Đúc hợp kim nhôm ADC12 trong khuôn kim loại rung siêu âm

ĐÚC HỢP KIM NHÔM ADC12 TRONG KHUÔN KIM LOẠI RUNG SIÊU ÂM ALUMINUM ADC 12 ALLOY CASTING IN ULTRASONIC METAL MOLDING Bùi Anh Tuấn1, Nguyễn Thanh Hải2,3, Nguyễn Quốc Chí2,3 ‘Trường Cao đẳng Lý Tự Trọng TP Hồ Chí Minh (LTTC) 2Trường Đại học Bách khoa (HCMUT) 3Đại học Quốc gia TP Hổ Chí Minh (VNU-HCM) TĨM TẮT Đúc xem phương pháp phổ biến để tạo phôi nhôm thành phẩm Đúc khuôn kim loại cho sản phẩm có chất lượng tốt, hĩnh dáng phức tạp Trong báo này, nhóm nghiên cứu đưa mơ hình thực nghiệm đúc hợp kim nhôm ADC12 với hỗ trỢ rung siêu âm thiết bị đúc bán tự động Khối kim loại lỏng tác động siêu âm từ phía khn đúc Kết thực nghiệm cho thấy, ảnh hưởng từ siêu âm giúp cải thiện khả điền kim loại lỏng vào khuôn đúc Từ khóa: ADC12; Nguồn phát siêu âm; Khả điền đầy; Đúc khuôn kim loại ABSTRACT Casting process is widely used in the production of aluminum products Good quality and complex shapes can be made by metal mold casting This work presents the casting experiment of ADC12 alloy with ultrasonic vibration assistance in a semi-automatic casting eqquipment The molten alloy is impacted by ultrasonic sonotrode from the bottom of metal mold The experiment results show that abitily to filling of the molten alloy into mold is increased significantly Keywords: ADC 12; ultrasonic generator; Filling ability; Metal mold casting ISSN 2615 -9910 TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, SỐ năm 2022 http://cokhivietnam.vn NGHIÊN CỨU-TRAOĐỔI ĐẶT VẤN ĐẾ TÍNH TỐN, THIẾT KẾ THIẾT BỊ ĐÚC Nhơm-silic hợp kim nhơm có ứng dụng rộng rãi cơng nghiệp, với trọng lượng riêng nhỏ có độ cao khả chịu ăn mịn hẩu hết mơi trường tự nhiên Nhơm silic có tính đúc cao, độ chảy lỗng cao, khả điền đầy khuôn lớn, độ nhẵn bế mặt cao thường dùng để đúc chi tiết có hình dạng phức tạp Hàm lượng silic nhôm thường từ 9,5% đến 12% (theo khối lượng) Vật đúc có tính tốt phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: hình thành phân bó cấu trúc hạt, đặc tính ngun tử, pha thứ cấp [1], Ngồi ra, cịn có yếu tố làm ảnh hưởng đến chất lượng vật đúc như: không đống môi trường vật đúc, phân bố trường nhiệt độ dịng chất lỏng q trình hố rắn, ứng suất bên vật đúc [2], Do đó, kỹ thuật sử dụng sóng siêu âm đúc kim loại ý đến nhờ ưu điểm phương pháp này: khử khí vật đúc, thay đổi làm mịn tổ chức hạt, giảm khuyết tật vật đúc [3] Đối với đúc hợp kim nhơm có xử lý siêu âm, ảnh hưởng trường siêu âm tới trình hình thành phát triển hạt vật đúc lĩnh vực quan tâm Eskin có nghiên cứu vế sử dụng sóng siêu âm làm mịn hạt đúc kim loại màu từ năm 1980 [4] Zang Lihua sử dụng đẩu rung siêu âm đúc hợp lỡm nhôm 7050 [5], Li Xiang cộng sử dụng tới đầu rung siêu âm đúc hợp kim nhôm 2219 AI [6] Bài báo đưa mơ hình thực nghiệm đúc hợp kim nhơm ADC12 thiết bị đúc bán tự động Các thiết kế tính tốn thiết bị trình bày Ngồi ra, vật mẫu sau đúc có tác động siêu âm khơng có tác động siêu âm thực nghiệm, so sánh đánh giá dựa vào khả điến đẩy 2.1 Các thông số đúc nhôm - Vật liệu nung: Nhôm; Hệ số dẫn nhiệt nhôm: 203,5 (W/m°C); Nhiệt dung riêng: 880 (J/kg.K); Khối luợng riêng: 2,7 (g/cm3); Khối lượng nhôm đem nung: m = kg; Thể tích nhơm nấu: 1,48 1; Loại lị sử dụng: Lị điện trở Hình Cấu tạo sơ lị 2.2 Tính tốn nhiệt lượng cần thiết cung cấp cho lị nung - Nhiệt lượng chi phí có ích: 30ì = 1310 l - Nhiệt lượng để tạo xỉ: Ọ; — 0,05 = 0,05.1310 = 65,5 lị’ - Nhiệt lượng qua thể xây lò: ISSN 2615 - 9910 TẠP CHÍ Cơ KHÍ VIỆT NAM, số năm 2022 http://cokhivietnam.vn NGHIÊN CỨU - TRAO ĐỔI CQ: Hệ số xạ (Co = 5,7W/m2K4); Tj : Nhiệt độ trung bình lị; (TÌ0 = 700 + 273 = 973°K) F: Diện tích phẩn cửa mở khe hở (F = n.0,252 - 0,196 m2); ọ: Hệ số thời gian mở (