Chương 3: Đúc kim loại

-là phương pháp chế tọa sản phẩm bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn đúc có hình dạng và kích thước nhất định.Sau khi kim loại đông đặc ta thu được vật phảm có hình dạng và kích thước phù hợp với yêu cầu

-đặc điểm:

+đúc được tất cả những vật liệu có tính đúc : kim loại và phi kim loại( nấu chảy lỏng vào điền đầy vào lòng khuôn)

+đúc được những vật có khối lượng rất khác nhau (từ vài gam-vài trăm tấn) có hình dạng phức tạp

Khi đúc trong khuôn cát thường có những đặc điểm sau:

+vốn đầu tư ít

+lượng dư gia công lớn dẫn đến tốn vân liệu

+độ chính xác, độ bong bề mặt chi tiết không cao tiềm ẩn những khuyết tật nguy hiểm khó kiểm tra , khó cơ khí hóa, tự động hóa năng suất thấp

Phân loại:

-theo khuôn đúc : +khuôn đúc một lần

+khuôn bán vĩnh cửu(khuôn đất sét)

+khuôn vĩnh cửu

-theo vật liệu làm khuôn

+đúc trog khuôn cát

+đúc trong khuôn kim loại

-theo cách điền đầy kim loại lỏng vào khuôn: đúc bình thường, đúc áp lực, đúc li tâm

1: đúc trong khuôn cát

a> Kn: Khuôn cát là khuôn đúc được một lần, được chế tọa bằng hỗn hợp mà trong đó cát là thành phần chủ yếu

Đúc trong khuôn cát có thể đúc được những vật đúc lớn , phức tạp nhưng độ chính xác thấp, chat lượng bề mặt kém, năng suất thấp, thợ phải có tay nghề cao.Phù hợp với sx đơn chiếc

b>Qui trình: (sơ đồ)

Chia làm 3 bước:

1: chuẩn bị sản xuất: +chuẩn bị thiết kế: Bộ phận kĩ thuật căn cứ vào bản vẽ chi tiết máy lập ra bản vẽ đúc, tính toán , xử lí các yêu cầu kĩ thuật

+chuẩn bị công nghệ: chế tạo các bộ mẫu(vật đúc, lõi, hệ thống rót..) làm khuôn(long khuôn, long hệ thống rót, đậu ngót, đậu hơi), làm lõi

2: sản xuất đúc: -tiến hành lắp ráp khuôn-lõi kiểm tra, nâu chảy và rót kim loại lỏng vào khuôn

-sau khi đông đặc vật đúc được hình thành trong khuôn , tiến hành dỡ khuôn, phá lõi ...

3: kiểm tra vật đúc: hình dáng, kích thước, khối lượng chât luơng bên trong ngoài

Những bộ phận chính để đúc vật đúc trong khuôn cát

(Hình vẽ)

c>Hỗn hợp làm khuôn làm lõi:

1: yêu cầu đối với vật liệu làm khuôn(lõi)

-tính dẻo: là khả năng biến dạng vĩnh cửu của hỗn hợp sau khi tạo hình long khuôn-lõi.tính dẻo tăng khi lượng nước trong hỗn hợp tăng (8%), đất sét, chấm kết dính tăng, cát hạt nhỏ.

-độ bền: là khả năng hỗn hợp không bị phá hủy khi chịu lực(trong quá trình vận chuyển và lắp đặt).Độ bền tăng khi lượng nước tăg lên 8%, cát nhỏ, sắc cạnh và khi lượng đất xét tăng

-tính lún: là khả năng giảm thể tích khi chịu lực, cho phép co giãn khi kim loại đông đặc- giảm thể tích(tránh nứt, lở khuôn, lõi). Tính lún tăng khi hạt to, chất dẻo kết dính ít ,chất phụ gia tăng

-tính thông khí:là khả năng cho chất khí thoat qua hỗn hợp ra ngoài, tránh gây rỗ khí.Tính thông khí tăng khi cát hạt to và đều, chất phụ gia có dộ xốp tăg , đất sét, kết dính, lượng nước ít

-tính bền nhiệt: là khả năng giữ được độ bền , không bị chảy , cháy mềm ở nhiệt độ cao.Cần cất to và tròn, chất phụ ít

-độ ẩm: là lượng nước chứa trong hỗn hợp tính bằng %,độ ẩm tăng đến 8% làm cho độ bền, độ dẻo của hỗn hợp tăng quá giới hạn đó sẽ có ảnh hưởng xấu

-tính bền lâu: khả năng có thể sử dụng hỗn hơp nhiều lần nhưng vẫn đẩm bảo yêu cầu kĩ thuật, tăng hiệu quả kinh tế

2: các vật liệu làm khuôn, lõi:

-cát: là thành phần chủ yếu SiO2

-đất sét: mAl2O3+nSiO2+qH2O

-chất kết dính: là những chất đưa vào trong hỗn hợp để tăng độ dẻo, tăng độ bền, dính các hạt lịa với nhau

Thường dung: dầu thực vật, đường , xi măng..

- chất phụ:+ chất phụ tăng độ xốp(mùn cưa, rơm rạ..)được trộn với cát, chất kết dính cháy

-chất sơn khuôn: sơn vào bề mặt của khuôntăng độ bong bề mặt

t/d: bền nhiệt và chịu nhiệt

3: chế tạo hỗn hỗn hợp làm khuôn lõi:

-phần tiếp dáp với mẫu: dung cát mới(cát áo) chiếm 10-15% lượng cát trong hỗn hơp khuôn. Còn lại là cát đệm thường là cát cũ đã qua sử dụng chiếm 85-90%, đất sét(8-20%), còn lại chất kết dính phụ và nước

-làm lõi: yêu cầu cao hơn

d>Các phương pháp làm khuôn lõi:

Làm khuôn:-Làm khuôn có thể làm bằng tay các dụng cụ: dao tay, thước..

+đặt mẫu vào trong long khuôn

+giải đều hỗn hợp làm khuôn theo từng lớp

+đầm chắt , săm hơi

+rắc bột phân cách, lắp hòm khuôn

+lắp hệ thống rót, đậu ngót

-làm khuôn bằng máy: tất cả các nguyên công hoặc 1 phần các nguyên công được làm bằng máy làm khuôn đơn giản

Làm lõi: bằng tay hoặc bằng máy

Lõi là bộ phận trong khuôn đúc nhằm tạo ra phần rỗng trong khuôn đúc

+thân: hình dạng giống hệt bên trong vật đúc

+tai lõi : định vị lõi trong khuôn nhưng vị trí nhất định

+rãnh không khí: tăng khả năng thông khí của lõi

+ xương lõi: tăng độ bền của lõi

e>Hệ thống rót:

-kn: là hệ thống dẫn ki loại lỏng từ thùng rót vào long khuôn

yêu cầu: - đảm bảo kim loại lỏng phải điền đầy toàn bộ lòng khuôn

-dòng kim loai lỏng chảy vào khuôn phải êm, liên tục, ngăn xỉ trở lại, không va đập, không làm vỡ hệ thống rót

- các bộ phận: cốc rót, ống rót, rãnh loc xỉ, rãnh dẫn

-chọn chỗ dẫn kim loại lỏng vòa khuôn:

+vật đúc có khối lượng dưới 1,5 tấn dài không quá 3m thì lên dẫn kim loại lỏng từ một phía vào khuôn.Dài hơn 3m thì có thể dẫn kim loại lỏng từ giữa vật đúc ra

+khi đúc các vật bằng gang, chiều dày không khác nhau nhiều thì dẫn kim loai lỏng vào chỗ mỏng nhất để đảm bảo tốc độ nguội ở mọi chỗ của vật đúc như nhau

+ với vật đúc có dạng tròn xoay cần dẫn kim loại lỏng theo hướng tiếp tuyến với thành khuôn và bảo đảm dòng kim loại xoay tròn theo một hướng

+vật đúc có chiều cao trung bình, đúc trong hai hay nhiều hòm khuôn thì dẫn kim loại từ giữa ra

+vật đúc cao ,quan trọng, đúc hợp kim nên dẫn kim loại từ dưới lên

f) một số phương pháp đúc đặc biệt:

1: đúc trong khuôn kim loại:

2: đúc áp lực: ép kim loại lỏng điền đầy vào khuôn

+dúc được các chi tiết phức tạp, các loại lỗ có kích thước nhỏ

+độ bong và độ chính xác cao, cơ tính năng suất cao

+hình dạng lỗ hoặc mặ trong phải đơn giản

+khuôn chóng bị mài mòn

3: đúc ly tâm: rót kim loại lỏng vào khuôn quay

4: đúc trong khuôn mẫu chảy

5: đúc lien tục: là phương pháp đúc trong đó rót kl lỏng vào khuôn có hệ thống hoạt động tuần hoàn và làm nguôi

6: đúc trong khuôn vỏ mỏng:

Pp đúc trong khuôn cát mẫu thẳng là mẫu kim loại được nung nóng lòng khuôn được tạo bởi hỗn hợp đặc biệt hình thành khi tiếp xúc với mẫu ở 300-500oC tọa thành một lớp vỏ mỏng

 vật đúc có độ bong độ chính xác cao

g) kiểm tra vật đúc

1: các dạng khuyết tật của vật đúc:

+ sai lệch về hình dạng kích thước và tải trọng

+ khuyết tật mặt ngoài(cháy cát, khớp, lõm)

+ nứt(nứt nóng, nứt nguội)

+ lỗ hỏng trong vật đúc(rỗ khí, rỗ co)

+ lẫn tạp chất(rỗ xỉ, rỗ cát, lẫn tạp chất phi kim loại)

+sai tổ chức(cỡ hạt, biến trắng, thiên tích, sai cấu trúc)

+sai về thành phần hóa học và cơ tính

2: kiểm tra và chữa các khuyết tật của vật đúc:

Có thể kiểm tra bằng mắt hoặc các dụng cụ đo, bằng phương pháp vật lí..

-dùng tia X:

-dùng tia gama

-dùng siêu âm

-phương pháp từ trường bột

-phương pháp từ cảm

Chữa các khuyết tật:

+nếu có rỗ ở phần không quan trọng: trát bằng sơn, bakelit, hồ gồm dầu + graphit, nhựa matit..

+chỗ thiếu hụt lớn có thể rót thêm kim loại vào

+nếu thiếu hụt chỗ chịu áp lực:hàn đắp

+độ cứng không đạt: nhiệt luyện

Nếu nghiêm trọng hơn thì phải loại bỏ sản phẩm