Chương II Hỗn hợp làm khuôn làm lõi Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi 2.1- Yêu cầu hỗn hợp làm khuôn lõi Hỗn hợp làm khuôn lõi yêu cầu có nhng tính chất sau: 1- Tính dẻo 2- ộ bền 3- Tính lún 4- Tính thông khí 5- Tính bền nhiệt 6- ộ ẩm 7- Tính bền lâu Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi 1- Tính dẻo Tính dẻo hỗn hợp làm khuôn lõi kh n ng biến dạng vĩnh cửu sau bỏ tác dụng ngoại lực Tính dẻo cần có để tạo lòng khuôn rõ nét theo hỡnh dạng kích thư ớc mẫu hộp lõi Tính dẻo tng thành phần nước hỗn hợp t ng đến 8% đất sét chất dính kết tng, cát hạt nhỏ Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi 2- ộ bền ộ bền hỗn hợp kh nng chịu tác dụng ngoại lực mà không bị phá huỷ Khuôn, lõi cần có độ bền để không bị phá huỷ vận chuyển, lắp ráp chịu áp lực tĩnh, động kim loại lỏng lúc rót vào khuôn ộ bền hỗn hợp tng khi: hạt cát nhỏ, không sắc cạnh, độ mịm chặt hỗn hợp tng, lượng đất sét tng, lượng nước tng đến 8% Khuôn tươi có sức bền nén ữ N/cm2 , khuôn khô có sức bền nén ữ 10 N/cm2 ể đánh giá độ bền người ta dùng giới hạn bền nén, kéo, cắt, uốn Giới hạn bền nén tính theo công thức sau: P N nén = F cm P Lực nén (N) F Diện tích tiết diện ngang mẫu thử (cm)2 Kích thước mẫu thử quy định sau: - ường kính: D = 50 0,2 - Chiều dài: D = 50 0,8 Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi 3- Tính lún Tính lún hỗn hợp làm khuôn kh n ng gim thể tích chịu tác dụng ngoại lực Tính lún cần có để khuôn lõi cn trở vật đúc co đông đặc làm nguội tránh nứt nẻ cong vênh Tính lún tng dùng cát sông hạt to, lượng đất sét ít, chất dính kết ít, chất phụ (như mùm cưa, rơm vụn, bột than ) tng Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi 4- Tính thông khí Tính thông khí hỗn hợp kh nng cho phép lọt qua nhng kẽ hở nhỏ gia nhng hạt cát hỗn hợp Tính thông khí cần có để vật đúc không bị rỗ khí (do rót kim loại lỏng vào khuôn khí từ kim loại lỏng ẩm từ vật liệu khuôn thoát được) Tính thông khí hỗn hợp làm khuôn tng cát hạt to đều, lượng đất sét chất dính kết ít, độ đầm chặt hỗn hợp gim, chất phụ nhiều lượng nước 4% Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi ể đánh giá kh nng thoát khí hỗn hợp làm khuôn người ta dùng độ thông khí k trị số k xác định theo công thức sau: K= Q.L 100 F p t Q Lượng không khí thổi qua mẫu (cm3); L Chiều dài mẫu (cm); F Diện tích tiết diện ngang mẫu (cm2); p - áp suất khí trước qua mẫu ; t Thời gian thông khí thoát qua mẫu (phút) Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi 5- Tính bền nhiệt Tính bền nhiệt hỗn hợp kh nng không bị cháy, chy mềm nhiệt độ cao Nếu tính bền nhiệt thỡ rót kim loại lỏng vào khuôn, hỗn hợp chy, cháy hỡnh thành lớp vỏ cứng bám bề mặt vật đúc gây khó khăn cho gia công cắt gọt Tính bền nhiệt cần để hỗn hợp không bị biến dạng rót kim loại lỏng vào khuôn, bo đm cho hỡnh dáng vật đúc giống lòng khuôn Tính bền nhiệt tng lượng cát thạch anh SiO2 tng, cát hạt to tròn, tạp chất dễ chy (Na2O, MgO, K2O, CaO, Fe2O3) hỗn hợp Tổng số nhng chất dễ bị chy đúc qui định loại vật liệu: - úc thép không 1,5 ữ2% - úc gang không ữ 7% - úc kim loại màu 1,0 ữ 12% Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi 6- ộ ẩm ộ ẩm hỗn hợp lượng nước chứa hỗn hợp Nó xác định công thức sau: gg X= g x 100% g Khối lượng hỗn hợp tươi g1 Khối lượng hỗn hợp khô ộ ẩm tăng lượng nước hỗn hợp tng ộ ẩm tng làm cho tính dẻo độ bền hỗn hợp tng Nhưng độ ẩm không vượt giới hạn 8% Nếu giới hạn làm cho sức bền, tính thông khí gim, hỗn hợp không dẻo na mà dễ dính vào mẫu làm khuôn Thường người ta qui định độ ẩm: - úc gang - úc đồng X = 4,5 5,5% X = 4,5 5,5% - úc thép X = 4,5% - úc nhôm X = 5% Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi 7- Tính bền lâu Tính bền lâu kh nng làm việc lâu nhiều lần hỗn hợp, nghĩa thời gian định nh hưởng môi trường, kim loại lỏng nhiệt độ cao hỗn hợp không tính sẵn có Tính bền lâu xác định theo công thức: R2 C= x 100% R1 R1 Sức bền sẵn có hỗn hợp R2 Sức bền sau thời gian sử dụng định Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi 2.2- Vật liệu làm khuôn làm lõi Vật liệu làm khuôn lõi gồm chủ yếu cát, đất sét, chất dính kết, chất phụ I - Cát Thành phần chủ yếu cát là SiO2 (thạch anh), có đất sét tạp chất lẫn Al2O3, CaCO3, FeO3 1- Phân loại cát a) Phân loại cát theo nơi lấy cát - Cát sông: hạt tròn, tính lún tốt, thông khí tốt, khó dính với nên sức bền - Cát núi: hạt sắc cạnh, dễ dính với nhau, sức bền tốt, tính thông khí Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi b) Phân loại theo độ hạt: Người ta xác định độ hạt cát theo kích thước rây Số hiệu rây gọi theo kích thước lỗ (tức kích thước hạt) Người ta phân cát nhóm sau: Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi c) Phân loại cát theo lượng chứa đất sét Người ta chia loại sau: d) Phân loại cát theo thành phần thạch anh SiO2 Người ta chia loại sau: Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi 2- Ký hiệu cát chọn cát Người ta ký hiệu cát theo thành phần thạch anh độ hạt Ví dụ: cát 2K063A, 016B đây: 2K loại cát thạch anh số (96% SiO2) cát nửa mỡ 063, 016 độ hạt (kích thước trung bình hạt) A cát rây trung bình rây nhiều 50% B cát rây nhỏ rây nhiều 50% Chọn cát: Tuỳ thuộc khối lượng vật đúc, kim loại vật đúc mà người ta chọn loại cát, thành phần độ hạt định - Vật đúc có khối lượng lớn, ta chọn cát có độ hạt to (để tăng tính thông khí cho khuôn) Ví dụ: Để đúc gang xám khối lượng vật đúc 200g khuôn tươi ta chọn cát gầy (T), độ hạt 01, 016, 02, 04 Dúc thép khối lượng 500g ta dùng cát thạch anh (K) độ hạt 016, 02 Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi II- ất sét Thành phần chủ yếu đất sét cao lanh mAl2O3, nSiO2, qH2O, có số tạp chất khác CaCO 3, Fe2O3, Na2CO3 Đặc điểm đất sét dẻo dính có lượng nước thích hợp Khi sấy khô thỡ độ bền tăng giòn, dễ vỡ, không bị cháy rót kim loại vào khuôn 1- Phân loại đất sét a) Phân loại theo thành phần khoáng chất - ất sét bentônit (B) thành phần chủ yếu Al2O3, 4SiO2, nH2O Nó loại đất sét trắng dẻo, dính Thường dùng để làm khuôn quan trọng, cần độ dẻo, độ bền cao - ất sét thường hay cao lanh (): loại đất sét sẵn có thiên nhiên, thành phần chủ yếu Al2O3, 2SiO2, 2H2O Loại dùng để làm khuôn đúc thường, không quan trọng Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi b) Phân loại theo kh nng dính kết Loại dính kết (M) để làm khuôn đúc kim loại màu, vật đúc gang nhỏ vừa Loại dính kết vừa (C) Loại dính kết bền ( ) Loại bền (B) c) Phân loại theo kh nng bền nhiệt Nhóm I: Bền nhiệt cao, chịu nhiệt độ 1580oC Nhóm II: Bền nhiệt vừa, chịu nhiệt độ 1350 ữ 1580oC Nhóm III: Bền nhiệt thấp, chịu nhiệt độ < 1350oC d) Theo lượng chứa SiO2 Loại đất sét mỡ (K) có tỷ lệ dùng làm khuôn lõi tươi Loại đất sét mỡ O có tỷ lệ dùng làm khuôn lõi khô Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi 2- Chọn đất sét ể đúc thép: thường dùng cao lanh () loại bền (B) loại có kh nng chịu nhiệt độ cao (nhóm I) Ví dụ: Loại B-1 dùng làm khuôn khô Khi làm khuôn tươi, khối lượng vật đúc nhỏ ta dùng loại B-1, C-1 ( cao lanh, B: loại bền, C: loại vừa, nhóm I chịu nhiệt độ cao) ể đúc gang: dùng loại cao lanh, kh n ng dính kết chịu nhiệt vừa, bền bền (phụ thuộc khối lượng vật đúc) cho c khuôn tươi khuôn khô Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi III- Chất dính kết 1- Yêu cầu chất dính kết - Khi trộn vào hỗn hợp, chất dính kết ph i phân bố - Không làm dính hỗn hợp vào mẫu hộp lõi - Khô nhanh sấy không sinh nhiều khí rót kim loại vào khuôn - Tng độ dẻo, độ bền tính bền nhiệt cho khuôn lõi - Dễ phá khuôn lõi, rẻ tiền, dễ kiếm không nh hưởng đến sức khoẻ công nhân Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi 2- Các loại chất dính kết a) Dầu (Dầu lanh, dầu bông, dầu trẩu) em trộn với cát sấy nhiệt độ 200 ữ 250oC, dầu bị ôxy hoá tạo thành màng ôxyt hữu bao quanh hạt cát làm chúng dính kết với b) Các chất hoà tan nước - Nước đường: Dùng để làm khuôn lõi đúc thép Loại sấy bề mặt khuôn bền, cứng bên dẻo bo đm tính thông khí, tính lún tốt Khi rót kim loại lỏng vào khuôn bị chy, tăng tính xốp, tính lún, kh n ng thoát khí cho khuôn - Bột hồ: loại hút nhiều nước, tính chất tương tự nước đường, dùng làm khuôn tươi tốt Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi c) Các chất dính kết hoá cứng Nhựa thông, xi mng, bã hắc ín, nhựa đường nh ng chất sấy chy lỏng bao quanh hạt cát, khô tự hoá cứng làm tng kh nng dính kết độ bền cho khuôn, lõi d) Nước thuỷ tinh Là dung dịch Silicát Na2O, mH2O Khi thổi CO2 vào khuôn làm xong, nước thuỷ tinh tự phân huỷ thành chất keo Ưu điểm nước thuỷ tinh rẻ tiền, chất lượng tốt, sức bền hỗn hợp tng Chương II: Hỗn hợp làm khuôn làm lõi IV- Chất phụ Là chất đưa vào khuôn lõi nhằm nâng cao tính lún, tính thông khí, làm nhẵn bề mặt khuôn lõi tăng kh nng chịu nhiệt cho bề mặt khuôn lõi 1- Các chất pha trộn hỗn hợp khuôn Thường người ta pha thêm vào hỗn hợp khuôn mùn cưa, rơm vụn, phân trâu bò khô, bột than Khi rót kim loại lỏng vào khuôn nhng chất chy để lại khuôn nhng rỗng làm tng tính xốp, tính lún, tính thông khí cho khuôn lõi 2- Chất sơn khuôn ể tng độ nhẵn bóng tính chịu nhiệt người ta quét lên bề mặt lòng khuôn, lõi lớp sơn Lớp sơn bột than, bột graphit, nước thuỷ tinh, bột thạch anh dung dịch chúng với đất sét Bột than graphit quét vào lòng khuôn, rót kim loại lỏng vào khuôn chy tạo thành CO, CO2 làm thành môi trường hoàn nguyên tốt, đồng thời tạo lớp khí ngn cách gia kim loại mỏng với mặt khuôn làm cho mặt khuôn không bị cháy tạo cho việc phá khuôn dễ dàng - Ht chng 2-