CTY CP CƠ KHÍ HÒN GAI-VINACOMIN
BAO CAO TONG KET DE TAI
NGHIEN CUU CHE TAO BO RANG GAU MAY XUC THUY LUC PC 1250 THAY THE NHAP NGOAI PHUC VU
TRONG NGANH KHAI THAC MO
CNDT : NGUYEN TIEN THẮNG
Trang 2DANH SACH NHUNG NGUOI THUC HIEN CHINH Học hàm, học vị,
Học và tên chuyên môn m, hoc Co quan
Đại học, Công ty CP Cơ khí Hòn gai -
Vũ Hữu Bình : :
Kỹ sư chế tạo máy Vinacomin
i aa Goong Đại học, Công ty CP Cơ khí Hòn gai -
Nguyễn Tiến Thắng Kỹ sư Đúc Vinacomin
3 Đại học, Công ty CP Cơ khí Hòn gai -
Nguyễn Văn Tâm Kỹ sư Luyện kừn Vinacomin Pham Manh Hing Đại học, "Thạc sĩ chế tao may Công ty CP Cơ khí Hòn gai - Vinacomin Cao Bá Dũng Đại học, Kỹ sư Vật liệu Công ty CP Cơ khí Hòn gai - Vinacomin
Trang 31.1 1.2 1.3 1.4 21 22 3.1 32 MỤC LỤC
Lời nói đầu
CHUONG 1: TONG QUAN
Phương pháp nghiên cứu và mục tiêu của để tài
1.1.1 Phương pháp nghiên cứu 1.1.2 Mục tiêu của đề tài
Thực trạng sử dụng Răng gàu máy xúc thuỷ lực PC 1250
1.2.1 Điều kiện làm việc 1.2.2 Thực trạng sử dụng Nhu cầu sử dụng của khai thác mỏ Răng gàu máy xúc thuỷ lực PC 1250 Tình hình nghiên cứu, sản xuất và cung cấp Răng gàu máy xúc thuỷ lực PC 1250
CHƯƠNG 2: LỰA CHỌN VẬT LIỆU Nghiên cứu vật liệu
2.1.1 Nghiên cứu tính chống mài mòn của thép
2.1.2 Những đặc tính cơ bản của thép hợp kim chịu mài mòn va đập 2.1.3 Nghiên cứu các loại thép hợp kim chịu mài mòn va đập
2.1.4 Lưa chọn vật liệu chế tạo Răng gàu máy xúc thuỷ lực PC 1250
Các yếu tố ảnh hưởng đến tính chất của Thép Hợp kim
2.2.1 Ảnh hưởng của thành phản hoá học 2.2.2 Ảnh hưởng của công nghệ đúc
2.2.3 Ảnh hưởng của quá trình xử lý nhiệt
Trang 43.3 3.4
3.2.2 Công nghệ chế tạo khuôn Đúc
Công nghệnấu luyện thép hợp kim chịu mài mòn va đập
3.3.1 Tính toán phối liệu nấu luyện 3.3.2 Công nghệ nấu luyện và đúc rót
Công nghệ nhiệt luyện thép hợp kim chịu mài mòn va đập
3.4.1 Xác định chế độ gia nhiệt 3.4.2 Thiết bị và đỗ gá
3.4.3 Công nghệ nhiệt luyện
CHUONG 4: KET QUA CHE TAO KET LUAN VA KIEN NGHI
TAI LIEU THAM KHAO
PHỤ LỤC
Phụ lục 1: Biên bản nghiệm thu cấp cơ sở, phản biện
Phụ lục 2: Quyết định giao, Hợp đẳng, Thuyết minh dé tai
Phụ lục 3: Kết quả phân tích thành phần hoá học và biển đỗ gia
nhiệt
Phụ lục 4: Biên bản kiểm tra chất lượng, biên bản đánh giá kết
quả chạy thử nghiệm
Trang 5LOI NOI DAU
Các loại máy xúc chạy điện (EKG 4,6, EKG 5A và 8H) nhập khẩu từ Liên
xô cũ đóng vai trò chủ đạo trong việc bốc xúc đát 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 tắn/năm lên 45 triệu tắn/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 khẩn máy xúc thuỷ lực để phục vụ a xuất
Máy xúc thuỷ lực PC 1250 có dung tích gàu xúc 8 mỶ được các đơn vị khai thác mỏ nhập khẩu vẻ phục vụ việc bốc xúc đất đá trong khai thác than a 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 chỉ tiết trong cụm gàu xúc, trong quá trình làm việc răng gần 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 Đà
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
NCKH: “ Nghiên cứu chế tạo bộ răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250 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 phẩn 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 dé tai xin chân thành cám ơn sự hop tác của Công ty than Cao Sơn, Đèo Nai, Cọc 6 đã góp nhiều công sức tạo điều kiện nghiên cứu,
Trang 6
CHUONG 1
TONG QUAN
1.1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VẢ MỤC TIÊU CỦA ĐẺ TẢI
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 chế tạo răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250 - Lựa chọn vật liệ - 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 để 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
12 THỰC TRẠNG SỬ DUNG RANG GAU MAY XUC THUY LUC PC 1250
1.2.1 Điều kiện làm việc:
Trang 7mũi mòn của răng gầu mòn tới giới hạn không có tác dụng xúc phải thay răng gần 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 mỶ
Răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250 các đơn vị cơ khí trong nước chế tạo có chất lượng sử dụng thấp Só liệu khảo sát tại Công ty than Cao son, Coc sai, Déo nai thấy rằng:
- Răng gầu bị gấy 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 m” 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 don vị khai thác đã nhập khẩn
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
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
13 NHU CAU SU DUNG CUA KHAITHAC MO RANG GAU MAY XUC
THUY LUC PC 1250 VA CÁC LOẠI KHAC
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 m” 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
Trang 8lượng 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
Nhu vay 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, SAN XUAT VẢ CUNG CÁP
RANG 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 va 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 T13 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 tỉnh 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 tỏ chức vật liệu kim loại không phù họp
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 cơng nghệ hồn 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 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 mỶ 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
Trang 9
CHUONG 2
LỰA CHỌN VẬT LIỆU CHẾ TẠO
2.1 NGHIÊN CỨU VẶT LIỆU
2.1.1 Nghiên cứu tính chống mài mòn của thép
Các chỉ 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 bể mặt của chỉ tiết Cơ chế mài mòn trong các trường hợp khác nhau
cũng khác nhan
"Trong trường hợp bị mài mòn do ma sát, bề mặt kim loại chỗ tiếp giáp nhau bị biến dạng đẻo 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 họp độ cứng của Hợp kim tuy thấp nhưng tính chống mài mòn vẫn đủ cao do bị biến cứng mạnh
khi biến dang dẻo trong quá trình làm việc Sự bôi tron các bể 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 6 bi Ngoài ra còn có thể dùng các loại thép khác để nâng cao độ cứng bể mặt bằng cách tơi bề mặt, hố- nhiệt luyện
- Thép có độ cứng không cao nhưng tự biến cứng bể 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 tron:Thép có tổ chức Graphít
điển hình làm vi
Trang 10
2.1.2 Những Đặc tính cơ bản của thép chịu mài mòn va đập
2.1.2.1 Đặc tink co ban: Thép chịu mài mòn va đập có tên gọi chung là thép cao khi làm việc đưới tải
Hafind là loại thép có tính chống mài mòn đặc bi
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 Manga cao, do có nhiều Mn trong Hợp kim lànguyên tố mở rộng vùng ÿ trong giản đồ trạng thái Fe-C theo hinh 2.1
-_Có độ cúng 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 thé Austenit bị xô lệch và làm nhỏ tổ chức Blốc + Tạo thành Máctenxít: Dưới tác dụng của ứng xuất cao mét phan Austenít chuyển biến thành Máctenxít và được gọi là Mactenxit biến dạng Do
lượng chứa Các bon trong thép cao tới 13% nên
rất cao Kết quả là lớp chịu biến dang dẻo và biến cứng có độ cứng cao tới 600 ứng của Mactenxit tao thành
HB có tính chống mài mòn rất tốt Trong quá trình làm việc lớp hoa bén nay không thể bị mất, lớp cũ bị mòn đi thì lớp mới bị biến dạng dẻo và biến cứng Đặc tính này thép Hañnd tốt hơn hẳn các thép khác được tôi bề mặt hoặc Hoá-
Nhiệt luyện Do đó thép Hafind làm việc được lâu đài trong điêu kiện bị mài mòn dưới tai trọng va đập
Tính chống mài mòn của thép Hafind dat 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 ”C để Cácbít hoà tan hết vào Austenít rồi làm nguội nhanh trong nước và tổ chức Austenít được cố định lại
Trang 12
3.1.3.2 Yêu cầu thành phan hod hoc, co tink cita thép chiu mii mon va dap Thanh phan hoa hoc va co tinh của thép chịu mài mòn va đập được nêu trong bảng 2.1 và bảng 2.2 Bằng 2.1 Thành phần hoá học cơ bản của thép chịu mài mồn vớ đập (6) c Si Mn P s 09-14 08-10 11,5-14,5 <0,10 <0,05 Bảng 2.2: Yêu cầu về cơ tính cha thépchiu mai mon va dap Rm RO,2 A Z KCU HB (Mpa) (Mpa) (@) (%) Gem2) 654-830 | 360-380 34-53 34-43 260-350 | 186-229
2.1.3 Nghiên cứu các loại thép chịu mài mòn va đập
3.1.3.1 Tiêu chuẩn Nga: Thép dic Mangan cao chịu mài mòn va đập theo tiêu chuẩn Nga được nêu theo bảng 2.3
Trang 133.1.3.2 Tiêu chuẩn Nhật: Thép dic Mangan cao chịu mài mòn va đập theo
tiêu chuẩn của Nhật theo bảng 2.4
Bảng 2.4: Thành phần hod học của thép đác Nangan cao chậu mii mon
va dap cia NhGt theo JIS G5131(1991)(94) Mắc thép C Si] Mn |Pmax| Smax| Cr |Nguyento max khác SCMaH1 |0913 |- 1114 |010 |005 |- - SCMaHIi [09-12 |08 |1114 |007 |004 |- 5 SCMaH3 [09-12 [03- [TII14 [005 [0035 |- 5 08 SCMaHii [09-13 [08 [11-14 [007 |004 [1525 |- SCMaH21 [1,0-1,35 [0.8 [11-14 [007 [004 [20-30 [V0,407
3.1.3.3 Tiêu chuẩn Mỹ: Thép dic Mangan cao chịu mài mòn va đập theo tiêu
chuẩn của Nhật theo bảng 2.5
Bảng2.5: Thành phần hoá học của thép đức IMan gan cao chịu mài màn va
Trang 142.1.4 Lapa chon vat liga ché tgo rang gau may xiic thuy le PC 1250 _
Nhu 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 Hop kim co ban : 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 phản vật liệu chế tạo theo mác 110T137T ( theo tiêu chuẩn Nga) được thé hiện theo bảng 2.6
Bảng 2.6: Thành phần hod hoc cia thép dite Man gan cao chiu mii mon va đập để chế tạo răng gầu PC 1250(94 C Sĩ Mn P s Cr Ni 09-15 | 0310 |115150| <012 | <005 | <10 <1,0
2.2 CAC YEU TO ANH HUGNG DEN TINH CHAT CUA THEP HOP 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 Hop kim vao Hop kim Fe- C sẽ làm thay đổi nhiệt độ chuyển pha thù hình của Fe, nhiệt độ các phản ứng cùng tỉnh, cùng tích Một số nguyên tố tác dụng với
Các bon tạo ra Các bít Chúng tương tác với nhau hoặc với Fe tao 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 Ee
Trang 151594 1526 1500 129% 1450 q TT 8 1400 5 1590[ N M a 1350 — A ` ` 1300 Š ` oe o4 06 08 1 Le 1⁄4 Ham lugng C, %
Hình 2: Giản đồ Sắt - Cacbơn ứng dụng trong điều kiện thực tế đối với vật đúc bằng thép cacbơn và thép hợp kừn thấp H- 1494°C, C-0,07 %; J-1494 °C, C-0,18%
B- 1494°C, C- 0,819; N-1364 9C, C- 0,07 9% Đuờng giản đồ bình thuờng
- Budng giản đồ thục tế ứng dụng cho vật đức
Ở trạng thái ủ cơ
tính chất là do
các nguyên tố Hợp kim ảnh hưởng đến tính chất của Eerit, độ phân tán của pha Các bít, tính bền vững của Máctenxit khi ram, độ thấm tôi và kích thước hạt Các
Các nguyên tố Hợp kim đưa vào thép làm nâng cao độ b:
tính của chúng không khác mấy so với thép Các bon Sự cải thị
nguyên tố Hợp kim khi hồ tan vào Eeritsẽ hố bền nó Si, Mn, Ni là các nguyên tốcó mạng tỉnh thể khác với mạng tỉnh thể của Fe nên chúng có tác dụng làm tăng độ cứng của Ferit khi thường hoá hoặc làm nguội chậm
Các bon trong thép kết cấu làm tăng lượng Xêmentit Do vậy tăng Các bon thì độ bẻn, độ cứng tăng cén độ dẻo và độ dai giảm trong thép Hợp kim khi hàm lượng Các bon tăng, ảnh hưởng của pha Các bít được tăng cường nên làm tăng mạnh độ cứng và giới hạn bền sau tôi Độ phân tán của pha Các bít được quyết định bởi chế độ nhiệt luyện và thành phần của thép
Trang 16Phốt 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 g
khuôn mẫn chảy Công nghệ đúc hợp lý làm cho vật đúc kết tỉnh đồng đều, tỏ
chức hạt nhỏ mịn và không có các khuyết tật đúc Điều đó thuận lợi cho công
phương pháp đúc khác như: Đúc bằng khuôn kim loại, đúc ly tâm, đúc
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 uw và hỗn hợp chế tạo khuôn
đảm bảo
Các biện pháp công nghệ có tác động quyết định đến chất lượng của chỉ tiết Vị trí vật đúc khi rót quyết định cách thức đông đặc, đẫn đến khả năng bù ngót tốt hay xấu Chỉ tiết khi rót ở trạng thái đứng sẽ tạo điêu 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 chỉ tiết Do vậy với từng chỉ tiết cụ thể ta chọn công nghệ cho phù họp
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 xi, do vậy phải sử dụng nỗi rót có vách ngăn xỉ hoặc cào sạch xỉ trước khi rót khuôn
Tuy theo vat ligu chế tạo, hình đáng kích thước của chỉ 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
Nhiét 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 chỉ tiết máy ngoài các yếu
tố vật liệu, chất lượng vật đúc còn phụ thuộc vào chế độ nhiệt luyện Tuỳ theo vật liệu chế tạo, hình đáng kích thước của chỉ tiết và phương pháp đúc mà lựa chọn chế độ nhiệt luyện phù hợp để đạt được cơ tính vật liệu theo yêu cần
Trang 17Các chế độ nhiệt luyện bao gồm: Ủ, Thường hố, Tơi, Ram Các q 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 chỉ 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 âng 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 Cacbit Mangan vao Austenit Ché 46
nâng nhiệt của thép Hafind cần chậm vì độ truyền nhiệt của vật liệu kém, dé gay ra nút do ứng xuất khi nung
Thời gian giữ nhiệt của các nguyên công nhiệt luyện cần hợp ly, dim bảo thấu nhiệt cho toàn bộ chỉ tiết và hòan thành quá trình biến đổi pha, nhưng cũng
không được quá dài vì sẽ làm thô hạt và thoát Các bon bể 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 ngồi khơng khí, ngi trong môi trường dẫu, nguội trong môi trường nước Mỗi chế độ làm nguội cho ta cơ tính khác nhan Vì vậy với
mỗi loại chỉ tiết phải chọn chế độ làm nguội phù hợp mới đạt được khả năng làm
việc mong muốn
Trang 18CHƯƠNG 3
QUY TRÌNH CƠNG NGHỆ CHẾ TẠO
3.180 DO TONG THE QTCN CHE TAO
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 chỉ
- 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 tai 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 chỉ tiết để phân tích các yêu cầu kỹ thuật, lựa chọn phương án công nghệ đúc họp lý để đảm bảo chất lượng
Trang 19Chuẩn bị nguyên vật liệu Thiết kế công nghệ Đúc
để nấu hợp kim
¥ Ỷ
Can liệu theo tính toán Chế tạo bộ mẫu và hòm
Trang 203.2 CÔNG NGHỆ ĐÚC
3.2.1 Thiết kế công nghệ đúc
3.2.1.1 Phân ích kết cấu của chỉ tiết
Bản vẽ chỉ 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
- Chỉ 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
- Chỉ tiết có kết cắn phức tạp, có chiều dày thành vật đác 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 3.2.1.2 Thiết kế Công nghệ đức Bản vẽ Thiết kế công nghệ đúc Răng gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250 được thể hiện theo hình 3.3 + Tính toán hệ thông rót - Thời gian rót: Thời gian rót được xác định theo công thức sau: t= See ối ưu Trong đó: g: Chiều dày trung bình của vật đúc (mm) G: Khối lượng vật đúc tính cả hệ thống rót ngót (kg)
8: Hệ số phụ thuộc vào cách dẫn kim loại và độ chảy loãng của Hợp kim "Theo thiết kế công nghệ đúc có g = 50 mm; G = 48 + 24 = 72 kg
"Theo bảng 34 — trang 135 — Sách thiết kế công nghệ đúc chon $ = 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:
Trong đó:
C: Chiều cao từ điểm thấp nhất đến điểm cao nhất theo vị trí rót (cm)
Trang 21185, 4 tự Cam na a MAY XOc PC 1260
vou GẦU KỸ THUẬT Soe | erence
“wa argc inti rt TP | RAuAnnne GneGurawe: [aie
~ Dũng duỡng liếm tr ký hiệu FC 1280 li ing ou
lập với lợi đảm bỏo lách thuốc dung sa TPMÔNG |_ NGUYÊN TIẾN THẮNG Sượg |Eưng | TH
Trang 23t: Thời gian rót (giây)
"Theo thiết kế công nghệ có C = 19,5 cm; t = 21 giây Thay số vào công thức ta có V = 0,93 cm/giây
Với tốc độ dâng kim loại là 0,93 cm/giay lớn hơn trị số tốc độ dang kim loại cho phép bé nhất(0,8 cm/giây) theo bảng 35-trang 136 — Sách thiết kế công nghệ đúc - Tính tiết điện rãnh dẫn: Tiết diện rãnh dẫn được tính theo công thức : G Fj = ——— O31 p #1 Trong đó: G: Khối lượng vật đúc kể cả hệ thống rót ngót (kg) t: Thời gian rót (giây)
u: Hệ số trở lực chung của khuôn
hạ: Cột áp suất thủy tĩnh trung bình của kim loại # hy= Ho - —— 2c Ho: áp suất thủy tĩnh ban đầu lớn nhất (cm)
Ð: Chiều cao vật đúc trên rãnh dẫn (cm) | C: Chiều cao vật đúc ở vị trí khi rót (cm)
Theo sơ đỗ vị trí vật đúc trong khuôn theo hình 3.4 :
Ho=33,5 em; P=13,5 em;
C=19,5 em
Trang 25Thay số vào công thức tacó: Fd= 5,429 om’, "Tổng tiết diện rãnh dẫn: 543 mm’,
Số lượng rãnh dẫn theo thiết kế: 02
Tiết diện 01 rãnh dẫn: = 272 mm’
Kích thước 01 rãnh dẫn: 8 x34 mm
Tiét dién éng rot: Fr/ Fd >2 Chon Fr = 2,3 Fd = 2,3.543 =1.249 mm?
Kích thước ống rót có tiết diện chữ nhật là: 35 x 35 mm + Tính tốn hệ thơng ngót, vật làm nguội
- Đận ngót đặt ở vị trí nút nhiệt có thành vật đúc dày nhất Số lượng 01 cái có kích thước theo thiết kế công nghệ
- Vật làm nguội đặt ở vị trí đối điện với đậu ngót có kích thước theo thiết kế
công nghệ
3.2.2 Công nghệ chế tạo khuôn đúc
3.2.2.1 Chế tạo mẫu, hộp ruột
- Mẫu và hộp ruột được chế tạo bằng gỗ Lượng bù co tính 29
- Mẫu chế tạo theo phương pháp tắm mẫu
- Hộp ruột chế tạo gồm 2 nửa đôi xứng qua mặt phân khuôn 3.2.2.2 Chế tạo khuôn đức
* Hỗn hợp làm khuôn
Khuôn đúc và ruột được chế tạo bằng hỗn hợp làm khuôn Cát- Thuỷ tỉnh lỏng, đông cứng nhanh bằng CO2 Thành phản hỗn hợp làm khuôn như sau (Theo trọng lượng):
+ Cát trắng Van hai: 94-95%
(Si02 > 989%; Cỡ hạt 016- 02; độ ẩm <0,05- 0,1%; không lẫn tạp chất)
+ Thuỷ tỉnh lỏng: — 5-6%
(Modun: $i02/Na20 = 2,5 — 2,3; G= 1,48 -1,52 g/em’) Hỗn hợp được tiến hành trộn bằng máy trộn hỗn hợp làm khuôn * Chế tạo khuôn
+ Chế tạo nửa khuôn trên và dưới
- Dùng giẻ khô lau sạch mẫn đã được gắn trên bàn máp
- Đặt hòm khuôn tháo rời vào vị trí tắm mẫn gắn trên bàn máp
Trang 26
- Đưa hỗn hợp làm khuôn đã trộn đều vào trong hòm khuôn, lớp dày 70-80 mm.Dùng chày gỗ có đường kình E50 giã cho lớp hốn họp có độ chặt
- Khi giã xong lớp thứ nhất đặt thép E 18 cách thành hòm 20 mm để tăng cứng cho khuônvà tiếp tục giã đầy hòm
- Dùng thước gạt phẳng mặt hòm khuôn
- Dùng sắt F 6 mũi nhọn xiên bề mặt hòm khoảng cách 50-70 mm cách mặt ban
máp 15-20 mm
- Dùng khí CO; thôi vào các vị trí đã xiên để đông cứng khuôn - Giữ tắm mẫu và lấy hòm khuôn có chứa cát ra khỏi tắm mẫn
- Tháo hòm khuôn kiểu tháo ròi - Sửa chữa khuôn nếu có
+ Chế tạo ruột
- Dùng giẻ khô lau sạch hộp ruột
- Đưa hỗn hợp làm khuôn đã trộn đều vào trong hộp một - Giã chặt hỗn hợp làm khuôn trong hộp ruột
- Xiên lỗ và thổi khí CO; để đông cứng ruột như chế tạo khuôn
- Tháo hộp ruột
- Sửa chữa ruột nếu có
* Sơn khuôn, ruột
- Dùng chổi quét sạch cát đính bám tren bề mặt khuôn, một - Sơn khuôn bằng hỗn hợp sơn Ziếc côn
* Lắp ráp khuôn
Đặt hòm khuôn dươi ở vị trí nằm
Đặt ruột vào vị trí của hòm khuôn dưới
Đặt hòm khuôn trên lên hòm khuôn dưới theo vị trí chốt định vị Dùng đỗ gá kẹp hòm khuôn trên và dưới với nhan
Lat hom khuôn đã kẹp chặt một góc 90 °(vị trí rót ở trên)
Trang 273.3 CONG NGHE NAU LUYEN
3.3.1 Tính toán phối liệu để nấu luyện hợp kim
3.3.1.1 Yêu cầu vật liệu ding dé
-_ Vật liệu phải sạch, không dính bám dầu mỡ, đất cát ®uyện: ~ _ Trọng lượng cục liệu < 25 kg, kích thước < 400x100x50 mm ([xBxH) - Xác
tính toán phối liệu mẻ nâú sao cho thuận tiện điều chỉnh sau khi phân tích
3.3.1.2 Thành phần hóa học cầa các vật liệu dé
Thanh phan hóa học cơ bản của các vật liệu được thể
®uyện hợp kèm in theo bang 3.1
rõ thành phần hóa học của từng loại vật liệu trước khi nu luyện để
Bang 3.1: Thành phần hóa học của các vật liệu đề nâu luyện thép! 101 13/7 () 7 Tên vật Hiệu c ‘SE Ma Pmax | Swax r 1 | Sắt thép phế liệu (CT3-CT3) | 0.2-0,35 |0.17-0.3 | 025035 | 004 | 0,04 2 _| Hỏi liệu thép 110T13/1 1-11 | 0,5:08 | 13-14 0,10 | 0,04 3 | EeMn loại C trung bình 1-15 2235 | 75-78 | 03-033 | 0.03 4 |FeMn loại C cao 6-7 225 | 65-70 | 035-0435 | 0,03
3 | Fesi 75 02-03 | 70-80 | 06-07 | 0.05 0,04
6 | Bội điện cực 98-99 š š š 2
3.3.1.3 Lựa chọn thiết bị nẫu luyện và nghiên cứa
~ Sử dụng lò cảm ứng trung tần có dung tích 750 Kg kim loại lỏng để nấu luyện Hợp kim Thiết bị nấu luyện do hãng SMORE (Thượng hải) sản xuất có công suất 120 KW, tần số 3000 Hz
~ Thành phần hóa học của Hợp kim được phân tích trên máy phân tích quang phổ
phat xa SPECTRO Max 3.3
Tỳ lệ chdy hao cic nguyén 16 khi ndu luyén:
Trang 28Bang 3.2: Tỷ lệ cháy hao các nguyên td trong qué trinh ndu luyén
a et Dạng vật liệu Thời điểm nạp liệu ` ma oy
C, Si, |Trong thép phế liệu, Hồi
Mn |liệu 110T1371, bột điện| — Từ lúcnapkhailò 5-8% cuc
Mo eee tea ans Pith | Giai dogn hoan nguyen 3-M%
SỈ |FeSi75 Trước khi ra thép 10 phút |_ 10-15
Chọn hệ số cháy hao nhỏ khi vật liệu sạch ít rỉ Chọn hệ số cao khi nhiễu rỉ Ôxit vì rỉ Ôxit làm cháy hao các nguyên tố nhiều hơn
3.3.1.5 Tính toán phối liệu + Nguyên tắc tính toán :Ph:
được tính cho 100kg Hợp kim lỏng, tùy
thuộc vào mẻ nấu sẽ tính tỷ lệ thuận lên
- Chọn thành phần mẻ liệu với hàm lượng các nguyên tố Hợp kim ở giới hạn trung bình ( C: 1,1-1,2%: Mn: 13-13,5% ) Sau khi nấu chảy lấy mẫu phân tích thành phần hóa học nếu hàm lượng các nguyên tố Hợp kim còn thấp thì bổ xung
với lượng nhỏ dé hon
- Nếu chọn thành phần mẻ liệu với hàm lượng các nguyên tố Hợp kim ở giới hạn trên sau khi phân tích hàm lượng C, Mn vượt quá yêu cầu thì phải tiến hành cho thêm thép phế liệu CT3 vào lò Điều này nên tránh vì khi với lượng điều chỉnh lớn gây khó khăn cho quá trình nấu, có khi không đủ dung lượng lò vì đã nấu chảy hết mẻ liệu Muốn điều chỉnh phải cho ra lò bót đi một lượng kim loại lỏng
bằng lượng định cho vào Như vậy sẽ kéo dài mẻ nấu và tốn năng lượng + Tỉnh toán phối liệu :
*Phương án ¡: Nắu hoàn toàn tử nguyên vật liệu mới
Chọn thành phần mẻ nấu cho 100kg hợp kim lỏng theo bảng 3.3
Trang 29Bảng 3.3: Thành phần mé ndu khi nâu hoàn toàn tử nguyên vật liệu mới TE TEN NGUYEN VAT LIEU DVT SỐ LƯỢNG 1 |Thép phế liệu CT3 kg 80,5
2 | EeMn loại C trung bình kg 9,0
3 | EeMn loại C cao kg 10,0 4 | FeSi 75 kg 03 5 | Bột điện cực kg 02 Tổng 100,0 Tinh kiểm tra hàm lượng các nguyên tố như sau: * Hàm lượng C@%): ={(80,5.0,2).0,95+(9.1,2).0,95+{(10.7).0,95+{0,3.0,25).0,95+{0,2.98).0,95/100 =1,108 * Hàm lượng Mn (%): ={(80,5.0,4).0,94+(9.75).0,95+(10.68).0,95+(0,3.0,6).0,953/100 = 13,17 * Hàm lượng Si (6): ={(80,5.0,2).0,95+(9.2).0,95+(10.2).0,95 +(0,3.75).0,90 }/100 = 0,71 * Hàm lượng P (9%): ={(80,5.0,04)+(9.0,3).+(10.0,4), +(0,3.0,05), }/100 = 0,093 * Hàm lượng 8 (9%): ={(80,5.0,04)+(9.0,04)+(10.0,04) +(0,3.0,04) +(0,2.2)}/100 = 0,043 Hàm lượng các nguyên tố đều ở giới hạn trung bình của mác hợp kim *Phương án 2: Mẫu luyện với 20% hôi liệu hợp kừma 1101 13/7
Chọn thành phần mẻ nấu cho 100kg hợp kim lỏng theo bảng 3.4
Trang 30Bang 3.4:Thanh phan mé ndu khi nâu huyện với 20% hội liệu Hợp kim 110Ƒ 1327 TT TÊN NGUYEN VAT LIEU DVT SỐ LƯỢNG: 1 | Thép phể liệu CT3 kg 63,7 2 _ | Thép hỏi liệu 1101 1371 kg 20,0
3 |EeMn loại C trung bình kg 65 4_ |FeMn loại C cao kg 95 3 FeSi 75 kg 0,2 6 | Bột điện cực kg 0,1 Tổng 100,0 Tinh kiểm tra hàm lượng các nguyên tố như sau: * Hàm lượng C(%): ={(63,7.0,2).0,95+(20.1,1).0,95+(6,5.1,2).0,95+(9,5.7).0,95+(0,2.0,25).0,95+ (0,1.98).0,95)/100 = 1,13 * Hàm lượng Mn (%): ={(63,7.0,4).0,94+(20.13)+(6,5.75).0,95+(9,5.68).0,95+(0,2.0,6).0,95}/100 = 13,5 * Hàm lượng Sỉ (6): ={(63,7.0,2).0,95+(20.0,7).0,95+(6,5.2).0,95+(9,5.2).0,95 +(0,2.75).0,90 }/100 = 0,70 * Hàm lượng P (9%): ={(63,7.0,04)+(20.0,09}+(6,5.0,3).+(9,5.0,4) +(0,2.0,05) }/100 = 0,1 * Hàm lượng 8 (9%): ={(63,7.0,04)+(6,5.0,04)+(9,5.0,04) +(0,2.0,04) +(0,1.2)}/100 = 0,044 Hàm lượng các nguyên tố đều ở giới hạn trung bình của mác hợp kim
Lựa chọn phương án 2: Nấu luyện với 20% hỏi liệu 110T'13J1 để chế tạo răng
gầu máy xúc thuỷ lực PC 1250
Trang 313.3.2 Công nghệ nấu luyện và đúc rót
3.3.2.1 Nap Héu vào lò : Nguyên vật liệu được xếp vào lò để nắu luyện là Thép phế liệu CT3 và hồi to xếp xung quanh đáy lò, tiếp theo là liệu có kích thước nhỏ dần cho đến khi ệu 110T 13JI Xếp liệu theo nguyên tắc các cục liệu day lo 3.3.2.2 Trành tự nấu huyện : * Mẫu chẩu
+ Khai lò- Đóng điện khai lò với 60% công suất trong 6-8 phút, chờ hết đòng điện xung rồi
+ Đảo liệu - Khi liệu phía dưới đã chảy tiếp tục cho thêm liệu mới, chú ý
đảo liệu để tránh hiện tượng dính chồng bắc cầu gây treo liệu Tiếp tục cho thêm
liệu cho đến hết
+ Tạo xỉ - Khi liệu trong lò đã chảy hết cho vật liệu tạo xi vào bể mặt kim
loại lỏng (Vôi bột Huỳnh thạch =2/1) Lượng chất tạo xỉ cho 750 kg kim loại
lỏng: 3,5 kg Khi vật liệu tạo xi chảy hết thì nghiêng lò cào hết xỉ và tiếp tục tạo
iến dần đến cực đại
xi mới
* Hoan nguyén
+ Hop kim hoá: Cho FeMn loại C trung bình, FeMn loại cao đã được sấy khô vào trong lò Sau khi FeMn chảy hết giảm công xuất lò để vớt xi Lay
mẫu
* Phân tích thành phần hod học
+ Điều chỉnh thành phần: Điều chỉnh thành phần theo kết quả phân tích Hàm lượng Si được điều chỉnh trước khi ra thép 10 phút
+ Kiểm tra nhiệt độ: Dùng can đo nhiệt độ để kiểm tra nhiệt độ kim loại
lỏng trước khi khử khí
+ Khử khí trong kim loại lỏng: Khi nhiệt độ kim loại lỏng đạt 1470-1490 °C thi cao hét xi va dùng 1/2 luong Nhém cho vao 16 dé kht khi hoa tan trong kim loại lỏng
* Ra tháp, rót khuôn
+ Nghiêng lò lấy kim loại lỏng vào nỗi rót Sử dụng 1/2 lượng Nhôm còn
lại chia đều cho các nổi rót để khử khí lẳn ©
Trang 32+ Phủ kín bề mặt kim loại lỏng ở nỗi rót bằng rơm
+ Vận chuyển nồi rót tới vị trí rót và tiến hành rót khuôn Nhiệt độ rót
khuôn: 1410-1430 °C
+ Thời gian rót cho 01 khuôn: 20-25 giây
+ §au khi rót khuôn xong dùng bột phát nhiệt RISEEX 84 che phủ bề mặt của đậu ngót
3.4 CÔNG NGHỆ NHIỆT LUYỆN
3.4.1 Xác định chế độ gia nhiệt
Răng gàu máy xúc thuỷ lực PC 1250 chế tạo bằng vật liệu chịu mài mòn va đập 110T 13JI, tính chống mài mòn của nó đạt được cao nhất khi vật liệu có tổ chức một pha Austenit Vật đúc sau khi đúc xong, ngoài tổ chức Austenít ra vẫn còn Cácbít Mangan (Do lượng C và Mn cao trong Hợp kim) Để đạt được tổ chức hoàn toàn một pha Austenít phải nung nóng thép đến 1050-1150 ”C để Cácbít Mangan hoà tan hết vào Austenít rồi làm nguội nhanh trong nước Tổ
chức Austenít sẽ được cố định ở nhiệt độ thường
Trang 33Chế độ nhiét luyén Rang gau máy xúc thuỷ lực PC 1250 được tiến hành phân cắp làm 02 giai đoạn nâng nhiệt và giữ nhiệt khác nhau như sau:
+ Giai đoạn 1: Đối với thép 110T 1371 có tính dẫn nhiệt kém, sau khi đúc xong chỉ tiết có ứng xuất dư lớn Do vậy ở giai đoạn này tốc độ nung phải cham
<100 °C sh dé chi tiét khong bi mit
+ Giai đoạn 2: Cácbít Mangan chỉ hoà tan hết được vào Austenft ở nhiệt độ 1000-1050°C Do đó ở giai đoạn này phải tiến hành nâng nhiệt đến 1050- 1150°C và tiến hành giữ nhiệt để Cácbít Mangan hoà tan hết vào AusteníL toàn bộ chiều dày chỉ tiết
“Xúc định các thông số của quá trình nhiệt luyện + Giải đoạn 1:
- Tốc độ nung: <100 ”C /h
- Nhiệt độ giữ nhiệt: 710-730 °C /h
- Thời gian giữ nhiệt: 2 h C /h + Giai đoạn 2: - Tốc độ nung:<200 C /h 1100-1150 "cy h - Thời gian giữ nhiệt:
Thời gian giữ nhiệt xác định theo công thức: Tgn = 25 mm/ h +1 h
Với chỉ tiết Răng gàu máy xúc thuỷ lực PC 1250 có chiều dày tại vị trí nút nhiệt là 70 mm, thời gian giữ nhiệt là: Tgn = 3 h +1 h =4 h
3.4.2 Thiết bị và đô gá
+ Thiết bị gia nhiệt: Răng gàu máy xúc thuỷ lực PC 1250 được tiến hành nung nóng và giữ nhiệt bằng lò sử dụng gia nhiệt bằng khí gas hoá lỏng có các đặc tính kỹ thuật cơ bản sau:
-_ Dung tích buổng lò: 6m”
: 1300°C
- Tự động điều chỉnh chế độ nhiệt theo chương trình cài đặt và ghi biểu đồ gia
nhiệt
+ Bể tôi: Sử dụng bể tôi ( nước) dung tích 45 m có hệ thống tuần hoàn nước
trong quá trình tôi
Trang 34
+ Dé ga: Sử dụng rọ tôi dạng hình hộp có móc treo chế tạo bằng thép chịu
nhiệt
3.4.3 Công nghệ nhiệt luyện
- Xếp răng gàu vào rọ tôi, khoảng cách các răng gàu xếp trong 01 tang 1a 25- 35 mm Khoảng cách giữa các tầng là 35-40 mm Khi xếp vị trí của răng gần ở các tằng khác nhan so le nhau
-_ Dùng Palăng đưarọ tôi đã xếp răng gàu lên sàn lò - Di chuyển xe goòng vào vị trí của lò, đóng cửa k
-_Cài đặt chương trình gia nhiệt như đã xác định và tiến hành cho lò hoạt động
-_ Khi thực hiện hoàn thành việc gia nhiệt thì tiến hành mở cửa lò, di chuyển xe goòng ra khỏi lò và đồng thời dùng Palăng vận chuyển rọ tôi nhúng vào bể tôi Thời gian từ khi mở cửa lò đến khi rọ nhúng vào bể tôi < 60 giây
- _ Vận hành hệ thống sục nước trong bể tôi, gĩư rọ tôi trong bể 15-20 phút
Trang 35CHUONG4 |
KET QUA CHE TAO
lạo thử nghiệm, chế tạo chính thức 05 Răng gàu PC 1250 kết quả nghiên cứu chế tạo được đánh giá như sau như sau:
- Công nghệ Đúc đáp ứng được các mục tiêu không có khuyết tật: Rỗ khí ,Co ngót, Nút trong vật đúc
- Céng nghệ chế tạo khuôn, ruột không phức tạp và có năng xuất cao
-_ Đảm bảo độ chính xác của vật đúc, đặc biệt các kích thước lắp ghép răng gàu với lợi gàu
- Vị trí vật đúc trong khuôn khi chế tạo khuôn ở vị trí nằm, khi rót ở vị trí đứng tạo điều kiện thuận lợi cho chế tạo khuôn và quá trình đông đặc kết tỉnh của vật
đúc
Bộ răng gầu PC 1250 (05 cái) sản phẩm của đề tài được thể hiện theo hình 4.1 -_ Lựa chọn giới hạn các nguyên tố của thép hợp kim 110T 1371 để chế tao răng gau PC 1250 phi hop với điều kiện làm việc, giá thành sản phẩm của răng gan Phù hợp với thiết bị công nghệ nấu luyện hiện có tại Công ty CP Cơ khí Hòn gai
-_ Sử dụng các nguyên vật liệu chính để nấu luyện thép hop kim 1101 13J1 hop lý, có
trên thị trường trong nước
-_ Kết quả các mẻ nấu theo phối liệu đã tính các nguyên tố C, Si, Mn,P, $ đều trong giới hạn đã chọn Kết quả phân tích thành phan hoá học của thép 110T 1311 chế tạo rang gau PC 1250 theo bảng 4.1 Bảng 4.1 Kết quảphân tích thành phần hoá học của thép 110T 13J1 C Sĩ Mn P s Cr Ni 101 077 i311 | ~o101 | 0013 | 0141 | 0109
Trang 36- Tinh toán và xác định các chế độ Nhiệt luyện hợp lý để đảm bảo tổ chức vật đúc san khi nhiệt luyện là Austenft đồng nhất và nhỏ mịn
Quá trình nhiệt luyện được kiểm tra bằng biểu đỗ gia nhiệt ghi tự động theo phụ lục 3
Tổ chức kim loại của thép 110T' 13J1 chế tạo răng gàu PC 1250 san khi nhiệt
luyện được đánh giá theo hình 4.2
Bộ răng gầu máy xúc PC 1250 đã được lắp đặt và chạy thử nghiệm tại hiện
trường mỏ và được đánh giá chất lượng sử dụng theo biên bản ngày 1 tháng 10 năm 2011 giữa Công ty CP Cơ khí Hòn Gai — Vinacomin và Công ty CP Than Cao Sơn - Vinacomin theo phụ lục 4
Áp dụng kết quả nghiên cứu của đề tài vào sản xuất Công ty CP Cơ khí Hòn gai đã chế tạo và cung cấp cho các đơn vị khai thác mỏ Răng gần PC 1250 và các loại Răng gầu máy xúc thuỷ lực khác tạo thêm nhiều việc làm, tăng doanh
thu và thu nhập cho người lao động theo các hoá đơn bán hàng kèm theo, theo phụ lục 5
Trang 38KET LUAN VA KIEN NGHI
Dé tai NCKH: “Nghién cit ché tao rang gau may xuc thus lec PC 1250 thay thé nhập ngoại phục vụ trong ngành khai thác mỏ” Đã thực hiện day da các nội dung nghiên cứu sau:
- Khảo sát điều kiền làm việc, thực trạng sử dụng răng gàu máy xúc thuỷ lực PC 1250 Nhu cần sử dụng của khai thác mỏ về răng gàu máy xúc thuỷ lực PC 1250 và các loại khác
- Nghiên cứu các đặc tính cơ bản của Thép chịu mài mòn va đập Tiêu chuẩn
thép chịu mài mòn va đập của các nước công nghiệp tiên tiến Lựa chọn vật liệu đẻ chế tạo răng gàu PC 1250
- Thiết
nghệ Nhiệt luyện
- Chế tạo hoàn chỉnh 05 Răng gàu máy xúc thuỷ lực PC 1250 bằng thép 110G13 và lắp đặt chạy thử tại hiện trường mỏ
- Hiệu chỉnh QTCN trong quá trình sản xuất thử nghiệm - Đánh giá kết quả chế tạo
công nghệ đúc, lập QTCN chế tạo khuôn, Công nghệ Nấu luyện, Công
Áp dụng kết quảnghiên cứu của đề tài vào sản xuất Công ty CP cơ khí Hòn gai đã chế tạo và cung cấp cho các đơn vị khai thác mỏ Răng gầu PC 1250 và các loại Răng gầu máy xúc thuỷ lực khác như PC 400-6; PC 750; CAT 1800, CAT 5090 được khách hàng đánh giá cao về chất lượng Việc áp dung đề tài vào sản xuất tạo thêm nhiều việc làm, tăng doanh thu và thu nhập cho người lao
động
Dé tài đã được Hội đồng nghiệm thu đánh giá cấp cơ sở nghiệm thu Đạt theo
biên bản nghiệm thu ngày 9 tháng 11 năm 2011
Đề nghị Bộ Công Thương tổ chức nghiệm thu Đề tài NCKH: “Nghiên cứu chỗ tạo răng gàu máy xúc Phu) lực PƠ 1250 thay thê nhập ngoại phục vụ trong
ngành khai thác mỏ”
Trang 39TAI LIEU THAM KHAO
1 Sách tra cứu kỹ thuật Đúc Phạm Tử Phùng
"hà xuất bản Khoa học kỹ thuật - Hội đúc và luyện kim Uiệt nam- Hà nội 2 Kim loại học và nhiệt luyện
Nghiêm Hùng
Nhà xuất bản Đại học và trung học chuyên nghiệp Hà nội 1979
3 Thiết kế Đúc
Nguyễn Xuân Bông ~ Phạm Quang Lộc
Nha xuất bản Khoa học Kỹ thuật Hà nội 1978
Số tay nhiệt luyện
Đặng Lê Toàn- Tạ Anh Tuần- Lê Ngọc Thúc- Hà Kim Thang
Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật Hà nội 1974
5 Sách tra cứuThép, Gang thông dụng
ˆ
Nghiêm Hùng
Đại học Bách khoa Hà nội
Vật liệu Cơ khí và Công nghệ kim loại Nguyễn Văn Sắt
Nhà xuất bản Công nghệ kỹ thuật “Hà nội 178
Khuyết tật vật đúc và phương pháp để phòng
Đình Ngọc Lựa (dich)
Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật Hà nội 1970
Số tay công nghệ chế tạo
Trang 40PHU LUC 1
- Quyết định số 6878 ngày 29 tháng 12 năm 2010 về việc đặt hàng thực hiện
các nhiệm vụ khoa học công nghệ năm 2011 của Bộ trưởng Bộ Công
Thương
- Hợp đồng Nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ số 104.11 RD/HĐ-
KHCN ngày 23 tháng 3 năm 2011 của Bộ Công Thương v à Công ty CP Cơ khí Hòn gai-Vinacomin
- Thuyết minh đề tài Nghiên cứu khoa học R v à R-D cấp Bộ