3.3. Xác định tỷ lệ nước/bentonit tối ưu
Đã chế tạo 5 hỗn hợp có thành phần bêntônit khác nhau là:
A1 – bêntônit không đổi là 5%; W thay đổi từ 1, 2, …, 5%; cát VICOSIMEX còn lại.
A2 – bêntônit không đổi là 6%; W thay đổi từ 1, 2, …, 5%; cát VICOSIMEX còn lại.
A3 – bêntônit không đổi là 7%; W thay đổi từ 1, 2, …, 5%; cát VICOSIMEX còn lại.
A4 – bêntônit không đổi là 8%; W thay đổi từ 1, 2, …, 5%; cát VICOSIMEX còn lại.
A5 – bêntônit không đổi là 9%; W thay đổi từ 1, 2, …, 5%; cát VICOSIMEX còn lại.
Hỗn hợp được trộn đều trong máy trộn thí nghiệm, với chế độ: cho cát trộn 1 phút – cho bêntônit trọn 2 phút – cho nước trộn 5 phút. Sau đó, lấy hỗn hợp ra bảo quản trong túi nilon và được dùng làm mẫu công nghệ Φ50 x 50 ±2 để đo độ bền nén tươi, độ bền cắt tươi. Kết quả thí nghiệm về độ bền nén tươi cho trên đồ thị hình 6 và độ bền cắt tươi cho trên đồ thị hình 7. Từ kết quả thí nghiệm thấy tỷ lệ nước sét cho độ bền cao là (0,45-0,5).
Hình 6. Độ bền nén tươi phụ thuộc vào độ ẩm
Hình 7. Độ bền cắt tươi phụ thuộc vào độ ẩm
3.4. Ảnh hưởng của bột than tới tính chất của hỗn hợp
Bột than đưa vào hỗn hợp có ba tác dụng. Thứ nhất nó cùng với các hạt mịn trong hỗn hợp (sét chết, bụi cát) làm giảm tính nhậy nước của hỗn hợp, giúp cho hỗn hợp không bị dính vào máy trộn, băng tải. Thứ hai, nó góp phần chống cháy dính cát vào vật đúc. Thứ ba, nó làm tăng một chút độ bền và độ tơi của hỗn hợp [2]. Tuy nhiên, việc đưa nhiều bột than lại làm giảm độ bền và độ thông khí của hỗn hợp. Do vậy cần nghiên cứu xác định hàm lượng bột than hợp lý trong hỗn hợp.
Đã chế tạo hỗn hợp có thành phần như sau:
B1. – bêntônit 8%; W 4%; bột than thay đổi từ 0, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 4 và 5 %; cát còn lại.
B2. – bêntônit 9%; W 4%; Bột than thay đổi từ 0, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 4 và 5 %; cát còn lại.
Hỗn hợp được bảo quản trong túi nilon và được dùng làm ra các mẫu công nghệ Φ50 x 50 ±2 như trên và được đo độ bền nén tươi và độ bền cắt tươi. Kết quả thí nghiệm về độ bền nén tươi và độ bền cắt tươi được biểu diễn trên đồ thị hình 8 và hình 9. Từ đồ thị thấy lượng bột than hợp lý trong hỗn hợp không quá 2,5%.
3.5. Khảo sát hỗn hợp làm khuôn trên dây chuyền của công ty Cơ khí 27
Hỗn hợp khảo sát đã qua đúc nhiều lần. Kết quả phân tích cho số liệu sau:
– Độ ẩm còn lại sau đúc: 2%
– Cát có kích hạt: 0315B thuộc nhóm 40/70 (theo AFS).
– Tổng lượng các hạt mịn trong hỗn hợp là: 12,25%.
– Khi hỗn hợp cpó độ ẩm là 4,5% thì độ bền nén tươi của hỗn hợp đạt cao nhất là 0,62 kG/cm 2 . Độ bền cắt tươi của nó đạt 0,1 kG/cm 2 . Độ thông khí là 161.
Dưới đây là nhận xét rút ra từ các kết quả đã nêu
– Cát sông ở phía Bắc nước ta có hàm lượng ẩm cao, hàm lượng bùn lớn, thành phần độ hạt không tập trung. Cát biển có nhiều tính chất ưu việt hơn. Tuy nhiên, khi làm khuôn trên dây chuyền cần có phân loại trước khi dùng. Hiện tại cát của công ty VICOSIMEX Đà Nẵng đã đáp ứng yêu cầu này.
– Bêntônit Di Linh có tính trương nở cao, dễ phân ly trong nước. Khi tăng hàm lượng bêntônit, độ bền của hỗn hợp làm khuôn tăng. Khi tăng độ ẩm, độ bền của hỗn hợp tăng. Sau đó, nếu tiếp tục tăng hàm lượng ẩm thì độ bền của hỗn hợp lại giảm. Điều này được giải thích như sau khi bêntônit gặp nước sẽ bị phân ly. ở một lượng nước thích hợp sẽ hình thành các hạt keo sét. Trong qua trình trộn keo sét sẽ được phân bố đều lên toàn bộ bề mặt các hạt cát và làm cho độ bền hỗn hợp tăng. Khi tiếp tục tăng ẩm, nước trong hỗn hợp dư thừa làm cho độ bền của keo sét giảm. Độ ẩm để hỗn hợp đạt cực đại phụ thuộc vào hàm lượng sét. Độ ẩm cực đại (WO) này tăng khi hàm lượng sét tăng. Điều đó có nghĩa là cần có một tỷ lệ nước/sét hợp lý (WO/B). Tuy nhiên, tỷ lệ này không phải là giống nhau. Khi hàm lượng sét trong hỗn hợp thấp thì tỷ lệ này cao hơn, còn khi hàm lượng sét cao thì tỷ lệ này thấp hơn. Tỷ lệ này trong khoảng (0,45 -0,55).
– Khi tăng hàm lượng bột than trong hỗn hợp, độ bền hỗn hợp cũng tăng lên một chút, sau đó nếu tăng tiếp độ bền của hỗn hợp giảm. Điều này được giải thích như sau: Hỗn hợp làm khuôn là một hệ thống lỗ rỗng. Độ bền hỗn hợp làm khuôn được quyết định bởi nhiều yếu tố trong đố có chiều dày màng chất dính và diện tích chịu lực. Nếu chiều dày màng chất dính và diện tích tiếp xúc giữa các hạt cát tăng thì độ bền hỗn hợp tăng. Khi đưa bột than vào, bột than sẽ nằm trong các lỗ rỗng của hỗn hợp và do dó có tác dụng vừa tăng diện tích tiếp xúc giữa các hạt cát, vừa đóng vai trò của các hạt nêm làm tăng độ bền hỗn hợp. Nhưng nếu tiếp tục tăng hàm lượng bột than, thì nó sẽ làm giảm chiều dày màng chất dính và do đó làm độ bền hỗn hợp giảm.
Hình 8. ảnh hưởng của bột than tới độ bền nén tươi
Hình 9. ảnh hưởng của bột than tới độ bền cắt tươi
4. Kết luận
Trên cơ sở kết quả thí nghiệm và việc được sử dụng hỗn hợp ổn định trên dây chuyền khuôn tươi của công ty Cơ khí 27 có thể đưa ra một số kết luận và kiến nghị sau:
– Bêntônit Di Linh chất lượng không cao song có thể được sử dụng để làm chất dính cho hỗn hợp khuôn tươi.
– Thành phần hỗn hợp làm khuôn nên là: W trong khoảng (4-4,5)%; bentônit khoảng (8–9)%; Hàm lượng bột than Phấn Mễ trong khoảng (2–2,5)%; cát VICOSIMEX còn lại. Khi hỗn hợp có độ bền nén tươi đạt (0,65–0,75) kG/cm 2 ; Độ bền cắt tươi đạt (0,2 – 0,25) kG/cm 2 ; độ thông khí > 150.
Những vấn đề cần được nghiên cứu tiếp là:
– Nghiên cứu tính ổn định của bentônit Di Linh.
– Xử lý nhằm nâng cao chất lượng bentônit Di Linh phục vụ cho sản xuất đúc.
– Nghiên cứu tính chất của hỗn hợp ở nhiệt độ cao.
– Xác định các tính chất nhiệt lý của hỗn hợp.
[symple_box color=”yellow” text_align=”left” width=”100%” float=”none”]
Tài liệu trích dẫn
- П.П. Берг; Kачество литейной формы Машиностроение, Москва, 1971
- Disa. Georg fischer; DISAMATIC 2013 LP, Sand moulding system, Service manual, Molding Sand
- Đinh Quảng Năng; Vật liệu làm khuôn cát; NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 2003
- А.А. Сварка; Справочник, формовочные маtepиaлbl
- Trần Xuân Bản, Nguyễn Khắc Dũng; Vật liệu làm khuôn, Hội nghị chuyên đề than antraxit đúc gang, Vật liệu làm khuôn Việt nam; Tuyển tập báo cáo Sầm Sơn 89; Hà Nội 1989, tr. 50-82.
- Lại Văn Đàm; Nghiên cứu triển khai sản xuất đúc trên dây chuyền làm khuộn tự động DISAMATIC; Tạp chí Khoa học-Công nghệ Kim loại, số 1, 8/ 2005, tr. 21-25
- Dieter; Laboratory equipment for control of casting quality; Catalog 123
[/symple_box][symple_clear_floats]
