LỊCH SỬ NGHỀ ĐÚC potx

LỊCH SỬ NGHỀ ĐÚC Lịch sử 5000 năm của nghề đúc kim loại Hình 1: Nấu kim loại và đúc ở Ai Cập năm 1450 trước Công nguyên (bức tranh được khắc trong hầm mộ của kim tự tháp ở Thung lũng của những vì vua) Hình 2: Vật đúc bằng phương pháp mẫu chảy thời kỳ đồ đồng ở châu Âu Hình 3: Mũi giáo đúc, niên đại thời kỳ đồ đồng (900 đến 800 trước Công nguyên) Hình 4: Súng thần công thời kỳ Trung cổ Hình 5: Vỏ động cơ tàu thủy (diesel) Tạo mẫu 5000 BC Khuôn đúc bằng đá ở vùng Cận Đông 3000 BC Đúc bằng mẫu chảy ở vùng Cận Đông và Ấn Độ 1500 BC Ống be thay cho ống thổi ở Ai Cập Lò và Kỹ thuật nấu kim loại 3000 BC Lò nấu đồng ở Trung Quốc 1700 Than cốc thay thế cho củi dùng cho lò cao ở Anh 1865 Lò đứng ra đời 1879 Lò hồ quang (Werner v. Siemens) 1935 Lò cảm ứng Vật liệu đúc 5000 BC Vàng được gia công và đúc ở vùng Cận Đông 3000 BC Đúc đồng (Cu-As-Pb) ở Ấn độ 2700 BC Thời kỳ đồ đồng ở Châu Âu 1100 BC Thời kỳ đồ sắt ở châu Âu 500 BC Đúc gang ở Trung Quốc 1400 Đúc gang ở châu Âu Đúc súng thần công và đạn 1630 Bằng sáng chế đầu tiên của Anh về ủ gang 1800 Tìm ra các kim loại nhẹ (Ti 1791, Mg 1808, Al 1825) 1845 Đúc thép 1909 Đúc hợp kim Mg 1921 Al được sử dụng làm vật liệu đúc PHẦN I CÔNG NGHỆ ĐÚC Chương 1 KHÁI NIỆM VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐÚC 1.1. Phân loại các phương pháp đúc 1.1.1. Định nghĩa: Đúc là quá trình điền đầy kim loại ở thể lỏng vào lòng khuôn đúc có hình dạng và kích thước định sẵn. Kim loại đông đặc, ta được vật đúc khi dỡ khuôn. Nếu vật đúc được tiếp tục gia công bằng cắt gọt, áp lực ta gọi là phôi đúc. 1.1.2. Đặc điểm: - Đúc được nhiều vật liệu (nấu chảy được) khác nhau - Vật đúc có kết cấu phức tạp, khối lượng lớn - Sản phẩm chất lượng cao, kích thước chính xác, độ bóng bề mặt cao. Có thể cơ khí hóa và tự động hóa. (Đúc mẫu chảy, đúc liên tục ) - Giá thành hạ Khuyết điểm - Dễ bị các khuyết tật: rỗ co, rỗ khí, nứt, lẫn tạp chất - Đúc trong khuôn cát độ bóng thấp, độ chính xác thấp - Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót, 1.1.3. Phân loại các phương pháp đúc - Đúc trong khuôn cát - Đúc đặc biệt 9 Đúc trong khuôn kim loại; 9 Đúc li tâm; 9 Đúc liên tục; 9 Đúc chính xác: đúc trong khuôn vỏ mỏng, đúc mẫu chảy. 1.2. Sự kết tinh của kim loại vật đúc trong khuôn Quá trình kết tinh của kim loại đúc phụ thuộc vào các yếu tố: - Tính chất lý nhiệt và nhiệt độ rót của hợp kim đúc - Tính chất lý nhiệt của vật liệu khuôn - Công nghệ đúc Quá trình kết tinh gồm các giai đoạn: a. Giai đoạn điền đầy kim loại lỏng vào khuôn: tính từ lúc b ắt đầu rót kim loại nóng chảy vào khuôn cho đến khi kim loại lỏng điền đầy hệ thống rót và đậu ngót. b. Giai đoạn hạ nhiệt độ từ nhiệt độ rót đến nhiệt độ điểm lỏng: kim loại nóng chảy bắt đầu truyền nhiệt vào khuôn, hướng tản nhiệt luôn vuông góc với thành khuôn. Kim loại ở bên dưới lòng khuôn và phần kim loại tiếp xúc với lòng khuôn bắt đầu đ ông đặc. c. Giai đoạn kết tinh tính từ nhiệt độ điểm lỏng đến nhiệt độ điểm đặc (khoảng đông đặc): có hai cơ chế đông đặc: 9 Đông đặc theo lớp: Những kim loại nguyên chất, hợp kim cùng tinh hoặc khoảng kết tinh hẹp thường đông đặc theo lớp. 9 Đông đặc thể tích: những hợp kim có khoảng nhiệt độ kết tinh lớn thường xảy ra đông đặc thể tích. d. Giai đoạn nguội trong khuôn: được tính từ nhiệt độ điểm đặc trở xuống (khi kim loại đã đông đặc hoàn toàn) cho đến khi lấy vật đúc ra khỏi khuôn. e. Giai đoạn nguội ngoài khuôn: được tính từ lúc vật đúc được lấy ra khỏi khuôn. Thời điểm này tùy thuộc vào công nghệ đúc cũng như hợp kim đúc. 1.3. Tổ chức kim loại vật đúc Gồm 3 vùng: - Vỏ ngoài cùng có lớp hạt kim loại nhỏ, đẳng trục. - Vùng có cấu trúc nhánh cây - Vùng hạt to, đẳng hướng. Sự hình thành khuyết tật đúc: - Lõm co và rỗ co Lõm co hình thành do kim loại co thể tích khi đông đặc, nằm ở phía trên cùng của vật đúc, tại đó kim loại đông đặc sau cùng. Để khắc phục lõm co ta phải thiết kế đậu ngót để bổ sung thêm kim loại lỏng cho thể tích vật đúc. Rỗ co tương tự lõm co, nhưng phân bố trong vật đúc, kích thước to nhỏ khác nhau. Sự hình thành rỗ co, xốp co là do những nơi mà vật đúc có thể tích lớn, vì tốc độ nguội của vùng này nhỏ hơn xung quanh nên khi kim loại co không được bổ sung thêm. - Rỗ khí: do khí xâm nhập vào hợp kim lỏng khi nấu hoặc rót, hoặc các phản ứng sinh khí trong quá trình đúc - Thiên tích: là sự không đồng đều về thành phần hóa học, do kim loại kết tinh ở các giai đoạn khác nhau. - Nứt Đúng Sai - Cháy cát - Lệch khuôn Ö Các khuyết tật trên làm giảm tiết diện chịu lực, giảm cơ tính của vật đúc 1.4. Quá trình sản xuất đúc bằng khuôn cát và các bộ phận cơ bản của một khuôn đúc. Quá trình sản xuất đúc bao gồm: Thiết kế: bộ phận thiết kế quyết định công nghệ gia công chi tiết. Tạo mẫu đúc và hòm khuôn bằng gỗ hoặc nhựa Làm khuôn đúc [...]... đúc Đổ khuôn Tháo khuôn, làm sạch vật đúc, kiểm tra sản phẩm đúc Những bộ phận chính để đúc vật đúc trong khuôn cát Chi tiết Mẫu đúc Hộp lõi và lõi Nửa khuôn Hòm khuôn hai nửa và lõi Những nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng vật đúc Chất lượng vật đúc bao gồm các chỉ tiêu: Độ chính xác hình dạng và kích thước Độ nhẵn bóng mặt ngoài Chất lượng vật đúc tùy thuộc vào các yếu tố: Hợp kim đúc: Loại khuôn đúc. .. công ở những mặt phía trên của vật đúc bao giờ cũng lớn hơn Kích thước vật đúc: vật đúc càng lớn, lượng dư gia công càng lớn Độ chính xác đúc (đúc trong khuôn cát, khuôn kim loại; mẫu bằng gỗ, bằng nhựa hay bằng kim loại) Dạng sản xuất (đơn chiếc, hàng loạt ) Kim loại vật đúc: vật đúc bằng thép có lượng dư gia công lớn hơn vật đúc gang và lượng dư gia công của vật đúc bằng kim loại nhẹ ít hơn nữa Sai... khuôn để tạo ra mặt ngoài của vật cần đúc Do vậy mẫu có hình dạng giống như vật cần đúc, tuy nhiên kích thước của mẫu sẽ lớn hơn kích thước của vật cần đúc (dung sai đúc) tùy thuộc vào công nghệ đúc (đúc khuôn cát, khuôn kim loại, mẫu chảy ), hợp kim đúc (do mỗi loại hợp kim có độ co đúc khác nhau) và phần tai mẫu để tạo vị trí gác gối lõi Bản vẽ mẫu: Căn cứ vào bản vẽ đúc để thành lập bản vẽ mẫu Những... loại Chương 3: THIẾT KẾ ĐÚC Thiết kế đúc là khâu quan trọng trong quá trình sản xuất vật đúc, ta căn cứ vào các yếu tố sau: Loại hợp kim đúc Yêu cầu kỹ thuật của chi tiết máy (độ chính xác, độ bóng bề mặt ), thậm chí là vị trí của chi tiết trong kết cấu của cụm máy, trong cấu tạo tổng thể của máy Hình dạng kích thước kết cấu và khối lượng vật đúc Dạng sản xuất 3.1 Thành lập bản vẽ đúc 3.1.1 Phân tích kết... dưới) Mặt phân khuôn xác định vị trí vật đúc trong khuôn Ký hiệu: bằng gạch xanh, mũi tên T chỉ phần vật đúc thuộc khuôn trên, còn D thuộc về khuôn dưới T D Chọn mặt phân khuôn dựa vào công nghệ làm khuôn (rút mẫu, sửa chữa lòng khuôn, định vị lõi, lắp các nửa khuôn): Mặt phân khuôn đi qua tiết diện lớn nhất để tiện cho việc rút mẫu Lòng khuôn nông (cạn) để dễ sửa lòng khuôn, dễ điền đầy kim loại, dòng... dốc rút mẫu gọi là độ dốc đúc Chiều cao mẫu ≤ 30 30 ÷ 80 80 ÷ 180 180 ÷ 250 250 ÷ 1000 1000 ÷ 4000 Độ dốc rút mẫu (góc thoát khuôn) mm 1 ÷ 1,5 2 ÷ 2,5 2,5 ÷ 3 3÷4 Thêm 1mm mỗi 250mm Thêm 2mm mỗi 1000 Độ côn trên chiều dài mẫu theo tiêu chuẩn EN 12890 Chiều cao mẫu (mm) ≤ 70 ≥ 70 Độ dốc rút mẫu (°) 5° 3° c Góc đúc: là góc tiếp giáp giữa hai bề mặt giao nhau của vật đúc Góc đúc hợp lý sẽ đảm bảo cho... rút mẫu và vật đúc không bị nứt khi đông đặc trong khuôn Góc đúc cũng giúp cho mẫu nâng cao độ bền, dễ rút mẫu Đúng Sai, lớn hơn R (bán kính góc lượn) Trị số bán kính lượn ngoài R và bán kính lượn trong r có thể xác định theo công thức kinh nghiệm hoặc tra bảng 1 1 a+b Góc trong: r = ( ÷ ) 3 5 2 Góc ngoài: R = r + b Trong đó: a, b là chiều dày thành vật đúc giao nhau (a>b) d Dung sai vật đúc: là sai số... = ( ÷ ) 3 5 2 Góc ngoài: R = r + b Trong đó: a, b là chiều dày thành vật đúc giao nhau (a>b) d Dung sai vật đúc: là sai số của kích thước vật đúc cho phép so với kích thước danh nghĩa Dung sai của vật đúc phụ thuộc vào các yếu tố: phương pháp đúc, loại khuôn đúc, loại mẫu, hộp lõi Kích thước danh nghĩa Từ Đến 30 30 50 50 80 80 120 120 180 180 250 250 315 315 400 400 500 500 630 630 800 800 1000 1000... cần đặt lõi mà đúc liền (sản xuất đơn chiếc d ≤ 50 mm, sản xuất hàng loạt d ≤ 30, sản xuất hàng khối d ≤ 20 có thể đúc liền, sau khi đúc sẽ tạo lỗ bằng gia công cắt gọt) Các bậc dày hơn 25mm và các rãnh có chiều sâu lớn hơn 6mm trên các vật đúc nhỏ và vừa đều được tạo nên ngay từ khi đúc Những lỗ không qua gia công cắt gọt cần phải đặt lõi dù kích thước lỗ nhỏ Số lượng lõi càng ít càng tốt Có thể thay... vật đúc a Lượng dư gia công cắt gọt: là phần kim loại dôi ra (dư ra) dùng cho các nguyên công gia công cắt gọt để đạt được độ bóng và độ chính xác yêu cầu Ký hiệu lượng dư gia công bề mặt vật đúc theo tiêu chuẩn DIN ISO 1302 Những bề mặt không ghi độ bóng (không cần phải gia công sau đúc) sẽ không xác định lượng dư Lượng dư gia công phụ thuộc vào các yếu tố sau: Vị trí bề mặt cần gia công của vật đúc . LỊCH SỬ NGHỀ ĐÚC Lịch sử 5000 năm của nghề đúc kim loại Hình 1: Nấu kim loại và đúc ở Ai Cập. phương pháp đúc - Đúc trong khuôn cát - Đúc đặc biệt 9 Đúc trong khuôn kim loại; 9 Đúc li tâm; 9 Đúc liên tục; 9 Đúc chính xác: đúc trong khuôn