ĐÚC LI tâm (CÔNG NGHỆ đúc SLIDE)
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (655.95 KB, 46 trang )
ĐÚC LI TÂM
• Từ khóa: Centrifugal Casting
1. Mở đầu
• Được phát minh vào đầu thế kỷ 19
• Lúc đầu: chỉ chế tạo chi tiết trịn xoay: ống
gang, phơi séc măng, phơi sơ mi …
• Sau này: cũng sử dụng để chế tạo các vật
đúc khơng trịn xoay (semi-centrifugal)
• KL lỏng được rót vào khn đang quay
(trục quay thẳng đứng hoặc nằm ngang)
• Suốt q trình rót & đông đặc: khuôn, vật
đúc luôn ở trạng thái quay và chịu tác
dụng của lực li tâm
Sơ đồ nguyên lý
Sơ đồ nguyên lý
• Trục quay ngang
• Trục quay thẳng đứng
1. Mở đầu
• Lực li tâm tác động theo
hướng kính:
P = m2r
m – khối lượng phần tử quay
- vận tốc góc phần tử quay
r – bán kính phần tử quay
2r – gia tốc của phần tử
quay
• K = m2r /mg= 2r / g : hệ số
trọng trường
2. Đặc điểm
2.1. Ưu điểm
1. KL lỏng kết tinh dưới tác động của lực li
tâm & nguội nhanh tổ chức nhỏ mịn,
sít chặt
2. Mặt ngồi vật đúc rất sạch (tạp chất &
khí nằm ở mặt trong); vật đúc khơng có
rỗ khí, xỉ
3. Tạo lỗ rỗng mà khơng cần ruột
4. Hệ số thực thu thành phẩm cao
2.1. Ưu điểm
2.1. Ưu điểm
5. Đúc được các HK có độ chảy lỗng thấp
6. Ít hoặc khơng tiêu tốn vật liệu làm khn
7. Có thể tạo phơi nhiều lớp
2.2. Nhược điểm
1. Vật đúc dễ bị thiên tích thành phần
đúc li tâm không thể sử dụng cho tất
cả HK đúc
2. Khó đúc các vật đúc bằng HK nhẹ
3. Lượng dư gia cơng lỗ lớn
4. Dễ cháy dính cát khi dùng khn có lớp
cát áo
5. Khơng hiệu quả khi sản xuất nhỏ
3. Phạm vi sử dụng
• Các vật đúc dạng trịn
xoay (ống bạc)
• Đúc bạc bimetal
• Các vật đúc nhỏ khác
3. Phạm vi sử dụng
3. Phạm vi sử dụng
3. Phạm vi sử dụng
3. Phạm vi sử dụng
3. Phạm vi sử dụng
4. Hình dáng bề mặt thống
• Giả định:
- Tất cả các phần tử của
KL lỏng có vận tốc góc
như nhau và bằng vận
tốc góc của khn
Vật đúc nằm ở trạng
thái tĩnh tương đối so với
khn
• Phương trình bề mặt
thống có dạng:
Xdx + Ydy + Zdz = 0
4.1. Trục quay ngang
• Hợp lực của lực li tâm và
trọng lực thay đổi về độ
lớn theo vị trí
• Do 2r >> g:
- X= 2x
- Y= 2y
2x + 2y= 0
• Lấy tích phân có tính đến
điều kiện biên:
x2 + y2 = r2
4.2. Trục quay đứng
• Phương trình bề mặt thống:
Rdr + Zdz = 0
• Điểm M trên mặt thống chịu
tác động của các gia tốc:
R= 2r; Z= -g
2rdr – gdz= 0
z= 2r2/2g
•
- Bề mặt thống có dạng
paraboloid trịn xoay
- Hình dáng bề mặt thống
phụ thuộc vào vận tốc quay
của khuôn
5. Lực tác động lên chất điểm
đang quay
5.1. Trục quay nằm ngang
• dp= (Xdx+ Ydy +
Zdz)= (2xdx +
2ydy)
• Lấy tích phân và:
- Thay x2 + y2 = r2
- Khi r= rtr thì p= 0
p= 2(r2 – rtr2)/2
5.2. Trục quay thẳng đứng
• Đối với điểm M1(zM1,0)
nằm dưới đỉnh
parabol:
p= g (za + h)=
(2r12/2 + h)
• Đối với điểm M2(zM2,0)
nằm trên đỉnh parabol:
p= g (zC – zB)=
g(2/2)(r22 – rB2)
6. Lực tác dụng lên vật lẫn
6.1. Lực tác dụng
• Nếu KL lỏng ở trạng thái tĩnh, lực nâng tác
dụng lên vật lẫn:
P= vlgV - klgV = gV(vl - kl)
vl,kl – khối lượng riêng của vật lẫn & KL
lỏng
V – thể tích vật lẫn
• Nếu KL lỏng đang quay:
Plt= V2r(vl - kl)= P2r/g= KP
6.1. Lực tác dụng lên vật lẫn
• Lực tác dụng lên vật lẫn trong KL lỏng
đang quay lớn hơn so với trong KL tĩnh K
lần thiên tích mạnh các vật lẫn có khối
lượng riêng khác KL lỏng
vl < kl (vật lẫn: xỉ, cát …) Plt < 0 và
hướng về mặt thoáng
6.2. Vận tốc nổi của vật lẫn
• Với lưu chất tĩnh, vận tốc nổi max của vật
lẫn được xác định từ điều kiện cân bằng
giữa lực nâng & lực cản thủy tĩnh & xác
định theo công thức Stock:
vmax= [4dg (kl - vl)/3ckl]0,5
d – đường kính vật lẫn
c – hệ số trở lực, phụ thuộc số Re
6.2. Vận tốc nổi của vật lẫn
• Đối với KL lỏng đang quay:
vmax’ = K0,5vmax
• Nhận xét:
- Vận tốc nổi của vật lẫn phi kim trong KL
lỏng đang quay lớn hơn K0,5 lần so với
trong KL tĩnh: đây là ưu điểm lớn của đúc
li tâm
7. Q trình đơng đặc
7.1. Q trình nguội
7.1.1. Nguội bề mặt thống
• Nguội do bức xạ nhiệt:
- Cường độ bức xạ nhiệt:
Q= c[(T1/100)4 - (T0/100)4 ]
- Cường độ bức xạ nhiệt lớn nhất xảy ra ngay sau
khi rót
