2. TỔNG QUAN VỀ NGÀNH ĐÚC KIM LOẠI
2.2.2 Phương phỏp đỳc đặc biệt
- Đỳc trong khuụn kim loại, đỳc ỏp lực, đỳc ly tõm, đỳc trong khuụn mẫu chảy (đỳc chớnh xỏc), đỳc trong khuụn vỏ mỏng, đỳc liờn tục.
- Tựy theo cỏc dạng sản xuất mà cú cỏc phương phỏp đỳc phự hợp nhưng nhỡn chung đỳc trong khuụn cỏt rất phổ biến.
a) Đỳc trong khuụn kim loại
- Là rút kim loại vào khuụn làm bằng kim loại. Vật đỳc đụng đặc dưới tỏc dụng của trọng trường mà khụng chịu bất kỳ tỏc động nào khỏc. Đõy là phương phỏp rất phổ biến hiện nay.
- Vật liệu làm khuụn: gang, thộp hợp kim, thộp C và đồng. - Khuụn kim loại gồm cú:
+ 1; 2 hai nửa khuụn bằng kim loại + 3 : Lũng khuụn
+ 4: Hệ thống rút (Được bố trớ ở mặt phõn khuụn để dễ chế tạo khuụn). + 5: Gờ khuụn (tăng cứng vững cho khuụn).
+ 6: chốt định vị (để lắp 2 nửa khuụn 1, 2 cho chớnh xỏc). + 7: Tai cú lỗ để bắt bu lụng gỏ khuụn lờn mỏy.
+ 8: Lừi cỏt. + 9: Gối lừi.
+ 10: Rĩnh thoỏt khớ (Đặt theo mặt phõn khuụn, sõu 0,2 - 0,5 mm). + 11: chốt đẩy (Đẩy vật đỳc ra khỏi khuụn).
- Ưu điểm:
+ Khuụn được sử dụng nhiều lần.
+ Độ sạch và độ chớnh xỏc được nõng cao đỏng kể. Điều này sẽ làm giảm khối lượng gia cụng cơ khớ.
+ Nõng cao độ bền cơ học của vật đỳc, đặc biệt là độ bền ở lớp bề mặt tiếp giỏp với khuụn kim loại.
+ Nõng cao sản lượng hàng năm do giảm được kớch thước đậu ngút và phế phẩm đỳc.
+ Nõng cao năng suất lao động.
+ Tốc độ kết tinh của hợp kim lớn do truyền nhiệt khụng cao, cơ tớnh vật đỳc tốt. + Sản phẩm cú cơ tớnh rất cao do tốc độ nguội nhanh.
+ Tiết kiệm diện tớch nhà xưởng do khụng cần chế tạo hỗn hợp làm khuụn và quỏ trỡnh làm khuụn.
+ Tuổi bền khuụn cao, năng suất tăng, giảm giỏ thành sản phẩm. + Dễ cơ khớ và tự động húa, điều kiện vệ sinh lao động tốt. - Nhược điểm:
+ Chế tạo khuụn kim loại phức tạp và đắt tiền;
+ Độ bền khuụn hạn chế khi đỳc thộp, khú đỳc những vật thành mỏng và hỡnh dỏng phức tạp;
+ Vật đỳc cú ứng suất lớn do khuụn kim loại cản co mạnh; + Vật đỳc gang dễ bị biến trắng; quy trỡnh đỳc phải chặt chẽ;
+ Khụng đỳc được cỏc vật đỳc quỏ phức tạp, thành mỏng, khối lượng lớn. + Khuụn kim loại khụng cú tớnh lỳn, khụng cú khả năng thoỏt khớ.
+ Giỏ thành chế tạo khuụn cao.
- Ứng dụng: được sử dụng rộng rĩi để đỳc những vật bằng thộp, gang, đồng, nhụm, magie. Dựng để chế tạo cỏc chi tiết như: ống dẫn khớ ỏp lực cao, secmăng, bàn là, bơm của thủy lực, pittong, viờn, trục khủyu, cam và những chi tiết khỏc.
b) Đỳc ỏp lực
- Thực chất là quỏ trỡnh ộp kim loại lỏng vào khuụn kim loại với ỏp lực hàng gần trăm atmotphe.
- Chỉ đỳc được cỏc sản phẩm vật liệu hợp kim nhụm, đồng thau, đồng đỏ. - Ưu điểm:
+ Cú độ chớnh xỏc (đến 0,01mm) và độ búng cao.
+ Bề mặt bờn trong của vật đỳng cũng cú độ chớnh xỏc và độ búng cao do dựng lừi kim loại mà khụng dựng được lừi cỏt.
+ Đỳc những vật mỏng (chiều dày >0,3mm) và những vật phức tạp (đỳc được lỗ cú đường kớnh 1,5-3mm) do kim loại lỏng được ộp vào khuụn nờn cú khả năng điền đầy tốt.
+ Năng suất cao (100-200 vật đỳc/giờ).
+ Cho ra những sản phẩm trong thời gian ngắn (sau khi cú khuụn), hoa văn sắc sảo, bề mặt phẳng, đẹp, ớt rỗ bọt, dung sai thấp.
- Nhược điểm:
+ Do khụng được dựng lừi cỏt nờn khụng đỳc được cỏc sản phẩm rỗng phức tạm. + Kim loại lỏng dẫn vào khuụn dưới ỏp lực cao, tốc độ lớn nờn làm khuụn mau
mũn.
+ Ít dựng để đỳc kim loại đen vỡ nhiệt độ chảy của kim loại đen cao làm cho tuổi bền của khuụn giảm.
+ Chi phớ cao (Chi phớ cho khuụn và mỏy đỳc ỏp lực).
- Ứng dụng: dựng để chế tạo cỏc chi tiết phức tạp như vỏ bơm xăng dầu, nắp buồng ộp, van dẫn khớ, kốn đồng.
c) Đỳc ly tõm
- Là rút kim loại lỏng vào khung quay, nhờ lực ly tõm mà kim loại lỏng được phõn bố đều theo bề mặt bờn trong của khuụn hoặc điền đầy lỏng khuụn để tạo thành vật đỳc.
- Ưu điểm
+ Đỳc được những chi tiết hỡnh trũn xoay rỗng bằng khụng cần dựng lừi do đú tiết kiệm được vật lừi.
+ Khụng cần dựng hệ thống rút nờn tiết kiệm được kim loại vật đỳc. + Cú thể đỳc những vật mỏng, cú đường gõn và hỡnh nổi mỏng.
+ Vật đỳc sạch do tạp chất, xỉ và phi kim nhẹ cú lực ly tõm bộ nờn khụng bị lẫn vào kim loại vật đỳc.
+ Tổ chức kim loại mịn, chặt, khụng bị cú rỗ co, rỗ khớ do đụng đặc dưới tỏc dụng của lực ly tõm.
- Nhược điểm:
+ Chỉ thớch ứng cho những vật trũn xoay rỗng.
+ Làm việc ở nhiệt độ cao, chịu tỏc dụng của lực ly tõm, sức ộp của kim loại lỏng lờn thành khuụn lớn.
+ Khú nhận được đường kớnh lỗ bờn trong vật đỳc chớnh xỏc vỡ khú định được lượng kim loại rút vào khuụn chớnh xỏc.
+ Bề mặt của vật đỳc kộm (đối với vật đỳc trũn xoay) vỡ chứa nhiều tạp chất và xỉ.
+ Do khuụn quay với tốc độ cao nờn cần phải cõn bằng và kớn. Điều này khú đạt được chớnh xỏc.
+ Vật chứa dễ bị thiờn tớch do trọng lượng riờng của cỏc nguyờn tố kim loại trong hợp kim khỏc nhau nờn chịu lực ly tõm khỏc nhau.
- Ứng dụng:
+ Chế tạo những chi tiết hỡnh trũn xoay: bạc, ống, sec măng. + Chi tiết định hỡnh bằng thộp, gang, kim loại màu và phi kim.
+ Vật đỳc dễ bị thiờn tớch do trọng lượng riờng của cỏc nguyờn tố kim loại trong hợp kim khỏc nhau nờn chịu lực ly tõm khỏc nhau.
Hỡnh 9: đỳc ly tõm trục quay thẳng đứng
d) Đỳc trong khuụn mẫu chảy
- Thực chất là đỳc trong khuụn cỏt nhưng mẫu được làm bằng những vật liệu dễ chảy.
Hỡnh 11: đỳc khuụn mẫu chảy
- Ưu điểm:
+ Cú thể đỳc những vật đỳc rất phức tạp và đỳc những hợp kim khú chảy như: thộp khụng gỉ, thộp giú.
+ Độ chớnh xỏc và độ búng bề mặt cao vỡ độ chớnh xỏc của mẫu chảy lớn vỡ độ chớnh xỏc của mẫu chảy lớn, khụng cú mặt phõn khuụn nờn khụng cú sự sai lệch khuụn và khuyết tật do lắp rỏp khuụn gõy ra, khụng cú nguyờn cụng rỳt mẫu nờn giảm được sai số do việc rỳt mẫu, rút kim loại lỏng vào khuụn đĩ được nung núng nờn giảm ứng suất nhiệt do đú vật đỳc ớt bị nứt, cong vờnh. - Nhược điểm:
+ Cường độ lao động cao + Chu trỡnh sản xuất đài. + Giỏ thành chế tạo khuụn cao. - Ứng dụng:
+ Dựng sản xuất dao phay, dao chuốt.
+ Chế tạo bỏnh răng, lớp xe đạp, phụ tựng trong mỏy nổ.
+ Cho những vật đỳc cú khối lượng: 0,02 – 100 kg, chiều dày 0,3mm, đường kớnh lỗ 2mm.
e) Đỳc trong khuụn vỏ mỏng
- Là dạng đỳc trong khuụn cỏt nhưng thành khuụn mỏng khoảng 6 – 8mm. - Ưu điểm:
+ Cú thể đỳc gang, thộp, kim loại màu như khuụn cỏt, khối lượng vật đỳc đến 100 kg.
+ Độ chớnh xỏc đạt cấp 7.
+ Khuụn vỏ mỏng là khuụn khụ, nhẵn, búng, thụng khớ + Bền.
+ Giảm chi phớ kim loại cho hệ thống rút vỡ khụng cần hệ thống rút lớn như trong khuụn cỏt.
+ Do tớnh truyền nhiệt kộm nờn đỳc gang khụng bị húa trắng. + Nhiệt độ rút cú thể nhỏ hơn trong khuụn cỏt từ 20 – 300C. + Đơn giản húa quỏ trỡnh dở khuụn và làm sạch vật đỳc. + Hỗn hợp chế tạo khuụn dễ đụng đặc, nhào tr.ộn với cỏt. + Đắt và hiếm - Nhược điểm: + Truyền nhiệt kộm. + Khụng hỳt nước. + Quy trỡnh đỳc dài. + Giỏ thành cao. - Ứng dụng: dựng để đỳc những vật ớt rỗ, xốp, nứt và những khuyết tật khỏc. f) Đỳc liờn tục
- Là quỏ trỡnh rút kim loại lỏng đều và liờn tục vào khuụn làm bằng kim loại, xung quanh hoặc bờn trong khuụn cú nước bờn trong làm nguội (cũn gọi là bỡnh kết tinh). Nhờ truyền nhiệt nhanh nờn kim loại lỏng sau khi rút vào khuụn được kết tinh ngay. Vật đỳc được kộo liờn tục và ra khỏi bằng những cơ cấu đặc biệt như con lăn, bàn kộo.
- Ưu điểm:
+ Cú khả năng đỳc được cỏc ống, thỏi và những dạng hỡnh khỏc nhau bằng gang, thộp, kim loại màu cú tiết diện khụng đổi, chiều dài khụng hạn chế.
+ Đỳc được những tấm kim loại thay cho cỏn, đặc biệt là đối với những tấm bằng gang.
+ Kim loại đụng đặc dần dần từ dưới lờn trờn và được bổ sung liờn tục nờn khụng bị rỗ co, rỗ khớ, ớt bị thiờn tớch, cú độ mịn chặt cao. Thành phần húa học và cơ tớnh cao vỡ đỳc trong khuụn kim loại nờn cú tổ chức nhỏ mịn, cơ tớnh cao, chất lượng bề mặt tốt.
+ Khụng tốn kim loại vào hệ thống rút, phế phẩm ớt nờn giỏ thành chế tạo thấp. - Nhược điểm:
+ Tốc độ nguội nhanh nờn gõy ứng suất bờn trong lớn làm cho kim loại dễ bị nứt. Để khắc phục yếu điểm này người ta cú thể dựng dầu thay cho nước.
+ Khụng đỳc được những vật phức tạp, vật cú tiết diện thay đổi. - Ứng dụng: đỳc ống, đỳc tấm, đỳc thanh, dải.