Bài giảng Công nghệ đúc - Chương 3: Vật liệu và hỗn hợp làm khuôn cát

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!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Công nghệ đúc - Chương 3: Vật liệu và hỗn hợp làm khuôn cát CHƢƠNG 3 VẬT LIỆU VÀ HỖN HỢPLÀM KHUÔN CÁT Từ khóa: Mold mixture,Mould mixture, Mold Sand, Binder … PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 1 1. MỞ ĐẦU Vật liệu làm khuôn (VLLK): những vật liệu dùng chế tạo ra khuôn đúc; gồm 3 loại: vật liệu cơ bản, chất dính, các chất phụ gia Hỗn hợp làm khuôn (HHLK): kết hợp 3 loại VLLK trên theo tỉ lệ xác định PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 2 1. MỞ ĐẦU Vật liệu cơ bản: cát làm khuôn, đóng vai trò chất chịu nhiệt, tạo độ bền tổng thể của khuôn Chất dính: có tác dụng liên kết các hạt cát lại  tạo độ bền cho khuôn Chất phụ gia: những chất được sử dụng với lượng nhỏ để bổ sung một số tính chất cho HHLK PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 3 2. VAI TRÕ CỦA HHLKTrong quá trình đúc, HHLK tiếp xúc với KL lỏng và VĐ dần được hình thành  HHLK tham gia vào các quá trình phức tạp của các tương tác nhiệt, nhiệt hóa, hóa lý, khí …Những quá trình này tác động đến các tính chất của VĐ, cụ thể: PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 4 2. VAI TRÕ CỦA HHLK1. Nếu HHLK chịu được nhiệt độ cao của KL lỏng  ngăn ngừa cháy dính cát nhiệt2. Nếu ở nhiệt độ cao, HHLK không phản ứng hóa học với KL lỏng, oxit KL, khí trong KL  ngăn ngừa cháy dính cát nhiệt hóa3. Nếu HHLK có đủ độ xốp  bảo đảm thoát khí  tránh các khuyết tật khí4. HHLK là môi trường truyền nhiệt từ VĐ ra môi trường bên ngoài  HHLK quyết định tốc độ nguội VĐ  cấu trúc HK đúc PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 53. NHỮNG TÍNH CHẤT CẦN CÓ CỦA HHLK 3.1. Tính dẻoĐể tạo hình dáng VĐ rõ nét, chính xácTính dẻo phụ thuộc:- Tỉ lệ nước-sét, cát- sét (khuôn cát-sét)- Sử dụng các chất dính đặc biệt- Độ hạt của cát khuôn PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 6 3.2. Độ bềnHHLK phải đủ bền để không bị phá hủy trong quá trình làm khuôn, vận chuyển, rót khuônĐộ bền phụ thuộc:- Độ ẩm của HHLK (khuôn cát – sét)- Loại và hàm lượng chất dính- Độ đầm chặt khi làm khuôn- Độ hạt, thành phần độ hạt và hình dạng hạt của cát làm khuôn PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 7 3.3. Độ chịu nhiệtKhả năng làm việc ở nhiệt độ cao mà không bị thay đổi tính chất của HHLKĐộ chịu nhiệt phụ thuộc:- Loại cát làm khuôn- Bản chất và hàm lượng chất dính- Độ hạt và hình dạng hạt của cát làm khuôn PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 8 3.4. Độ thông khíKhả năng cho khí thoát ra ngoài qua HHLKĐộ thông khí phụ thuộc:- Thành phần HHLK- Độ hạt, thành phần độ hạt và hình dạng hạt của cát làm khuôn- Độ đầm chặt khuôn PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 9 3.5. Tính lúnKhả năng co bóp của HHLK  cho phép VĐ co dãn khi đông đặc  khuôn và vật đúc không bị nứtTính lún phụ thuộc:- Loại chất dính- Hàm lượng chất dính- Các chất phụ gia (thí dụ: cho mùn cưa vào HHLK sẽ làm tăng tính lún) PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 10 4. CÁT LÀM KHUÔN 4.1. Mở đầuChiếm khoảng 80-98% khối lượng HHLKTên gọi chung của các vật liệu chịu nhiệt dạng hạt có kích thước 0,016-2mm PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 11 4.1. Mở đầuCác tính chất quan trọng nhất:- Thành phần hóa học- Kích thước và hình dạng hạt- Nhiệt độ nóng chảy- Độ dãn nở nhiệt- Tỉ trọng chất đống PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 12 4.2. Cát thạch anh 4.2.1. Nguồn gốcLà trầm tích của nham thạch, được tạo thành do sự lắng đọng liên tiếp của các sản phẩm khoáng chấtKhai thác mỏ bằng phương pháp lộ thiênNếu cát lẫn nhiều tạp chất hoặc thành phần hạt không đều  phải làm giàu cát PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 13 4.2.2. Thành phần khoáng vật Thạch anh: là khoáng vật chính- SiO2- = 2,5-2,8 kg/dm3- Tnc  1680 – 17130C- Màu phụ thuộc các tạp chất: xám, vàng, đen …- Khi nung nóng có chuyển biến thù hình kèm sự thay đổi thể tích: 573, 870, 11700C PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 14 4.2.2. Thành phần khoáng vật Fenspat:- MeO.Al2O3.6SiO2 (Me: K,Na)-Tnc=1170-15500C Mica:- K2O.3Al2O3.6SiO2.H2O- Tnc= 1150-14000C Các oxit sắt: hematit (Fe2O3), manhetit (FeO.Fe2O3), ilmenit (FeO.TiO2) Các hydroxit sắt PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 15 4.2.2. Thành phần khoáng vậtCác cacbonat:- Manhezit (MgCO3), CaCO3 …- Tnc= 500-9000CCác muối: NaCl, KCl …Sét Cát cần có độ sạch cao về SiO2 để đảm bảo độ chịu nhiệt PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 16 4.2.3. Thành phần độ hạtĐộ hạt và phân bố độ hạt của cát ảnh hưởng đến chất lượng VĐ:- Cát hạt to: độ chịu nhiệt cao; dễ cháy dính cát cơ học; chất lượng bề mặt VĐ kém; độ thông khí của khuôn cao- Cát quá mịn: bề mặt VĐ bóng hơn; độ thông khí khuôn kém  VĐ dễ bị rỗ khí- Cát có độ hạ ...