phương pháp đúc kim loại là phương pháp truyền thống. nêu lên đầy đủ quá trình xảy ra và yêu cầu đối với khuôn đúc
MSE 441 Đúc kim loại Chương HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Casting Chapter2 Đúc phương pháp chế tạo chi tiết cách rót kim loại lỏng vào khuôn đúc Hình dáng hốc khuôn giống hệt hình dáng chi tiết cần chế tạo Kim loại đông đặc hình thành vật đúc Khuôn đúc khuôn đá, khuôn đất sét, khuôn cát, khuôn gốm, khuôn kim loại… HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 2.1 Structure of mold HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 2.2 Casting methods • Có thể phân chia công nghệ đúc thành nhóm sau: Đúc thông thường (quá trình rót đông đặc xảy tác dụng c tr ọng trường) đúc đặc biệt Đúc đặc biệt đặc biệt nguyên liệu, đặc biệt công nghệ đặc biệt cách rót trình đông đặc khác với trọng trường Đ úc đặc biệt lại chia làm loại công nghệ đặc biệt: HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 2.3 Đông đặc hình thành vật đúc Pouring temperature T Liquid cooling Freezing complete Freezing begins Freezing temperature Local solidification time Solid cooling Local solidification time Time Đường cong nguội kim loại HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Solidification Vật đúc có cấu trúc rõ rệt • Lớp vỏ cùng: hạt mịn tinh th ể trục định hướng ngẫu nhiên-tốc độ nguội cao tiếp xúc với thành khuôn – tốc độ tạo mầm phát triển mầm- hạt • Lớp kim loại có hạt hình trụ dạng nhánh cây, định hướng song song với hướng truyền • Vùng tâm vật đúc nguội chậm Các hạt thô HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 • Đông đặc hợp kim – Hệ số phân bố, C L = C (1 − f S ) k −1 C S = kC0 (1 − f S ) k −1 Solidification under equilibrium condition fS – tỉ phần đông đặc HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 – Vùng hai pha T A T B time Large mushy zone: porosity, shrinkage HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 – Chiều dày đông đặc (layer): ξ =k t k= 1,128.b2 ( Ttx − Tmt ) ρ1.L b2 = λ2 c2 ρ Ttx: Nhiệt độ tiếp xúc khuôn/ vật đúc Tmt: Nhiệt độ môi trường ρ1: Khối lượng riêng C1:Nhiệt dung riêng L : ẩn nhiệt kết tinh HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Die Casting Đúc áp lực cao: Rót kim loại lỏng vào xilanh buồng ép Piston đẩy kim loại vào khuôn với tốc độ lớn Duy trì áp lực thời gian thích hợp để kim loại đông đặc Khi kết tinh áp lực, tổ chức kim loại nhỏ mịn Bằng phương pháp này, đúc vật đúc mỏng khả điền đầy tốt rõ nét Kỹ thuật đúc áp lực cao triển khai rộng rãi công nghiệp ôtô, xe máy Những vấn đề công nghệ nhiệt độ rót khuôn, áp lực ép, cấu tạo khuôn, thời gian ép… • ) HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Cold Chamber High Pressure Casting HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Low-pressure Casting - Kim loại nấu chảy nồi đặt thùng kín Khuôn đúc thông với bể lỏng kim loại ống dẫn đặc biệt Khi cấp khí nén vào thùng kín, áp suất khí nén tác dụng lên bề mặt thoáng kim loại lỏng, đẩy kim loại dâng lên điền đầy khuôn đúc Áp xuất khí nén phải đủ lớn để thắng cột áp tĩnh kim loại lỏng từ mặt thoáng đến đỉnh khuôn trở lực dòng chảy ống dẫn khuôn Thời gian thổi khí nén phải tính toán xác cho dừng thổi khí nén, toàn kim loại lỏng ống rót phải chảy hết bể lỏng Sau lấy vật đúc khỏi khuôn, ống dẫn kim loại lỏng phải thông suốt cho chu kỳ đúc sau tiến hành thuận lợi HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 The advantages: • a good filling-ability for thin-walled and large area parts and a close structure for pressurized parts • a very high constant quality in the serial production and process safety will be realized • The overpressure during the casting procedure and the following adjustable holding time acts in opposition to the mould shrinkage by cooling down HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Centrifugal Casting: Đúc li tâm: Khuôn kim loại có lớp áo khuôn, quay với tốc độ xác định Rót kim loại lỏng vào khuôn quay, tác dụng lực li tâm, kim loại lỏng văng thành khuôn kết tinh lực li tâm Mặt khác, tốc độ chuyển động khác mà lớp kim loại chưa kết tinh trượt bề mặt kim loại kết tinh, làm gẫy vụn tinh thể nhánh hình thành, số tâm mầm hình thành nhiều nên tổ chức kim loại sít chặt HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Lực li tâm tác dụng lên vật thể quay: mv CF = r Where: m-mass (kg); V-peripheral speed (m/s); r-radius(m) Trong lượng vật quay: GF = m.g Where, g – acceleration due to gravity (m/s2) G tỉ lệ hai lực: lực CF mv v2 G= = = GF r.mg r.g (rω ) r ( 2πn ) 2π D.n = = = r.g g g ⇒ n = 0,705 G D Theo Thomson G=50-100 khuôn KL and G=25-50 khuôn cát vật đúc ddingj hình HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Lost Foam Casting • Mẫu hệ thống rót polystyrol (PS) bao phủ khối hỗn hợp làm khuôn khối cát rời có phận tạo chân không khuôn để liên kết hạt cát lại với Rót kim loại lỏng vào khuôn Kim loại lỏng đến đâu, mẫu bị tiêu huỷ đến tạo thành khí thoát Cuối cùng, kim loại lỏng thay th ế hoàn toàn mẫu • Khuôn phải có độ thông khí đủ lớn; Tốc độ rót phải hợp lí để kim loại lỏng điền đầy khuôn, đồng thời sản phẩm cháy phải thoát theo dòng chảy mà không lại vật đúc HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 Investment Casting • Đúc mẫu chảy: Mẫu parafin Sau bọc xung quanh mẫu lớp vỏ khuôn vật liệu chịu lửa Nung, phun luồng nóng nhúng khuôn nướ c sôi, parafin chả ểy đểểạ l i h ỗắ c khuôn Nung khuôn gỗắ m đểắ n nhiệt độ cao rỗề i rót kim lo ại lỏng vào khuôn, thu vật đúc • Công nghệ - vật đúc xác Vật đúc kích thước nhỏ - chùm để nâng cao hiệu suất sử dụng kim loại lỏng HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY ...MSE 441 Casting Chapter2 Đúc phương pháp chế tạo chi tiết cách rót kim loại lỏng vào khuôn đúc Hình dáng... UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 2.1 Structure of mold HANOI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY MSE 441 2.2 Casting methods • Có thể phân chia công nghệ đúc thành nhóm sau: Đúc thông thường (quá trình rót... ểng trướ c đông đặc giả ểm nhỏ ể tỗắ t Muốn nên rót kim loại nhiệt độ thấp Dùng phương pháp rheocasting vừa đúc vừa khuấy cho phép gi ảm nhiệt độ tới mức thấp nhất, hạn chế trình co HANOI UNIVERSITY