THIẾT KẾ CÔNG NGHỆ ĐÚC VÀ NẤU LUYỆN CHI TIẾT CHẢNG BA XE MÁY

LỜI NÓI ĐẦU Ngành đúc ngành sản xuất chế phôi cho hầu hết ngành công nghiệp thời đại ngày Từ nghành truyền thống, ngành đúc trở thành ngành công nghệ vật liệu chủ chốt, ngành công nghiệp đại bao hàm tính khoa học tính thực tiễn cao Nghành đúc không ngừng tiếp thu thành tựa khoa học công nghệ phát triển hơn, tạo phơi đúc có chất lượng cao đáp ứng yêu cầu phát triển không ngừng ngành cơng nghiệp quan trọng khác khí chế tạo máy, xây dựng… Hiện với tốc độ phát triển mạnh ngành khí khí chế tạo máy, sản xuất otô, xe máy Nhu cầu cao các linh kiện để lắp ghép, sửa chữa thay nhiên chi tiết linh kiện chủ yếu vẩn nhập từ nước với giá tương đối cao Các sở sản xuất nước sản xuất với quy mô nhỏ chất lượng thấp Trước nhu cầu cấp thiết đó, em chọn đề tài Luận văn tốt nghiệp “Thiết kế công nghệ đúc nấu luyện chi tiết chảng ba xe máy” đề tài thiết kế đúc cho chi tiết chảng ba, chi tiết cụ thể tương đối quan trọng xe máy nhiên lại hay gặp cố hư hỏng Dưới hướng dẫn, dạy hết sực tận tình thầy THS Lê Quốc Phong, em hoàn thành đề tài luận văn tốt nghiệp Mặc dù vậy, với vốn kiến thức cịn ỏi thiếu kinh nghiệm thực tiễn nên luận văn em cịn nhiều điều sai sót, chưa sâu sắc Rất mong nhận góp ý, chia sẻ q thầy cơ, bạn bè để em hồn thiện đề tài viii MỤC LỤC Đề mục Trang Trang bìa i Nhiệm vụ luận văn ii Phiếu chấm luận văn iii Lời cảm ơn vii Lời nói đầu viii Mục lục ix Danh sách bảng biểu xi Danh sách hình vẽ xii CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ ĐÚC 1.1 Hiện trạng ngành đúc 1.2 Cơ sở lý thuyết đúc CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ ĐÚC CHI TIẾT CHẢNG BA 15 2.1 Điều kiện làm việc chi tiết 15 2.2 Vật liệu chế tạo 16 2.3 Phân tích tính cơng nghệ chi tiết 19 2.4 Lựa chọn phương pháp đúc 21 2.5 Bố trí vật đúc khuôn 24 2.6 Sai lệch cho phép lượng dư 26 2.7 Thiết kế ruột 30 2.8 Thiết kế hệ thống rót bù co 32 2.9 Thiết kế khuôn đúc mẫu 41 2.10 Làm ruột 45 ix CHƯƠNG 3: TÍNH TỐN NẤU LUYỆN 47 3.1 Lựa chọn lò nấu 47 3.2 Tính tốn phối liệu xỉ 53 3.3 Quy trình luyện thép 63 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 72 x DANH SÁCH CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Thành phần hóa học thép c45 .17 Bảng 2.2: tính chất vật lý của thép C45 18 Bảng 2.3 sai lệch cho phép vật đúc 26 Bảng 2.4 lượng dư gia công lỗ lắp ghép 26 Bảng 2.5 lượng dư gia công bề mặt .27 Bảng 2.6 lượng co theo chiều dài vật đúc 27 Bảng 2.7 Trị số độ xiên khn 29 Bảng 2.8 thông số ruột .31 Bảng 2.9 kích thước cốc rót dựa theo Đường kính ống rót 36 10 Bảng 2.10 kích thước mạng lọc xỉ 37 11 Bảng 2.11 kích thước rảnh dẫn 38 12 Bảng 2.12 Tính chất hỗn hợp làm khuôn 42 13 Bảng 2.13 Thành phần hỗn hợp làm khuôn 43 14 Bảng 2.14 tính chất hỗn hợp làm ruột .46 15 Bảng 2.15 Thành phần hỗn hợp làm ruột .47 16 Bảng 3.1 kích thước liệu theo tần số dòng điện 54 17 Bảng 3.2 thành phần yêu cầu c45 56 18 Bảng 3.3 thành phần hóa học loại gang 56 19 Bảng 3.4.thành phần hóa học loại thép 56 20 Bảng 3.5 thành phần liệu dùng để tính tốn nấu luyện 57 21 Bảng 3.6 hệ số cháy hao theo thực nghiệm lò cảm ứng .57 22 Bảng 3.7 phần trăm vào xỉ nguyên tố giai đoạn OXH 59 23 Bảng 3.8 phần trăm vào xỉ nguyên tố giai đoạn hoàn nguyên 61 xi 24 Bảng 3.9 quy trình thao tác nấu luyện với lị cảm ứng 70 DANH SÁCH CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sản lượng vật đúc gang thép (theo tấn) nước Hình 1.2 Sản lượng vật đúc kim loại màu (theo tấn) nước Hình 1.3 suất sản xuất vật đúc gang thép nước châu Âu Hình 1.4 Chi phí lượng khâu sản xuất đúc Hình 1.5 sơ đồ quản lý thiết kế đa số nhà sản xuất đúc Việt Nam Hình 1.6 Quy trình thiết kế đúc nhà sản xuất Việt Nam Hình 1.7 Mơ hình khn mẫu Hình 1.8 Qúa trình nóng chảy 9 Hình 1.9 Kỹ thuật đổ 11 10 Hình 1.10 vật đúc sau pha khuôn 12 11 Hình 1.11 máy làm sản phẩm 12 12 Hình 1.12 Quy trình sản xuất vật đúc khuôn cát 13 13 Hình 1.13 Tỷ lệ cơng nghệ khuôn sản xuất đúc 14 14 Hình 2.1 chi tiết chảng ba khung xe trước 15 15 Hình 2.2 mơ hình 3D chi tiết 19 16 Hình 2.3 kích thước chi tiết chảng ba 20 17 Hình 2.4 Vật đúc nằm ngữa khơng khả thi 24 18 Hình 2.5 bố trí vật đúc theo phương án 24 19 Hình 2.6 bố trí vật đúc theo phương án 25 20 Hình 2.7 bố trí vật đúc theo phương án 25 21 Hình 2.8 thay đổi kết cấu đúc 31 22 Hình 2.9 Trước sau thay đổi kết cấu 31 xii 23 Hình 2.10 kích thước phơi đúc 30 24 Hình 2.10 hình dáng đặt ruột 31 25 Hình 2.11 khoảng cách mẫu hịm khuôn 33 26 Hình 2.12 vị trí rót kim loại vào vật đúc 33 27 Hình 2.13 Các thơng số kích thước mạng lọc xỉ 37 28 Hình 2.14 hình dạng tiết diện rảnh dẫn 37 29 Hình 2.15 Vị trí nút nhiệt 39 30 Hình 2.16 quan hệ tỉ số  hệ số khuôn 40 31 Hình 2.17 cỡ hịm khn thường gặp 41 32 Hình 2.18 vẽ hịm khn 42 33 Hình 2.19 vẽ mẫu 44 34 Hình 3.2 Cấu tạo lị cảm ứng khơng lõi dây đồng làm mát nước 49 35 Hình 3.3 Lị cảm ứng kiểu kênh 50 36 Hình 3.4 Lị phản xạ 52 37 Hinh 3.5: Quan hệ số khử P nhiệt độ 66 xiii LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CƠNG NGHỆ ĐÚC 1.1 HIỆN TRẠNG NGÀNH ĐÚC 1.1.1 Tình hình sản xuất Hình 1.1 1.2 thể tình hình sản xuất đúc năm 2002 nước thơng qua sản lượng (theo tấn) Đối với vật đúc gang thép (hình 1.1), Trung Quốc tiếp tục đứng đầu giới chiếm 26% tổng sản lượng toàn cầu, tăng 9% so với năm 2001 Kế đến Mỹ với 16%, giảm 0,5% so với năm 2001 Hình 1.1 Sản lượng vật đúc gang thép (theo tấn) nước [20] Theo thống kê sản lượng vật đúc kim loại màu (hình 1.2), Mỹ dẫn đầu hầu hết loại hợp kim, chiếm 26% tổng sản lượng toàn cầu, tăng 2% so với năm 2001 Đứng thứ Nhật chiếm 13%, vật đúc hợp kim nhôm chiếm 97% tổng sản lượng vật đúc kim loại màu nước Trung Quốc chiếm 11% Mê-hi-cô có tốc độ tăng nhanh chiếm 6% so với 2,9% năm 1995 GVHD: THS Lê Quốc Phong SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba Hình 1.2 Sản lượng vật đúc kim loại màu (theo tấn) nước [20] Khách hàng ngành đúc công nghiệp ô-tô (chiếm 50% thị phần), kỹ thuật nói chung (30%) xây dựng (10%) Trong đó, 60% vật đúc gang dùng cơng nghiệp ơ-tơ, cịn vật đúc thép dùng chủ yếu ngành xây dựng, chế tạo máy valve công nghiệp Tình hình sản xuất đúc ghi nhận lên nước phát triển Trung Quốc, Ấn Độ, Bra-xin, Mê-hi-cô… 1.1.2 Qui mô nhà sản xuất Sản xuất đúc ngày dùng nhân cơng, xưởng mức độ tự động hóa tăng Mối quan hệ qui mô xưởng, xuất nhân công thể hình GVHD: THS Lê Quốc Phong SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba Hình 1.3 suất sản xuất vật đúc gang thép nước châu Âu [20] 1.1.3 Chí phí Lợi nhuận Ngành đúc chi phí nhiều lượng, chủ yếu khí thiên nhiên điện Trong đó, nấu luyện khâu tiêu tốn nhiều lượng chiếm 55% tổng lượng sử dụng Kế đến khâu làm khuôn ruột, chiếm 20% Hình 1.4 Chi phí lượng khâu sản xuất đúc [20] Trong thời gian gần đây, ngành đúc số nước phát triển sa sút công nghiệp ô-tô xuống chịu cạnh tranh gay gắt từ nước phát triển GVHD: THS Lê Quốc Phong SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba Trung Quốc, Ấn Độ, Bra-xin, Mê-hi-cơ… Theo đó, giá trị gia tăng vật đúc sản xuất nước phát triển giảm Điển hình Mỹ, nơi giá trị gia tăng giảm 5,4% giai đoạn 2000-2004 1.1.4 Hiện trạng ngành Đúc Việt Nam Doanh nghiệp sản xuất đúc Việt Nam gặp hai vấn đề lớn sau: thiếu mơ hình quản lý thiết kế hợp lý thiếu vốn định hướng đầu tư Cụ thể: - Mơ hình quản lý quy trình thiết kế nhà sản xuất đúc Việt Nam Hiện nay, mơ hình quản lý thiết kế nhà sản xuất đúc Việt Nam tổ chức theo công đoạn Trong đó, cơng đoạn độc lập với nhau, cơng đoạn gặp vấn đề nhà sản xuất phải nhiều thời gian (quay lại từ đầu) để hiệu chỉnh thiết kế Điều làm tăng thời gian chi phí thiết kế Hình 1.5 sơ đồ quản lý thiết kế đa số nhà sản xuất đúc Việt Nam Một nguyên nhân khác khiến thời gian chi phí thiết kế cao q trình phát triển sản phẩm phải trải qua nhiều lần sản xuất thử Thông thường, sau nhận yêu cầu khách hàng, nhà sản xuất tiến hành thiết kế đúc theo kinh nghiệm sản xuất thử Nếu không thành công, nhà sản xuất liên hệ với khách hàng để hiệu chỉnh thiết kế Tuy nhiên, sản xuất thử nên thời gian chuẩn bị chi phí sản xuất tăng (hình 1.6) GVHD: THS Lê Quốc Phong SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba 3.2.3 Tạo xỉ Một yếu tố đến qui trình cơng nghệ kết mẻ nấu chế độ xỉ Việc đảm bảo chế độ xỉ tối ưu bắt đầu thiết lập giá trị tối ưu thông số , phải kể đến độ base (B), khối lượng xỉ (Mxỉ) hoạt độ xỉ (khả tương tác xỉ với cấu tử kim loại tạp chất phi kim ) Khi thiết lập chế độ xỉ tối ưu phải ý đơn giản hóa tối đa đồng thời phải đảm bảo mức độ khử P, S hấp thụ tập phi kim Các điều kiện ban đầu cần quan tâm :  Chất lượng nguyên liệu  Các yêu cầu đặt chất lượng thép cần nấu luyện  Khả công nghệ qui trình Tạo xỉ oxi hóa : Nguyên tố Bay (%) Đi vào xỉ (%) Cr 20 80 Si 20 80 Mn 20 80 Fe 80 20 P 100 Bảng 3.7 phần trăm vào xỉ nguyên tố giai đoạn OXH GVHD: THS Lê Quốc Phong 59 SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba Q trình oxi hóa nhằm khử P, tạp chất kim loại , tạp phi kim khử khí P khử theo phương trình : 2P + 5FeO = P2O5 + 5Fe 4CaO + P2O5= 4CaO.P2O5 2P + 5FeO + 4CaO = 4CaO.P2O5 + 5Fe Hằng số cân phản ứng : Lp =Kp.(FeO)5(CaO)4 Điều kiện để tiến hành khử P tốt : + Môi trường oxi hóa , hàm lượng (FeO) phải cao + Độ base hoạt độ ( CaO ) phải cao + Sự tạo xỉ nhanh + Độ sệt xỉ phải thấp + Nhiệt độ phải tương đối thấp + Hoạt độ P xỉ phải nhỏ Cụ thể : + Hàm lượng (FeO) xỉ 12-20% + Độ base B = + Nhiệt độ chảy xỉ 1250-1300 0C GVHD: THS Lê Quốc Phong 60 SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba Việc trì điều kiện nêu lị cảm ứng khó đặt yêu cầu cần phải thay đổi nồi lị kết hợp thêm q trình cơng nghệ  Tính tốn tạo xỉ: Lượng xỉ tối ưu lò cảm ứng cần vượt chỏm cầu kim loại đủ mỏng để không bị nguội Bề dày tối ưu xỉ trung bình 15-20mm nên dựng 3-5% khối lượng kim loại Thành phần xỉ lượng trợ dung : + Thành phần xỉ : 12-20%FeO, CaO/FeO=2-4, CaO/SiO2 = 2,5-3, ta chọn : 45% CaO , 15% FeO, 15% SiO2 , 3,8% CaF , 2,5%Cr2O3, 12%MgO, 4% MnO , B= Tạo xỉ hoàn nguyên : Nguyên tố Bay (%) Đi vào kim loại (%) Si 50 50 Mn 50 50 Al 50 50 Cr 50 50 Bảng 3.8 phần trăm vào xỉ nguyên tố giai đoạn hoàn nguyên Giai đoạn nhằm mục đích khử oxi , tránh cháy hao nguyên tố , khử tạp phi kim S GVHD: THS Lê Quốc Phong 61 SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba Vấn đề cần quan tâm hàm lượng oxi kim loại , khử S : Điều trình nhiệt độ cao , hoạt độ CaO phải cao , xỉ lỏng hoạt độ FeO xỉ thấp , hoạt độ S xỉ thấp Độ base tối ưu B= 2,5-2,7 Hàm lượng oxi cân thép : Trong ngun tố thép Ni ,Mo khó bị oxi hóa nên xét hàm lượng oxi cân với cấu tử lại [O] cân hệ Fe-O-Fe 16000C với 0,45% C 5.10-3% [O] Fe-O-Mn 0,65% Mn 5.10 -2% [O] Fe-O-Cr 0,25% Si 10 -2% [O] Fe-O-Cr 0,2% Cr 9.10-2% Như cấu tử cân với oxi thép cần nấu C Và việc dựng Mn , Si khử oxi khơng triệt để Tính tốn thấy dựng 0,001% Al ( cịn lại thép ) hàm lượng oxi thép 5.10-3_ Có thể đáp ứng yêu cầu mác thép Nếu dựng NTDH hàm lượng O 1,1.10-5% Tính tốn tạo xỉ Thổi oxi : Hệ số tận dụng O2 89%-92% ( 19-20 m3/tấn ) Khối lượng xỉ mác C45: GXỈ=1.2%*500Kg=6kg GVHD: THS Lê Quốc Phong 62 SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba 3.3 QUY TRÌNH NẤU LUYỆN THÉP 3.3.1 Chất liệu vào lò Chất liệu vào lị tùy thuộc vào tình trạng làm việc thiết bị lò Lò chạy lần đầu nên chất liệu nhiều đợt (2-4 đợt), đợt nên chất loại liệu kim loại dễ nhiễm từ ,cục nhỏ mỏng với số lượng 15-20% tổng trọng lượng liệu đưa vào nấu ; liệu nung đỏ>800 oC chất tiếp đợt hai khoảng 40-50% số lượng liệu ; liệu chảy 1/3 tiếp tục chất liệu đợt ba (loại liệu cục to khó chảy)với số lượng khoảng 80% số lượng liệu lại ,đậy nắp lò lại tăng cơng suất điện cực đại vào lị để nhanh chóng chảy liệu hồn tồn u cầu chất liệu chất nhiều cho liệu có mật độ lớn đảm bảo thời gian nấu luyện ngắn ,tiêu hao điện thấp xếp liệu khó chảy vào sát tường lị liệu chất làm hai đợt : _Đợt 1:chất khoảng 60% sắt thép vụn ,vơi ,Ni ,MgO, gỉ sắt _Đợt 2: liệu cháy hết chất tiếp đợt sắt thép vụn cịn lại sau gang liệu chảy xong cho CaF2 Tùy theo tình hình nung đỏ liệu mà tăng cơng suất điện vào lị cho phù hợp:  Từ 0-10 phút đầu chạy với công suất điện 30-40% định mức lò  Tự 10-25 phút tiếp tục chạy công suất 45-50% so với định mức  Từ 30-40 phút sau , tăng cơng suất lên 60-70% so với công suất định mức Khi chảy xong cần phải hạ cơng suất điện xuống cịn 40-50% định mức giữ múc hết thời gian tinh luyện với hợp kim hóa thép GVHD: THS Lê Quốc Phong 63 SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba 3.3.2 .Nấu chảy liệu Đây giai đoạn lâu định suất lò Nhiệm vụ giai đoạn nấu chảy liệu khử phần P Sau chất liệu xong , ta đưa điện vào lò Trong khoảng phút đầu sử dụng công suất thấp ( khoảng 30% Pđm) Khi nhiệt độ lò cao , liệu nung đỏ tăng cơng suất điện lên công suất 40-50% Pđm sử dụng kết thúc chảy liệu Trong trình nấu chảy liệu , cần ý lớp liệu phía có khuynh hướng dính với thành cầu treo liệu , khơng phá cầu kịp thời kim loại lỏng dể bị phá nung gây hư hỏng đáy lò Sau liệu chảy xong , nên hạ cơng suất điện xuống cịn 30% Pđm khoảng 10 ÷12 phút để tiến hành giai đoạn oxh nhằm khử P tốt 3.3.3 Tinh luyện hợp kim hóa Sau nấu chảy xong ,vớt bớt xỉ,tạo xỉ mới(vơi +ít CaF2 lị tính bazo,hoặc vun kính+ít samot lị tính axit,lượng chất tạo xỉ khoảng 1-1.5% tổng lượng liệu đưa vào nấu).Sau tiếp tục cho chất khử vào lò FeMn75 +FeSi75 khoảng1.5-2% trọng lượng mẻ liệu.Khi nhiệt độ kim loại lỏng đạt t>1600oC cho FeCr … vào để hợp kim hóa thép ,trước thép 3-5 phút cho nhôm vào lò để khử oxy lần cuối cùng, cho nhôm vào thăng rút để khử oxy (khoảng 0.3-0.5 kg Al/tấn thép).Sau khử oxy cuối xong rút thép vào khuôn đúc sản phẩm Qua thực tế sản xuất thép ,cháy hao nguyên tố hợp kim sau : Cr=5%,W, Mo  2% ,V=5-8% ,riêng vândi(V) cho vào lị để hợp kim hóa thép khoảng 5-7 phút trước lúc thép 3.3.4 Qúa trình khử tạp chất liệu a/Nguồn gốc tạp chất liệu Hàm lượng tạp chất,cách phân bố tạp chất ,hình dạng tạp chất loại tạp chất có ảnh hưởng lớn đến chất lượng thép.Vì để nâng cao chất lượng thép phải ngăn ngừa khử bỏ tạp chất GVHD: THS Lê Quốc Phong 64 SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba Trong luyện thép ,nguồn tạp chất chủ yếu đưa vào từ : _Sản phẩm phản ứng trình nấu luyện _Các chất bẩn ,gỉ sắt vật liệu đưa vào lò Khi thép ,đúc thép ,vật liệu chịu lửa bị tẩm thực hóa học học mang vào thép oxit như:SiO2,Al2O3 ,MgO…Mặt khác thép lỏng tiếp xúc với khơng khí bị oxi hóa tách xỉ không tốt Trong thực tế sản xuất ,nếu thực quy trình nấu luyện ,đúc rút tốt nguồn tạp chất từ nguyên vật liệu ,hay từ khâu đúc rút giải ,nhưng riêng nguồn gốc từ sản phẩm khử oxi ngồi lì đòi hỏi nhà luyện kim phải nghiên cứu khử bỏ chúng b/Các biện pháp khử tạp chất thép Để giảm bớt tạp chất phi kim khí thép,người ta thường dùng biện pháp sau : _Chọn vật liệu tạp chất ,sấy khô bảo quản liệu cẩn thận Phải xử lý phân loại trước dựng,hạ thấp áp suất riêng phần H nước khơng gian lị _Chọn chế độ thao tác nấu luyện thích hợp(chế độ xỉ ,chế độ nhiệt…)nâng cao tốc độ khử cacbon để sôi tốt rút ngắn thời gian sơi tĩnh lị _Các thiết bị đúc thép ,máng thép …,vật liệu chịu lửa thiết phải sấy khô làm cẩn thận Ap dụng biện tinh luyện ngồi lì :tinh luyện chân khơng ,xỉ tổng hợp ,phun khí phản ứng ,phun khí trơ  Qúa trình khử P Trong kim loại ,P tồn dạng Fe3P,Fe2Pvà P Song đa số nghiên cứu phản ứng cân thường dùng dạng phốt ngun tử.Phản ứng ơxy hóa phốt tiến hành sau P  +5(FeO)  (P2O5) +5 Fe P  + 8(FeO)  (3FeO.P2O5) +5 Fe LP=(P 2O5)/ P  LP=(P)/ P  Cac phản ứng theo chiều thuận phản ứng phát nhiệt Ở nhiệt độ cao P2O5 trạng thái tự ,ngay phốt sắt khơng bền, bị hồn GVHD: THS Lê Quốc Phong 65 SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba nguyên nguyên tố Si Mn, Fe hồn ngun ngun tố phốt Vì để khử phốt ta phải tạo xỉ có độ kiềm cao Trong trường hợp P bị oxy hóa theo phương trình sau P  +5(FeO) + 4(CaO)  (4CaO.P2O5) + Fe  Hằng số cân phản ứng là: KP= A*(4CaO.P2O5)*A5Fe/(A2P*A4CaO*A5FeO) Nếu xỉ có SiO2 tự tồn ,thì kết hợp bền CaO P2O5 bị phá hủy theo phương trình: (CaO)4.P2O5 +2SiO2  2(CaO)SiO2 +P2O5 Vì điều kiện cần thiết để khử P số lượng CaO xỉ phải đủ để hình thành (CaO)4P 2O5,(CaO)SiO2,CaO.Fe2O3… Qua nghiên cứu cân phản ứng khử P,người ta rút kết luận xỉ có độ bazo tính oxy hóa cao,có khả khử P lớn Vai trò FeO xỉ quan trọng ,nếu khơng có FeO xỉ ,ví dụ thời kỳ giai đoạn hồn ngun lị điện hàm lượng FeO xỉ thấp nhất,mặc dù xỉ lượng CaO cao khử P Do phản ứng khử P phản ứng phát nhiệt ,vì nhiệt độ lị cao khơng thuận lợi cho trình khử P Hinh 3.5: Quan hệ số khử P nhiệt độ GVHD: THS Lê Quốc Phong 66 SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba Từ hình vẽ ta thấy ,khi nhiệt độ giảm 1000C với độ bazo thấp đạt mức độ khử P tương tự Nhưng ảnh hưởng nhiệt độ không mạnh (FeO),(CaO),mặc dù qua nghiên cứu nhiệt độ làm tăng q trình hịa tan vơi xỉ làm cho tính chảy loảng xỉ tiếp xúc xỉ kim loại lỏng trở nên tốt ,sẽ có lợi cho phản ứng khử P Cho nên nhiệt độ q thấp khơng có lợi cho phản ứng khử Tóm lại điều kiện để khử P : _Xỉ có độ kiềm cao,hàm lượng FeO cao (xỉ có tính oxy hóa) _Nhiệt độ lị nhiệt độ kim loại lỏng tương đối thấp (nhưng không thấp q) _Trong q trình luyện thép thơng thường,ở giai đoạn vừa nấu chảy xong phù hợp cho việc khử P nhiệt độ kim loại lỏng thấp ,FeO xỉ cao ,nếu kết hợp với điều kiện tạo xỉ trước việc khử P thuận lợi _Bể lò khuấy đảo, sôi sục xỉ phải lỏng _Lượng xỉ phải nhiều nhằm giảm hàm lượng (CaO)4P2O5 xỉ Khi khử P đạt mác thép yêu cầu cần phải tháo hết xỉ để tránh tượng P hoàn nguyên trở lại theo phản ứng  Qúa trình khử S Trong trình luyện thép,việc khử S chủ thơng yếu thơng qua xỉ,muốn khử S cần phải chuyển thành sunfua khơng hịa tan vào kim loại Qua nghiên cứu người ta thấy CaS khơng hịa tan vào kim loại lỏng ,MnS hịa tan cịn FeS có độ hịa tan lớn thép Do việc chuyển FeS thành MnS kim loại CaS xỉ S chuyển qua xỉ khử Phản ứng tạo thành MnS kim loại là: FeS + Mn  MnS  + Fe Khi xỉ có CaO bề mặt xỉ kim loại lỏng có phản ứng sau: MnS  +(CaO)  (CaS)+(MnO) FeS  +(CaO)  (CaS)+(FeO) GVHD: THS Lê Quốc Phong 67 SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba Trong giai đoạn oxy hóa ,phản ứng khử S khơng đáng kể mơi trường oxy hóa cao,hơn thành phần kim loại lúc chưa quy chuẩn, giai đoạn hoàn nguyên giai đoạn khử S tốt vì: lượng ơxy kim loại (sau khử ơxy) Đặc biệt lị điện khơng thể dùng ôxy để khử S lò thổi, mà trái lại, kim loại lỏng cịn dư nhiều ơxy khơng thể khử triệt để S Mơi trường mơi trường hồn ngun, có nghĩa xạ nhiệt lớn phản xạ ,làm cho kim loại có nhiệt độ cao ,đồng đặc biệt hoạt tính kim loại xỉ lỏng cao tọa điều kiện thuận lợi cho trình khử S  Điều kiện khử S là: _Xỉ phải có độ kiềm cao _Nhiệt độ cao để tao xỉ loảng có độ kiềm cao,đồng thời phản ứng cháy cacbon tiến hành mãnh liệt nhằm giảm hàm lượng (FeO) tăng độ khuấy trộn nhị (CO) sinh _Bể kim loại phải sôi mạnh để tăng bề mặt tiếp xúc xỉ kim loại _Lượng xỉ lớn để giảm nồng độ CaS xỉ ,thuận tiện cho việc khử S Tóm lại, việc khử S khỏi thép lỏng phụ thuộc vào yếu tố sau đây: Tính chất khử kim loại xỉ,độ bazo xỉ,lượng cacbon silic kim loại ,tỉ lệ xỉ ,nhiệt độ ,đảo trộn kim loại xỉ,giữ kim loại xỉ hoàn nguyên, hàm lượng S vôi chất tạo xỉ khác  Qúa trình khử O Mục đích khử ơxy thép khử bớt lượng ôxy nhiều thép dựng chất ( nguyên tố) có lực hóa học mạnh với ôxi lớn lực Fe với ôxy để giảm thấp lượng ơxy hịa tan thép Vì điều kiện sản phẩm phản ứng khử ơxy là:khơng hịa tan thép lỏng , tạo ôxyt hợp chất nhẹ thép lỏng dễ dàng lên bề mặt xỉ GVHD: THS Lê Quốc Phong 68 SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba Quy trình thao tác nấu luyện mác C45 lị AJA-X300: Giai đoạn TT Cơng việc Khai lị Nội dung thao tác nấu luyện Đúng điện cho chạy 60% cơng suất định mức , cho hết dịng điện xung tăng công suất điện từ rừ lên cực đại Giai đoạn Đảo liệu nấu chảy Khi liệu nồi lị chảy cần phải đảo liệu ,khơng cho liệu chồng dính lên ,sau tiếp tục cho liệu vào Tạo xỉ Khi liệu chảy gần hết cho vơi +huỳnh thạch theo tỷ lệ2/1 tạo xỉ che mặt kim loại lỏng Lượng chất tạo xỉ cho vào  1-1.5% trọng lượng liệu Tháo xỉ lấy Khi liệu chảy gần xong vớt hết xỉ cũ tạo xỉ mẫu kim loại phân tích Khi chảy xong lấy mẫu phân tích thành phần kim loại Điều chỉnh Căn vào kết phân tích để điều chỉnh thành thành phần phần cách cho FeMn,FeSi,FeCr FeNi cho Giai đoạn vào theo liệu hoàn nguyên Điều chỉnh Sau hợp kim hóa hồn tồn ,giữ nhiệt 1600- hợp kim nhiệt độ 1550oC lấy mẫu phân tích thành phần hóa phân tích mẫu GVHD: THS Lê Quốc Phong 69 SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba Khử oxy lần Tăng nhiệt độ lên 1620,trước lúc thép phút cho cuối nhôm 0.03% vào khử oxy kết thúc lấy mẫu phân tích Ra thép vào Nhiệt độ thép đạt 1620-1640oC thép rót thăng rút vào thăng rút Ra thép Trước lúc thép phải ngắt điên lò Bảng 3.9 quy trình thao tác nấu luyện với lị cảm ứng GVHD: THS Lê Quốc Phong 70 SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba CHƯƠNG KẾT LUẬN - Dưới điều kiện làm việc rung động ,tải trọng thay đổi ,chịu lựu uốn bẻ cong chảng ba, cần chọn vật liệu đúc mác thép hóa tốt C45 theo tiêu chuẩn ASI Mỹ Mác thép sau đúc nhiệt luyện cách giúp cho chảng ba có có tính chất ưu việt độ bền ,độ dẻo ,độ dai, độ cứng tương đối cao, đặc biệt có giới hạn bền dẻo cao tính chất quan trọng giúp chảng ba không bị gãy đột ngột gặp chấn động mạnh chịu môi trường làm việc rung động thay đổi lực - Trong tất phương pháp đúc chảng ba phương pháp đúc khn cát-sét phương pháp phù hợp Nó thích hợp cho chi tiết trung bình khơng u cầu độ bóng bề mặt chi tiết Sản lượng đúc ta không nhiều chủ yếu sử dụng chi tiết để lắp ghép thay thế, sửa chữa Phương pháp làm khn máy nên đảm bảo độ xác đồng cho sản phẩm Đồng thời, phương pháp tương đối đơn giản có chi phí thấp , hiệu kinh tế cao Tuy nhiên, kim loại đúc thép có khoảng đơng tương đối rộng, nhiệt độ rót cao nên khn cần sấy thích hợp để đảm bảo độ bền khuôn chất lượng vật đúc Đồng thời với phải có hệ thống rót bù co thiết kế bên để đảm bảo vật đúc khơng có khuyết tật thuận lợi cho q trình gia cơng sau - Dựa tính tốn thành phần mác thép yêu cầu kĩ thuật thiết kế quy trình nấu luyện bao gồm thành phần liệu, tạo xĩ, trình khữ tạp chất hợp kim hóa, yếu tố then chốt chất lượng sản phẩm nằm thành phần kim loại nấu để đúc - Vì thời gian thực luận văn có hạn nên chúng tơi khơng thực số phần thiết kế lựa chọn cụ thể thiết bị đúc máy làm khuôn, máy làm vật đúc, quy trình gia cơng sau này, GVHD: THS Lê Quốc Phong 71 SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thiết kế đúc Nguyễn Xuân Bông-Phạm Quang Lộc (1978) Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật [2] Vật liệu học Lê Công Dưỡng (1997) Nhà xuất Khoa Học Kỹ Thuật [3] Kim loại học nhiệt luyện Nghiêm Hùng – NXB Đại học THCN-1979 [4] Kĩ thuật đúc [5] Luyện thép lò điện Phạm phố- Phạm Huy Bình [6] Hướng dẫn thiết kế đúc Lê Cao Thăng- Bùi Ngọc Trân [7] Bài giảng công nghệ đúc Nguyễn Ngọc Hà [8] http://grabcad.com/library/yamaha-trx-850-lower-yoke [9] http://en.wikipedia.org/wiki/Motorcycle_fork#Triple_tree [10] http://ietd.iipnetwork.org/content/electric-arc-furnace [11] http://www.ustudy.in/node/4781 [12] http://www.matweb.com/search/PropertySearch.aspx [13].http://doantotnghiep.vn/thiet-ke-quy-trinh-cong-nghe-giacong-chi-tiet-trac-3-xe-moto.html [14].http://www.matweb.com/search/DataSheet.aspx?MatGUID=cf c9bdab1dbf4fb19d6b3e5e1be8c9bb [15].http://www.searchsteel.com/2011/05/medium-strength-steeljis-s45c-c45-astm.html [16] https://www.scribd.com/doc/23861506/Chot-nhip-oto [17].http://www.doko.vn/tai-lieu/do-an-mon-hoc-lo-cam-ungtrung-tan-163531 [18] http://www.meslab.org/mes/threads/10003-Hien-trang-nganhDuc-cua-cac-tinh-phia-bac.html [19] http://tailieuoto.wordpress.com/ GVHD: THS Lê Quốc Phong 72 SVTH: Lê hùng-V1001311 LVTN: TK đúc-nấu luyện chi tiết chảng ba [20].http://naphoga.com.vn/tin-tuc/hien-trang-nganh-duc-the-gioi41.130.html [21] Thietbisaoviet.com.vn [22] ASM HandBook - Vol 15 – Casting GVHD: THS Lê Quốc Phong 73 SVTH: Lê hùng-V1001311 ... hùng-V1001311 LVTN: TK đúc- nấu luyện chi tiết chảng ba CHƯƠNG THIẾT KẾ ĐÚC 2.1 ĐIỀU KIỆN LÀM VIỆC CỦA CHI TIẾT Nghiên cứu điều kiện làm việc chi tiết cần thiết cho trình thiết kế đúc, từ đề phương... LVTN: TK đúc- nấu luyện chi tiết chảng ba Hình 1.6 Quy trình thiết kế đúc nhà sản xuất Việt Nam Đường đậm cơng đoạn tốn nhiều chi phí Khung lớn gồm công đoạn nhà máy đúc Công tác thiết kế khơng... tạo vật đúc phù hợp Hình 2.1 chi tiết chảng ba khung xe trước [8] - Chảng ba chi tiết quan trọng xe máy, có nhiệm vụ gắn kết cặp phuộc trước trục cổ lái tạo khung bánh xe trước chảng ba giúp