Công nghệ đúc Furan

Giới thiệu công nghệ làm khuôn Furan

GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ LÀM KHUÔN FURAN

CÁC CÔNG NGHỆ LÀM KHUÔN CHÍNH TRÊN THẾ GIỚI HIỆN NAY

• Công nghệ tự đông cứng (Nobake)

• Công nghệ hộp nóng (Hotbox)

• Công nghệ hộp nguội (Coldbox)

CÔNG NGHỆ TỰ ĐÔNG CỨNG

(NO-BAKE)

• Dùng một chất đông cứng (hardener) hoặc một chất xúc tác (catalyst) hoặc cả hai ở dạng lỏng để làm đông cứng hỗn hợp

• Ứng dụng làm khuôn, lõi lớn để đúc gang, thép Có thể đúc đơn chiếc.

• Các phương pháp tự đông cứng phổ biến

– Chất kết dính Furan + Chất tăng cứng (axit)

– Chất kết dính Phenol + Chất tăng cứng (axit)

– Chất kết dính Pentex: Polyurethan + chất xúc tác Pyridin

– Chất kết dính Alphaset: Phenol resol + ester (Triacetin)

– Nước thủy tinh/Ester (Triacetin)

Phương pháp làm khuôn bằng Nhựa Furan

• Trong các công nghệ làm khuôn tự đông cứng, nhựa Furan đóng vai trò quan trọng nhất hiện nay trên thế giới

• Dùng làm khuôn và lõi để đúc đơn chiếc và hàng loạt các phôi gang, gang cầu, thép, thép hợp kim có trọng lượng từ vài kg đến trên 200 tấn.

• Nhựa furan (Furan resin) là một hợp chất polymer với thành phần (công thức HA): 75%

Furfurylalcohol + 11% Formaldehyde + 9% Ure + 5% Nước

• Tỷ lệ giữa 2 thành phần Formaldehyde và Urê sẽ ảnh hưởng đến thời gian đông cứng và độ bền của hỗn hợp Furan

• Thành phần Furfurylalcohol (FA) sẽ ảnh hưởng đến tính chất chịu nhiệt của hỗn hợp Đó là lý

do khi đúc thép thành phần FA nhiều khi phải lên đến 90% và Nitơ không được quá 1% Nhiều Nitơ sẽ gây rỗ khí khi đúc thép.

• Chất đông cứng của công nghệ furan là một loại axit hoặc hợp chất axit mạnh, đông cứng theo phản ứng:

Nhựa Furan (lỏng) + chất đông cứng => nhựa cứng + nhiệt + nước

• Tùy theo điều kiện thời tiết, khí hậu, độ ẩm cao cần có nhiều chất đông cứng khác nhau để thích hợp với thời gian làm việc (tuổi xuân) của hỗn hợp cát

Phương pháp làm khuôn bằng nước thủy tinh

• Công nghệ này được đông cứng theo công thức:

Các phương pháp làm khuôn tự đông cứng khác

• Phenol resin + chất đôngcứng (axit)

– Khi thay Phenol cho FA

• Pentex: Polyurethan + chất xúc tác Pyridin

– Chất kết dính hữu cơ gồm 3 thành phần: Polyol + Chất đông cứng gốc Urethan + Chất xúc tác gốc Pyridin (axit amin) – để làm tăng nhanh tốc độ đông cứng

– Công nghệ Pentex dùng làm khuôn và lõi đơn chiếc để đúc hầu hết các loại kim loại: gang, thép, Nhôm

– Ưu điểm: ít Nitơ, ít Formaldehyde, độ phá khuôn tốt, không P/S

– Nhược điểm: Độc hại (Isocyanate), chất đông cứng đắt, tuổi xuân ngắn

• Alphaset: Phenol resol + Ester (Triacetin)

– Chất kết dính Alphaset dạng lỏng là một hợp chất Polymer giữa Phenol

và Formaldehyde– Chất đông cứng là một Ester (Triacetin)

– Alphaset dùng làm khuôn và lõi theo lối thủ công để đúc gang thép

– Ưu điểm:không mùi (tốt cho môi trường) Chất lượng phôi tốt, bề mặt láng

– Nhược điểm: Cát tái sinh không dễ như cát furan Chất lượng cát tái

sinh không tốt, Tuổi thọ chất kết dính ngắn

CÔNG NGHỆ HỘP NÓNG

• Bao gồm:

– Hotbox (hộp nóng 230oC)

– Warmbox (hộp nóng 180oC)

– Shellmoulding (hộp nóng 230oC) hay còn gọi là Công nghệ

Croning, Chất kết dính Croning có dạng bột, gốc Phenol

Formaldehyde Nhiệt độ chảy của loại bột này từ 60C đến 100C – Cát nhựa (Bột Novolac 2-5% trộn với cát silica ở nhiệt độ 120oC Nhiệt độ sau đó giảm xuống 100C Sau đó cho thêm vào 12% dung dịch Hexa (35% trong nước) và trộn đều Cuối cùng cho 0.2% Calciumstearat vào trộn - giúp việc lấy lõi ra khỏi khuôn dễ hơn)

• Ứng dụng: làm lõi hàng loạt

• Nhược điểm:

– Tốn năng lượng,

– Dụng cụ làm khuôn phải bằng kim loại chịu nhiệt

– Ô nhiễm môi trường: khí độc thoát ra khi ở nhiệt độ cao

• Là công nghệ quan trọng nhất hiện nay

trong các xưởng đúc chi tiết hàng loạt (như các bộ phận ô tô)

• Sử dụng khí để đông cứng

CÔNG NGHỆ HỘP NGUỘI

• Betaset: Phenol Resol + Khí Methylformiat

– Beta set là một hợp chất Polymer gốc Phenol với độ pH = 14, gồm 2 thành phần: Phenol Resol và khí Methylformiat

– Sự đông cứng hỗn hợp dựa trên việc giảm độ pH của Phenol Resol

– Ưu điểm: tốt cho môi trường, không mùi

– Nhược điểm: độ bền khuôn không cao lắm

• Phenol Resol/CO2

– Công nghệ Phenol Resol/CO2 được biết đến vào những năm 1990 như

là một chọn lựa thay thế cho công nghệ nước thủy tinh vì độ bền cao hơn

khuôn làm lõi nên cũng ít xưởng đúc sử dụng.

• PUCB: Polyurethan coldbox + Khí Amin

– Được áp dụng nhiều nhất hiện nay trên thế giới (75% tại Đức) để làm lõi đúc hàng loạt các loại phôi gang, gang cầu, thép, nhôm và các hợp kim khác cho ngành ô tô

– PUCB gồm 3 thành phần: Polycol (Polybenzylic Ether Phenol) +

Polyisocyanat + Khí amin (TEA, DMEA…)

– Lõi sau khi làm xong có độ bền rất cao và có thể đúc ngay

– Có thể làm những lõi khó nhất, có thành mỏng nhất mà không sợ bị gãy hoặc vỡ

– Lõi sau khi làm xong có thể để hàng tuần mà không sợ giảm mất độ bền cũng như không bị ảnh hưởng đến bởi khí hậu, độ ẩm

CÔNG NGHỆ HỘP NGUỘI

• Kỹ năng thao tác đơn giản

• Linh hoạt trong sản xuất

• Năng suất cao

CÔNG NGHỆ CÁT THỦY TINH

• Độ dư gia công lớn, bề mặt

• Cát không tái sinh được dẫn

đến chi phí tăng (bao gồm cả chi phí đổ thải)

• Khuôn chóng hỏng

nếu có thiết bị làm khuôn hỗ trợ.

• Chi phí đầu tư cao

• Chi phí vận hành thấp do có khả

năng tái sinh

• Chi phí cho 1 tấn cát làm khuôn:

563,500VND/tấn

(1% furan, 0,4% axit)

CÔNG NGHỆ CÁT THỦY TINH

• Phù hợp đúc sản phẩm với số lượng nhỏ, trọng lượng SP lớn

• Chi phí đầu tư thấp

• Chi phí vận hành cao do không có khả năng tái sinh hoặc tái sinh thấp

• Chi phí môi trường (do không tái sinh được nên chi phí đổ thải cao)

• Chi phí cho 1 tấn cát làm khuôn: 961.000VND/tấn

cát)

Giả sử nhà máy sản xuất 1,000T sản phẩm/năm tương đương 5,000T cát khuôn/năm sẽ tiết kiệm được 1,98 tỷ hay 110,000USD/năm

CÁC YẾU TỐ QUAN TRỌNG TRONG CÔNG NGHỆ LÀM KHUÔN FURAN

MỌI VIỆC BẮT ĐẦU TỪ MẪU!

• BẤT CỨ KHIẾM KHUYẾT NÀO TRÊN

MẪU SẼ THỂ HIỆN TRÊN KHUÔN

• LÀM SẠCH VÀ BẢO DƯỠNG

KHUÔN KÉM SẼ DẪN ĐẾN CÁC

VẤN ĐỀ TRONG SẢN XUẤT

MẪU CỦA BẠN CÓ GIỐNG THẾ NÀY KHÔNG?

ĐỂ SẢN XUẤT RA SẢN PHẨM NHƯ THẾ NÀY?

HAY CHÚNG TRÔNG NHƯ THẾ NÀY?

HÌNH DÁNG HẠT CÁT

CÁT TRÒN CÁT BÁN GÓC CẠNH

HÌNH DÁNG HẠT CÁT

CÁT GÓC CẠNH CÁT RẤT GÓC CẠNH

TÊN LOẠI CÁT SILICA SAND

(ALLAHABAD)

SILICA SAND (CHELFORD)

VÍ DỤ VỀ SỰ PHÂN BỐ CỦA

NHỰA KẾT DÍNH

0.5 KG CÁT CỠ HẠT 70 AFS CÓ DIỆN TÍCH BỀ

KẾT DÍNH, CÓ NGHĨA LÀ TOÀN BỘ DIỆN TÍCH

BỀ MẶT PHẢI ĐƯỢC BỌC MỘT LƯỢNG NHỰA TƯƠNG ĐƯƠNG 12-14 GIỌT TRONG 5 GIÂY

THÀNH PHẦN CÁT

• CÁC HIỆU ỨNG DO TRƯƠNG NỞ

• KHẢ NĂNG CHỊU NHIỆT

SẢN PHẨM BỊ LỖI DO CÁT

LƯỢNG AXIT YÊU CẦU

• TĂNG LƯỢNG HOÁ CHẤT TIÊU THỤ

• GIẢM TUỔI XUÂN TRONG MỘT SỐ

CÔNG NGHỆ KHUÔN

MÁY TRỘN LIÊN TỤC

Các loại và kích thước khác nhau

CÁC LỖI THƯỜNG GẶP KHI

CHỌN MUA MÁY TRỘN

• KÍCH THƯỚC MÁY TRỘN KHÔNG

PHÙ HỢP

• THIẾU THIẾT BỊ ĐỂ PHÙ HỢP VỚI

MÔI TRƯỜNG XUNG QUANH

• KHÓ LÀM SẠCH, BẢO DƯỠNG

CÁC LỖI TRỘN CÁT THƯỜNG GẶP

BÀN RUNG NÉN CÁT

• TĂNG CHẤT LƯỢNG VẬT ĐÚC

• CHẤT LƯỢNG KHUÔN ĐỒNG ĐỀU

• TỐC ĐỘ

THIẾT BỊ VẬN CHUYỂN KHUÔN

TÁI CHẾ CÁT TẠI SAO PHẢI TÁI CHẾ?

• Tiết kiệm chi phí

• Vấn đề về môi trường

• Cải thiện đặc tính của cát

• Cải thiện chất lượng vật đúc

CÁC YÊU CẦU VỀ TÁI CHẾ

CÁC BƯỚC KIỂM TRA CÁT

SAND TO METAL RATIO v L.O.I Based

on 1.0% resin and 10% new sand addition

CÁC BẢO DƯỠNG CƠ BẢN

• KHÔNG CÓ NHỮNG BIỆN PHÁP KIỂM

SOÁT PHÙ HỢP, PHƯƠNG PHÁP LÀM

KHUÔN KHÔNG NUNG SẼ KHÔNG MANG LẠI LỢI ÍCH CHO XƯỞNG ĐÚC

• NẾU SỬ DỤNG ĐÚNG, HIỆU QUẢ VỀ

CHẤT LƯỢNG VÀ NĂNG SUẤT CỦA

PHƯƠNG PHÁP NÀY ĐƯỢC TOÀN THẾ

GIỚI CÔNG NHẬN

KẾT LUẬN