Bài giảng Công nghệ đúc - Chương 3: Vật liệu và hỗn hợp làm khuôn cát cung cấp cho học viên những kiến thức về khái niệm vật liệu làm khuôn, hỗn hợp làm khuôn; vai trò của hỗn hợp làm khuôn; những tính chất cần có của hỗn hợp làm khuôn; cát làm khuôn; chất dính;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
CHƢƠNG VẬT LIỆU VÀ HỖN HỢP LÀM KHUÔN CÁT Từ khóa: Mold mixture, Mould mixture, Mold Sand, Binder … PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 1 MỞ ĐẦU Vật liệu làm khuôn (VLLK): vật liệu dùng chế tạo khuôn đúc; gồm loại: vật liệu bản, chất dính, chất phụ gia Hỗn hợp làm khuôn (HHLK): kết hợp loại VLLK theo tỉ lệ xác định PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ MỞ ĐẦU Vật liệu bản: cát làm khn, đóng vai trò chất chịu nhiệt, tạo độ bền tổng thể khn Chất dính: có tác dụng liên kết hạt cát lại tạo độ bền cho khuôn Chất phụ gia: chất sử dụng với lượng nhỏ để bổ sung số tính chất cho HHLK PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ VAI TRÕ CỦA HHLK Trong trình đúc, HHLK tiếp xúc với KL lỏng VĐ dần hình thành HHLK tham gia vào trình phức tạp tương tác nhiệt, nhiệt hóa, hóa lý, khí … Những q trình tác động đến tính chất VĐ, cụ thể: PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ VAI TRÕ CỦA HHLK Nếu HHLK chịu nhiệt độ cao KL lỏng ngăn ngừa cháy dính cát nhiệt Nếu nhiệt độ cao, HHLK không phản ứng hóa học với KL lỏng, oxit KL, khí KL ngăn ngừa cháy dính cát nhiệt hóa Nếu HHLK có đủ độ xốp bảo đảm khí tránh khuyết tật khí HHLK mơi trường truyền nhiệt từ VĐ mơi trường bên ngồi HHLK định tốc độ nguội VĐ cấu trúc HK đúc PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ NHỮNG TÍNH CHẤT CẦN CĨ CỦA HHLK 3.1 Tính dẻo Để tạo hình dáng VĐ rõ nét, xác Tính dẻo phụ thuộc: - Tỉ lệ nước-sét, cát- sét (khuôn cát-sét) - Sử dụng chất dính đặc biệt - Độ hạt cát khuôn PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 3.2 Độ bền HHLK phải đủ bền để không bị phá hủy q trình làm khn, vận chuyển, rót khn Độ bền phụ thuộc: - Độ ẩm HHLK (khuôn cát – sét) - Loại hàm lượng chất dính - Độ đầm chặt làm khuôn - Độ hạt, thành phần độ hạt hình dạng hạt cát làm khuôn PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 3.3 Độ chịu nhiệt Khả làm việc nhiệt độ cao mà khơng bị thay đổi tính chất HHLK Độ chịu nhiệt phụ thuộc: - Loại cát làm khuôn - Bản chất hàm lượng chất dính - Độ hạt hình dạng hạt cát làm khn PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 3.4 Độ thơng khí Khả cho khí ngồi qua HHLK Độ thơng khí phụ thuộc: - Thành phần HHLK - Độ hạt, thành phần độ hạt hình dạng hạt cát làm khn - Độ đầm chặt khuôn PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 3.5 Tính lún Khả co bóp HHLK cho phép VĐ co dãn đông đặc khuôn vật đúc khơng bị nứt Tính lún phụ thuộc: - Loại chất dính - Hàm lượng chất dính - Các chất phụ gia (thí dụ: cho mùn cưa vào HHLK làm tăng tính lún) PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 10 Máy trộn cánh liên tục PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 72 Quy trình trộn khơ HHLK cát-sét Cho cát + cát tái sinh vào máy, trộn 2-5 phút Cho tiếp sét vào, trộn 5-10 phút Cho nước vào, trộn 5-10 phút Cho phụ gia vào, trộn 2-5 phút Ủ HHLK trộn 8-12 Đánh tơi HHLK PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 73 Quy trình trộn ƣớt HHLK cát-sét Trộn sét + nước thành dạng huyền phù; ủ 6-12 Trộn khô cát cát tái sinh 2-5 phút Cho huyền phù sét vào, trộn 10-20 phút Cho phụ gia vào, trộn 2-5 phút PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 74 Quy trình trộn HHLK cát-NTT cho cơng nghệ CO2 Trộn khô cát cát tái sinh 2-5 phút Cho tiếp sét vào, trộn 5-10 phút Cho NTT vào, trộn 5-7 phút Cho phụ gia vào, trộn 2-5 phút PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 75 Quy trình trộn HHLK cát-NTT cho HHLK tự đông rắn Phƣơng pháp - Trộn cát tái sinh + cát - Trộn ½ cát + NTT - Trộn ½ cát + chất đơng rắn - Trộn chung tất với phụ gia Phƣơng pháp - Trộn cát tái sinh + cát - Trộn cát + NTT - Trộn với phụ gia - Trộn với chất đông rắn Phƣơng pháp - Cát chất đông rắn phụ gia NTT PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 76 CHẤT SƠN KHUÔN 9.1.Tác dụng chất sơn khn Chống cháy dính cát Tăng độ nhẵn bề mặt vật đúc Tăng bền bề mặt cho khuôn ruột Hợp kim hóa lớp bề mặt vật đúc PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 77 9.2 Phân loại Theo dung môi: - Sơn nước: dung mơi hịa tan nước - Sơn khơng nước: dung mơi hịa tan cồn, aceton … Theo công dụng: - Sơn cho đúc gang - Sơn cho đúc thép - Sơn cho đúc HK màu … PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 78 9.3.Thành phần chất sơn khuôn Chất sơn Chất dính Chất ổn định Dung môi Các chất phụ gia PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 79 9.3.1 Chất sơn Là vật liệu chịu lửa dạng bột Là thành phần định tính chất sơn Chất sơn vơ (thường oxit KL): bột thạch anh, bột zircon, bột manhezit … Chất sơn hữu cơ: bột than đá, than gỗ, graphite … (thường dùng cho đúc gang) PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 80 9.3.2 Chất dính Thường chiếm tỉ lệ nhỏ Có tác dụng cho sơn dính bám bền lên bề mặt khuôn Yêu cầu: độ bền riêng cao, độ sinh khí nhỏ, khơng bị rộp xốp sấy Thường dùng: sét, NTT, mật mía, nước bả giấy, dextrin … PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 81 9.3.3 Chất ổn định Làm chậm tốc độ lắng chất sơn tạo thành hạt keo làm tăng độ nhớt dung dịch Sét bentonite, dextrin, keo cao su … PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 82 9.3.4 Dung môi Tạo môi trường cho hệ huyền phù-sơn Dung môi nước: sơn khuôn xong phải sấy khuôn Dung môi không nước: không cần sấy: benzen, aceton, rượu công nghiệp … PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 83 9.3.5 Các chất phụ Tạo cho sơn có tính chất đặc biệt Nhóm 1: làm tăng khả tách lớp cháy cát hóa học khỏi vật đúc: NaCl, CaCl2, NH4Cl … Nhóm 2: chất oxy hóa để chống cháy dính cát học: hỗn hợp V2O5 + Na2SO4 Nhóm 3: làm tăng khả liên kết sơn với bề mặt khuôn: KMnO4, H3PO4, K2Cr2O7 … Nhóm 4: Nâng cao tính ổn định sơn: mật mía, nước bả giấy … Nhóm 5: bảo quản chất hữu sơn: formalin, axit xalixilic … PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 84 9.4 Quy trình chế tạo sơn Nghiền mịn hạt sơn Sấy khơ chất sơn Sàng chất sơn để đạt độ mịn cần thiết Khuấy thùng khuấy PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 85 9.5 Sơn khuôn Sơn chổi - Dùng chổi mềm - Chỉ sơn chiều - Khó sơn Sơn nhúng: nhúng ruột vào thùng sơn Sơn phun: dùng thiết bị phun; đồng đều, sơn dính tốt PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 86 ... xuất đúc cho công nghệ: - Công nghệ cát- NTT-CO2 - Công nghệ cát- NTT chảy lỏng tự đông rắn - Công nghệ khuôn mẫu chảy … Thường dùng đúc gang, thép PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 48 5.5 Nhựa tổng hợp Nhựa...1 MỞ ĐẦU Vật liệu làm khuôn (VLLK): vật liệu dùng chế tạo khuôn đúc; gồm loại: vật liệu bản, chất dính, chất phụ gia Hỗn hợp làm khuôn (HHLK): kết hợp loại VLLK theo tỉ lệ xác... Nếu cát lẫn nhiều tạp chất thành phần hạt không phải làm giàu cát PGS.TS NGUYỄN NGỌC HÀ 13 4.2.2 Thành phần khống vật Thạch anh: khống vật - SiO2 - = 2, 5-2 ,8 kg/dm3 - Tnc 1680 – 17130C -