Nghiên cứu tính toán thiết kế khuôn đúc áp lực cao chi tiết hợp kim nhôm có sử dụng phần mềm Solidworks-Procast

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI ----------
---------- TRẦN CÔNG THỨC NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN THIẾT KẾ KHUÔN ðÚC ÁP LỰC CAO CHI TIẾT HỢP KIM NHÔM CÓ SỬ DỤNG PHẦN MỀM SOLIDWORKS-PROCAST LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Chuyên ngành : Kỹ thuật máy và thiết bị cơ giới hoá nông, lâm nghiệp Mã số : 60.52.14 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. ðINH BÁ TRỤ HÀ NỘI - 2010 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... i Lêi cam ®oan T«i xin cam ®oan ®©y lµ c«ng tr×nh nghiªn cøu cña riªng t«i. C¸c sè liÖu, kÕt qu¶ nªu trong luËn v¨n lµ trung thùc vµ ch−a tõng ®−îc ai c«ng bè trong bÊt kú c«ng tr×nh nµo kh¸c. T«i xin cam ®oan r»ng c¸c th«ng tin trÝch dÉn trong luËn v¨n ®2 ®−îc chØ râ nguån gèc. Hµ néi, ngµy …. Th¸ng….. n¨m 2010 T¸c gi¶ luËn v¨n Trần Công Thức Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... ii Lêi c¶m ¬n Tr−íc hÕt, t¸c gi¶ bµy tá lßng biÕt ¬n s©u s¾c tíi thÇy gi¸o h−íng dÉn khoa häc PGS.TS §inh B¸ Trô ®2 tËn t×nh h−íng dÉn, nghiªm kh¾c chØ b¶o trong suèt qu¸ tr×nh lµm luËn v¨n, ®2 ®Þnh h−íng gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò khoa häc cho luËn v¨n. §ång thêi chØnh söa cÊu tróc luËn v¨n, ®Ó luËn v¨n hoµn thµnh ®óng thêi h¹n T«i xin c¶m ¬n tr−êng §H N«ng nghiÖp Hµ Néi, ViÖn sau ®¹i häc, Khoa C¬ §iÖn, ®2 t¹o ®iÒu kiÖn gióp ®ì t«i trong qu¸ tr×nh lµm luËn v¨n. T«i xin bµy tá lßng c¸m ¬n Ban l2nh ®¹o C«ng ty §iÖn c¬ Hµ Néi ñã tạo ñiều kiện ñể T«i hoàn thành thí nghiệm trên máy ñúc áp lực cao, ®Ó cho luËn v¨n ®¶m b¶o tiÕn ®é. T¸c gi¶ bµy tá lßng biÕt ¬n c¸c ®ång nghiÖp, ®2 gãp ý kiÕn x©y dùng ®Ó luËn v¨n cã chÊt l−îng cao. Hµ néi, ngµy …. Th¸ng….. n¨m 2010 T¸c gi¶ luËn v¨n Trần Công Thức Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... iii Môc lôc Lêi cam ®oan…………………………………………………………………..i Lêi c¶m ¬n…………………………………………………………………….ii Môc lôc………………………………………………………………………iii Danh môc b¶ng……………………………………………………………….vi Danh môc h×nh………………………………………………………………vii LỜI NÓI ðẦU ..............................................................................................I 1. TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi ......................................................................... 1 2. Môc tiªu ®Ò tµi........................................................................................ 2 3. Néi dung ®Ò tµi....................................................................................... 2 4. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu: ....................................................................... 3 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ðUC ÁP LỰC VÀ ỨNG DỤNG ðÚC ÁP LỰC CAO VÀO NHÀ MÁY........................................................4 1.1. Kh¸i niÖm............................................................................................... 4 1.2. C¸c −u nh−îc ®iÓm cña c«ng nghÖ ®óc.................................................. 9 1.2.1. §óc trong khu«n kim lo¹i.................................................................. 9 1.2.2. §óc ¸p lùc thÊp hay ®óc trong khu«n nãng ........................................ 9 1.2.4. §óc Ðp b¸n láng..............................................................................11 1.3. KÕt cÊu m¸y ®óc ¸p lùc cao ................................................................. 11 1.3.1. S¬ ®å kÕt cÊu m¸y ®óc ¸p lùc cao ....................................................13 1.3.2. Nguyªn lý vËn hµnh ........................................................................15 1.4. Mét sè vÊn ®Ò vÒ c«ng nghÖ khi ®óc ¸p lùc ......................................... 19 1.4.1. ChÊt l−îng s¶n phÈm.......................................................................19 1.4.2. KhuyÕt tËt ®óc vµ c¸c biÖn ph¸p phßng ngõa....................................20 1.4.3. T×nh h×nh ph¸t triÓn ®óc ¸p lùc ë ViÖt Nam.......................................22 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... iv KẾT LUẬN CHƯƠNG 1: ..............................................................................24 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT ðÚC ÁP LỰC CAO HỢP KIM NHÔM......25 2.1. Thuéc tÝnh cña mét sè hîp kim nh«m sö dông trong c«ng nghiÖp...... 25 2.1.1. Hợp kim nh«m ®óc hệ Al - Cu........................................................... 26 2.1.2. Hợp kim nh«m ®óc trªn cơ sở hệ Al - Mg ......................................... 27 2.1.3. Hîp kim nh«m Д16 (AlCu4Mg) .....................................................27 2.1.4. Hợp kim nhôm ñúc hệ AL - Si (Silumin)........................................... 27 2.2. C¬ së tÝnh to¸n thiÕt kÕ dßng ch¶y ........................................................... 35 2.2.1. KÕt cÊu khu«n..................................................................................35 2.2.2. TÝnh to¸n thiÕt kÕ lßng khu«n ®óc Solidworks...................................36 2.3. M« pháng bµi to¸n dßng ch¶y trong r2nh dÉn ......................................... 45 2.3.1. §iÒu kiÖn biªn bµi to¸n ....................................................................45 KẾT LUẬN CHƯƠNG 2:...............................................................................48 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KHUÔN ðÚC ÁP LỰC BẰNG CÔNG NGHỆ 3D.......49 3.1. KÕt cÊu c«ng t¬ ®iÖn................................................................................. 49 3.2. KÕt cÊu khung c«ng t¬ vµ yªu cÇu kü thuËt, c«ng nghÖ khi ®óc.............. 49 3.3. TÝnh to¸n thiÕt kÕ s¬ bé th«ng sè c«ng nghÖ............................................ 52 3.3.1. Ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ khu«n khung c«ng t¬...........................................52 3.3.2. TÝnh to¸n - ThiÕt kÕ s¬ bé c¸c th«ng sè c«ng nghÖ vµ khu«n..............53 3.4. ThiÕt kÕ lßng khu«n vµ khèi khu«n b»ng SolidWorks............................. 56 3.4.1. H×nh d¸ng vµ c¸c bé phËn c¬ b¶n cña khu«n .....................................56 3.4.2. Bè trÝ r2nh dÉn, lßng khu«n ..............................................................57 3.4.3. TÝnh to¸n cæng vµo - r2nh dÉn ..........................................................59 3.4.4. §iÒn ®Çy hèc khu«n .........................................................................62 3.4.5. Gãc nghiªng thµnh lßng khu«n .........................................................66 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... v KẾT LUẬN CHƯƠNG 3: ..............................................................................69 CHƯƠNG 4: KHẢO SÁT CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ VÀ TỐI ƯU CÔNG NGHỆ...................................................................70 4.1. C¸c −u viÖt cña m« pháng ........................................................................ 70 4.2. PhÇn mÒm m« pháng qu¸ tr×nh ®óc ¸p lùc cao –PROCAST.................... 71 4.2.1. Giíi thiÖu vÒ Procast ........................................................................71 4.2.2. S¬ ®å bµi to¸n ..................................................................................72 4.2.3. Nguyªn t¾c m« pháng tèi −u ®óc ¸p lùc cao ......................................72 4.3. M« pháng ®óc ¸p lùc cao khung c«ng t¬ ................................................. 73 4.3.1. M« h×nh h×nh häc trong ProCAST.....................................................73 4.3.2. M« h×nh vËt liÖu...............................................................................74 4.3.3. §iÒu kiÖn biªn .................................................................................77 4.4. KÕt qu¶ m« pháng vµ ph©n tÝch................................................................ 79 4.4.1. Khảo sát nhiệt ñộ................................................................................ 79 4.4.2. Khảo sát dòng chảy ............................................................................ 82 4.4.3. Kh¶o s¸t vect¬ vËn tèc .....................................................................87 KẾT LUẬN CHƯƠNG 4................................................................................91 KẾT LUẬN:....................................................................................................92 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... vi Danh môc b¶ng B¶ng 1.1: KhuyÕt tËt vËt ®óc vµ biÖn ph¸p ng¨n ngõa ................................... 21 B¶ng 2.1: Thµnh phÇn cña mét sè hîp kim nh«m ®óc .................................. 25 B¶ng 2.3. Thµnh phÇn ho¸ häc...................................................................... 30 Bảng 2.4. Các tham số nhiệt ñộ và tốc ñộ khi thiết kế khuôn........................ 47 B¶ng 3.1: Quan hÖ gi÷a chiÒu dµy thµnh vËt ®óc víi thêi gian ®iÒn ®Çy........ 64 B¶ng 3.2: Mèi quan hÖ VËt liÖu - Gi¸ trÞ vËn tèc t¹i cæng ( WA) ................... 64 B¶ng 3.3: Quan hÖ gi÷a gãc nghiªng thµnh lßng khu«n víi chiÒu cao vµ chiÒu dµy vËt ®óc ................................................................................................... 67 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... vii Danh môc h×nh H×nh 1.1: S¬ ®å ph©n lo¹i ph−¬ng ph¸p ®óc..................................................... 4 H×nh 1.2. M¸y ®óc ¸p lùc thÊp (Lßng khu«n nãng) vµ m¸y ®óc ¸p lùc cao (lßng khu«n nguéi) ............................................................................... 5 H×nh 1.3: S¬ ®å c«ng nghÖ ®óc ¸p lùc thÊp ...................................................... 5 H×nh 1.4: S¬ ®å c«ng nghÖ ®óc ¸p lùc cao ....................................................... 6 H×nh 1.5. M¸y ®óc ¸p lùc sö dông c«ng nghÖ b¸n láng……………………..8 H×nh 1.6. S¬ ®å m¸y ®óc ¸p lùc cao ............................................................... 12 H×nh 1.7. M¸y ®óc ¸p lùc cao......................................................................... 12 H×nh 1.8. B¶n vÏ kÕt cÊu m¸y ®óc ¸p lùc cao................................................. 13 H×nh 1.9. S¬ ®å m¸y ®óc ¸p lùc kiÓu ®øng..................................................... 15 H×nh 1.10 : Qu¸ tr×nh ®óc ¸p lùc (theo MAGMASOFT) ............................... 16 H×nh 1.11: C¸c giai ®o¹n trong qu¸ tr×nh kim lo¹i láng ®iÒn ®Çy khu«n...... 17 H×nh1.12. Qu¸ tr×nh phun Ðp kim lo¹i khi ®óc ¸p lùc ................................... 18 H×nh 1.13. HÖ thèng thñy lùc cña côm phun Ðp kim lo¹i............................... 19 H×nh 1.14. S¶n phÈm ®óc................................................................................19 H×nh 1.15. Lß nÊu b»ng c¶m øng cã khuÊy tõ................................................ 20 H×nh 1.16. Mét sè s¶n phÈm ®óc ¸p lùc cao................................................... 22 H×nh 2.1. Gi¶n ®å tr¹ng th¸i hîp kim Al - Cu................................................ 26 Hình 2.2. Giản ñồ trạng th¸i Al-Si và Al-Si-Mg........................................... 28 H×nh 2.3: S¬ ®å kÕt cÊu khu«n ®óc ¸p lùc cao ............................................... 36 H×nh 2.4. KÕt cÊu lßng khu«n ®óc...........................................................................36 H×nh 2.5: VÞ trÝ r2nh dÉn trong khu«n ®óc ..................................................... 38 H×nh 2.6: S¬ ®å x¸c ®Þnh tèc ®é phun Ðp vµ thêi gian.................................... 39 H×nh 2.7. TruyÒn nhiÖt trong vËt ®óc.............................................................. 41 H×nh 2.8. M« h×nh khu«n ®óc ¸p lùc cao ....................................................... 45 H×nh 3.1: C«ng t¬ ®iÖn ................................................................................... 49 H×nh 3.2: B¶n vÏ khung c«ng t¬ ®iÖn ............................................................. 50 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... viii H×nh 3.3 M« h×nh 3D khung c«ng t¬.............................................................. 51 H×nh 3.4: S¬ ®å ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ khu«n ®óc .............................................. 52 H×nh 3.5: S¬ ®å tÝnh ¸p lùc ®Æc tr−ng ............................................................. 54 H×nh 3.6: S¬ ®å tØ lÖ ®iÒn ®Çy ......................................................................... 55 H×nh 3.7: S¬ ®å tiÖm cËn chËm....................................................................... 55 H×nh 3.8: Khèi khu«n ..................................................................................... 56 H×nh 3.9: KÕt cÊu khu«n ®óc ¸p lùc ............................................................... 57 H×nh 3.10: C¸ch bè trÝ lßng khu«n ................................................................. 57 H×nh 3.11: C¸ch bè trÝ r2nh dÉn vµ lßng khu«n ............................................. 58 H×nh 3.12: Cæng phun ¶nh r2nh dÉn............................................................... 59 H×nh 3.13: Biªn d¹ng r2nh dÉn....................................................................... 59 H×nh 3.14: H×nh nguyªn t¾c thiÕt kÕ r2nh dÉn vµ cöa phun ........................... 60 H×nh 3.15: C¸c c¸ch bè trÝ cöa phun ............................................................. 61 H×nh 3.16: ChÕ ®é ®iÒn ®Çy hèc khu«n .......................................................... 62 H×nh 3.17: Sù h×nh thµnh sãng khi b¾n .......................................................... 63 H×nh 3.18: BiÓu ®å kiÓm tra th«ng sè cæng.................................................... 63 H×nh 3.19: §å thÞ quan hÖ gi÷a gãc nghiªng thµnh lßng khu«n víi chiÒu dµy vµ chiÒu dµi vËt ®óc ............................................................................ 67 H×nh 3.20: B¶n vÏ vËt ®óc vµ khu«n cuèi cïng .............................................. 68 H×nh 4.1: M« h×nh vËt ®óc trong Procast........................................................ 73 H×nh 4.2: Tû lÖ pha theo nhiÖt ®é cña nh«m ACD12 ..................................... 74 H×nh 4.3: BiÓu ®å mËt ®é khèi biÕn thiªn theo nhiÖt ®é cña nh«m ACD12 .. 74 H×nh 4.4: Enthalpy cña vËt liÖu nh«m ACD12............................................... 75 H×nh 4.5: HÖ sè dÉn nhiÖt cña nh«m ACD12................................................. 75 H×nh 4.6: BiÓu ®å HÖ sè dÉn nhiÖt cña vËt liÖu khu«n ................................... 76 H×nh 4.7: BiÓu ®å Enthalpy cña vËt liÖu lµm khu«n....................................... 76 H×nh 4.8: Tû lÖ pha theo nhiÖt ®é cña vËt liÖu lµm khu«n.............................. 77 H×nh 4.9. M« h×nh vËt ®óc vµ ®iÓm ®Æt ®Çu vµo............................................ 78 H×nh 4.10: VÞ trÝ c¸c ®iÒu kiÖn biªn ............................................................... 79 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... ix Hình 4.11. Kết quả mô phỏng nhiệt ñộ ........................................................ 80 Hình 4.12. Thời gian ñiền ñầy ..................................................................... 81 Hình 4.13.Thời gian kết tinh sau khi ñiền ñầy.............................................. 81 Hình 4.14. Kết quả mô phỏng dòng chảy, thời gian ñiền ñầy....................... 83 H×nh 4.15. Sau 0,004 gi©y, dßng ch¶y ®iÒn ®Çy r2nh dÉn chÝnh dßng ch¶y vµo r2nh dÉn phô vµ b¾t ®Çu tíi cöa phun thùc hiÖn qu¸ tr×nh ®iÒn ®Çy lßng khu«n. ................................................................................................. 84 H×nh 4.16. Sau 0,0122 gi©y, ®iÒn ®Çy kho¶ng 50% lßng khu«n ................... 84 H×nh 4.17. Sau 0,016 gi©y, ®iÒn ®Çy kho¶ng 70% lßng khu«n ...................... 85 H×nh 4.18. Sau thêi gian 1, 492 gi©y kim lo¹i ®iÒn ®Çy lßng khu«n, kh«ng cßn chç trèng ............................................................................................. 85 H×nh 4.19. §Õn 1,492 gi©y (tÝnh tõ sau khi ®iÒn ®Çy) phÇn chi tiÕt kÕt tinh hoµn thµnh, cßn phÇn r2nh dÉn ........................................................... 86 H×nh 4.20. §Õn 3,6s (tÝnh tõ sau khi ®iÒn ®Çy hoµn toµn) vËt ®óc kÕt tinh hoµn toµn. .................................................................................................... 86 H×nh 4.21. H×nh kh¶o s¸t tèc ®é dßng............................................................ 87 H×nh 4.22. Tèc ®é dßng khi b¾t ®Çu phun vµo lßng khu«n ............................ 87 H×nh 4.23. Tèc ®é dßng t¹i thêi ®iÓm ®2 ®iÒn ®Çy 1 phÇn lßng khu«n .......... 88 H×nh 4.24. Tèc ®é dßng vµo giai ®o¹n gÇn cuèi khi phun.............................. 88 H×nh 4.25. Tèc ®é dßng t¹i ®iÓm kÕt thóc phun ............................................. 89 Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 1 LêI NãI §ÇU 1.TÝnh cÊp thiÕt cña ®Ò tµi C«ng t¬ ®iÖn lµ mét s¶n phÈm trong lÜnh vùc d©n dông ®−îc s¶n xuÊt hµng lo¹t lín, phÇn khung ®−îc lµm b»ng hîp kim nh«m, phÇn vá lµm b»ng nhùa cøng cã t¸c dông c¸ch ®iÖn. HiÖn nay chÕ t¹o khung c«ng t¬ lµm b»ng hîp kim nh«m, ®2 sö dông c«ng nghÖ Ðp ch¶y thay cho ®óc trong khu«n c¸t, sau ®ã gia c«ng c¬ khÝ. §−a c«ng nghÖ Ðp ch¶y t¹o ph«i còng lµ mét tiÕn bé vÒ c«ng nghÖ, t¹o chÊt l−îng s¶n phÈm cao h¬n s¶n phÈm sö dông ®óc th«ng th−êng. Nh−ng c«ng nghÖ Ðp ch¶y-gia c«ng c¬ khÝ lµ mét qu¸ tr×nh c«ng nghÖ dµi, Ðp ch¶y nãng qua nhiÒu nguyªn c«ng vµ tèn kÐm khu«n Ðp, hiÖu qu¶ kinh tÕ - kü thuËt tuy cã c¶i thiÖn nh−ng ch−a ph¶i lµ c«ng nghÖ tèi −u. GÇn ®©y, c«ng nghÖ ®óc ¸p lùc cao, hay ®óc Ðp, ®ang ph¸t triÓn vµ ®em l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ cao, c¬ tÝnh cña s¶n phÈm tèt, ®ang ®−îc øng dông réng r2i trªn thÕ giíi. NhiÒu thiÕt bÞ ®óc ¸p lùc cao ®2 ®−îc nhËp vµo ViÖt Nam, nh−ng c¸c nhµ m¸y vÉn sö dông c«ng nghÖ cò nh−: c«ng nghÖ ®óc ¸p lùc th−êng. Nguyªn nh©n c¬ b¶n lµ n¨ng lùc thiÕt kÕ chÕ t¹o khu«n ®óc ¸p lùc cao t¹i ViÖt Nam cßn lµ mét vÊn ®Ò míi vµ khã, sau khi thiÕt kÕ xong ph¶i chÕ t¹o khu«n vµ chÕ thö s¶n phÈm, ch−a sö dông c«ng nghÖ míi trong thiÕt kÕ. C¸c doanh nghiÖp s¶n xuÊt sö dông ®óc ¸p lùc, hiÖn nay, dùa vµo nhËp khÈu khu«n cña Trung quèc hoÆc cña c¸c n−íc kh¸c. V× vËy, nghiªn cøu thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o khu«n ®óc ¸p lùc cao lµ mét viÖc rÊt cÇn thiÕt ®èi víi ngµnh c«ng nghiÖp. §Ó thiÕt kÕ ®−îc khu«n, ngoµi phÇn thiÕt kÕ ®−îc h×nh d¸ng kÝch th−íc lßng khu«n, vÊn ®Ò mÊu chèt c«ng nghÖ lµ ph¶i tÝnh to¸n ®óng dßng ch¶y cña kim lo¹i láng khi ®i qua r2nh dÉn vµ cöa phun. Tr−íc ®©y dùa vµo tÝnh to¸n lý thuyÕt kÕt hîp víi chÕ thö ®iÒu chØnh, ®©y lµ mét qu¸ tr×nh g©y kh«ng Ýt tèn kÐm, mét c«ng nghÖ míi, sö dông phÇn mÒm m« pháng qu¸ tr×nh ®óc ®Ó tèi −u c«ng nghÖ ®2 vµ ®ang ®−îc thÕ giíi ¸p dông mang l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ kü Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 2 thuËt cao. Nghiªn cøu nµy cã ®Þnh h−íng nghiªn cøu lý thuyÕt vµ c«ng nghÖ ®óc lµm c¬ së cho m« pháng qu¸ tr×nh ch¶y cña kim lo¹i trong lßng khu«n, tõ ®ã ®−a ra c¸c yªu cÇu ®èi víi r2nh dÉn vµ cöa phun nh»m tèi −u hãa qu¸ tr×nh ®iÒn ®Çy lßng khu«n. KÕt qu¶ nghiªn cøu sÏ më ra mét h−íng tù thiÕt kÕ chÕ t¹o khu«n ®óc ¸p lùc cã chÊt l−îng. §©y lµ mét h−íng thiÕt kÕ míi, thùc hiÖn ®Ò tµi cã ý nghÜa khoa häc vµ thùc tiÔn, gãp phÇn néi ®Þa hãa s¶n phÈm c¬ khÝ ViÖt Nam. 2. Môc tiªu ®Ò tµi Nghiªn cøu tÝnh to¸n thiÕt kÕ khu«n ®óc ¸p lùc cao chi tiÕt khung c«ng t¬ ®iÖn nhê sù trî gióp cña phÇn mÒm c«ng nghiÖp ®Ó tèi −u c¸c th«ng sè c«ng nghÖ. M« h×nh hãa khung c«ng t¬ vµ khu«n b»ng phÇn mÒm Solidworks, x¸c ®Þnh h×nh d¸ng kÝch th−íc lßng khu«n cã xÐt ®Õn qu¸ tr×nh co ngãt cña vËt liÖu ®óc vµ sù co cña kÝch th−íc khu«n khi nguéi. Sau ®ã nghiªn cøu sö dông ProCAST m« pháng qu¸ tr×nh ch¶y cña kim lo¹i trong r2nh dÉn, cöa phun vµ lßng khu«n, m« pháng qu¸ tr×nh nhiÖt vµ kÕt tinh, nhê ®ã t×m ra ®−îc c¸c tham sè r2nh dÉn, cöa phun, kh¼ng ®Þnh c¸c th«ng sè c«ng nghÖ tèi −u qu¸ tr×nh ®óc ¸p lùc cao. 3. Néi dung ®Ò tµi Më ®Çu, TÝnh cÊp thiÕt ®Ò tµi, môc tiªu ®Ò tµi, ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu Ch−¬ng 1: Tæng quan t×nh h×nh ®óc ¸p lùc vµ kh¶ n¨ng øng dông ®óc ¸p lùc cao vµo Nhµ m¸y. Tr×nh bµy c¸c kh¸i niÖm, c¸c −u nh−îc ®iÓm vµ c«ng nghÖ ®óc ¸p lùc cao. Ch−¬ng 2. C¬ së lý thuyÕt ®óc ¸p lùc cao hîp kim nh«m. Giíi thiÖu c¸c hîp kim nh«m ®−îc sö dông trong s¶n xuÊt c«ng nghiÖp, c¬ së tÝnh to¸n thiÕt kÕ dßng ch¶y kim lo¹i qua r2nh dÉn, cöa phun vµ lßng khu«n. C¸c th«ng sè Ðp kim läai, tham sè tèc ®é phun vµ c¸c th«ng sè vÒ m¸y Ðp, lùc Ðp. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 3 Ch−¬ng 3. ThiÕt kÕ khu«n ®óc ¸p lùc b»ng c«ng nghÖ 3D. Trªn c¬ së ph©n tÝch c«ng t¬ ®iÖn vµ khung c«ng t¬, sö dông phÇn mÒm Solidworks ®Ó thiÕt kÕ lßng khu«n ®óc khung c«ng t¬ víi ®é co ngãt vµ kÝch th−íc nãng cña s¶n phÈm. TÝnh to¸n s¬ bé c¸c th«ng sè c«ng nghÖ vµ khu«n ®óc ¸p lùc. Ch−¬ng 4. Kh¶o s¸t c¸c th«ng sè c«ng nghÖ vµ tèi −u c«ng nghÖ. Trªn c¬ së tÝnh to¸n vµ thiÕt kÕ s¬ bé, sö dông ProCAST m« pháng qu¸ tr×nh ch¶y cña dßng kim lo¹i vµ tÝnh to¸n nhiÖt. Ph©n tÝch kh¶o s¸t c¸c yÕu tè vÒ tèc ®é dßng ch¶y, thêi gian ®iÒn ®Çy lßng khu«n...®iÒu chØnh l¹i c¸c th«ng sè h×nh häc vµ th«ng sè thiÕt bÞ. M« pháng lÆp l¹i t×m gi¸ trÞ tèi −u theo c¸c yªu cÇu cña qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ®óc. KÕt luËn 4. Ph−¬ng ph¸p nghiªn cøu: Nghiªn cøu lý thuyÕt vµ c«ng nghÖ ®óc ¸p lùc, c¸c lý thuyÕt vµ kü thuËt thiÕt kÕ khu«n lµm c¬ së cho qu¸ tr×nh thiÕt kÕ khu«n ®óc ¸p lùc. Trong ®ã, ®i s©u nghiªn cøu bµi to¸n dßng ch¶y cña kim lo¹i, bµi to¸n nhiÖt, bµi to¸n ®é bÒn khu«n. Nghiªn cøu sö dông phÇn mÒm Solidworks vµ ProCAST, øng dông phÇn mÒm m« pháng qu¸ tr×nh ch¶y cña kim lo¹i qua r2nh dÉn, cöa phun vµ lßng khu«n ®Ó tèi −u hãa c«ng nghÖ ®óc khung c«ng t¬, tõ ®ã x¸c ®Þnh ®óng kÕt cÊu khu«n vµ b¶o ®¶m chÊt l−îng ®óc. LuËn v¨n thùc hiÖn d−íi sù h−íng dÉn khoa häc cña PGS.TS. §inh B¸ Trô. LuËn v¨n ®2 hoµn thµnh ®óng theo c¸c yªu cÇu trong ®Ò c−¬ng. Ngoµi phÇn nghiªn cøu ®Ó n©ng cao hiÓu biÕt vÒ lý thuyÕt vµ c«ng nghÖ ®óc ¸p lùc cao, T¸c gi¶ cßn n¾m ®−îc thªm 2 phÇn mÒm c«ng nghiÖp, cã thÓ sö dông thùc hiÖn luËn v¨n vµ dïng lµm viÖc l©u dµi. Nh©n dÞp nµy xin göi lêi c¶m ¬n c¸c thÇy cña Tr−êng §¹i häc N«ng nghiÖp Hµ Néi, ®Æc biÖt c¸c thÇy Khoa C¬ ®iÖn ®2 tËn t×nh gi¶ng d¹y truyÒn ®¹t kiÕn thøc, nhê ®ã t«i cã thÓ hoµn thµnh nhiÖm vô khãa häc. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 4 Ch−¬ng 1: Tæng quan ®óc ¸p lùc vµ øng dông ®óc ¸p lùc cao Vµo nhµ m¸y 1.1. Kh¸i niÖm §óc lµ mét qu¸ tr×nh c«ng nghÖ b»ng c¸ch nÊu ch¶y kim lo¹i vµ t¹o h×nh s¶n phÈm, kim lo¹i láng ®−îc rãt vµo khu«n cã h×nh d¹ng s¶n phÈm, sau khi kim lo¹i kÕt tinh trong khu«n ta thu ®−îc vËt ®óc cã h×nh d¸ng kÝch th−íc nh− khu«n ®óc ®2 thiÕt kÕ. §óc cã nh÷ng ph−¬ng ph¸p sau: ®óc trong khu«n c¸t, ®óc trong khu«n kim lo¹i, ®óc d−íi ¸p lùc thÊp, ®óc d−íi ¸p lùc cao, ®óc li t©m, ®óc trong khu«n mÉu ch¶y, ®óc trong khu«n vá máng, ®óc liªn tôc v.v... H×nh 1.1: S¬ ®å ph©n lo¹i ph−¬ng ph¸p ®óc Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 5 H×nh 1.2. M¸y ®óc ¸p lùc thÊp (Lßng khu«n nãng) vµ m¸y ®óc ¸p lùc cao (lßng khu«n nguéi) * §óc trong khu«n kim lo¹i: §óc trong khu«n kim lo¹i lµ c«ng nghÖ sö dông khu«n ®óc lµm b»ng thÐp hoÆc gang, thay cho khu«n sö dông b»ng vËt liÖu phi kim lo¹i nh− c¸t- ®Êt sÐt... * §óc ¸p lùc thÊp: §óc ¸p lùc thÊp lµ c«ng nghÖ ®óc trong khu«n kim lo¹i, thùc hiÖn trªn thiÕt bÞ riªng biÖt, trong ®ã, d−íi ¸p lùc nÐn hay lùc hót ch©n kh«ng kim lo¹i láng ®−îc ®−a vµo lßng khu«n vµ ®«ng ®Æc. ¸p lùc nÐn kho¶ng tõ 6 ÷ 15 atm. Lo¹i m¸y ®óc ¸p lùc thÊp cã thÓ vËn hµnh b»ng tay, b¸n tù ®éng hoÆc tù ®éng, ®−îc dïng ®Ó ®óc kim lo¹i cã nhiÖt ®é nãng ch¶y thÊp 450oC th× gi÷a thµnh xilanh vµ pitt«ng t¹o thµnh mét mµng oxyt dÔ lµm cho m¸y bÞ t¾c. KhuyÕt ®iÓm cña m¸y nµy lµ hÖ thèng pitt«ng xilanh chãng mßn. H×nh 1.3: S¬ ®å c«ng nghÖ ®óc ¸p lùc thÊp Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 6 LÜnh vùc sö dông ®óc ¸p lùc thÊp: §óc c¸c chi tiÕt lín (tõ vµi chôc c©n trë lªn) b»ng hîp kim nh«m, ®ång, Mg, Sn nh− c¸c b¸nh xe « t«, m¸y bay, … * §óc ¸p lùc cao: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. H×nh 1.4: S¬ ®å c«ng nghÖ ®óc ¸p lùc cao Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 7 §óc ¸p lùc cao lµ c«ng nghÖ ®óc trong khu«n kim lo¹i, trªn m¸y ®óc ¸p lùc. Kim lo¹i láng d−íi ¸p lùc cao ®−îc phun ®iÒn ®Çy lßng khu«n vµ ®«ng ®Æc d−íi t¸c dông cña ¸p lùc (kho¶ng tõ 100÷200 atm) do khÝ nÐn vµ dÇu Ðp trong xilanh t¹o ra. M¸y ®óc ¸p lùc cao g¾n 2 nöa khu«n, nöa khu«n tÜnh vµ nöa khu«n ®éng. B¾t ®Çu chu tr×nh ®óc nöa khu«n ®éng ®ãng l¹i. C¸nh tay Robot rãt kim lo¹i láng ®2 ®Þnh l−îng vµo buång Ðp qua lç rãt trªn xilanh Ðp. Sau khi rãt, piston trong xilanh ®Èy kim lo¹i láng ®iÒn ®Çy hèc khu«n. Kho¶ng thêi gian ®iÒn ®Çy diÔn ra chØ kho¶ng phÇn trôc gi©y víi tèc ®é hµng tr¨m m/s vµ ¸p suÊt tõ vµi tr¨m ®Õn hµng ngµn at. ¸p suÊt ®−îc duy tr× ®Õn khi vËt ®óc ®«ng ®Æc hoµn toµn. Nöa khu«n ®éng t¸ch khái nöa khu«n tÜnh. Chèt ®Èy tèng vËt ®óc khái khu«n. Chu tr×nh ®óc míi l¹i b¾t ®Çu. C¸c b−íc tiÕn tr×nh ho¹t ®éng bao gåm 7 b−íc c¬ b¶n: 1. ChuÈn bÞ khu«n; 2. §ãng khu«n; 3. Rãt kim lo¹i láng; 4. Pittong chuyÓn ®éng chËm (phase 1); 4. Pittong chuyÓn ®éng nhanh t¹o ¸p lùc ®iÒn ®Çy kim lo¹i láng vµo lßng khu«n vµ gi÷ ¸p kÕt tinh; 6. Më khu«n; 7. LÊy vËt ®óc khái lßng khu«n. §óc ¸p lùc cao cã thÓ sö dông m¸y Ðp buång nguéi. Do kim lo¹i ®−îc phun víi ¸p lùc cao ®Ó ®iÒn ®Çy lßng khu«n, nªn thêi gian ®iÒn ®Çy nhanh, cã thÓ t¹o ®−îc chi tiÕt thµnh máng ®Òu. TÊt c¶ c¸c tÝnh chÊt cña kim lo¹i (tÝnh chÊt nhiÖt, c¬ häc, ®iÖn, tõ...) ®Òu bÞ thay ®æi khi chÞu t¸c dông cña ¸p lùc. Khi ¸p lùc t¨ng, lµm t¨ng nhiÖt ®é kim lo¹i láng nªn cÇn chó ý ®Ó x¸c ®Þnh chÕ ®é c«ng nghÖ chÝnh x¸c. LÜnh vùc øng dông ®óc ¸p lùc cao: §óc ¸p lùc cao chñ yÕu ®Ó s¶n xuÊt vËt ®óc b»ng hîp kim nh«m, magiª, kÏm, ®ång (cã khèi l−îng vËt ®óc kh«ng lín). Còng cã thÓ dïng c«ng nghÖ ®óc ¸p lùc cao ®Ó ®óc thÐp vµ gang nh−ng rÊt Ýt v× nhiÖt ®é nãng ch¶y vµ tØ träng cña thÐp vµ gang rÊt lín. §óc ¸p lùc cao ®óc ®−îc vËt cã thµnh máng (≥0,3mm), ®é chÝnh x¸c cao, chÊt l−îng vËt ®óc tèt, n¨ng suÊt cao. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 8 * §óc Ðp b¸n láng (RheoCasting): Lµ ph−¬ng ph¸p t¹o h×nh s¶n phÈm b»ng c¸ch dïng lùc Ðp, Ðp kim lo¹i ë tr¹ng th¸i nöa r¾n nöa láng, vµo lßng khu«n, t¹i ®ã kim lo¹i ë tr¹ng th¸i cã tû lÖ pha láng cao trªn 50%. §óc b¸n láng lµ mét h−íng míi t¹o kh¶ n¨ng gi¶m gi¸ thµnh, tiÕt kiÖm n¨ng l−îng vµ gi¶m ¶nh h−ëng cña m«i tr−êng. Cã 2 d¹ng ®óc b¸n láng: ®óc l−u biÕn (Rheocasting) vµ ®óc xóc biÕn (ThixoCasting). §óc l−u biÕn lµ d¹ng ®óc kim lo¹i nung nãng ch¶y, lµm nguéi ®Õn nhiÖt ®é b¸n láng , rãt ®óc vµo khu«n. §óc xóc biÕn lµ ®óc kim lo¹i sau khi ®−îc chuÈn bÞ vÒ thµnh phÇn vµ tæ chøc, nung lªn nhiÖt ®é b¸n láng vµ ®−îc ®−a vµo khu«n ®óc. Nhê qu¸ tr×nh nÊu ®óc cã t¸c dông cña khuÊy (khuÊy c¬ häc hoÆc khuÊy tõ tr−êng) c¸c nh¸nh c©y h×nh thµnh ®Õn ®©u ®−îc ph¸ vì hoÆc bÎ gÉy. ChÝnh v× vËy ®óc b¸n láng cho chÊt l−îng s¶n phÈm tèt. Ngoµi ra, khi khuÊy, cã thÓ cho thªm c¸c pha r¾n gia cè, hîp kim ®−îc bæ sung thµnh phÇn r¾n lµm t¨ng ®é bÒn. Th«ng sè quan träng lµ ®é nhít cña kim lo¹i láng, cã thÓ ®iÒu khiÓn ®é nhít ®Ó t¹o dßng kim lo¹i ch¶y vµ ®iÒn ®Çy lßng khu«n, gi¶m thiÓu ch¶y rèi, tr¸nh mßn khu«n. Do nhiÖt ®é ®óc b¸n láng thÊp h¬n nhiÖt ®é kim lo¹i khi ®óc truyÒn thèng, nªn lùc m¸y cã thÓ gi¶m (nhá h¬n tíi 50%), nhiÖt ®é khu«n H×nh 1. 6. 2 d¹ng ®óc b¸n láng H×nh 1.5. M¸y ®óc ¸p lùc sö dông c«ng nghÖ b¸n láng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 9 còng thÊp h¬n, tõ ®ã tuæi thä khu«n t¨ng. §èi víi hîp kim ®óc, ®iÒu kiÖn hßa tan khÝ Ýt h¬n, chÊt l−îng sÏ t¨ng. NhiÖt ®é thÊp cßn lµm ®é co ngãt gi¶m, ®é rç xèp gi¶m. MÆt kh¸c, kim lo¹i kÕt tinh d−íi ¸p lùc, nªn tæ chøc mÞn ®Æc h¬n. 1.2. C¸c −u nh−îc ®iÓm cña c«ng nghÖ ®óc 1.2.1. §óc trong khu«n kim lo¹i −u ®iÓm: - Khu«n cã thÓ dïng ®−îc nhiÒu lÇn (vµi tr¨m ®Õn hµng v¹n lÇn) tïy thuéc vµo kim lo¹i vËt ®óc. - VËt ®óc cã ®é chÝnh x¸c cao (cÊp 7 .. 9) vµ ®é bãng bÒ mÆt cao v× ®é chÝnh x¸c vµ ®é bãng bÒ mÆt cao. - Tæ chøc h¹t kim lo¹i nhá mÞn (do nguéi nhanh) nªn c¬ tÝnh tèt. - TiÕt kiÖm ®−îc vËt liÖu lµm khu«n vµ ®iÒu kiÖn lao ®éng tèt. Nh−îc ®iÓm: - Gi¸ thµnh khu«n ®¾t nªn chØ dïng trong s¶n xuÊt hµng lo¹t, hµng khèi. - §é dÉn nhiÖt cña khu«n lín nªn gi¶m kh¶ n¨ng ®iÒn ®Çy cña kim lo¹i, do ®ã khã ®óc vËt phøc t¹p vµ vËt cã thµnh máng. - §é dÉn nhiÖt cña khu«n lín nªn khi ®óc gang dÔ bÞ ho¸ tr¾ng. - Khu«n, lâi b»ng kim lo¹i nªn kh«ng cã tÝnh lón, ng¨n trë sù co cña kim lo¹i nhiÒu lµm cho vËt ®óc dÔ nøt. Tuy cã mét sè nh−îc ®iÓm nh−ng do cã nhiÒu −u ®iÓm nªn khu«n kim lo¹i ngµy nay ®−îc dïng rÊt réng r2i ®Ó ®óc c¸c vËt b»ng thÐp, gang, ®ång, nh«m, magiª... khi chÕ t¹o c¸c chi tiÕt nh− èng dÉn khÝ ¸p lùc cao, secm¨ng, xilanh cña b¬m thuû lùc, bµn lµ, van, pitt«ng, biªn, trôc khuûu, cam vµ nh÷ng chi tiÕt kh¸c... 1.2.2. §óc ¸p lùc thÊp hay ®óc trong khu«n nãng ¦u ®iÓm - §óc ®−îc s¶n phÈm cã khèi l−îng lín (tõ vµi c©n ®Õn vµi chôc c©n). - VËt ®óc cã ®é chÝnh x¸c vµ ®é bãng cao (®é chÝnh x¸c ®¹t tíi 0,1 mm). Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 10 - BÒ mÆt bªn trong cña vËt ®óc còng cã ®é bãng cao do dïng lâi kim lo¹i, kh«ng dïng lâi c¸t. - N¨ng suÊt cao (80~150 s¶n phÈm/giê). Nh−îc ®iÓm: - Kh«ng dïng lâi c¸t nªn h×nh d¸ng bªn trong cña vËt ®óc kh«ng ®−îc qu¸ phøc t¹p. - HÖ thèng Pittong – xilanh do lµm viÖc ë nhiÖt ®é cao nªn mau bÞ mßn, ®é bÒn gi¶m. §óc d−íi ¸p lùc thÊp dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c chi tiÕt phøc t¹p nh− vá b¬m x¨ng dÇu, n¾p buång Ðp, lag¨ng «t«... 1.2.3. §óc ¸p lùc cao hay ®óc trong khu«n nguéi −u ®iÓm: - VËt ®óc cã ®é chÝnh x¸c vµ ®é bãng cao (®é chÝnh x¸c ®¹t tíi 0,01mm). - BÒ mÆt bªn trong cña vËt ®óc còng cã ®é bãng cao do dïng lâi kim lo¹i. - §óc ®−îc nh÷ng vËt máng (chiÒu dµy > 0,3mm) vµ ®óc ®−îc vËt phøc t¹p (®óc ®−îc lç cã ®−êng kÝnh 1,5 - 3mm) do kim lo¹i láng ®−îc Ðp vµo khu«n nªn cã kh¶ n¨ng ®iÒn ®Çy tèt. - Do ®óc trong khu«n kim lo¹i ¸p lùc cao nªn vËt ®óc nguéi nhanh, c¬ tÝnh tèt (do tÝnh chÊt ®iÒn ®Çy kiÓu phun h¹t). - N¨ng suÊt rÊt cao (100 - 200 vËt ®óc/giê). Nh−îc ®iÓm: - Kh«ng dïng ®−îc lâi c¸t nªn h×nh d¸ng bªn trong cña vËt ®óc kh._.«ng ®−îc qu¸ phøc t¹p. - Kh«ng ®óc ®−îc c¸c chi tiÕt lín (th−êng < 5Kg). - Kim lo¹i láng dÉn vµo khu«n d−íi ¸p lùc cao, tèc ®é lín nªn lµm khu«n mau mßn. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 11 - Ýt dïng ®Ó ®óc kim lo¹i ®en v× nhiÖt ®é ch¶y cña kim lo¹i ®en cao lµm cho tuæi bÒn khu«n gi¶m. §óc d−íi ¸p lùc dïng ®Ó chÕ t¹o c¸c chi tiÕt phøc t¹p, cã ®é bÒn cao nh− c¸c chi tiÕt dïng trong qu©n sù, m¸y bay, ... 1.2.4. §óc Ðp b¸n láng −u ®iÓm: - Do nhiÖt ®é thÊp h¬n so víi kim lo¹i láng: Tèc ®é t¹o h×nh chi tiÕt, t¹o h×nh liªn tôc nhanh, ®é mßn khu«n thÊp. - Cã mÆt pha r¾n ë thêi ®iÓm ®iÒn ®Çy khu«n: Lo¹i trõ ®−îc co ngãt, tèn Ýt nguyªn vËt liÖu, thiªn tÝch vÜ m« nhá, tæ chøc h¹t t−¬ng ®èi ®Òu. - ¸p suÊt dßng ch¶y thÊp h¬n so víi ¸p suÊt t¹o dßng ch¶y kim lo¹i ë tr¹ng th¸i r¾n: nªn t¹o ®−îc h×nh phøc t¹p (h¹n chÕ ®−îc qu¸ tr×nh ch¶y rèi). Nh−îc ®iÓm: C«ng nghÖ Ðp b¸n láng lµ mét c«ng nghÖ khã, ®ßi hái khèng chÕ chÝnh x¸c ph¹m vi nhiÖt ®é Ðp vµ thêi gian Ðp. C«ng nghÖ ®ßi hái n¾m ch¾c c¸c nhiÖt ®é tíi h¹n, ph¹m vi nhiÖt ®é kim lo¹i ë tr¹ng th¸i b¸n láng. Nh−ng khi kim lo¹i nãng ch¶y ®−îc rãt vµo khu«n kim lo¹i láng bÞ nguéi do sù truyÒn nhiÖt qua khu«n vµ ra ngoµi m«i tr−êng. Qu¸ tr×nh truyÒn nhiÖt nµy phô thuéc vµo nhiÒu yÕu tè c«ng nghÖ. NhiÖt ®é khu«n, h×nh d¸ng kÝch th−íc khu«n, thêi gian rãt kim lo¹i, thêi gian ®ãng khu«n, c¸c yÕu tè nµy tuú thuéc ®iÒu kiÖn thiÕt bÞ vµ kh¶ n¨ng thao t¸c cña c«ng nh©n. 1.3. KÕt cÊu m¸y ®óc ¸p lùc cao KÕt cÊu m¸y ®óc ¸p lùc cao c¬ b¶n nh− m¸y ®óc ¸p lùc th«ng th−êng cã c¸c c¬ cÊu chÝnh: - Th©n khung m¸y. - Gi¸ m¸y cè ®Þnh. - Gi¸ m¸y di ®éng. - HÖ thèng Pittong - xilanh ®ãng më khu«n. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 12 - HÖ thèng xi lanh pittong Ðp phun kim lo¹i láng. - HÖ thèng thñy lùc. - HÖ thèng lÊy vËt ®óc ra khái khu«n. - HÖ thèng ®iÒu khiÓn ®iÖn. M¸y ®óc ¸p lùc cao cã b×nh tÝch ¸p Nit¬ - ChÊt láng ¸p lùc cao t¹o ¸p lùc phun kim lo¹i láng vµo lßng khu«n. H×nh 1.6. S¬ ®å m¸y ®óc ¸p lùc cao H×nh 1.7. M¸y ®óc ¸p lùc cao Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 13 1.3.1. S¬ ®å kÕt cÊu m¸y ®óc ¸p lùc cao H×nh 1.8. B¶n vÏ kÕt cÊu m¸y ®óc ¸p lùc cao Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 14 Ghi chó: 1. Th©n xi lanh ghÐp khu«n 2. Piston 3. Th©n m¸y 4. L−ng 5. §ßn lín 6. TÊm khu«n ®éng 7. BÖ khu«n 8. Khu«n ®éng 9. Th©n piston 10. §Üa piston 11. Buång ¸p suÊt th−êng 12. Buång lµm viÖc 13. B×nh khÝ Nit¬ ¸p lùc cao 14. Van chÆn ng−îc 15. Buång lµm viÖc 16. TÊm cam 17. Van t¨ng ¸p 18. B¹c ngoµi cña bé t¨ng ¸p 19. Buång ¸p suÊt th−êng 20. CÇn ®Èy 21. Van 22. Buång lµm viÖc 23. Piston t¨ng ¸p 24. èng b¹c tr−ît 25. Bé ph©n phèi 26. Van ®iÒu khiÓn rót lâi 27. CÇn ®Èy ra 28. Gi¸ ®ì 29. CÇn dÉn 30. BÖ ®ì d−íi 31. B¹c xi lanh b¾n Ðp 32. èng xi lanh b¾n Ðp 33. Vßi phun 34. TÊm ®Öm 35. Piston b¾n Ðp 36. Piston trong 37. Chôp trªn 38. §Üa piston 39. Buång ¸p suÊt th−êng 40. CÇn khèng chÕ 41. Buång lµm viÖc 42. §Çu Ðp 43. TÊm nèi 44. TÊm nèi 45. Buång ¸p suÊt th−êng 46. Piston c¾t nguyªn liÖu 47. CÇn nèi 48. §ai èc nèi 49. B¹c 50. Piston vËt liÖu vÒ 51. CÇn khèng chÕ 52. Van c¾t vËt liÖu 53. Van ph©n phèi c¾t vËt liÖu 54. Buång ¸p suÊt th−êng 55. Van ®iÒu khiÓn vËt liÖu vÒ 56. Buång lµm viÖc 57. Bé läc dÇu 58. Chôp an toµn 59. Khu«n tÜnh 60. Van ®iÒu khiÓn b»ng tay 61. Van chung 62. V« l¨ng 63. TÊm ®¸y 64. èng b¹c Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 15 1.3.2. Nguyªn lý vËn hµnh Trong c¸c m¸y ®óc ¸p lùc cao cã 2 côm thuû lùc, mét bé phËn ®ãng më khu«n vµ mét bé phËn Ðp kim lo¹i láng vµo lßng khu«n. Bé phËn ®ãng më khu«n gäi lµ c¬ cÊu kho¸ khu«n, bé phËn Ðp hay cßn gäi lµ c¬ cÊu Ðp. HÇu hÕt c¸c m¸y ®Òu cã c¬ cÊu kho¸ khu«n kiÓu n»m ngang. C¬ cÊu Ðp cã thÓ lµ Ðp th¼ng ®øng hoÆc Ðp n»m ngang phô thuéc vµo c¸ch bè trÝ buång Ðp. DÉn ®éng cho c¬ cÊu nµy lµ b¬m thuû lùc kiÓu piston hoÆc b¬m kiÓu c¸nh. B¬m thuû lùc cã thÓ l¾p trùc tiÕp trªn m¸y hoÆc bè trÝ ®éc lËp. ChÊt láng c«ng t¸c trong m¸y ®óc ¸p lùc th−êng lµ dÇu kho¸ng vËt hoÆc huyÒn phï dÇu – n−íc hoÆc dÇu kh¸c. DÇu kho¸ng vËt cã tÝnh b«i tr¬n vµ chèng ¨n mßn tèt, tÝnh chÊt lµm viÖc kh¸ æn ®Þnh, gi¸ thµnh thÊp cho nªn ®−îc sö dông kh¸ phæ biÕn. Nh−îc ®iÓm cña dÇu kho¸ng vËt lµ dÔ ch¸y, lµm « nhiÔm m«i tr−êng vµ ®¾t h¬n nhò t−¬ng dÇu n−íc. B×nh tÝch ¸p chøa dÇu vµ khÝ Nit¬ ¸p lùc cao. Nit¬ ¸p suÊt cao cã t¸c dông nhanh chãng t¨ng ¸p vµ gi¶m ¸p nhanh. M¸y ®óc ¸p lùc cao: ®−îc chia thµnh kiÓu ®óc n»m ngang vµ kiÓu ®óc th¼ng ®øng. KiÓu ®øng: khi piston 1 ®i lªn, kim lo¹i láng ®−îc n¹p vµo xi lanh Ðp, sau ®ã ®−îc nÐn Ðp vµo lßng khu«n. H×nh 1.9. S¬ ®å m¸y ®óc ¸p lùc kiÓu ®øng Ac c Xi lanh b¾n Ðp Khu«n Ðp C¬ cÊu kho¸ khu«n Xi lanh ghÐp khu«n B¶ng ®iÒu khiÓn B¶ng ®ång hå ¸p suÊt B×nh tÝch ¸p §éng c¬ tñ ®iÒu khiÓn Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 16 KiÓu ngang nh− ®2 tr×nh bµy ë trªn vµ h×nh 1.8. §©y lµ kiÓu m¸y th«ng dông, ®−îc nghiªn cøu s©u t¹i luËn v¨n nµy. Qu¸ tr×nh c«ng nghÖ ®óc ¸p lùc cao ®−îc chia nhiÒu thao t¸c, ph©n theo hµnh tr×nh vµ thêi gian, nh− h×nh 1.10. Chu tr×nh thao t¸c ®−îc thiÕt lËp ®Ó ®iÒu khiÓn m¸y qua hÖ thèng PLC. H×nh 1.10 : Qu¸ tr×nh ®óc ¸p lùc (theo MAGMASOFT) Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 17 Trong ®ã cã c¸c qu¸ tr×nh chÝnh: - Qu¸ tr×nh ®iÒn ®Çy khu«n (Mold filling): Qu¸ tr×nh nµy ®−îc tÝnh tõ lóc piston b¾t ®Çu chuyÓn ®éng ®Õn khi kim lo¹i láng ®iÒn ®Çy khu«n hoµn toµn. - Qu¸ tr×nh ®«ng ®Æc – kÕt tinh (Solidification): Qu¸ tr×nh nµy ®−îc tÝnh ngay khi kim lo¹i láng ®iÒn ®Çy khu«n ®Õn khi nã ®«ng ®Æc hoµn toµn hoÆc nhiÖt ®é vËt ®óc gi¶m ®Õn mét gi¸ trÞ nµo ®ã hoÆc nhiÖt ®é khu«n gi¶m ®Õn mét gi¸ trÞ nµo ®ã (®Æt trªn thiÕt bÞ). - Qu¸ tr×nh th¸o dì vËt ®óc khái khu«n (Casting Removal): Qu¸ tr×nh nµy ®−îc tÝnh tõ lóc bÒ mÆt ®Çu tiªn cña vËt ®óc t¸ch khái khu«n ®Õn khi vËt ®óc ®−îc th¸o dì hoµn toµn. - Qu¸ tr×nh chuÈn bÞ khu«n (Mold preparation): Qu¸ tr×nh nµy ®−îc tÝnh tõ lóc vËt ®óc r¬i khái khu«n. Kh©u chuÈn bÞ khu«n cho phÐp ta phñ chÊt b¶o vÖ khu«n, lµm nguéi khu«n, qu¸ tr×nh nµy kÕt thóc ngay khi khu«n ®ãng l¹i víi thêi gian v−ît qu¸ gi¸ trÞ thêi gian chê (wait time) vµ thêi gian chuÈn bÞ cho 1 chu tr×nh míi (lead time). Qu¸ tr×nh ®iÒn ®Çy khu«n bao gåm c¸c giai ®o¹n: H×nh 1.11: C¸c giai ®o¹n trong qu¸ tr×nh kim lo¹i láng ®iÒn ®Çy khu«n trong ®ã: - Thêi gian rãt kim lo¹i láng vµo trong buång phun (Shot chamber dwell time). Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 18 - Pha ®Çu tiªn: ®Èy kim lo¹i xi lanh (First shot phase), Piston ®2 ®i qua vµ bÞt lç rãt vËn tèc pha ®Çu cÇn hîp lý ®Ó tr¸nh hiÖn t−îng t¹o sãng trªn bÒ mÆt tù do cña kim lo¹i láng lµm cho dßng kim lo¹i bÞ lÉn khÝ. V× thÕ trong giai ®o¹n nµy, pittong cÇn di chuyÓn chËm. V× khi ®ã ¸p lùc chØ cÇn ®ñ ®Ó th¾ng mas¸t trong buång Ðp vµ xilanh thñy lùc cho ®Õn khi kim lo¹i láng ®iÒn ®Çy buång b¾n. - Giai ®o¹n pittong t¨ng tèc ®Õn gi¸ trÞ vËn tèc cùc ®¹i (Plunger acceleration), ®Ó th¾ng c¸c trë lùc cña dßng ch¶y, kim lo¹i nhanh chãng b¬m vµo lßng khu«n. - §iÒn ®Çy lßng khu«n (Filling of the casting cavity), sau khi vËn tèc pittong ®¹t gi¸ trÞ cùc ®¹i ë pha thø 2, kim lo¹i láng b¾t ®Çu ®iÒn ®Çy lßng khu«n. LÊy ®¹o hµm theo thêi gian cña c¸c vÞ trÝ trªn (4 giai ®o¹n) ta ®−îc biÓu ®å vÞ trÝ vµ vËn tèc (hoÆc vÞ trÝ vµ ¸p lùc) theo thêi gian. Hay cßn gäi lµ qu¸ tr×nh ®óc ¸p lùc: H×nh1.12. Qu¸ tr×nh phun Ðp kim lo¹i khi ®óc ¸p lùc Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 19 H×nh 1.13. HÖ thèng thñy lùc cña côm phun Ðp kim lo¹i 1.4. Mét sè vÊn ®Ò vÒ c«ng nghÖ khi ®óc ¸p lùc 1.4.1. ChÊt l−îng s¶n phÈm C¸c yÕu tè ¶nh h−ëng tíi chÊt l−îng s¶n phÈm nh−: C¬ tÝnh, ®é xèp, ®é bãng bÒ mÆt, ®é ®iÒn ®Çy (khuyÕt tËt). Nh− vËy ®Ó ®¶m b¶o h¹n chÕ c¸c yÕu tè trªn, ngoµi c¸c th«ng sè vÒ khu«n nh− kÝch th−íc ®−êng dÉn, cæng vµo, ®é bãng bÒ mÆt khu«n, cÇn ph¶i quan t©m tíi c¸c yÕu tè kh¸c nh− hÖ thèng gia nhiÖt, t¶n nhiÖt, c¸c th«ng sè chu tr×nh. Hîp kim ®óc (Al, Cu, Zn, Mg) còng quyÕt ®Þnh lín tíi chÊt l−îng cña s¶n phÈm. TÊt c¶ nh÷ng hîp kim nµy yªu cÇu Ýt lÉn t¹p chÊt s¾t (v× s¾t cã nhiÖt ®é nãng ch¶y cao lµm gi¶m tÝnh ch¶y lo2ng cña hîp kim, nÕu s¾t ch−a ch¶y dÔ lµm cho khu«n mau mßn vµ t¹o nªn «xyt s¾t lµm gi¶m c¬ tÝnh vËt ®óc). Mét sè yªu cÇu ®èi víi hîp kim ®óc nh− sau: - Ýt hoµ tan khÝ v× khÝ hoµ tan t¹o nªn rç khÝ, t¹o nªn «xyt kim lo¹i lµm gi¶m c¬ tÝnh vËt ®óc. - Hîp kim cã kh¶ n¨ng chuyÓn ®éng dÔ dµng khi ë thÓ láng (®é nhít cao) v× ®óc d−íi ¸p lùc cã tèc ®é chuyÓn ®éng tíi hµng ngµn mÐt/giê, nÕu kim lo¹i láng khã chuyÓn ®éng th× kh«ng ®iÒn ®Çy hÕt lßng khu«n. H×nh 1.14. S¶n phÈm ®óc Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 20 - Hîp kim co Ýt ë thÓ láng vµ khi kÕt tinh v× ng−îc l¹i dÔ lµm vËt ®óc bÞ nøt. Lß nung còng ¶nh h−ëng ®¸ng kÓ tíi chÊt l−îng còng nh− c¬ tÝnh cña s¶n phÈm: ®é khuÊy ®Òu, nhiÖt ®é. HiÖn nay c¸c n−íc tiªn tiÕn sö dông c«ng nghÖ nÊu trong lß c¶m øng, cã khuÊy b»ng tõ, cho ®−îc sù ®ång ®Òu cao. 1.4.2. KhuyÕt tËt ®óc vµ c¸c biÖn ph¸p phßng ngõa Mét trong nh÷ng th«ng sè ®¸nh gi¸ chÊt l−îng vËt ®óc trong c«ng nghÖ ®óc ¸p lùc cao lµ ®é chÝnh x¸c cña vËt ®óc. §é chÝnh x¸c cña vËt ®óc phô thuéc tr−íc hÕt vµo ®é æn ®Þnh khe hë gi÷a 2 nöa khu«n, mµ khe hë nµy l¹i phô thuéc vµo ®é æn ®Þnh cña c¬ cÊu kho¸ khu«n vµ Ðp khu«n. §é mßn cña c¸c chi tiÕt m¸y ®óc còng nh− viÖc vËn hµnh vµ ®iÒu khiÓn m¸y cã hîp lý hay kh«ng còng lµ c¸c yÕu tè ¶nh h−ëng ®Õn ®é chÝnh x¸c cña vËt ®óc. H×nh 1.15. Lß nÊu b»ng c¶m øng cã khuÊy tõ Còng nh− c¸c ph−¬ng ph¸p ®óc kh¸c, vËt ®óc trong c«ng nghÖ ®óc ¸p lùc cao còng cã c¸c khuyÕt tËt ®óc. Trong sè c¸c khuyÕt tËt ®ã ph¶i kÓ ®Õn c¸c d¹ng khuyÕt tËt bÒ mÆt vµ rç xèp trong vËt ®óc. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 21 B¶ng 1.1: KhuyÕt tËt vËt ®óc vµ biÖn ph¸p ng¨n ngõa D¹ng khuyÕt tËt Nguyªn nh©n BiÖn ph¸p phßng ngõa Kh«ng liÒn Dßng khÝ trong khu«n ch¶y ®èi kh¸ng T¨ng tèc ®é dßng n¹p vµ ¸p lùc Ðp, gi¶m thêi gian ®iÒn ®Çy, thay ®æi vÞ trÝ dÉn kim lo¹i vµ vËt ®óc ®Ó khö ¸p lùc ®èi kh¸ng Kh«ng ®Çy Kim lo¹i nguéi vµ ®«ng ®Æc qu¸ sím, ¸p lùc khÝ trong khu«n qu¸ lín. ThiÕu kim lo¹i láng T¨ng nhiÖt ®é rãt, tèc ®é n¹p vµ tèc ®é Ðp, ®Æt thªm mµng läc khÝ ë chç vËt ®óc dµy, t¨ng dung tÝch dÇu ®Þnh l−îng vµ buång Ðp. VÕt nøt nãng Qu¸ nhiÖt kim lo¹i, cÊu tróc kim lo¹i kh«ng ®Òu Gi¶m nhiÖt ®é rãt hoÆc n©ng cao nhiÖt ®é khu«n, khö oxi vµ khuÊy tr−íc kim lo¹i khi rãt. VÕt nøt xuyªn suèt øng suÊt do nguéi kh«ng ®Òu, rç xèp lín lµm gi¶m ®é bÒn ë tr¹ng th¸i nãng, tèng vËt ®óc kh«ng ®Òu. Thay ®æi kÕt cÊu vËt ®óc, t¨ng diÖn tÝch r2nh h¬i, t¨ng thêi gian ®iÒn ®Çy khu«n, thay ®æi kÕt cÊu tèng vËt ®óc. BÒ mÆt låi lâm kh«ng ®Òu Tèc ®é dßng qu¸ nhá, trë lùc thuû lùc trong khu«n qu¸ lín T¨ng tèc ®é dßng vµ tèc ®é Ðp, thay ®æi kÕt cÊu vËt ®óc, t¨ng r2nh tho¸t h¬i. Rç co ChiÒu dµy thµnh vËt ®óc kh«ng ®Òu, hîp kim co qu¸ nhiÒu. §iÒu chØnh chiÒu dµy vËt ®óc, t¨ng diÖn tÝch r2nh dÉn, lùc Ðp khu«n. Gi¶m nhiÖt ®é rãt, thay ®æi hîp kim ®óc. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 22 H×nh 1.16. Mét sè s¶n phÈm ®óc ¸p lùc cao 1.4.3. T×nh h×nh ph¸t triÓn ®óc ¸p lùc ë ViÖt Nam HiÖn nay, c«ng nghÖ ®óc ¸p lùc trong ®ã ®óc ¸p lùc cao ®2 ®−îc øng dông nhiÒu ë ViÖt Nam. NhiÒu nhµ m¸y ®2 nhËp c¸c thiÕt bÞ vµ khu«n ®−îc ¸p lùc cì võa vµ lín, ¸p lùc m¸y ®Õn 650 tÊn. §2 s¶n xuÊt ®−îc c¸c chi tiÕt cña Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 23 xe m¸y nh− vá hép sè, g¸c ch©n xe g¾n m¸y, khung c«ng t¬ ®iÖn, bµn ®¹p xe ®¹p, may ¬ xe, cµng ®Æt ch©n ... Nhµ m¸y ®éng c¬ ViÖt H−ng còng ®2 sö dông ®Ó ®óc vá ®éng c¬, C«ng ty c¬ ®iÖn Hµ néi ®óc r«to vµ khung c«ng t¬ ®iÖn. C¸c xÝ nghiÖp quèc phßng còng ®2 cã c¸c thiÕt bÞ ®óc ¸p lùc dïng ®óc mét sè s¶n phÈm qu©n dông vµ d©n dông. Nh−ng nh×n chung, n¬i nµo nhËp ®−îc khu«n vµ c«ng nghÖ nµo th× sö dông nh− ®−îc chuyÓn giao. Cã 2 vÊn ®Ò: C«ng nghÖ ®óc ¸p lùc cao ch−a ®−îc sö dông triÖt ®Ó ®Ó n©ng cao chÊt l−îng s¶n phÈm vµ khu«n ®óc ¸p lùc cao phøc t¹p ch−a thiÕt kÕ chÕ t¹o ®−îc. N¨ng lùc c«ng nghÖ vµ thiÕt kÕ chÕ t¹o khu«n cßn rÊt yÕu, nh÷ng kü s− ViÖt Nam ch−a ®−îc ®µo t¹o chuyªn s©u thiÕt kÕ khu«n ®óc ¸p lùc cao, sù hiÓu biÕt vÒ c«ng nghÖ hiÖn ®¹i ch−a s©u. ChÝnh v× vËy LuËn v¨n cã môc tiªu nghiªn cøu ®Ó cã thÓ tù m×nh thiÕt kÕ chÕ t¹o ®−îc khu«n ®óc ¸p lùc cao trong ®iÒu kiÖn hiÖn nay cña ViÖt Nam. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 24 KÕt luËn ch−¬ng 1 Ch−¬ng 1 giíi thiÖu c¬ b¶n vÒ tæng quan ®óc ¸p lùc vµ ®Æc ®iÓm, tÝnh n¨ng, ho¹t ®éng còng nh− thiÕt bÞ vµ qu¸ tr×nh ®óc ¸p lùc cao. Qua nghiªn cøu vÒ nh÷ng −u nh−îc ®iÓm cña c¸c ph−¬ng ¸n c«ng nghÖ ®óc, nhËn thÊy ®óc ¸p lùc cao cã nhiÒu −u ®iÓm, phï hîp víi s¶n xuÊt s¶n phÈm ®óc khung c«ng t¬ ®iÖn. M¸y ®óc ¸p lùc cao cã kÕt cÊu v÷ng, cã b×nh tÝch ¸p khÝ Nit¬/chÊt láng cho phÐp t¹o ¸p lùc lªn pittong ®Èy kim lo¹i láng nhanh chãng t¨ng ¸p lùc ®−a vËt liÖu vµo lßng khu«n. Sö dông khÝ Nit¬ cho phÐp ®iÒu khiÓn nhanh qu¸ tr×nh vµ b¶o ®¶m an toµn thiÕt bÞ. §óc ¸p lùc cao thùc hiÖn theo mét chu tr×nh ®−îc ®iÒu khiÓn PLC, cho phÐp tù ®éng hãa qu¸ tr×nh ®óc, gi¶m thiÓu søc lao ®éng cña c«ng nh©n. M¸y ®óc ¸p lùc cao cã lùc khãa khu«n tèt nªn rÊt Ýt ba via. §óc ¸p lùc cao lµ d¹ng ®óc sö dông khu«n nguéi, ®iÒu chØnh nhiÖt ®é khu«n dÔ dµng, sau khi ®óc mét s¶n phÈn cã thÓ sö dông c¸c gi¶i ph¸p phun tÈy lµm s¹ch lßng khu«n, nhê ®ã chÊt l−îng bÒ mÆt s¶n phÈm lu«n tèt, tuæi thä khu«n cao. M¸y ®óc ¸p lùc cao cho phÐp bè trÝ nhiÒu lßng khu«n trªn mét khu«n, tïy theo kÝch th−íc s¶n phÈm, nh− vËy lµm t¨ng n¨ng suÊt s¶n phÈm. VÊn ®Ò nghiªn cøu ®Ó cã thÓ thiÕt kÕ vµ chÕ t¹o khu«n ®¹t chÊt l−îng trong ®iÒu kiÖn ViÖt Nam lµ mét vÊn ®Ò lín. LuËn v¨n muèn ®ãng gãp mét phÇn søc lùc vµo lÜnh vùc nµy, nhÊt lµ phôc vô c¸c s¶n phÈm c«ng nghiÖp, ®em l¹i hiÖu qu¶ kinh tÕ kü thuËt cao. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 25 Ch−¬ng 2 : C¬ së Lý THUYÕT ®óc ¸p lùc cao HîP KIM NH¤M 2.1. Thuéc tÝnh cña mét sè hîp kim nh«m sö dông trong c«ng nghiÖp C¸c hîp kim nh«m ®óc th−êng ph¸t triÓn trªn c¸c hÖ Al-Si, Al-Cu vµ Al- Mg. §Æc biÖt, hÖ Al-Si lµ hÖ rÊt quan träng v× cïng tinh øng víi l−îng nguyªn tè hîp kim thÊp (11,7%Si), cã tÝnh ®óc tèt nªn ®−îc sö dông nhiÒu. Mét sè hîp kim ®óc theo tiªu chuÈn Liªn x« tr−íc ®©y ®−îc cho trong b¶ng 2-1. B¶ng 2.1: Thµnh phÇn cña mét sè hîp kim nh«m ®óc Hîp kim Si Mg Cu Mn Nguyªn tè kh¸c AЛ2 10-13 - - - - AЛ4 8-10,5 0,17-0,3 - 0,2-0,5 - AЛ9 6-8 0,2-0,4 - - - AЛ32 7,5-8,5 0,3-0,5 1-1,5 0,3-0,5 0,1-0,3Ti AЛ34 7 0,45 - - 0,2Ti AЛ25 11-13 0,8-1,3 1,5-3,0 0,3-0,6 0,05-0,2 Ti , 0,5Zn, <0,2Sn AЛ26 20-22 0,4-0,7 1,5-2,5 0,4-0,8 0,3Zn AЛ30 11-13 0,8-1,3 0,8-1,5 <0,2 <0,01Sn AЛ7 - - 4-5 - - AЛ19 - - 4,5-5,3 0,6-1 0,15-0,35Ti AЛ8 - 9,5-11,5 - - - AЛ27 - 9,5-11,5 - - 0,05-0,15Ti, 0,05- 0,2Zr,0,05-,15Be Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 26 Hợp kim nh«m ®óc cã tÝnh nghệ rất tốt, bao gồm ñộ chảy lo2ng tốt, ñộ co ngãt nhỏ, xu hướng nøt nãng Ýt, thiªn tÝch và rỗ co Ýt và chất lượng của chi tiết tốt. 2.1.1. Hợp kim nh«m ®óc hệ Al - Cu H×nh 2.1. Gi¶n ®å tr¹ng th¸i hîp kim Al - Cu Hợp kim nh«m ®óc trªn cơ sở hệ Al-Cu thường gặp là AЛ7. Ngoài ra cßn cã một số m¸c kh¸c như AM5 (AЛ19), AM4, 5KД (ВAЛ10)… Ứng dông Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 27 AЛ7 dïng ®Ó ®óc c¸c chi tiết cã h×nh dạng ñơn giản, kÝch thước nhỏ, khi làm việc phải chịu tải lớn. Cßn AЛ19 chủ yếu ứng dụng ñể chế tạo c¸c chi tiết làm việc ở vïng nhiệt ñộ cao hơn, khoảng 250 ÷ 3000C. 2.1.2. Hợp kim nh«m ®óc trªn cơ sở hệ Al - Mg Loại này th«ng dông với một số m¸c sau ®©y: AMг5K (AЛ13), AMг5Mц (AЛ28), AMг6Л (AЛ23), AMг10 (AЛ27). Những hợp kim nh«m ®óc hệ Al - Mg tổng hợp ñược ñộ bền cao với ñộ dẻo và tÝnh chống ăn mßn tốt. Nhược ñiểm của chóng là cã xu hướng ăn mßn dưới t¸c dụng của ứng suất và ñộ bền nãng nhỏ. Trong số c¸c hợp kim này, hiện tại th«ng dông hơn cả là AЛ13. Những hợp kim chứa Mg cao ñang ñược nghiªn cứu nhằm khắc phục c¸c nhược ñiểm ñể mở rộng phạm vi sử dụng. 2.1.3. Hîp kim nh«m Д16 (AlCu4Mg) B¶ng 2.2. Thµnh phÇn ho¸ häc T¹p chÊt kh¸c M¸c hîp kim Giíi h¹n Si Fe Cu Mg Mn Zn Ni Ti Mçi lo¹i Tæng Al Д16 min max - 0.5 - 0.5 3.8 4.9 1.2 1.8 0.3 0.9 - 0.3 - 0.1 - 0.1 - 0.05 - 0.1 Cßn l¹i Д16П min max - 0. 5 - 0. 5 3.8 4.5 1.2 1.6 0.3 0.7 - 0.1 - - - 0.1 - 0.05 - 0.1 Cßn l¹i 2.1.4. Hợp kim nhôm ñúc hệ AL - Si (Silumin) C¸c hợp kim nh«m ®óc Al-Si thường ñược gọi là Silumin, ñược ph©n thành 2 loại cơ bản: silumin ñơn giản và silumin phức tạp. Silumin ñơn giản chỉ gồm nh«m với nguyªn tố hợp kim chÝnh Si. Silumin phức tạp ngoài Si cßn cã c¸c nguyªn tố hợp kim kh¸c như Cu, Mg, Mn, Ni, gồm cã một số m¸c th«ng dông sau ®©y: AK12, AK9Ч, AK7, Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 28 AK7Ч, AK5M, AK12M2MrH, ACD12... Ứng dụng Silumin rất nhẹ, do silic là nguyªn tố hợp kim chÝnh nhẹ hơn nh«m. TÝnh ổn ñịnh chống ăn mßn của silumin kh¸ lớn. Khi hợp kim ho¸ thªm Mg và Mn, ưu ñiểm này của silumin càng tăng thªm. TÝnh ®óc của silumin tốt, ñồng thời nã cã thể chịu hàn. Silumin ñơn giản là AK12 có ñộ bền thấp nhưng khối lượng riªng nhỏ và tÝnh c«ng nghệ tốt. Nã cã ưu ñiểm khi dïng ñể chế tạo c¸c chi tiết cần ñộ kÝn, ñộ sÝt chặt cao. Hình 2.2. Giản ñồ trạng th¸i Al-Si và Al-Si-Mg Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 29 Silumin hợp kim AK9Ч bền hơn AK12 ñồng thời cã tÝnh ®óc kh¸ tốt. Từ hợp kim này cã thể ñóc chi tiết lớn, với ñộ bền tương ñối cao như carte của ñộng cơ ñốt trong. Hợp kim AK7 cïng với ACD12 thuộc hệ Al-SI-Mg cã cơ tÝnh tổng hợp tốt (ñộ bền tuơng ñối cao, ñộ dẻo cao), tÝnh ®óc tốt ñược ứng dụng rộng r2i, kh«ng biến tÝnh và ho¸ già. AK5M cã chứa thªm Cu. Trong tổ chức xuất hiện pha W(AlxMg5Cu4Si4) làm tăng ñộ bền nãng. Những silumin phức tạp AK12M2MrH, AK21M2,5H2,5 cã ñộ bền nãng cao, hệ số d2n nở nhiệt nhỏ, tÝnh ®óc tốt, ñược ứng dụng rộng r2i ñể chế tạo c¸c lo¹i piston của ñộng cơ ñốt trong. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 30 B¶ng 2.3. Thµnh phÇn ho¸ häc THµNH PHÇN HãA HäC CñA NH¤M HîP KIM Theo tiªu chuÈn c«ng nghiÖp NhËt B¶n (JIS) JIS HS202 (1986) Cu Si Mg Zn Fe Mn Ni Ti Pb Sn Cr Al AC1A 4.0- 5.0 1.20Ma x 0.15 Max 0.30 Max 0.50 Max 0.30 Max 0.05 Max 0.25 Max 0.05 Max 0.05 Max 0.05 Max BAL AC1B 4.0- 5.0 0.02 Max 0.15-.35 0.10 Max 0.35 Max 0.10 Max 0.05 Max 0.05- 0.30 0.05 Max 0.05 Max 0.05 Max BAL AC2A 3.0- 4.5 4.0-6.0 0.25 Max 0.55 Max 0.80 Max 0.55 Max 0.30 Max 0.20 Max 0.15 Max 0.05 Max 0.15 Max BAL AC2B 2.0- 4.0 5.0-7.0 0.50 Max 1.00 Max 1.00 Max 0.50 Max 0.35 Max 0.20 Max 0.20 Max 0.10 Max 0.20 Max BAL AC3A 0.25M ax 10.0- 13.0 0.15 Max 0.30 Max 0.80 Max 0.35 Max 0.10 Max 0.20 Max 0.10 Max 0.10 Max 0.15 Max BAL AC4A 0.25M ax 8.0-10.0 0.30-0.6 0.25 Max 0.55 Max 0.30-0.6 0.10 Max 0.20 Max 0.10 Max 0.05 Max 0.15 Max BAL AC4B 2.0- 7.0-10.0 0.50 1.00 1.00 0.50 0.35 0.20 0.20 0.10 0.20 BAL Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 31 B¶ng 2.3. Thµnh phÇn ho¸ häc THµNH PHÇN HãA HäC CñA NH¤M HîP KIM Theo tiªu chuÈn c«ng nghiÖp NhËt B¶n (JIS) JIS HS202 (1986) Cu Si Mg Zn Fe Mn Ni Ti Pb Sn Cr Al 4.0 Max Max Max Max Max Max Max Max Max AC4C 0.25M ax 6.5-7.5 0.25- 0.45 0.35 Max 0.55 Max 0.35 Max 0.10 Max 0.20 Max 0.10 Max 0.55 Max 0.10 Max BAL AC4CH 0.20M ax 6.5-7.5 0.20- 0.40 0.10 Max 0.20 Max 0.10 Max 0.05 Max 0.20 Max 0.05 Max 0.05 Max 0.05 Max BAL AC4D 1.0- 1.5 4.5-5.5 0.40-0.6 0.30 Max 0.60 Max 0.50 Max 0.20 Max 0.20 Max 0.10 Max 0.05 Max 0.15 Max BAL AC5A 3.5- 4.5 0.60 Max 1.2-1.8 0.15 Max 0.80 Max 0.35 Max 1.7-2.3 0.20 Max 0.05 Max 0.05 Max 0.15 Max BAL AC7A 0.10 Max 0.20 Max 3.5-5.5 0.15 Max 0.30 Max 0.60 Max 0.05 Max 0.20 Max 0.05 Max 0.05 Max 0.15 Max BAL AC7B 0.10 Max 0.20 Max 9.5-11.0 0.10 Max 0.30 Max 0.10 Max 0.05 Max 0.20 Max 0.05 Max 0.05 Max 0.15 Max BAL Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 32 B¶ng 2.3. Thµnh phÇn ho¸ häc THµNH PHÇN HãA HäC CñA NH¤M HîP KIM Theo tiªu chuÈn c«ng nghiÖp NhËt B¶n (JIS) JIS HS202 (1986) Cu Si Mg Zn Fe Mn Ni Ti Pb Sn Cr Al AC8A 0.8- 1.3 11.0- 13.0 0.7-1.3 0.15 Max 0.80 Max 0.15 Max 0.8-1.5 0.20 Max 0.05 Max 0.05 Max 0.10 Max BAL AC8B 2.0- 4.0 8.5-10.5 0.50-1.5 0.50 Max 1.00 Max 0.50 Max 0.10-1.0 0.20 Max 0.10 Max 0.10 Max 0.10 Max BAL AC8C 2.0- 4.0 8.5-10.5 0.50-1.5 0.50 Max 1.00 Max 0.50 Max 0.50 Max 0.20 Max 0.10 Max 0.10 Max 0.10 Max BAL AC9A 0.50- 1.5 22-24 0.50-1.5 0.20 Max 0.80 Max 0.50 Max 0.50-1.5 0.20 Max 0.10 Max 0.10 Max 0.10 Max BAL AC9B 0.50- 1.5 18-20 0.50-1.5 0.20 Max 0.80 Max 0.50 Max 0.50-1.5 0.20 Max 0.10 Max 0.10 Max 0.10 Max BAL Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 33 JIS H2212 (1990) Cu Si Mg Zn Fe Mn Ni Sn Al ADC1 1.0 Max 11.0-13.0 0.3 Max 0.5 Max 0.9 Max 0.3 Max 0.5 Max 0.1 Max Max ADC3 0.6 Max 9.0-10.0 0.4-0.6 0.5 Max 0.9 Max 0.3 Max 0.5 Max 0.1 Max Max ADC5 0.2 Max 0.3 Max 4.1-8.5 0.1 Max 1.1 Max 0.3 Max 0.1 Max 0.1 Max Max ADC6 0.1 Max 1.0 Max 2.6-4.0 0.4 Max 0.8 Max 0.4-0.6 0.1 Max 0.1 Max Max ADC10 2.0-4.0 7.5-9.5 0.3 Max 1.0 Max 0.9 Max 0.5 Max 0.5 Max 0.3 Max Max ADC10Z 2.0-4.0 7.5-9.5 0.3 Max 3.0 Max 0.9 Max 0.5 Max 0.5 Max 0.3 Max Max ADC12 1.5-3.5 9.6-12.0 0.3 Max 1.0 Max 0.9 Max 0.5 Max 0.5 Max 0.3 Max Max ADC12Z 1.5-3.5 9.6-12.0 0.3 Max 3.0 Max 0.9 Max 0.5 Max 0.5 Max 0.3 Max Max ADC14 4.0-5.0 16.0-18.0 0.5-0.65 1.5 Max 0.9 Max 0.5 Max 0.3 Max 0.3 Max Max Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 34 JIS H2212 (1990) Cu Si Mg Zn Fe Mn Ni Sn Al ADC1 1.0 Max 11.0-13.0 0.3 Max 0.5 Max 0.9 Max 0.3 Max 0.5 Max 0.1 Max Max ADC3 0.6 Max 9.0-10.0 0.4-0.6 0.5 Max 0.9 Max 0.3 Max 0.5 Max 0.1 Max Max ADC5 0.2 Max 0.3 Max 4.1-8.5 0.1 Max 1.1 Max 0.3 Max 0.1 Max 0.1 Max Max ADC6 0.1 Max 1.0 Max 2.6-4.0 0.4 Max 0.8 Max 0.4-0.6 0.1 Max 0.1 Max Max ADC10 2.0-4.0 7.5-9.5 0.3 Max 1.0 Max 0.9 Max 0.5 Max 0.5 Max 0.3 Max Max ADC10Z 2.0-4.0 7.5-9.5 0.3 Max 3.0 Max 0.9 Max 0.5 Max 0.5 Max 0.3 Max Max ADC12 1.5-3.5 9.6-12.0 0.3 Max 1.0 Max 0.9 Max 0.5 Max 0.5 Max 0.3 Max Max ADC12Z 1.5-3.5 9.6-12.0 0.3 Max 3.0 Max 0.9 Max 0.5 Max 0.5 Max 0.3 Max Max ADC14 4.0-5.0 16.0-18.0 0.5-0.65 1.5 Max 0.9 Max 0.5 Max 0.3 Max 0.3 Max Max Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 35 Hîp kim ACD12 Si 12%; Fe 0,9%; Cu 3,5%; Mg 0,3%; Zn 1,0%; Mn 0,5%; Ni 0,5%; Sn 0,3%. - HÖ sè dÉn nhiÖt: 1404 [W/mK] - MËt ®é khèi: 3200 [Kg/m3] - NhiÖt dung riªng: 910 J/kg.K - Enthalpy curve: 2000 [J/Kg] - M« ®un ®µn håi: 6900 kG/mm2 - VËt liÖu chÕ t¹o khu«n ®óc ¸p lùc cao b»ng Cr5Mo1V (t−¬ng ®−¬ng thÐp SKD11) nhiÖt luyÖn ®¹t 58-62 HRC lµ ®−îc. 2.2. C¬ së tÝnh to¸n thiÕt kÕ dßng ch¶y 2.2.1. KÕt cÊu khu«n §óc ¸p lùc lµ mét c«ng nghÖ tiÕn tiÕn ®em l¹i hiÖu qu¶ vµ n¨ng suÊt cao song c«ng nghÖ nµy l¹i yªu cÇu khu«n ®óc ph¶i cã kÕt cÊu thËt hîp lý, ®Æc biÖt lµ hÖ thèng r2nh dÉn, cöa phun, hîp kim dïng ®Ó ®óc ph¶i cã tÝnh ®óc tèt. Do ®ã ®Ó thiÕt kÕ kÕt cÊu khu«n ®óc ®−îc chÝnh x¸c vµ tËn dông triÖt ®Ó kim lo¹i láng th× viÖc nghiªn cøu, tÝnh to¸n thiÕt kÕ lßng khu«n vµ c¸c th«ng sè c«ng nghÖ lµ v« cïng cÇn thiÕt. M« h×nh bµi to¸n ®−îc ®Æt ra nh− sau: Sè liÖu ®Çu vµo ®2 cã lµ: M¸y ®óc CHF-350T-CL(lùc Ðp danh nghÜa 350T, träng l−îng lín nhÊt cña vËt ®óc lµ 1,15kg, diÖn tÝch chiÕm h×nh lµ 1420cm2), hîp kim ®óc ACD12, nhiÖt ®é rãt khu«n 7000C. §Çu ra cÇn ph¶i tÝnh ®−îc c¸c th«ng sè sau: o R2nh dÉn o Cöa n¹p o Thêi gian ®iÒn ®Çy khu«n o ¸p suÊt thuû ®éng cña kim lo¹i láng lªn thµnh khu«n o Tèc ®é n¹p o Tèc ®é Ðp Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 36 o Lùc kho¸ khu«n o Lùc t¸ch khu«n o Thêi gian Ðp tÜnh o HÖ thèng tho¸t h¬i o Thêi gian dÉn nhiÖt qu¸ nhiÖt H×nh 2.3: S¬ ®å kÕt cÊu khu«n ®óc ¸p lùc cao 2.2.2. TÝnh to¸n thiÕt kÕ lßng khu«n ®óc Solidworks Lßng khu«n ®óc t¹o thµnh vËt ®óc gåm: hÖ thèng ®Ëu rãt, r2nh dÉn, cöa phun, phÇn chøa kim lo¹i thõa vµ khÝ… 2.2.2.1. ThiÕt kÕ hÖ thèng rãt Do ®Æc ®iÓm kÕt tinh cña kim lo¹i trong ®óc ¸p lùc cao lµ kh«ng thÓ t¹o ®iÒu kiÖn ®«ng ®Æc cã h−íng, do ®ã ph¶i t¹o ®iÒu kiÖn cho vËt ®óc ®«ng ®Æc ®ång thêi. MÆt kh¸c, kim lo¹i láng ®iÒn ®Çy khu«n trong kho¶ng thêi gian v« cïng ng¾n, bëi vËy thiÕt kÕ hÖ thèng rãt cÇn tu©n thñ H×nh 2.4. KÕt cÊu lßng khu«n ®óc Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 37 nh÷ng nguyªn t¾c sau: • Qu2ng ®−êng chuyÓn ®éng cña kim lo¹i láng trong khu«n lµ ng¾n nhÊt cã thÓ ®−îc. • DiÖn tÝch r2nh dÉn thu hÑp dÇn tõ buång Ðp tíi hèc khu«n, hÖ thèng rãt thu hÑp dÇn cã t¸c dông lµm gi¶m sù quÈn khÝ vµo vËt ®óc, ®ång thêi lµm t¨ng tèc ®é dßng ®iÒn ®Çy. §iÒu kh¸c biÖt gi÷a 2 hÖ thèng rãt cña 2 kiÓu buång Ðp lµ trong kiÓu n»m ngang, hÖ thèng rãt kh«ng cã phÇn nèi trung gian tõ buång Ðp ®Õn r2nh dÉn. Khi ®ã ®−êng ®i cña kim lo¹i láng sÏ ng¾n h¬n, tr¸nh ®−îc hiÖn t−îng nguéi sím cña kim lo¹i trong buång Ðp. Trong hÖ thèng rãt trùc tiÕp kh«ng cã kªnh dÉn trung gian, diÖn tÝch kªnh n¹p trong m¸y buång Ðp th¼ng ®øng tÝnh b»ng diÖn tÝch thiÕt diÖn ngang cña èng dÉn. Trong buång Ðp n»m ngang, diÖn tÝch kªnh n¹p tÝnh b»ng diÖn tÝch buång Ðp. HÖ thèng rãt bªn trong ®−îc sö dông ®èi víi vËt ®óc cã lç ë t©m kÝch th−íc lín cho phÐp ®Æt c¸c kªnh dÉn vµ r2nh dÉn ë ®ã. HÖ thèng rãt kiÓu nµy th−êng ¸p dông cho khu«n ®óc chiÕc mét, lµm gi¶m ®¸ng kÓ kÝch th−íc khu«n Ðp. HÖ thèng rãt ngoµi ®−îc ¸p dông phæ biÕn nhÊt. §©y lµ biÖn ph¸p cã thÓ Ðp mét lÇn vµo nhiÒu lßng khu«n. §Ó lµm ®−îc viÖc ®ã, trong hÖ thèng rãt, ng−êi ta cßn bè trÝ thªm mét ô tÝch kim lo¹i võa cã t¸c dông ph©n phèi kim lo¹i láng võa cã t¸c dông duy tr× nhiÖt ®é æn ®Þnh ë r2nh dÉn. 2.2.2.2. TÝnh to¸n rKnh dÉn R2nh dÉn lµ thµnh phÇn c¬ b¶n nhÊt cña hÖ thèng rãt, n¬i kim lo¹i láng ®æ trùc tiÕp vµo lßng khu«n. M« h×nh minh häa vÞ trÝ r2nh dÉn nh− trªn h×nh2.4. DiÖn tÝch thiÕt diÖn ngang cña r2nh dÉn quyÕt ®Þnh tèc ®é n¹p kim lo¹i. Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 38 H×nh 2.5: VÞ trÝ r_nh dÉn trong khu«n ®óc ChiÒu dµy r2nh dÉn quyÕt ®Þnh ®éng häc qu¸ tr×nh ®iÒn ®Çy vµ kh¶ n¨ng Ðp trong buång Ðp. ViÖc tÝnh to¸n r2nh dÉn ë ®©y kh«ng ph¶i lµ thiÕt kÕ chÝnh x¸c h×nh d¹ng vµ kÝch th−íc r2nh dÉn mµ chØ víi môc ®Ých t×m ra kÝch th−íc min, víi kÝch th−íc nµy trong qu¸ tr×nh thùc hµnh chÕ thö ta cã thÓ söa ®Ó t¹o ra r2nh dÉn cã h×nh d¹ng phï hîp vµ kÝch th−íc hîp lý t¹o ra s¶n phÈm. M« pháng chi tiÕt ë d¹ng 3D, sau ®ã ®Þnh nghÜa víi vËt liÖu b»ng phÇn mÒm Solidworks ta t×m ra ®−îc khèi l−îng cña chi tiÕt. Theo tµi liÖu [5] diÖn tÝch mÆt c¾t ngang r2nh dÉn ®−îc tÝnh theo c«ng thøc Frd= mvd/k (2.1) Trong ®ã: Frd – diÖn tÝch mÆt c¾t ngang r2nh dÉn mvd – khèi l−îng cña chi tiÕt (kg) k - hÖ sè phô thuéc vµo ®é phøc t¹p cña vËt ®óc (kg/m2) Tra b¶ng 15 [5] ®èi víi chi tiÕt phøc t¹p th× k = 1,25.104 kg/m2. R2nh dÉn ®−îc ph©n thµnh 2 nh¸nh tiÕp xóc mét c¹nh cña chi tiÕt. Ta chän mÆt c¾t ngang cã d¹ng h×nh ch÷ nhËt vµ r2nh dÉn ph©n ®«i, t¹o thµnh ®−êng tiÕp xóc mét c¹nh cña chi tiÕt, nh»m môc ®Ých lµ kim lo¹i ch¶y dÔ dµng Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ kỹ thuật ........... 39 vµo trong khu«n, gi¶m kh¶ n¨ng nguéi sím cña kim lo¹i láng vµ t¨ng tuæi thä cho khu«n. Chän chiÒu dµy cña r2nh dÉn lµ δrd, bÒ réng cña mçi r2nh dÉn lµ: b b = Frd /2δrd (2.2) ChiÒu dµi r2nh dÉn theo [5] th× nªn chän tõ 2÷2.5 mm. C¸c b¸n kÝnh gãc l−în nªn lÊy trong kho¶ng tõ 0,5 ®Õn 5 mm ®Ó ®¶m b¶o sù chuyÓn ®éng ªm dÞu cña kim lo¹i vµo lßng khu«n vµ t¨ng ®é bÒn cho khu«n. 2.2.2.3. Tèc ®é n¹p vµ tèc ®é phun Ðp Tèc ®é ch¶y cña kim lo¹i trong r2nh dÉn vn gäi lµ tèc ®é n¹p vµ tèc ®é ch¶y cña kim lo¹i trong buång Ðp ve gäi lµ tèc ®é Ðp. Minh ho¹ nh− h×nh 2.6 §©y lµ 2 th«ng sè quan träng, mang tÝnh quyÕt ®Þnh ®Õn c¸c ®iÒu kiÖn thuû ®éng vµ ®iÒu kiÖn nhiÖt cña qu¸ tr×nh ®iÒn ®Çy khu«n ¸p lùc. Gi¸ trÞ tèc ®é n¹p vµ tèc ®é Ðp liªn quan lÉn nhau theo ph−¬ng tr×nh dßng liªn tôc. Theo [5] tr20 ta cã: Vn.fn = ._.