GIAO TRINH KHUON CAT NTT NUOC THUY TINH
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (394.83 KB, 45 trang )
ĐÚC TRONG KHUÔN CÁT –
NƯỚC THỦY TINH
Từ khóa:
Glass Water
1. MỞ ĐẦU
1.1. Nguyên lý
• Trộn hỗn hợp cát – nước thủy tinh (NTT) theo
một tỉ lệ thích hợp
• Điền đầy HH vào khuôn hoặc hộp ruột
• Làm đông cứng HH bằng một phương pháp
nào đó
1.2. Ưu điểm
• Độ chính xác của vật đúc cao hơn so với đúc
trong khuôn cát – sét
• Giảm được các thao tác làm xương, găm đinh
do độ bền khuôn, ruột cao hơn
• Tính chảy HH cao ⇒ dễ điền đầy hòm khuôn
• Năng suất lao động cao
• Ít ô nhiễm môi trường
1.3. Nhược điểm
• Độ bền tươi của HH thấp
• Thời gian bảo quản khuôn, ruột bị hạn chế
• Tuổi xuân HH ngắn
• Chất lượng cát nguyên liệu phải cao
• Khó phá khuôn, ruột nếu không có biện pháp
thích hợp
• Tính bám dính của HH vào mẫu cao
1.4. Phạm vi sử dụng
• Dùng đúc các VĐ bằng gang, thép có kích
thước nhỏ, trung bình, lớn với độ chính xác và
độ bóng bề mặt khá
• Phù hợp với tất cả các loại hình SX
2. NƯỚC THỦY TINH (NTT)
2.1. Mở đầu
• Là chất dính vô cơ không thuận nghịch
• Dung dịch nước của silicat kiềm có công thức
R2O.mSiO2.nH2O, trong đó:
- m: module của NTT
- R: Na, K, Li
• Công dụng:
- Silicat natri: làm khuôn, ruột, vữa xây lò …
- Silicat kali: thuốc bọc vỏ que hàn
- Silicat liti: công nghệ thủy tinh
2.2. Cấu trúc silicat natri
• Bao gồm các oxit silixit mang điện tích âm và
các ion natri mang điện tích dương
• Khi hàm lượng oxit natri lớn: silicat natri có
cấu trúc lớp: tính chất được đặc trưng bởi liên
kết ion
• Khi hàm lượng oxit natri bé: silicat natri có cấu
trúc không gian: tính chất được đặc trưng bởi
liên kết cộng hóa trị
2.3. Cấu trúc của NTT
• Silicat natri hòa tan trong nước tạo thành NTT
• NTT là dung dịch của các ion Na+, OH-, H+ và các anion. Số
lượng và dạng tồn tại phụ thuộc vào nồng độ silicat natri và m
theo quy luật:
2.4. Cơ chế đông rắn của NTT
2.4.1. Hình thành silicat natri
• Khi sấy, NTT mất nước ⇒ hình thành cấu trúc
có dạng khung xương tứ diện silixit có đỉnh tự
do và ion Na+ liên kết ion với khung xương
• Silicat natri có độ bền cao
2.4.2. Hình thành gel silixit (silicagel)
• Gắn liền với sự thay đổi pH của NTT bởi các
chất xúc tác đông rắn
• Quá trình tạo Silicagel:
- Chất đông rắn kết hợp với ion natri: axit silixit
đơn được tạo thành trong NTT
- Các axit silixit đơn trùng hợp tạo ra đa axit
silixit, kết quả là tạo thành Silicagel ngậm nước
2.4.2. Hình thành gel silixit
• Xúc tác đông rắn là axit:
Na2SiO3 + 2HCl = 2NaCl + H2SiO3
H2SiF6 + 3Na2SiO3 + 7H2O → 6NaF + 4Si(OH)4
H2SiF6 + 3Na2Si2O5 + 13H2O → 6NaF + 7Si(OH)4
• Xúc tác đông rắn là natrisiliflorat:
Na2SiF6 + 4H2O → 2NaF + 4HF + Si(OH)4
Na2O.mSiO2.nH2O + 2HF → 2NaF + mSiO2.(n+1)H2O
2.4.2. Hình thành gel silixit
• Xúc tác đông rắn là các hydroxit KL kiềm thổ:
Na2O.mSiO2 + Ca(OH)2 + 6H2O = NaOH + (m-1)SiO2
+ CaSiO3.6H2O
• Xúc tác đông rắn là ferosilic:
Na2O.mSiO2 + 2mH2O +FeSi = Na2O.nSiO2 +
mSi(OH)4 + nFe + 2nH2
• Xúc tác đông rắn là khí CO2:
Na2O.mSiO2 + CO2 = NaCO2/NaHCO2 + Si(OH)2
nSi(OH)2 = SinO2n-m + 2(n-m)H2O
2.4.3. Hình thành pha mới
• Khi tác dụng các chất chứa Ca (xi măng, thạch cao,
disilicat canxi …), NTT sẽ đông rắn
• Các phản ứng đông rắn (khi m= 2 và 3):
2CaSiO4+Na2O.2SiO2+5H2O = 4CaH2SiO4+2NaOH
Ca2SiO4+Na2O.2SiO2+3H2O= 2CaH2SiO4+Na2H2SiO4
3Ca2SiO4+Na2O.3SiO2+7H2O= 6CaH2SiO4+ 2NaOH
2Ca2SiO4+Na2O.3SiO2+5H2O=4CaH2SiO4+Na2H2SiO4
2.5. Các tính chất của NTT
2.5.1. Module của NTT
• M= số mol SiO2 / số mol Na2O
= (%khối lượng SiO2 / %khối lượng
Na2O)x1,032
• Module M ảnh hưởng mạnh đến các tính chất
của NTT
Điều chỉnh module của NTT
• Để tăng M, cho clorua amôn vào NTT:
Na2O.mSiO2+2NH4Cl →
mSiO2+2NaCl+2NH3+H2O
• Để giảm M, cho xút khô vào NTT:
Na2O.mSiO2 + nNaOH → (1 + n/2)Na2O.mSiO2 +
(n/2)H2O
2.5.2. Độ nhớt của NTT
• Là tính chất quan trọng của NTT: khi độ nhớt
cao, NTT khó phân bố đều trên bề mặt các hạt
cát
• Khi tăng M và tỉ trọng: độ nhớt của NTT tăng
và ngược lại
• Khi tăng nhiệt độ: độ nhớt của NTT giảm
3. CHẾ TẠO KHUÔN, RUỘT BẰNG HỖN
HỢP CÁT – NTT
3.1. Hóa bền bằng cách thổi khí CO2
3.1.1. Mở đầu
• Đây là pp phổ biến và đơn giản
• Khi tác dụng với CO2, NTT chuyển thành gel
axit silixic một cách nhanh chóng, liên kết các
hạt cát lại với nhau
3.1.1. Mở đầu
• Khi thổi CO2 vào thì không phải toàn bộ NTT kịp
biến thành gel axit silixit. Khi để ngoài không
khí, cả gel và silicat chưa phân hủy đều mất
nước và xảy ra 2 quá trình ngược nhau:
- Gel mất nước: làm giảm bền HH
- Silicat mất nước: làm tăng bền HH
• ⇒ Khuôn chế tạo xong không rót ngay: ngừng
thổi CO2 trước khi khuôn đạt độ bền tối đa để
sau đó độ bền sẽ tăng dần khi để khuôn ngoài
không khí
3.1.2. Một số vấn đề công nghệ
a. Chế tạo mẫu
• Mẫu gỗ phải được mài
bóng và sơn với những
chất không phản ứng với
NTT
• Mẫu KL cần gia công thật
bóng và không cần sơn
• Hệ đường ống để dẫn khí
CO2 vào HH có thể bố trí
ngay trên mẫu
b. Hóa bền khuôn, ruột trước khi lấy mẫu,
HR ra
• Lưu ý giữ cho khuôn không bị biến dạng ở
trạng thái tươi
• Khi khuôn đã đông rắn rất khó rút mẫu →
mẫu phải được thiết kế, gia công tốt và nên
lay kỷ mẫu trước khi thổi khí CO2
Làm khuôn trên máy
Thổi CO2 cho khuôn dưới
Thổi CO2 cho khuôn trên
Làm khuôn bằng tay – khuôn nhỏ
1.Khuôn dưới; 2.Mẫu; 3.Khuôn trên; 4.Phần rỗng của mẫu;
5.Mẫu; 6.Vòng kẹp; 7.Ống dẫn CO2; 8.Xiên hơi; 9.Ống thổi
Làm khuôn bằng tay – khuôn lớn
• Làm khuôn xong,
dùng que xiên hơi
tạo đường hơi từ
phía MPK
• Cho các đầu ống
vào đường hơi,
thổi CO2 vào
1.Khuôn; 2.Mẫu; 3.Cát áo; 4.Đường hơi;
5.Đầu ống côn; 6.Ống cao su mềm; 7.Ống
góp; 8.Van
a) Khuôn; b)Ống góp
Làm ruột – dùng nhiều ống để thổi
• Dùng cho ruột lớn hoặc ruột có hình dạng
phức tạp
1- Hộp ruột
2- Hỗn hợp
3- Đường hơi
4- Mẫu KL
5- Ống mềm
6- Ống góp
Làm ruột – dùng chụp để thổi
• Thường dùng đối với
ruột vừa và nhỏ, hình
dạng đơn giản
• Đầu chụp có đệm cao
su để bảo đảm độ kín
giữa chụp và hộp ruột
• Trên hộp ruột bố trí các
lỗ thoát khí
1-Hộp ruột; 2-Hỗn hợp; 3-Chụp; 4Vòng đệm; 5-Lỗ thoát
