CHƯƠNG 4 QUY TRÌNH CHẾ TẠO CHÂN VỊT TRONG NƯỚC HIỆN NAY Kết quả khảo sát thực tế tại cơ sở chế tạo chân vịt trong nước hiện nay có thể tóm tắt quy trình chế tạo chân vịt dưới dạng sơ đồ như h ình 2.1 Chuẩn bị cơ sở cho việc chế tạo Dụng cụ đúc Lò nồi nấu vật liệu Lập nhà xưởng Vật liệu đúc Tạo mẫu chân vịt đúc Chế tạo mẫu đúc Lập bản vẽ thiết kế đuucs Tiến hành đúc chân vịt Nấu và rót vật liệu Làm khuôn đúc Hình 2.1: Quy trình chế tạo chân vịt 2.1 CHUẨN BỊ CƠ SỞ ĐÚC Việc chuẩn bị đầy đủ cơ sở vật chất có vai trò rất quan trọng trong quy trình đúc. Khi ta có chuẩn bị đầy đủ các cơ sở vật chất, thiết bị thì mới thực hiện tốt được các bước tiếp theo trong quy trình. 2.1.1 Nhà xưởng đúc Phá khuôn và làm sạch vật đúc Gia công củ chân vịt Cạo xỉ hàn đắp Gia công chân v ịt sau khi đúc Mài cánh chân vịt Đánh bóng bề mặt Gia công nhiệt: ram vật liệu Gia công cơ khí Hoàn thiện sản phẩm Đóng mác chế tạo và ngày sản xuất Kiểm tra tính cân bằng của chân vịt Kiểm tra các thông số:  , H/D Quá trình sản xuất đúc trải qua nhiều công đoạn và phải được ở một xưởng đúc, do đó nhà xưởng đúc phải phân thành nhiều khu vực như: phân xưởng mẫu và kho dụng cụ, kho vật liệu làm khuôn, kho nguyên li ệu, khu vực nấu luyện kim loại, khu vực đúc, hồ nước d ùng cho việc sàng lọc hỗn hợp tạo cát làm khuôn, làm nguội vật đúc và dùng để chữa cháy,… Nhà xưởng đúc phải bảo đảm các y êu cầu sau: - Nhà xưởng đúc phải trang bị quạt, hệ thống thông gió, đèn chi ếu sáng. - L ối đi phải bảo đảm cho việc đi lại dễ dàng giữa hai hàng khuôn trong khi di chuy ển bằng tay, cụ thể là lối đi chung của xưởng phải rộng trên 2m, lối đi giữa hai hàng khuôn đúc phải rộng trên 1m20 - N ền xưởng phải bằng phẳng, khô ráo. - Kiến trúc của xưởng không được dùng cấu kiện gỗ và không được bố chất dễ cháy trong nhà xưởng - Giữa lò nấu và thùng chứa phải ngăn bằng vật liệu chống cháy. 2.1.2 Lò nồi nấu vật liệu. Hợp kim đồng có thể nấu bằng lò nồi, lò ngọn lửa, lò hồ quang và lò cảm ứng. Nấu bằng lò nồi và lò ngọn lửa có nhược điểm tiêu t ốn nhiên liệu nhiều và tỉ lệ cháy hao mòn kim loại cao. Tốt nhất là n ấu bằng lò điện hồ quang hoặc lò cảm ứng. Ở các cơ sở chế tạo chân vịt hiện nay thường được trang bị l ò n ấu theo kiểu lò nồi đốt bằng dầu và khí. Hình 2.2: Lò nồi đốt cháy bằng dầu và khí C ấu tạo của lò được trình bày trên hình 2.2, gồm lớp vỏ thép bao bên ngoài lớp gạch chịu lửa, giữa lò đặt nồi nấu, hạn chế khí cháy tiếp xúc với kim loại lỏng người ta dùng nắp đậy. Hệ thống cung cấp hỗn hợp khí cháy: hỗn hợp khí cháy được sử dụng là hỗn hợp dầu cặn và không khí. Dầu cặn thường được chứa trong két và lò có đặt tấm chống cháy (cách nhiệt). Nhiên liệu được dẫn đến l ò qua hệ thống ống và van không khí được cung cấp từ miệng ra cửa quạt gió, thường sử dụng quạt ly tâm được thổi vào buồng trộn hỗn hợp bằng ống dẫn cao su. Tại buồng trộn hỗn hợp, trước khi dẫn hỗn hợp khí cháy vào lò để đốt, dòng khí do qu ạt gió tạo ra có áp lực lớn sẽ tới các hạt dầu tạo nên một hỗn hợp dễ cháy được đưa vào lò đốt. 2.1.3 Vật liệu đúc 2.1.3.1 Các vật liệu được sử dụng để chế tạo chân vịt theo lý thuyết. Vật liệu thường dùng để chế tạo chân vịt đó là: đồng thau, thép không rỉ, thép các-bon hoặc gang. Đồng thau thường dùng cho chân v ịt tàu biển thường xuyên hoạt động ở vùng nước mặn. Gang thường d ùng cho tàu biển và tàu sông Các vít, bu lông l ắp ghép cánh chân vịt phải được chế tạo bằng thép hợp kim hoặc thép rèn. Nếu kết cấu có giới hạn bền không nhỏ hơn 50KG/mm 2 thì nên dùng thép không gỉ. Để xác định đặc tính cơ học của vật liệu, th ì mẫu vật để thử nghiệm phải lấy cùng một phôi đúc chân vịt. Vật liệu chủ yếu dùng cho chân vịt đúc liền:  Đồng thau mangan – sắt kí hiệu ЛΜ U Ж 55- 3-1 Là lo ại đồng có tính khử kẽm có thể nứt rạn dưới tác dụng của ngoại lực. Dưới tác dụng của lực tĩnh và lực theo chu kì, hệ số sức bền thấp hơn đồng pha nhôm. Có thể cho chân vịt cấp cao lắp trên các tàu ho ạt động ở vùng biển có băng không cao hơn loại B 2 . Chân v ịt phải được bao vệ tránh dòng điện phân. Khi tháo lắp không được đốt nóng (nhất l à bằng tia lửa điện hở). Trong sửa chữa nếu phải hàn và đốt nóng để kiểm tra thì sau đó phải gia công nhiệt: ram ở nhiệt độ 350 o - 400 o C (xem yêu cầu và gia công nhi ệt chân vịt). Khi hàn khuyết tật phải dùng que hàn cùng lo ại vật liệu như chân vịt.  Đồng thau nhôm – sắt kí hiệu ЛAΜ U Ж 67.5.2.2 Loại này có sức bền lớn hơn đồng ЛΜ U Ж 55- 3-1. Không bị gỉ, nhưng trong quá tr ình sử dụng cũng bị xâm thực ở vùng cánh, và n ếu không có thiết bị bảo vệ thì có hiện tượng khử kẽm. Dùng để chế tạo chân vịt cao cấp cho các tàu lướt, xuồng chạy nhanh. Hàn các khuyết tật bằng que hàn cùng mác vật liệu như chân vịt và sau đó ram ở nhiệt độ 500 – 550 o C. Thời gian ram tùy thu ộc vào đường kính chân vịt.  Đồng thanh nhôm – niken – sắt, kí hiệu БpΑЖH 9.4.4 và đồng mangan – nhôm – kẽm kí hiệu “HeBa 60” và “He Ba 70” Đây là các loại vật liệu có nhiều đặc tính tốt nhất so với các loại vật liệu hợp kim màu chế tạo chân vịt cho các tàu chạy biển với tốc độ > 15 HL/h. Các loại vật liệu này được áp dụng rộng rãi nhất cho các tàu biển lớn thuộc loại B 3 , B 4 và B 1 hoạt động ở vùng biển băng. Các khuyết tật được hàn bằng que hàn đồng БpΑЖH 9.4.4.  Thép cacbon kí hiệu 25Л Là loại thép dễ đúc và gia công cơ, nhưng tính chống gỉ kém. Thường chỉ d ùng chế tạo chân vịt cho tàu thông thường và tàu sông. Trường hợp đặc biệt mới dùng cho tàu biển. Thép không gỉ kí hiệu 1X14HДЛ. Có sức bền cao, chống ăn mòn tốt, nhưng sức bền mỏi do ăn mòn lại không cao. Dùng chế tạo chân vịt loại cao cấp và thông thường. Trong khi chế tạo, nếu phải hàn các khuyết tật thì phải tiến hành sau khi đ ã ram đến khi gia công nhiệt xong. Trong sửa chữa thì được phép đốt nóng cục bộ đến 1060 o  100 o C trong 4 giờ và làm ngu ội bằng không khí. Sau khi hàn các khuyết tật, không phải gia công nhiệt, trừ trường hợp hàn ở cánh.  Thép mangan không gỉ kí hiệu 0X16H4Л9AДФ Loại vật liệu này dùng để chế tạo chân vịt, tùy thuộc vào công d ụng, loại tàu, tốc độ và đường kính chân vịt. Bảng 3 - Thành phần hóa học và đặc tính của hợp kim đồng dùng chế tạo chân vịt Thành phần hóa học % Đặc tính cơ họcKý hiệu vật liệu Nga (theo GOST) Man gan Mn S ắt F e Nhô m Al Nik en Ni Kẽ m Zn Tổn g h ợp chất khác Đồn g Cu Giới hạn bền B  KG/ mm 2 Giới hạn bền 2.0  KG/ mm 2 Dãn nở dài tươn g đối  % Gó c u ốn  độ Quy định mẫu thử đ ể xác định đặc tính cơ học Đồng - Mangan- S ắt ЛΜ U Ж 55- 3-1 3 – 4 0,5- 1,5 _ _ Cò n l ại 1 53  58 48 _ 20 30 Đúc mẫu thử riêng ho ặc đúc thêm m ột đoạn dài làm m ẫu thử Đồng- Nhôm- S ắt ЛAΜ U Ж 67.5.2.2 2 – 3 2- 3 5-6 _ Cò n lại 1 67  70 62 _ 12 25 Đúc mẫu thử riêng Đồng- Nhôm- S ắt- Niken БpΑЖH 9.4.4 < 1 4 -5 8,6- 9,6 4-5 _ 0,8 Còn l ại 66 22 16 _ Đúc mẫu thử riêng Đồng đặc biệt HeBa70 HeBa60 14,6  15, 5 14  15,5 2,5  3,5 2,5  3,5 7,1  7,5 6,6  7 1,5  2,5 1,5  2,5 1,5  2,5 1,5  2,5 0,5 0,5 Còn l ại Còn l ại 70 62 30 28 16 20 _ _ Đúc mẫu thử riêng . CHƯƠNG 4 QUY TRÌNH CHẾ TẠO CHÂN VỊT TRONG NƯỚC HIỆN NAY Kết quả khảo sát thực tế tại cơ sở chế tạo chân vịt trong nước hiện nay có thể tóm tắt quy trình chế tạo chân vịt dưới. 2.1 Chuẩn bị cơ sở cho việc chế tạo Dụng cụ đúc Lò nồi nấu vật liệu Lập nhà xưởng Vật liệu đúc Tạo mẫu chân vịt đúc Chế tạo mẫu đúc Lập bản vẽ thiết kế đuucs Tiến hành đúc chân vịt Nấu và rót vật. rót vật liệu Làm khuôn đúc Hình 2.1: Quy trình chế tạo chân vịt 2.1 CHUẨN BỊ CƠ SỞ ĐÚC Việc chuẩn bị đầy đủ cơ sở vật chất có vai trò rất quan trọng trong quy trình đúc. Khi ta có chuẩn bị đầy