đúc Nhiệt độ rót ( 0 C) 560 590 620 650 Bên mép trong phơi đúc Có lẫn xỉ Có lẫn xỉ Khơng có khuyết tật Khơng có khuyết tật Bên mép ngồi phơi đúc Có lẫn xỉ, phân lớp rõ Có lẫn xỉ, có phân lớp Khơng có khuyết tật Có hiện tượng nứt Bề mặt phơi đúc Có lẫn xỉ Có lẫn xỉ Có lẫn xỉ Có lẫn xỉ
Thường thì nhiệt độ rót ra khn khơng là nhiệt độ nấu luyện. Nếu hợp kim đúc chứa các nguyên tố hợp kim hóa là các kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao thì sau khi nấu chảy hợp kim cần hạ bớt nhiệt độtrước khi đúc và ngược lại khi nấu luyện hợp kim có nguyên tố hợp kim hóa là kim loại dễ chảy, dễ bay hơi thì sau khi nấu luyện cần tăng nhiệt độ hợp kim trước khi rót [48].
Ở mục trước nhóm đề tài đã nghiên cứu và đưa ra nhiệt độ tối ưu để nấu luyện hợp kim SAM 15 là khoảng nhiệt độ 5200 C ÷ 5600 C. Tiến hành thí nghiệm đúc sản phẩm với khn có nhiệt độ 1000 C÷1500 C khảo sát nhiệt độ rót thay đổi từ 5600 C, 5900 C, 6200 C, 6500 C. Đánh giá chất lượng vật đúc theo sự phân lớp, rỗ, nứt, lẫn xỉ bằng quan sát hoặc siêu âm. Kết quả thí nghiệm cho thấy: Khi nhiệt độ của hợp kim lỏng 5200 C ÷ 5600 C kim loại lỏng khơng linh động, khả năng điền đầy khn kém, vật đúc có hiện tượng phân lớp.
Khi tăng nhiệt độ rót của hợp kim lỏng từ 5600 C đến 5900 C hợp kim lỏng có khả năng điền đầy tốt, nhưng vẫn xảy ra hiện tượng phân lớp nhưng ít hơn. Khi nhiệt độ rót cao 5900 C đến 6200 C chất lượng bề mặt vật đúc mịn, đẹp, hợp kim khơng bị co ngót.
Khi nhiệt độ rót cao trên 6500 C vật đúc có hiện tượng kim loại lỏng bám dính khn, lâu đơng đặc, có hiện tượng co ngót và có hiện tượng nứt.
Vậy nhiệt độ rót thích hợp là khoảng 6200 C cho chất lượng đúc tốt nhất, khi rót ở nhiệt độ thấp hơn khả năng điền đầy khuôn của hợp kim lỏng kém hơn có hiện tượng phân lớp. Khi rót ở nhiệt độ cao hơn gây hiện tượng co ngót vật đúc có chất lượng kém, hơn nữa nhiệt độ càng cao độ cháy hao nhiên liệu càng cao và càng tiêu tốn năng lượng để gia nhiệt cho lò.
Xác định thời gian rót và làm nguội.
Đúc hợp kim SAM 15 sử dụng gầu rót và rót từ ruột khn ra. Ruột khn được thiết kế có lỗ rót và lỗ lọc xỉ riêng nhằm giữ lại xỉ lại trong ruột khn chỉ có phần hợp kim lỏng là đi qua và đi lịng khn.
Thời gian rót và tốc độ rót có thể tự điều chỉnh bằng việc quan sát. Khi rót cần điều chỉnh tốc độ sao cho hợp kim lỏng không bị tràn ra khỏi lỗ rót (vì phần kim loại lỏng tràn ra khỏi lỗ rót thường lẫn các tạp chất đồng thời gây hiện tượng tạo dòng chảy rối bên trong khn kim loại) tức là tốc độ rót bằng tốc chảy qua lỗ chân ruột khn đi vào trong thành khn sao cho dịng kim loại chảy vào lịng khn là dịng chảy tầng (dòng chảy tầng giúp ta dễ kiểm soát được xỉ tạp chất lẫn vào và sử dụng thìa múc vớt ra dễ dàng hơn). Ngừng rót khi hợp kim lỏng đạt chiều cao của vật đúc, lúc đó ta tiến hành bù ngót.
NGUYÊN CÔNG LÀM NGUỘI
Sau khi bù ngót xong không được tháo khuôn ra luôn phải chờ hợp kim lỏng chưa được đơng đặc hồn tồn tránh khả năng vật đúc bị sứt mẻ, nứt vỡ. Sau khi tháo khn cần dùng kìm đưa vật đúc ra khỏi khn bằng kìm sắt và tiến hành làm mát khn bằng nước. Nhúng khuôn kim loại vào nước để làm mát khuôn đồng thời hạ nhiệt độ khn. Vì khn kim loại truyền nhiệt rất nhanh, khuôn sau khi đúc sẽ bị gia nhiệt bởi nhiệt độ của hợp kim lỏng, nhiệt độ khuôn cao làm giảm tốc độ nguội của hợp kim, làm cho kích thước hạt thơ to cơ tính xấu [49].
4.6 Tổng hợp kết quả nghiên cứu công nghệ đúc.
Bạc lót làm từ hợp kim kẽm nhôm SAM 15 được đúc trong khuôn kim loại, ruột khuôn làm bằng hỗn hợp cát nước thủy tinh. Để có chất lượng đúc tốt nhiệt độ khuôn đúc 1500 C, nhiệt độ đúc 6200 C. Có thể đúc rót theo phương pháp đúc thông thường. Trong sản xuất công nghiệp đúc áp lực là tốt nhất, có thể tự động hóa q trình đúc, tăng năng suất sản xuất, hạ giá thành sản phẩm.
4.7. Cơ lý tính của hợp kim SAM 15.
Sau khi tiến hành nấu luyện và đúc hợp kim SAM 15 theo công nghệ đã nêu trên đem thử cơ tính mẫu đúc hợp kim SAM 15 về giới hạn bền kéo, độ
Bảng 4.5. Cơ tính của SAM 15 sau đúc và hợp kim tiêu chuẩn của Nga.
Bảng trên thể hiện rõ cơ tính của hợp kim Sam 15 sau khi đúc. Giới hạn bền kéo, độ dãn dài tương đối, độ cứng là các thông số quan trọng nhất thể hiện khả năng làm việc của bạc lót. So với mác hợp kim tiêu chuẩn của Nga thì cơ tính của hợp kim nghiên cứu là tương đương tuy nhiên độ cứng của hợp kim sau khi đúc cao hơn nhiều so với hợp kim tiêu chuẩn tuy nhiên độ dãn dài lại thấp hơn so với hợp kim tiêu chuẩn hơn nữa độ cứng cao quá làm giảm khả năng cắt gọt gia cơng cơ khí, giảm khả năng chịu mài mịn của bạc. Để cải thiện cơ tính của vật đúc có thể thực hiện thêm ngun cơng nhiệt luyện
Quan sát hình 2 giản đồ pha hai cấu tử hệ kẽm nhôm [50] cho thấy hợp kim Zn85Al15 khơng có hiện tượng chuyển biến pha khi tăng hoặc giảm nhiệt độ hợp kim nên để tăng độ dãn dài và giảm độ cứng ta chọn chế độ nhiệt luyện là ủ. Mục đích của ủ:
- Giảm độ cứng.
- Tăng độ giãn dài tương đối.
- Tăng khả năng chịu mài mòn.
Tên mẫu Hợp kim SAM 15 nghiên cứu Hợp kim SAM 15 của Nga
Giới hạn bền kéo σb, Mpa Độ dãn dài tương đối δ , % Độ cứng HB, KG/mm2 Giới hạn bền kéo σb, Mpa Độ dãn dài tương đối δ , % Độ cứng HB, KG/mm2 Hợp kim SAM 15 453,21 4, 7 145 400÷600 5÷8 105÷115
- Đồng đều hóa thành phần hợp kim sau đúc.
CHUẨN BỊ MẪU VÀ THIẾT BỊ Ủ.
a. Mẫu : hợp kim SAM 15 sau khi đúc.
Thiết bịủ: Ủ hợp kim trong lị múp có giới hạn giao động nhiệt là ± 100 C, nhiệt độ tối đa là 10000 C tại phịng thí nghiệm Cơng nghệ Vật liệu của viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim
b. Lị nung mẫu quy mơ nhỏ: + Lị có cơng suất 1,2kw
+ Nhiệt độ nung 0 ÷ 10000 C.
Hình 4.4 . Lị nung quy mơ nhỏ tại.
c. Lị nung quy mơ mở rộng + Cơng suất lị 3kw,
Hình 4.5. Lị nung. TIẾN HÀNH Ủ.
Tham khảo một số tài liệu và dựa vào giản đồ pha Zn-Al chọn nhiệt độ ủ trong khoảng 2500 C ÷ 2600 C. Thời gian ủ 1h 15 phút. Thí nghiệm ủnhư sau:
- Cho mẫu hợp kim vào lò nâng nhiệt độ lên khoảng 2500 C ÷ 2600 C.
- Chờ cho nhiệt độ đạt được khoảng nhiệt độ đã chọn thì bắt đầu tính thời gian nung.
- Giữ mẫu trong lò với nhiệt độ đã chọn trong thời gian 1h 15 phút.
- Sau khi hết thời gian nung ta tắt lị và để mẫu nguội cùng lị.
Hình 4.6. Mẫu ủ.
KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC SAU KHI NHIỆT LUYỆN.
Sau khi ủ mẫu hợp kim SAM 15 tiến hành thử cơ tính và có kết quả như sau: