đúc mẩu cát và cơ sở lý thuyết gia công kim loại bằng áp lực

BỘ CƠNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CƠNG NGHỆ NHIỆT LẠNH TIỂU LUẬN CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CƠNG CƠ KHÍ Đề tài: ĐÚC MẨU CÁT VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC PHẦN I PHƯƠNG PHÁP ĐÚC BẰNG KHN CÁT : Phương pháp tạo hình cách đúc khn cát phương háp xuất từ lâu, ngày nay, cơng nghệ chiếm vị trí quan trọng kỹ nghệ đúc Khoảng 90% sản lượng vật đúc giới sản xuất khn cát, phần lại khn kim loại dạng đúc đặc biệt khác Khn cát sử dụng nhiều dễ chế tạo, rẻ, vốn đầu tư Hơn nữa, phương pháp đúc khn cát dùng để đúc vật nhỏ từ 10g vật lớn có khối lượng hàng trăm tấn, dùng đúc hợp kim như: thép, gang, đồng, hợp kim nhơm, hợp kim niken, magie… PHẦN I PHƯƠNG PHÁP ĐÚC BẰNG KHN CÁT : I.1 Q trình sản xuất đúc khn cát Q trình sản xuất đúc mà điển hình đúc khn cát diễn theo sơ đồ hình sau PHẦN I PHƯƠNG PHÁP ĐÚC BẰNG KHN CÁT : 1) Hỗn hợp làm khn lõi Hỗn hợp làm khn (cát khn), hỗn hợp làm lõi(cát lõi) gồm: cát, đất sét, chất dính kết, chất phụ, nước… - Loại hỗn hợp cũ(cát cũ): dùng để làm khn nhiều lần - Loại hỗn hợp mới(cát mới): phối trộn - Hỗn hợp làm khn làm lõi ảnh hưởng lớn đến chất lượng vật đúc 2) u cầu hỗn hợp làm khn làm lõi Độ dẻo Độ bền Tính lún Tính thơng khí Độ bền nhiệt Độ ẩm Độ bền lâu PHẦN I PHƯƠNG PHÁP ĐÚC BẰNG KHN CÁT : Các vật liệu làm khn làm lõi - Cát: Thành phần chủ yếu SiO , gọi thạch anh, ngồi có lẫn sét tạp chất Al O , Fe O 2 3 - Đất sét: Thành phần chủ yếu sét cao lanh mAl O , nSiO H O, ngồi số tạp chất khác CaCO , Fe O , Na CO 2 3 - Chất dính kết: chất đưa vào hỗn hợp để tăng độ dỏe độ bền hỗn hợp * u cầu chất dính kết: •Khi trộn vào hỗn hợp phải phân bố •Khơng dính hỗn hợp vào mẫu, vào lõi •Khơ nhanh sấy khơng sinh khí nhiều rót khn •Tăng độ dẻo, độ bền, tính bền nhiệt cho khn •Dễ phá khn, lõi •Rẻ, dễ kiễm khơng độc hại PHẦN I PHƯƠNG PHÁP ĐÚC BẰNG KHN CÁT : ( nguồn: www.meslab.org ) Hình 1: Lắp nửa hòm khn PHẦN I PHƯƠNG PHÁP ĐÚC BẰNG KHN CÁT : ( nguồn: www.meslab.org ) Hình 2: Tạo lớp cát áo để dễ rút mẫu PHẦN I PHƯƠNG PHÁP ĐÚC BẰNG KHN CÁT : ( nguồn: www.meslab.org ) Hình 3: Tạo lớp cát đệm xung quanh mẫu (đây lớp hỗn hợp làm khn với cát có độ mịn cao để dễ in hình vật đúc) PHẦN I PHƯƠNG PHÁP ĐÚC BẰNG KHN CÁT : ( nguồn: www.meslab.org ) Hình 4: Đầm cát PHẦN I PHƯƠNG PHÁP ĐÚC BẰNG KHN CÁT : ( nguồn: www.meslab.org ) Hình 5: Gạt bỏ phần cát thừa PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC II – ĐẶC ĐIỂM Gia công áp lực phương pháp gia công tiên tiến, có suất cao, tiêu phí nguồn nguyên liệu không vứt bỏ nguyên liệu thừa nên có tên phương pháp gia công không phoi *So với đúc, chế tạo phôi rèn dập có ưu điểm sau: - Biến dạng kim loại thể rắn có khả khử khuyết tật đúc rỗ khí, rỗ co làm cho tổ chức kim loại mòn chặt, tính sản phẩm cao - Có khả biến tổ chức hạt kim loại thành tổ chức thớ, có khả tạo tổ chức thớ uốn, xoắn khác làm tăng tính sản phẩm - Chất lượng lý lớp bề mặt sản phẩm tốt, độ bóng, độ xác chi tiết rèn dập cao chi tiết đúc - Dễ khí hóa tự động hóa, gia công có suất cao nên giá thành hạ PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC II – ĐẶC ĐIỂM * Tuy nhiên so với đúc rèn dập có hạn chế sau: - Không gia công chi tiết phức tạp đúc - Không rèn dập chi tiết lớn Với chi tiết lớn ( trục tuốc bin ) người ta kết hợp rèn hàn để tạo phôi - Các hợp kim sử dụng rèn dập hạn chế so với đúc, không rèn dập kim loại dòn * So với gia công cắt gọt, rèn dập có đặc điểm sau: - Năng suất cao, phế liệu ít, tiết kiệm nguyên vật liệu nên giá thành hạ - Có khả tạo tổ chức thớ tăng tính chòu lực cho sản phẩm, gia công cắt gọt cắt đứt thớ, làm tính liên tục thớ, làm giảm khả chòu lực sản phẩm - Độ xác độ bóng bề mặt sản phẩm rèn dập thấp sản phẩm gia công cắt gọt, vật liệu hạn chế PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC II – ĐẶC ĐIỂM Rèn dập phương pháp để chế tạo phôi cho gia công cắt gọt, chi tiết quan trọng cần chòu lực lớn thường phải qua rèn dập Ngành rèn dập thiếu công nghiệp khí, ngày phát triển mạnh theo hướng: - Nâng cao độ xác độ bóng sản phẩm nhằm đạt tới không cần qua gia công khí - Ứng dụng phương pháp công nghệ tiên tiến để mở rộng khả gia công nâng cao chất lượng sản phẩm - Chế tạo thiết bò có công suất lớn để gia công chi tiết có khối lượng kích thước lớn - Cơ khí hóa tự động hóa trình sản xuất để nâng cao suất lao động, hạ giá thành sản phẩm PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC III – PHÂN LOAI: Các phương pháp gia công kim loại áp lực có cán, kéo, ép, rèn tự do, rèn khuôn, dập tấm, miết, gò Ở trạng thái nguội người ta thường dùng phương pháp kéo dây , dập tấm, dập nguội thể tích, cán nguội, miết, gò kim loại mềm Đối với thép với sản phẩm có khối lượng lớn hay chiều dày lớn thường dùng cán nóng, rèn khuôn, rèn tự do, ép chảy Cán: phương pháp biến dạng kim loại hai trục quay máy cán, phôi biến dạng di chuyển nhờ quay liên tục trục cán ma sát trục cán với phôi PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC III – PHÂN LOẠI: Kéo: kéo dài phôi qua khuôn kéo, lỗ khuôn có hình dáng kích thước nhỏ tiết diện phôi (hình 2-1b) Kéo có đặc điểm bề mặt sản phẩm nhẵn bóng, độ xác cao Kéo có kéo dây, kéo ống ,kéo thỏi với chiều dài không hạn chế Ép: phương pháp chế tạo thỏi ống thường kim loại màu hợp kim chúng Kim loại sau nung cho vào khuôn ép, tác dụng chày ép kim loại chui qua lỗ khuôn ép có hình dạng kích thước chi tiết cần chế tạo PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC III – PHÂN LOẠI: Rèn tự do: phương pháp biến dạng kim loại tác dụng lực đập đầu búa lực ép máy ép.Vì không dùng khuôn nên kim loại biến dạng không bò hạn chế lòng khuôn Rèn khuôn hay dập nóng thể tích: phương pháp biến dạng kim loại lòng khuôn có kích thước hình dạng chi tiết cần chế tạo (dưới tác dụng lực đầu búa hay đầu máy ép) Rèn tự hường dùng để sản xuất đơn chiếc, dùng sửa chữa rèn khuôn thường dùng cho sản xuất hàng loạt PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC III – PHÂN LOẠI: Dập tấm: phương pháp chế tạo chi tiết từ phôi có dạng (hình 2-1g) Dập thực trạng thái nóng nguội dạng nguội thông dụng nên thường gọi dập nguội Miết hay gọi tiện dựng: phương pháp chế tạo chi tiết có dạng hình tròn xoay từ kim loại mỏng Miết dùng thay phương pháp dập mà sau dập phải tóp miệng, viền mép, uốn vành … Miết phương pháp bán khí phải dùng lực biến dạng lực tay vừa lực máy vừa lực tay PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC III – PHÂN LOẠI: Gò: làphương pháp biến dạng nguội kim loại chủ yếu dạng quy trình biến dạng dẻo để tạo hình dạng mong muốn, sau sử dụng loại mối ghép tháo không tháo (hàn, tán đinh, ghép mí…) để kết nối phận thành sản phẩm hoàn chỉnh Gò có suất thấp nên dùng sản xuất nhỏ, sửa chữa, ưu điểm gò chế tạo sản phẩm có hình dáng phức tạp Trong ngành sửa chữa ôtô, nghề làm đồng kết hợp công nghệ gò công nghệ hàn Các công nghệ cán, kéo dây, ép ống, ép thỏi thường sử dụng nhà máy liên hợp luyện kim, công nghệ rèn tự do, rèn khuôn, dập nguội thường dùng nhà máy khí Số lượng chi tiết máy gia công phương pháp rèn dập ngành chế tạo ôtô đại chiếm 85%, ngành chế tạo radio, tivi, máy móc điện tử chiếm 80%, ngành chế tạo đồ dùng gia đình chiếm 100% PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC IV- CÁC HÌNH THỨC GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC Gia công nóng: Là hình thức gia công áp lực thực nhiệt độ lớn nhiệt độ kết tinh lại Tg.c nóng > TKTL [ thực tế T g.c nóng = (0,7 ÷ 0.9)Tchảy] Tg.c nóng : Nhiệt độ gia công nóng TKTL : Nhiệt độ kết tinh lại Tchảy : Nhiệt độ nóng chảy Trong thực tế gia công nóng, nhiệt độ kết thúc gia công lấy cao nhiệt độ kết tinh lại lý thuyết để trình kết tinh lại xảy hoàn toàn PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC IV- CÁC HÌNH THỨC GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC Gia công nóng: PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC IV- CÁC HÌNH THỨC GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC Gia công nóng: * Gia công nóng có ưu điểm sau: - Do tính dẻo luôn phục hồi trình biến dạng nên biến dạng kim loại với lượng lớn lần nung (có thể lớn 1000%) - Do kim loại trạng thái dẻo cao nên lực gia công bé, dễ gia công Nhiều kim loại nhiệt độ thường khó gia công, dễ gia công trạng thái nóng Zn, W… - Trong trình gia công vết nứt, rỗ bên hàn lại, mật độ kim loại tăng, tính tăng - Gia công nóng có kèm theo trình hồi phục kết tinh lại nên sau gia công kim loại hồi phục tính dẻo, không bò biến cứng, phục hồi lý hóa tính Sau gia công nóng tính dẻo kim loại phục hồi, nên thuận lợi cho gia công cắt gọt tiếp tục PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC IV- CÁC HÌNH THỨC GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC Gia công nóng: *Nhược điểm gia công nóng là: - Tốn lượng để nung nóng kim loại - Ở trạng thái nóng khó gia công chi tiết nhỏ mỏng (có đường kính chiều dày < mm) dễ cháy hỏng Khi nung nhiệt độ cao dễ bò ôxy hóa bề mặt tạo nên lớp vảy ôxýt làm cho độ bóng, độ xác gia công thấp, chất lượng lớp bề mặt vật gia công Sự ôxy hóa nung bò cháy bề mặt kim loại làm cho vật gia công bò hao hụt kích thước Sau gia công , kim loại co lại nên độ xác kích thước không cao Ngoài gia công nóng thép, lớp bon bề mặt dễ bò cháy hao khuếch tán bên ngoài, làm cho thành phần C lớp giảm đi, độ bền độ cứng lớp mặt sản phẩm - Khi gia công trạng thái nóng, ngừng gia công nhiệt độ cao, tốc độ làm nguội vật gia công lớn dễ gây biến dạng, cong vênh nứt nẻ - Một số kim loại hợp kim có tính dòn nóng khó gia công nhiệt độ cao Ví dụ: Thép có chứa nhiều S bò dòn nóng, dễ nứt gia công nóng PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC IV- CÁC HÌNH THỨC GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC Gia công nguội: Gia công nguội hình thức gia công áp lực nhiệt độ mà không xảy trình kết tinh lại Tg.c nguội < TKTL Sau biến dạng nguội tổ chức kim loại thường có dạng thớ, tính chất kim loại mang tính có hướng nghóa tính chất khác theo hướng khác Phương pháp gia công nguội thường dùng để gia công mỏng, kéo dây, kéo ống *Đặc điểm gia công nguội: - Gia công nguội đạt độ xác, độ bóng chất lượng bề mặt cao gia công nóng - Gia công nguội kim loại không bò ôxy hóa, không bò cháy nên không hao phí kim loại, vật gia công không bò hao hụt kích thước PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC IV- CÁC HÌNH THỨC GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC Gia công nguội: *Đặc điểm gia công nguội: - Gia công thép mặt không bò thoát cácbon, tổ chức dễ bò vỡ vụn, hạt nhỏ nên tính tốt - Gia công nguội, kim loại dễ bò biến cứng, tính dẻo giảm, trở lực biến dạng tăng nên tốn lực công biến dạng Nếu mức độ biến dạng tăng biến cứng nhiều, tiếp tục gia công vật gia công dễ bi nứt nẻ Muốn phục hồi tính dẻo cần phải nung nóng (cần phải mang ủ) Bài thuyết trình kết thúc Cảm ơn thầy bạn theo dõi ! ... PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC I - KHÁI NIỆM VỀ GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC : Gia công kim loại áp lực phương pháp gia công dùng ngoại lực tác dụng lên kim loại rắn nhiệt... để trình kết tinh lại xảy hoàn toàn PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC IV- CÁC HÌNH THỨC GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC Gia công nóng: ... chiếm 100% PHẦN II CỞ SỞ LÝ THUYẾT GIA CƠNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC IV- CÁC HÌNH THỨC GIA CÔNG KIM LOẠI BẰNG ÁP LỰC Gia công nóng: Là hình thức gia công áp lực thực nhiệt độ lớn nhiệt độ kết tinh lại