Nghiên cứu chế tạo bộ răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250 thay thế nhập ngoại phục vụ trong ngành khai thác mỏ

Một số đơn vị cơ khí trong nước bước đầu chế tạo răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250 cung cấp cho các đơn vị khai thác mỏ nhưng chất lượng chưa đáp ứng được yêu cầu sử dụng.. Việc nghiên c

CTY CP CƠ KHÍ HÒN GAI-VINACOMIN

BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO BỘ RĂNG GẦU MÁY XÚC THUỶ LỰC PC 1250 THAY THẾ NHẬP NGOẠI PHỤC VỤ

TRONG NGÀNH KHAI THÁC MỎ

CNĐT : NGUYỄN TIẾN THẮNG

9050

HÀ NỘI – 2011

DANH SÁCH NHỮNG NGƯỜI THỰC HIỆN CHÍNH

Học và tên Học hàm, học vị,

Kỹ sư chế tạo máy

Công ty CP Cơ khí Hòn gai -

Nguyễn Văn Tâm Đại học,

Kỹ sư Luyện kim

Công ty CP Cơ khí Hòn gai -

CƠ QUAN PHỐI HỢP THỰC HIỆN:

Công ty CP Than cao sơn

MỤC LỤC

1.2 Thực trạng sử dụng Răng gàu máy xúc thuỷ lực PC 1250 5

2.1.1 Nghiên cứu tính chống mài mòn của thép 8 2.1.2 Những đặc tính cơ bản của thép hợp kim chịu mài mòn va đập 9 2.1.3 Nghiên cứu các loại thép hợp kim chịu mài mòn va đập 11

2.1.4 Lưạ chọn vật liệu chế tạo Răng gàu máy xúc thuỷ lực PC 1250 13

2.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của Thép Hợp kim 13

3.1.2 Nội dung cơ bản của việc thiết lập QTCN 17 3.1.3 Sơ đồ tổng thể QTCN chế tạo 17

3.2.2 Công nghệ chế tạo khuôn Đúc 24

3.3 Công nghệ nấu luyện thép hợp kim chịu mài mòn va đập 26

3.4 Công nghệ nhiệt luyện thép hợp kim chịu mài mòn va đập 31

PHỤ LỤC

Phụ lục 1: Biên bản nghiệm thu cấp cơ sở, phản biện

Phụ lục 2: Quyết định giao, Hợp đồng, Thuyết minh đề tài

Phụ lục 3: Kết quả phân tích thành phần hoá học và biểu đồ gia nhiệt

Phụ lục 4: Biên bản kiểm tra chất lượng, biên bản đánh giá kết quả chạy thử nghiệm

Phụ lục 5: Hoá đơn bán hàng các loại răng gầu máy xúc thuỷ lực cho các đơn vị khai thác mỏ

LỜI NÓI ĐẦU

Các loại máy xúc chạy điện ( EKG 4,6, EKG 5A và 8И) nhập khẩu từ Liên

xô cũ đóng vai trò chủ đạo trong việc bốc xúc đất đá và than tại các khai trường khai thác mỏ từ năm 2000 trở về trước Từ năm 2000 đến nay sản lượng khai thác tăng từ 10 triệu tấn/năm lên 45 triệu tấn/năm, điều kiện khai thác ngày càng khó khăn ( hệ số bốc đất đá/than tăng từ 3/1 đến 7/1) dẫn đến các loại máy xúc chạy điện không đáp ứng được yêu cầu sản xuất.Trước tình hình đó các đơn vị khai thác mỏ đã nhập khẩu máy xúc thuỷ lực để phục vụ sản xuất

Máy xúc thuỷ lực PC 1250 có dung tích gàu xúc 8 m3 được các đơn vị khai thác mỏ nhập khẩu về phục vụ việc bốc xúc đất đá trong khai thác than Hiện tại máy xúc PC 1250 là máy xuc thuỷ lực được ưa chuộng sử dụng nhất tại các đơn

vị khai thác mỏ

Răng gàu là một chi tiết trong cụm gàu xúc, trong quá trình làm việc răng gầu bị va đập và chà sát với đất đả dẫn đến bị mài mòn Khi răng gầu mòn đến giới hạn cho phép phải thay thế răng gầu mới Một số đơn vị cơ khí trong nước bước đầu chế tạo răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250 cung cấp cho các đơn vị khai thác mỏ nhưng chất lượng chưa đáp ứng được yêu cầu sử dụng Xuất phát

từ tình hình đó các đơn vị khai thác mỏ đã nhập khẩu răng gầu để phục vụ sản xuất

Đề tài NCKH: “ Nghiên cứu chế tạo bộ răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250 thay thế nhập ngoại phục vụ trong ngành khai thác mỏ” có ý nghĩa thực tiễn phục vụ cho sản xuất Việc nghiên cứu lựa chọn vật liệu, công nghệ chế tạo đạt kết quả tốt sẽ áp dụng vào sản xuất chế tạo răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250

và các loại răng gầu máy xúc thuỷ lực khác cung cấp cho khai thác mỏ và các ngành kinh tế góp phần tiết kiệm ngoại tệ, tạo việc làm và chủ động cho sản xuất

Trong báo cáo tổng kết này trình bày các nội dung nghiên cứu đã thực hiện và các kết quả đạt được trong chế tạo

Những người thực hiện đề tài xin chân thành cám ơn sự hợp tác của Công ty than Cao Sơn, Đèo Nai, Cọc 6 đã góp nhiều công sức tạo điều kiện nghiên cứu, đánh giá sản phẩm và sử dụng vào sản xuất sản phẩm của đề tài

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

1.1.1 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu điều kiện làm việc và thực trạng sử dụng răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250

- Nghiên cứu những đặc tính cơ bản của thép chịu mài mòn va đập Các loại thép chịu mài mòn va đập

- Lựa chọn vật liệu chế tạo răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250

- Nghiên cứu thành phần hoá học, các tính chất vật lý, cơ học và công nghệ thép chịu mài mòn va đập

- Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của thép chịu mài mòn va đập

- Nghiên cứu lựa chọn các biện pháp công nghệ một cách tổng thể qua các công đoạn: Thiết kế công nghệ đúc, công nghệ chế tạo khuôn đúc, công nghệ nấu luyện, công nghệ nhiệt luyện

- Kiểm tra, đánh giá các quá trình công nghệ chế tạo và các chỉ tiêu của vật liệu

- Đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật, kinh tế để có kết luận

1.1.2 Mục tiêu của đề tài

- Nghiên cứu lựa chọn được vật liệu thích hợp để chế tạo răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250

- Nghiên cứu lập các quy trình công nghệ chế tạo phù hợp với trang thiết bị công nghệ hiện có tại Công ty Cổ phần Cơ khí Hòn gai để chế tạo răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250

- Mở rộng để chế tạo các loại răng gầu máy xúc thuỷ lực hiện đang sử dụng trong khai thác mỏ và các ngành kinh tế khác

1.2 THỰC TRẠNG SỬ DỤNG RĂNG GÀU MÁY XÚC THUỶ LỰC PC 1250 1.2.1 Điều kiện làm việc:

Răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250 là chi tiết lắp ở gàu xúc Trong quá trình làm việc dưới tác dụng của lực xúc răng gầu bị va đập và chà sát với đất đá,

mũi mòn của răng gầu mòn tới giới hạn không có tác dụng xúc phải thay răng gầu mới

1.2.2 Thực trạng sử dụng:

Răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250 các đơn vị khai thác mỏ nhập ngoại có chất lượng sử dụng ổn định và đáp ứng yêu cầu sản xuất Sản lượng xúc đất đá trung bình cho 01 bộ (5 cái) với độ cứng đất đá f = 10-12 là 55.000-60.000 m3 Răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250 các đơn vị cơ khí trong nước chế tạo có chất lượng sử dụng thấp Số liệu khảo sát tại Công ty than Cao sơn, Cọc saú, Đèo nai thấy rằng:

- Răng gầu bị gãy ở vị trí tai để lắp chốt trong quá trình làm việc

- Sản lượng xúc đất đá trung bình cho 01 bộ: 30.000-35.000 m3 đất đá

Răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250 chế tạo trong nước có chất lượng sử dụng không đáp ứng được yêu cầu sản xuất do đó các đơn vị khai thác đã nhập khẩu

Chất lượng sử dụng hay tuổi thọ của Răng gầu máy xúc thuỷ lực (sản lượng xúc đất đá cho 01 bộ ) phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Vật liệu chế tạo răng gầu: Thành phần Hợp kim, tổ chức kim loại phù hợp với điều kiện làm việc

- Chất lượng vật đúc không có khuyết tật, tổ chức chắc đặc, hạt nhỏ mịn

- Điều kiện sử dụng mà yếu tố chủ yếu là đặc điểm thổ nhưỡng, tải trọng va đập lớn hay nhỏ và áp xuất tác dụng lên răng gầu cao hay thấp

1.3 NHU CẦU SỬ DỤNG CỦA KHAI THÁC MỎ RĂNG GẦU MÁY XÚC

THUỶ LỰC PC 1250 VÀ CÁC LOẠI KHÁC

Các đơn vị khai thác mỏ của TKV hiện nay đang sử dụng 20 máy xúc thuỷ lực PC 1250 và 75 máy xúc thuỷ lực khác nhập khẩu từ Mỹ, Hàn quốc, Nhật bản có dung tích gầu xúc từ 2-12 m3 để bốc xúc đất đá và than trong sản xuất Các loại máy xúc thuỷ lực bao gồm: PC400-6; PC 750; CAT 365 BL; CAT 5090; CAT 320; CAT 1250…

Số liệu khảo sát tại các đơn vị khai thác mỏ sử dụng răng gàu máy xúc thuỷ lực cho thấy mỗi năm trung bình một máy xúc sử dụng 20 bộ răng gầu Một bộ răng gầu: 05 cái, trọng lượng trung bình của 01 răng gầu: 35 kg Tổng trọng

lượng răng gầu máy xúc thuỷ lực có nhu cầu 01 năm tại các đơn vị khai thác mỏ là:

(95 máy x 20 bộ ) x (5 cái x 35 kg ) = 332.500 kg

Như vậy để cung cấp cho các đơn vị khai thác mỏ hàng năm cần có khoảng

300 tấn sản phẩm răng gầu máy xúc thuỷ lực với giá trị khoảng 13-15 tỷ VNĐ

1.4 TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, SẢN XUẤT VÀ CUNG CẤP RĂNG GÀU MÁY XÚC THUỶ LỰC PC 1250

Các đơn vị sản xuất cơ khí trong nước đã chế tạo răng gầu máy xúc thuỷ lực

PC 1250 và một số loại khác cung cấp cho khai thác mỏ từ năm 2000 Khảo sát tại các đơn vị cơ khí đã và đang chế tạo răng gầu máy xúc thuỷ lực cung cấp cho khai thác mỏ thấy rằng:

- Việc lựa chọn và khống chế thành phần Hợp kim trên cơ sở thép Γ13 trong quá trình sản xuất để chế tạo răng gầu máy xúc thuỷ lực chưa được khoa học và phù hợp với điều kiện làm việc

- Công nghệ đúc chưa áp dụng công nghệ tiên tiến để đáp ứng yêu cầu vật đúc kết tinh có tổ chức nhỏ mịn

- Công nghệ nhiệt luyện còn mang tính thủ công, chưa giám sát được các thông

số của quá trình nhiệt luyện dẫn đến tổ chức vật liệu kim loại không phù hợp Đối với các nước công nghiệp tiên tiến công nghệ chế tạo răng gầu được nghiên cứu cơ bản và áp dụng rộng rãi trong sản xuất Đây là những công nghệ hoàn chỉnh từ khâu lựa chọn Hợp kim cho từng loại răng gầu làm việc trong các điều kiện khác nhau, Nấu luyện Hợp kim, Đúc, Nhiệt luyện Các công đoạn này được tiến hành trên những thiết bị công nghệ tiên tiến đảm bảo tính ổn định chất lượng sản phẩm Các loại răng gầu máy xúc thuỷ lực nhập khẩu có sản lượng xúc trung bình 65.000 m3 đất đá cho 01 bộ

Tuy nhiên giá thành của răng gầu máy xúc thuỷ lực nhập khẩu rất cao (2.200 USD/ tấn ) và không chủ động phục vụ cho sản xuất

CHƯƠNG 2 LỰA CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO

2.1 NGHIÊN CỨU VẬT LIỆU 2.1.1 Nghiên cứu tính chống mài mòn của thép

Các chi tiết máy bị mài mòn trong quá trình làm việc là do sự ma sát lẫn nhau giữa chúng, do tác dụng của môi trường làm việc hoặc do sự mài sát của các hạt cứng lên bề mặt của chi tiết Cơ chế mài mòn trong các trường hợp khác nhau cũng khác nhau

Trong trường hợp bị mài mòn do ma sát, bề mặt kim loại chỗ tiếp giáp nhau bị biến dạng dẻo và bóc đi từng phần một Do vậy để nâng cao tính chống mài mòn phải làm cho thép khó biến dạng dẻo bằng cách nâng cao độ cứng Độ cứng kim loại càng cao tính chống mài mòn càng lớn và tính chống mài mòn quyết định bởi giá trị độ cứng Tuy nhiên quy luật này chỉ đúng trong trường hợp Hợp kim

có tổ chức một pha Trong trường hợp Hợp kim có hai hay nhiều pha tính chống mài mòn vẫn có thể cao khi độ cứng không cao Trong trường hợp độ cứng của Hợp kim tuy thấp nhưng tính chống mài mòn vẫn đủ cao do bị biến cứng mạnh khi biến dạng dẻo trong quá trình làm việc Sự bôi trơn các bề mặt ma sát trong quá trình làm việc cũng nâng cao tính chống mài mòn

Các loại thép và Hợp kim có tính chống mài mòn cao sử dụng trong công nghiệp có 03 dạng sau:

- Thép có độ cứng cao và không có điểm mềm sau khi tôi như thép ổ bi Ngoài ra còn có thể dùng các loại thép khác để nâng cao độ cứng bề mặt bằng cách tôi bề mặt, hoá- nhiệt luyện

- Thép có độ cứng không cao nhưng tự biến cứng bề mặt trong quá trình làm việc nên tính chống mài mòn rất cao Đó là thép chịu mài mòn va đập

- Thép có độ cứng thấp nhưng có khả năng tự bôi trơn:Thép có tổ chức Graphít Răng gầu máy xúc là chi tiết điển hình làm việc trong điều kiện ma sát dưới áp lực lớn và chịu va đập Vật liệu chế tạo yêu cầu phải tự biến cứng trong quá trình làm việc để có tính chống mài mòn cao

2.1.2 Những Đặc tính cơ bản của thép chịu mài mòn va đập

2.1.2.1 Đặc tính cơ bản: Thép chịu mài mòn va đập có tên gọi chung là thép

Hafind là loại thép có tính chống mài mòn đặc biệt cao khi làm việc dưới tải trọng va đập (dưới tải trọng của ứng xuất pháp ) có những đặc tính cơ bản sau:

- Là loại thép đúc có tổ chức Austenít chứa Các bon và Mangan cao, do có nhiều Mn trong Hợp kim là nguyên tố mở rộng vùng γ trong giản đồ trạng thái Fe-C theo hình 2.1

- Có độ cứng thấp khoảng 200 HB và có độ dẻo cao

- Khi làm việc bị ma sát dưới áp lực và chịu tải trọng va đập lớn bề mặt của thép bị biến dạng dẻo và xảy ra các quá trình sau:

+ Biến cứng: Mạng tinh thể Austenít bị xô lệch và làm nhỏ tổ chức Blốc + Tạo thành Máctenxít: Dưới tác dụng của ứng xuất cao một phần Austenít chuyển biến thành Máctenxít và được gọi là Máctenxít biến dạng Do lượng chứa Các bon trong thép cao tới 13% nên độ cứng của Máctenxít tạo thành rất cao Kết quả là lớp chịu biến dạng dẻo và biến cứng có độ cứng cao tới 600

HB có tính chống mài mòn rất tốt Trong quá trình làm việc lớp hoá bền này không thể bị mất, lớp cũ bị mòn đi thì lớp mới bị biến dạng dẻo và biến cứng Đặc tính này thép Hafind tốt hơn hẳn các thép khác được tôi bề mặt hoặc Hoá- Nhiệt luyện Do đó thép Hafind làm việc được lâu dài trong điêù kiện bị mài mòn dưới taỉ trọng va đập

Tính chống mài mòn của thép Hafind đạt được giá trị cao nhất khi nó có tổ chức một pha hoàn toàn là Austenít Sau khi đúc ngoài tổ chức Austenít ra vẫn còn có Cácbít Mangan tiết ra (do lượng Các bon và Mangan của thép cao) Muốn Austenít hoá phải nung nóng thép đến 1050-1150 0C để Cácbít hoà tan hết vào Austenít rồi làm nguội nhanh trong nước và tổ chức Austenít được cố định lại hoàn toàn ở nhiệt độ thường

2.1.2.2 Yêu cầu thành phần hoá học, cơ tính của thép chịu mài mòn va đập

Thành phần hoá học và cơ tính của thép chịu mài mòn va đập được nêu trong

2.1.3 Nghiên cứu các loại thép chịu mài mòn va đập

2.1.3.1 Tiêu chuẩn Nga: Thép đúc Mangan cao chịu mài mòn va đập theo

tiêu chuẩn Nga được nêu theo bảng 2.3

Bảng 2.3: Thành phần hoá học của thép đúc Mangan cao chịu mài mòn

0,3-1,0 0,3-1,0 0,4-0,9

<0,6 0,2-0,9

11,5-15,0 11,5-14,5 11,5-14,5 12,5-15,0 8,5-12

0,12 0,12 0,12 0,07 0,12

0,05 0,05 0,05 0,05 0,05

<1,0 1,0-2,0

- 1,0-1,5

<1,0

<1,0

<0,5

- ,1,0

<1,0

-

- 0,1-0,3 0,08-0,12 0,03-0,12

- Nb0,08-0,12 Ti: 0,1-0,05 Nb0,25-0,5

T i<0,15

Nb <0,01

N <0.03

Cu <0,07

2.1.3.2 Tiêu chuẩn Nhật: Thép đúc Mangan cao chịu mài mòn va đập theo

tiêu chuẩn của Nhật theo bảng 2.4

Bảng 2.4: Thành phần hoá học của thép đúc Mangan cao chịu mài mòn

va đập của Nhật theo JIS G5131(1991)(%)

2.1.3.3 Tiêu chuẩn Mỹ: Thép đúc Mangan cao chịu mài mòn va đập theo tiêu

chuẩn của Nhật theo bảng 2.5

Bảng2.5: Thành phần hoá học của thép đúc Man gan cao chịu mài mòn va

đập theo ASTM A 128/A128M-93 (%)

2.1.4 Lựa chọn vật liệu chế tạo răng gàu máy xúc thuỷ lực PC 1250

Như đã nghiên cứu Thép đúc Mangan cao chịu mài mòn va đập có tổ chức

Austenít theo các tiêu chuẩn của Nga, Mỹ, Nhật có các đặc điểm sau:

- Có thành phần Hợp kim cơ bản : C: 0,9-1,4%; Mn: 6-15%; Si: 0,3-1%; Pmax:

0,12%; Smax: 0,05%

- Một số mác đặc biệt theo tiêu chuẩn Mỹ, Nhật có các nguyên tố Hợp kim: Ni,

Cr, Mo, V

Răng gàu máy xúc thuỷ lực PC 1250 làm việc trong điều kiện chịu mài mòn

va đập với độ cứng đất đá f=10-12 lựa chọn thành phần vật liệu chế tạo theo mác 110Γ13Л ( theo tiêu chuẩn Nga) được thể hiện theo bảng 2.6

Bảng 2.6: Thành phần hoá học của thép đúc Man gan cao chịu mài mòn

va đập để chế tạo răng gầu PC 1250(%)

0,9-1,5 0,3-1,0 11,5-15,0 <0,12 <0,05 <1,0 <1,0

2.2 CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN TÍNH CHẤT CỦA THÉP HỢP KIM

2.2.1 Ảnh hưởng của thành phần hoá học

Ảnh hưởng của thành phần hoá học đến tính chất của thép và gang được biểu thị ở giản đồ trạng thái Sắt – Các bon ứng dụng theo hình 2.2 Đường chấm đứt

là đường giản đồ ứng dụng cho Hợp kim nhiều nguyên tố Khi đưa các nguyên tố Hợp kim vào Hợp kim Fe- C sẽ làm thay đổi nhiệt độ chuyển pha thù hình của

Fe, nhiệt độ các phản ứng cùng tinh, cùng tích Một số nguyên tố tác dụng với Các bon tạo ra Các bít Chúng tương tác với nhau hoặc với Fe tạo ra các pha trung gian, các pha liên kết kim loại Các nguyên tố tạo ra Các bít tăng dần như

sau được xếp theo thứ tự tăng dần như sau: Fe, Mn, Cr, Mo, W, Nb, Ti Niken

không có khả năng kết hợp với Các bon trong Sắt tạo thành Các bít mà chỉ ở dưới dạng dung dịch rắn với Fe

Hình 2: Giản đồ Sắt - Cacbon ứng dụng trong điều kiện thực tế

đối với vật đúc bằng thép cacbon và thép hợp kim thấp

Cỏc nguyờn tố Hợp kim đưa vào thộp làm nõng cao độ bền Ở trạng thỏi ủ cơ tớnh của chỳng khụng khỏc mấy so với thộp Cỏc bon Sự cải thiện tớnh chất là do cỏc nguyờn tố Hợp kim ảnh hưởng đến tớnh chất của Ferit, độ phõn tỏn của pha Cỏc bớt, tớnh bền vững của Mỏctenxit khi ram, độ thấm tụi và kớch thước hạt Cỏc nguyờn tố Hợp kim khi hoà tan vào Feritsẽ hoỏ bền nú Si, Mn, Ni là cỏc nguyờn tốcú mạng tinh thể khỏc với mạng tinh thể của Fe…nờn chỳng cú tỏc dụng làm tăng độ cứng của Ferit khi thường hoỏ hoặc làm nguội chậm

Cỏc bon trong thộp kết cấu làm tăng lượng Xờmentit Do vậy tăng Cỏc bon thỡ

độ bền, độ cứng tăng cồn độ dẻo và độ dai giảm trong thộp Hợp kim khi hàm lượng Cỏc bon tăng, ảnh hưỏng của pha Cỏc bớt được tăng cường nờn làm tăng mạnh độ cứng và giới hạn bền sau tụi Độ phõn tỏn của pha Cỏc bớt được quyết định bởi chế độ nhiệt luyện và thành phần của thộp

Phốt pho và Lưu huỳnh là các tạp chất có hại đến cơ tính của thép, nó làm giảm độ bền, độ dai, tăng khả năng nứt nóng cho vật đúc

2.2.2 Ảnh hưởng của công nghệ đúc

Chất lượng vật đúc tuỳ thuộc vào phương pháp công nghệ để đúc ra vật đúc

đó Trong sản xuất đúc ngoài phương pháp đúc bằng khuôn cát còn sử dụng các phương pháp đúc khác như: Đúc bằng khuôn kim loại, đúc ly tâm, đúc bằng khuôn mẫu chảy… Công nghệ đúc hợp lý làm cho vật đúc kết tinh đồng đều, tổ chức hạt nhỏ mịn và không có các khuyết tật đúc Điều đó thuận lợi cho công nghệ nhiệt luyện tiếp theo, quá trình nung nóng và làm nguội sẽ ít gây ứng xuất dẫn đến nứt sản phẩm Thiết kế đúc còn tạo điều kiện thuận tiện cho việc cắt đậu ngót và làm sạch khi chọn kích thước đậu ngót tối ưư và hỗn hợp chế tạo khuôn đảm bảo

Các biện pháp công nghệ có tác động quyết định đến chất lượng của chi tiết

Vị trí vật đúc khi rót quyết định cách thức đông đặc, đẫn đến khả năng bù ngót tốt hay xấu Chi tiết khi rót ở trạng thái đứng sẽ tạo điêù kiện cho vật đúc đông đặc có hướng từ dưới lên Đậu ngót sẽ là nơi đông đặc cuối cùng và làm nhiệm

vụ bổ ngót cho vật đúc Trong trường hợp không cho phép rót đứng thì mới rót ở

vị trí nằm, quá trình đông đặc sẽ đồng thời trên toàn chi tiết Do vậy với từng chi tiết cụ thể ta chọn công nghệ cho phù hợp

Hệ thống rót phân tầng là hợp lý nhất khi vật đúc rót ở trạng thái đứng vì dòng chảy êm, tạo đông đặc có hướng Tuy nhiên hệ thống rót kiểu này khó lọc

xỉ, do vậy phải sử dụng nồi rót có vách ngăn xỉ hoặc cào sạch xỉ trước khi rót khuôn

Tuỳ theo vật liệu chế tạo, hình dáng kích thước của chi tiết và các yêu cầu khác để lựa chọn phương pháp công nghệ đúc cho phù hợp đảm bảo chất lượng vật đúc và có hiệu quả kinh tế trong sản xuất

2.2.3 Ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt

Nhiệt luyện là một phần công nghệ quan trọng quyết định đến tính chất cơ học của các loại Hợp kim Khả năng làm việc của các chi tiết máy ngoài các yếu

tố vật liệu, chất lượng vật đúc còn phụ thuộc vào chế độ nhiệt luyện Tuỳ theo

Các chế độ nhiệt luyện bao gồm: Ủ, Thường hoá, Tôi, Ram…Các quá trình

sử lý nhiệt đều phải qua các bước: Gia nhiệt nung nóng, giữ nhiệt và làm nguội Phải nghiên cứu để thực hiện các nguyên công cho phù hợp với mỗi loại Hợp kim, thành dày và độ phức tạp của từng chi tiết Nếu thực hiện không đúng quá trình nhiệt luyện sẽ gây nứt vỡ hoặc dẫn đến cơ tính của vật liệu không đảm bảo Chế độ nâng nhiệt của các quá trình nhiệt luyện đều có nhiệm vụ đưa tổ chức ban đầu về Austenít và tạo ra cấu trúc có tổ chức nhỏ hạt Với Thép Hafind quá trình nâng nhiệt còn có nhiệm vụ hoà tan Cácbít Mangan vào Austenít Chế độ nâng nhiệt của thép Hafind cần chậm vì độ truyền nhiệt của vật liệu kém, dễ gây

ra nứt do ứng xuất khi nung

Thời gian giữ nhiệt của các nguyên công nhiệt luyện cần hợp lý, đẩm bảo thấu nhiệt cho toàn bộ chi tiết và hòan thành quá trình biến đổi pha, nhưng cũng không được quá dài vì sẽ làm thô hạt và thoát Các bon bề mặt của thép

Chế độ làm nguội sau khi nung của quá trình nhiệt luyện cũng rất phức tạp

và phụ thuộc vào chế độ nhiệt luyện đã chọn Nó bao gồm các chế độ làm nguội chậm theo lò, nguội ngoài không khí, nguôị trong môi trường dầu, nguội trong môi trường nước Mỗi chế độ làm nguội cho ta cơ tính khác nhau Vì vậy với mỗi loại chi tiết phải chọn chế độ làm nguội phù hợp mới đạt được khả năng làm việc mong muốn

CHƯƠNG 3 QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO 3.1 SƠ ĐỒ TỔNG THỂ QTCN CHẾ TẠO 3.1.1 Yêu cầu chung

Chế tạo răng gàu máy xúc thuỷ lực PC 1250 liên quan đến nhiều lĩnh vực công nghệ như: Thiết kế công nghệ Đúc, Chế tạo khuôn, Nấu luyện, Nhiệt luyện

Để có một công nghệ tối ưu thì QTCN phải thỏa mãn các yêu cầu:

- Đảm bảo độ chính xác kích thước hình học của các chi tiết

- Đảm bảo các yêu cầu thành phần hoá học và cơ tính của vật liệu chế tạo

- Công nghệ chế tạo phải phù hợp với thiết bị công nghệ hiện có taị Công ty CP

Cơ khí Hòn gai - Vinacomin

- Đảm bảo năng suất lao động, chất lượng sử dụng và giá bán phù hợp được khách hàng chấp nhận

3.1.2 Nội dung cơ bản của việc thiết lập QTCN

- Căn cứ vào điều kiện làm việc của chi tiết để phân tích các yêu cầu kỹ thuật, lựa chọn phương án công nghệ đúc hợp lý để đảm bảo chất lượng

- Xây dựng sơ đồ tổng thể QTCN chế tạo

ChuÈn bÞ nguyªn vËt liÖu

NÊu luyÖn hîp kim

3.2 CÔNG NGHỆ ĐÚC 3.2.1 Thiết kế công nghệ đúc

3.2.1.1 Phân tích kết cấu của chi tiết

Bản vẽ chi tiết Răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250 được thể hiện theo hình 3.2

- Trọng lượng Răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250: 48 kg

- Chi tiết được sử dụng ở dạng thô không qua gia công cơ khí, các kích thước của răng gầu để lắp với lợi gầu yêu cầu chính xác do đó thiết kế công nghệ đúc phải lựa chọn phương án công nghệ tối ưu

- Chi tiết có kết cấu phức tạp, có chiều dày thành vật đúc không đồng đều, rất dễ xảy ra khuyết tật co ngót trong vật đúc Yêu cầu thiết kế công nghệ phải đảm bảo vật đúc đông đặc có hướng

Theo bảng 34 – trang 135 – Sách thiết kế công nghệ đúc chọn S = 1,4

Thay số vào công thức ta có t = 21 giây

- Tốc độ dâng của kim loại lỏng trong khuôn: Tốc độ dâng của kim loại lỏng trong khuôn xác định theo công thức:

H

V =

t