- Tinh luyện bằng khí: Nấu chảy 1/3 mẽ liệu rồi cho hợp kim phụ và phần còn lại của mẽ liệu vào lò Khuấy đều rồi thổi khí clo (hoặc NB 2B ) vào kim loại lỏng, khoảng 5 ữ
b) Kết cấu khuôn lõi:
Cấu tạo của khuôn kim loại tùy thuộc vào vật đúc. Đối với các vật đúc đơn giản, khuôn th−ờng đ−ợc làm 2 nửa t−ơng ứng với hòm khuôn trên và d−ới nh− khi đúc trong khuôn cát. Hai nửa khuôn có thể ghép với nhau bằng bản lề hay chốt định vị. Trên hình 5.1 giới thiệu khuôn kim loại có lõi cát để đúc gang.
Khuôn gồm hai nửa 1 và 2, lòng khuôn 3, hệ thống rót 4 (hệ thống rót th−ờng bố trí ở mặt phân khuôn để dễ chế tạo khuôn), gờ khuôn 5 để đảm bảo cứng vững cho khuôn, chốt định vị 6 để lắp hai nửa khuôn với nhau chính xác. Để kẹp chặt khuon lên máy ta dùng gờ 7 có lỗ bắt bulông. Đặt lõi cát 8 nhờ gối lõi 9. Khí trong khuôn thoát ra theo rãnh thoát khí 10 (đặt dọc theo mặt phân khuôn và sâu 0,2 ữ 0,5mm). Để dễ lấy vật đúc ra khỏi khuôn, ta dùng chốt đẩy th−ờng chế tạo thành thỏi hình trụ và lắp vào các lỗ 11 ở thành khuôn.
Yêu cầu khuôn khi ghép với nhau phải khít để tránh cho vật đúc khỏi bị bavia. Đối với những vật đúc phức tạp, khuôn gồm nhiều phần ghép lại với nhau, mỗi phần khuôn tạo nên một phần của vật đúc. Gia công khuôn có thể tiến hành bằng đúc rồi gia công cơ để đạt độ chính xác và độ bóng cao.
11.1.3. Quá trình công nghệ đúc trong khuôn kim loại
- Làm sạch bề mặt lòng khuôn lõi (sau mỗi lần đúc).
Hình 11.1- Khuôn kim loại có lõi cát để đúc gang.
Tr−ờng đại học bách khoa - 2006 46
- Sấy khuôn đến nhiệt độ nhất định để hạn chế sự giảm nhiệt độ nhanh của kim loại lỏng làm ảnh h−ởng đến tính chảy loãng. Nhiệt độ sấy khuôn phụ thuộc vào hợp kim đúc và đ−ợc quy định nh− sau:
Hợp kim đúc Nhiệt độ sấy Hợp kim đúc Nhiệt độ sấy
Gang Thép Hợp kim đồng 200 ữ 350 200 ữ 350 <100
Hợp kim nhôm, chi tiết không phức tạp. Hợp kim nhôm, chi tiết phức tạp vừa. Hợp kim nhôm, chi tiết rất phức tạp.
150 ữ 250 250 ữ 350 250 ữ 350 350 ữ 450
- Sơn bề mặt khuôn, lõi một lớp sơn đệm chịu nhiệt, chiều dày lớp sơn đến 2mm, chỉ sơn 1 ữ 2 lần trong một ca.
- Sơn phủ trên lớp sơn đệm một lớp sơn áo bằng dầu mazut, dầu hoả hoặc dầu thực vật; khi rót kim loại lỏng vào khuôn, lớp sơn này sẽ cháy tạo nên màng khí ngăn cách kim loại lỏng và bề mặt khuôn, do đó nâng cao tính chịu nhiệt của khuôn.
- Lắp khuôn và rót kim loại vào khuôn.
- Để nguội vật đúc trong khuôn một thới gian nhất định rồi dỡ khuôn. Thời gian này tùy thuộc vật đúc và hợp kim đúc. Nếu dỡ vật đúc sớm quá, vật đúc sẽ nguội nhanh ngoài không khí nên dễ nứt, nếu dỡ vật đúc muộn quá cũng dễ nứt do khuôn lõi kim loại ngăn trở sự co của vật đúc.
11.2. đúc d−ới áp lực
11.2.1. Khái niệm
Thực chất của quá trình đúc d−ới áp lực là ép kim loại lỏng vào khuôn kim loại với áp lực đến hàng trăm átmôtphe. Đúc d−ới áp lực có −u điểm sau:
- Vật đúc có độ chính xác và độ bóng cao (độ chính xác đạt tới 0,01mm).
- Bề mặt bên trong của vật đúc cũng có độ bóng cao do dùng lõi kim loại mà không dùng đ−ợc lõi cát.
- Đúc đ−ợc những vật mỏng (chiều dày > 0,3mm) và đúc đ−ợc vật phức tạp (đúc đ−ợc lỗ có đ−ờng kính 1,5 ữ 3mm) do kim loại lỏng đ−ợc ép vào khuôn nên có khả năng điền dầy tốt. Năng suất rất cao (100 ữ 200 vật đúc/giờ).
- Do đúc trong khuôn kim loại nên vật đúc nguội nhanh, cơ tính tốt.
Nh−ng đúc d−ới áp lực có nh−ợc điểm là:
- Không dùng đ−ợc lõi cát nên hình dáng bên trong của vật đúc không đ−ợc quá phức tạp.
- Kim loại lỏng dẫn vào khuôn d−ới áp lực cao, tốc độ lớn nên làm khuôn mau mòn. ít dùng để đúc kim loại đen vì nhiệt độ chảy của kim loại đen cao làm cho tuổi bền khuôn giảm.
Đúc d−ới áp lực dùng để chế tạo các chi tiết phức tạp nh− vỏ bơm xăng dầu, nắp buồng ép, van dẫn khí, kèn đồng... Hợp kim để đúc d−ới áp lực th−ờng là hợp kim thiếc, chì, kẽm, magiê, nhôm, đồng. Tất cả những hợp kim này yêu cầu ít lẫn tạp chất sắt (vì sắt có nhiệt độ nóng chảy cao làm giảm tính chảy loãng của hợp kim, nếu sắt ch−a chảy dễ làm cho khuon mau mòn và tạo nên ôxyt sắt làm giảm cơ tính vật đúc); yêu cầu hợp kim ít hoà tan khí vì khí hoà tan tạo nên rỗ khí, tạo nên ôxyt kim loại làm giảm cơ tính vật đúc; yêu cầu hợp kim có khả năng chuyển động dễ dàng khi ở thể lỏng vì đúc d−ới áp lực có tốc độ chuyển động tới hàng ngàn mét/ giờ, nếu kim loại lỏng khó chuyển động thì không điền đầy hết lòng khuôn; yêu cầu hợp kim co ít ở thể lỏng và khi kết tinh vì ng−ợc lại dễ làm vật đúc bị nứt.
11.2.2. Kết cấu khuôn và vật liệu làm khuôn