Bài giảng Đúc trong khuôn cát - Nước thủy tinh

Bài giảng Đúc trong khuôn cát - Nước thủy tinh cung cấp cho học viên những kiến thức về nguyên lý, ưu - nhược điểm, phạm vi sử dụng; cấu trúc silicat natri, cấu trúc của nước thủy tinh, cơ chế đông rắn của nước thủy tinh; chế tạo khuôn, ruột bằng hỗn hợp cát – nước thủy tinh; hỗn hợp cát – nước thủy tinh dẻo tự đông rắn;... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Đúc trong khuôn cát - Nước thủy tinhĐÚC TRONG KHUÔN CÁT – NƯỚC THỦY TINHTừ khóa:Glass Water 1. MỞ ĐẦU 1.1. Nguyên lý• Trộnhỗnhợpcát–nướcthủytinh(NTT) theomộttỉlệthíchhợp• ĐiềnđầyHHvàokhuônhoặchộpruột• LàmđôngcứngHHbằngmộtphươngpháp nàođó 1.2.Ưuđiểm• Độchínhxáccủavậtđúccaohơnsovớiđúc trongkhuôncát–sét• Giảmđượccácthaotáclàmxương,gămđinh dođộbềnkhuôn,ruộtcaohơn• TínhchảyHHcao dễđiềnđầyhòmkhuôn• Năngsuấtlaođộngcao• Ítônhiễmmôitrường 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 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: axitsilixit đơn được tạo thành trong NTT - Các axit silixit đơn trùng hợp tạo ra đa axitsilixit, kết quả là tạo thành Silicagel ngậmnước 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 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 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+2NaOHCa2SiO4+Na2O.2SiO2+3H2O=2CaH2SiO4+Na2H2SiO43Ca2SiO4+Na2O.3SiO2+7H2O=6CaH2SiO4+ 2NaOH 2.5. Các tính chất của NTT 2.5.1. Module của NTT• M= số mol SiO2 / số mol Na2O = (%khối lượng SiO2 / %khối lượngNa2O)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+2NH4ClmSiO2+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• Đây là pp phổ biến và đơn giản 3.1.1. Mở đầu• 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 3.1.2. Một số vấn đề công nghệ• Mẫu gỗ phải a.được Chế tạo mẫu 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 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 ...