n đ n gi m giá thành s n ph m. ả ế ậ ẫ ả ẩ

Búa nghi n đ c s n xu t công ty Phúc S n ph c v cho m t s nhà ề ượ ả ấ ở ụ ụ ộ ố ơ

máy xi măng trong n c nh xi măng Hoàng th ch, xi măng Nghi S n, xi măng ướ ư ạ ơ

Hà tiên,…

t r t quan tr ng, làm vi c ch u t Búa nghi n là chi ti ề ế ấ ị ả ọ ậ ớ i tr ng va đ p l n, ệ ọ

áp l c cao, ch u mài mòn l n. Hi n nay công ty ch s n xu t các lo i búa ỉ ả ự ệ ấ ạ ớ ị

ự nghi n theo đ n đ t hàng c a các công ty. Tuỳ vào đi u kiên làm vi c mà l a ủ ề ệ ề ặ ơ

ch n s n xu t các lo i búa có kh i l ng khác nhau. ọ ả ố ượ ấ ạ

4.2.2. Đi u ki n làm vi c và công d ng ụ ề ệ ệ

i tr ng cao. Búa nghi n làm vi c trong đi u ki n mài mòn, va đ p l n, t ề ậ ớ ệ ề ệ ả ọ

Nó đ c s d ng đ đ p đá và nghi n đá nh h n. Búa nghi n ph i có c tính ượ ử ụ ể ậ ỏ ơ ề ề ả ơ

ẻ đ u n đ nh trên toàn búa. T ch c c a h p kim đúc là austennit có tính d o ề ổ ứ ủ ổ ợ ị

1 r t nh y c m v i hoá b n bi n d ng. Khi làm

cao, Austennit có ki u m ng A ể ạ ạ ả ề ế ấ ạ ớ

vi c d ệ ướ ạ i áp l c cao và b va đ p, austenit b bi n d ng d o và b bi n d ng ị ế ị ế ự ẻ ậ ạ ị

c ng m nh, làm tăng đ c ng và kh năng ch ng mòn c a l p b m t, còn ả ứ ề ặ ủ ớ ộ ứ ạ ố

bên trong lõi v n gi nguyên t ch c ban đ u, nên v n duy trì đ ẫ ữ ổ ứ ầ ẫ ượ ộ ẻ c đ d o

dai, đ bi n m m nhi ộ ế ề ở ệ ộ t đ cao và b bi n d ng nóng. ị ế ạ

CNVL_4 62 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Búa nghi n đ ề ượ ớ c dùng đ đ p, nghi n đá vôi, làm nh các c c đá l n ể ậ ụ ề ỏ

ph c v c cho công đo n ti p theo nhà máy xi măng. ụ ụ ế ạ ở

Búa nghi n ch làm vi c đ t hi u qu cao nh t trong đi u ki n môi ệ ề ệ ề ệ ấ ả ạ ỉ

tr ng làm vi c không có ăn mòn và mài mòn. Đ c bi t, khi phun cát búa s b ườ ệ ặ ệ ẽ ị

mài mòn r t nhanh và không b n trong đi u ki n môi tr ng có t ng tác hoá ề ệ ề ấ ườ ươ

h c nh a xit, ki m m nh. Vì v y ph i l a ch n môi tr ọ ả ự ư ề ạ ậ ọ ườ ợ ng làm vi c phù h p ệ

đ đ t hi u qu cao, tránh làm h ng búa. ể ạ ệ ả ỏ

4.2.3. Yêu c u k thu t ậ ầ ỹ

Vì h p kim đúc là thép Г 13 nên t ch c c a h p kim sau khi nhi ợ ổ ứ ủ ợ ệ ệ t luy n

và hoá già ph i đ t t ả ạ ổ ứ ch c là autenit hoàn toàn và không còn cacbit d . ư

t quan tr ng. đòi h i yêu c u k thu t cao. Đ búa Búa nghi n là chi ti ề ế ể ậ ầ ỏ ọ ỹ

làm vi c t t thì h p kim đúc c n đ t đ c các tính ch t sau: ệ ố ạ ượ ầ ợ ấ

- V c tính: ề ơ

+ Đ c ng: 200 - 220 HB. ộ ứ

b = 800 - 900 Mpa.

+ Đ b n: σ ộ ề

0,2 = 300 – 370 Mpa.

+ Gi i h n ch y: σ ớ ạ ả

+ Đ dãn dài t ng đ i: δ = 15 - 25%. ộ ươ ố

ch c hoàn toàn là autenit ngay nhi ng. - Ph i t o ra t ả ạ ổ ứ ở t đ th ệ ộ ườ

- Hàm l ng Mn không đ c cao quá. N u cao quá s làm to h t ượ ượ ạ ở ế ẽ

d ng xuyên tinh, nên nh h ạ ả ưở ứ ng r t l n đ n đ h t, tăng tính n t ộ ạ ấ ớ ế

ả nóng và n t ngu i vì th ph i có bi n pháp làm nh h t và đ m b o ỏ ạ ứ ế ệ ả ả ộ

đúng mác thép c n ch t o. ế ạ ầ

- S n ph m sau đúc không b các khuy t t t đúc nh r khí, r cát, r ế ậ ẩ ả ị ư ỗ ỗ ỗ

co, n t, đúng v hình d ng và chính xac v kích th c. ứ ề ề ạ ướ

- Sau khi nhi t luy n chi ti t không b cong vênh, n t, đ m b o đúng ệ ệ ế ứ ả ả ị

kích th c.ướ

CNVL_4 63 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

ọ - S n ph m hoàn ch nh ph i đ m b o đ b n, đ c ng, đ dai, tr ng ả ả ộ ề ộ ứ ẩ ả ả ộ ỉ

ng nh yêu c u ch t o. l ượ ế ạ ư ầ

1 nh y c m v i hoá b n bi n d ng.

- Khi làm vi c d i đi u ki n ch u mài mòn va đ p l n, thép t ệ ướ ậ ớ ề ệ ị ự ế bi n

c ng, vì m ng A ứ ạ ạ ả ề ế ạ ớ

- Hàm l ượ ng t p ch t kh ng ch trong gi ố ế ạ ấ ớ ạ ậ i h n cho phép. Mu n v y ố

ph i có bi n pháp kh khí, tinh luy n khi nâu luy n. ử ệ ệ ệ ả

4.3. THI T K CÔNG NGH ĐÚC BÚA NGHI N Ế Ệ Ề Ế

t ch t o s n ph m búa nghi n (hình 4.1). 4.3.1 B n v chi ti ả ẽ ế ế ạ ả ề ẩ

Hình 4.1. B n v chi ti t búa nghi n ả ẽ ế ề

CNVL_4 64 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

a. Yêu c u k thu t: ầ ỹ ậ

- Đ c ng 220-250 HB. ộ ứ

- Các bán kính đúc không ghi l y R= 3mm. ấ

- Đúc t o ký hi u A v phía l ch đ đánh d u đ u đ p. ề ể ệ ệ ạ ầ ậ ấ

- Các m t gia công yêu c u đ bóng, đ côn ghi trên b n v : R ộ ẽ Z40. ầ ắ ả ộ

- Kh i l t sau đúc: 92÷95 kg ố ượ ng m t chi ti ộ ế

b. Ph ươ ng án công ngh ch t o búa nghi n ề ệ ế ạ

+ Ph ng án 1: ươ

- Thi t k h th ng rót bên s n. ế ế ệ ố ườ

- Làm khuôn b ng hòm gi , m u b đôi, sau đó d ng đ ng khuôn lên, ằ ả ự ứ ẫ ổ

ráp ru t, k p khuôn r i rót. ẹ ộ ồ

* B n v công ngh ( đâu?) ệ Ở ẽ ả

• u đi m: Ư ể

H th ng rót không ph c t p, d ch t o, ti ệ ố ứ ạ ế ạ ễ ế t ki m đ ệ ượ ả c chi phí s n

xu t cho h th ng rót, c t đ u làm s ch rót bên s n dòng ch y t ắ ậ ệ ố ấ ạ ườ ả ươ ng đ i êm. ố

• Nh ượ c đi m: ể

S d ng ph t cháy cát, r ử ụ ươ ng án rót nh trên r t hay x y ra khuy t t ấ ế ậ ư ả ỗ

cát ph n đuôi, ch giáp ru t. Do khuôn d ng đ ng lên nên tr ở ứ ự ầ ộ ỗ ướ ẫ c khi rót v n

ạ ỏ còn cát b n trong khuôn do ch a hút s ch h t khi ráp khuôn. Khi kim lo i l ng ạ ư ế ẩ

ch y vào khuôn do tác đ ng c h c c a dòng kim lo i l ng ch y vào khuôn ơ ọ ủ ạ ỏ ả ả ộ

cu n theo các h t cát b n theo, khi cu n vào ch ráp ru t b ch n l i và đông ộ ị ắ ạ ẩ ạ ố ố ỗ

i đây gây ra khuy t t t đúc. Nên ph ng án này ít đ đ c t ặ ạ ế ậ ươ ượ ả c áp d ng vào s n ụ

xu t.ấ

CNVL_4 65 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

–

Hình1.11 B n v công ngh ch t o theo ph ng án 1. ệ ế ạ ẽ ả ươ

CNVL_4 66 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

+ Ph ng án 2 ươ

Rót bên s n và rót đùn. ườ

ẫ Có u đi m nh dòng ch y êm, không b cu n khí, không c n rãnh d n ư ư ể ả ầ ố ị

x , di n tích rãnh d n nh , đ t n công c t đ u. Ph ỉ ỏ ỡ ố ắ ậ ệ ẫ ươ ụ ng án này kh c ph c ắ

đ c các nh c đi m c a ph ng án 1. Do v y ph ng án công ngh này ượ ượ ủ ể ươ ậ ươ ệ

đ c áp d ng vào s n xu t. B n v công ngh nh hình 1.12: ượ ệ ư ụ ẽ ả ấ ả

CNVL_4 67 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Hình 1.12 B n v công ngh ch t o theo ph ng án 2. ệ ế ạ ẽ ả ươ

4.3.2 Thi t k h th ng rót ế ế ệ ố

V trí đ t h th ng rót nh b n v công ngh hình 4.2 ư ả ặ ệ ố ẽ ệ ị

+ Chi u cao ng rót là 520 mm. ố ề

min , kích th

+ Rãnh d n g m hai rãnh d n di n tích rãnh > F ng kính ệ ẫ ẫ ồ c đ ướ ườ

rãnh d n nh trong b n v (Hình 1.13). ư ẽ ả ẫ

M u c a t t c h th ng rót đ ẫ ủ ấ ả ệ ố ượ ố c làm b ng g . T t c h th ng ng ỗ ấ ả ệ ố ằ

rót, m u đ ẫ ượ ế c g n li n v i nhau thành m t kh i. Dùng ki u rót xi phông k t ể ề ắ ớ ộ ố

n. h p v i ki u rót bên s ể ợ ớ ườ

CNVL_4 68 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Hình 1.13 H th ng rót. ệ ố

Đ tính toán h th ng rót tr ệ ố ể ướ c h t ta tính th i gian rót có l ờ ế ợ i nh t cho ấ

v t đúc, sau đó xác đ nh rãnh l ậ ị ượ ỉ c x và ng rót. ố

a) Tính th i gian rót khuôn: ờ

Th i gian rót đ ng 2. ờ ượ c xác đ nh theo công th c (2.1), xem trong ch ứ ị ươ

V i chi u dày thành v t đúc – g = 95 mm; Kh i l ng v t đúc k c h thóng ố ượ ề ậ ớ ể ả ệ ậ

rót – G = 103 kg; H s S tra trong b ng 2.1 v i v t đúc nh h n 1 t n, rót đùn ớ ậ ỏ ơ ệ ố ấ ả

.Gg

.95

103

bên s n thì S = 1,3. Thay các s li u vào công th c có: ườ ố ệ ứ

t = s. 3 t = 1,3. 3 ≈27.82 (s)

b) Xác đ nh t c đ dâng: ố ộ ị

c xác đ nh theo công th c (2.2) xem ch T c đ dâng đ ộ ố ượ ứ ị ươ ố ớ ậ ng 2. Đ i v i v t

đúc có chi u cao C = 77cm đo t ề ừ ể đi m th p nh t đ n đi m cao nh t theo v trí ể ấ ế ấ ấ ị

c tính theo công th c là: khi rót, t c đ dâng đ ố ộ ượ ứ

77 82,27

C t

v = = = 2,77 (cm/s)

N u t c đ dâng c a kim lo i bé s làm thành v t đúc b nhăn nheo do ẽ ế ố ủ ậ ạ ộ ị

kim lo i b ngu i, cũng nh b b n do t p ch t phi kim lo i t o thành trên b ư ị ẩ ạ ạ ạ ị ấ ạ ộ ề

m t kim lo i. T c đ dâng bé nh t cho phép tính b ng cm/s ph thu c vào ụ ạ ặ ấ ằ ố ộ ộ

chi u dày thành v t đúc cho trong b ng 2.2 xem ch ề ậ ả ươ ng 2, v i chi u dày thành ề ớ

v t đúc > 40 thì [v] = 0,6 cm. ậ

Vì v tính toàn = 2,77 cm/s > [v] = 0,6 cm/s, nên th i gian rót theo thi ờ ế ế t k

là phù h p.ợ

c) Xác đ nh chi u cao c t áp trung bình - h ề ộ ị

Chi u cao c t áp trung bình đ c xác đ nh theo công th c (2.4) xem ề ộ ượ ứ ị

ch ng 2, v i: H ươ ớ ề 0: Lá áp su t thu tĩnh ban đ u l n nh t = 87,5 cm; P: Chi u ầ ớ ấ ấ ỷ

CNVL_4 69 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

cao v t đúc trên rãnh d n (cm) = 41 cm; C: Chi u cao c a v t đúc v trí khi ủ ấ ề ẫ ậ ở ị

rót (cm) = 41 cm, vì rót đùn nên P = C. Thay vào (2.4) có:

2 5,87

67

htb = H0 – P2/2C htb = (cm)cm

41 41*2

d) Tính di n tích rãnh d n: ệ ẫ

Di n tích rãnh d n ( ng 2, c tính theo công th c (2.3) xem ch ệ ượ ươ

ẫ Fmin) đ ớ ệ ố ở ự m c a khuôn tra trong b ng 2.3. thì v i h s tr l c ủ ả ứ m = 0,25. Thay các giá trị

ng v t đúc tính c h thóng rót - G = 103kg, thòi gian rót – t = 27,82 tr ng l ọ ượ ả ệ ậ

tb = 30,5 cm, ta xác đ nh l

gy, chi u cao c t áp trung bình – h ề ộ ị ượ ng ch y c a kim ả ủ

lo i trong m t đ n v th i gian qua h th ng rót theo công th c (2.3) có: ệ ố ộ ơ ị ờ ứ ạ

G t

m 31,0

1 m 31,0

. th tb

h tb

Fmin =

103

Fmin = = 7,59 (cm2)

.25,0.31,0

4,21.67

4.4. THI T K Đ U NGÓT Ế Ậ Ế

Khi xác đ nh đ u c tiên ậ ngót c n chú ý xác đ nh v trí đ t đ u ngót, tr ị ặ ậ ầ ị ị ướ

ph i đánh d u nút nhi t. Nút nhi t là ch t p trung s l ng kim lo i cách ấ ả ệ ệ ỗ ậ ố ượ ạ

nhau b i nh ng thành m ng. Nút nhi t là n i ngu i sau cùng. Cách xác đ nh v ữ ỏ ở ệ ơ ộ ị ị

trí đ t đ u ngót d a trên nh ng nguyên t c sau: ặ ậ ự ữ ắ

- Đ u ngót đ c đ t trên ph n dày nh t c a v t đúc. ậ ượ ặ ấ ủ ậ ầ

- Đ u ngót không làm c n tr s co t ở ự ả ậ ự do c a v t đúc. ủ ậ

- Đ u ngót ph i d c t ra và d làm s ch v t c t. ả ễ ắ ế ắ ễ ậ ạ

Đ u ngót còn có nhi m v ệ ậ ỏ ụ là đ u h i đ thoát khí và ch t b n ra kh i ấ ẩ ơ ể ậ

khuôn.

Đ u ngót phát nhi t có hình d ng nh hình v sau: ậ ệ ư ẽ ạ

CNVL_4 70 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

S l ng đ u ngót: 1chi c. ố ượ ế ậ

Hình dáng: Tr tròn, h i cong v phía đáy. ụ ề ơ

Ki u đ u ngót: Đ u ngót d đ p. ễ ậ ể ậ ậ

C u t o c a đ u ngót nh hình v : ẽ ấ ạ ủ ậ ư

Chi u dày thành đ u ngót: 10 mm. ề ậ

Chi u cao: 240mm. ề

Đ ng kính 170 mm. ườ

Ph n vát dài 20 mm. ầ

t. Hình 1.14 Đ u ngót phát nhi ậ ệ

Nguyên lý làm vi c c a ng phát nhi ệ ủ ố ệ ắ t: Khi rót kim lo i dâng lên b t ạ

d ng b t vào t đ u đ n chân đ u ngót thì ti n hành r c h n h p phát nhi ế ầ ế ậ ắ ỗ ợ ệ ở ạ ộ

đ u ngót. H n h p phát nhi ậ ợ ỗ ệ t và ng s tác d ng v i kim lo i l ng gây ra ớ ạ ỏ ụ ẽ ố

ph n ng to nhi t làm cho kim lo i l ng n m trong đ u ngót đ c gi ả ứ ả ệ ạ ỏ ậ ằ ượ ữ ở ờ th i

gian lâu h n làm cho nút nhi t t p trung đ u ngót. ơ ệ ậ ở ậ

Ch t phát nhi t g m: ấ ệ ồ

- 60% v y rèn, đ h t < 5 mm. ộ ạ ẩ

CNVL_4 71 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

- 30% phoi v n.ụ

- 2% fero silic lo i FeSi75- FeSi90 v n, đ h t < 10 mm. ộ ạ ụ ạ

Tác d ng c a l p ph h n h p phát nhi t lên đ u ngót khi s p rót xong ủ ớ ủ ỗ ụ ợ ệ ậ ắ

làm cho kim lo i l ng ti p xúc nhi u v i ch t phát nhi ạ ỏ ề ế ấ ớ ệ t, d n đ n làm cho ế ẫ

ph n ng x y ra m nh h n, tránh s m t nhi ự ấ ả ứ ả ạ ơ ệ ạ t và s hoà tan khí c a kim lo i ự ủ

ng. l ng v i môi tr ớ ỏ ườ

4.5. M U VÀ H P RU T Ộ Ộ Ẫ

4.5.1. M uẫ

c làm b ng nhôm, là lo i m u b đôi có mi ng r i. M t phân M u đ ẫ ượ ế ằ ặ ẫ ạ ổ ờ

m u chia chi ti ẫ ết ra thành hai ph n hình 1.16. ầ

CNVL_4 72 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Hình 1.16 M u.ẫ

4.5.2. Ru tộ

Là m t kh i tr hình tròn, ph n v bên ngoài ru t n i ti p xúc v i kim ố ụ ộ ộ ơ ế ầ ỏ ớ

lo i l ng ng i ta lót m t l p cát Manhezid hay crom manhe đ đ phòng và ạ ỏ ườ ộ ớ ể ề

tránh vi c cháy cát x y ra. ệ ả

V c b n hình dáng c a ru t gi ng v i hình dáng ph n r ng bên trong ề ơ ả ầ ỗ ủ ớ ộ ố

t k ph i xác đ nh hình dáng, và s l c a vât đúc. Khi thi ủ ế ế ố ượ ả ị ng ru t t o nên ộ ạ

t búa nghi n ch có m t h p ru t nên h c r ng trong v t đúc. Đ i v i chi ti ố ỗ ố ớ ậ ế ộ ộ ề ộ ỉ

hình dáng h p ru t đ n gi n và không ph c t p khi thi ả ộ ơ ứ ạ ộ t k . ế ế

CNVL_4 73 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Cách làm ru t ng i ta cho cát vào kh i tru tròn r ng ộ ườ ố ỗ ở ặ trong và dã ch t

sau đó đóng r n b ng công ngh CO ằ ệ ắ

0 C trong th iờ

Ru t làm xong ph i đem s y trong lò s y nhi t đ 200 ấ ở ả ấ ộ ệ ộ

gian là 1 gi . Đ làm tăng đ b n cho ru t. ờ ể ộ ề ộ

Hình 1.15 Ru t.ộ

4.5.3. H p ru t ộ ộ

H p ru t Là h p b đôi c a kh i tr tròn. ố ụ ủ ộ ộ ộ ổ

4.6. H N H P LÀM KHUÔN Ợ Ỗ

4.6.1. Thành ph n h n h p ầ ỗ ợ

H n h p làm khuôn g m: cát + thu tinh l ng + khí CO ồ ợ ỗ ỏ ỷ

0C.

+ Cát tr ng đ ắ ượ ấ c s y khô, đ m < 1%. Nhi ộ ẩ ệ ộ ủ ỗ t đ c a cát khi đem tr n h n ộ

h p ph i nh h n 40 ợ ỏ ơ ả

+ Thu tinh l ng: ỏ ỷ

T tr ng ỷ ọ 1,43 %Na2O 9,94 %SiO2 27,25 M 2,84

CNVL_4 74 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Thành ph n m tr n nhà máy: ẻ ộ ở ầ

Kh i l Thành ph nầ ố ượ ẻ ộ ng m tr n

(Kg) 93 - 94,5 5,5 - 7,0 Cát tr ngắ N c thu tinh l ng ỷ ướ ỏ

Hình 1.18: Lò s y cát. ấ

Kh i l ng t ng m tr n 420-450 kg. ố ượ ẻ ộ ổ

Máy tr n đ c dùng là máy tr n con lăn, dùng đ ng c đi n. ộ ượ ơ ệ ộ ộ

Hình v máy trôn con lăn. ẽ

CNVL_4 75 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Hình 1.19: Máy trôn cát con lăn.

4.6.2. Quy trình tr n cát ộ

Cát sau khi đ ượ ấ c s y khô đ n đ m cho phép, đ ộ ẩ ế ượ ư ộ c đ a vào máy tr n

nh máy nâng. Thu tinh l ng dùng xô đong t ỏ ờ ỷ ừ ể ứ ồ ộ b ch a r i cho vào máy tr n

sau khi cát đã đ ượ ệ c tr n đ u. Quy trình tr n cát ch y u d a vào kinh nghi m ủ ế ự ề ộ ộ

i công nhân. H n h p đ c tr n xong cho ra ngoài đ làm khuôn, d a c a ng ự ủ ườ ợ ượ ỗ ể ộ

ru t ph n còn th a che ph kín tránh ti p xúc v i không khí. ừ ủ ế ầ ộ ớ

ơ ọ Do v t li u ch t o búa là thép Γ13 nên chú ý v n đ cháy cát c h c. ậ ệ ế ạ ề ấ

Dùng b t lót khuôn manhezid hay crom mannhezid làm cát áo đ không cho ể ộ

dòng kim lo i l ng ti p xúc tr c ti p v i cát làm khuôn. Vì trong cát ch a SiO ớ ạ ỏ ứ ự ế ế

2 không tác d ng v i MgO nh ng

nhi ng SiO nhi t đ rót thép ở t đ th ệ ộ ườ ư ụ ớ ở ệ ộ

t=1480 – 15000 C dòng kim lo i l ng ch a nhi u MnO, nhi ạ ỏ ứ ề ở ệ ộ ẽ ả t đ này s x y

ra ph n ng sau: ả ứ

MnO + SiO2 = MnO.SiO2

Đây là nguyên nhân chính gây ra cháy cát. Tr n h n h p cát magie đen ợ ỗ ộ

th y tinh l ng t l t c các v i th y tinh l ng theo t ớ ủ ỏ ỷ ệ ủ ỏ ừ 8 – 10% đ che ph t ể ủ ấ ả

ph n còn l i mà kim lo i l ng ti p xúc v i khuôn. ầ ạ ạ ỏ ế ớ

4.6.3. Quy trình ch t o khuôn ế ạ

CNVL_4 76 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Dùng hòm gi đ dã khuôn, hòm gi c làm b ng g . Hòm gi ghép ả ể đ ả ượ ằ ỗ ả

và c đ nh nh đinh và m ng. Chi u cao và chi u r ng c a hòm gi ề ộ ố ị ủ ề ờ ộ ả ơ cao h n

m u kho ng 5-7 cm. Tr c khi cho cát vào giã khuôn ta n p mi ng d i vào ẫ ả ướ ế ắ ờ

chân đ u ngót phát nhi t, cho cát vào hòm gi và ti n hành giã khuôn. ậ ệ ả ế

a) Quy trình làm khuôn:

Đ u tiên cho h n h p cát manhezid vào che ph m u và dã ch t. Dã t ủ ẫ ầ ặ ỗ ợ ừ

hai bên vào gi a m u. Khi giã khuôn c n chú ý tránh không giã vào m u làm ầ ữ ẫ ẫ

trôi l p cát áo ch ng cháy cát. Không c n r c cát lên h th ng rót, ng rót và ầ ắ ệ ố ớ ố ố

rãnh d n. chú ý không đ cát đen bám vào ng rót cũng nh rãnh d n. ư ể ẫ ẫ ố

Ti p đ n cho cát tr ng + n c th y tinh l ng vào hòm đ n ng p quá ế ế ắ ướ ủ ế ậ ỏ

ể ả m u vài cm và ti n hành giã khuôn. Khi giã khuôn ph i giã đ u tay đ đ m ề ế ẫ ả

t là ch đ t h th ng ng rót và rãnh d n, vì ch ti p xúc b o đ b n, đ c bi ả ộ ề ặ ệ ỗ ặ ệ ố ỗ ế ẫ ố

ạ r t nh . Do khuôn ph i v n chuy n nhi u l n đ th c hi n các công đo n ấ ể ự ả ậ ề ầ ể ệ ỏ

nh s n, s y khuôn, ghép khuôn nên đ b n ph i cao. ộ ề ư ơ ấ ả

Sau khi giã xong, ta ti n hành b i b m t cát v a giã xong đ cài x ng. ớ ề ặ ừ ể ế ươ

X ng là các thanh s t nh có chi u dài và hình dáng t ỏ ươ ề ắ ươ ng ng v i khuôn, ớ ứ

x ng đ c x p đan chéo nhau, dùng tay n m nh x ng vào cát. ươ ượ ế ấ ạ ươ

Do khuôn làm xong ph i v n chuy n nhi u l n, nên ph i làm x ng đ ề ầ ả ậ ể ả ươ ể

tăng đ b n cho khuôn tránh v khuôn. ộ ề ỡ

ế Cho cát vào đ y hòm khuôn và ti n hành đ m ch t, r i g t ph ng. Ti p ặ ồ ạ ế ầ ầ ẳ

2. Th i gian đóng r n ph i đ

đó xiên l th i và ti n hành đóng r n b ng CO ỗ ổ ế ắ ằ ả ủ ắ ờ

ệ đ đ m b o đ b n và vi c tháo m u. Vi c đóng r n d a vào kinh nghi m ể ả ộ ề ự ệ ệ ả ẫ ắ

i công nhân. c a ng ủ ườ

Tháo m ng l y m u ra, b hòm khuôn ra và d ng đ ng khuôn lên, sau ự ứ ấ ẫ ộ ỏ

đó gõ đ u hai đ u khuôn c trên và d ề ầ ả ướ ệ ấ i cho m u bong đ u ra. công vi c l y ề ẫ

m u c n ph i hai ng i. Khi m u s p ra thì m t ng i gõ còn ng i kia kéo ả ẫ ầ ườ ẫ ắ ộ ườ ườ

m u t t ra, sau đó v n ng a khuôn ra l y mi ng d i ra. Ph n n a khuôn còn ẫ ừ ừ ầ ủ ử ế ằ ấ ờ

CNVL_4 77 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

l i, đ c làm qua các công đo n t ng t nh trên. Hình dáng c a khuôn nh ạ ượ ạ ươ ự ư ủ ư

hinh 4.6.

Hình 20. Hòm khuôn d i.ướ

Khuôn sau khi đã làm xong đ s l ng yêu c u, ng ủ ố ượ ầ ườ ơ i ta ti n hành s n ế

ấ khuôn. Ch t s n khuôn dùng dung d ch s n t ng h p c n đ b c cháy, s y ơ ổ ấ ơ ể ố ồ ợ ị

khuôn. Ch t s n khuôn có tác d ng: ấ ơ ụ

Ch ng cháy cát. ố

t. Đ m b o đ bóng b m t c a chi ti ả ề ặ ủ ả ộ ế

Tăng b n cho khuôn. ề

Kh i l ng c n dùng 0,7 kg/t n. ố ươ ấ ầ

Dùng khí nén th i s ch cát b n trong khuôn, quét m t l p s n m ng lên ộ ớ ơ ổ ạ ẩ ỏ

ng xăng, b m t trong c a khuôn, sau đó ti n hành đ t khuôn đ cháy h t l ề ặ ế ượ ủ ế ể ố

c n có trong khuôn. ồ

CNVL_4 78 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Hình 1.21 Hòm khuôn trên.

b) Ráp khuôn:

ả Đào m t h sâu có chi u cao h n chi u cao c a hòm khuôn kho ng ộ ố ủ ề ề ơ

c d ng đ ng lên ghép ch t l i v i nhau b i hai 30cm. Hai n a c a khuôn đ ử ủ ượ ự ặ ạ ớ ứ ở

thanh s t b cong. Khuôn đ c chôn xu ng d i h đã đào. ắ ẻ ượ ố ướ ố

Sau đó ti n hành ghép ru t, ru t đ c l ng qua l r ng đ u qu búa. ộ ượ ồ ế ộ ỗ ỗ ở ầ ả

Sau khi ghép ru t xong xúc cát vào và giã xung quanh khuôn. Chú ý giã ch t đ ặ ể ộ

tránh khuôn b bênh. ị

L p h th ng rót và đ u ngót phát nhi ệ ố ậ ắ ệ t, chi u cao c a đ u ngót phát ủ ề ậ

nhi t b ng chi u cao c a bát rót. Đ p ch t đ u ngót phát nhi t. Đ p bát rót và ệ ằ ặ ậ ủ ế ắ ệ ắ

s y khô. Sau đó đè khuôn b ng nh ng phôi thép hay v t đúc h ng, đ tránh ấ ữ ể ằ ậ ỏ

khuôn b xê d ch và n i khi rót kim lo i vào khuôn. ạ ổ ị ị

CNVL_4 79 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

Hình 1.22 Khuôn sau khi ghép ru t.ộ

4.6.4. Phá khuôn, làm s ch, ki m tra v t đúc ể ạ ậ

a) Phá khuôn:

nhà máy Phúc S n ng i ta ti n hành rót khuôn vào bu i t i, nên sau Ở ơ ườ ổ ố ế

khi rót kim lo i xong, sáng hôm sau m i ti n hành r khuôn. Phun n c vào ớ ế ạ ỡ ướ

làm ngu i, dùng máy nâng có k p xích, xích k p vào m u c a khuôn, kéo ủ ẹ ẹ ấ ộ

ồ khuôn th ng đ ng lên. Dùng d ng c phá tan l p đ t cát bám vào khuôn, r i ụ ứ ụ ẳ ấ ớ

dùng máy nâng chuy n sang khu làm s ch. ể ạ

b) Làm s ch ki m tra v t đúc: ể ậ ạ

V t đúc sau khi đã đ i ta ti n hành c t đ u ngót, h ậ ượ c làm s ch, ng ạ ườ ắ ậ ế ệ

th ng rót, ngót. V i chi ti ớ ố ế ấ t búa nghi n dùng máy hàn đ c t đ u, vì nó r t ể ắ ậ ề

nh y c m v i hóa b n va đ p khi gia công c khí nó tr nên c ng và b n khó ứ ề ề ậ ả ạ ớ ở ơ

gia công.

Ki m tra xem v t đúc có b cong vênh, ki m tra b m t chi tiêt, kích ề ặ ể ể ậ ị

th c chi ti t. ướ ế

CNVL_4 80 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

t đúc nh : r khí, r Ki m tra k thu t: Các khuy t t ậ ế ậ ể ỹ ư ỗ ỗ cát, n t,…, t ứ ổ

ch c, thành ph n, th c tính. ầ ử ơ ứ

4.7. ĐÁNH GIÁ TÍNH CH T C A V T LI U LÀM KHUÔN Ủ Ấ Ậ Ệ

4.7.1. Ph ng pháp xác đ nh đ m ươ ộ ẩ ị

Cân 3 m u cát b ng cân đi n t ệ ử ẫ ằ ấ , m i m u 50±0,1, sau đó cho vào lò s y. ẫ ỗ

OC trong 2 gi

S y nhi t đ 105 – 110 ấ ở ệ ộ ờ , sau đó đ ngu i cùng lò đ n nhi ộ ế ể ệ ộ t đ

th ng, mang m u đi cân. K t qu đ c ghi l ườ ả ượ ế ẫ ạ i trong b ng 4.1. ả

Kh i l

ng cát

ố ượ

49.96

m u 1ẫ

49.93

m u 2ẫ

49,92

m u 3ẫ

B ng 4.1. K t qu thí nghi m đ m ả ộ ẩ ế ệ ả

4.7.2. Xác đ nh l ị ượ ng ch t bùn ấ

Cân 50 gam cát khô, cho vào bình r a, thêm 25 ml dung d ch NaOH 1%, ử ị

c vào bình l c đ u trên máy trong 15 phút. Tháo bình kh i máy, đ thêm n ắ ề ỏ ổ ướ

đeens chi u cao 150 ml. Đ cát l ng trong 10 phút, r i dùng ng xi phông hút ể ề ắ ồ ố

n ướ ế ụ c bùn ra ngoai. Chú ý đ đ u ng xi phông cacha m t cát 25mm. Ti p t c ể ầ ố ặ

c, sau đó đ cát đ n ổ ướ c vào đ r a l n th 2.L n này ch c n xúc cát là đ ầ ể ử ầ ỉ ầ ứ ượ ể

i hút. L n th 3, 4 ... ch c n đ cát l ng 5 phút. C làm nh l ng 10 phút r i l ắ ồ ạ ỉ ầ ứ ứ ể ầ ắ ư

c trong là đ c, sau đó đ cát vào gi y l c và mang đi v y cho đ n khi n ậ ế ướ ượ ấ ọ ổ

s y. Khi cát đã khô thì mang cân. ấ

K t qu đ c ghi trong b ng 4.2. ả ượ ế ả

B ng 4.2. K t qu thí nghi m xác đ nh l ệ ế ả ả ị ượ ng ch t bùn ấ

L ng cát L ượ

ượ 47,99 ng bùn 2,01 T lỷ ệ 4,02% Tt M u 1ẫ

CNVL_4 81 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

48,21 48,30 1,79 1,70 3,85% 3,4% M u2ẫ M u 3ẫ

4.7.3. Xác đ nh đ h t c a cát ộ ạ ủ ị

Đ h t c a cát đ c xác đ nh theo ph ng pháp phân tích b ng rây trên ộ ạ ủ ượ ị ươ ằ

máy phân lo i cát. ạ

Cách ti n hành: Sau khi cát đã lo i b bùn, đ c s y khô r i đ a vào ạ ỏ ế ượ ấ ồ ư

sàng phân tích thành ph n đ h t. S d ng b rây chu n g m 11 rây có đ ử ụ ộ ạ ầ ẩ ộ ồ ườ ng

kính 200 mm. B ray đ ộ ượ c k p ch t trên bàn di đ ng c a máy l c theo th t ộ ứ ự ủ ẹ ặ ắ

ray có đ trên cùng, rây có đ ườ ng kính m t th a nh t ắ ấ ở ư ườ ấ ặ ng kính nh nh t đ t ỏ

d i cùng. S d ng 50 g cát khô cho vào sàng trên cùng , đ y n p l i r i đem ướ ử ụ ắ ạ ồ ậ

rây trong 15 phút, nh c c u l ch tâm b rây đ ờ ơ ấ ệ ộ ượ ắ c l p theo m t ph ng ngang ặ ẳ

v i t n s dao đ ng là 60 dao đ ng/phút. ớ ầ ố ộ ộ

Các thông s c a b rây chu n đ phân tích h t theo ГOCT ố ủ ộ ẩ ể ạ

S râyố ắ Đ ng kính m t ườ S râyố ắ Đ ng kính m t ườ

2.5 1.6 1 063 04 1315 rây 2.5 1.6 1 0.63 0.4 0.315 02 016 01 0063 005 005 rây 0.2 0.16 0.1 0.063 0.005 0.005

Sau đó tháo b sàng ra, tháo t ng sàng theo th t ứ ự ồ ổ r i đ lên m u gi y khô ẫ ừ ấ ộ

ng cát c a m i sàng ta đ c b ng 4.3: s ch. Cân kh i l ạ ố ượ ủ ỗ ượ ả

B ng 4.3. K t qu xác đ nh thành ph n d h t ầ ộ ạ ị ế ả ả

Kh i l ng cát Kh i l ng cát S râyố ố ượ S râyố ố ượ

2.5 1.6 (g) 0 0 02 016 (g) 20,77 17,25

CNVL_4 82 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

01 0063 005 10,54 0,35 0

1 063 04 1315 0 0 0,27 0.70

khu ch?a cát

khu n?u luy?n

khu làm khuôn trên n?n

phòng k? thu?t

khu chu?n b? h?n h?p làm khuôn

lò s?y cát

khu d?t khuôn m?uvà rót

khu ch? t?o

m?u, khuôn

khu KCS

khu ph? li?u

khu làm s?ch v?t dúc

phòng nu?c u?ng

khu d? s?n ph?m sau khi làm s?ch

tt 1 2 3 4

tên các thi?t b? máy mài hai dá máy phun bi máy tr?n cát lò di?n c?u tr?c

4.8 S đ b trí m t b ng phân x ng. ơ ồ ố ặ ằ ưở

Hình 1.23 S đ b trí m t b ng phân x ng. ơ ồ ố ặ ằ ưở

CNVL_4 83 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

K T LU N Ậ Ế

1. S đ công ngh đúc búa nghi n nh sau: ơ ồ ư ệ ề

ả

S đ quy trình s n ơ ồ xu t chi ti ề ấ

t búa nghi n ế bi

ẩ ị ỗ ộ

Ghép khuôn, ru t và rót kim lo iạ

Chu n b h n h p làm khuôn, ợ ru tộ

S n khuôn Làm khuôn, ru tộ ơ

S y khuôn, ru t ộ ấ ấ

N u luy n và rót ệ kim lo iạ

D v t đúc ỡ ậ

Làm ngu i ộ khuôn

ạ ể

Làm s ch và ki m tra v t đúc ậ

S n ph m ẩ ả

2. Thành ph n h n h p làm khuôn ỗ ầ ợ

- Cát tr ng 93 – 94 Kg. ắ

- Th y tinh l ng 5,5 – 7,0 ( l ) ỏ ủ

- Ch t s n khuôn. ấ ơ

CNVL_4 84 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

3. T l thành ph m ỷ ệ ẩ

T quá trình kh o sát ph ừ ả ươ ng pháp làm khuôn, ru t theo công ngh CO ộ ệ ấ 2 v i ch t ớ

đóng r n Th y tinh l ng rút ra m t s k t lu n sau: ộ ố ế ủ ắ ậ ỏ

+ V i công ngh này gi m đ c khâu s y khuôn, rút ng n chu kỳ s n xu t. ệ ả ớ ượ ấ ấ ắ ả

Gi m hòm khuôn, x ả ươ ng ru t do có th thay b ng các bl c có đ b n t ằ ộ ề ươ ng ể ộ ố

đ ng. ươ

+ Gi m ph ph m đúc do v i đúc trong khuôn cát – sét. Không c n nhi u công ề ế ẩ ả ầ ớ

nhân có tay ngh cao. ề

M c dù v y cũng còn m t s l i th ch a đ c quan tâm: ộ ố ợ ặ ậ ế ư ượ

+ T n d ng đ n 50% cát tái sinh đ a vào h n h p cát + n c th y tinh. ậ ụ ư ế ỗ ợ ướ ủ

Dùng h n h p cát – n c th y tinh l ng có pha thêm b t g ho c b t than đ ỗ ợ ướ ặ ộ ộ ỗ ủ ỏ ể

làm ru t.ộ

ẵ + N u đ a thêm b t đá th ch anh vào h n h p này v i b m t s ch nh n ớ ề ặ ạ ế ư ạ ộ ợ ỗ

2, V3 có th đúc đ

2 làm r n khuôn, dùng n

ng đ ng V c nh ng v t đúc có vách dày, kh i l t ươ ươ ể ượ ố ượ ng ữ ậ

c s n đ c bi l n, sau khi th i khí CO ớ ổ ắ ướ ơ ặ ệ ồ ấ t r i đem s y

0C.

khuôn nhi t đ 350 ở ệ ộ

+ Đ đ t đ c nh ng k t qu trên thì h n h p cát – n c th y tinh l ng nên ể ạ ượ ữ ế ả ợ ỗ ướ ủ ỏ

ch n môđun th p trong kho ng 2,6 – 3,0, t tr ng 1,42 – 1,44, cát tr ng (1K02, ấ ả ọ ỷ ọ ắ

2K03, 2K02), hàm l ng sét không cao vì n u cao nó s làm cho đ b n khô ượ ộ ề ẽ ế

gi m nhanh. ả

+ C n tuân th đúng các quy trình tr n h n h p, làm khuôn ru t, n u rót kim ộ ủ ầ ấ ợ ộ ỗ

lo i đ đ t đ c ch t l ng cao nh t. ạ ể ạ ượ ấ ượ ấ

CNVL_4 85 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ

TÀI LI U THAM KH O

Ả

Ệ

1. Đinh Qu ng Năng. ả

ậ ệ

c ng. ợ ỗ

ộ ệ

ự ứ ng ĐHBK Hà N i. ộ ườ ỏ c ng th y tinh l ng ự ứ ợ ủ

ấ

c đ làm ru t theo công ngh ắ ứ ử ụ ướ ể ỏ ộ ệ

*V t li u làm khuôn cát NXB KHKT. 2003 *Thí nghi m v t li u và h n h p làm khuôn t ệ ậ ệ B môn v t li u và Công ngh Đúc tr ậ ệ *Nghiên c u công ngh ch t o h n h p khuôn đúc t ỗ ệ ế ạ ứ v i ch t đóng r n xi măng. ớ 2. Nghiên c u s d ng th y tinh l ng trong n ủ CO2 – Đinh quang Thái – ĐATN 1998. 3. Tính toán thi t k công ngh đúc. ế ế ệ

CNVL_4 86 - - ĐHBK–Hà N iộ

Đ án t ồ ố t nghi p ệ