thaoanhtranthi
New Member
Download miễn phí Đề tài Đúc mẫu chảy (investment casting; lost wax mold)
MỤC LỤC
PHẦN 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐÚC MẪU CHẢY 5
I. Định nghĩa, đặc điểm và công dụng ngành đúc: 5
1. Định nghĩa: 5
2. Đặc điểm: 6
3. Công dụng: 7
4. Phân loại: 7
II. Định nghĩa, đặc điểm và phạm vi sử dụng của đúc mẫu chảy: 8
1. Định nghĩa: 8
2. Đặc điểm: 8
PHẦN 2: TÌM HIỂU VỀ QUY TRÌNH ĐÚC MẪU CHẢY 9
I. Qui trình đúc mẫu chảy: 9
1. Vật liệu và phương pháp chế tạo mẫu chảy: 10
2. Vật liệu chế tạo khuôn gốm: 14
3. Phương pháp chế tạo khuôn gốm: 17
4. Rót khuôn: 20
5. Làm sạch và hoàn tất vật đúc: 20
II. Các nguyên tắc cơ bản khi đúc một vật bằng đúc mẫu chảy: 21
1. Các nguyên tắc chung đối với chi tiết đúc mẫu chảy: 23
2. Các nguyên tắc về kích thước: 28
3. Dung sai 29
4. Các nguyên tắc về thiết kế đúc: 31
III. Ưu điểm và nhược điểm của đúc mẫu chảy: 32
1. Ưu điểm: 32
2. Nhược điểm: 33
IV. Phạm vi sử dụng của mẫu chảy trong thực tế: 33
Phần 3: CÁC THIẾT BỊ TRONG DÂY CHUYỀN ĐÚC KHUÔN MẪU CHẢY 37
I. Máy phay sáp: 37
1.1. Mô tả máy: 37
1.2. Công dụng máy: 37
1.3. Xuất xứ của máy: 38
II. Máy lưu hóa khuôn: 38
2.1. Mô tả máy: 38
2.2. Công dụng máy: 38
2.3. Xuất xứ của máy: 39
III. Máy bơm sáp chân không tự động: 39
3.1. Mô tả máy: 39
3.2. Công dụng máy: 39
3.3. Xuất xứ của máy: 39
IV. Máy trộn thạch cao: 40
4.1. Mô tả máy: 40
4.2. Công dụng máy: 40
4.3. Xuất xứ của máy: 40
V. Lò nung: 40
5.1. Mô tả máy: 40
5.2. Công dụng máy: 41
5.3. Xuất xứ của máy: 41
VI. Máy đúc chân không: 41
6.1. Mô tả máy: 41
6.2. Công dụng máy: 42
6.3. Xuất xứ của máy: 42
VII. Máy phun cát: 42
7.1. Mô tả máy: 42
7.2. Công dụng máy: 42
7.3. Xuất xứ của máy: 43
VIII. Các thiết bị phụ trợ khác: 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO 44
Công nghệ đúc hiện là tứ đại thiên vương trong chuyên ngành kim loại và hợp kim cho nên việc hiểu rõ để định hướng vào ngành này là điều vô cùng cấp thiết. Theo xu hướng hiện nay đúc có nhiều công dụng hữu ích trong đời sống. Đúc có vai trò quan trọng đối với nền kinh tế. Tuy nhiên, ở nước ta vẫn chưa quan tâm nhiều đến vai trò của nó, ví như: những lợi ích từ việc sản xuất các chi tiết thay thế, vai trò trong đời sống hằng ngày. Thêm vào đó, một số nhà sản xuất, quản lý và chuyên viên kỹ thuật chưa hiểu được sự khác biệt của chi tiết được chế tạo từ Đúc và từ các phương pháp khác. Kết quả là thiếu cơ hội cho các nhà sản xuất. Sản xuất đúc được phát triển rất mạnh và được sử dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp, khối lượng vật đúc trung bình chiếm khoảng 40% đến 80% tổng khối lượng máy móc, trong ngành cơ khí khối lượng vật đúc chiếm đến 90% mà giá thành chỉ chiếm có 20% đến 25%. Ứng dụng lớn nhất là xe hơi và xe tải hạng nhẹ vào khoảng 31%. Các lĩnh vực khác bao gồm xây dựng, khai khoáng và dầu khí khoảng 6%, đường ống và khớp nối 15%, máy bơm và nén khí 3%, đô thị 3%, đường sắt 6%, máy nông nghiệp 6%, van 5%, động cơ đốt trong 5%. Đầu tư về phát triển công nghệ mới để giảm ô nhiễm môi trường.
Đúc mẫu chảy hiện đang được sử dụng rất nhiều trên thế giới. Các dòng sản phẩm đúc bằng công nghệ mẫu chảy ngày càng nhiều vì có chất lượng cao và tỷ lệ sản phẩm hư hỏng thấp. Theo khảo sát của khoa công nghệ vật liệu trường đại học bách khoa TP.HCM, ở TP.HCM hiện chỉ có một doanh nghiệp sử dụng công nghệ đúc mẫu chảy, chỉ để sản xuất các sản phẩm trang trí mỹ nghệ. Trong khu chế xuất Tân Thuận có một công ty của Nhật áp dụng công nghệ này để sản xuất các chi tiết máy, song các sản phẩm chủ yếu được xuất về thị trường Nhật và ra thị trường thế giới. Hiện nay các doanh nghiệp trong nước cho đến nay chủ yếu vẫn đang sử dụng công nghệ đúc bằng khuôn cát, mà mặt hạn chế là chất lượng vật đúc thấp và tỷ lệ phế phẩm cao (trên 30%).
Hiện nay, công ty cổ phần cơ khí & đúc kim loại Sài Gòn (Sameco) đã thực hiện thành công quy trình công nghệ đúc mẫu chảy các chi tiết phức tạp chất lượng cao cho ngành cơ khí, với công suất 600 tấn/năm. Đây là lần đầu tiên công nghệ này được công ty trong nước thực hiện thành công. Kết quả này sẽ thiết thực góp phần cung cấp cho thị trường trong nước những sản phẩm phôi đạt chất lượng cao (giúp các doanh nghiệp trong nước giảm giá thành sản xuất), nâng cao khả năng cạnh tranh và xuất khẩu cho các doanh nghiệp cơ khí .
Vì vậy, Đúc trong khuôn mẫu chảy là một phương pháp mới nhiều ưu điểm. So với đúc bằng khuôn cát, đúc mẫu chảy có thể làm được các chi tiết phức tạp, có thành mỏng, chất lượng bề mặt cao, giảm đáng kể lượng gia công cơ khí, nhiều chi tiết đúc xong có thể sử dụng ngay. Đúc mẫu chảy có thể làm được các sản phẩm có trọng lượng từ vài gram đến vài chục kilogram.
- độ dẻo & độ bền nhiệt cao hơn parafin, stearin.
- Độ co lớn; độ bền & độ cứng tương đối thấp.
Etyl xenluloza:
- Bột màu trắng, vàng trắng, cấu trúc tinh thể mịn.
- Nhiệt độ nóng chảy cao (160-1800C); bền cơ & bền nhiệt cao.
- Độ co lớn.
Các chất tạo mẫu trên thường không được sử dụng riêng biệt mà dưới dạng hỗn hợp.
Hỗn hợp parafin-stearin (PS):
- Thường dùng PS 50-50 và PS 30-70.
Hỗn hợp parafin-stearin-etyl xenluloza (PSE) & parafin-serezin-etyl xenluloza (PCE):
- Chứa 5-15% etyl xenluloza.
- Nhiệt độ biến mềm cao, độ bền cao, độ co thấp.
Vật liệu tạo mẫu dễ chảy thường dùng chế tạo mẫu nhỏ có độ phức tạp trung bình.
Loại vật liệu này chỉ cần thả vào nước là chúng tự hòa tan. Thành phần cơ bản là cacbamit (ure kỹ thuật) với khoảng 1 – 2% axitboric. Vật liệu này không bị co, không biến mền, độ chính xác của mẫu khá cao nhưng dể hút ẩm và khó hàn để tạo thành chùm mẫu.
Vật liệu tạo mẫu khó chảy:
Thường dùng chế tạo các vật đúc thành mỏng, kích thước tương đối lớn.
Cũng được sử dụng dưới dạng hỗn hợp.
Kanifol:
- Được điều chế từ nhựa các loại cây lá kim (thông, tùng, bách …)
- Màu vàng sáng đến nâu sẫm; dòn.
Polystirol:
- Không màu, vô định hình.
- Bền cơ, bền nhiệt, nhiệt độ nóng chảy cao.
- Dòn, độ sệt cao ở trạng thái nóng chảy.
HH kanifol-polystirol-serezin 50-30-20.
HH kanifol-serezin.
Mẫu được làm việc trên cơ sở tổ hợp của các loại nhựa cây như tùng, bách, thông… thành phần chủ yếu của các loại nhựa này polystyrol, xererin. Ngoài ra người ta còn chế tạo mẫu bằng các loại nhựa ở dang bột, mẫu được chế tạo theo phương pháp mẫu nhanh.
Ưu điểm: Vật liệu này có nhiệt độ nóng chảy khá cao khoảng 180 – 2000C, thấm ướt huyền phù tốt, bề mặt nhẵn đẹp.
Nhược điểm: Chế tạo khá phức tạp, độ chảy loãng thấp, khó đúc mẫu.
Các phương pháp chế tạo mẫu:
Rót tự do:
- Chủ yếu dùng chế tạo mẫu rỗng.
- Độ co lớn, khả năng điền đầy kém.
Rót dưới áp lực:
- Dưới áp lực của piston hay khí nén.
- Kích thước mẫu chính xác.
- Chế tạo mẫu từ những HH có độ chảy loãng thấp.
Ép dưới dạng nhão:
- Cần lực ép lớn
- Mẫu co rất ít
- Sử dụng phổ biến nhất
Các phương pháp ghép mẫu:
Sau khi đã chế tạo mẫu từ khuôn, mẫu được làm nguội (thường trong nước), sửa chữa, ghép thành chùm (tree).
Hàn Hàn
Dán: dùng các loại keo đặc biệt để dán
Khuôn để chế tạo mẫu:
Thường làm bằng kim loại và được gia công chính xác.
Hợp kim nhôm: dễ gia công; nhẹ.
Thép: tuổi thọ cao hơn; khó gia công; nặng.
Nhựa epoxy.
Cao su lưu hóa.
Thạch cao.
2. Vật liệu chế tạo khuôn gốm:
2.1. Vật liệu chịu lửa:
Vật liệu chịu lửa cho khuôn gốm gồm 2 loại:
- Vật liệu chịu lửa dạng bột (kích thước hạt < 0,05mm) để chế tạo hỗn hợp huyền phù.
- Cát phủ (>0,074mm) để tạo vỏ.
Các loại vật liệu chịu lửa:
Thạch anh.
Corindon điện phân (Al2O3).
Silicat zircon (ZrSiO4).
Dioxit titan (TiO2).
Manhezit.
Chuẩn bị vật liệu chịu lửa:
Nghiền.
Sấy ở 150 – 2000C để khử ẩm.
Sàng bột chịu lửa và cát phủ để có độ hạt thích hợp.
2.2. Chất dính:
Thường dùng etylsilicat hay thủy tinh lỏng (nước thủy tinh).
Etyl silicat: là chất hữu cơ khá đắt tiền và được dùng khá phổ biến trong đúc mẫu chảy và đúc trong khuôn gốm theo công nghệ Shaw. Về cấu tạo, etylsilicat bao gồm nhóm etyl ( C2H5O )n và nhóm silicat, có công thức chung là (C2H5O)2n+2SinOn-1.
Ví dụ như: Monoete: (C2H5O)4Si ; điete: (C2H5O)6Si2O ; triete: (C2H5O)8Si3O2 ...
Khi gặp nước, etylsilicat bị thủy phân, tức là mỗi nhóm etyl sẽ bị thay thế bằng một nhóm hydroxyl OH-. Quá trình thủy phân phụ thuộc vào lượng nước có trong dung dịch, tức là phụ thuộc vào tỷ lệ etylsilcat/ nước mà sản phẩm thủy phân cuối cùng có thể là axit silisic Si(OH)4 hay các polyete.
Khi thủy phân hoàn toàn, sản phẩm tạo thành là axit silisic Si(OH)4. Các phân tử này sẽ trùng hợp lại với nhau tạo thành một mạng trong không gian.
Khi thủy phân không hoàn toàn tạo thành các polyete, các polyete cũng trùng hợp, rồi lại tiếp tục thủy phân rồi lại tiếp tục trùng hợp… Quá trình cứ tiếp tục cho đến khi các phần tử cũng tạo được mạng lưới không gian như trên.
Như vậy, điều kiện tiên quyết để etylsilicat thủy phân đến mức độ nào, thủy phân hoàn toàn hay thủy phân một phần, hoàn toàn phụ thuộc vào lượng nước cho vào dung dịch khi thủy phân. Tuy nhiên, chất lượng lớp vỏ khuôn tạo ra từ huyền phù do quá trình thủy phân này cũng sẽ thay đổi tùy thuộc vào hàm lượng nước đó. Lượng nước cho vào để thủy phân có thể tính theo công thức:
Trong đó:
a: là hàm lượng nhóm etyl trong etylsilicat thủy phân(%)
m: là khối lượng của etylsilicat (kg)
M: là hệ số thực nghiệm lấy tùy thuộc vào lượng nhóm etyl trong etylsilicat, dạng dung dịch thủy phân và phương pháp sấy vỏ mỏng (bảng 1)
Bảng1: Giá trị hệ số M trong công thức tính lượng nước thủy phân.
Phương pháp sấy
Giá trị M khi khối lượng nhóm etyl trong etylsilicat
69 – 65%
trên 65%
Hơi amoniac ẩm có không khí
0,2 – 0,3
0,3 – 0,4
Trong buồng sấy có ít amoniac
0,4 – 0,5
0,5 – 0,6
Trong không khí lưu thông không có amoniac
0,5 – 0,6
0,6 – 0,7
Trong lò kín không có amoniac
0,7 – 0,8
0,8 – 1,0
Thủy tinh lỏng:
Thủy tinh lỏng là vật liệu nhóm silicat, tan trong nước và khả năng tham gia chuyển biến sol-gel-rắn để làm chất dính trong mẫu chảy. Công thức của thủy tinh lỏng là: Na2O.mSiO2.nH2O. Sử dụng thủy tinh lỏng trong mẫu chảy cần lưu ý đến các thông số sau đây:
Modun M: modun thủy tinh lỏng là tỉ số giữa SiO2 và số model Na2O. Modun của thủy tinh lỏng có thể thay đổi nhờ các chất có tham gia phản ứng với các phân tử trong thành phần. Muốn giảm modun cho NaOH vào thủy tinh lỏng:
Na2O.mSiO2.nH2O + n. NaOH = (1+n/2) Na2O.mSiO2 + ½. H2O
Muốn tăng modun thì cho thêm NH4Cl:
Na2O.mSiO2.nH2O + NH4Cl = mSiO2 + 2.NaCl + NH3 + H2O
Tỷ trọng của thủy tinh lỏng: Tỷ trọng của dung dịch phụ thuộc vào modun và lượng nước có trong thành phần nhưng về cơ bản, thay đổi tỷ trọng bằng cách pha thêm nước.
Độ nhớt: Khi modun cáng cao, thủy tinh lỏng càng sệt, độ nhớt càng cao.
Khi dùng thủy tinh lỏng trong đúc mẫu chảy, cần phối hợp cả ba tính chất trên để đảm bảo huyền phù dính mẫu tốt, độ bền lớp vỏ cao, không nứt; bề mặt khuôn và bề mặt đúc nhẵn đẹp. Trong các chỉ tiêu trên, modun là thông số quan trọng nhất. Tốt hơn cả là dùng thủy tinh lỏng có tỷ trọng 1,5 – 1,55g/cm2; 32 – 34% SiO2 + 11 – 13% Na2O và khoảng 55 – 57% H2O.
3. Phương pháp chế tạo khuôn gốm:
3.1. Chuẩn bị và chế tạo huyền phù:
Chuẩn bị huyền phù:
- Cho chất dính vào thiết bị khuấy; khuấy.
- Cho dần bột chịu lửa vào.
Thiết bị khuấy: cánh khuấy đứng yên, thùng quay.
Chế tạo huyền phù:
Huyền phù trên cơ sở etylsilicat:
Có hai phương pháp thủy phân: thủy phân riêng biệt và thủy phân kết hợp.
Thủy phân riêng biệt: nội dung của phương pháp này là thủy phân trước khuấy trộn sau. Sau khi kết thúc quá trình thủy phân, có thể là thủy phân hoàn toàn hay thủy phân một phần, cho vật liệu dạng bụi vào dung dịch thủy phân và khuấy đều. thông thường huyền phù có chứa 40 – 45% etyl...
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
MỤC LỤC
PHẦN 1: GIỚI THIỆU VỀ ĐÚC MẪU CHẢY 5
I. Định nghĩa, đặc điểm và công dụng ngành đúc: 5
1. Định nghĩa: 5
2. Đặc điểm: 6
3. Công dụng: 7
4. Phân loại: 7
II. Định nghĩa, đặc điểm và phạm vi sử dụng của đúc mẫu chảy: 8
1. Định nghĩa: 8
2. Đặc điểm: 8
PHẦN 2: TÌM HIỂU VỀ QUY TRÌNH ĐÚC MẪU CHẢY 9
I. Qui trình đúc mẫu chảy: 9
1. Vật liệu và phương pháp chế tạo mẫu chảy: 10
2. Vật liệu chế tạo khuôn gốm: 14
3. Phương pháp chế tạo khuôn gốm: 17
4. Rót khuôn: 20
5. Làm sạch và hoàn tất vật đúc: 20
II. Các nguyên tắc cơ bản khi đúc một vật bằng đúc mẫu chảy: 21
1. Các nguyên tắc chung đối với chi tiết đúc mẫu chảy: 23
2. Các nguyên tắc về kích thước: 28
3. Dung sai 29
4. Các nguyên tắc về thiết kế đúc: 31
III. Ưu điểm và nhược điểm của đúc mẫu chảy: 32
1. Ưu điểm: 32
2. Nhược điểm: 33
IV. Phạm vi sử dụng của mẫu chảy trong thực tế: 33
Phần 3: CÁC THIẾT BỊ TRONG DÂY CHUYỀN ĐÚC KHUÔN MẪU CHẢY 37
I. Máy phay sáp: 37
1.1. Mô tả máy: 37
1.2. Công dụng máy: 37
1.3. Xuất xứ của máy: 38
II. Máy lưu hóa khuôn: 38
2.1. Mô tả máy: 38
2.2. Công dụng máy: 38
2.3. Xuất xứ của máy: 39
III. Máy bơm sáp chân không tự động: 39
3.1. Mô tả máy: 39
3.2. Công dụng máy: 39
3.3. Xuất xứ của máy: 39
IV. Máy trộn thạch cao: 40
4.1. Mô tả máy: 40
4.2. Công dụng máy: 40
4.3. Xuất xứ của máy: 40
V. Lò nung: 40
5.1. Mô tả máy: 40
5.2. Công dụng máy: 41
5.3. Xuất xứ của máy: 41
VI. Máy đúc chân không: 41
6.1. Mô tả máy: 41
6.2. Công dụng máy: 42
6.3. Xuất xứ của máy: 42
VII. Máy phun cát: 42
7.1. Mô tả máy: 42
7.2. Công dụng máy: 42
7.3. Xuất xứ của máy: 43
VIII. Các thiết bị phụ trợ khác: 43
TÀI LIỆU THAM KHẢO 44
Công nghệ đúc hiện là tứ đại thiên vương trong chuyên ngành kim loại và hợp kim cho nên việc hiểu rõ để định hướng vào ngành này là điều vô cùng cấp thiết. Theo xu hướng hiện nay đúc có nhiều công dụng hữu ích trong đời sống. Đúc có vai trò quan trọng đối với nền kinh tế. Tuy nhiên, ở nước ta vẫn chưa quan tâm nhiều đến vai trò của nó, ví như: những lợi ích từ việc sản xuất các chi tiết thay thế, vai trò trong đời sống hằng ngày. Thêm vào đó, một số nhà sản xuất, quản lý và chuyên viên kỹ thuật chưa hiểu được sự khác biệt của chi tiết được chế tạo từ Đúc và từ các phương pháp khác. Kết quả là thiếu cơ hội cho các nhà sản xuất. Sản xuất đúc được phát triển rất mạnh và được sử dụng rất rộng rãi trong các ngành công nghiệp, khối lượng vật đúc trung bình chiếm khoảng 40% đến 80% tổng khối lượng máy móc, trong ngành cơ khí khối lượng vật đúc chiếm đến 90% mà giá thành chỉ chiếm có 20% đến 25%. Ứng dụng lớn nhất là xe hơi và xe tải hạng nhẹ vào khoảng 31%. Các lĩnh vực khác bao gồm xây dựng, khai khoáng và dầu khí khoảng 6%, đường ống và khớp nối 15%, máy bơm và nén khí 3%, đô thị 3%, đường sắt 6%, máy nông nghiệp 6%, van 5%, động cơ đốt trong 5%. Đầu tư về phát triển công nghệ mới để giảm ô nhiễm môi trường.
Đúc mẫu chảy hiện đang được sử dụng rất nhiều trên thế giới. Các dòng sản phẩm đúc bằng công nghệ mẫu chảy ngày càng nhiều vì có chất lượng cao và tỷ lệ sản phẩm hư hỏng thấp. Theo khảo sát của khoa công nghệ vật liệu trường đại học bách khoa TP.HCM, ở TP.HCM hiện chỉ có một doanh nghiệp sử dụng công nghệ đúc mẫu chảy, chỉ để sản xuất các sản phẩm trang trí mỹ nghệ. Trong khu chế xuất Tân Thuận có một công ty của Nhật áp dụng công nghệ này để sản xuất các chi tiết máy, song các sản phẩm chủ yếu được xuất về thị trường Nhật và ra thị trường thế giới. Hiện nay các doanh nghiệp trong nước cho đến nay chủ yếu vẫn đang sử dụng công nghệ đúc bằng khuôn cát, mà mặt hạn chế là chất lượng vật đúc thấp và tỷ lệ phế phẩm cao (trên 30%).
Hiện nay, công ty cổ phần cơ khí & đúc kim loại Sài Gòn (Sameco) đã thực hiện thành công quy trình công nghệ đúc mẫu chảy các chi tiết phức tạp chất lượng cao cho ngành cơ khí, với công suất 600 tấn/năm. Đây là lần đầu tiên công nghệ này được công ty trong nước thực hiện thành công. Kết quả này sẽ thiết thực góp phần cung cấp cho thị trường trong nước những sản phẩm phôi đạt chất lượng cao (giúp các doanh nghiệp trong nước giảm giá thành sản xuất), nâng cao khả năng cạnh tranh và xuất khẩu cho các doanh nghiệp cơ khí .
Vì vậy, Đúc trong khuôn mẫu chảy là một phương pháp mới nhiều ưu điểm. So với đúc bằng khuôn cát, đúc mẫu chảy có thể làm được các chi tiết phức tạp, có thành mỏng, chất lượng bề mặt cao, giảm đáng kể lượng gia công cơ khí, nhiều chi tiết đúc xong có thể sử dụng ngay. Đúc mẫu chảy có thể làm được các sản phẩm có trọng lượng từ vài gram đến vài chục kilogram.
- độ dẻo & độ bền nhiệt cao hơn parafin, stearin.
- Độ co lớn; độ bền & độ cứng tương đối thấp.
Etyl xenluloza:
- Bột màu trắng, vàng trắng, cấu trúc tinh thể mịn.
- Nhiệt độ nóng chảy cao (160-1800C); bền cơ & bền nhiệt cao.
- Độ co lớn.
Các chất tạo mẫu trên thường không được sử dụng riêng biệt mà dưới dạng hỗn hợp.
Hỗn hợp parafin-stearin (PS):
- Thường dùng PS 50-50 và PS 30-70.
Hỗn hợp parafin-stearin-etyl xenluloza (PSE) & parafin-serezin-etyl xenluloza (PCE):
- Chứa 5-15% etyl xenluloza.
- Nhiệt độ biến mềm cao, độ bền cao, độ co thấp.
Vật liệu tạo mẫu dễ chảy thường dùng chế tạo mẫu nhỏ có độ phức tạp trung bình.
Loại vật liệu này chỉ cần thả vào nước là chúng tự hòa tan. Thành phần cơ bản là cacbamit (ure kỹ thuật) với khoảng 1 – 2% axitboric. Vật liệu này không bị co, không biến mền, độ chính xác của mẫu khá cao nhưng dể hút ẩm và khó hàn để tạo thành chùm mẫu.
Vật liệu tạo mẫu khó chảy:
Thường dùng chế tạo các vật đúc thành mỏng, kích thước tương đối lớn.
Cũng được sử dụng dưới dạng hỗn hợp.
Kanifol:
- Được điều chế từ nhựa các loại cây lá kim (thông, tùng, bách …)
- Màu vàng sáng đến nâu sẫm; dòn.
Polystirol:
- Không màu, vô định hình.
- Bền cơ, bền nhiệt, nhiệt độ nóng chảy cao.
- Dòn, độ sệt cao ở trạng thái nóng chảy.
HH kanifol-polystirol-serezin 50-30-20.
HH kanifol-serezin.
Mẫu được làm việc trên cơ sở tổ hợp của các loại nhựa cây như tùng, bách, thông… thành phần chủ yếu của các loại nhựa này polystyrol, xererin. Ngoài ra người ta còn chế tạo mẫu bằng các loại nhựa ở dang bột, mẫu được chế tạo theo phương pháp mẫu nhanh.
Ưu điểm: Vật liệu này có nhiệt độ nóng chảy khá cao khoảng 180 – 2000C, thấm ướt huyền phù tốt, bề mặt nhẵn đẹp.
Nhược điểm: Chế tạo khá phức tạp, độ chảy loãng thấp, khó đúc mẫu.
Các phương pháp chế tạo mẫu:
Rót tự do:
- Chủ yếu dùng chế tạo mẫu rỗng.
- Độ co lớn, khả năng điền đầy kém.
Rót dưới áp lực:
- Dưới áp lực của piston hay khí nén.
- Kích thước mẫu chính xác.
- Chế tạo mẫu từ những HH có độ chảy loãng thấp.
Ép dưới dạng nhão:
- Cần lực ép lớn
- Mẫu co rất ít
- Sử dụng phổ biến nhất
Các phương pháp ghép mẫu:
Sau khi đã chế tạo mẫu từ khuôn, mẫu được làm nguội (thường trong nước), sửa chữa, ghép thành chùm (tree).
Hàn Hàn
Dán: dùng các loại keo đặc biệt để dán
Khuôn để chế tạo mẫu:
Thường làm bằng kim loại và được gia công chính xác.
Hợp kim nhôm: dễ gia công; nhẹ.
Thép: tuổi thọ cao hơn; khó gia công; nặng.
Nhựa epoxy.
Cao su lưu hóa.
Thạch cao.
2. Vật liệu chế tạo khuôn gốm:
2.1. Vật liệu chịu lửa:
Vật liệu chịu lửa cho khuôn gốm gồm 2 loại:
- Vật liệu chịu lửa dạng bột (kích thước hạt < 0,05mm) để chế tạo hỗn hợp huyền phù.
- Cát phủ (>0,074mm) để tạo vỏ.
Các loại vật liệu chịu lửa:
Thạch anh.
Corindon điện phân (Al2O3).
Silicat zircon (ZrSiO4).
Dioxit titan (TiO2).
Manhezit.
Chuẩn bị vật liệu chịu lửa:
Nghiền.
Sấy ở 150 – 2000C để khử ẩm.
Sàng bột chịu lửa và cát phủ để có độ hạt thích hợp.
2.2. Chất dính:
Thường dùng etylsilicat hay thủy tinh lỏng (nước thủy tinh).
Etyl silicat: là chất hữu cơ khá đắt tiền và được dùng khá phổ biến trong đúc mẫu chảy và đúc trong khuôn gốm theo công nghệ Shaw. Về cấu tạo, etylsilicat bao gồm nhóm etyl ( C2H5O )n và nhóm silicat, có công thức chung là (C2H5O)2n+2SinOn-1.
Ví dụ như: Monoete: (C2H5O)4Si ; điete: (C2H5O)6Si2O ; triete: (C2H5O)8Si3O2 ...
Khi gặp nước, etylsilicat bị thủy phân, tức là mỗi nhóm etyl sẽ bị thay thế bằng một nhóm hydroxyl OH-. Quá trình thủy phân phụ thuộc vào lượng nước có trong dung dịch, tức là phụ thuộc vào tỷ lệ etylsilcat/ nước mà sản phẩm thủy phân cuối cùng có thể là axit silisic Si(OH)4 hay các polyete.
Khi thủy phân hoàn toàn, sản phẩm tạo thành là axit silisic Si(OH)4. Các phân tử này sẽ trùng hợp lại với nhau tạo thành một mạng trong không gian.
Khi thủy phân không hoàn toàn tạo thành các polyete, các polyete cũng trùng hợp, rồi lại tiếp tục thủy phân rồi lại tiếp tục trùng hợp… Quá trình cứ tiếp tục cho đến khi các phần tử cũng tạo được mạng lưới không gian như trên.
Như vậy, điều kiện tiên quyết để etylsilicat thủy phân đến mức độ nào, thủy phân hoàn toàn hay thủy phân một phần, hoàn toàn phụ thuộc vào lượng nước cho vào dung dịch khi thủy phân. Tuy nhiên, chất lượng lớp vỏ khuôn tạo ra từ huyền phù do quá trình thủy phân này cũng sẽ thay đổi tùy thuộc vào hàm lượng nước đó. Lượng nước cho vào để thủy phân có thể tính theo công thức:
Trong đó:
a: là hàm lượng nhóm etyl trong etylsilicat thủy phân(%)
m: là khối lượng của etylsilicat (kg)
M: là hệ số thực nghiệm lấy tùy thuộc vào lượng nhóm etyl trong etylsilicat, dạng dung dịch thủy phân và phương pháp sấy vỏ mỏng (bảng 1)
Bảng1: Giá trị hệ số M trong công thức tính lượng nước thủy phân.
Phương pháp sấy
Giá trị M khi khối lượng nhóm etyl trong etylsilicat
69 – 65%
trên 65%
Hơi amoniac ẩm có không khí
0,2 – 0,3
0,3 – 0,4
Trong buồng sấy có ít amoniac
0,4 – 0,5
0,5 – 0,6
Trong không khí lưu thông không có amoniac
0,5 – 0,6
0,6 – 0,7
Trong lò kín không có amoniac
0,7 – 0,8
0,8 – 1,0
Thủy tinh lỏng:
Thủy tinh lỏng là vật liệu nhóm silicat, tan trong nước và khả năng tham gia chuyển biến sol-gel-rắn để làm chất dính trong mẫu chảy. Công thức của thủy tinh lỏng là: Na2O.mSiO2.nH2O. Sử dụng thủy tinh lỏng trong mẫu chảy cần lưu ý đến các thông số sau đây:
Modun M: modun thủy tinh lỏng là tỉ số giữa SiO2 và số model Na2O. Modun của thủy tinh lỏng có thể thay đổi nhờ các chất có tham gia phản ứng với các phân tử trong thành phần. Muốn giảm modun cho NaOH vào thủy tinh lỏng:
Na2O.mSiO2.nH2O + n. NaOH = (1+n/2) Na2O.mSiO2 + ½. H2O
Muốn tăng modun thì cho thêm NH4Cl:
Na2O.mSiO2.nH2O + NH4Cl = mSiO2 + 2.NaCl + NH3 + H2O
Tỷ trọng của thủy tinh lỏng: Tỷ trọng của dung dịch phụ thuộc vào modun và lượng nước có trong thành phần nhưng về cơ bản, thay đổi tỷ trọng bằng cách pha thêm nước.
Độ nhớt: Khi modun cáng cao, thủy tinh lỏng càng sệt, độ nhớt càng cao.
Khi dùng thủy tinh lỏng trong đúc mẫu chảy, cần phối hợp cả ba tính chất trên để đảm bảo huyền phù dính mẫu tốt, độ bền lớp vỏ cao, không nứt; bề mặt khuôn và bề mặt đúc nhẵn đẹp. Trong các chỉ tiêu trên, modun là thông số quan trọng nhất. Tốt hơn cả là dùng thủy tinh lỏng có tỷ trọng 1,5 – 1,55g/cm2; 32 – 34% SiO2 + 11 – 13% Na2O và khoảng 55 – 57% H2O.
3. Phương pháp chế tạo khuôn gốm:
3.1. Chuẩn bị và chế tạo huyền phù:
Chuẩn bị huyền phù:
- Cho chất dính vào thiết bị khuấy; khuấy.
- Cho dần bột chịu lửa vào.
Thiết bị khuấy: cánh khuấy đứng yên, thùng quay.
Chế tạo huyền phù:
Huyền phù trên cơ sở etylsilicat:
Có hai phương pháp thủy phân: thủy phân riêng biệt và thủy phân kết hợp.
Thủy phân riêng biệt: nội dung của phương pháp này là thủy phân trước khuấy trộn sau. Sau khi kết thúc quá trình thủy phân, có thể là thủy phân hoàn toàn hay thủy phân một phần, cho vật liệu dạng bụi vào dung dịch thủy phân và khuấy đều. thông thường huyền phù có chứa 40 – 45% etyl...
Do Drive thay đổi chính sách, nên một số link cũ yêu cầu duyệt download. các bạn chỉ cần làm theo hướng dẫn.
Password giải nén nếu cần: ket-noi.com | Bấm trực tiếp vào Link để tải:
You must be registered for see links