PHAN THU TU -CAC PHUONG PHAP CHE TAO PHO!
II. KHAI NIEM VE QUA TRINH SAN XUAT DUC VA CAC BO PHAN CO BAN CUA MOT KHUON DUC
Quá trình sản xuất vật đúc được biểu diễn trên sơ đồ.
Chế tạo bộ mẫu
Chế tạo hỗn hóp Chế tạo hỗn hợp
làm khuôn làm thao
i Nấu
Lam khuôn kim loại Làm thao llỗi)
(hợp kim)
| và rót “|
Sấy khuôn
NY Sấy thao (lối
` Lắp khuôn và thao
Dõ khuôn lấy Tháo thao khởi Làm sạch `
vat dic = vật đúc vật đúc Kiểm tra
117
Muốn đúc một chỉ tiết như hình 27a, trước tiên cán bộ kỹ thuật.
phải vẽ bản vẽ vật đúc, (hình 27bì có tính đến độ co ngót của vật:
liệu và lượng dư gia công cơ khí tiếp sau.
Can cứ vào bản vẽ vật đúc, bộ phận xưởng mộc mẫu chế tạo ra mẫu (hình 27c) và hộp thao (hình 27d). Mẫu tạo ra lòng khuôn - có hình dạng bên ngoài của vật đúc (hình 27g).
Hộp thao để tạo ra thao (lõi) có hình dáng giống hình dạng bên trong của vật đúc (hình 27e). Láp thao vào trong khuôn và lắp ráp khưôn được khuôn đúc (hình 27g). Để dẫn kim loại vào khuôn, khi làm khuôn ta phải tạo hệ thống rót bao gồm phêu rót 2, ống rot 3, rãnh dẫn 5, (hỉnh 27g). Rót kim loại vào qua hệ thống rót: này.
Sau khi kim loại đông đặc, nguội đem phá khuôn, làm sạch được
vật đúc (hình 27h),
Hình 27g trình bày các bộ phận cơ bản của một khuôn đúc. Lòng khuôn 1 phù hợp với hỉnh dạng vật đúc, kim loại lòng được rót vào cốc rót 2, theo ống rót 3, qua rãnh lọc xỉ 4 và rãnh dẫn õð vào lòng khuôn. Bộ phận 6 để dẫn hoi từ lòng khuôn ra ngoài khi rót kim loại lỏng (gọi là đậu hơi) đồng thời còn làm nhiệm vụ bổ sung kim loại cho vật đúc khi đông đặc (đậu ngót). Hòm khuôn trên 7, hòm khuôn dưới 9 để làm nửa khuôn trên 10 và nửa khuôn dưới 11. Để lap hai nửa khuôn chính xác ta dùng chốt định vị 8. Vật liệu trong khuôn 12 gọi là hỗn hợp làm khuôn (cát), thao (lõi) 18 tựa vững trong khuôn nhờ gối thao 14.
Để nâng cao độ bền của hỗn hợp làm khuôn trong khuôn ta dùng những gân hòm khuôn lỗ và xương 16. Dé tăng tính thoát khí cho khuôn ta tiến hành xiên các lỗ thoát khí 17. Sau khi đúc xong, đỡ khuôn ta được vật đúc như hình 27h.
118
[lp 150
rie | |
a $250
9)
BS a Ss iz > SKY Rates
ar đ)
Hinh 27. Qui trình chế tạo phôi đúc.
119
2 Sas
277224 >>
SN ile v22
Hình 27. Qui trình chế tạo phôi đúc. (rếp)
Ill. HON HOP LAM KHUON VA LAM THAO
1. Yêu cầu
Hỗn hợp làm khuôn và thao phải thỏa mãn những yêu cầu sau đây:
+ Tính đẻo là khả năng biến đạng vinh cửu của hỗn hợp khi thôi lực tác dụng (sau khi rút mẫu hay tháo hộp thao).
Tính dẻo của hỗn hợp đảm bảo dễ làm khuôn, thao và cho ta nhận được lũng khuụn, thao Tử nột.
Tính dẻo tăng khi lượng nước trong hồn hợp tăng đến 8% đất sét, chất dính kết tăng cát hạt nhỏ.
+ Độ bền là khả năng của hỗn hợp chịu được tác dụng của ngoại lực mà không bị phá hủy. Khuôn, thao cần đảm bảo bền để
120
không vỡ khi vận chuyển; lắp ráp khuôn, thao và khi rót kim loại lỏng vào khuôn.
Độ bền tăng khi lượng nước tăng đến 8%; cát nhỏ, không đồng đều, sác cạnh và khi lượng đất sét tăng. Khuôn khô có độ bền cao hơn khuôn tươi.
+ Tính lún la kha nang giảm thể tích của hỗn hợp khi chịu tác dụng của ngoại lực. Tính lún làm giâm sự cản trở của khuôn thao khi vật đúc co ngót trong quá trình kết tỉnh và nguội để tránh nứt rổ, cong vênh của vật đúc.
Tính lún tăng khi cát hạt to, chất dính kết ít, chất phụ (ví dụ:
mùn cưa, rơm rạ, bột than...) tăng.
+ Tính thông khí là khả năng thoát khí từ lòng khuôn và trong hỗn hợp ra ngoài để tránh rỗ khí vật đúc. Tính thông khí tăng khi cát hạt to và đều, lượng đất sét và chất dính kết ít, chất phụ nhiều và lượng nước Ít.
+ Tính bền nhiệt là khả năng giữ được độ bền ở nhiệt độ cao của hỗn hợp làm khuôn. Tính bền nhiệt đảm bảo cho thành khuôn và thao khi tiếp xúc với kim loại lỏng ở nhiệt độ cao không bị cháy.
Tính bền nhiệt tăng khi lượng 5¡O, trong, hỗn hợp táng, cát to và tròn, chất phụ Ít.
+ Độ ẩm. Dộ ẩm của hỗn hợp là lượng nước chứa trong hỗn hợp đó tính bằng %. Độ ẩm tăng đến 8% làm cho độ bền, độ dẻo của hỗn hop tang. Qua giới hạn đó sẽ có ảnh hưởng xấu.
2. Các vật liệu làm khuôn và thao
Hỗn hợp làm khuôn, thao bao gồm cát, đất sét, chất dính kết và
chất phụ.
+ Cát. Cát là thành phần chủ yếu của hỗn hợp làm khuôn, thao, Thành phần hơa học chủ yếu của cát là 5¡O; (thạch anh), ngoài ra còn cố một Ít đất sét và tạp chất khác.
+ Đất sét thành phần chủ yếu là cao lanh cố công thức là
121
mAl,O,. nSiO,. qH,0O. Ngoai ra con m6t sé tạp chất khác như CaCO,, Fe,0,, Na,CO,. Khi lugng nudc thich hgp dat sét déo va dính, khi sấy khô độ bền tăng nhưng dòn, dễ vỡ.
Đất sét cho vào hỗn hợp làm khuôn, thao làm tăng độ dẻo, độ bền của hỗn hợp. -
+ Chất kết dính là những chất được đưa vào hỗn hợp để tăng độ dẻo, độ bền của nó.
Những chất dính kết thường dùng như dầu thực vật (dầu lanh, dầu bông, dầu trẩu...), các chất hòa tan trong nước (đường, mật mía, bột hồ...), các chất dính kết hớa cứng (nhựa thông, xi măng, bã hắc ín) và nước thủy tỉnh (là dung dich silicat Na,O.nSio,. mH,O hoặc K,O. nŠiO:. mH,0).
+ Chất phụ là những chất dựa vào để tang tính lún, tính thông khí, tăng độ bóng bề mặt khuôn, thao và tăng khả năng chịu nhiệt của hỗn hợp. Chất phụ gồm hai dạng chỉnh sau đây.
- Những chất phụ trộn vào hỗn hợp như mùn cưa, rơm rạ, bột than nhờ nhiệt độ của kim loại lỏng khi rót vào khuôn chúng bị cháy tạo nên các khoảng trống trong hỗn hợp làm tăng độ xốp, độ lỳn và khọ năng thoỏt khớ của hỗn hợp.
- Chất sơn khuôn. Có thể dùng bột graphit, bột than, nước thủy tỉnh, bột thạch anh hoặc dung dịch của chúng với đất sét sơn lên bề mặt khuôn, thao để tăng độ bóng, tính chịu nhiệt của chúng.
3. Chế tạo hỗn hợp làm khuôn và thao
Đem trộn các vật liệu trên theo tỈ lệ nhất định phụ thuộc vào vật liệu, khối lượng vật đúc ta được hỗn hợp làm khuôn và thao.
Hỗn hợp làm khuôn chia hai loại:
- cát áo dùng để phủ sát mấu khi làm khuôn nên phải có độ bền, độ dẻo cao và bền nhiệt vì lớp cát này tiếp xúc trực tiếp với kim loại lỏng. Cát áo thường được làm bằng vật liệu mới và chiếm khoảng 10 + 15% lượng cát làm khuôn.
122
- cát đệm dùng để đệm cho phần khuôn còn lại nhằn: tăng độ bần của khuôn. Cát đệm không yêu cầu cao như cát áo nhưng phải có tính thông khí cao.
Thường dùng cát cũ để làm cát đệm và chiếm khoảng BB + 90%
tổng lượng cát khuôn.
Tỉ lệ các vật liệu trong hỗn hợp làm khuôn tùy thuộc vật liệu, trọng lượng vật đúc nhưng nói chung cát chiếm khoảng 70 + 80%, đất sét khoảng 8 + 20%.
So với hỗn hợp làm khuôn, hỗn hợp làm thao yêu cầu cao hơn vi thao làm việc ở điều kiện khác nghiệt hơn, do đó thường tăng lượng thạch anh (5¡O,) có khi tới 100%, giảm tỈ lệ đất sét, chất 'dính kết, chất phụ và phải sấy thao.
4. Pha trộn vật liệu làm khuôn và thao
Các phân xưởng đúc thường phải dùng một lượng lớn vật liệu để làm khuôn va thao. Trung binh cit 1 tấn thành phẩm đúc thì
cần phải có 4 - ð m3 vật liệu làm khuôn.
Những vật liệu làm khuôn như cát, đất sét, bột than, cát cũ v.v... trước khi pha trộn thành vật liệu làm khuôn đều phải qua các giai đoạn xử lý riêng.
Cát phải được sấy khô trước rồi mới đem sàng để lọc các tạp chất như sỏi, gỗ, v.v... ra. Nếu đất cát dính từng khối thì phải đập nhỏ rồi mới sàng. Đất sét, khối than cũng phải qua sấy khô rồi đem nghiền nhỏ để sàng. Đất sét cũng có thể pha nước vào thành vữa đất sét ở trạng thái hô mà không cần sấy và nghiền nhỏ. Đối với cát cũ đã dùng rồi, trước hết phải lấy máy phân ly từ lực để chọn các hạt kim loại, các tạp chất khác ra rồi mới sàng.
Cát được sấy trong lò đứng hoặc lò nằm. Đất sét thường được sấy trong lò nằm.
Để sàng lọc sỏi, gỗ, đất khối v.v... ra khỏi cát người ta dùng nhiều loại máy sàng như sàng ống lăn, sàng chấn động, sàng lắc v.v...
123
Máy nghiền được dùng để nghiền nhỏ những vật liệu trước khi
tiến hành pha trộn. .
Các vật liệu cát mới, cát cũ, đất sét, chất gắn thao, bột than v.v... sau khi đã xử lý riêng xong, được pha trộn theo. thành phần.
Việc pha trộn vật liệu làm khuôn phải đám báo cho đất sét, nước và các thành phần khác phân bố đều giữa các hạt cát. Sự phân bố đơ càng đều bao nhiêu thì chất lượng của vật liệu - tính thông khí,
độ bền v.v... càng cao bấy nhiêu. ,
Máy trộn thường dùng trong phân xưởng đúc có ba
loại: loại cánh quạt, 2
loại con lăn và loại ⁄Z hy
ly tâm. 3
Hình 28 trinh ;
bày loại máy trộn é ụ ‘pt.
kiểu trục xoắn vít. :
Trong vỏ máy có hai
trục, trên từng trục cố đặt nhiều cánh
(Sor Vay, Hay
xoan dang vit. Khi eS
các trục quay, vật \
liệu được nhào trộn :
và được đẩy đần từ - TA. NI:
đầu này tới đầu kia trong vỏ máy. ỏ nửa phần cuối của vỏ có đặt những ống nhỏ phun nước vào để trộn ướt vật liệu. Máy trộn kiểu này làm việc liên tục nên năng suất cao, cấu trúc đơn giản, dùng tốn Ít năng lượng và dễ sử dụng nhưng chất lượng trộn vật liệu không bàng loại con lăn. Máy chỉ có thể dùng để trộn cát khuôn có Ít đất sét, cát thao dùng chất dính ở thể lỏng, cát đệm và
Hình 28. Máy trộn kiểu cánh quái
124
cát hỗn hợp, không thể dùng để trộn cát áo và cát đất sét.
Hình 29 trinh bay loại máy trộn kiểu con lăn. Cấu tạo của máy này tương tự như máy nghiền. Máy gồm có đĩa nghiền (1) với hai con lăn (2) và (3), quay xung quanh trục (4).
Sau khí cho vật liệu vào đĩa nghiền, hai con
lăn sẽ quay quanh trục (4), nhưng do raa sát với vật liệu trong đĩa, chúng còn tự :quay quanh trục tâm của chúng. Giữa con lăn và đĩa nghiền có khoảng
cách, vi vậy nên các Hình 29. Máy trộn kiểu con lăn
hạt cát chỉ nhào trộn với nhau mà không bị nghiền vỡ. Trên đĩa nghiền còn có hai tấm gạt (5) và (6) quay cùng với con lăn. Khi vật liệu được đố vào, tấm gạt (5) đẩy vật liệu xuống phía dưới con lăn (2) còn tấm gạt (6) thi đẩy vật liệu xuống phía dưới con lân (3). Máy trộn kiểu này làm việc cố tính chất chu kỳ. Sau khi vật liệu được trộn đều rồi thì được cho ra qua cửa ra liệu (7) ở đáy đĩa. Để cơ khí hóa việc đóng mở cửa ra liệu, có thể dùng cần kéo (9) tác dụng qua xy lanh khí nén (8) để đóng mở cửa ra liệu. Máy trộn kiểu này khi trộn bất kỳ loại vật liệu nào cũng đều có hiệu quả tốt nên được sử dụng khá phổ biến trong các phân xưởng đúc.
Vật liệu làm khuôn sau khi được trộn nghiền, phải dùng máy đánh tơi để làm tơi ra khiến cho khe hở giữa các hạt cát tăng lên, đất sét phân bố được đều hơn nhờ đơ mà tính thông khí cũng như
125
cường độ chịu nén ẩm của vật liệu sẽ tăng lên. Máy đánh tơi có nhiều loại như: máy đánh tơi kiểu trục xoắn vít, máy đánh tơi, kiểu băng chuyền „ máy đánh tơi kiểu ly tâm. Hình 30 trình bày loại máy kiểu băng chuyền. Vật liệu làm khuôn (3) tit phéu tiếp liệu (1) được trút xuống băng chuyền (2) đang di động.
Các tấm răng luge (5) trên mặt băng chuyền (2) cuốn vật liệu đi và với một tốc độ cao
ˆ Hình 30: Máy đánh tới kiểu băng chuyền
hắt vật liệu vào tấm sàng treo (6) đang lắc lư. Các khối lớn chưa bị tan thì bị tấm chắn (4) ngăn lại, còn vật liệu đã được đánh tơi thì , được đưa tới nơi làm khuôn.