GIAO TRINH KHUON CAT NTT NUOC THUY TINH

ĐÚC TRONG KHUÔN CÁT – NƯỚC THỦY TINH Từ khóa: Glass Water MỞ ĐẦU 1.1 Nguyên lý • Trộn hỗn hợp cát – nước thủy tinh (NTT) theo tỉ lệ thích hợp • Điền đầy HH vào khuôn hộp ruột • Làm đông cứng HH phương pháp 1.2 Ưu điểm • Độ xác vật đúc cao so với đúc khuôn cát – sét • Giảm thao tác làm xương, găm đinh độ bền khuôn, ruột cao • Tính chảy HH cao ⇒ dễ điền đầy hòm khuôn • Năng suất lao động cao • Ít ô nhiễm môi trường 1.3 Nhược điểm • Độ bền tươi HH thấp • Thời gian bảo quản khuôn, ruột bị hạn chế • Tuổi xuân HH ngắn • Chất lượng cát nguyên liệu phải cao • Khó phá khuôn, ruột biện pháp thích hợp • Tính bám dính HH vào mẫu cao 1.4 Phạm vi sử dụng • Dùng đúc VĐ gang, thép có kích thước nhỏ, trung bình, lớn với độ xác độ bóng bề mặt • Phù hợp với tất loại hình SX NƯỚC THỦY TINH (NTT) 2.1 Mở đầu • Là chất dính vô không thuận nghịch • Dung dịch nước silicat kiềm có công thức R2O.mSiO2.nH2O, đó: - m: module NTT - R: Na, K, Li • Công dụng: - Silicat natri: làm khuôn, ruột, vữa xây lò … - Silicat kali: thuốc bọc vỏ que hàn - Silicat liti: công nghệ thủy tinh 2.2 Cấu trúc silicat natri • Bao gồm oxit silixit mang điện tích âm ion natri mang điện tích dương • Khi hàm lượng oxit natri lớn: silicat natri có cấu trúc lớp: tính chất đặc trưng liên kết ion • Khi hàm lượng oxit natri bé: silicat natri có cấu trúc không gian: tính chất đặc trưng liên kết cộng hóa trị 2.3 Cấu trúc NTT • Silicat natri hòa tan nước tạo thành NTT • NTT dung dịch ion Na+, OH-, H+ anion Số lượng dạng tồn phụ thuộc vào nồng độ silicat natri m theo quy luật: 2.4 Cơ chế đông rắn NTT 2.4.1 Hình thành silicat natri • Khi sấy, NTT nước ⇒ hình thành cấu trúc có dạng khung xương tứ diện silixit có đỉnh tự ion Na+ liên kết ion với khung xương • Silicat natri có độ bền cao 2.4.2 Hình thành gel silixit (silicagel) • Gắn liền với thay đổi pH NTT chất xúc tác đông rắn • Quá trình tạo Silicagel: - Chất đông rắn kết hợp với ion natri: axit silixit đơn tạo thành NTT - Các axit silixit đơn trùng hợp tạo đa axit silixit, kết tạo thành Silicagel ngậm nước 3.2.2 Hóa bền phương pháp sấy Dùng chụp để sấy • Nếu nhiệt độ gió nóng 200-3000C: thời gian sấy: – 20 phút; chiều dày lớp hóa bền 1530mm Thổi gió nóng qua HTR 3.3 Hóa bền phụ gia 3.3.1 Các chất hóa bền • Các chất phụ gia rắn dạng bột: fero-silic, silico canxi, fero-canxi, disilicat canxi, xỉ luyện gang, xi măng, nephelin, muối Na2SiF6 • Các chất phụ gia dạng lỏng: este hữu cơ: momoaxetin (CH3COOCH2(HOCH2)2), diaxetin ((CH3COOCH2) HOCH) 3.3.2 Công nghệ • Trộn trước cát NTT máy trộn cánh • Trước làm khuôn, ruột, cho chất phụ gia đông rắn vào trộn tiếp, đem sử dụng • Thời gian HH đông rắn từ 10 phút đến giờ, phụ thuộc: - Loại chất xúc tác lượng sử dụng - Độ mịn chất xúc tác - Nhiệt độ, độ ẩm môi trường - Chiều dày thành khuôn, ruột 3.3.3 Ưu điểm- Nhược điểm • Giá rẻ • Độ xác khuôn cao so với CN CO2 • Chủ động điều chỉnh thời gian đông rắn độ bền khuôn • HH có tính chảy cao hơn, đặc biệt dùng chất phụ gia dạng lỏng • Độ sinh khí • Tuổi xuân HH thấp 3.3.4 Một số thành phần hỗn hợp (%) • 92,5÷94,5 cát thạch anh + 4÷6 nước thủy tinh (M = 2,1; ρ = 1,32÷1,40 kg/dm3) + 1,5 FeSi 75 • 4÷7 nước thủy tinh (M = 2,0; ρ = 1,30kg/dm3) + 1÷4 FeSi 75 + cát thạch anh (còn lại) • Cát thạch anh + 6÷10% nước thủy tinh (M = 2,1÷2,2; ρ= 1,42÷1,50kg/dm3) + 2÷8% chất chứa oxit canxi • 2,0÷4,5 nước thủy tinh (M = 2,5÷2,8; ρ = 1,48÷1,50kg/dm3) + 0,2÷0,5 este + cát thạch anh (còn lại) HH CÁT-NTT DẺO TỰ ĐÔNG RẮN 4.1 Mở đầu • Được phát minh năm 1960 Thụy Sĩ • HH gồm cát, NTT, chất phụ gia đông rắn cho thêm bùn nephelin để tạo độ dẻo cho hỗn hợp (còn đóng vai trò chất phụ gia đông rắn) • Nephelin chất thải trình sản xuất boxit từ quặng nephelin Thành phần hóa học: 54÷56% CaO; 29÷30% SiO2; 3÷3,5 Al2O3; 2,9÷ 3% Fe2O3; 2,3÷3% (Na2O + K2O) • Thời gian đông rắn: phút – 4.2 Đặc điểm hỗn hợp • Độ bền tươi cao • In hình tốt • Ít sinh khí, độ thông khí cao • Dễ phá dỡ khuôn • Ít ô nhiễm môi trường, không độc hại • Rẻ tiền 4.3 Một số thành phần hỗn hợp (%) • (97,4 cát + 2,6 bùn nephelin) + 7,3 nước thủy tinh (M = 3,0÷3,2; ρ = 1,48kg/dm3) + 0,7 xút (ρ= 1,15÷1,25kg/dm3) Làm khuôn, ruột cho đúc thép • (97,5 cát silicat Zr + 2,5 bùn nephelin) + 6,0÷7,0 nước thủy tinh (M = 3,0÷3,2; ρ = 1,45kg/dm3) + 0,7÷0,8 xút (ρ = 1,15÷1,25kg/dm3) Làm khuôn ruột cho vật đúc lớn thép cacbon thép hợp kim • 90,3 cát + nước thủy tinh + bùn nephelin + 0,7 xút (ρ = 1,25kg/dm3) HH CÁT-NTT CHẢY LỎNG TỰ ĐÔNG RẮN 5.1 Mở đầu • Công bố năm 1961 Liên Xô • Đây HH cát – NTT – chất phụ gia đông rắn + chất hoạt tính bề mặt 5.2 Đặc điểm • Không cần đầm khuôn mà cần rung lèn chặt với chế độ rung thích hợp • Dễ phá khuôn PP làm khuôn HH cát – NTT khác • Độ thông khí tốt; độ sinh khí thấp • Dễ tái sinh HH • Không độc hại, thân thiện với môi trường • Rẻ 5.2 Đặc điểm • Độ bền khuôn sau đông rắn không cao (chỉ cao HH cát – sét chút ít) • HH có độ rã cao: khó dùng sơn nước • Tuổi xuân HH ngắn • HH dễ dính vào mẫu, HR Nên sơn mẫu, HR parafin, silicon … 5.3.Chất hoạt tính bề mặt (chất tạo bọt) 5.3.1 Mở đầu • Để HH rời rạc chuyển sang trạng thái chuyển động lỏng cần phải cho vào HH chất hoạt tính bề mặt (HTBM) • Chất HTBM chất có khả hấp phụ lên bề mặt phân chia pha làm giảm lượng tự bề mặt chúng • Phân tử chất HTBM gồm phần: đầu gốc ưa nước để chất HTBM dễ hòa tan nước; đầu gốc kị nước để tạo bọt khí làm HH chuyển sang trạng thái chuyển động lỏng 5.3.2 Một số chất tạo bọt • Alkilsulphonat: tên thương mại: sulphonat, chứa 12÷18 nguyên tử cacbon, công thức hóa học CnH2n+1 – SO3Na; • Alkilsulphat: tên thương mại: Progres, công thức cấu tạo: R − C HOSO 3Na | CH3 • Alkilarilsulphonat: muối alkillarilsulphatnatri, công thức cấu tạo : R: gốc kị nước chứa – 12 nguyên tử cacbon 5.3.3 Nguyên lý làm khuôn • Cho chất tạo bọt vào HH cát – NTT – chất phụ gia đông rắn: HH có tính “chảy lỏng” • Trình tự trộn: trộn cát, chất tạo bọt; cho NTT vào trộn tiếp; cho chất xúc tác đông rắn vào trộn tiếp • Trộn xong, đem “rót” HH vào khuôn hộp ruột (đặt sàn rung); rung với chế độ rung thích hợp • Sau 15 – 60 phút: tháo mẫu (hộp ruột) • Sau – 12 h: HH đạt độ bền cao nhất: lắp khuôn rót 5.4 Một số thành phần hỗn hợp (%) • Chất phụ gia đông rắn thường dùng: xi măng portland, disilicat calci, xỉ luyện gang … • (93 cát thạch anh + xỉ ferro crôm) + NTT (M = 2,7÷2,8; ρ = 1,30÷1,32kg/dm3) + 0,05 chất tạo bọt • (96 cát thạch anh + xỉ ferro crôm) + NTT (M = 2,7÷2,8; ρ = 1,30÷1,32kg/dm3) + 0,3 xút (ρ = 1,3kg/dm3) + 0,12 chất tạo bọt Dùng làm khuôn đúc thép • (94,6 cát thạch anh + xỉ ferro crôm + 1,4 bột than) + NTT (M = 2,7÷2,8; ρ = 1,30÷1,32kg/dm3) + 0,3 xút (ρ = 1,3kg/dm3) + 0,15 chất tạo bọt Làm khuôn đúc gang • (95 cát thạch anh + xỉ ferro crôm ) + NTT (M = 2,7÷3,0; ρ = 1,32kg/dm3) + 0,10÷0,15 chất tạo bọt Làm khuôn đúc gang, thép ... cacbonat M=2, 6-2 ,8 NaOH Dầu mazut Nhỏ 50 C016A 50 - 4-8 5-7 0, 5-1 ,5 - Trung bình 25 C016A 75 -