TÍNHCHẢY LOÃNGTÍNHHÒA TAN KHÍTÍNH ĐÚC CỦAHỢP KIMTÍNHTHIÊN TÍCHTÍNH COTÍNH CHẢY LOÃNG• Là khả năng của hợp kim lỏngđiền đầy vào long khuôn.• Tính chảy loãng cao sẽ điềnđầy tốt, đảm bảo vật đúc cóđộ chính xác và rõ nét.• Tính chảy loãng phụ thuộcvào thành phần hợp kim, vậtliệu làm khuôn, cấu to lòngkhuôn, phương pháp điềnđầy-công nghệ rót, nhiệt độrót, khoảng nhiệt độ kết tinh.• Độ co ngót là khả năng giảmkích thước chiều dài và thể tíchkhi kết tinh.• Co chiều dài gây biến dạng, cóthể phá hủy vật đúc.• Co thể tích gây ra thiết hụt, lõmco, rỗ co…độ co phụ thuộc vàohợp kim đúc,tốc độ làm nguội,kết cấu vật đúc.• Chỗ tập trung kim loại thườngbị rỗ co.ĐỘ CO CÓ THỂ TÍNHTHEO CÔNG THỨC SAU:VLK – VVDεv=-------------100%VVDLLK – LVDεv=-------------100%LLKεv : độ co thể tích [V]εL : độ co chiều dài [L]VLK : thể tích lòng khuônVVD : thể tích vật đúcLLK: kích thước long khuônLVD: kích thước vật đúcTÍNH THIÊN TÍCH• Là sự không đòng nhất về thành phần hóa học,độ hạt và tổ chức của hợp kim trong từngvùng hay trong nội bộ hạt sau khi đông đặclàm cho cơ tính của vật đúc không đồng đều.• Thiên tích vùng là sự không đồng nhất vềthành phần cà tổ chức của các vùng• Thiên tích hạt là sự không đồng nhất về tổchức, độ hạt trong nội bộ hạt.• CHÚ Ý : Để khắc phục thiên tích vùng cần làmnguội nhanh hợp kim lỏng khi kết tinh, sau khikim loại đã đông đặc cần làm nguội chậm đểgiảm thiên tích hạt.TÍNH HÒA TAN KHÍ• Là sự xân nhập của các loại khítrong môi trường vào vật đúckhi nấu, rót và kết tinh tạo nêncác khuyết tật rỗ khí. Các loạikhí thường dễ bị hòa tan làCO2,O2,H2…• Tính hòa tan khí phụ thuộc vàotạp chất khí trong vật liệu nấu,độ sạch, độ ẩm vật liệu vào lòngkhuôn, phương pháp rót, môitrường, áp suất…Big castingflawCASTING FLAWS212PhươngClick to phápadd Titleđúctrong khuôn kim loạiClick to add TitleKhuôn kim loạiĐịnhnghĩaPhương phápđúc trongkhuônkim loạiĐặcđiểmPhạmvi sửdụngĐúc trong khuôn kim loại là thuậtngữ chỉ một phương pháp sản xuấtvật đúc bằng cách rót kim loạilỏng vào khuôn kim loại.Bản chất của phương pháp này là khuôn đúc bằngkim loạiđược sử dụng nhiều lần thay cho khuôn cátsử dụng một lần ,còn ruột có thể là ruột cát hoặcruột kim loại.Kim loại được điền dầy khuôn dưới tácdụng của lực trọng trường• Khuôn được sử dụng nhiều lần;• Độ sạch và độ chính xác được nâng cao đáng kể. Điều nàysẽ làm giảm khối lượng gia công cơ khí;• Nâng cao độ bền cơ học của vật đúc, đặc biệt là độ bền ởlớp bề mặt tiếp giáp với khuôn kim loại.• Nâng cao sản lượng hàng năm do giảm được kích thướcđậu ngót và phế phẩm đúc.• Nâng cao năng suất lao động.• Tiết kiệm diện tích nhà xưởng do không cần chế tạo hỗnhợp làm khuôn và quá trình làm khuôn.• Giảm giá thành sản phẩm.• Dễ cơ khí và tự động hoá, điều kiện vệ sinh lao động tốt.•Không đòi hỏi tay nghề thợ cao••••••••Thời gian chuẩn bị sản xuất dàiChế tạo khuôn kim loại phức tạp và đắt tiền;Độ bền khuôn hạn chế khi đúc thép,Tốc độ dẫn nhiệt thành khuôn cao nên khả năng điền đầykim loại kém do đó vật đúc dễ bị thiếu hụt ,khó đúc nhữngvật thành mỏng và hình dáng phức tạp;Vật đúc có ứng suất lớn do khuôn kim loại cản co mạnh;kim loại không có tính lún nên vật đúc dễ bị nứt, vật đúcgang dễ bị biến trắng;khó đúc các vật có hốc sâu,có các phần lồi ,gân…Quy trình đúc phải chặt chẽ.• Các vật đúc có kết cấu không phức tạp có thành khôngquá mỏng ,không hoặc ít gia công cơ.• Các vật đúc đòi hỏi tổ chức sít chặt• Các vật đúc bằng gang yêu cầu có lớp biến trắng ở bề mặt• Các vật đúc bằng thép có hình dạng đơn giản cóthành dày >=6-10mmtlậViệulàmioạlânhPYKhuônkim loạikônuhầucuêchukaủôạiolmn ki• Đồng và hợp kim của đồng• Hợp kim của nhôm• Thép C10,C15…• Gang•Phân loại theo mặt phân khuôn••Phân loại theo dạng ruột sử dụngPhân loại theo phương pháp chế tạokhuôn•Phân loại theo bề mặt khuôn•Khuôn có mặt phân khuôn đứng••Khuôn có mặt phân khuôn ngangKhuôn có mặt phân khuôn hỗn hợp•Khuôn lật không có mặt ráp• Ruột cát• Ruột kim loại• Ruột cát và kim loại••••••••Đúc trong khuôn cát-sét tươi hoặc khô,không gia công cơĐúc bằng ruột cát,không gia công cơĐúc trong khuôn cát có vỏ mỏng cát nhựa ở trên bề mặt làm viêccủa khuônĐúc bằng ruột kim loại có gia công cơ,đặt trên thớt đáy bằnggang,hòm khuôn trên bằng hỗn hợp cát-sétLàm khuôn bằng cách dùng những mảnh ghépLàm khuôn bằng cách ghép dây kim loạiĐúc sau đó gia công cơLàm khuôn bằng kim loại gốm• Khuôn không có lớp sơn• Khuôn có lớp sơn• Khuôn trát vữa hoặc vỏ bằng hỗn hợp làmkhuôn• Bố trí được hệ thống rót trong khuôn• Đảm bảo được chế độ nhiệt trong khuôn trong quá trình côngnghệ• Thoát được toàn bộ khí qua hệ thông thoát khí• Dễ lấy vật đúc ra khỏi khuôn• Giảm khả năng xuất hiện ứng suất trong khuôn và vật đúc• Đáp ứng được yêu cầu cơ khí hoá ,tự động hoáĐỊNH NGHĨAĐẶC ĐIỂMNGUYÊN LÍ CHUNGƯU & NHƯỢCĐức áp lực :dùng áp lực lớn để điền đày kimloại lỏng vào khuôn kim loại,giử áp lực đó cho đếnkhi kim loại lỏng kết tinh và đông đông đặt hoàntoàn.Máy đúc áplực
Tuy có nhiều ưu việt, thép hợp kim đôi khi cũng thể hiện một số khuyết tật cần biết để phòng tránh.Thiên tíchThép hợp kim, đặc biệt là loại được hợp kim hóa cao với nhiều thành phần hóa học phức tạp, sau khi kết tinh sẽ có tổ chức không đồng nhất, khi cán sẽ tạo nên tổ chức thớ làm cơ tính chênh lệch mạnh giữa các phương dọc và ngang [có khi chênh lệch tới 50 - 70% hay hơn nữa]. Khắc phục bằng ủ khuếch tán rồi đem cán nóng, song nhiều khi ở các bán thành phẩm có tiết diện lớn vẫn còn thấy dạng khuyết tật này. Rõ ràng tiết diện của sản phẩm cán càng nhỏ dạng khuyết tật này càng ít thể hiện. Tuy các nhà máy luyện kim phải chịu trách nhiệm về loại khuyết tật này song nếu bị lọt lưới, các nhà máy cơ khí phải tiến hành biến dạng nóng lại với mức độ lớn.Đốm trắngĐó là dạng khuyết tật: trên mặt của một số thép hợp kim có các vết nứt nhỏ ở dạng đốm trắng. Nguyên nhân là hyđrô hòa tan vào thép lỏng rồi nằm lại trong thép rắn. ở trạng thái rắn do giảm đột ngột độ hòa tan ở dưới 200oC, hyđrô thoát ra mạnh, gây ra nứt. Đốm trắng là phế phẩm không chữa được, nó chỉ thể hiện trong thép có độ thấm tôi cao như Cr - Ni, Cr - Ni - Mo, Cr - Ni - W khi cán nóng [khi đúc không xuất hiện đốm trắng do các rỗ co phân tán là túi chứa hyđrô]. Ở nhà máy luyện kim người ta ngăn ngừa khuyết tật này bằng cách giảm hơi nước trong khí quyển, sấy khô mẻ luyện [cả mẻ liệu - sắt thép vụn lẫn trợ dung - vôi] và làm nguội thật chậm sau khi cán đểhyđrô kịp thoát ra.Hai dạng khuyết tật trên phải được khử bỏ ngay ở nhà máy luyện kim, rất ít gặp ở nhà máy cơ khí, nơi chỉ gia công tiếp tục các bán thành phẩm cán thành sản phẩm cơ khí với hình dạng, kích thước, cơ tính theo quy định.Giòn ramĐối với thép cacbon, khi tăng nhiệt độ ram độ dai tăng lên liên tục cho đến 650oC [vượt quá sẽ tạo ra peclit - hỗn hợp ferit - xêmentit thô, độ dai giảm đi], còn đối với thép hợp kim thấy có hai cực tiểu về độ dai ở hai khoảng nhiệt độ ram [hình 5.5] mà ta gọi là giòn ram, ứng với hai cực tiểu đó là hai loại giòn ram. Nguyên nhân của chúng chưa xác định được rõ ràng.Giòn ram loại I[không thuận nghịch, không chữa được]. Loại giòn ram này thể hiện rất rõ ở trong thép hợp kim khi ram ở khoảng 280 - 350oC [mỗi mác có một khoảng hẹp hơn trong phạm vi này], khi đó thấy độ dai rất thấp, đối với một số loại thép nó còn thấp hơn cả ở trạng thái mới tôi. Các thép cacbon cũng bị giòn ram loại này và xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn. Nguyên nhân có thể là do trong khoảng nhiệt độ này cacbit ε được tiết ra khỏi mactenxit có dạng tấm hay γdư→M, làm thép trở nên giòn.Đây là loại giòn không thể tránh được, tốt hơn cả là tránh ram ở khoảng nhiệt độ gây ra giòn ram này cho mỗi mác [khoảng hẹp hơn, chỉ 10 - 20oC so với 70oC kể trên]. Hình 5.5. ảnh hưởng của nhiệt độ đến độ dai va đập của thép hợp kim [có đối chứng với thép cacbon]. |
Admin
Admin
Tổng số bài gửi : 309
Danh tiếng : 14
Join date : 22/02/2012
Age : 38
Đến từ : Hà Nội
Các dạng bất liên tục khi đúc:Các loại khuyết tật và bất liên tục vật đúc tùy thuộc vào từng loại vật liệu và phương pháp đúc khác nhau. Các dạng bất liên tục thường xảy ra được phân loại như sau:
- Co ngót.
- Do đầy khí.
- Do không đồng đều trong quá trình nguội.
- Tạp chất.
- Thiên tích.
- Nứt nguội, chồng nguội.
- Do lệch lõi [thao đúc].
- Do rót thiếu.
Các bất liên tục do co ngót:
Là các khoảng rỗng tạo ra khi kim loại đặc lại, chất lỏng bị co rút khi hoá rắn. Các khuyết tật này thường không liên quan đến các bọng khí, nhưng nếu có nhiều khí thì độ lớn của khuyết tật gia tăng. Dạng này thường xảy ra ở những nơi giữ độ nóng lâu trong vật đúc, như vùng đậu ngót, đậu dẫn.v.v…Nghĩa là chúng có liên quan với các vị trí có hiện tượng lõm co.Dạng bất liên tục do co ngót khác như là dạng sợi chùm, dạng co ngót vùng trung tâm, bao gồm các chuỗi dài các đường chạy song song không thẳng hàng quấn chặt vào nhau như mạng lưới. Mạng lưới này tạo thành dải bên trong và ở giữa chi tiết. Khó có thể phân biệt co ngót dạng sợi này với các vết nứt nóng [hot tear]. Co ngót tế vi hay rỗ bọt tế vi là các dạng khuyết tật nhỏ xảy ra trong vật đúc mà nguyên nhân là do một trong hai hoặc cả hai hiện tượng co ngót hoặc bọng khí, xảy ra với một lượng các bọng trống quanh ranh giới hạt [giữa tinh thể – Interdendritic], giữa các phiến dạng nhánh cây. Một dạng khuyết tật thô và cục bộ của loại co ngót “giữa tinh thể” [Intercrystalline] và giữa nhánh cây được gọi là dạng xốp [Sponginess].Hình 1 – Các dạng khuyết tật do co ngót.
Các bất liên tục do bẫy khí:Khi chất khí được tạo ra trong quá trình rót kim loại không thể thoát ra khỏi khuôn, hoặc ra khỏi đậu ngót hay các chỗ cần thoát khác, thì khí có thể bị chặn lại trong kim loại nóng chảy. Các khí này sinh ra từ chính kim loại nóng chảy, từ khuôn “cát xanh”- tức là cát còn ướt, từ hơi nước, hoặc đơn thuần do sự khuấy động khi rót kim loại.Các lỗ khí [hoặc bọt khí] gây ra bởi không khí ở trong khuôn hoặc lõi hoặc hơi nước bị chận lại trong vật đúc, thường nằm ở trên khuôn trong quá trình đông đặc. Chúng xuất hiện ở dạng bọt đơn hoặc tập trung thành cụm và có dạng nhẵn, tròn, kéo dài hoặc bầu dục với các kích thước khác nhau. Thỉnh thoảng xuất hiện các bọt khí dạng dài giống như dạng rỗng do co ngót, tuy nhiên có khác là hai đầu của bọt khí thường tròn và nhẵn.Rỗ khí là dạng bất liên tục sinh ra từ các chất khí hoà tan trong kim loại nóng chảy, sau đó bị chận lại trong vật đúc khi đông đặc. Kích thước và số lượng của chúng tùy thuộc vào lượng khí chứa trong kim loại và tốc độ đông đặc của vật đúc. Rỗ khí có thể xuất hiện cùng khắp hay cục bộ trong vật đúc.Bọt khí kín là dạng bất liên tục sinh ra do sự bẩy khí trong quá trình rót. Dạng bất liên tục này có thể xuất hiện trong các vật đúc đơn chiếc, dưới dạng nhiều lỗ hổng ở phía dưới và song song với bề mặt vật đúc
Nứt [Crack]:
Là dạng bất liên tục do đứt gãy kim loại trong quá trình đông đặc hoặc sau khi đông đặc. Các vết xé nóng [hot tears] chính là các vết nứt không liên tục có dạng gờ sắc, không nhẵn. Chúng sinh ra do ứng suất gia tăng ở gần nhiệt độ đông đặc, là lúc thép có độ bền yếu nhất. Các ứng suất sinh ra do co rút của kim loại khi nguội bị cản lại bởi khuôn [còn gọi là cản co] hay lõi hoặc bởi phần mỏng hơn đã hoá rắn trước. Hình 2 mô tả các nguyên nhân và vị trí của loại nứt này.Nứt do ứng suất là một rãnh rõ ràng và gần như là một đường đứt gãy thẳng tạo thành khi kim loại đông đặc hoàn toàn. Ứng suất phải đủ lớn mới có thể gây ra loại nứt như vậy. Các bất liên tục loại này được phân loại tùy thuộc vào thời điểm xuất hiện nứt gãy, chẳng hạn như vết nứt ứng suất do co ngót, ứng suất dư do va đập hay do sử dụng.Hình 2 – Các vết xé nóng.
Tạp chất [Inclusions]:Tạp chất là tên gọi chung để chỉ các loại vật liệu như cát, xỉ, oxit…bị kẹt lại trong vật đúc. Hầu hết các khuyết tật loại này xuất hiện gần bề mặt, như là hiệu ứng bề mặt [skin effect], tuy nhiên, thỉnh thoảng chúng có thể xuất hiện ở giữa vật đúc tùy thuộc vào dòng chảy kim loại lỏng.
Sự thiên tích [Segregation]:
Thiên tích là một hiện tượng phức tạp xảy ra khi một hay nhiều nguyên tố của hợp kim không khuếch tán đều mà tập trung lại ở một số vùng nào đó trong vật đúc. Thiên tích có thể phân thành ba loại : Phân bố đều, cục bộ và dạng chuỗi.Thiên tích đều xảy ra khắp vật đúc và có hình dạng thay đổi, chẳng hạn như thiên tích giữa các tinh thể [intercrystalline Segregation].Thiên tích cục bộ xảy ra ở các lỗ hỏng do co ngót [lõm co], vết xé nóng được điền đầy toàn bộ hay một phần bởi các thành phần khác có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn. Thuật ngữ thiên tích co ngót [Shrinkage Segregation], thiên tích xé nóng [Hot Tear Segregation] được dùng thích hợp cho hai trường hợp này.Thiên tích dạng chuỗi gặp chủ yếu khi đúc ly tâm, nhưng khi đúc khuôn tĩnh cũng có thể xảy ra. Chúng có dạng các lớp xen kẽ với hợp kim thêm vào để làm cải tiến cơ tínhSự nứt nguội [Cold Shuts]:
Hình 3 – Nứt nguội
Dịch lõi, lệch lõi:Các vật đúc khi đúc thường có các lỗ rỗng bên trong thân, vì thế phải đưa vào bên trong khuôn rỗng một lõi [ruột] làm bằng cát để tạo các chỗ trống. Nếu lõi không được giữ chắc chắn thì nó sẽ bị dịch chuyển khi rót kim loại xung quanh nó. Gây nên các khuyết tật liên quan đến dịch lõi như bề dày thành thay đổi …vv.
Sự rót thiếu:
Sự rót thiếu xảy ra khi kim loại nóng chảy không điền đầy hoàn toàn khuôn đúc, tạo ra các lỗ rỗng, thành kim loại bị thủng,v.v...