gia cong kim loai bang nhiet

chơng đúc kim loại 1.1 Thực chất, đặc điểm ứng dụng sản xuất đúc 1.1.1 Thực chất trình đúc: Đúc kim loại phơng pháp chế tạo chi tiết cách rót kim loại lỏng vào khuôn (có hình dạng, kích thớc đợc định hình trớc theo yêu cầu), sau kết tinh ta đợc vật đúc 1.1.2 Ưu nhợc điểm a Ưu đIểm: Phơng pháp đúc chế tạo sản phẩm từ loại vật liệu khác : kim loại đen (gang, thép, kim loại màu: nhôm, đồng, đúc vật liệu phi kim loại : đúc tợng từ thạch cao, xi măng, Vật đúc từ vài gam đến hàng nh thân máy búa, bệ máy, Vật đúc có hình dạng, kết cấu phức tạp nh thân máy công cụ, vỏ động v.v mà phơng pháp khác khó gia công không chế tạo đợc (ví dụ : vỏ động cơ, bệ máy, thân máy ) Có thể đúc đợc nhiều lớp kim loại khác vật đúc Giá thành chế tạo vật đúc rẻ vốn đầu t ít, tính chất sản xuất linh hoạt, suất tơng đối cao Có khả khí hoá tự động hoá Đúc đợc sử dụng việc chế tạo sản phẩm mang tính nghệ thuật, trang trí: chân ốp trụ điện, chuông nhà thờ, đúc tợng đài b Nhợc điểm : Độ xác hình dáng, kích thớc độ bóng không cao (có thể đạt cao đúc đặc biệt nh đúc áp lực) Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót, đậu Tốn kim loại chiều dày thành vật đúc lớn so với rèn hàn Dễ gây khuyết tật nh: thiếu hụt, rỗ khí, ngậm xỷ, thiên tích, cháy cát v.v Điều kiện làm việc nặng nhọc, Khi đúc khuôn cát thờng có suất không cao Kiểm tra khuyết tật bên vật đúc khó khăn, đòi hỏi thiết bị đại 1.1.3 Phân loại phơng pháp đúc : a Đúc khuôn cát : Phân loại theo loại mẫu : Đúc mẫu gỗ, mẫu kim loại, dỡng quay, mẫu nhựa, Phân loại theo vật liệu làm khuôn : Hổn hợp cát - sét , hỗn hợp cát xi măng, hỗn hợp làm khuôn với nớc thuỷ tinh Khuôn gạch sa mốt (khuôn đúc lần khuôn bán vĩnh cửu) b Các phơng pháp đúc đặc biệt : Đúc khuôn kim loại, đúc dới áp lực, đúc li tâm, đúc khuôn mẫu chảy, đúc khuôn vỏ mỏng, đúc liên tục v.v Tuỳ theo dạng sản xuất mà có phơng pháp phù hợp nhng nhìn chung phơng pháp đúc khuôn cát phổ biến 1.1.4 ứng dụng : Đúc đợc ứng dụng rộng rãi thực tế để: Sản xuất hàng tiêu dùng : soong, chảo, thìa Chế tạo chi tiết máy : nh thân máy búa hơi, thân máy tiện, vỏ hộp giảm tốc, vỏ môtơ, ghi l,ò Piston, Xylanh, bánh răng, bánh đà, bánh lái, Chế tạo hàng mỹ thuật, mỹ nghệ, Hình 1- Các phôi thép thỏi sau đúc liên tục Hình 1- ảnh động General motor mẫu đúc 1.2 Đúc khuôn cát 1.2.1 Sơ đồ qúa trình công nghệ chế tạo vật đúc Bộ phận Bộ phận kỹ kỹ thuật thuật Nấu chảy Kim loại Chế tạo mẫu hộp lõi Pha chế hỗn hợp làm khuôn Pha chế hỗn hợp làm lõi Làm khuôn Làm lõi S khuôn S lõi Láp ráp khuôn lõi Đè khuôn - Rót kim loại lỏng vào khuôn Hồi liệu Tháo dỡ khuôn, lõi Làm vật đúc Vật đúc hỏng đem nấu lại Kiểm tra chất lợng vật đúc Vật đúc Hình 1- Sơ đồ trình công nghệ chế tạo vật đúc c/ a/ b/ g/ f/ e/ d/ h/ i/ Hình 1- Quá trình chế tạo vật đúc dạng ồng đầu nối chạc ba a/ Chi tiết ; b/ Bản vẽ vật đúc; C/ Mặt cắt vật đúc d/Mộu vật đúc; e/ hộp lõi; f/ Hòm khuôn; g Lõi; h/ Khuôn; i / Vật đúc 1.2.2 Các phận khuôn đúc cát Khuôn đúc Là hệ thống phận tạo lỗ rỗng ( gọi lòng khuôn ) để rót kim loại lỏng vào điều đầy, đông đặc tạo nên chi tiết có hình dạng kích thớc theo yêu cầu Khuôn đúc phận quan trọng để tạo nên lòng khuôn Thông thờng khuôn đúc đợc tạo hai nửa hòm khuôn : nửa hòm khuôn nửa hòm khuôn dới Nửa hòm khuôn dới thờng đợc làm xởng Hai nửa hòm khuôn đợc liên kết với chốt định vị Ngoài khuôn đúc có phận nh : Hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót, lỗ xiên hơi, Lòng khuôn má tĩnh Lòng khuôn má động a/ a/ Hình 1- Hình ảnh hòm khuôn đúc má tĩnh (a) má động (b) êtô Hình - Dạng chi tiết ống nối cần chế tạo, mẫu đúc vật đúc 10 Hình 1- Sơ đồ cấu tạo khuôn đúc (khi đúc ống nối trên) - Hòm khuôn trên; 2, - Hổn hợp làm khuôn; 3- Đậu đậu ngót; - Chốt định vị hai nửa hòm khuôn; -Nửa hòm khuôn dới; - Lỗ xiên hơi; 8- Hệ thống rót; - Lõi; 10- Lòng khuôn Hệ thống rót (xem hình 1-3 a) hệ thống phận để rót kim loại lỏng vào lòng khu«n hƯ thèng rãt gåm cã : cèc rãt (cèc rót thờng, cốc rót có màng ngăn, cốc rót có mµng läc xû, ) , èng rãt, r·nh dÉn kim loại lỏng, rãnh lọc xỷ Hình dạng kích thớc chúng đợc lựa chọn bố trí hợp lí làm khuôn Đậu đậu ngót Đậu thờng đợc bố trí nơi cao khuôn để tạo điều kiện cho qúa trình thoát khí từ lòng khuôn dễ dàng Đậu ngót thờng đợc bố trí nơi tập trung kim loại để bù đấp kim loại bị thiếu hụt co ngót Đầu hơi, đầu ngót Cốc rót ống rót Rãnh lọc xü R·nh läc xü a/ b/ R·nh läc xü H×nh - Hệ thống rót vật đúc Lỗ xiên tạo điều kiện thoát khí dễ dàng Bộ mÉu bao gåm tÊm mÉu, mÉu vËt ®óc (mÉu chÝnh), mẫu đậu hơi, mẫu đậu ngót, mẫu hệ thống rót (Cèc rãt, èng rãt, r·nh läc xû, r·nh dÉn) MÉu vật đúc tạo nên hình dạng bên vật đúc (Tuỳ theo loại vật đúc mà gắn thêm gối lõi, ) Lõi phận tạo nên lỗ rỗng bên vật đúc Hình dạng bên lõi hình dạng bên vật đúc Lõi thờng có rãnh thoát khí, xơng cứng vững, gối lõi Lõi thờng đợc chế tạo hộp lõi Hộp lõi dùng để chế tạo lõi, hình dạng bên hộp lõi hình dạng bên lõi Mẫu hộp lõi : dùng đợc lần, nhiều lần Khi chế tạo mẫu, hộp lõi phải tính đến độ co ngót kim loại, tính đến lợng d cần gia công hay yêu cầu khác độ xác , độ bóng, Chính thế, kích thớc mẫu hộp lõi phải đợc thiÕt lËp dùa trªn kÝch th−íc cđa chi tiÕt Bé mẫu hộp lõi đợc chế tạo từ loại vật liệu gỗ, kim loại, chất dẻo chất phi kim loại khác (xi măng, thạch cao ) Hình 1- a/ Hép lâi trßn ; b) Hép lâi chữ T a/ b/ c/ Hình 1- 10 a/ Bộ mẫu ê tô (a); b/ Chi tiết, vật đúc mẫu chân đế êtô c/ Mẫu ống nối cong vật đúc ống nối cong Gối mẫu dùng để tạo nên chỗ tựa gối lõi, giữ cho lõi đứng vững lòng khuôn Tấm mẫu dùng để kẹp mẫu làm khuôn Khuôn lõi đợc chế tạo tay máy Khuôn đợc làm hai hòm khuôn, xởng hay loại khuôn đặc biệt khác nh khuôn kim loại, Ngoài làm khuôn ngời ta đặt vật làm nguội, gân cứng vững cho khuôn, lõi, Để làm khuôn cần có mẫu, hộp lõi, hòm khuôn dụng cụ khác 1.3 Hỗn hợp làm khuôn làm lõi Hỗn hợp làm khuôn làm lõi gồm: cát, đất sét, chất kết dính, chất phụ gia, nớc v.v Có loại: loại cũ (đã dùng) loại chế tạo Cát chiếm tỷ lệ cao hổn hợp làm khuôn lõi (90% có đến 97-98%) 1.3.1 Yêu cầu hỗn hợp làm khuôn làm lõi Hỗn hợp làm khuôn lõi cần có tính chất sau: a - Tính dẻo Là khả biến dạng vĩnh cửu sau bỏ tác dụng ngoại lực Tính dẻo tăng nớc hỗn hợp tăng đến 8%, đất sét chất dính tăng, cát có kích thớc hạt nhỏ b - Độ bền Là khả chịu tác dụng ngoại lực mà không bị phá huỷ Độ bền tăng hạt cát nhỏ, không đồng sắc cạnh, độ mịn chặt hỗn hợp tăng, lợng đất sét tăng, lợng nớc tăng đến % Khuôn tơi có sức bền nén (6ữ8) N/ cm2 Khuôn khô có sức bền nén (8ữ30) N/ cm2 Khi nhiệt độ tăng đến 9000C sức bền nén tăng 2ữ3 lần Để đánh giá độ bền ta dùng giới hạn bền nén, đợc tính theo công thức sau : σ= P F (N/ cm2) víi : P - lùc nÐn; F- diƯn tÝch tiÕt diƯn ngang cđa mẫu đem thử c - Tính bền nhiệt Là khả vật liệu đảm bảo độ bền hay khả làm việc bình thờng nhiệt độ cao, (không bị cháy, không bỉ chảy mềm nhiệt độ cao) Tính bền nhiệt tăng lợng cát thạch anh Si02 tăng, hạt cát to tròn, tạp chất dễ chảy (Na2O, K2O, CaO, Fe2O3) hỗn hợp d - Tính bền lâu Là khả làm việc đợc lâu nhiều lần hỗn hợp, đợc xác định: C= R2 100% R1 với : R1- sức bền sẵn có hỗn hợp, R2- sức bền sau thời gian sử dụng Ngoài hỗn hợp làm khuôn lõi cần phải thoả mản số yêu cầu khác nh không dính mẫu, độ bền bề mặt để đảm bảo không bị bào mòn đúc, độ cứng, không yêu cầu chất dính cao, không độc hại, giản nở nhiệt thấp, Ngoài yêu cầu thành phần cát, kích cỡ hạt cát, thành phần hoá học cát, Trong thực tế thoả mản hết yêu cầu nêu Vì tuỳ loại vật đúc mà ta chọn u tiên yêu cầu phù hợp e - Tính lún khả giảm thể tích chịu tác dụng ngoại lực Tính lún cần thiết để vật đúc không bị cản trở đông đặc, tránh đợc tợng nứt nẻ, công vênh Tính lún tăng dùng cát sông hạt to, lợng đất sét ít, chất kết dính tăng chất phụ nh mùn ca, rơm vụn, phân trâu bò khô, f - Tính thông khí khả cho phép khí thoát qua kẻ hở nhỏ hạt cát hỗn hợp Tính thông khí cần có để vật đúc không bị rổ khí Tính thông khí tăng hạt cát to đều, lợng đất sét chất kết dính ít, độ dầm chặt hỗn hợp giảm, chất phụ nhiều lợng nớc < % Để đánh giá khả thoát khí hỗn hợp làm khuôn, ngời ta dùng độ thông khí K: K= Q L 100 F P t = 509,5 p.t Q : lợng thông khí thổi qua mẫu (cm3) L : chiỊu cao cđa mÉu (cm) F : diƯn tÝch tiÕt diƯn ngang cđa mÈu (cm2 ) P : ¸p st cđa khÝ tr−íc qua mÉu (N/ cm2 ) t : thời gian không khí thoát qua mÉu (phót ) Trong thùc nghiƯm, ng−êi ta lÊy: Q = 2000 cm3; L = 50 mm; D = 50 mm, thí nghiệm cần xác định thời gian không khí thoát qua mẫu g - Độ ẩm Là lợng nớc chứa hỗn hợp đó, đợc xác định công thức sau: với: X= g g1 100% g với: g- khối lợng hỗn hợp tơi; g1- khối lợng hỗn hợp khô (ở nhiệt độ 105 - 110 oC) Độ ẩm tăng lợng nớc hỗn hợp tăng, nhng độ ẩm phải 6- 8% nhiều làm cho sức bền, tính thoát khí giảm 1.3.2 Các loại vật liệu làm khuôn làm lõi Chủ yếu cát, đất sét, chất dính kết, chất phụ v.v a Cát Thành phần chủ yếu cát SiO2, có Al2O3, CaCO3, Fe2O3 Phân loại cát Theo nơi lấy cát gồm cát sông cát núi Cát sông hạt tròn đều, tính lún tính thông khí tốt nhng khả kết dính Cát núi hạt sắc cạnh, dể dính bám vào nhng tính thông khí Theo độ hạt Ngời ta xác định độ hạt cát theo kích thớc lỗ rây Số hiệu rây gọi theo kích thớc lỗ rây Bộ rây chuẩn có 11 rây: Bảng 1-1 Tên cát Nhóm Số hiệu rây liền kề Kích thớc hạt (mm ) cát thô 063 - 063 - 04 0,4 ÷ rÊt to 04 063 - 04 - 0315 0,315 ÷ 0,63 to 0315 04 - 0315 - 02 0,2 ÷ 0,4 võa 02 0315 - 02 - 016 0,16 ÷ 0,315 nhá 016 02 - 016 - 01 0,1 ÷ 0,2 rÊt nhá 01 016 - 01 - 0063 10 mÞn bét 0063 005 0,063 ÷ 0,16 0,05 ÷ 0,1(< 0,05) 01 - 0063 - 005 0063 - 005 - nhá Theo thành phần thạch anh ( SiO2) Loại cát theo Liên Xô 1K Loại cát ký hiệu theo VN 1C Lợng chøa SiO2 (%) 97 B¶ng 1-2 2K 2C 96 Theo thành phần đất sét Tên cát Ký hiệu Liên xô Cát thạch anh K Cát gầy T Cát béo Cát béo Cát béo O Bảng - Số lợng đất sét chứa cát (%) = 15 mm 60o, S< =7-10 mm 50o, S< =5-7mm Que hµn 40o, S< =3-5mm 30o, S