Tài liệu đào tạo phương pháp đúc

Giới thiệu chung:I Tổng quan+ Khái niệm, đặc điểm phương pháp đúc+ Phân loại phương pháp đúc+ Một số phương pháp đúc điển hình+ Khuyết tật vật đúcII. Đúc áp lực+ Máy đúc áp lực+ Đặc trưng của sản phẩm đúc áp lực+ Vật liệu sử dụng trong đúc áp lực III. Đúc nhựa+ Phương pháp đúc ép+ Thiết bị, vật liệu và sản phẩm của đúc nhựa

NỘI DUNG:

GiỚI THIỆU CHUNG

CẤU THÀNH MÁY MÓC

Máy móc được cấu thành từ rất nhiều chi tiết

PHƯƠNG PHÁP ĐỂ TẠO RA

CHI TIẾT?

Có rất nhiều phương pháp để tạo ra chi tiết

Đúc

Tiện

Dập

Trước gia công

Sau gia công

Hàn

Mối hàn

Có khoảng 15000 chi tiết cấu thành chiếc ô tô

- Đúc ra đời từ rất lâu từ hàng ngàn năm trước công nguyên Từ xưa con người đã biết đúc những tượng phật, trống đồng…

Lịch sử phát triển:

+) Năm 3200BC: Con ếch đồng – Vật đúc cổ nhất tìm thấy ở Mesopotamia thuộc Irac ngày nay

+) Năm 800 – 700 B.C: Trung Quốc là nước đầu tiên đúc gang +) Năm 1313: Khẩu đại bác đầu tiên đúc ở Bỉ

+) Ngày nay: Ngày đúc phát triển thành nhiều phương pháp đúc khác nhau, sử dụng trong rất nhiều lĩnh vực.

Một số sản phẩm đúc:

1.1 Khái niệm, đặc điểm phương pháp đúc

Khái niệm: Là phương pháp chế tạo chi tiết bằng cách rót vật liệu nóng

chảy vào khuôn đúc.

- Phần lớn đúc thường thực hiện với vật liệu kim loại.

Ưu điểm:

+) Đúc được các vật liệu khác nhau, khối lượng vật đúc từ vài gam đến hàng trăm tấn.

+) Có thể đúc các vật có hình dáng phức tạp

+) Có thể đúc nhiều lớp kim loại khác nhau trong 1 vật đúc

+) Có khả năng tự động hóa

Đúc kim loại

Nhược điểm:

+) Tiêu tốn nhiều kim loại

+) Giá thành chế tạo khuôn đắt

+) Tỷ lệ phế phẩm cao, chất lượng kém ổn định

+) Chất lượng bề mặt không cao

Đặc điểm phương pháp đúc:

Chất lượng bề mặt kém

Tiêu tốn kim loại cho đậu rót, đậu ngót

Đậu ngót Đậu rót

Dựa vào khuôn đúc có các phương pháp đúc:

Sản phẩm đúc trong

khuôn cát

Sản phẩm đúc áp lực

Sản phẩm đúc ly tâm

1.3.1 Đúc trong khuôn cát

Khái niệm: Là phương pháp mà vật đúc được tạo hình trong khuôn cát

- Khuôn cát chỉ sử dụng 1 lần (sau khi đúc sẽ phá khuôn

Ưu điểm:

- Chi phí thấp

- Có thể đúc các chi tiết lớn, phức tạp mà các phương pháp đúc khác không thực hiện được

Ưu điểm:

- Độ chính xác thấp, chất lượng bề bặt kém

- Năng suất thấp, chất lượng vật đúc phụ thuộc nhiều vào người thợ

Ứng dụng:

- Chỉ phù hợp với sản xuất đơn chiếc

Ghép khuôn bị lệch

Bavia

Lỗi khi đúc

1.3 Một số phương pháp đúc điển hình

Lật Khuôn

Gạt bỏ cát thừa

Trạng thái khuôn

Lắp nửa hòm khuôn Tạo lớp cát áo để rút

mẫu

Tạo lớp cát đệm xung quanh mẫu Đầm cát

Ráp nửa khuôn còn lại

Định vị hệ thống rót kim loại lỏng

Tạo rãnh dẫn Lấy mẫu ra Lắp 2 nửa khuôn Rót KL lỏng vào khuôn

1.3.1 Đúc trong khuôn cát

Trình tự các bước tiến hành khi đúc trong khuôn cát:

1.3.2 Đúc trong khuôn kim loại (Đúc khuôn vĩnh cửu - Permanent casting )

- Do khuôn kim loại dùng được lâu và nhiều lần nên gọi là khuôn vĩnh cửu.

- Đúc được các vật lớn hơn so với đúc áp lực (khoảng 10 ~ 50 kg)

- Cơ tính của vật đúc tốt

- Chất lượng bề mặt và độ chính xác kích thước cao ( cấp 6-7)

- Khuôn có tuổi thọ cao, dùng được nhiều lần → Tiết kiệm vật liệu làm khuôn

- Không đúc được các vật quá phức tạp và khối lượng lớn

- Giá thành khuôn đắt

- Khuôn bằng kim loại nên không có tính lún → cản trở sự co ngót của kim loại

Ứng dụng:

- Dùng để đúc thép, gang, đồng

- Dùng trong sản xuất hàng khối với vật có kết cấu đơn giản Khuôn đúc kim loại

1.3 Một số phương pháp đúc điển hình

1.3.3 Đúc áp lực (die casting)

Khái niệm: là phương pháp mà vật liệu lỏng được điền đầy vào khuôn dưới tác dụng của một áp lực nhất định (P không thay đổi đến khi vật liệu hoá rắn)

- Khuôn dùng được nhiều lần (đúc nhôm có thể sử dụng từ

100000 ~ 250000 lần)

- Cơ tính của vật đúc cao

- Độ bóng, độ chính xác vật đúc cao

- Năng suất cao, có thể đạt 1000 ~ 3600 lần ép/giờ

- Đúc được những chi tiết có bề dày thành mỏng

- Chỉ đúc được các chi tiết có khối lượng nhỏ

- Giá thành khuôn cao

- Kích thước và khối lượng vật đúc bị hạn chế bởi cỡ của máy đúc

Ứng dụng:

-Thường dùng để đúc nhôm hoặc nhựa

- Ở Denso sử dụng công nghệ đúc áp lực để sản xuất linh liện AT module.

Sơ đồ và các bước đúc áp

lực

Sản phẩm công nghệ đúc áp lực

1.3.4 Đúc ly tâm

Khái niệm: Là phương pháp rót vật liệu lỏng vào lòng khuôn đang quay, nhờ lực ly tâm khi quay mà vật liệu lỏng phân bố đều lên thành khuôn và đông đặc lại

có ưu điểm:

- Tổ chức kim loại mịn, không có rỗ khí

- Tạo vật đúc rỗng mà không cần lõi

- Hao phí ít kim loại vào hệ thống rót

- Tạo được nhiều lớp kim loại trong cùng một vật đúc

- Thường chỉ dùng để đúc vật rỗng tròn xoay

- Dễ bị lẫn xỉ trong vật đúc

Ứng dụng:

- Đúc những vật rỗng tròn xoay như bạc lót, ống xéc măng…

- Đúc chi tiết có nhiều lớp kim loại khác nhau.

Sản phẩm của công nghệ

đúc ly tâm

Sơ đồ đúc ly tâm

Môi múc

KL nóng chảy

Thanh

cuộn trên

Vật đúc

Khuôn

Thanh

cuộn dưới

SP hoàn thành

Thùng rót

1.3 Một số phương pháp đúc điển hình

3 Rỗ khí

4 Nứt vật đúc

2 Vật đúc bị lệch

Bavia

1 Vật đúc bị bavia

2.1 Máy đúc áp lực

a Máy đúc buồng nóng

Đặc điểm: Buồng áp lực chìm trong dung dịch nóng chảy, do vậy mỗi lần đúc không mất thời gian đổ đầy vật liệu lỏng vào buồng áp lực nên tốc độ xản xuất nhanh

Ứng dụng: Sử dụng cho những hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp

Hợp kim sử dụng: HK kẽm, HK Magie, HK

chì, HK thiếc Tùy theo cấu tạo của buồng áp lực máy đúc chia thành 2 loại: Máy đúc buồng

nóng và máy đúc buồng lạnh

2.1 Máy đúc áp lực

b Máy đúc buồng lạnh

Đặc điểm: buồng áp lực không chìm trong dung dịch nóng chảy, mỗi chu kỳ ép dung dịch được rót vào buồng áp lực bằng máy cấp tự động hoặc bằng tay Do vậy tốc độ sản xuất chậm hơn

Ứng dụng: Sử dụng cho những hợp kim có nhiệt độ nóng chảy cao

Hợp kim sử dụng: HK nhôm, HK magie, HK đồng

2.2 Đặc trưng của sản phẩm đúc áp lực

 Kích thước chính xác: So với các phương pháp đúc khác thì kích thước chi tiết

của phương pháp đúc áp lực chính xác hơn

 Bề mặt vật đúc: nhẵn và đẹp

Độ nhám bề mặt các loại sản phẩm đúc

 Cấu trúc vật liệu của chi tiết đúc: Có cấu trúc mịn hơn do tốc độ làm nguội

nhanh → Cơ tính của vật liệu tăng

 Tính kinh tế: Thích hợp với sản xuất loạt lớn, hàng khối do chi phí khuôn và thiết bị cao

 Tiết kiệm chi phí gia công cắt gọt: sản phẩm đúc áp lực có độ chính xác cao nên giảm chi phí gia công sau khi đúc So với đúc trong khuôn cát nó giảm đến 90%

Đúc áp lực Đúc chính xác Đúc khuôn kim loại Đúc khuôn vỏ cứng Đúc khuôn cát

Phương pháp đúc

Độ nhám bề mặt đúc (μm)

* Yêu cầu đối với vật liệu trong đúc áp lưc:

- Có khoảng kết tinh hẹp

- Có tính chảy loãng tốt, không bám dính khuôn

* Một số vật liệu đúc áp lực:

- Nhôm (Al): Có khối lượng riêng nhỏ, ổn định về kích thước khi đúc những chi tiết phức tạp và có thành mỏng

- Kẽm (Zn): Là nhóm hợp kim dễ đúc nhất, có độ bền nén cao, chịu va đập tốt

- Vật liệu khác: Ngoài ra có một số hợp kim khác như đồng (Cu), magie (Mg)

Tỷ lệ các hợp

kim trong đúc

áp lực

- Hợp kim sử dụng trong đúc áp lực chủ yếu là hợp kim nhôm

- Một số loại hợp kim nhôm: Si, Al-Si-Cu, Al-Mg, Al-Si-Mg…

Kết luận:

Ảnh hưởng của các nguyên tố trong hợp kim nhôm như thế nào?

2.3 Vật liệu sử dụng trong đúc áp lực

* Ảnh hưởng của các nguyên tố trong hợp kim nhôm sử dụng trong đúc áp lực

Si - Nâng cao tính đúc của vật liệu

- Giảm tỷ lệ co - Tính cắt gọt không tốt

Cu -Tăng tính chịu nhiệt- Tính cắt gọt và tính mài tốt - Tính chịu ăn mòn thấp

Mg - Nâng cao cường độ bền, và tính chịu ăn mòn - Tính đúc không tốt, tăng tính giòn của vật liệu khi nhiệt độ cao

Fe - Chống bám dính vào khuôn

(lượng 0.8~1.0%)

- Giảm tính dẻo của vật liệu (là nguyên nhân gây biến cứng tại chỗ)

Tham khảo: Tài liệu Đúc- Elearning – Trang 19

- Là phương pháp đúc nhựa sử dụng rộng rãi nhất trong Denso

Đúc phun ép Mô phỏng quá trình đúc phun ép

* Quá trình đúc: Vật liệu đúc được cấp qua phễu và được pha trộn bởi việc quay của trục vít đồng thời đẩy về phía đầu vít dọc theo rãnh vít Trong quá trình này vật liệu được gia nhiệt nhờ

bộ gia nhiệt ở bên ngoài trục vít Vật liệu nóng chảy tập trung ở đầu mũi vít được phun vào

khuôn ở áp suất cao Giữ áp lực để vật điền đầy khuôn, sau đó làm mát khuôn để hóa cứng vật đúc và lấy sản phẩm ra

3.2 Thiết bị, vật liệu và sản phẩm của đúc nhựa

* Thiết bị: Máy đúc phun ép

Máy đúc phun ép

* Vật liệu đúc nhựa:

Hạt nhựa

* Sản phẩm của công nghệ đúc nhựa

molding