Luận văn Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến qui trình đúc mẫu chảy nhằm nâng cao chất lượng vật đúc inox (Phần 1)

Nội dung text: Luận văn Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến qui trình đúc mẫu chảy nhằm nâng cao chất lượng vật đúc inox (Phần 1)

1. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN MINH DIỆN NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUI TRÌNH ĐÚC MẪU CHẢY NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG VẬT ĐÚC INOX NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 S K C0 0 5 1 7 7 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04/2017
2. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN MINH DIỆN NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUI TRÌNH ĐÚCMẪU CHẢY NHẰM NÂNG CAOCHẤT LƢỢNGVẬTĐÚC INOX NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2017
3. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ TRẦN MINH DIỆN NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUI TRÌNH ĐÚCMẪU CHẢY NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƢỢNGVẬTĐÚC INOX NGÀNH: KỸ THUẬT CƠ KHÍ – 60520103 Hƣớng dẫn khoa học: TS Huỳnh Nguyễn Hoàng Tp. Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2017
4. QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI i
5. LÝ LỊCH KHOA HỌC I. LÝ LỊCH SƠ LƢỢC: Họ & tên: Trần Minh Diện Giới tính: Nam. Ngày, tháng, năm sinh: 1985 Nơi sinh: Đồng Tháp. Quê quán: Đồng Tháp Dân tộc: Kinh. Chỗ ở riêng hoặc địa chỉ liên lạc: 81/22 Chi Lăng, phƣờng Vĩnh Bảo, thành phố Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang. Điện thoại: 0972761437. E-mail: tmdien@caodangnghekg.edu.vn II. QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: 1. Trung học chuyên nghiệp: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2003 đến 09/2005. Nơi học: Trƣờng dạy nghề Đồng Tháp, số 2 Trần Phú, thị xã Sa Đéc, tỉnh Đồng Tháp. Ngành học: Hàn tiện. 2. Cao đẳng: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 09/2005 đến 09/ 2007. Nơi học: Trƣờng cao đẳng sƣ phạm kỹ thuật Vĩnh Long, số 73 Nguyễn Huệ, thành phố Vĩnh Long, tỉnh Vĩnh Long. Ngành học: Cơ khí chế tạo máy. 3. Đại học: Hệ đào tạo: Vừa học vừa làm Thời gian đào tạo từ 10/2010 đến 10/ 2012. Nơi học: Trƣờng đại học sƣ phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh (học tại cơ sở liên kết Trƣờng cao đẳng sƣ phạm kỹ thuật Vĩnh Long). Ngành học: Cơ khí chế tạo máy. Tên đồ án, luận án hoặc môn thi tốt nghiệp: Thiết kế qui trình công nghệ gia công đế xoay. ii
6. Ngày & nơi bảo vệ đồ án, luận án hoặc thi tốt nghiệp: 8/2012 tại cơ sở liên kết Trƣờng cao đẳng sƣ phạm kỹ thuật Vĩnh Long. Ngƣời hƣớng dẫn: Th.S Trần Quốc Hùng. III. QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC CHUYÊN MÔN KỂ TỪ KHI TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC: Thời gian Nơi công tác Công việc đảm nhiệm 10/2012 đến Trƣờng cao đẳng nghề Kiên Giang Giảng dạy tại khoa cơ khí nay iii
7. LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 03 năm 2017. (Ký tên và ghi rõ họ tên) Trần Minh Diện iv
8. LỜI CẢM ƠN Trong thời gian 1,5 năm học tập và nghiên cứu tại Trƣờng đại học sƣ phạm kỹ thuật thành phố Hồ Chí Minh, em đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp, bên cạnh sự nổ lực của bản thân,em cũng nhận đƣợc sự hƣớng dẫn và giúp đỡ nhiệt tình. Qua thuyết minh này cho em xin gửi lời cảm ơn đến: - Thầy hƣớng dẫn TS. Huỳnh Nguyễn Hoàng đã nhiệt tình giúp đỡ, đóng góp ý kiến trong quá trình nghiên cứu thực hiện. - Các thầy cô giảng dạy, khoa cơ khí, bộ phận sau đại học, thƣ viện Trƣờng đại học sƣ phạm kỹ thuật thành Phố Hồ Chí Minh. - Tập thể lớp cao học kỹ thuật cơ khí 2015B luôn gắn bó đoàn kết và chia sẽ. - Ban Giám Đốc, Quản lý, anh em Công Nhân CTyCP cơ khí Đồng Lực, đã tạo điều kiện tối đa trong quá trình thực tập nghiên cứu. - Gia đình, cơ quan và đồng nghiệp đã ủng hộ tạo điều kiện và động viên trong suốt quá trình học tập. Một lần nữa Học Viên xin chân thành cảm ơn. Kính chúc sức khỏe đến tấc cả mọi ngƣời. Tp. Hồ Chí Minh, ngày 10 tháng 03 năm 2017. Ngƣời thực hiện Trần Minh Diện v
9. TÓM TẮT Nội dung chính của luận văn là nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến qui trình đúc mẫu chảy nhằm nâng cao chất lƣợng vật đúc Inox. Nghiên cứu này thực hiện phân tích các yếu tố ảnh hƣởng đến qui trình đúc mẫu chảy cho vật liệu Inox, thông qua đó đề ra các giải pháp nhằm nâng cao chất lƣợng vật đúc. Ứng dụng các kết quả phân tích và kết hợp mô phỏng dòng chảy trong quá trình rót đã đúc thực nghiệm đối với chi tiết gối đỡ bằng vật liệu Inox 304. Sản phẩm đúc ra đƣợc áp dụng các phƣơng pháp kiểm tra nhƣ: tìm khuyết tật bên trong bằng chụp X quang, đo độ cứng Rockwell, kiểm tra thành phần hóa học cũng nhƣ khối lƣợng, kích thƣớc, độ nhám của các sản phẩm. Kết quả cho thấy các mẫu kiểm đều đạt yêu cầu kỹ thuật. Ngoài ra kết quả nghiên cứu có thể ứng dụng đúc các loại vật liệu Inox khác. ABSTRACT The main purpose of this research is studying the factors that impact to the lost wax casting process in order to improve the quality of stainless steel casting products. This study analyses the factors affect to the lost wax casting process for stainless steel material, and give out the solutions to improve the quality of casting products. Applying the analytical results and combining the flow simulation in pouring process for casting the flange pillow that is made by stainless steel 304 material. For inspection, various methods have been applied: finding defects by X- Ray inspecting, Rockwell hardness testing, chemical composition testing as well as verifying weight, dimensions, roughness of the speciment. The result show that the speciments are achieved technical requirements. Furthermore, the result of this research can be applied to other stainless steel casting processes. vi
10. MỤC LỤC Trang tựa TRANG QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI i LÝ LỊCH KHOA HỌC ii LỜI CAM ĐOAN iv TÓM TẮT vi MỤC LỤC vii DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT xi DANH SÁCH CÁC BẢNG xiii DANH SÁCH CÁC HÌNH xiv Chƣơng 1 1 TỔNG QUAN 1 1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu trong nƣớc và ngoài nƣớc 1 1.2 Mục đích nghiên cứu 6 1.3 Nhiệm vụ nghiên cứu 6 1.4 Giới hạn của đề tài 7 1.5 Phƣơng pháp nghiên cứu 7 Chƣơng 2 8 CƠ SỞ LÝ THUYẾT, TỔNG QUÁT QUI TRÌNH ĐÚC MẪU CHẢY 8 2.1 Cơ sở lý thuyết 8 2.1.1 Đặc điểm của quá trình đúc mẫu chảy 8 2.1.2 Vật liệu làm mẫu và khuôn tạo mẫu 9 2.1.2.1 Vật liệu làm mẫu có nhiệt độ chảy thấp 9 2.1.2.2 Vật liệu làm mẫu khó chảy 10 2.1.2.3 Vật liệu làm mẫu hòa tan 11 2.1.2.4 Khuôn tạo mẫu 12 2.1.3 Vật liệu làm khuôn 13 2.1.3.1 Vật liệu chịu nhiệt 13 vii
11. 2.1.3.2 Chất kết dính 14 2.1.3.3 Chế tạo huyền phù 16 2.2 Tổng quát qui trình đúc mẫu chảy. 17 2.2.1 Chế tạo mẫu 18 2.2.2 Chế tạo chùm mẫu 18 2.2.3 Chế tạo khuôn 19 2.2.3.1 Chế tạo vỏ khuôn 19 2.2.3.2 Lấy mẫu khỏi khuôn 21 2.2.4 Nung nóng khuôn 22 2.2.5 Nấu kim loại 23 2.2.6 Rót kim loại 23 2.2.7 Làm nguội 24 2.2.8 Xử lý sau đúc 24 2.2.8.1 Phá vỏ khuôn 24 2.2.8.2 Tách vật đúc 25 2.2.8.3 Làm sạch vật đúc 25 2.2.8.4 Kiểm tra 26 2.3 Các dạng sai hỏng cơ bản khi đúc mẫu chảy 26 Chƣơng 3 31 PHÂN TÍCH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG ĐẾN QUI TRÌNH ĐÚC MẪU CHẢY 31 3.1 Ảnh hƣởng quá trình chế tạo mẫu 31 3.1.1 Ảnh hƣởng chế tạo mẫu 31 3.1.2 Ảnh hƣởng của nhiệt độ và độ ẩm môi trƣờng 34 3.2 Ảnh hƣởng quá trình chế tạo chùm mẫu 36 3.2.1 Cấu tạo chùm mẫu 36 3.2.2 Ảnh hƣởng thiết kế chùm mẫu 37 3.3 Ảnh hƣởng quá trình chế tạo khuôn 42 3.3.1 Ảnh hƣởng chế tạo vỏ khuôn 42 viii
12. 3.3.1.1 Ảnh hƣởng của chất bôi trơn trên mặt khuôn khi ép mẫu sáp 42 3.3.1.2 Ảnh hƣởng thành phần vật liệu huyền phù 43 3.3.1.3 Ảnh hƣởng vật liệu cát 45 3.3.1.4 Ảnh hƣởng thời gian làm khô vỏ khuôn 46 3.3.1.5 Số lớp vỏ khuôn 47 3.3.1.6 Ảnh hƣởng thao tác tạo vỏ khuôn 49 3.3.2 Ảnh hƣởng quá trình lấy mẫu khỏi khuôn 52 3.4 Ảnh hƣởng quá trình nung nóng khuôn 54 3.5 Ảnh hƣởng quá trình nấu kim loại 55 3.6 Ảnh hƣởng quá trình rót kim loại 59 3.7 Ảnh hƣởng quá trình làm nguội 61 3.8 Ảnh hƣởng quá trình xử lý sau đúc 63 3.8.1 Ảnh hƣởng phá vỏ khuôn 63 3.8.2 Ảnh hƣởng tách vật đúc 63 3.8.3 Ảnh hƣởng làm sạch vật đúc 64 3.8.4 Kiểm tra 65 Chƣơng 4 66 NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CHÙM KHUÔN VÀ MÔ PHỎNG CHO VẬT ĐÚC GỐI ĐỠ 66 4.1 Vật đúc gối đỡ 66 4.2 Vật liệu Inox 304 68 4.3 Vật liệu làm mẫu 68 4.4 Khuôn tạo mẫu và thiết kế chùm mẫu 68 4.4.1 Khuôn tạo mẫu 68 4.4.2 Thiết kế chùm mẫu và kiểm tra 73 4.4.2.1 Thiết kế chùm mẫu 73 4.4.2.2 Kiểm tra khả năng đậu ngót, chọn mức điền đầy trong hệ thống rót. 76 4.4.2.3 Xác định thời gian điền đầy lòng khuôn 79 ix
13. 4.5 Thực hiện mô phỏng trên phần mềm Flow 3D version 11 80 4.5.1 Dữ liệu mô phỏng 81 4.5.2 Phân tích kết quả 83 Chƣơng 5 88 ĐÚC THỰC NGHIỆM VẬT ĐÚC GỐI ĐỠ 88 5.1 Chế tạo mẫu 88 5.2 Chế tạo chùm mẫu 89 5.3 Chế tạo khuôn 89 5.3.1 Chế tạo vỏ khuôn: 89 5.3.2 Lấy mẫu khỏi khuôn 94 5.4 Nung nóng khuôn 94 5.5 Nấu kim loại 95 5.6 Rót kim loại 95 5.7 Làm nguội 96 5.8 Xử lý sau đúc 97 5.8.1 Phá vỏ khuôn 97 5.8.2 Tách vật đúc 97 5.8.3 Làm sạch vật đúc 98 5.8.4 Kiểm tra 98 Chƣơng 6 106 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 106 6.1 Kết luận 106 6.2 Hƣớng phát triển 108 TÀI LIỆU THAM KHẢO 109 x
14. DANH SÁCH CÁC CHỮ VIẾT TẮT - Ký hiệu  : Hệ số cản thủy lực. 2 : Hệ số cản thủy lực trong khuôn. 1 : Hệ số cản trong hệ thống rót.  : Khối lƣợng riêng của kim loại (g/cm3). 2  Frd : Tổng diện tích dẫn (cm ). g: Gia tốc trọng trƣờng tính bằng 981cm/s2. G: Khối lƣợng vật đúc, bao gồm hệ thống rót (g). H: Chiều cao tính toán cột áp suất. M: Modul đông đặc (m). Mđn: Mô modul đông đặc đậu ngót (m). Mrdnn: Mô đun đông đặc của khối bốn kênh dẫn và nhánh ngang (mm). Mrdnnmrđh: Mô đun đông đặc của khối bốn kênh dẫn, nhánh ngang, miệng rót và đậu hơi (mm). Mvđ: Mô modul đông đặc vật đúc (m). O: Diện tích bề mặt (m2). 2 Ordnn: Diện tích mặt ngoài của khối bốn kênh dẫnvà nhánh ngang (mm ). Ordnnmrđh: Diện tích mặt ngoài của khối bốn kênh dẫn, nhánh ngang, miệng rót và đậu hơi: (mm2). Q: Lƣu lƣợng (cm3/s). t: Thời gian điền đầy khuôn (s). v: Vận tốc chảy (cm/s). V: Thể tích (m3). 3 Vrdnn: Thể tích của khối bốn kênh dẫn và nhánh ngang (mm ). Vrdnnmrđh: Thể tích của khối bốn kênh dẫn, nhánh ngang, miệng rót và đậu hơi (mm3). xi
15. - Đơn vị 0C : Degrees Celsius/ độ C. cm : centimet. g : gam. HRB : độ cứng Rockwell B. J : Jun. K : Kelvin. kg : kilôgam. kG : kilôgam lực. ksi : kilopound lực trên inch vuông kV : kilovolt. kW : kilôWatt. m : met. mA : mili Ampe. mm : milimet. nm : nanômet. s : second/giây. W : Watt. μm : micrômet. - Chữ viết tắt ABS : acrylonitrile butadiene styrene. ASTM : American Society for Testing and Materials. CTyCP : Công ty cổ phần. IC : Investment casting. RP : Rapid prototyping. Th.S : Thạc sĩ. TS : Tiến sĩ. xii
16. DANH SÁCH CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 2.1: Tính chất của một số hỗn hợp tạo mẫu 11 Bảng 2.2: Lƣợng co theo chiều dài của các vật đúc bằng các hợp kim khác nhau . 12 Bảng 3.1: Nhiệt độ và độ ẩm phòng: kiểm tra chỉnh sửa mẫu sáp, chế tạo chùm mẫu, chế tạo vỏ khuôn lớp 1 . . . 35 Bảng 3.2: Nhiệt độ và độ ẩm phòng chế tạo vỏ khuôn từ lớp 2 . 36 Bảng 3.3: Chiều dày vỏ khuôn . . . 40 Bảng 3.4: Tỉ lệ pha Soda Ash Light cho dung dịch tẩy rữa mẫu sáp 43 Bảng 3.5: Huyền phù sử dụng cho lớp 1 . 44 Bảng 3.6: Huyền phù sử dụng cho lớp 2 trở về sau . . 44 Bảng 3.7: Huyền phù sử dụng cho lớp kết thúc . . 45 Bảng 3.8: Loại cát và kích thƣớc hạt . . 46 Bảng 3.9: Thời gian làm khô mỗi lớp vỏ khuôn . 46 Bảng 3.10: Số lớp vỏ khuôn cho vật đúc đơn giản 48 Bảng 3.11: Số lớp vỏ khuôn cho vật đúc phức tạp 48 Bảng 3.12: Tỉ lệ pha dung dịch HNO3 Và HF 65 Bảng 4.1: Thành phần hóa học Inox 304 68 Bảng 4.2: Đặc tính cơ học Inox 304 68 Bảng 4.3: Các thông số vật lý 81 Bảng 5.1: Kiểm tra khối lƣợng vật đúc . 98 Bảng 5.2: Kiểm tra kích thƣớc mẫu 1 . . 99 Bảng 5.3: Kiểm tra kích thƣớc mẫu 2 . 100 Bảng 5.4: Kiểm tra độ cứng mẫu 1 . . 102 Bảng 5.5: Kiểm tra độ cứng mẫu 2 . 102 Bảng 5.6: Kiểm tra thành phần hóa học mẫu 1 104 Bảng 5.7: Kiểm tra thành phần hóa học mẫu 2 104 xiii
17. DANH SÁCH CÁC HÌNH HÌNH TRANG Hình 1.1: Sơ đồ đúc mẫu chảy với mô hình tạo mẫu nhanh . 03 Hình 1.2: Mẫu tạo ra từ phƣơng pháp tạo mẫu nhanh 03 Hình 1.3: Khuôn cao su silicon . 04 Hình 1.4: Mẫu sáp tạo ra từ khuôn cao su silicon 04 Hình 1.5: Các bƣớc cơ bản liên quan đúc mẫu chảy vỏ gốm 05 Hình 2.1: Một số sản phẩm đúc mẫu chảy 08 Hình 2.2: Sơ đồ qui trình đúc mẫu chảy . . 17 Hình 2.3: Chế tạo mẫu bằng phƣơng pháp ép . . 18 Hình 2.4: Chùm mẫu sáp . . 19 Hình 2.5: Nhúng chùm mẫu vào bồn huyền phù . . 20 Hình 2.6: Rắc cát lên chùm mẫu 20 Hình 2.7: Chùm mẫu sau khi tạo vỏ khuôn hoàn chỉnh 21 Hình 2.8: Lấy mẫu sáp ra khỏi khuôn trong nồi hấp bằng khí nóng 22 Hình 2.9: Nung nóng khuôn . 23 Hình 2.10: Nấu kim loại . . 23 Hình 2.11: Rót kim loại từ lò nấu 24 Hình 2.12: Làm nguội vật đúc . 24 Hình 2.13: Phá vỏ khuôn . 25 Hình 2.14: Tách vật đúc ra khỏi chùm vật đúc bằng máy cắt đá 25 Hình 2.15: Mài bỏ phần kim loại thừa phía vật đúc 25 Hình 2.16: Làm sạch vật đúc trong tang quay 26 Hình 2.17: Kiểm tra kích thƣớc vật đúc 26 Hình 2.18: Khuyết tật do thủng khuôn trên nhánh ngang . 27 Hình 2.19: Vật đúc thiếu hụt kim loại . 27 Hình 2.20: Vật đúc bị cong vênh và nứt 28 Hình 2.21: Kim loại lồi ra trên vật đúc 28 xiv
18. Hình 2.22: Vật đúc bị rỗ cát 29 Hình 2.23: Vật đúc bị lõm co 29 Hình 3.1: Mẫu sáp bị bọt khí 31 Hình 3.2: Bồn ủ các xylanh sáp 32 Hình 3.3: Mẫu sáp bị lõm mặt . . 32 Hình 3.4: Mẫu sáp bị nhăn mặt 33 Hình 3.5: Ghép mẫu sáp . . 34 Hình 3.6: Mẫu sáp đƣợc bảo quản trong nƣớc 35 Hình 3.7: Cấu tạo chùm mẫu . . 36 Hình 3.8: Mẫu sáp hàn theo phƣơng đứng trên nhánh ngang 39 Hình 3.9: Mẫu sáp có hai kênh dẫn . 40 Hình 3.10: Vị trí kênh dẫn trên các mẫu sáp . 41 Hình 3.11: Kích thƣớc hạt cát 46 Hình 3.12: Chùm khuôn quay lỗ theo chiều hƣớng gió làm khô 50 Hình 3.13: Cát thừa trong lỗ . 51 Hình 3.14: Líp lỗ bằng huyền phù nhão . 51 Hình 3.15: Ngâm chùm khuôn trong huyền phù . 52 Hình 3.16: Biểu đồ nhiệt độ và áp suất khi lấy mẫu sáp khỏi khuôn 53 Hình 3.17: Xử lý vết nứt 54 Hình 3.18: Biểu đồ nhiệt độ khi nung khuôn . 55 Hình 4.1: Bản vẽ chi tiết gối đỡ 67 Hình 4.2: Kênh dẫn đặt ở đầu mặt trụ . 69 Hình 4.3: Kênh dẫn đặt ở mặt đáy 69 Hình 4.4: Mẫu sáp bố trí trên nhánh ngang . 70 Hình 4.5: Mẫu sáp bố trí trên nhánh đứng . . 71 Hình 4.6: Kênh dẫn đặt ở mặt bên 71 Hình 4.7: Mẫu sáp bố trí trên nhánh ngang 72 Hình 4.8: Mẫu sáp bố trí trên nhánh đứng . . 72 Hình 4.9: Khuôn ép mẫu sáp . 73 Hình 4.10: Kết cấu chùm mẫu . 73 xv
19. Hình 4.11: Miệng rót 74 Hình 4.12: Đậu hơi . 74 Hình 4.13: Nhánh ngang 75 Hình 4.14: Bố trí kênh dẫn trên nhánh ngang 75 Hình 4.15: Kênh dẫn . . 75 Hình 4.16: Đế chùm mẫu 76 Hình 4.17: Khối bốn vật đúc và đế khuôn 76 Hình 4.18: Khối bốn kênh dẫn và khi điền đầy 50% chiều cao nhánh ngang 77 Hình 4.19: Khối bốn kênh dẫn và nhánh ngang 77 Hình 4.20: Khối bốn kênh dẫn, nhánh ngang và khi điền đầy 50% chiều cao miệng rót – đậu hơi . 78 Hình 4.21: Biểu đồ mối liên hệ khối lƣợng riêng và nhiệt độ 82 Hình 4.22: Biểu đồ mối liên hệ nhiệt dung riêng và nhiệt độ 82 Hình 4.23: Biểu đồ mối liên hệ hệ số truyền nhiệt và nhiệt độ 82 Hình 4.24: Mô hình khuôn 83 Hình 4.25: Chia lƣới . 83 Hình 4.26: Quá trình điền đầy khuôn 84 Hình 4.27: Phân bố nhiệt độ khi rót đầy kênh dẫn . . 85 Hình 4.28: Phân bố nhiệt độ khi rót đầy nhánh ngang 85 Hình 4.29: Vị trí khuôn bị ảnh hƣởng bởi nhiệt độ rót và dòng chảy 86 Hình 5.1: Máy ép sáp 2 vị trí . . 88 Hình 5.2: Tạo mẫu sáp . 89 Hình 5.3: Chế tạo chùm mẫu . 89 Hình 5.4: Nhúng rữa chùm mẫu 90 Hình 5.5: Tạo vỏ khuôn lớp 1 90 Hình 5.6: Tạo vỏ khuôn lớp 2 91 Hình 5.7: Tạo vỏ khuôn lớp 3 . . . 92 Hình 5.8: Tạo vỏ khuôn lớp 4 . . . 92 Hình 5.9: Tạo lớp vỏ ngoài của khuôn . 93 xvi
20. Hình 5.10: Lấy mẫu khỏi khuôn . 94 Hình 5.11: Nung nóng khuôn . 94 Hình 5.12: Nấu kim loại . 95 Hình 5.13: Rót kim loại 95 Hình 5.14: Làm nguội trong môi trƣờng tự nhiên . 96 Hình 5.15: Phá vỏ khuôn 96 Hình 5.16: Tách và mài vật đúc 97 Hình 5.17: Làm sạch trong tang quay và kiểm tra vật đúc . 97 Hình 5.18: Mài và tẩy trắng vật đúc . . 98 Hình 5.19: Thiết bị cân . 98 Hình 5.20: Thƣớc cặp INSIZE 99 Hình 5.21: Kiểm tra nhám bề mặt 101 Hình 5.22: Kiểm tra độ cứng Rockwell . 101 Hình 5.23: Hai mẫu phim chụp X quang của mẫu thử nghiệm . . 103 Hình 5.24: Kiểm tra thành phần hóa học . 103 xvii
21. Chƣơng 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan chung về lĩnh vực nghiên cứu trong nƣớc và ngoài nƣớc - Ngành đúc đã có lịch sử phát triển hàng nghìn năm và công nghệ đúcngày càng đƣợcphát triển, vật liệu làm khuôn, vật liệu đúc không ngừng đƣợc mở rộng, ngày nay tuy ngành công nghiệp cơ khí không ngừng pháp triển với nhiều phƣơng pháp gia công khác nhau, nhƣng ngành đúc vẫn còn chiếm 40-70% giá trị trong chuỗi công nghệ chế tạo các sản phẩm cơ khí. - Trong những năm gần đây ngành cơ khí chế tạo máy ở nƣớc ta có những bƣớc phát triển đáng kể. Những sản phẩm đƣợc chế tạo ra ngày càng tăng cả về số lƣợng và chất lƣợng, góp phần thúc đẩy công cuộc công nghiệp hóa – hiện đại hóa nƣớc ta. Trong bối cảnh đó thì vai trò của ngành sản xuất đúc ngày càng trở nên quan trọng, mà đặc biệt là phƣơng pháp đúc mẫu chảy. Đúc mẫu chảycó ƣu điểm tạo ra vật đúckhông có mặt phân khuôn, không dùng lõi, vật đúc có bề mặt nhẵn bóng và chính xác, đúc đƣợc vật đúc có hình dáng phức tạp. - Ngày nay các sản phẩm Inox đƣợc sử dụng rộng rãi với tính năng ƣu việc là tính chống ăn mòn cao đƣợc sử dụng trong nhiều lĩnh vực nhƣ thiết bị sản xuất ngành thực phẩm,thủy sản, thiết bị y tế, trang trí nội thất, kết cấu xây dựng - Ở nƣớc ta hiện nay đúc mẫu chảy chƣa phát triển rộng rãi, việc sản xuất đúc bằng phƣơng pháp này đƣợc thực hiện bởi các công ty có vốn đầu tƣ nƣớc ngoài hay các công ty trong nƣớc trên cơ sở nghiên cứu học tập nhập thiết bị vật liệu và nhận chuyển giao công nghệ từ nƣớc ngoài. - Trong quá trình sản xuất đúc mẫu chảychất lƣợng luôn là yếu tố đƣợc quan tâm hàng đầu và để nâng cao chất lƣợng sản phẩm đúc thì các yếu tố ảnh hƣởng đến qui trình đúc cần đƣợc nghiên cứu và phân tích là hết sức cần thiết để hỗ trợ cho sự phát triển ngành sản xuất đúc mẫu chảy nƣớc ta hiện nay. - Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn nói trên trong quá trình nghiên cứu và làm việc tại CTyCP Cơ Khí Đồng Lực, công ty chuyên gia công đúc mẫu chảy các sản 1
22. phẩm Inoxem có điều kiện làm việc nghiên cứu trên các thiết bị của công ty, trên cơ sở lý thuyết, cơ sở nghiên cứu phân tích đánh giá, thực nghiệm và kết hợp với kinh nghiệm thực tiễn của công ty em đã chọn đề tài “nghiên cứu các yếu tố ảnh hƣởng đến qui trình đúc mẫu chảy nhằm nâng cao chất lƣợng vật đúc inox” để làm luận văn tốt nghiệp cao học của mình. Đề tài đƣợc thực hiện dƣới sự hƣớng dẫn của thầy TS. Huỳnh Nguyễn Hoàng. Các kết quả nghiên cứu trong nƣớc đã công bố - Nghiên cứu trong nƣớc về đúc mẫu chảy còn hạn chế, qui trình sản xuất chung đƣợc biết đến, còn việc nghiên cứu phân tích các yếu tố ảnh hƣởng đến qui trình đúc mẫu chảy cụ thể cho vật liệu inox thì chƣa đƣợc nghiên cứu và công bố. Các kết quả nghiên cứu ngoài nƣớc đã công bố - Có nhiều nghiên cứu về đúc mẫu chảy ở nƣớc ngoài nhƣng chủ yếu là để hỗ trợ chung cho ngành đúc mẫu chảy, còn nghiên cứu cụ thểvềcác yếu tố ảnh hƣởng đến qui trình đúc mẫu chảy cho vật liệu inox thì chƣa đƣợc công bố. Các nghiên cứu nƣớc ngoài gần đây nhƣ sau: +Nghiên cứu của C.W.Lee, C.K.Chua, C.M.Cheah, L.HTan, C.Feng [7]: Thực hiện nghiên cứu hƣớng đến ứng dụng khi cần cho giai đoạn tạo sản phẩm mẫu, thẩm tra thiết kế, nghiên cứu hay gia công số lƣợng nhỏ, nếu trang bị đầy đủ dụng cụ thiết bị tiêu chuẩn liên quan đến việc chế tạo khuôn kim loại để sản xuất mẫu sáp và các thiết bị khác thì chi phí cao và mất nhiều thời gian. Kỹ thuật tạo mẫu nhanh là công cụ trở nên nhanh chóngtiêu chuẩn trong thiết kế sản phẩm và sản xuấtngành công nghiệp, ứng dụng này thực hiện theo hai phƣơng pháp. 2
23. S K L 0 0 2 1 5 4