Công nghệ đúc hợp kim ppt

CH
ƯƠ
NG V
CH
ƯƠ
NG

V
ĐÚC CÁC HỢP KIM
• V-1. Tính đúc của hợp kim
V
2
Đúc gang
•
V
-
2
.
Đúc

gang

• V-3. Đúc kim loại màu
• V-4. Các phương pháp đúc đặc biệt
V
-
1.
Tính Đúc CủaHợp Kim
V
1.

Tính

Đúc

Của

Hợp

Kim
Tính đúc của hợp kim là khả năng
đ
údễ h khó ủ h ki
đ
óNó
đ
ú
c
dễ

h
a
y

khó
c
ủ
a
h
ợp
ki

m
đ
ó
.
Nó

được đánh giá bằng các chỉ tiêu cơ bản
đ
â
sau
đ
ây
:
1 - Tính chảy loảng
2 - Tính co của kim loại
3 - Tính hoà tan khí
4
Tí h thiê tí h
4
-
Tí
n
h

thiê
n
tí
c
h
1-Tính chảy loãng

Ki l ià ó
đ
ộ hả lã à hì
Ki
m
l
oạ
i
n
à
o c
ó

đ
ộ
c
hả
y
l
o
ã
ng c
à
ng cao t
hì

đúc càng dễ. Tính chảy loãng phụ thuộc chủ
yếu vào công nghệ khuôn nhiệt
đ
ộ quá nhiệt

yếu

vào

công

nghệ

khuôn
,
nhiệt

đ
ộ

quá

nhiệt

khi rót và thành phần hóa học của kim loại.
Ví d
đ
út khô áttíhhả lã ủ
Ví

d
ụ
đ
ú
c

t
rong
kh
u
ô
n c
át

tí
n
h
c
hả
y
l
o
ã
ng c
ủ
a
kim loại cao hơn so với đúc trong khuôn kim
loại do khuôn cát có tốc
đ
ộ dẫn nhiệtthấph
ơ
n
loại

do

khuôn

cát

có

tốc

đ
ộ

dẫn

nhiệt

thấp

h
ơ
n
.
Thành phần hóa học của kim loại và hợp kim
- Si, P là những nguyên tố làm tăn
g
tính
chả
y
loãn
g
của

g
an
g
.
yggg
- Mn, S là những nguyên tố làm giảm
tí h
hả lã ủ
tí
n
h
c
hảy

l
o
ã
n
g
c
ủ
a
g
an
g
.
2 -Tính co của kim loại
 Tính co càn
g
tăn

g
tính đúc càn
g

kém. Vì đúc vật đúc ra dễ bị các
ế ỗ
khu
yế
t tật, lõm co, r
ỗ
co.

Thành phầnhỗnhợpcủacác

Thành

phần

hỗn

hợp

của

các

nguyên tố trong kim loại.
 Nhiệt độ rót kim loại.
3 - Tính hoà tan khí
Kim loại khi

đ
úc th
ư
ờng hoà tan khí O
H
Kim

loại

khi

đ
úc

th
ư
ờng

hoà

tan

khí

O
2
,
H
2
,

hơi H
2
O gây rỗ vật đúc, làm giảm cơ tính
4 - Tính thiên tích :( không đồng nhất về thành
phần hỗn hợp, thường ở kim loại màu).Gang có
tí h hả lã h
thé ấthiề d
đ
ódễ
tí
n
h
c
hả
y
l
o
ã
ng
h
ơ
n
thé
p r
ất
n
hiề
u
d
o

đ
ó
gang
dễ

hơn thép.
V
-
2
. Đúc gang
V
2
.

Đúc

gang
Thành phần hỗn hợp của gang : Fe, C …
C = 2,14 ÷ 4,0%
Si 0 4
÷
35%
Si
=
0
,
4

÷
3

,
5%
Mn = 0
,
2
÷
1
,
5%
,
,
P = 0.04 ÷ 1,5%
S = 0,02 ÷ 0,2%
Phân loại gang :
Phân

loại

gang

:
 Gang xám : GX – VD : GX 15-32
Trong gang không có xêmentit tự do ,mà
chỉ có Graphit Gang xám có tính
đ
úc tốtdễ
chỉ

có

Graphit
.
Gang

xám

có

tính

đ
úc

tốt

dễ

gia công cơ khí.
ắ
 Gan
g
tr
ắ
n
g
: Cacbon tron
g

g
an

g
nà
y
có
dạng liên kết hoá học xêmentit tự do vì vậy
ấ
g
an
g
nà
y
r
ấ
t cứn
g
và dòn.
 Gang biến trắng : Bề mặt gang trắng bên trong lõi
là á Vù tiế iá iữ hitổ hứ ótổ
là
gang x
á
m.
Vù
ng
tiế
p g
iá
p g
iữ
a

h
a
i

tổ
c
hứ
c c
ó

tổ

chức của gang hoa râm.
ầ
ồ ầ
 Gang c
ầ
u : Graphit trong gang ở dạng h
ồ
ng c
ầ
u
nhờ đưa vào chất biến tính đặc biệt vào gang lỏng khi
đ
ú
VD
GC 60
đ
ú
c. -

VD
:
GC

60
 Gang dẻo : Graphit ở dạng bông nên tính dẻo của
gang tăng lên .
Các n
g
u
y
ên t
ố
thúc đẩ
y
s
ự
Gra
p
hit hóa : C, Si, P.
gy
y ự p
Các nguyên tố cản trở sự Graphit hóa : Mn, S, Cr.
Các nguyên tố ảnh hưởng đến tính đúc của gang
ầ
- Thành ph
ầ
n hoá học.
-Nhiệt độ rót gang.
-Vật đúc thành càng mỏng → rót gang ở

nhiệt
đ
ộ càng cao.
nhiệt

đ
ộ

càng

cao.
- Công nghệ khuôn.
ố
-T
ố
c độ nguội.
- Thành
p
h
ầ
n v
ậ
t li
ệ
u n
ấ
u
g
an
g

.
p ậ ệ gg
Vật liệu kim loại

Thỏi(ấ lò ) hồiliệ +hitiếtá

Thỏi
gang
(
n
ấ
u
lò
cao
)
,
hồi

liệ
u
+
c
hi

tiết
m
á
y =
gang hư, ferô hợp kim ( Fe-Si, Fe-Mn).
 Tính toán hợp lý, kích thước ≤ đường kính trong

của lò.
 Làm sạch Oxy hóa.

Lò
đ
úc
:lò
đ
ứng dùng nhiên liệulàthancốc.

Lò

đ
úc
:

lò

đ
ứng

dùng

nhiên

liệu

là

than

cốc.
 Lò chõ : dùng nhiên liệu than đá.
ầ
ầ
 Lò d
ầ
u : dùng nhiên liệu d
ầ
u FO .
 Lò đi
ệ
n : lò h
ồ

q
uan
g

(
m
ấ
u thé
p),
lò cảm ứn
g

ệ
qg( p), g
Lò khí gaz.

Chấttrợ dung
Chất

trợ

dung
 Đưa vào để tách các tạp chất và xỉ ra khỏi kim loại
lỏng
lỏng
.
CaCO
3
( 4 ÷ 5%)
 Đối với lò dầu không cần dùng đá vôi CaCO
3
để khử
tạp chất.
 Lò điện hồ quang trực tiếp dùng để nấu thép.

Lò
đ
iệnhồ quang gián tiếp dùng
đ
ể nấu kim loại

Lò

đ
iện

hồ

quang

gián

tiếp

dùng

đ
ể

nấu

kim

loại

màu.
Lò ấ

Lò
n
ấ
u: xem
Vật liệu chịu lửa
Vật liệu chịu được nhiệt cao mà không
bị mềm chảy thay đổi thể tích thành
phần hỗn hợp. Thường để xây các

tường lò hợp kim lò đúc làm các dụng
cụ để chứa đựng kim loại lỏng hay lò
nung làm vật liệu chịu lửa.
Ö Vật liệu chịu lửa : axit
Gạch Đinat : SiO
2
; nhiệt độ chảy :1730
0
C
Ö Vật liệu chịu lửa : bazơ
G h M hêhit (M O)
G
ạc
h

M
an
hêhit

(MgO)
Crôm-Manhêhit
(
Cr
2
O
3
,
M
g
O …

)
(
2
3
,g )
Nhiệt độ chảy : 1600 ÷ 1700
0
C
Gạch Crômit
Tính phối liệu nấu gang
Mẻ liệ ấ
a.
Mẻ

liệ
u n
ấ
u
Nhiên liệu :
Dầu FO 15 ÷ 18% khối lượng vật liệu kim loạ
Th ố 12
15% (lò
đ
ứ )
Th
an c
ố
c :
12

÷
15%

(lò

đ
ứ
ng
)
Than đá : 20 ÷ 25% (lò chỏ)
Chất trợ dung : Có tác dụng đưa vào làm chảy loãng
xỉ và nổi lên trên b
ề
m
ặ
t nước
g
an
g
để vớt ra dễ dàn
g
.
ặ
gg
g
Đá vôi CaCO
3
, đôlômít, xỉ lò Mactanh → lò đứng và lò
chõ.
Lò dầu không cần dùng chấttrợ dung

đ
ể tạoxỉ
chõ.

Lò

dầu

không

cần

dùng

chất

trợ

dung

đ
ể

tạo

xỉ
b. V
ậ
t li
ệ

u kim lo
ạ
i
ậ ệ ạ
 Gang thỏi đúc.
G (á)

G
ang vụn
(
gang m
á
y
)
.
 Hồi liệu ( phế phẩm + hệ thống rót, đậu hơi, đậu
ngót ).
 Thé
p
v
ụ
n .
p ụ
 Ferô hợp kim : FeSi : 30,45,75, Fe-Mn bổ sung các
nguyên tố Si Mn bị cháy hao trong quá trình nấuvật
nguyên

tố

Si

,
Mn

bị

cháy

hao

trong

quá

trình

nấu
.
vật

liệu nấu phải làm sạch, có kích thước phù hợp với
đườn
g
kính của lò
(

≤
1/3 Dt
)
.
g (

)
Cách tính
Gọi x,y,z là khối lượng của các vật liệu nấu.
Có phương trình
X + Y + Z = 100%
GọiSivậtliệu kim loạiMnvậtliệuloại là thành
±
Gọi

Si

vật

liệu

kim

loại
,
Mn

vật

liệu

loại

là

thành

phần Si, Mn, có vật liệu kim loại.
G iSi
M
là hà h hầ Si M ó ậ
±
G
ọ
i

Si
vđ
,
M
n
vđ
là
t
hà
n
h
p
hầ
n
Si
,
M
n c
ó
trong v

ậ
t
đúc.
ấ
± Gọi Si
ch
, Mn
ch
… có trong quá trình n
ấ
u.
 Si chá
y
hao 15%
,
.
y,
 Mn cháy hao 20%.
 C cháy hao 15%.
+ lò đứng, lò chõ(than) C không tính.
ầ
+ lò d
ầ
u phải tính cháy hao 15%.
Si
vlkl
–Si
ch
. Si
vlkl

= Si
v
đ
vlkl
ch
vlkl
v
đ
.
Si
vlkl
.(1– Si
ch
) = Si
vđ.
Si
vlkl
=
Sivđ
vlkl
1- Sich
Mnv
đ
Mn
vlkl
=
Mnv
đ
1- Mnch
Hệ phương trình :

x + y +z = 100%
x.+
y
. + z. = 100% Mn
vlkl
vd
Si
Si
1
vd
Si
Si
1
vd
Si
y
vlkl
ch
Si
−
1
ch
Si
−
1
ch
Si−1
VD
GX
15

32
VD
:
GX
:
15
-
32
.
Tra bảng biết thành phầnhổnhợpC,Si,Mn.
Tra

bảng

biết

thành

phần

hổn

hợp

C,

Si,

Mn.

Đặ
đ
iể
đ
ú
Đặ
c
đ
iể
m
đ
ú
c
g
an
g

Tính chảy loãng cao nên
đ
úc
đư
ợc các vật

Tính

chảy

loãng

cao

nên

đ
úc

đư
ợc

các

vật

đúc thành mỏng, phức tạp.

Khốil
ư
ợng riêng củaganglớnnênítlẫn

Khối

l
ư
ợng

riêng

của

gang

lớn
,
nên

ít

lẫn

các tạp chất, xỉ, bọt khí.

Cô hệ kh ô khô hứ t hất

Cô
ng ng
hệ

kh
u
ô
n
khô
ng p
hứ
c
t
ạp, c
hất

lượng đúc cao.

ấ

Nấ
u luyện đ
ơ
n giản.
V-3. Đúc kim loại màu (hợp kim màu)
1
Đú
đ
ồ
1
.
Đú
c
đ
ồ
n
g
:
 H
ợp
kim đồn
g

g
ồm:
ợp
gg
- Đồng thau : Latông(L), LZn30

-Đồng thanh : Brông(B), BSn5Pb
Lò ấ

Lò
n
ấ
u:
Lò nồi
(
nồi bằn
g
Gra
p
hit
)
( gp
)
Vật liệu nấu : Đồng nguyên chất dạng thỏi, dạng tấm ,
dùng các nguyên tố hợp kim cho vào
đ
ồng Zn Sn Pb Al
dùng

các

nguyên

tố

hợp

kim

cho

vào

đ
ồng

Zn
,
Sn
,
Pb
,
Al
Đồng hoà tan nhiều khí O
2
,H
2
dùng Cu-P (90%Cu, 10%P)
khử O
khử

O
2.
.
Cu-P + O
2

→ P
2
O
5
+ CuO
Chất trợ dung :
ề
ể
 Che phủ b
ề
mặt của kim loại màu đ
ể
không bị oxy hoá.
 Có tác dụn
g
tạo xỉ chả
y
lõan
g
nhẹ n
ổ
i lên .
g yg
 Than củi, nùm cưa, các muối clorua natri.
NCl b á(N
B
O
)
N
a

Cl
+
b
o s
á
t
(N
a
2
B
4
O
7
)
.
Quá trình nấu
ª Sấy lò (chứa) 300 ÷ 400%C.
ª
Cho vậtliệu kim loại khó chảyvàotr
ư
ớcdễ chảysau
Cho

vật

liệu

kim

loại

khó

chảy

vào

tr
ư
ớc
,
dễ

chảy

sau

Zn bay hơi cho vào sau cùng, Pb dễ bị thiên tích.
ª
Phủ hấttợ dlêtêù
ª
Phủ
c
hất

t
r
ợ

d

ung
lê
n
t
r
ê
n c
ù
ng.
ª Không khuấy trộn nhiều.
ª Cho CuP để khử O
2
(0.09 ÷ 1%) khối lượng vật liệu kim
loại.
ª Nhiệt độ rót hợp kim đồng 1070 ÷ 1100
0
C.
ể
ồ
Đặc đi
ể
m đúc hợp kim đ
ồ
n
g
i
Cô hệ
đ
úkhôhệ thố
i

Cô
n
g
n
ghệ

đ
ú
c,
kh
u
ô
n,
hệ

thố
n
g

rót làm đặc biệt sử dụng khuôn cát,
kh ô ki l i
kh
u
ô
n
ki
m
l
oạ
i

.
i Nấu lu
yệ
n chú
ý
s
ự
ox
y
hoá ho
ặ
c
yệ ý ự y ặ
hòa tan khí.