Bài báo này trình bày các kết quả khảo sát cát đúc và bêntônit của Việt nam, ảnh hưởng của các nhân tố thành phần tới tính chất hỗn hợp nhằm đưa ra khuyến cáo trong việc sử dụng vật liệu làm khuôn cho dây chuyền làm khuôn tươi.
Mixture of green sand with the Vietnamese moulding materials for green moulding line
Đinh Quảng Năng
Bộ môn Vật liệu và Công nghệ Đúc, khoa Khoa học và công nghệ vật liệu
Trường đại học Bách khoa Hà Nội
TÓM TẮT
Đã xác định tính chất của vật liệu làm khuôn: cát Vân Hải Quảng Ninh, cát của công ty VICOSIMEX Đà Nẵng, Sét bêntônit Cổ Định, bênônit Di Linh. Đã xác định được thành phần hỗn hợp làm khuôn tối ưu thông qua nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố thành phần tới độ bền của hỗn hợp. Kết quả nghiên cứu cho thấy vật liệu làm khuôn nên dùng cát của công ty VICSIMEX, sét bêntônit Di Linh của công ty Khoáng sản. Hỗn hợp có hàm lượng bêntônít trong khoảng (8-9)%; độ ẩm khoảng 3,5-4%; hàm lượng bột than tới 3%. Hỗn hợp có độ bền nén tươi: (0,65-0,75) kG/cm 2; độ bền cắt tươi: (0,2-0,25) kG/cm 2 ; độ thông khí >150.
ABSTRACT
Properties of molding materials as Vanhai sand in Quangninh province and bentonite from Dilinh were esti mated. Optimal composition of molding mixture was specified by influence of composite factors on strength of the mixture. The results showed that VICOSIMEX’s sand and Dilinh bentonite are good for molding sand material; mix ture has about (8-9)% betonite; moisture (W) ≈ (3-4)%; fat coal ≈ 3%, the rest sand. The green sand properties are: green compressions strength ≈ (0.65-0.75) kG/cm 2 , green shear strength ≈ (0.2-0.25) kG/cm 2 ; permeability (K) > 150.
1. Đặt vấn đề
Làm khuôn tươi trên dây chuyền rất phổ biến trên thế giới, vì nó cho năng suất chế tạo khuôn cao, chất lượng khuôn tốt, dẫn tới chất lượng vật đúc cao. Tuy nhiên, hỗn hợp làm khuôn trên dây chuyền đòi hỏi rất khắt khe về vật liệu đầu vào và phải khống chế rất chặt chẽ thành phần của chúng [1, 2, 3]. Ví dụ, khi làm khuôn trên dây chuyền DISAMATIC 2110 hỗn hợp làm khuôn cần đạt các thông số kỹ thuật sau: cát nằm có kích thước hạt (0,14-0,28) mm; tổng lượng cát nằm trên (3-4) sàng liên tiếp là 90%; độ bền nén tươi đạt (1,5-2,1) kG/cm 2 ; độ bền kéo tươi đạt > 0,2 kG/cm 2; độ bền phá huỷ đạt > 0,3 kG/cm 2 ; độ bền ướt đạt > 0,02 kG/cm 2 ; độ thong khí 50; độ khả ép đạt 40(2; hàm lượng ẩm đảm bảo đủ để hỗn hợp đạt tính khả ép yêu cầu; hàm lượng bêntônit hoạt tính đạt > 7%; hàm lượng các hạt mịn không kể bentonit hoạt tính đạt (3-4)%; độ mất khi nung là (3,5-5)%[3].
Trên thế giới, vật liệu làm khuôn được chuẩn hoá và sản xuất công nghiệp [3, 4]. ở nước ta, vật liệu làm khuôn chưa được quan tâm đúng mức [5]. Vài năm gần đây do đòi hỏi của thực tế sản xuất, nhiều công ty đã nhập các dây chuyền làm khuôn tươi và cùng với nó là vật liệu làm khuôn. Điều này dẫn tới giá thành vật đúc cao khó đảm bảo tính cạnh tranh.
Trong thời gian qua, đã có một vài cơ sở sản xuất, nghiên cứu sử dụng nguồn vật liệu làm khuôn trong nước dùng cho dây chuyền đúc [6]. Tuy nhiên, nguồn vật liệu còn bị hạn chế, nên tính phổ biến chưa cao. Chính vì thế, việc nghiên cứu nguồn vật liệu làm khuôn trong nước thay cho vật liệu làm khuôn nhập ngoại là rất cần thiết.
Bài báo này trình bày các kết quả khảo sát cát đúc và bêntônit của Việt nam, ảnh hưởng của các nhân tố thành phần tới tính chất hỗn hợp nhằm đưa ra khuyến cáo trong việc sử dụng vật liệu làm khuôn cho dây chuyền làm khuôn tươi.
2. Thực nghiệm
Nội dung nghiên cứu gồm:
– Xét nghiệm tính chất vật liệu làm khuôn ban đầu. Cụ thể đối với cát cần xét nghiệm độ ẩm, hàm lượng chất bùn, thành phần độ hạt, hình dạng hạt, thành phần hoá học. Đối với sét cần xét nghiệm độ ẩm, độ trương nở, chỉ số trầm tích, hàm lượng xôđa, khả năng trao đổi catiôn. Đói với bột than cần xét nghiệm hàm lượng chất bốc, độ trương phồng. Tuy nhiên trong nghiên cứu này còn chưa đánh giá được thành phần hoá học của cát, hàm lượng môntmôrillônit và khả năng trao đổi catiôn của sét, hàm lượng chất bốc và khả năng trương nở của bột than.
– Xác định ảnh hưởng của các yếu tố thành phần tới độ bền, độ thông khí của hỗn hợp. Vật liệu làm khuôn có nguồn gốc khác nhau được dùng ở các công ty, xí nghiệp phía Bắc sẽ là đối tượng nghiên cứu.
Đó là:
– Cát đúc có cát Sông Công, cát Cầu Cầm, cát Vân Hải, cát VICOSIMEX Đà Nẵng.
– Bột sét có bêntônit Cổ Định, bêntônit Di Linh, sét Trúc Thôn.
– Bột than Phấn Mễ Cao Bằng có hàm lượng chất bốc 30%[4].
Để đánh giá tính chất của vật liệu, cũng như đánh giá độ bền, độ thông khí đã sử dụng cá phương pháp đánh giá chuẩn của ngành đúc (xem chi tiết trong [3, 7]).
