Ưu điểm:
Đúc trong khuôn kim loại là thuật ngữ chỉ một phương pháp sản xuất vật đúc bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn kim loại. Vật đúc đông đặc dưới tác dụng của trọng trường mà không chịu bất kỳ tác động nào khác. Đây là phương pháp rất phổ biến hiện nay do nó có các đặc điểm sau đây:
- Khuôn được sử dụng nhiều lần;
- Độ sạch và độ chính xác được nâng cao đáng kể. Điều này sẽ làm giảm khối lượng gia công cơ khí;
- Nâng cao độ bền cơ học của vật đúc, đặc biệt là độ bền ở lớp bề mặt tiếp giáp với khuôn kim loại.
- Nâng cao sản lượng hàng năm do giảm được kích thước đậu ngót và phế phẩm đúc.
- Nâng cao năng suất lao động.
- Tiết kiệm diện tích nhà xưởng do không cần chế tạo hỗn hợp làm khuôn và quá trình làm khuôn.
- Giảm giá thành sản phẩm.
- Dễ cơ khí và tự động hoá, điều kiện vệ sinh lao động tốt.
Nhược điểm:
Chế tạo khuôn kim loại phức tạp và đắt tiền; độ bền khuôn hạn chế khi đúc thép, khó đúc những vật thành mỏng và hình dáng phức tạp; vật đúc có ứng suất lớn do khuôn kim loại cản co mạnh; vật đúc gang dễ bị biến trắng; quy trình đúc phải chặt chẽ.
Tuy có những đặc điểm trên nhưng công nghệ đúc trong khuôn kim loại vẫn được sử dụng rộng rãi để đúc gang, hợp kim và kim loại màu trong sản xuất hàng loạt và loạt lớn bởi vì có những chi tiết không thể chế tạo được nếu không sử dụng khuôn kim loại, ví dụ các tấm lớn thân máy bay, các chi tiết nhỏ nhưng đòi hỏi độ bền cao trong động cơ.
Đúc phôi thép[sửa]
Thiết bị đúc khuôn thường được chia thành đúc trên và đúc dưới, đúc thép lắng và thép sôi.
- Đúc trên: Rót vào từ đầu thỏi.
- Đúc dưới:
- Ưu điểm: Rót vào ống từ các cống rót dâng lên từng thỏi từ phía dưới. Như vậy với đúc dưới, một lầm rót có thể rót được nhiều thỏi, năng suất và chất lượng bề mặt thỏi tốt hơn nhiều do mặt nước thép dâng lên bìh ổn không bắn toé như rót từ trên, khí, tạp chất và xỉ đều có điều kiện nổi lên trên tốt hơn, che chắn chống tái ô xy hoá cũng thuận tiện.
- Nhược điểm: Thiết bị trên đĩa đúc, ống rót trung tâm phức tạp hơn, tiên tốn thêm vật liệu chịu lửa và lượng thép ở ống rót và cống rót, giảm suất thu hồi kim loại.
- Thùng rót
Tác dụng của thùng rót hay còn gọi là thùng chứa ngoài tác dụng chứa đựng nước thép đến nơi đúc ra còn làm nhiệm vụ cuối cùng tiến thêm một bước nữa là khử ô xy, khử S, đồng đều nhiệt độ, thành phần nước thép, lắng nước thép một thời gian để khử khí, tạp chất và xỉ nổi lên tách ra khỏi nước thép, làm sạch cải thiện đáng kể lượng thép. Cũng chính lợi dụng thời gian nước thép lắng trong thùng dài hay ngắn, kích thước lỗ rót mà điều chỉnh nhiệt độ, tốc độ rót đúc hợp lý. Khi mà những năm gần đây phương pháp tinh luyện ngoài lò phát triển mạnh mẽ thì thùng rót kiêm luôn một thiết bị [lò luyện] quan trọng trong việc tinh luyện.
Khuôn đúc là thiết bị tạo hình cho nước thép đông đặc khi rót nước thép vào tạo thành thỏi thép. Trong sản xuất, khuôn đúc là phần hao tổn có tính thay đổi, có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng thép và là một chỉ tiêu hạch toán kinh tế. Cho nên thiết kế cần chính xác, sử dụng và duy tu bảo dưỡng chuẩn xác có ý nghĩa rất quan trọng.
Vật liệu làm khuôn thường sử dụng gang có tính dẫn nhiệt tốt, chắc chắn và rẻ. Do tính chất của việc đúc thép rất khắc nghiệt, đều kiện làm việc của khuôn thép mang tính chu kỳ: gia nhiệt, làm nguội, tức là giãn nở, co ngót nên khuôn đúc dễ bị hỏng bởi nứt hoặc chóc.
Tuổi thọ khuôn đúc phần lớn được quyết định bởi thành phần hoá học
Để nâng cao tính đúc cần duy trì một hàm lượng các bon tương đối cao: Thường khoảng 3,2 -4,0%, Si líc [Si] chọn theo yêu cầu của tổ chức: thường khoảng 1,2 - 2,2 %. Hiện tượng tróc khuôn tăng theo hàm lượng Si tăng, nhưng nứt thì ngược lại. "test"
Bài 16: Công nghệ chế tạo phôi – Câu 2 trang 81 SGK Công nghệ 11. Trình bày các bước cần thực hiện khi đúc trong khuôn cát.
Trình bày các bước cần thực hiện khi đúc trong khuôn cát.
Bước 1: Chuẩn bị vật liệu làm khuôn.
Bước 2: Tiến hành làm khuôn.
Bước 3: Chuẩn bị vật liệu nấu.
Bước 4: Nấu chảy và rót kim loại lỏng vào khuôn.
Đúc trong khuôn kim loại là qúa trình đúc cho kim loại, hợp kim lỏng kết tinh trong lòng khuôn làm bằng kim loại có độ dẫn nhiệt cao, tạo vật đúc có cơ tính tốt. Do đó đúc trong khuôn kim loại chủ yếu áp dụng cho sản xuất hàng loạt lớn. Kết cấu của khuôn kim loại Đúc dưới áp lực là qúa trình đúc kim loại và hợp kim lỏng kết tinh trong lòng khuôn bằng kim loại. Kim loại, hợp kim lỏng được rót vào khuôn dưới áp lực cao [60 100] at. Vật đúc tạo thành có mật độ kim loại cao, cơ tính tốt. Ưu điểm Nhược điểm Nguyên lý: buồng tạo áp lực nằm trong lòng kim loại lỏng.
1.2/ Đặc điểm
1.3/ Đặc điểm về kết cấu khuôn lõi
thống thông hơi.
khỏi vật đúc.2/ ĐÚC DƯỚI ÁP LỰC
2.1/ Khái niệm
2.1/ Đặc điểm
2.3/ Một số phương pháp đúc áp lực
2.3.1/ Đúc áp lực trong buồng ép nóng
Sơ đồ đúc áp lực trong buồng ép nóng
Đặc điểm: kim loại lỏng có nhiệt độ ổn định nên vật đúc đồng đều, năng suất cao. Tuy nhiên hệ thống piston ép và buồng tạo áp lực chóng mòn, nên ít dùng để đúc kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao
2.3.2/ Đúc áp lực trong buồng ép nguội
Nguyên lý: buồng ép cách ly với kim loại lỏng, mỗi lần đúc là một lần rót kim loại lỏng vào xilanh.
- Piston dưới
- Kim loại lỏng
- Xilanh
- Piston trên
- Đường dẫn kim loại lỏng vào khuôn
- Lòng khuôn
Sơ đồ đúc áp lực trong buồng ép nguội
Đặc điểm:So với đúc áp lực trong buồng ép nóng, đúc áp lực trong buồng ép nguội có thể dùng để đúc kim loại có tính chảy loảng thấp hơn , nhiệt độ nóng chảy cao hơn
3/ ĐÚC LY TÂM
3.1/ Khái niệm
Đúc ly tâm là qúa trình đúc kim loại, hợp kim lỏng kết tinh trong lòng khuôn bằng kim loại và khuôn được quay quanh trục. Quá trình tạo hình vật đúc nhờ lực ly tâm tác động vào kim loại lỏng.
3.2/ Đặc điểm
- Ưu điểm
- Vật đúc khi kết tinh tạo ra dạng hạt nhỏ nhờ lực ly tâm nên cơ tính cao.
- Có thể đúc các vật rỗng mà không cần làm lõi.
- Vật đúc có mật độ kim loại cao.
- Vật đúc sạch do tạp chất, xỉ và phi kim nhẹ có lực ly tâm bé không bị lẫn vào kim loại vật đúc.
- Không cần dùng hệ thống rót nên tiết kiệm được kim loại
- Có thể chế tạo các chi tiết có nhiều lớp kim loại khác nhau
- Nhược điểm
- Phần lõi của vật đúc chất lượng xấu do đó để lượng dư gia công lớn do đó khó nhận được đường kính trong chính xác
- Khi đúc ly tâm đứng tạo biên dạng phức tạp.
- Chủng loại sản phẩm không đa dạng, chủ yếu có dạng tròn xoay và rất khó thay đổi tiết diện.
- Khuôn cần phải cân bằng và kín
- Vật đúc dễ bị thien tích theo tiết diện ngang
3.3/ Các phương pháp đúc ly tâm
3.3.1/ Đúc ly tâm đứng
- Đúc ly tâm đứng là phương pháp đúc ly tâm mà trục quay của khuôn theo phương thẳng đứng
Sơ đồ nguyên lý đúc ly tâm đứng
- Đặc điểm:
- Tập trung xỉ ở đáy.
- Cơ tính vật đúc cao.
- Thành vật đúc có chiều dày thay đổi.
- Đúc ly tâm đứng không đúc được vật đúc có chiều cao quá lớn
3.3.1/ Đúc ly tâm nằm ngang
Đúc ly tâm nằm ngang là phương pháp đúc ly tâm mà trục quay của khuôn theo phương nằm ngang.
- Kim loại lỏng
- Khuôn đúc
- Hệ thống rót
Sơ đồ nguyên lý đúc ly tâm nằm ngang
Đặc điểm:
- Đúc được vật đúc có chiều dài lớn với thành có chiều dày không đổi.
- Lượng dư gia công không cần quá lớn.
- Bố trí hệ thống rót phức tạp.
- Khó đúc những hợp kim có tính chảy loảng thấp.
- Đúc ly tâm ngang không đúc được ống có đường kính quá nhỏ
4/ ĐÚC MẪU CHẢY
4.1/ Khái niệm
Đúc mẫu chảy là qúa trình đúc mà mẫu làm bằng vật liệu dễ chảy. Trong qúa trình làm khuôn không thực hiện việc rút mẫu mà sấy nóng khuôn cho mẫu tự chảy ra theo hình lòng khuôn.
Thành phần vật liệu dễ chảy: 70% nhựa thông + 20% sáp + 10% parafin hoặc 70% Stearin + 30% parafin.
4.2/ Phạm vi áp dụng
- Đúc các vật đúc có hình dạng rất phức tạp.
- Đúc các kim loại, hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp, tính chảy loảng cao.
4.3/ Phương pháp làm khuôn khi đúc mẫu chảy
- Làm mẫu và làm hệ thống rót.
- Gắn mẫu vào hệ thống rót.
- Sơn mẫu và hệ thống rót.
- Đặt hòm và đổ hỗn hợp làm khuôn.
- Sấy khuôn, đổ mẫu lỏng ra ngoài.
.Sơ đồ đúc trong khuôn mẫu chảy
5/ ĐÚC LIÊN TỤC
5.1/ Khái niệm
Đúc liên tục là qúa trình đúc mà kim loại lỏng khi rót vào khuôn thì khuôn được làm mát liên tục, vật đúc tạo thành kết tinh tới đâu lấy ra tới đó. Kim loại lỏng được rót liên tục vào khuôn.
5.2/ Đặc điểm
- Ưu điểm
- Tổ chức hạt của vật đúc rất nhỏ, cơ tính cao.
- Trong qúa trình rút vật đúc ra khỏi khuôn, tạo bề mặt vật đúc có độ bóng cao.
- Năng suất cao, dễ cơ khí hoá và tự động hoá.
- Do kim loại lỏng được bổ sung liên tục lên không cần hệ thống ngót.
- Nhược điểm
- Dễ tạo vết nứt do kết tinh quá nhanh [đặc biệt là với kim loại có tính co lớn].
- Không đúc được những vật thay đổi tiết diện theo chiều dài
- Áp dụng trong sản xuất hàng loạt và sản phẩm có hình dạng đơn giản.
5.3/ Các dạng sản phẩm
- Đúc ống.
- Đúc thỏi.
- Đúc tấm.
Sơ đồ công nghệ đúc ống liên tục:
- Khuôn đúc
- Rót kim loại lỏng vào khuôn
- Sản phẩm đúc
- Tấm đỡ sản phẩm
- Bàn kéo
Sơ đồ nguyên lý đúc ống liên tục
6. KIỂM TRA KHUYẾT TẬT VẬT ĐÚC
6.1. Các dạng khuyết tật vật đúc
- Lõm co.
- Rỗ co.
- Rỗ khí.
- Lẫn xỉ.
- Thiên tích.
- Tồn tại ứng suất dư.
- Cơ tính không đều.
- Biến trắng bề mặt [đúc gang]
6.2. Các phương pháp kiểm tra
- Kiểm tra bằng mắt: chỉ phát hiện khuyết tật tập trung ở mặt ngoài.
- Kiểm tra cơ tính: chủ yếu kiểm tra HRC.
- Kiểm tra thành phần hoá học.
- Kiểm tra khuyết tật bên trong:
- Phương pháp thẩm thấu.
- Phương pháp dùng tia Rơnghen.
- Phương pháp dùng tia gama
- Phương pháp dùng siêu âm.