đúc

Bài: ĐÚC Đúc là một trong các phương pháp gia công quan trọng trong nghành cơ khí. Do những tiến bộ khoa học –công nghệ, đúc không những dùng để chế tạo phôi tronh gia công áp lực, gia công cắt gọt mà còn dùng để chế tạo ra các sản phẩm đạt độ chính xac yêu cầu ví dụ như: đúc các chi tiết phụ tùng xe máytừ kim loai hoặc vật liệu polime. Đúc phát triển rất mạnh và được ứng dụng rộng rảitong tất cả các nghành công ngiệp. tronh nghành cơ khíkhối lượng vật đúc chiếm khoảng 80-90% nhưng giá thành chỉ chiếm từ 20-25%. I.THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐÚC 1.Thực chất Đúc là phương pháp chế tạo sản phẩm bằng cách rót hợp kim lỏngvào khuôn đúc có hình dạng và kích thước xác định. Sau khi kim loại kết tinhta nhận được vật đúc ó hình dạng và kích thước theo yêu cầu. Vật đúc dùng ngay không pgải gia côngđược gọi là chi tiết đúc. Vật đúc phải qua gia công cơ để đạt được sự chính sác yều cầu được gọi là phôi đúc. 2.Đặc điểm a.Ưu điểm Phương pháp đúc có những ưu điểm chính sau đây: -Đúc được tất cả những loại vật liệu nấu chảy được như ganh, thép, hợp kim màu, vật liệu phi kim… - Có thể đúc được các vật có khối lượng từ vài gam đến hàng trăm tấn. - Chế tạo được những vật đúc có hình dạng kết cấu phức tạp mà các phương pháp khác khó hoặc không thể chế tạo được. - Bằng các phương pháp đúc đặc biệt có thể đạt được độ chính xác và độ nhẫn cao và có thể đúc được vật đúc có nhiều lớp kim loại khác nhau. - Dễ cơ khí hóa và tự động hóa dẫn đến năng suất cao. - Nhìn chung, sản xuất đúc có giá thành hạ. b. Nhược điểm - Tốn kim loại cho hệ thống ngót, hệ thống rót,đâu hơi… - Khi đúc có các khuyết tật như rỗ khí, rỗ co…dẫn tới tỉ lệ phế phẩm có khi khá cao. 3. Các phương pháp đúc hiện nay - Đúc trong kuôn cát: là phương pháp đúc với khuông được chế tạo từ hỗn hợp mà trong đó thành phần chủ yếu là cát. Sau khi kim loại kết tinh ta phải phá khuôn để lấy vật đúc. Bởi vậy kuôn này chỉ dược sử dụng một lần. Hỗn hợp Làm khuôn Bỗ mẫu Hỗn hợp làm lõi Làm khuôn Làm lõi Nấu chảy hợp kim Lắp ráp khuôn, rót hợp kim lỏng vào khuôn Phá khuôn Làm sạch vật đúc Kiểm tra sản phẩm Nhập kho Sấy khuôn Sấy lõi Hình: Sơ đồ quá trình đúc trong khuôn cát - Đúc đặc biệt: là những phương pháp còn lại như: đúc tronh khuôn kim loại, đúc dưới áp lực, đúc li tâm,đúc liên tục… II. ĐÚC TRONG KHUÔN CÁT 1. Khái niệm Khuôn cát là loại khuôn đúc dùng một lần. có những đặc điểm sau: - Có thể đúc được những vật đúc lớn, có cấu trúc phức tạp. - Dạng sản xuất linh hoạt có vốn đầu tư ít. - Độ chính xác vật đúc thấp, có năng suất thấp. - Đòi hỏi công nhân có tay nghề cao. Phương pháp này chỉ thích hợp với phương pháp sản xuất đơn chiếc, xản xuất nhỏ, hoặc để phục vụ công nghệ sữa chữa. 2. Quy trình sản xuất vật đúc trong khuôn cát Quy trình sản xuất vật đúc trong khuôn cát được biểu diễn bằng sơ đồ sau: 2.1. Bộ mẫu 2.1.1. Tấm mẫu Dùng để gá mẫu khi làm khuôn. 2.1.2. mẫu hệ thống rót, đậu hơi,đậu ngót - Hệ thống rót: là hẹ thống dẫn kim loại từ cóc rót vào lòng khuôn. - Đậu hơi: là hệ thống thoát khú từ lòng khuôn ra ngoài nhằm khắc phục hiện tượng rỗ khí. - Đậu ngót là nơi dự trữhợp kim lỏng đẻ bù co khi kết tinh nhằm hạn chế rỗ co, thiếu hụt kích thước… 2.1.3. Mẫu đúc Mẫu đúc gọi tắt là mẫu. Mẫu là bộ phận quan trọng để tạo lòng khuôn khi làm khuôn. Hình dạng bên ngoài mãu giống hình dạng bên ngoài vật đúc, trừ tai mẫu 2.1.4. Hộp lõi Dùng để chế tạo lõi. Lõi tạo bề mặt trong của vật đúc. Vì vậy hình dạng bên ngoài của lõi giống hình dang bên trong của vật đúc, trừ tai lõi. 2.2. Vật liệu làm mẫu và hộp lõi Vật liệu làm mẫu và hộp lõicần đảm bảo các yêu cầu sau: - Đảm bảo đủ độ bền, độ cứng, trong quá trình sử dụng không bị cong vênh,biến dạng. - Chịu được tác động cơ, hóacủa hỗn hợp làm khuôn và môi trường xung quanh, không bị rỉ. - Có tính công nghệ cao. - Nhẹ để dẽ thao tác khi làm khuôn và làm lõi, rẻ tiền. Người ta thường sử dụng gỗ hoặc hợp kim nhôm để chế tạo mẫu và hộp lõi. 2.3. Hỗn hợp làm khuôn và lõi. 2.3.1. Yêu cầu đối với hỗn hợp làm khuôn và lõi. Hỗn hợp làm khuôn và lõi được chế tạo từ cát và đất sét, chất phụ gia và nước. hỗn hợp cần thõa mãn một số yêu cầu sau đây: - Độ bền: là khả năng đảm bảo cho khuôn và lõi không bị phá hủy khi vận chuyển. - Độ dẻo: là khả năng in hình rõ nétcủa mẫu và hộp lõi khi làm khuôn, làm lõi. - Độ lún: là khẳ năng giảm thể tích của hỗn hợp khí chị tác dụng của ngoại lực. - Độ thông khí: là khả năng thoát khí từ lòng khuôn ra ngoàithông qua khuôn, lõi để tránh rỗ khí. - Độ bền nhiệt:là khả năng giữ được độ bền ở nhiệt độ cao không bị cháy khi tiếp xúc với kim loại lỏng - Độ ẩm: là lượng nước tính theo % trong hỗn hợp. 2.3.2. Thành phần hỗn hợp làm khuôn và lõi Hỗn hợp làm khuôn và lõi bao gồm các thành phần sau: - Cát: là thành phần chủ yếu. Thành phần chủ yếu của cát là SiO 2 - Đất sét; thành phần chue yếu là cao lanh - Chất dính kết: là những chất được đưa vào nhằm làm tăng độ bền, độ dẻo, của hỗn hợp. - Chất phụ: cho vào hỗn hợp làm khuôn để tăng khả năng thoát khí, tính lún. 2.3.3. Chế tạo hỗn hợp làm khuôn và làm lõi Để chế tạo hỗn hợp làm khuôn và làm lõi cần trộn những vật liệu theo một tỉ lệ nhất định tùy thuộc vào vật liệu đúc và múch đích sử dụng. Việc pha trộn vật liệu làm khuôn và vật liêu làm lõi được tiến hành qua các công đoạn sau: - Sử lí riêng từng loại trước khi pha trộn. - Pha trộn. 2.4. Làm khuôn Qúa trình làm khuôn được tiến hành theo các buớc sau: - Đầm chặt, là phẳng mặt nền - Lắp 2 nưẳ mẫu lại với nhau nhờ các chốt định vị - Rút mẫu đậu hơi mẫu hệ thông rót, sữa chữa - Nhấc hòm khuôn trên lên và làm rãnh dẫn - Rút mẫu, sửa lòng khuôn , làm sạch lòng khuôn. 2.5. Làm lõi (thao) - Lắp ráp hai nửa hộp thao, kẹp chặt lại. - Cho hỗn hợp làm lõi, xương lõi đặt cốt tạo lỗ thoát , dầm chặt lõi. - dùng búa gõ nhẹ hai nửa hộp, tháo hộp, lấy được lõi. 2.6. Sấy khuôn, lõi 2.6.1. Mục đích và chế độ sấy. Sấy làm giảm khẳ năng tạo khí khi rót kim loại lỏng vào khuôn đồng thời tăng độ bền, độ lún, khẳ năng thoát khí của khuôn Nhiệt độ và thời gian sấy phụ thuộc vào thành phần hỗn hợp vật liệu làm khuôn, lõi và kích thước của khuôn, lõi. Nhiệt độ sấy thường từ 175-450 o C. 2.6.2. Các phương pháp sấy - Sấy bề mặt: dùng nguồn nhiệt hướng trực tiếp vào bề mặt lòng khuôn. - Sấy thể tích: sấy khuôn hoặc lõi trong lò buồng hoặc lò liên tục do đó khuôn, lõi được sấy liên tục. 2.7. Lắp khuôn lõi Cần đảm bảođịnh vị giữa các hòm khuôn, lõi chính xác để vật đúc không bị lệch, sau đó phải kẹp chặt các nửa khuôn lại với nhau và đè khuôn. Khối lượng đè khuôn và khối lượng hòm khuôn trên phải thắng lực đẩy của kim loại lỏng tác dụng lên khuôn trên để trnhs kim loại lỏng chảy ra ngoài qua bề mặt phân khuôn, tạo nên ba via hoặc làm lệch khuôn trên. 2.8. Nấu chảy và rót hợp kim đúc 2.8.1. Tính đúc của hợp kim Tính đúc của hợp kim có ảnh hưởng quan trọng tới chất lượng vật đúc và được đặc trưng bằng các tính chất sau đây: - Tính chảy loãng : thể hiện ở mức độ điền đầy khuôn dễ hay khó. - Độ co: là sự giảm thể tích khi kim loại kết tinh và nguội. - Tính hòa tan khí: là khả nẵng xâm nhập của khívào hợp kim lỏng như: oxi, hiđro, nitơ…để tạo thành các oxit kim loại, nitrit ở thể rắnnằm lại trong vật đúc hoặc tồn tại ở dạng khí gây rỗ khí. - Tính thiên tích: là sự không đồng đều về thành phần hóa học trong vật đúc khi kim loại lỏng kết tinh. Có 2 loại kết tinh: + Thiên tích vùng: Là sự khác nhauvề thành phần hóa học giữa các vùng trong vật đúc. + Thiên tích hạt: là sự không đồng đều xảy ra ngay trong hạt. 2.8.2. Rót kim loại lỏng vào khuôn Sau khi lắp rápkhuôn nên tiến hành rót ngay để tránh khuôn lõi bị ẩm trở lại. Kim loại lỏng được chứa trong thùng rót có thể tích phù hợp với thể tích vật đúc. Trước khi đúc phải gạt xỉ ở thùng rót để tránh dẩn xỉ vào lòng khuôncản trở dòng chảy hoặc gây rỗ xỉ 2.9 Dở khuôn và làm sạch vật đúc Sau khi vật đúc nguội dưới 400-500 0 C tiến hành dỡ khuôn và phá lõi ta nhận được sản phẩm. Tiến hành cắt bỏ hệ thống rót, đậu ngót, đậu hơi, làm sạch bề mặt. . đúc tronh khuôn kim loại, đúc dưới áp lực, đúc li tâm ,đúc liên tục… II. ĐÚC TRONG KHUÔN CÁT 1. Khái niệm Khuôn cát là loại khuôn đúc dùng một lần. có những. Khi đúc có các khuyết tật như rỗ khí, rỗ co…dẫn tới tỉ lệ phế phẩm có khi khá cao. 3. Các phương pháp đúc hiện nay - Đúc trong kuôn cát: là phương pháp đúc