TÍNH CỦA HỢP KIM A356
4.1.1 Mục đớch thớ nghiệm
Thớ nghiệm tiến hành đỳc trong 4 loại khuụn là khuụn kim loại, khuụn tươi,
khuụn cỏt-thuỷ tinh lỏng và khuụn đỳc mẫu chỏy để biết được ảnh hưởng của cỏc loại khuụn đú tới độ bền độ cứng và tổ chức của vật đỳc.
4.1.2 Cỏch tiến hành thớ nghiệm
a) Chuẩn bị mẫu chỏy:
Mẫu chỏy thớ nghiệm cú kớch thước Φ22 dài 200 mm (xem mục 3.23). Mẫu làm ra được để trong tự nhiờn từ 5 – 7 ngày. Mẫu dựng làm khuụn đỳc mẫu chỏy thỡ
phải sơn, cũn cỏc khuụn khỏc thỡ khụng sơn. Mẫu được sơn một lớp dày 0,3-0,4
mm sau đú được đem sấy khụ chế độ sấy (xem mục 3.2.2c). Trong quỏ trỡnh sấy
phải khụng để mẫu va chạm vào nhau hoặc va chạm vào vật khỏc sẽ làm bong lớp sơn vừa sơn, kết thỳc quỏt trỡnh sấy thỡ để mẫu trong mụi trường tự nhiờn từ 1-2h rồi mới tiến hành chốn mẫu vào khuụn.
b) Chuẩn bị khuụn:
Làm khuụn tươi: Chế tạo hỗn hợp làm khuụn: Cõn 4,5kg cỏt thạch anh, 350
gam sột bentonớt, 225 gam nước trộn đều. Sau đú tiến hành gió khuụn. (Cỏch chế
tạo khuụn xem mục 3.2.2a)
Làm khuụn CO2: Cõn 4,5kg cỏt thạch anh, 450 gam thuỷ tinh lỏng trộn đều
rồi gió khuụn, lấy mẫu. Sau đú thổi khớ CO2 để đúng rắn khuụn (Cỏch chế tạo khuụn xem mục 3.2.2a) .
c) Chuẩn bị khuụn cỏt khụ cú hỳt chõn khụng:
Cõn 5 kg cỏt, rải cỏt khụ vào từng khuụn, đặt mẫu vào giữa, đổ cỏt xung quanh, rung khuụn sao cho chặt. Nối thựng khuụn với hệ thống hỳt chõn khụng. Bao đỉa sột quanh khuụn và phủ lờn khuụn một tấm nilon mỏng rồi mở van chõn
d) Nấu hợp kim nhụm A356 lỏng:
Nhụm lỏng được nấu từ nhụm thỏi thương phẩm cú 7%Si và cỏc nguyờn tố hợp kim khỏc. Nhụm được cắt thành thỏi nhỏ và được nấu như đó trỡnh bày trong chương 3.
e) Đỳc rút:
Khi kim loại lỏng đạt đến nhiệt độ 650OC, cỏc khuụn. đó được xếp thành
hàng. đặt móu xốp vào khuụn kim loại. khuụn CO2, khuụn tươi, đặt bỏt rút lờn
khuụn. Rồi rút khuụn (khờnh cả nồi kim loại đi rút). Mục đớch của việc đặt mẫu xốp trong khuụn để đảm bảo điều kiện đỳc rút như nhau và cũng phự hợp với khuụn đỳc mẫu chỏy. Mỗi lần làm 3 lần thớ nghiệm để lấy kết quả trung bỡnh. (hỡnh 4.1 là hỡnh ảnh rút khuụn đỳc mẫu chỏy)
Hỡnh 4.1 Rút khuụn đỳc mẫu chỏy
4.1.3 Kết quả thớ nghiệm
Cỏc nẫu đỳc ra được tiện một khoanh để soi tổ chức và đo độ cứng, phần cũn lại được tiện thành mẫu hỡnh 4.2 để đo độ bền.
a) trong khuụn kim loại x200 b) đỳc trong khuụn tươi x200
c) đỳc trong khuụn CO2 x200 d) đỳc mẫu chỏy hỳt chõn khụng x200 Hỡnh 4.3 Ảnh tổ chức của hợp kim đỳc A356
a) kết quảđo soi tổ chức mẫu:
Cỏch chuẩn bị xem tổ chức xem mục 3.3.1
Mẫu được mài nhẵn và tẩm thực rồi soi tổ chức bằng kớnh hiển vi điển tử AXIOVER100A (ảnh hỡnh 3.7). Kết quả ảnh tổ chức được đưa ra trờn hỡnh 4.3
b) Kết quảđo độ bền:
Độ bền của mẫu được đỏnh gia bằng mỏy thử cơ tớnh vạn năng MTS793 (ảnh hỡnh 3.9). Kết quả thử nghiệm cơ tớnh:
- mẫu đỳc trong khuụn tươi xem trong phụ lục 1.a
- mẫu đỳc trong khuụn CO2 xem trong phụ lục 1.b
- mẫu đỳc trong khuụn cỏt khụ hỳt chõn khụng xem trong phụ lục 1.c
- mẫu đỳc trong khuụn kim loại xem trong phụ lục 1.d
Hỡnh 4.4 Đường cong biến dạng của mẫu đỳc trong cỏc khuụn khỏc nhau d) Kết quảđo độđộ cứng:
Độ cứng của mẫu được xỏc định bằng mỏy đo độ cứng ARK (ảnh hỡnh 3.8) và được dưa ra trong bảng 4.1
Bảng 4.1.Độ cứng của vật đỳc trong cỏc khuụn, HB
Loại khuụn N1 N2 N3 Trung bỡnh
Chõn khụng 17.5 17.5 17.5 68.85
CO2 18 18.5 17.5 63.2
Tươi 17.5 17 17.5 69.8
Từ cỏc số liệu thớ nghiệm xột nghiệm cơ tớnh trong phụ lục 1 và độ cứng (bảng 4.1) rỳt ra độ bền độ bền kộo đứt (Rkm ); độ bền kộo quy ước (Rp0,2) và độ cứng của cỏc mẫu đỳc trong khuụn khỏc nhau được tổng hợp trong bảng 4.2.
Bảng 4.2 Cơ tớnh của mẫu thớ nghiệm từ hợp kim nhụm A356
Tớnh chất Khuụn tươi
Khuụn CO2 Khuụn cỏt khụ hỳt chõn khụng Khuụn kim loại Đỳc khuụn cỏt/kim loại [3] Rkm , kG/mm2 16,1393 16,3673 14,0548 18,7984 26/29 Rp0,2, kG/mm2 9,9135 8 9,5949 10,688 19/21 HB 69,8 63,2 68,85 80,6 80/90 4.1.4 Nhận xột:
Từ kết quả thớ nghiệm trờn cho nhận xột:
- Trong cỏc ảnh tổ chức dự đỳc trong khuụn nào cũng chỉ cú pha α (nền trắng) và cựng tinh (Al+Si) đốm đen trắng nằm xung quanh biờn giới hạt.
- Hỡnh dạng của cựng tinh trong cỏc loại khuụn cú khỏc nhau. Ở khuụn CO2
cựng tinh ở thể hỡnh kim mỏng và dài. Ở cỏc khuụn khỏc tổ chức cựng tinh trũn đầu hơn.
- Khi đỳc trong cỏc khuụn khỏc nhau thỡ kớch thước hạt khỏc nhau. Kớch thước hạt lớn dần theo thứ tự: Khuụn kim loại, khuụn tươi, khuụn cỏt khụ hỳt chõn khụng rồi đến khuụn CO2
- Độ bền kộo quy ước (Rp0,2) của mẫu đỳc trong khuụn kim loại là cao nhất rồi đến trong khuụn cỏt khụ hỳt chõn khụng, thấp nhất là trong khuụn CO2
- Độ cứng của mẫu đỳc trong khuụn kim loại cao nhất, rồi đến trong khuụn tươi và trong khuụn cỏt khụ hỳt chõn khụng và thấp nhất trong khuụn CO2.
Tuy nhiờn so với mẫu chuẩn thỡ cỏc giỏ trị độ bền chỉ bằng già nửa. Nguyờn do là mẫu chuẩn đó được xử lý nhiệt và cú khử khớ tinh luyện, cũn trong mẫu đỳc thớ nghiệm cú tồn tại cỏc lỗ rỗ khớ do mẫu chỏy gõy ra.
4.2 NGHIấN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CHẤT BIẾN TÍNH 4.2.1 Mục đớch nghiờn cứu.
Để làm rừ vai trũ của chất biến tớnh cú tỏc dụng làm nhỏ hạt hay khụng khi đỳc theo cụng nghệ mẫu chỏy
4.2.2 Cỏch tiến hành
Chế tạo khuụn đỳc như mục 3.22c. Hợp kim đỳc là A365 cú chế độ nấu
luyện như nhau. Điều khỏc biệt trong thớ nghiệm này là một khuụn được đỳc rút
bằng hợp kim lỏng khụng biến tớnh, cũn khuụn khỏc được đỳc rút bằng hợp kim
lỏng được biến tớnh bằng hợp kim trung gian AlTi5B, lượng chất biến tớnh bằng 3%
kim loại lỏng. Mẫu đỳc ra được tiện thành khoanh đường kớnh 20 mm và cao 20
mm rồi đem đi mài đến búng và tẩm thực. Sau đú soi tổ cứhức
4.2.3 Kết quả thớ nghiệm
Hỡnh 4.5 đưa ra kết quả soi tổ chức mẫu đỳc với hợp kim khụng biến tớnh (hỡnh 4.5a và cú biến tớnh (hỡnh 4.5b).
a) chưa biến tớnh x 200 b) biến tớnh bằng AlTi5B x200 Hỡnh 4.5 Ảnh tổ chức mẫu đỳc trong khuụn mẫu chỏy x200
4.2.4 Nhận xột
Khi đỳc mẫu chỏy nếu được biến tớnh thỡ tổ chức hạt đạt tới mức nhỏ gần như đỳc trong khuụn kim loại.
4.3. ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ CHÂN KHễNG TỚI TỔ CHỨC VÀ CƠ TÍNH HỢP KIM A356
4.3.1 Mục đớch nghiờn cứu
Qua thớ nghiệm biết được vai trũ của chõn khụng trong đỳc mẫu chỏy.
4.3.2 Cỏch tiến hành thớ nghiệm
Cũng chế tạo khuụn cỏt khụ hỳt chõn khụng như mục 3.22c. Điều khỏc biệt ở đõy là thay đổi ỏp suất hỳt chõn khụng từ õm 200mmHg; 300mmHg; 400mmHg và 600mmHg. Hợp kim lỏng A356 được biến tớnh bằng hợp kim trung gian AlTi5B như thớ nghiệm trờn.
4.3.3 Kết quả thớ nghiệm
a) Kết quảđỏnh giỏ tổ chức của mẫu:
Sau khi mài mẫu, tẩm thực và soi tổ chức trờn kớnh hiển vi nhận được tổ chức của mẫu trờn hỡnh 4.6
a) Pck = -200mmHgx200 b) Pck = -300mmHgx200
c) ) Pck = -400mmHgx200
b) Kết quảđo ứng suất biến dạng mẫu:
Mẫu được đo ứng suất-biến dạng trờn mỏy kộo nộn vạn năng, Kết quả thử nghiệm cơ tớnh:
- mẫu đỳc trong khuụn tươi xem trong phụ lục 2.a - mẫu đỳc trong khuụn CO2 xem trong phụ lục 2.b
- mẫu đỳc trong khuụn cỏt khụ hỳt chõn khụng xem trong phụ lục 2.c
- mẫu đỳc trong khuụn kim loại xem trong phụ lục 2.d
Bảng 4.3 Độ cứng mẫu phụ thuộc vào ỏp suất hỳt chõn khụng
Áp suất hỳt khuụn N1 N2 N3 Trung bỡnh
-0.2atm 20 18.5 18.5 54.84
-0.3atn 17 18.5 18.5 62.78
-0.4atm 17 17 17.5 70.69
-0.6atm 16.5 17 17 73.36
Từ cỏc số liệu thớ nghiệm xột nghiệm cơ tớnh trong phụ lục 2 và độ cứng (bảng 4.3) rỳt ra độ bền độ bền kộo đứt (Rkm ); độ bền kộo quy ước (Rp0,2) và độ cứng của cỏc mẫu đỳc trong khuụn khỏc nhau được tổng hợp trong bảng 4.4.
Bảng 4.4 Cơ tớnh của mẫu thớ nghiệm từ hợp kim nhụm A356 đỳc trong khuụn cỏt khụ hỳt chõn khụng với Pck biến đổi trong khoảng từ -200mmHg đến- -600mmHg Tớnh chất -200 mmHg -300 mmHg -400 mmHg -600 mmHg Đỳc khuụn cỏt/kim loại [3] Rkm , kG/mm2 14,0548 13,7078 17,763 16,5343 26/29 Rp0,2, kG/mm2 9,5949 10,4948 11,2036 12,0927 19/21 HB 54,84 62,78 70,69 73,36 80/90 4.3.4 Nhận xột: Từ kết quả ở trờn cho nhận xột:
Khi ỏp suất hỳt chõn khụng càng sõu thỡ tổ chức hạt càng nhỏ, ứng suất biến dạng quy ước càng tăng, độ cứng càng cao. Tuy nhiờn cơ tớnh cũng chỉ khoảng trờn
60% so với mẫu chuẩn. Sở dĩ vậy mẫu cũng chưa được xử lý nhiệt và cũn cú khớ.