công nghệ kim loại đúc các hợp kim

Tínhcocaøngtaêngtínhñuùccaøngkeùm.Vìñuùc vaätñuùcradeãbòcaùckhuyeáttaät,loõmco,roãco. Thaønhphaànhoãnhôïpcuûacaùcnguyeântoátrong kimloaïi. Nhieätñoäroùtkimloaïi. − Gangxaùm:GX–VD:GX1532 − Trong gang khoâng coù xeâmentit töï do, maø chæ coù Graphit.Gangxaùmcoùtínhñuùctoátdeãgiacoângcôkhí. − Gang traéng: Cacbon trong gang naøy coù daïng lieân keát hoaùhoïcxeâmentittöïdovìvaäygangnaøyraátcöùngvaødoøn

30/08/2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY CÔNG NGHỆ KIM LOẠI METAL TECHNOLOGY MMH: METE330126 - SỐ TC: LT+BTL: TN TH TRÌNH ĐỘ: ĐẠI HỌC, CAO ĐẲNG Chương 5: ĐÚC CÁC HỢP KIM Mục tiêu học Sau học sinh viên có khả sau: - Hiểu tính đúc hợp kim - Hiểu q trình đúc gang trình đúc hợp kim màu - Hiểu cấu tạo lò đứng 5.1 Tính Đúc Của Hợp Kim Tính đúc hợp kim khả đúc dễ hay khó hợp kim Nó đánh giá tiêu sau đây: Chảy lỗng Thiên tích Tính đúc Co kim loại Hồ tan khí 30/08/2016 1-Tính chảy lỗng Gang Lớn, không yêu cầu cao:1220-12600C TB: :1280-13200C Mỏng: :1320-13600C Độ nhiệt Nhiệt độ Thép:15000C HK Đồng: :1040-11700C HK Nhôm: 700-7300C Khn C,P,Si, Chảy lỗng 1Tính chảy lỗng TPHH S,Mn, CTHK 1-Tính chảy lỗng 1Tính chảy lỗng 30/08/2016 -Tính co kim loại - Tính hồ tan khí Kim loại đúc thường hồ tan khí O2, H2 , H2O gây rỗ Tính co tăng tính đúc Vì đúc vật đúc dễ bò khuyết tật, lõm co, rỗ co Thành phần hỗn hợp nguyên tố vật đúc, làm giảm tính - Tính thiên tích: (khơng đồng thành phần hỗn hợp, thường kim loại màu) kim loại Nhiệt độ rót kim loại 5.2 Đúc gang Thành phần hỗn hợp gang : Fe, C … C = 2,14  4,0% Si = 0,4  3,5% Mn = 0,2  1,5% P = 0.04  1,5% S = 0,02  0,2% Phân loại gang : − Gang xaùm : GX – VD : GX 15-32 − Trong gang xêmentit tự do, mà có Graphit Gang xám có tính đúc tốt dễ gia công khí − Gang trắng: Cacbon gang có dạng liên kết hoá học xêmentit gang cứng dòn 30/08/2016 Các nguyên tố ảnh hưởng đến tính đúc gang  Gang biến trắng: Bề mặt gang trắng bên lõi gang xám Vùng tiếp giáp hai tổ chức có tổ chức gang hoa râm - Thành phần hoá học  Gang cầu: Graphit gang dạng hình cầu nhờ - Nhiệt độ rót gang đưa vào chất biến tính đặc biệt vào gang lỏng đúc - VD : GC 60  Gang dẻo: Graphit dạng nên tính dẻo - Vật đúc thành mỏng  rót gang nhiệt độ cao gang tăng lên - Công nghệ khuôn Các nguyên tố thúc đẩy Graphit hóa : C, Si, P - Tốc độ nguội Các nguyên tố cản trở Graphit hóa : Mn, S, Cr - Thành phần vật liệu nấu gang Vật liệu kim loại − Thỏi gang (nấu lò cao), hồi liệu + chi tiết máy = gang hư, ferô hợp kim ( Fe-Si, Fe-Mn) − Tính toán hợp lý, kích thước  đường kính lò − Làm Oxy hóa − Lò đúc: lò đứng dùng nhiên liệu than cốc − Lò chõ: dùng nhiên liệu than đá Chất trợ dung − Đưa vào để tách tạp chất xỉ khỏi kim loại lỏng − CaCO3 (  5%) − Đối với lò dầu không cần dùng đá vôi CaCO3 để khử tạp chất − Lò điện hồ quang trực tiếp dùng để nấu thép − Lò dầu: dùng nhiên liệu dầu FO − Lò điện hồ quang gián tiếp dùng để nấu kim loại màu − Lò điện: lò hồ quang (nấu thép), lò cảm ứng − Lò nấu : xem − Lò khí gaz 30/08/2016 Vật liệu chòu lửa u cầu Vật liệu chịu nhiệt cao mà không bị mềm chảy thay đổi thể tích thành phần hỗn hợp Thường để xây tường lò hợp kim lò đúc làm dụng cụ để chứa đựng kim loại lỏng hay lò nung làm vật liệu chịu lửa Tính phối liệu nấu gang  Vật liệu chịu lửa : axit Gạch Đinat : SiO2 ; nhiệt độ chảy :17300C lò điện, a.Mẻ liệu nấu Nhiên liệu : lửa Dầu FO 15  18% khối lượng vật liệu kim loại  Vật liệu chịu lửa : bazơ Than cốc :12  15% (lò đứng ) Gạch Manhêhit (MgO) Crôm-Manhêhit (Cr2O3, MgO …) 1600  17000C luyện thép Gạch Crômit  Vật liệu chịu lửa: trung tính Than đá : 20  25% (lò chỏ) Chất trợ dung : Có tác dụng đưa vào làm chảy loãng xỉ lên bề mặt nước gang để vớt dễ dàng Đá vôi CaCO3 , đôlômít, xỉ lò Mactanh  lò đứng lò chõ Lò dầu không cần dùng chất trợ dung để tạo xỉ 30/08/2016 Cách tính b Vật liệu kim loại  Gang thỏi đúc Gọi X1, X2, X3 khối lượng vật liệu nấu  Gang vụn (gang máy)  Hồi liệu (phế phẩm + hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót )  Thép vụn  Ferô hợp kim : FeSi : 30,45,75, Fe-Mn bổ sung nguyên tố Si, Mn bị cháy hao trình nấu Vật liệu nấu phải làm sạch, có kích thước phù hợp với đường kính lò (  1/3Dt) Thành phần hóa học vật đúc lượng cháy hao Thành phần hóa học % Mn + lò đứng, lò chõ(than) C không tính Si Lượng cháy hao % Mnch Sich Hệ phương trình: + lò dầu phải tính cháy hao 15% Sivlkl – Sich Sivlkl = Sivñ Sivlkl (1– Sich ) = Sivñ Sivlkl = Mnvlkl = Sivñ 1- Sich Mnvñ 1- Mnch Si , C cháy hao 15%, Mn cháy hao 20% 30/08/2016 Quá trình nấu chảy gang Quá trình nấu chảy gang Quá trình cháy than Vùng nung nóng C+O2  CO+Q1 Sự trao đổi nhiệt khí lò C+O2  CO2+Q2 vật liệu rắn Liệu sấy t0 CO2+C  CO+Q3 tăng từ xuống CaCO3CaO +CO2 Quá trình nấu chảy gang Vùng nóng chảy Q trình nấu chảy gang Vùng hồn ngun: Để có độ q nhiệt cao, bị oxi CO2+C  CO-Q hoá, ta thu hẹp vùng dịch Fe+O2  FeO+Q lên xa mắt gió cách: FeO+Si SiO2 +Fe+Q -Dùng than hoạt tính kém, cỡ cục FeO+Mn MnO +Fe+Q lớn FeO+C  CO +Fe -Q - Dùng liệu cục nhỏ -Lưu lượng gió thích hợp 30/08/2016 Q trình nấu chảy gang Q trình nấu chảy gang Vùng oxy hố: Vùng nồi lò: Vùng có nhiệt độ cao Nhiệt độ gim cũn 1350ữ 14500C Tán dập lửa 1600ữ17000C Cửa cho liệu Fe+O2 FeO+Q Vật liệu kim loại Chất trợ dung FeO+Si SiO2 +Fe+Q Giã Nhiªn liƯu VËt liƯu kim loại FeO+Mn MnO +Fe+Q Mắt gió Buồng gió FeO+C CO +Fe -Q Cöa xØ Cöa gang Gang láng XØ Đặc điểm đúc gang −Tính chảy lỗng cao nên đúc vật đúc thành mỏng, phức tạp V-3 Đúc kim loại màu (hợp kim màu) 1.Đúc đồng :  Hợp kim đồng gồm: −Khối lượng riêng gang lớn, nên lẫn tạp - Đồng thau : Latông(L), LZn30 chất, xỉ, bọt khí -Đồng : Brông(B), BSn5Pb −Cơng nghệ khn khơng phức tạp, chất lượng đúc cao Thïng rãt  Lò nấu: Lò nồi (nồi baèng Graphit ) −Nấu luyện đơn giản 30/08/2016 Vật liệu nấu : Đồng nguyên chất dạng thỏi, dạng tấm, dùng nguyên tố hợp kim cho vào đồng Zn, Sn, Pb, Al Đồng hồ tan nhiều khí O2, H2 dùng Cu-P (90%Cu, 10%P) khử O2 Cu-P + O2  P2O5 + CuO Chất trợ dung :  Che phủ bề mặt kim loại màu để không bị oxy hố  Có tác dụng tạo xỉ chảy lõang nhẹ lên  Than củi, nùm cưa, muối clorua natri NaCl + borát (Na2B4O7) Quá trình nấu − Sấy lò (chứa) 300  400%C − Cho vật liệu kim loại khó chảy vào trước, dễ chảy sau Zn bay cho vào sau cùng, Pb dễ bị thiên tích − Phủ chất trợ dung lên − Không khuấy trộn nhiều − Cho CuP để khử O2 (0.09  1%) khối lượng vật liệu kim loại − Nhiệt độ rót hợp kim đồng 1070  11000C Đặc điểm đúc hợp kim đồng 2.Đúc hợp kim nhơm  Công nghệ đúc, khuôn, hệ thống rót làm đặc biệt sử dụng khuôn cát, khuôn kim loại  Nấu luyện ý oxy hoá hòa tan khí Hợp kim nhôm-đúc (Silumin Al-Si) Hợp kim nhôm biến dạng (Al-Cu-Si, Al-Mg, AL-Ni) Lò nấu: Nồi nấu gang phải phải sơn ngun tố Fe có hại cho nhôm Vật liệu nấu : Al thỏi, tấm, vật liệu nhơm dư hỏng hồi liệu nấu kim loại đưa vào nhôm dạng hợp kim Chất trợ dung: Muối clorua Chất biến tính làm nhỏ hạt : Na 1% 30/08/2016 STT LOẠI HỢP KIM THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH - Có 99% nhơm tinh khiết - Được sử dụng nhiều lĩnh vực đặc biệt lĩnh vực hố học điện 1xxx - Có tính chống mài mòn, chịu nhiệt có tính dẫn điện cao - Có tính học thấp dễ định hình - Sức bền tăng kéo dãn - Chất trộn chính: sắt, silicon - Thành phần hợp kim chính: Đồng - Đòi hỏi phải xử lý nhiệt để đạt đặc tính cao - Có thể tăng tuổi thọ sản phẩm để tăng tính học độ căng bị kéo dãn 2xxx - Độ bền cao - Khơng có tính chống mài mòn cao hầu hết hợp kim nhôm - Hợp kim 2024 nhiều người biết đến dùng ngành hàng không STT LOẠI HỢP KIM THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH STT LOẠI HỢP KIM THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH - Thành phần hợp kimchính: Magnesium 3xxx - Thành phần hợp kim chính: Manganese - Thường xử lý nhiệt - Độ bền từ thấp đến trung bình - 5xxx bình - Dễ hàn, chống mài mòn cao lĩnh vực hàng hải Chống mài mòn cao, khó cắt dễ định hình 3003 dùng rộng rãi - Thành phần hợp kimchính: Silicon Magnesium cho sản phẩm có độ bền trung bình đòi hỏi tính định hình cao 6xxx - Hợp kim định hình phổ biến - Thành phần hợp kim chính: Silicon - Có thể xử lý nhiệt, có tính định hình độ bền cao - Thêm lượng Silicon vừa đủ giúp làm giảm đáng kể điểm nóng - Tính tạo hình cao, chống mài mòn, dễ cắt, dễ hàn chảy màkhơng làm hợp kim giòn - Thành phần hợp kim chính: Kẽm Thường dùng để hàn dây kim loại hợp kim đồng thau - Khi thêm lượng nhỏ magnesium tạo thành hợp kim có độ - Hợp kim khơng thể xử lý nhiệt có độ bền từ thấp đến trung 4xxx nhiệt độ nóng chảy thấp kim loại gốc - Thường xử lý nhiệt - Không phù hợp cho sản phẩm định hình - Có màu xám đậm xử lý anodic oxide, phù hợp cho kiến trúc 7xxx xử lý nhiệt có độ bền cao - Thường thêm vào lượng nhỏ đồng chromium 7075 hợp kim có độ bền cao dùng làm khung máy bay phận chịu áp lực cao 10 30/08/2016 Quá trình nấu Đặc điểm đúc nhôm Nấu hợp kim nhôm lớp trợ dung - Thường đúc khn kim loại có độ bóng độ Nấu cách tinh luyện dùng khí Clo xác cao Chú ý : Khi nấu nhơm có lớp oxit nhơm bề mặt có tác - Có tính chảy lỗng cao, đúc dễ thành mỏng dụng che phủ không cho lớp nhôm nguyên chất phía - Cơng nghệ khn, hệ thống đặc biệt đúc nhiều vật bị oxy hố Do không khuấy trộn đúc chung hệ thống rót trình nấu - Con mã dụng cụ dùng để chống đỡ lõi lớn, lõi công xôn nằm lại vật đúc sau đúc xong 11 ... hợp kim đồng 1070  11000C Đặc điểm đúc hợp kim đồng 2 .Đúc hợp kim nhơm  Công nghệ đúc, khuôn, hệ thống rót làm đặc biệt sử dụng khuôn cát, khuôn kim loại  Nấu luyện ý oxy hoá hòa tan khí Hợp. .. cao hầu hết hợp kim nhôm - Hợp kim 2024 nhiều người biết đến dùng ngành hàng không STT LOẠI HỢP KIM THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH STT LOẠI HỢP KIM THÀNH PHẦN VÀ ĐẶC TÍNH - Thành phần hợp kimchính: Magnesium... chảy màkhơng làm hợp kim giòn - Thành phần hợp kim chính: Kẽm Thường dùng để hàn dây kim loại hợp kim đồng thau - Khi thêm lượng nhỏ magnesium tạo thành hợp kim có độ - Hợp kim khơng thể xử lý