Tiểu LUẬN ĐÚC LY TÂM VÀ THIẾT BỊ ĐÚC LY TÂM - 123doc

Giới thiệu sơ lược về đúc ly tâmĐúc ly tâm là quá trình đúc kim loại hợp kim kết tinh trong lồng khuôn kim loại và khuôn được quay quanh trục với vận tốc góc không đổi.. Lực ly tâm ép ki

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

KHOA CÔNG NGHỆ VẬT LIỆU

-* -BÁO CÁO BÀI TIỂU LUẬN

ĐÚC LY TÂM VÀ THIẾT BỊ ĐÚC LY TÂM

GVHD: Thầy Nguyễn Ngọc Hà

Nhóm thực hiện:

1 Lại văn Hưng

I.

II Giới thiệu sơ lược về đúc ly tâm

Đúc ly tâm là quá trình đúc kim loại hợp kim kết tinh trong lồng khuôn kim loại và khuôn được quay quanh trục với vận tốc góc không đổi Khi khuôn đang quay tròn, hệ thống rót được thiết kế sẵn, rót kim loại vào khuôn Lực ly tâm ép kim loại lỏng sát thành khuôn tạo lỗ trong ống mà không cần dùng ruột, với sự hỗ trợ của lực ly tâm, kim loại sẽ xít chặt Chiều dày thành ống do lượng kim loại lỏng rót vào khuôn quyết định Trường hợp cần đường kính trong của ống không thay đổi hoặc thành ống không dày đều thì mới phải dùng ruột cát

Đúc ly tâm được dùng để sản xuất ống gang, phôi cho sơmi, vòng găng(secmăng), bạc lót

(t.anh)

Muốn chế tạo ống bằng kim loại kép cũng có thể dùng đúc ly tâm, rót kế tiếp hai hợp kim với điều kiện khống chế chặct chẽ khoảng thời gian cách quãng giữa hai đợt rót hoặc rót kim loại lỏng vào một vỏ thép đã được nung nóng trước để dàn dính liền

Đối với vật hình dạng tròn xoay đơn giản thường khuôn kim loại, mặt trong sơn lớp huyền phù chịu nhiệt hoặc rắc bột khô (graphit, pherososillic)

để cách nhiệt, tạo mầm (chống biến trắng khi đúc gang)

Với vật phức tạp, sản lượng ít thì dùng khuôn cát thường (hỗn hợp có độ bền cao), khuôn mẫu chảy, khuôn grafit Khi đó thường đối xứng qua trục quay thẳng đứng đồng thời là ống rót

Đúc ống dài dùng máy đúc ly tâm trục quay nằm ngang với khuôn kim loại hoặc khuôn kim loại có lớp áp bằng cát Lớp áo này có thể bằng hỗn hợp

Đúc ly tâm khuôn cát thường

Ngoài ra đúc ly tâm còn dùng khuôn kim loại nhiều lớp, khuôn kim loại

có phun nước làm nguội nhanh hoặc khuôn được hút chân không (áp suất

60-160 mmHg) khi rót kim loại lỏng

Ngoài ra người ta dùng phương pháp đúc ly tâm để chế tạo thành mài: rắc hạt mài vào khuôn trước, lực ly tâm sẽ phân bố đều hạt ở bề mặt khuôn (nung nóng đến 6000C bằng dòng điện cảm ứng), hợp kim nhôm lỏng rót vào sau sẽ liên kết với hạt mài tạo thành bánh mài có chất lượng tốt

Video clip: https://www.youtube.com/watch?v=3qKGx_AxHp0

III Các phương pháp đúc ly tâm

Căn cứ vào trục quay của khuôn đúc mà ta chia thành 2 loại: đúc ly tâm đứng và đúc ly tâm nằm

Đúc ly tâm ống dài

II.1 Đúc ly tâm nằm:

Đúc ly tâm nằm là đúc khuôn quay quanh phương nằm ngang Để kim loại rải đều theo chiều dài của khuôn, người ta dùng một máng rót, khi rót kim loại vào khuôn, máng rót di chuyển dọc theo chiều quay của khuôn

II.2 Đúc ly tâm đứng

Đúc ly tâm đứng là đúc ly tâm theo trục đứng Do khuôn quay theo trục đứng nên mỗi phân tử kim loại lỏng chịu một lực ly tâm và trong lực, vì vậy

bề mặt tự do của kim loại lỏng sẽ là một đường parapolit

Khi chiều cao càng lớn thì chênh lệch bán kính trong càng lớn Vì vậy phương pháp đúc ly tâm đứng này chỉ dùng để đúc những vật ngắn

Video clip: https://www.youtube.com/watch?v=n5Xt9Kto5Zw

Quá trình đúc thường được thực hiện trên một máy đúc ly tâm ngang (dọc cũng có) và bao gồm các bước sau:

- Bước 1: Chuẩn bị khuôn: khuôn đúc hình trụ có các vách được tạo bởi gạch chịu nhiệt Nó bao gồm chứa đựng, bộ quay, sấy Sauk hi chuẩn

bị và gia cố, khuôn được quay quanh trục với tốc độ cao (300-3000 RPM), thường khoảng 1000 RPM

- Bước 2: Rót Kim loại lỏng được rót trực tiếp vào khuôn đang quay, nhờ sử dụng rãnh rót hoặc hệ thống rót Lực ly tâm ép kim loại lỏng vào thành khuôn để điền khuôn

- Bước 3: làm lạnh Khuôn chứa đầy kim loại lỏng vẫn quay liên tục trong cả quá trình làm lạnh Kim loại lỏng sẽ nguội từ phía ngoài tành khuôn trở vào trong

- Bước 4: lấy vật đúc Khi vật đúc đã nguội hẵn và đóng rắn, khuôn được ngừng quay và lấy vật đúc ra khỏi khuôn

- Bước 5: hoàn thành sản phẩm Nhờ lực ly tâm đã đẩy kim loại ép vào thành tường nên ít tạp chất ở bề mặt hay bọt khí năm bên trong vật đúc Các quy trình gia công, mài, phun cát để làm sạch và làm mịn đường kính bên trong của vật

Video clip: https://www.youtube.com/watch?v=ZxVA-htTunU

V Ưu và nhược điểm; tình hình

So với vật đúc trong khuôn tĩnh, đúc ly tâm có nhiều ưu điểm:

- Vật đúc có tổ chức kim loại sít chặt ở mặt ngoài

- Không cần ruột vẫn tạo được lỗ rỗng do đó có thể tiết kiệm được vật liệu và công làm lõi

- Ít tốn kim loại vào hệ thống rót, tỉ lệ thành phẩm cao

- Không cần đậu ngót do tự điền đầy tốt

- Tổ chức kim loại mịn chặt do kết tinh dưới tác động của lực ly tâm

- Thường chỉ dùng đúc vật tròn xoay rổng, mặt trong ống rỗng này không có kích thước chính xác

- Khuôn đúc cần phải có độ bền cao do làm việc ở nhiệt độ cao, lực ép của kim loại lỏng lớn

- Dễ lẫn xỉ và bọt khí, khi xĩ lẫn vào bên trong làm cho vật đúc kém chất lượng

- Khuôn quay ở tốc độ cao nên cần cân bằng và kính để đảm bảo an toàn

Cách đúc ly tâm có thể dùng chế tạo những vật thành dày từ 30200mm, khối lượng có thể lên đến 45 tấn Đúc được nhiều loại hợp kim

Khi sử dụng cần chú ý đến:

- Độ bền của khuôn (thường chịu áp lực 5-20daN/cm2 với tốc độ vòng 6-8m), khuôn nên làm bằng gang bền cao hoặc thép có thành dày

1.5-2 lần thành vật đúc

- Kết cấu khuôn và chế độ nhiệt sao cho dễ tháo vật đúc, đảm bảo chất lượng vật đúc

- An toàn của máy: cần bằng mắt chống rung, có chụp bảo vệ tránh tai nạn

Tuy được ra đời trên hơn một thế kỷ nhưng đúc ly tâm vẫn còn đang được phát triển dùng ở nhiều nước nhằm những hướng kỹ thuật sau:

Đúc ống gang 50 dài 3,2m trong khuôn có lớp áo cát đất sét; đúc ống bằng gang graphit đều bền, mỏng, những loại ống có đường kính trên 2m Có triển vọng dùng nhứng loại ống gang này đễ dẫn dầu khí, khí đốt thay cho ống théo, vừa rẻ hơn lại ít ăn mòn hơn Sản lượng ống gang graphit cầu ở Nhật lớn (hơn 300000 tấn trong 1 năm) Sản lượng ống đúc theo phương pháp ly tâm của Nga cũng rất lớn, tới khoảng 72% trong khi đó đúc liên tục chỉ 25,8%

Đúc phôi thép dạng ống để rồi đem cán thành ống kim loại cũng rất có lợi vì tiết kiệm được kim loại (25-50%) giảm thời gian nung nóng của kim

Đúc ly tâm hai lớp kim loại dùng sản xuất trục các, lớp ngoài là hợp kim vững mài mòn, lớp trong là hợp kim dẻo hoặc sản xuất ống kim loại trong đó

có một lớp thủy tinh để dùng trong công nghiệp hóa học

Đã chế tạo máy ly tâm chuyên năng suất 180 vật đúc/giờ để đúc roto cỡ nhỏ