Trên thế giới hiện nay có nhiều phương pháp chế tạo protector như đúc nóng chảy hoàn toàn trong khuôn cát thông thường, đúc áp lực. Luận án lựa chọn phương pháp: đúc bán lỏng, áp lực. Phương pháp này sẽ giải quyết tốt bài toán: tính đồng nhất của cấu trúc, dung dịch rắn, đồng nhất điện thế, khử ứng suất của protector.
Đề tài dựa trên cơ sở lý thuyết của phương pháp đúc bán lỏng và nghiên cứu của tác giả Basner [17] để đưa ra công nghệ chế tạo ptotector nền Zn đúc bán lỏng có điều khiển kết tinh.
Hợp kim Zn bán lỏng được tạo ra bằng cách thực hiện đồng thời hai quá trình làm nguội và khuấy đảo kim loại lỏng. Khi làm nguội, kim loại bắt đầu kết tinh tại bề mặt vách của nồi nấu và cấu trúc nhánh cây bắt đầu được hình thành tại đây, tuy nhiên cấu trúc nhánh sẽ bị bẻ gẫy do sự khuấy đảo, các tinh thể sẽ được phân tán trở lại kim loại lỏng. Trong suốt quá trình làm nguội và khuấy đảo, quá trình hình thành và bẻ gẫy nhánh cây được lặp đi lặp lại và xảy ra sự hòa trộn giữa tinh thể rắn vào kim loại lỏng, kết quả là hình thành kim loại ở trạng thái bán lỏng.
Sau khi đã tạo được hợp kim Zn bán lỏng, kim loại bán lỏng sẽ được đưa vào khuôn đúc áp lực để chế tạo.
Thiết bị thực nghiệm :
- Nồi nấu hợp kim bằng điện.
- Thiết bị kiểm soát nhiệt độ, các thiết bị phụ trợ: dùng để điều chỉnh nhiệt độ nóng chảy của hợp kim.
- Bộ cơ cấu khuấy đảo có kèm theo biến tần để điều chỉnh tốc độ khuấy. - Khuôn để lấy mẫu soi kim tương (khuôn vật liệu thép, kích thước lấy mẫu đường kính 30 ÷ 32mm, dày 10 ÷ 12mm)
- Khuôn thép lấy mẫu đo dung lượng protector, đường kính mẫu 20mm, dài 120mm.
- Khuôn gang đúc mẫu protector kích thước dài 290-310mm, rộng 50-70mm, cao 45mm.
Cơ cấu khuấy: lựa chọn cơ cấu khuấy loại chậm, dạng mái chèo, được dẫn
động bằng motor điện 1HP.
Hình 3.1. Thiết bị đúc protector Zn bán lỏng