Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 4 - Đặc điểm của đúc. Những nội dung chính trong chương này gồm có: Ưu điểm chung của đúc, nhược điểm chung của đúc, quá trình sản xuất đúc, các công nghệ đúc, đúc các hợp kim,... Mời các bạn cùng tham khảo để biết thêm các nội dung chi tiết.
4.1 THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI 4.1.1 Thực chất Là P2 chế tạo phôi : Nấu chảy KLoại (Hợp Kim) Rót vào khn đúc (có hình dáng k/t vật cần đúc) Đông đặc Vật đúc (hình dạng giống lịng khn đúc) Kim loại lỏng Lịng khn Chi tiết đúc (Sử dụng ngay) Khn đúc Vật đúc Phôi đúc (qua gia công CK tăng độ xác, độ bóng) Sau đơng đặc Vật đúc DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 4.1 THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI 4.1.2 Đặc điểm Ưu điểm Nhược điểm Đúc từ loại vật liệu khác nhau: Gang Thép Kim loại màu Các loại hợp kim, v.v Khối lượng Vật đúc: gam hàng trăm * Tốn KL cho hệ thống rót Có thể chế tạo Vật đúc có hình dạng, kích thước phức tạp: Thân máy công cụ Vỏ động * Có nhiều khuyết tật ( thiếu hụt, rỗ khí…) mà phương pháp khác khó khăn khơng thực Đúc nhiều lớp KL khác vật đúc * Khó khăn việc kiểm tra khuyết tật bên vật đúc Cơ khí hố, Tự động hố * Độ xác khơng cao Giá thành rẻ, sản xuất linh hoạt, suất cao DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐÚC: 2.1 ƯU ĐIỂM CHUNG CỦA ĐÚC: - Đúc loại vật liệu khác nhau: Gang, thép, kim loại màu, loại hợp kim, v.v - Khối lượng vật đúc đa dạng: gam hàng trăm - Có thể chế tạo vật đúc có hình dạng, kích thước phức tạp mà phương pháp khác khó khăn thực được: Thân máy công cụ, vỏ động cơ,… - Có thể tạo vật đúc có nhiều lớp vật liệu khác - Khả Cơ khí hố, Tự động hố cao - Giá thành rẻ, sản xuất linh hoạt, suất cao 2.2 NHƯỢC ĐIỂM CHUNG CỦA ĐÚC: - Tốn vật liệu cho hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót,… - Thường có nhiều khuyết tật: thiếu hụt kích thước, rỗ khí, thiên tích,… - Khó khăn việc kiểm tra khuyết tật bên vật đúc - Độ xác khơng cao DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 4.1 THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI 4.2 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐÚC 4.1.3 Phân loại Theo VL làm KHN, ĐỘ CHÍNH XÁC Khn cát Khn kim loại Cốc rót Đậu hơi, Đậu ngót Hịm khn Nửa khn Ống rót Cát Thao Định vị (Lõi) Nửa khn Cát Lịng khn Đường dẫn Lọc xỉ Các phận khuôn đúc (Khuôn cát) DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 4.2 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐÚC Chế tạo mẫu Chế tạo hỗn hợp làm khuôn Chế tạo hỗn hợp làm thao Nấu kim loại (Hợp kim) Làm khn Làm thao (lõi) RĨT Sấy khn Sấy thao (lõi) Lắp Khuôn Thao Dỡ khuôn Vật đúc DWE / Vo Van Phong , MSc Tháo THao Làm Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / Kiểm tra E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Cấu tạo khuôn đúc DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / 1- Lịng khn 2- Phễu rót 3- Ống rót 4- Rãnh lọc xỉ 5- Rãnh dẫn 6- Đậu hơi, đậu ngót 7- Hịm khn 8- Chốt định vị 9- Hịm khn 10, 11- Hỗn hợp làm khuôn 12- Lớp cát áo 13- Lõi (thao) 14- gối lõi 15- Gân hịm khn 16- Xương tăng bền 17- Lỗ khí E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Các công đoạn làm khuôn cát DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 a) Chi tiết cần chế tạo b) Bản vẽ đúc Đậu c) Bản vẽ mẫu Hệ thống rót Nửa khn Chốt định vị Nửa khn Lõi Hình 4.3 Lắp ráp khuôn đúc DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 4.4 Các công nghệ đúc 4.4.1 Công nghệ đúc khuôn cát Là điền đầy KL lỏng vào khuôn làm cát 4.4.1.1 Bộ mẫu hộp lõi Gồm: mẫu, mẫu, mẫu hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót Mẫu: Dùng để tạo lịng khn, mẫu thường có hình dáng giống mặt ngồi vật đúc Tấm mẫu: Dùng để kẹp mẫu làm khn Mẫu hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót để tạo phận khuôn Hộp lõi dùng để chế tạo lõi Lõi để tạo hình dạng bên a) Vật liệu làm mẫu hộp lõi Vật liệu làm mẫu hộp lõi phải đạt yêu cầu: Đảm bảo độ bóng, độ xác; Bền, cứng, sử dụng lâu; Kg bị co, trương, nứt, …; Chịu tác dụng cơ, hóa, kg bị gỉ ăn mòn; Rẻ tiền dễ gia công Vật liệu thường dùng: Gỗ, KL, thạch cao, xi măng, chất dẻo,… DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 4.4.2 Các công nghệ đúc đặc biệt Đúc khuôn cát ko thỏa mãn nhu cầu số lượng khối lượng đòi hỏi ngày tăng Xuất dạng đúc 4.4.2.1 Đúc khuôn KL Là điền đầy KL lỏng vào khuôn chế tạo KL Cơ giống khuôn cát có đặc điểm riêng: Tốc độ kết tinh lớn (vì nguội nhanh) Cơ tính vật đúc tốt Độ nhẵn b/m, độ xác lịng khuôn cao Chất lượng vật đúc tốt Tuổi thọ khuôn KL cao Tiết kiệm t/g làm khuôn nên nâng cao NS giảm giá thành Nhược điểm: Ko đúc vật đúc phức tạp, thành mỏng lớn Dễ bị nứt Ko có tính lún khí Khó khăn cho CN đúc Phương pháp thích hợp SX hàng loạt với vật đúc đơn giản, nhỏ trung bình DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 4.4.2.2 Đúc áp lực Là KL lỏng điền đầy vào lòng khuôn áp lực định Chi tiết đúc Khn Áp lực khí Bình chứa DWE / Vo Van Phong , MSc Ống quay tròn Kim loại lỏng Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / Chi tiết đúc E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Đúc áp lực Nửa khuôn di động Nửa khuôn cố định Cốc rót Chấu giữ Ép Vật đúc Pistong Xylanh ống dẫn Lấy vật đúc DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 4.4.2.2 Đúc áp lực Là KL lỏng điền đầy vào lịng khn áp lực định Đặc điểm: Đúc vật phức tạp, thành mỏng (1 mm), đúc loại lỗ có k/t nhỏ Độ bóng độ c/x cao Cơ tính vật đúc cao nhờ mật độ vật đúc lớn Năng suất cao nhờ điền đầy nhanh khả CK hóa Dùng để đúc HK màu, pít tơng tơ, xe máy, cánh tỏa nhiệt Nhược điểm: Ko dùng lõi cát dịng chảy có áp lực lớn Hình dạng lỗ mặt phải đơn giản Khn chóng bị mài mòn dòng chảy áp lực HK To cao DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 4.4.2.3 Đúc ly tâm Là điền đầy HK lỏng vào khuôn quay Lực ly tâm sinh quay làm KL lỏng phân bố lên thành khuôn đông đặc Đặc điểm: Tổ chức KL mịn chặt ko tồn khuyết tật rỗ khí, rỗ co ngót Tạo vật đúc có lỗ rỗng mà ko cần lõi Ko dùng hệ thống rót phức tạp nên hao phí KL Tạo vật đúc gồm vài lớp KL riêng biệt vật đúc Dùng để đúc loại xi lanh, xéc măng ô tô Đúc ly tâm đứng (a): Trục quay thẳng đứng Đúc vật có chiều cao nhỏ, đường kính lớn Đúc ly tâm nằm (b): Trục quay nằm ngang Đúc vật có đường kính nhỏ, chiều dày mỏng DWE / Vo Van Phong , MSc a) Đứng Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / b) Ngang E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 4.4.2.4 Đúc khuôn mẫu chảy Là dạng đúc đặc biệt khuôn lần Giống đúc khuôn cát khác chỗ mẫu vật liệu dễ chảy dễ cháy (sáp ong, parafin, …) Khi sấy khuôn sáp chảy cho ta lịng khn Ko cần mặt phân khn Đặc điểm: Vật đúc có độ xác cao nhờ lịng khn ko phải lắp ráp theo mặt phân khuôn, ko cần chế tạo lõi riêng Độ nhẵn đảm bảo bề mặt lịng khn nhẵn Quy trình đúc dài (vì phải chế tạo mẫu chảy) nên NS thấp ng ng: Đúc KL quý, cần tiết kiệm, chi tiết đòi hỏi độ c/x cao DWE / Vo Van Phong , MSc Hình 4.5 Khn đúc mẫu chảy: 1) Hệ thống rót; 2) Vỏ khn; 3) Lịng khn; 4) Hịm khn; 5) Cát đệm; 6) HK đúc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 4.4.2.4 Đúc khuôn vỏ mỏng Là QT đúc khuôn cát đặc biệt (gồm cát chất kết dính) mà thành khn mỏng mm Đặc điểm: Đúc vật có độ c/x cao Đúc KL đen: gang, thép C, thép HK QT đúc dài, giá thành cao 4.4.2.5 Đúc liên tục Là QT rót KL lỏng liên tục vào khn KL Vật đúc đông đặc liên tục SP lấy liên tục Đặc điểm: Cho suất cao Dùng để đúc thanh, ống, dải KL DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Đúc liên tục a- Đúc ống b- Đúc DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Sơ đồ trình đúc liên tục DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 4.5 Đúc hợp kim 4.5.1 Tính đúc HK 1) Tính chảy lỗng Khả điền đầy KL lỏng vào khuôn với mức độ dễ hay khó Tính chảy lỗng cao KL lỏng điền đầy khuôn tốt, vật đúc nhận rõ nét xác Nhưng tính chảy lỗng tăng dễ bị hịa tan khí, to rót cao Vật đúc co nhiều Tính chảy lỗng thành phần hóa học HK, to nấu chảy to rót, loại khn đúc cơng nghệ rót 2) Tính co Là giảm thể tích kết tinh làm nguội Vật đúc dễ bị thiếu hụt (rỗ co), dễ bị nứt biến dạng Gang xám co 1%; Thép co 2%; Al, Cu co 3% HK có độ co ngót lớn khn đúc phải có đậu ngót kết cấu vật đúc hợp lý DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 3) Tính thiên tích Là ko đồng TP hóa học vùng vật đúc nội hạt Ảnh hưởng đến tính vật đúc Thiên tích vùng: Là ko đồng TP hóa học vùng vật đúc Thiên tích hạt: Là ko đồng TP hóa học nội hạt, tâm chứa KL khó chảy, xung quanh chứa tạp chất KL dễ chảy Sự thiên tích làm cho cơ, lý, hịa tính ko đồng 4) Tính hịa tan khí Là xâm nhập chất khí mơi trường vào HK đúc nấu, rót kết tinh tạo oxit KL Cơ tính Các khí hịa tan: O2, H2, N, CO, CO2, H2O, Khí hịa tan vào KL tạo rỗ khí, tạo nên cacbit KL, nitơrit KL KL dịn Ta phải điều chỉnh đặc tính để vật đúc có chất lượng tốt DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 4.5.2 Đúc gang Ống khói Chất liệu Gang HK có tính đúc tốt Người ta hay dùng gang xám để đúc Vỏ thép 1) Vật liệu nấu Vật liệu KL: Gang thỏi, gang thép vụn, fero HK Fe-Si; Fe-Mn Vật liệu nấu Quạt gió Nhiên liệu: Than cốc 10 16%; than gầy 20 22% Chất trợ dung: Là chất đưa vào để khử tạp chất đưa vào xỉ; thường CaCO3 2) Lò nấu gang: Ra xỉ Lò đứng (hay dùng); Lò lửa; Lò điện hồ quang Gang lỏng Gạch chịu lửa Hộp phân gió Ra gang Các thơng số kỹ thuật lị đứng: Đường kính lị: d=500 1200 mm; Chiều cao lò: H=(6 8)d; Năng suất lò: N=1 27 (t/h); DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / Hình 4.6 Cấu tạo lị đứng E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 Vận hành: Sấy lò; Chất đốt than đá Khi than cháy hồng Chất liệu Giữ To cho nước gang 1350 1400oC 3) Rót kim loại lỏng vào khn Yêu cầu: Dòng chảy KL êm QT rót thuận lợi, chóng điền đày, đảm bảo chất lượng vật đúc Nhiệt độ rót: 1200 1350oC 4) Dỡ khuôn làm 5) Đặc điểm đúc gang Tính đúc gang xám tốt, tính chảy lỗng cao, tính thiên tích Có thể đúc kết cấu phức tạp, thành mỏng Khuôn đúc: Chủ yếu khuôn cát Ưu điểm khuôn nguội chậm Gang ko bị nứt dễ bị khuyết tật, rỗ khí, rỗ co DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 4.5.3 Đúc thép Tính đúc thép gang xám To chảy cao, độ nhiệt lớn, độ co lớn, dễ xảy khuyết tật Khi đúc thép HK tính thiên tích lớn Tính chảy lỗng Vật đúc phải có kết cấu đơn giản, chiều dày thành thích hợp, đặn Hệ thống rót, đậu ngót, đậu cần bố trí hợp lý để bù ngót khí Khn cần có tính bền nhiệt cao, tính lún tốt, tính thơng khí tốt Thường đúc khn cát, khuôn mẫu chảy khuôn vỏ mỏng 4.5.3 Đúc hợp kim màu 1) Tính đúc đồng nhơm Cu Al có tính đúc tốt: Tonc Cu = 1083oC; Tonc Al = 660oC Độ chảy loãng cao Dễ đúc Co lớn: = 3% Khó đúc, dễ bị thiếu hụt, cong vênh Tính thiên tích lớn Cu Al có ng/tố khác nặng Dễ bị hòa tan khí O2, H2 DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 2) Khuôn đúc Khuôn bán vĩnh cửu: Chủ yếu đất sét + bột than (có thể đúc 1000 lần) Đúc khuôn KL đúc áp lực 3) Nấu chảy Cu Al i u: - Bằng gang để đúc Al; - Bằng SiC + Graphít để đúc Cu Nấu Cu Al chất trợ dung Na2P4O7 chủ yếu để khử oxit Tường lò Than Đặc điểm: Cho phép thiết kế vật đúc phức tạp, thành mỏng, lỗ nhỏ Gió QT đúc nói chung đơn giản so với đúc thép Chất lượng vật đúc tốt Al đúc khn KL đúc áp lực để có chất lượng cao Hình 4.7 Lị nấu Cu (Al) Cu chủ yếu đúc khuôn bán vĩnh cửu DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: +84 (04) 8692204 ... 1- Lịng khn 2- Phễu rót 3- Ống rót 4- Rãnh lọc xỉ 5- Rãnh dẫn 6- Đậu hơi, đậu ngót 7- Hịm khn 8- Chốt định vị 9- Hịm khn 10, 1 1- Hỗn hợp làm khuôn 1 2- Lớp cát áo 1 3- Lõi (thao) 1 4- gối lõi 1 5-. .. E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: + 84 ( 04) 86922 04 DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: + 84 ( 04) 86922 04. .. Hình 4. 3 Lắp ráp khn đúc DWE / Vo Van Phong , MSc Add: 306C1 - Dai Co Viet Str No.1 - Hanoi – Vietnam / E-Mail: phong-dwe@mail.hut.edu.vn Tel.: + 84 ( 04) 86922 04 4 .4 Các công nghệ đúc 4. 4.1 Công