ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ VẬT LIỆU * - BÁO CÁO BÀI TIỂU LUẬN ĐÚC LY TÂM VÀ THIẾT BỊ ĐÚC LY TÂM GVHD: Thầy Nguyễn Ngọc Hà Nhóm thực hiện: Họ tên Lại văn Hưng Nguyễn Ngọc Thiện Hữu MSSV V1201551 Tp Hồ Chí Minh, tháng năm 2015 I II Giới thiệu sơ lược đúc ly tâm Đúc ly tâm trình đúc kim loại hợp kim kết tinh lồng khuôn kim loại khuôn quay quanh trục với vận tốc góc khơng đổi Khi khn quay tròn, hệ thống rót thiết kế sẵn, rót kim loại vào khuôn Lực ly tâm ép kim loại lỏng sát thành khuôn tạo lỗ ống mà không cần dùng ruột, với hỗ trợ lực ly tâm, kim loại xít chặt Chiều dày thành ống lượng kim loại lỏng rót vào khn định Trường hợp cần đường kính ống khơng thay đổi thành ống khơng dày phải dùng ruột cát Đúc ly tâm dùng để sản xuất ống gang, phơi cho sơmi, vòng găng(secmăng), bạc lót (t.anh) Muốn chế tạo ống kim loại kép dùng đúc ly tâm, rót hai hợp kim với điều kiện khống chế chặct chẽ khoảng thời gian cách quãng hai đợt rót rót kim loại lỏng vào vỏ thép nung nóng trước để dàn dính liền Đối với vật hình dạng tròn xoay đơn giản thường khn kim loại, mặt sơn lớp huyền phù chịu nhiệt rắc bột khô (graphit, pherososillic) để cách nhiệt, tạo mầm (chống biến trắng đúc gang) Với vật phức tạp, sản lượng dùng khn cát thường (hỗn hợp có độ bền cao), khn mẫu chảy, khn grafit Khi thường đối xứng qua trục quay thẳng đứng đồng thời ống rót Đúc ly tâm khn cát thường Đúc ống dài dùng máy đúc ly tâm trục quay nằm ngang với khuôn kim loại khuôn kim loại có lớp áp cát Lớp áo hỗn hợp cát, đất sét thường, tốt dùng cát nhựa Dùng khn có áo cát đảm bảo tốc độ nguội chậm hơn, gang không bị trắng Mặt khác dễ lấy vật đúc khỏi khuôn Đúc ly tâm ống dài Ngồi đúc ly tâm dùng khn kim loại nhiều lớp, khn kim loại có phun nước làm nguội nhanh khuôn hút chân không (áp suất 60160 mmHg) rót kim loại lỏng Ngồi người ta dùng phương pháp đúc ly tâm để chế tạo thành mài: rắc hạt mài vào khuôn trước, lực ly tâm phân bố hạt bề mặt khn (nung nóng đến 6000C dòng điện cảm ứng), hợp kim nhơm lỏng rót vào sau liên kết với hạt mài tạo thành bánh mài có chất lượng tốt Video clip: https://www.youtube.com/watch?v=3qKGx_AxHp0 III Các phương pháp đúc ly tâm Căn vào trục quay khuôn đúc mà ta chia thành loại: đúc ly tâm đứng đúc ly tâm nằm II.1 Đúc ly tâm nằm: Đúc ly tâm nằm đúc khuôn quay quanh phương nằm ngang Để kim loại rải theo chiều dài khn, người ta dùng máng rót, rót kim loại vào khn, máng rót di chuyển dọc theo chiều quay khuôn Phương pháp đúc ống chiều dày hai đầu có chênh lệch nhau, đường kính ngồi vật đúc vòng tròn đồng tâm Nhưng đúc ly tâm phải máng rót kim loại nên khơng thể đúc ống có đường kính nhỏ Video clip: https://www.youtube.com/watch?v=o-8d5b9u3H4 II.2 Đúc ly tâm đứng Đúc ly tâm đứng đúc ly tâm theo trục đứng Do khuôn quay theo trục đứng nên phân tử kim loại lỏng chịu lực ly tâm lực, bề mặt tự kim loại lỏng đường parapolit Khi chiều cao lớn chênh lệch bán kính lớn Vì phương pháp đúc ly tâm đứng dùng để đúc vật ngắn Video clip: https://www.youtube.com/watch?v=n5Xt9Kto5Zw IV Giới thiệu cách vận hành đúc ly tâm ống dài Quá trình đúc thường thực máy đúc ly tâm ngang (dọc có) bao gồm bước sau: - Bước 1: Chuẩn bị khn: khn đúc hình trụ có vách tạo gạch chịu nhiệt Nó bao gồm chứa đựng, quay, sấy Sauk hi chuẩn bị gia cố, khuôn quay quanh trục với tốc độ cao (300-3000 RPM), thường khoảng 1000 RPM - Bước 2: Rót Kim loại lỏng rót trực tiếp vào khn quay, nhờ sử dụng rãnh rót hệ thống rót Lực ly tâm ép kim loại lỏng vào thành khuôn để điền khuôn - Bước 3: làm lạnh Khuôn chứa đầy kim loại lỏng quay liên tục trình làm lạnh Kim loại lỏng nguội từ phía ngồi tành khn trở vào - Bước 4: lấy vật đúc Khi vật đúc nguội hẵn đóng rắn, khn ngừng quay lấy vật đúc khỏi khuôn - Bước 5: hoàn thành sản phẩm Nhờ lực ly tâm đẩy kim loại ép vào thành tường nên tạp chất bề mặt hay bọt khí năm bên vật đúc Các quy trình gia cơng, mài, phun cát để làm làm mịn đường kính bên vật Video clip: https://www.youtube.com/watch?v=ZxVA-htTunU V Ưu nhược điểm; tình hình So với vật đúc khn tĩnh, đúc ly tâm có nhiều ưu điểm: - Vật đúc có tổ chức kim loại sít chặt mặt ngồi - Khơng cần ruột tạo lỗ rỗng tiết kiệm vật liệu công làm lõi - Ít tốn kim loại vào hệ thống rót, tỉ lệ thành phẩm cao - Khơng cần đậu ngót tự điền đầy tốt - Tổ chức kim loại mịn chặt kết tinh tác động lực ly tâm - Vỏ đúc rổ xỉ tạp chất nhẹ tập trung vào mặt Tuy có hạn chế: - Khó đúc kim loại dễ thiên tích - Thường dùng đúc vật tròn xoay rổng, mặt ống rỗng khơng có kích thước xác - Khn đúc cần phải có độ bền cao làm việc nhiệt độ cao, lực ép kim loại lỏng lớn - Dễ lẫn xỉ bọt khí, xĩ lẫn vào bên làm cho vật đúc chất lượng - Khuôn quay tốc độ cao nên cần cân kính để đảm bảo an tồn Cách đúc ly tâm dùng chế tạo vật thành dày từ 30200mm, khối lượng lên đến 45 Đúc nhiều loại hợp kim Khi sử dụng cần ý đến: - Độ bền khuôn (thường chịu áp lực 5-20daN/cm với tốc độ vòng 6-8m), khn nên làm gang bền cao thép có thành dày 1.52 lần thành vật đúc - Kết cấu khuôn chế độ nhiệt cho dễ tháo vật đúc, đảm bảo chất lượng vật đúc - An toàn máy: cần mắt chống rung, có chụp bảo vệ tránh tai nạn Tuy đời kỷ đúc ly tâm phát triển dùng nhiều nước nhằm hướng kỹ thuật sau: Đúc ống gang 50 dài 3,2m khn có lớp áo cát đất sét; đúc ống gang graphit bền, mỏng, loại ống có đường kính 2m Có triển vọng dùng nhứng loại ống gang đễ dẫn dầu khí, khí đốt thay cho ống théo, vừa rẻ lại ăn mòn Sản lượng ống gang graphit cầu Nhật lớn (hơn 300000 năm) Sản lượng ống đúc theo phương pháp ly tâm Nga lớn, tới khoảng 72% đúc liên tục 25,8% Đúc phơi thép dạng ống để đem cán thành ống kim loại có lợi tiết kiệm kim loại (25-50%) giảm thời gian nung nóng kim loại (2,5-3 lần), giảm tiêu hao lượng (4-6 lần) Đây lĩnh vực áp dụng đúc ly tâm có nhiều hướng phát triển mạnh Đúc ly tâm hai lớp kim loại dùng sản xuất trục các, lớp hợp kim vững mài mòn, lớp hợp kim dẻo sản xuất ống kim loại có lớp thủy tinh để dùng cơng nghiệp hóa học Đã chế tạo máy ly tâm chuyên suất 180 vật đúc/giờ để đúc roto cỡ nhỏ 10