Đồ án Nghiên cứu sử dụng thuỷ tinh lỏng để làm khuôn, ruột theo công nghệ CO2 ở công ty Phúc Sơn

Lời nói đầu Ngành đúc ra đời và phát triển từ rất lâu đời. Ngành đúc là một ngành không thể thiếu, nó được ứng dụng rộng rãi trong các nghành công nghiệp với nhiều tính năng và công dụng khác nhau. Công nghệ sản xuất Đúc được đặc trưng bởi hai nhân tố cơ bản: Kỹ thuật vật liệu và kỹ thuật khuôn. Kỹ thuật làm khuôn gắn liền với vật liệu làm khuôn và công nghệ làm khuôn. Chúng quyết định chất lượng khuôn, ruột và cũng là một trong những nhân tố cơ bản quyết định chất lượng vật đúc. Trước đây các sản phẩm đúc được sản xuất chủ yếu theo công nghệ khuôn, ruột cát sét với những yêu điểm nổi bật như tính tạo hình tốt, dễ làm khuôn, vật liệu rẽ sẵn có. Nhưng cũng có một số khuyết điểm như hỗn hợp cát – sét có độ bền không cao, độ ẩm cao, độ thông khí kém nên dễ gây khuyết tật đúc. Ngày nay ngành đúc đang dần hoàn thiện, cải tiến, áp dụng các thành tựu của khoa học kỹ thuật vào sản xuất. Nhờ sự phát triển mạng mẽ của khoa học kỹ thuật đặc biệt là ngành công nghiệp hoá học, sinh học. Việc sử dụng các loại chất dính mới thay thế đất sét như nhóm chất dính hữu cơ gồm nhựa, dầu. Chất dính vô cơ như thuỷ tinh lỏng. Chất dính thuỷ tinh lỏng đã được sử dụng khá phổ biến trong các xưởng đúc, đáp ứng được các yêu cầu về công nghệ như độ bền của hỗn hợp cao, ít sinh khí, chất lượng sản phẩm đúc cao. Tuy nhiên cũng gặp một số vấn đề khó khăn như khó tái sinh cát, tính phá rỡ kém, tuổi xuân của hỗn hợp không cao. Với xu hướng phát triển hiện tại và tương lai của ngành đúc là khả năng thích ứng, năng xuất, chất lượng, tiết kiệm nguyên vật liệu và đảm bảo vệ sinh môi trường. Để thoã mãn những yêu cầu đó trong lĩnh vực chế tạo khuôn, ruột đúc thì việc nghiên cứu và ứng dụng công nghệ chế tạo khuôn ruôt theo công nghệ CO2 là hêt sức cần thiết. Đồ án nghiên cứu sử dụng thuỷ tinh lỏng để làm khuôn, ruột theo công nghệ CO2 ở công ty Phúc Sơn nhằm tìm ra thành phần hỗn hợp hợp lý để làm khuôn, ruột cho từng loại sản phẩm cụ thể nhằm góp phần nâng cao chất lượng vật đúc, giảm lãng phí nguyên vật liệu chế tạo hỗn hợp làm khuôn, ruột, hạ giá thành sản phẩm. Đồng thời đề tài góp phần khẳng định các giá trị có ý nghĩa khoa học trong lý thuyết công nghệ CO2. Đồ án gồm 4 chương Chương I: Tổng quan về hỗn hợp đóng rắn nguội trên cơ sở thuỷ tinh lỏng. Chương II: Cơ sở lý thuyêt thiết kế đúc. Chương III: Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu. Chương IV: Khảo sát công nghệ chế tạo chi tiết búa nghiền bi. Do thời gian có hạn nên đồ án có nhiều khuyết điểm, thiếu sót, rất mong các thầy giáo, cô giáo, các bạn đồng nghiệp đóng góp ý kiến để hoàn thiện hơn. Chúng em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong bộ môn Vật Liệu và Công nghệ Đúc, tập thể cán bộ công nhân viên công ty Phúc Sơn, các kỹ sư phòng thí nghiệm. Đặc biệt PGS.TS Đinh Quảng Năng đã tận tình hướng dẫn giúp đỡ chúng em hoàn thành đồ án này. Hà nội ngày…tháng…năm2008 Nhóm sinh viên thực hiện: Nguễn vănDương. Mai hồng Quân. Lê hoài Nam. CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ HỖN HỢP LÀM KHUÔN ĐÓNG RẮN NGUỘI . KHÁI QUÁT CHUNG VỀ HỖN HỢP ĐÓNG RẮN HÓA HỌC Hỗn hợp đóng rắn hóa học là tên gọi chung của các loại hỗn hợp khác cát-sét. Dựa vào đặc tính đóng rắn mà người ta phân chia chúng thành ba loại: Hỗn hợp đóng rắn nóng (Hot – Box và Warm – Box) Hỗn hợp tự cứng (No Bake hay Self Setting) Hỗn hợp đóng rắn nguội (Cold – Box) Hỗn hợp đóng rắn nóng dùng trong công nghệ khuôn vỏ mỏng. Nó gồm có cát sạch, nhựa và chất đóng rắn, hoặc cát và nhựa. Tùy loại nhựa mà khi nung hỗn hợp đến nhiệt độ từ 180 - 280OC sẽ có phản ứng đóng rắn nhựa liên kết các hạt cát lại với nhau thành một khối. Ưu điểm của hỗn hợp đóng rắn nóng là hỗn hợp có độ bền cao, khuôn ruột có độ chính xxác cao, tính phá dỡ tốt, vật đúc không bị rỗ cát, không bị rỗ khí, bề mặt nhẵn đẹp, độ chính xác cao, dễ cơ khí hóa và tự động hóa quá trình chế tạo khuôn ruột. Nhược điểm là làm ô nhiễm môi trường, gây độc hại cho công nhân, có mùi khó chịu. Mẫu và hộp ruột phải bằng kim loại. Tốn năng lượng nung nóng mẫu và hộp ruột. Giá thành nhựa cao. Chỉ đúc được vật đúc có thành mỏng và không lớn. Hỗn hợp tự cứng được chế tạo trên cơ sở chất dính thủy tinh lỏng hoặc xi măng hoặc nhựa, hoặc dầu. Ưu điểm của công nghệ làm khuôn ruột từ hỗn hợp loại này là có thể dùng mẫu và hộp ruột bằng gỗ, dễ cơ khí hóa và tự động hóa, chất lượng khuôn cao. Hiện nay trên thế giới phổ biến sử dụng hỗn hợp tự cứng trên cơ sở chất dính thủy tinh lỏng và nhựa. Hỗn hợp tự cứng cát-thủy tinh lỏng không gây độc hại, không có mùi, có thể đúc được các vật đúc lớn thành dày từ bất cứ hợp kim đúc nào. Tuy nhiên chất đóng rắn ester đắt và khó kiếm. Nếu sử dụng các chất đóng rắn khác như các chất chưa C2S, xi măng, Fe-Si thì hỗn hợp khó tái sinh cát. Hỗn hợp tự cứng trên cơ sở cát nhựa rất phổ biến vì có thể tái sinh cát đến 90%. Chất dính phổ biến là nhựa Furan ít độc hại. Chất đóng rắn là axit. Hỗn hợp làm ra phải làm khuôn ngay. Nhược điểm lớn nhất của loại hỗn hợp này là nếu dùng loại nhựa có chứa nhiều Ni tơ sẽ gây rỗ khí. Khuôn ruột làm ra để lâu dễ hút ẩm. Độ bền của hỗn hợp nhỏ hơn hỗn hợp đóng rắn nóng. Hỗn hợp đóng rắn nguội là hỗn hợp sau khi dằm chạt khuôn xong mới thổi chất đóng rắn vào. Hỗn hợp này có hai dạng là hỗn hợp trên cơ sở cát nhựa, khuôn làm xong được thổi khí SO2. Hỗn hợp cát-thủy tinh lỏng, khuôn dằm chặt xong được thổi khí CO2. Ưu điểm của công nghệ này là tuổi xuân của hỗn hợp cao, thời gian đóng rắn nhanh, dễ cơ khí hóa và tự động hóa, độ bền khuôn cao, độ chính xác khuôn cao, ít gây khuyết tật rỗ khí, rỗ cát. Khi làm khuôn trên cơ sở hỗn hợp cát-thuỉy tinh lỏng đóng rắn bằng CO2 gọi là công nghệ CO2 hay công nghệ hộp nguội – Col Box. Công nghệ này ra đời từ ânh vào năm 1950 và nhanh chống được sử dụng ở nhiều nước trên thế giới. Ở nước ta công nghệ này mới phát triển từ những năm 90 của thế kỷ 20. 1.2. HỖN HỢP ĐÓNG RẮN NGUỘI TRÊN CƠ SỞ THỦY TINH LỎNG Hỗn hợp làm khuôn đóng rắn nguội được sử dụng rất phổ biến ở nhiều nước trên thế giới đặc biệt là chất dính thuỷ tinh lỏng và nhựa xem số liệu ở việc sử dụng chất dính thuỷ tinh lỏng và nhựa xem số liệu ở bảng 1.1. Nước Nhựa dùng cho đóng rắn nguội Thuỷ tinh lỏng dùng cho Thuỷ tinh lỏng dùng cho Công nghệ CO2 Công nghệ với este Các công nghệ khác Pháp CHLBĐức ý Thụy sĩ Anh Mỹ 7.000 6.000 1.900 3.500 1.200 10.000 10.000 9.000 5.200 600 100.000 1.200 27.600 20.000 800 800 1.300 1.200 1.200 9.000 6.000 200 6.000 4.100 28.800 1.200 3.400 3.400 Bảng 1.1 Nhu cầu về chất dính thuỷ tinh lỏng và nhựa dùng trong sản xuất đúc ở một số nước (tấn/năm). 1.2.1. Đặc điểm và lĩnh vực ứng dụng hỗn hợp đóng rắn nguội trên cơ sở thủy tinh lỏng. Như trên đã nói, hỗn hợp đóng rắn nguội trên cơ sở TTL đã được dùng để chế tạo khuôn ruột theo công nghệ CO2 ra đời từ năm 1950 ở nước Anh. Nhờ có nhiều ưu điểm vượt trội của nó mà công nghệ này được sử dụng rất rỗng rãi ở nhiều nước trên thế giới trong đó có Việt nam. a. Ưu điểm của hỗn hợp đóng rắn nguội trên cơ sở TTL: Có thể dùng mẫu và hộp ruột bằng gỗ Không độc hại , không gây ô nhiễm môi trường. Loại hỗn hợp này có thể dùng chế tạo khuôn ruột cho nhiều loại hợp kim vật đúc khác nhau. Độ chính xác khuôn ruột cao. Độ bền, độ thông khí lớn. Chất lượng bề mặt vật đúc tốt. Năng suất chế tạo khuôn lớn . Dễ cơ khí hóa tự động hóa quá trình chế tạo khuôn ruột. b. Nhược điểm : Độ bền còn lại sau đúc lớn làm hỗn hợp khó phá giỡ. Khó tái sinh cát. Hình 1.1: Sự thay đổi độ bền còn lại của hỗn hợp theo nhiệt độ. Nhiều công trình nghiên cứu về độ bề còn lại của hỗn hợp phụ thuộc vào nhiệt độ (hình 1.1.) đã giải thích như sau: Từ đồ thị ta thấy độ bền còn lại của hỗn hợp chia làm 4 lần: Lần 1: Đạt cực đại lần thứ nhất tại 2000C do gel Silic mất nước. Lần 2: Đạt cực tiểu lần thứ nhất tại 5000C ÷ 6000C do quá trình chuyển biến thù hình của SiO2 làm nứt vỡ màng liên kết của chất dính (Thạch anh T.α.β 573α). Lần 3: Đạt cực trị lần thứ hai tại 8000C, độ bền sau nung đạt cực trị do Silicat Natri chảy ra và điền kín các vết nứt lập lại mối liên kết liên tục: Na2CO3 Na2O +CO2 Na2O +SiO2 Na2O.2SiO2 Na2CO3+ 2SiO2 Na2O.SiO2 + CO2 – 14,4Kcal Thực chất của quá trình biến đổi trên chính là quá trình tạo ra silicat natri từ SiO2 và NaCO3 được sinh ra trong quá trình đóng rắn thủy tinh lỏng. Nghĩa là số lượng thủy tinh lỏng đưa vào hỗn hợp và môđun của nó sẽ quyết định số lượng và mođun của silicat natri tạo ra sau này. Do vậy, %TTL và mô đun TTL là hai yếu tố quyết định độ bền còn lại sau nung nóng ở 8000C. Lần 4: Đạt cực tiểu lần thứ hai 80012000C,độ bền còn lại đạt cực tiểu do các tinh thể (SiO2) biến đổi thể tích lớn bị vỡ ra. Nó được xem như tạp chất lạ có tác dụng như các vết nứt bên trong tạo sự tập trung ứng xuất bên trong. Nếu độ bền còn lại càng cao thì tính phá dỡ càng kém. Do đó cần phải giảm độ bền còn lại. Hàm lượng nước thủy tinh càng cao thì độ bền còn lại khuôn ruột càng lớn, tính phá dỡ càng kém. Vì vậy người ta có xu hướng làm giảm lượng TTL nhưng vẫn phải đảm bảo độ bền cho hỗn hợp. Hiện nay ở các xưởng đúc ở nước ta đang dùng hỗn hợp cát + nước TTL đóng rắn bằng CO2 với hàm lượng TTL trong khoảng 7 - 10%. Để giảm độ bền còn lại, tăng tính phá dỡ cho hỗn hợp có thể dùng các chất phụ gia như bột than, nhựa phenol, dầu ma zut, mùn cưa. Trong quá trình thổi CO2 vào hỗn hợp cát - TTL sản phẩm tạo ra sau phản ứng là Na2CO3 và SiO2 Na2O.mSiO2nH2O + CO2 → Na2CO3 + m SiO2 +nH2O Nhưng nếu tiếp tục thổi CO2 thì sản phẩm tiếp theo là NaHCO3 do: H2O + CO2 → H2CO3 H2CO3 + Na2CO3 → 2NaHCO3. Lượng CO2 dư càng nhiều thì NaHCO3 sinh ra càng lớn. Na2CO3 kết tinh có 10 phần tử nước có tính kết dính mạnh đến nỗi cùng với gel của H2SiO3 quyết định độ bền cuối cùng của hỗn hợp. Còn NaHCO3 dễ bị phân hủy ngay ở nhiệt độ thường . NaHCO3 → H2O + Na2CO3 +CO2. Do có sự xuất hiện của NaHCO3 nên độ bền của khuôn ruột giảm và độ rã bề mặt của chúng tăng. Lượng CO2 lý thuyết không vượt quá (0,5%) trọng lượng của hỗn hợp. Nhưng thực tế ở nhiều xưởng đúc lượng CO2 dùng lênn tới 36%. Do đó gây lãng phí CO2 và làm ảnh hưởng tới chất lượng khuôn ruột. Để khắc phục nh ư ợc đi ểm tr ên, m ột trong nh ững bi ện ph áp hi ệu quả nhất và kinh tế đã được áp dụng ở nhiều nơi trên thế giới là công nghệ CO2 trong chân không. 1.2.2. Vật liệu dùng cho Hỗn hợp đóng rắn nguội trên cơ sở thuỷ tinh lỏng. Hỗn hợp ĐRN thuỷ tinh lỏng (Còn được gọi là hỗn hợp khô nhanh) gồm: Cát, TTL, Chất phụ gia (có thể không có), Chất đóng rắn - khí CO2. Tuỳ theo tỷ lệ giữa các thành phần trong hỗn hợp sẽ tạo ra các loại hỗn hợp có tính năng khác nhau. a) Thuỷ tinh lỏng: TTL là chất dính vô cơ không thuận nghịch, thuộc nhóm chất dính B-1. TTL là dung dịch nước của Silicat kiềm có công thức hoá học Me2O.mSiO2.nH2O. Tính chất của TTL và khả năng tham gia tương tác hoá lý của nó với các chất khác phụ thuộc vào tính chất của Silicat kiềm. Kim loại kiềm có thể là Na, K, Liti. Trong sản xuất đúc thường dùng silicat Natri vì nó rẻ, nhưng có độ bền thấp hơn, đặc biệt trong môi trường ẩm. Cấu trúc SilicatNatri Cấu trúc của Silicat Nattri rất phức tạp. Các lý thuyết cho rằng trong Silicat Natri dạng kính đều có những vùng cấu trúc cao phân tử nhỏ không có tính chu kỳ nhưng có trật tự riêng kiểu khung xương gần với cấu trúc tinh thể. Tuỳ thuộc vào mô đun mà Silicat Natri có cấu trúc mạng không gian hay cấu trúc mạch vòng. Cấu trúc của Silicat phụ thuộc vào tỷ số giữa ôxít kim loại hoặc kiềm với ôxít Silic, mà nó có thể có dạng mạch dài, mạch kép, mạch lưới vòng hay khối không gian vòng. Trong Silicat có hai kiểu liên kết là liên kết ion giữa Natri với ôxy và liên kết iôn cộng hoá trị giữa silic với ôxy. Nếu Silicat Natri giàu ôxít Natri, cấu trúc của nó gồm gốc kiềm hoặc gốc ôxít silic (Si-O-Si) xếp thành lớp được nối với nhau nhờ ôxit Natri. Trong trường hợp này tính chất của nó được quyết định bởi mối liên kết ion. Nếu Silicat Natri nghèo ôxy Natri cấu trúc của nó có dạng khung liên tục . Khi đó tính chất của nó được quyết định bởi mối liên kết ion cộng hoá trị. Hình 1.2. Đưa ra giản đồ trạng thái của hệ Na2O – SiO2, bảng 1.2. là các điểm thuộc giản đồ này. Từ giản đồ trạng thái và các điểm đặc trưng trong giản đồ cho thấy sự tồn tại của 3 loại Silicat là: 2Na2O. SiO2, Na2O.SiO2, Na2O. 2SiO2. Bảng 1.2 Các điểm đặc trưng trong giản đồ trạng thái Na2O-SiO2 Các điểm Pha rắn cân bằngvới pha lỏng Đặc tính của các điểm Thành phần % Nhiệt độ OC A Na2O Chất lỏng không phân huỷ 100 0 1391 B 2 Na2O. SiO2+ Na2O Chất lỏng có phân huỷ 59,3 40,7 1391 C Na2O .Si O2+ Na2O. SiO2 Cùng tinh 56,79 43,1 1293 D Na2O .SiO2 Chất lỏng không phân huỷ 50,9 49,1 1362 E Na2O .SiO2+ Na2O. 2SiO2 Cùng tinh 37,9 62,1 1119 F Na2O .2SiO2 Chất lỏng không phân huỷ 34,04 65,96 1147 G Quắc+ Na2O .2SiO2 Cùng tinh 26,1 73,9 1066 H Quăc+ Na2O.2SiO2 Cùng tinh giả 25,4 74,6 1055 M Quắc Tridimit Biến đổi thù hình 22 78 1143 L Dung dịch rắn của Quắc Cân bằng 3 pha 22 78 941 K Dung dịch rắn của Na2O .SiO2 trong Na2O. SiO2 Cân bằng 3 pha 22 78 1073 J Na2O.2 SiO2, Na2O.SiO2 Biến đổi thù hình 34,4 65,96 951 Hình 1.2. Giản đồ trạng thái Na2O - SiO2 Hình 1.3. Giản đồ 3 nguyên Na2O- SiO2- H2O -Vùng1: Hỗn hợp của Na2O và 2 Na2O.SiO2. -Vùng 2: 2Na2O.SiO2 tinh thể. -Vùng 3: Hỗn hợp của 2 Na2O.SiO2 và thuỷ tinh lỏng. -Vùng 4: Silicat Natri dạng kính. -Vùng 5: Silicat Natri ngậm nước. -Vùng 6: Silicat bị Hyđrat hoá. -Vùng 7: Rắn và lỏng . -Vùng 8: Chất lỏng nhớt. -Vùng 9: Thuỷ tinh lỏng thương mại. -Vùng 10: Dung dịch pha loãng. -Vùng11: Chất lỏng không ổn định. Cấu trúc của thủy tinh lỏng Silicat Natri hoà tan trong nước sẽ phân li thành các cation và anion phức của axit Sililic tạo ra dung dich nước Silicat natri . Hình 1.3. đưa ra giản đồ trạng thái ba nguyên Na2O – SiO2 – H2O. Từ giản đồ trạng thái này cho thấy không tồn tại TTL với mô đun quá cao hoặc quá thấp. Cấu trúc của TTL rất phức tạp. Trước kia nó được coi là hệ keo ưa dung môi gần đây có giả thiết cho rằng nó là dung dịch Polime vô cơ với các cation Na+ và OH+, anion OH ֿ, Silic. Kết quả nghiên cứu bằng quang phổ, độ chịu nén , tính dẫn điện cho thấy TTL là dung dịch thực. Tính chất của thủy tinh lỏng TTL có mầu vàng hoặc mầu trắng xanh. Các chỉ số cơ bản để đánh giá TTL là mô đun (M), tỷ trọng (), độ nhớt () mô đun là đại lượng vật lý đặc trưng cho thành phần hoá học của TTL. Do vậy biết được môđun và tỷ trọng là biết được thành phần cơ bản của TTL. Tính chất của hỗn hợp làm khuôn phụ thuộc nhiều vào thành phần hoá học của TTL tức là phụ thuộc vào môđun của nó. Tuỳ theo mô đun mà trong TTL có thể chứa những phần tử anion Sililic có kích thước khác nhau, do đó chúng có độ nhớt khác nhau. Môđun TTL càng cao các anion Sililic trùng hợp để tạo các phần tử kích thước càng lớn, dẫn tới dung dịch càng nhớt đến một nức nhất định chúng có thể trở thành dung dịch keo. Ví dụ: Tromg môi trường có độ PH > 13,6 và rất loãng monosilicat Na2O.SiO2.H2O có thể bền vững. Khi độ PH<13,6 các monosilicat sẽ trùng hợp tạo thành disilicat Na2O.2SiO2.H2O. Khi Ph < 10,9 các disilicat sẽ lại trùng hợp với nhau tạo nên những polysilicat có kích thước phân tử lớn hơn . - Mô đun: là tỷ số giữa số mol SiO2 với số mol Na2O trong dung dịch thực được xác định theo công thức (1.1). M=% SiO2/% Na2O*1,032 (1.1) Môđun TTL có ảnh hưởng lớn tới các tính chất cơ, hóa, lý của hỗn hợp. Chính vì thế trong sản xuất đòi hỏi môđun TTL phải chính xác. Muốn giảm mô đun TLL dùng NaOH. Khi cho NaOH vào TTL sẽ xảy ra phản ứng theo phương trình: Na2O.m.SiO2+n.NaOH=(1+n/2). Na2O.m. SiO2+n/2. H2O. Lượng Na2O liên kết với SiO2 được tăng lên làm giảm tỷ lệ SiO2/ Na2O do đó làm giảm mô đun TTL. Lượng NaOH khô bổ sung vào TTL được xác định theo công thức(1.2). X = (g/1kgTTL) (1.2) Ở đây: M là mođun cần chế tạo. % SiO2, % Na2O là hàm lượng của Na2O và SiO2 trong TTL ban đầu. Muốn tăng môđun dùng amonclorua. Khi cho amonclorua vào TTL sẽ xảy ra phản ứng sau: Na2O.m.SiO2 + 2NH4Cl → m.SiO2 + 2NaCl +2NH3 +H2O - Tỷ trọng TTL: Là một đại lượng vật lý có thứ nguyên là (kg/m3). không gây ảnh hưởng trực tiếp tới tính chất của TTL mà tác động thông qua độ nhớt. Mối quan hệ giữa môđun và tỷ trọng được xác định theo công thức (1.3): (%H2O/a)+(p/b)=1 (1.3) Trong đó: a=182-M b=(86,31-) c=4,447+2,183.M) p=1+c/(+) % H2O_Hàm lượng nước trong TTL a,b,c: Các hệ số phụ thuộc môđun TTL W0: Số mol nước trên số mol Silicat trong TTL. Xác định theo công thức (1.4). W0=% H2O(62+60*M):18*(100- H2O) (1.4) W1: Hệ số phụ thuộc môđun TTL: W1=1,349M+1,347 Muốn giảm tỷ trọng cần pha thêm nước. Lượng nước bổ xung phụ thuộc vào môđun và tỷ trọng của TTL. Tuy nhiên việc tính toán rất phức tạp, để đơn giản lượng nước đươc bổ xung được tính toán gần đúng theo công thức (1.5): W=(-)/(-1)(ml/100g TTL) (1.5) Trong đó: : Tỷ trọng cần giảm : Tỷ trọng TTL ban đầu. Muốn tăng tỷ trọng phải chưng nó trong các thiết bị đặc biệt để tránh tác dụng hóa học của khí CO2 trong không khí với silicatNatri. Thành phần hoá học của TTL dung trong sản xuất đúc ở MỸ,Liên Xô cũ theo bảng 1.3 và 1.4 . Bảng 1.3: Thành phần hoá học của TTL ở Mỹ M %SiO2 %Na2O %H2O B0 1.6 23.0 14.4 62.4 45.5 2.1 29.0 1 4.7 55.9 50.5 2.4 32.7 13.7 53.2 52.0 2.9 31.9 11.0 56.2 47.0 3.2 28.5 8.8 62.0 41.0 3.7 25.3 6.8 67.4 35.0 Bảng 1.4: Thành phần hoá học của TTL ở Liên Xô cũ Mác %SiO2 %Na2O % H2O (kg/) A 28.231.6 14.214.6 22.3 14801520 B 29.632.8 13.013.2 2.312.6 14701510 C 30.734.0 10.811.2 2.613.0 14701500 - Sử dụng TTL: Thủy tinh lỏng có ưu điểm rẻ, dễ sản xuất, không gâyđộc hại, không làm ô nhiễm môi trường. Trong sản xuất đúc, TTL đươc dùng để làm khuôn, ruột, làm khuôn vỏ gốm trong đúc mẫu chảy, chất dính cho vữa xây lò, đắp gầu rót. TTL có độ bền riêng cao và dễ phân bố đều lên bề mặt cát đúc. b) Cát thạch anh: Là sản phân hủy tự nhiên của đá bởi các tác động của thường xuyên của nắng, mưa, nhiệt độ,…cát tích tụ lại thành mỏ. Cát thạch anh được sử dụng nhiều trong các xưởng đúc. Đứng về mặt kỹ thuật và kinh tế, nó đều đáp ứng được các yêu cầu cơ bản: chịu nóng tốt, sẵn có nên khai thác dễ dàng vận chuyển nhanh chóng, giá thành thấp. Các hạt có kích thước và hình dáng nhất định nhưng đảm bảo độ bền cao. Cát thạch anh có nhược điểm là giãn nở nhiệt nhiều, sinh bụi silic. Thành phần của cát làm khuôn gồm có: Cát thạch anh: Thạch anh là hợp chất hoá học của ôxy và silíc, có công thức hoá học là SiO2. Hình 1.4. Ô cơ bản của cát thạch anh. Thạch anh là một dạng thù hình, tinh thể của SiO2 có dạng tứ diện, tâm là Si+4 bốn đỉnh là Oֿ2. Khối lượng riêng 2,52,8g/cm3, nhiệt độ nóng chảy là 17310C. Cát có mầu vàng nâu hay đen phụ thuộc vào ion kim loại hấp phụ trên bề mặt hạt cát. Nhiệt dung phụ thuộc vào nhiệt độ ở 5000C và 10000C. Độ dẫn điện phụ thuộc vào nhiệt độ và hướng truyền nhiệt. Cát thạch anh khi bị nung nóng có tính chuyển biến thù hình do thay đổi góc trong ô mạng và kèm theo là sự thay đổi thể tích theo sơ đồ sau: Sơ đồ chuyển biến thù hình của cát thạch ở 573 0C ở 870 0C ở 14700C ở 17130C quắc lỏng Tridimit Tridimi 583 0C 1170C q q tăng 0,02% T T tăng 0,2%. 1630C 8700C c c tăng3,7 % q T tăng 0,2 %. 14700C 17310C      T c tăng 16% q vô định hình tăng 15,4% 2.Fensfat: Có công thức hoá học MeO.Al2O3.6SiO2 (Tong đó Me=K,Na). Nhiệt độ nóng chảy 117015500C. Độ dãn nở nhiệt ở 10000C bằng 2,75%. Fensfat làm giảm tính chịu nhiệt . 3. Mica: Ở hai dạng : + Dạng Muskovis (K2O.Al2O3.6 SiO2.H2O). + Dạng Diotit (K2O.6(Mg,FeO).Al2O3..H2O). Mica có khối lượng riêng: 2,73,2(g/cm3), nhiệt độ nóng chảy 115014000C, độ giãn nở nhiệt ở 10000C bằng 1,55%. Mica làm xấu tính chịu nhiệt của cát . 4. Các ôxit sắt : Hematit: Fe2O3 có khối lượng riêng 55,3%g/cm3, nhiệt độ nóng chảy 15600C. Inmenhit: FeO.TiO2 có khối lượng riêng 4,72(g/cm3). Mannhehit: (Quặng sắt từ) FeO.Fe2O3 có khối lượng riêng 4,9 5,2g/cm3), nhiệt độ nóng chảy 15100C. Hydroxit sắt: n.Fe2O3..x..H2O làm giảm nh