Hỗn hợp sơn khuôn crômít với nước thuỷ tinh ở nhiệt độ cao đã phồng rộp lớn, bong vẩy (hình 4- Cr23). Điều này chứng tỏ nước thuỷ tinh không sử dụng được cho hỗn hợp crômít sơn trên khuôn cát. Hỗn hợp sơn khuôn crômít dùng với dung môi H3PO4 ở khuôn cát không xuất hiện co, rộp hoặc nứt (hình 4-Cr22), có thể sử dụng trong một số môi trường đúc thích hợp, nhưng vì dung môi H3PO4 hơi đắt, không đạt được chỉ tiêu kinh tế nên sử dụng hạn chế. Hỗn hợp sơn khuôn từ ôxyt cao crôm (có mầu xanh) với dung môi là H3PO4 cũng không bị phồng rộp và bong vảy (hình 5-Cr25). Với hỗn hợp sơn khuôn crômít (hình 4-Cr24) không xuất hiện bong vẩy, không tạo hổng khí. Độ co màng sơn phủ ít, độ bền nhiệt cao hơn ngay cả khi có H3PO4 thì chất lượng sơn được thủ nghiệm cũng bảo đảm. Các hỗn hợp sơn khuôn crômít sử dụng dung môi pha là cồn không cho thấy xuất hiện phồng rộp, phần lớn bề mặt lớp sơn tuy không nhẵn mịn nhưng bảo đảm ở nhiệt độ cao. Kết quả này cũng có đối chiếu với sản phẩm sơn khuôn của FOSECO [ 8 ].
| Vật liệu | Kết dính | Độ bền ở 800°C |
Độ biến dạng nhiệt ở °C | Sử dụng tới nhiệt độ, °C | ||
| 4% | 20% | |||||
| Silic 1 | H4BO4/nước TT | thấp | 1250 | 1350 | 1300 | Dùng cho khuôn k.loại |
| Silic 2 | H4BO4/nước TT | thấp | 1100 | 1200 | 1100 | -/- |
| Crômít Cr20 | Bentônít/cồn | cao | 1350 | 1450 | 1400 | Dùng cho khuôn cát |
| Crômít Cr24 | Bentônít/cồn | cao | 1550 | 1620 | 1600 | Dùng cho khuôn cát |
| Crômít Cr14 | H4BO4/cồn | cao | 1000 | 1200 | 1000 | Dùng cho khuôn k.loại |
| Crômít Cr21 | Bentônít/H4BO4 | cao | 1100 | 1200 | 1100 | Dùng cho khuôn k.loại |
| Crômít Cr25 | Bentônít/H4BO4 | cao | 1200 | 1300 | 1200 | -/- |
Bảng 4. Độ bền nhiệt của các hỗn hợp sơn khuôn
| Loại chất | Khối lượng riêng (g/cm3) | Độ co ở 1250°C/5h (%) |
| Silic 1 | 2,64 | 2,45 |
| Crômít Cr19 | 2,08 | 2,00 |
| Crômít Cr21 | 2,06 | 1,93 |
| Crômít Cr22 | 2,00 | 1,30 |
| Crômít Cr24 | 2,09 | 1,68 |
Bảng 5. Tính chất nhiệt cơ của của hỗn hợp chất sơn khuôn crômít
Như vậy để có hỗn hợp sơn khuôn đúc bảo đảm chất lượng ổn định chịu ảnh hưởng nhiều ở thành phần và dung môi pha hỗn hợp, phụ thuộc vào các loại khuôn khác nhau.
Độ bền nhiệt của các hỗn hợp sơn khuôn crômít sử dụng ở các nhiệt độ khác nhau được cho thấy ở bảng 4.
Từ bảng 4 thấy khi sử dụng hỗn hợp sơn khuôn crômít – bentônít và dung môi là cồn có độ bền nhiệt cao, còn dung môi là H3PO4 thì thích hợp cho khuôn kim loại.
Hình 5. Độ biến dạng nhiệt của các mẫu sơn khuôn cát
Một số tính chất nhiệt-cơ của các hỗn hợp chất sơn khuôn crômít được cho ở bảng 5.
Như vậy là các hỗn hợp sơn khuôn crômít có độ bền nhiệt cao hơn hỗn hợp sơn khuôn silicát gần 1,5 lần.
Một số giá trị đo kiểm trực tiếp độ biến dạng nhiệt của các mẫu sơn khuôn được cho trên hình 6.
Từ hình 6 cho thấy hỗn hợp sơn khuôn silicát ở nhiệt độ thấp có độ biến dạng nhiệt như các hỗn hợp sơn khuôn crômít, ở nhiệt độ cao thì độ biến dạng tăng rất nhanh, còn các hỗn hợp sơn khuôn crômít thì tăng chậm và kén độ biến dạng khoảng 1% thì gần như không đổi nữa [12,13].
4. Kết luận
Các cát crômít Cổ Định đã sử dụng làm chất sơn khuôn có kết quả.
Thành phần hỗn hợp sơn khuôn đúc thích hợp là 94% bột crômít khoảng 15μm (52% Cr2O3, khoảng 17%FeT, (1-3)%SiO2, khoảng 0,25% Al2O3) và 6% bentônít. Dung môi pha là cồn, nước thuỷ tinh + nước, nước, H3PO4 + nước thích hợp cho từng loại khuôn kim loại và cát cỡ hạt khác nhau.
Hỗn hợp 94% bột crômít với 6% bentônít và dung môi pha là cồn và H3PO4 (khuôn nhỏ) sơn trên khuôn kim loại đã đạt được độ bền nhiệt cao, bề mặt lớp sơn nhẵn ở nhiệt độ cao, độ biến dạng 4% ở nhiệt độ khoảng 1000°C và 20% ở nhiệt độ khoảng 1200°C.
Hỗn hợp sơn khuôn 94% bột crômít, 6% bentônít và dung môi pha là cồn sơn trên khuôn cát đã đạt được độ bền nhiệt cao hơn, bề mặt lớp sơn nhẵn hơn ở nhiệt độ cao, độ biến dạng 4% ở nhiệt độ khoảng 1500°C và 20% ở nhiệt độ khoảng 1600°C. Hỗn hợp sơn crômít có độ bền nhiệt cao hơn hỗn hợp sơn khuôn silicát gần 1,5 lần. Độ biến dạng nhiệt của hỗn hợp sơn crômít sơn trên khuôn cát thấp hơn so với hỗn hợp silicát.
[symple_box color=”gray” text_align=”left” width=”100%” float=”none”]
Tài liệu trích dẫn
- Tô Duy Phương và những người khác, Chromite sand for casting high-alloyed steels and superalloys, Prococeedings of AFC9, October 15-18, Hanoi, 2005, 360-365
- Tô Duy Phương và những người khác, Báo cáo nghiệm thu đề tài “Nghiên cứu chế tạo hỗn hợp, sơn khuôn đúc từ cát crômít Cổ Định, Thanh Hoá”, Viện Khoa học Vật liệu, 2005.
- Tô Duy Phương và những người khác, Báo cáo nghiệm thu đề tài “Nghiên cứu công nghệ xử lý, thu hồi chất thải (rắn, khí và nước) ùn tắc, ô nhiễm môi trường đúc ở các nhà máy đúc, cơ khí của Hà Nội” , Hà Nội, 2006
- Staron J., O nekterych termomechnickych vlastnosti….chromove rudy; VII. Koference Magnezitu a Oceli, Kosice, 10-1971, II/1-12
- Pries J., Porovnani trvanlivosti chemicke vlastnosti…chromove rudy, VII. Koference Magnezitu a Oceli, Kosice, 10-1971, V/1-13
- Ulrich J., Vysokoteplotni vlastnosti naterovych hmot pro liti ocelovychs odlitku, Slevarenstvi XXXV, 10, 1987, 422-424
- Matyjaszcyk M., Termochimica Acta, 96, 1985, 169-187
- FOSECO mould coating CERAMOL, Luân Đôn, Bangkok, Thailand, 2005
- Mýslivec T., Fyzkalní chemie hutnickych procesu, SN TL, Praha, 1971
- Hruby K., Zdokonaleni natery na formy….litiny, SVUM, Brno, 1, 1986
- Abasev V. K., Reakce plynu s povrchem… smesi, Slevarenstvi XXVII, 11, 1979, 480
- Hruby K., Natery na formy….tezke odlitky, SVUM, Brno, 1985
- Ulrich J., Ochranny ucinek naterovych hmot forem a jader ……litiny, Slevarenstvi, XXXV, 10, 1987, 235- 240
- Vasin J., Litejnoje Proizvodstvo, 4, 1974, 27-28[/symple_box][symple_clear_floats]
