chương 1 Công nghệ đúc TRỌN BỘ

bài giảng Công Nghệ Kim Loại powerpoint pptx . dụng cho trình chiếu giảng dạy, thuyết trình, học tập của các trường cao đẳng đại học, giúp giáo viên sinh viên dạy và học tốt hơn.bài giảng Công Nghệ Kim Loại powerpoint pptx . dụng cho trình chiếu giảng dạy, thuyết trình, học tập của các trường cao đẳng đại học, giúp giáo viên sinh viên dạy và học tốt hơn.

 Chương 1: KHÁI NIỆM VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐÚC

 1.1 Phân loại các phương pháp đúc

 1.2 Sự kết tinh của kim loại vật đúc trong khuôn

 1.1 Phân loại các phương pháp đúc

 1.1.1 Định nghĩa:

 Đúc là quá trình điền đầy kim loại ở thể lỏng vào lòng khuôn đúc có hình dạng, kích thước định sẵn

Sau khi kim loại đông đặc, ta thu được sản phẩm tương ứng với lòng khuôn

1.1.2 Đặc điểm:

 Có nhiều phương pháp tạo phôi đúc khác nhau Mỗi phương pháp tạo ra sản phẩm có đặc tính khác nhau, nhưng căn cứ vào thực chất chung thì có các đặc tính sau:

- Mọi vật liệu như gang, thép , hợp kim màu, vật liệu phi kim khi nấu chảy lỏng đều đúc được

- Tạo ra vật đúc có kết cấu phúc tạp, những vật đúc có khối lượng lớn mà các phương pháp gia công phôi khác không thực hiện được

- Có khả năng cơ khí hóa, hoặc tự động hóa cao.

- Giá thành của sản xuất đúc hạ hơn so với các dạng sản xuất khác.

 Tuy vậy, quá trình sản xuất đúc còn cần phải khắc phục một số hạn chế sau:

 - Do quá trình kết tinh từ thể lỏng nên trong các vật đúc dễ tồn tại các dạng rỗ co, rỗ khí,nứt, lẫn tạp chất.

- Khi đúc trong khuôn cát độ chính xác về kích thước và độ bóng thấp.

- Tiêu hao một phần không nhỏ kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót và cho các đại lượng khác.

 1.1.3 Phân loại các phương pháp đúc:

 a Đúc trong khuôn cát:

 - Khuôn cát là loại khuôn đúc một lần, phải phá bỏ khuôn để lấy vật đúc

 - Vật đúc có độ chính xác thấp, độ bóng bề mặt kém, lượng dư gia công lớn.

 - Nhưng khuôn cát tạo ra vật đúc có kết cấu phức tạp, khối lượng lớn.

 Ngoài ra phần lớn các phương pháp đúc đặc biệt có năng suất cao hơn Tuy nhiên đúc đặc biệt

thường chỉ tạo được vật đúc nhỏ và trung bình



 Trong bảng dưới đây trình bày tóm tắt các dạng sản xuất đúc, phương pháp tạo khuôn và lĩnh vực sử dụng

của chúng

D ng đ ạ úc

(1)

Ph ươ ng ph áp làm khuôn

(2)

Đ c tr ng phân lo i ặ ư ạ (3)

D ng s n xu t v ạ ả ấ à đ t t ặ ính

c a v t đ ủ ậ úc (4)

Lĩnh v c s d ng ự ử ụ (5)

Dùng trong các tr ườ ng h p thông ợ

th ườ ng, không đòi h i ch t l ỏ ấ ượ ng cao

M u kim lo i ẫ ạ S n xu t h ả ấ àng lo t, v t ạ ậ

đúc nh v ỏ à trung bình không quá ph c t p ứ ạ

Dùng khi c n nâng cao đ ch ầ ộ ính xác,

(1) (2) (3) (4) (5)

Đúc đ c bi t ặ ệ

Khuôn kim lo i ạ

Đi n đ y kim lo i l ng b ng ề ầ ạ ỏ ằ rót t do ự

S n xu t h ả ấ àng lo t l n V t ạ ớ ậ đúc nh , trung b ỏ ình C u t o ấ ạ

Khuôn đúc li tâm Khuôn kim lo i, tr c quay ạ ụ

th ng đ ng ẳ ứ

S n xu t h ả ấ àng lo t V t đ ạ ậ úc tròn xoay , r ng ỗ

Dùng đúc các h p kim kh ợ ác nhau Đ ườ ng k ính v t d ậ úc l n, ớ chi u cao không l n l m ề ớ ắ

Khuôn cát đ t trên gi ặ á quay

tr c th ng đ ng ụ ẳ ứ

S n xu t h ả ấ àng lo t nh v ạ ỏ à trung bình V t đ ậ úc có d ng ạ

b t kỳ nh ấ ỏ

Dùng đúc các h p kim v t đ ợ ậ úc không l n ớ

(1) (2) (3) (4) (5)

Đúc đ c bi t ặ ệ

Khuôn đúc li tâm

Khuôn kim lo i tr c quay n m ạ ụ ằ ngang d ng công sôn ạ

S n xu t h ả ấ àng lo t V t đ ạ ậ úc tròn xoay, r ng ỗ

Dùng đúc các h p kim ợ ít thiên tích Yêu c u ch t l ầ ấ ượ ng cao Chi u cao ề

v t đ ậ úc nh ỏ

Khuôn kim lo i hai n a tr c quay ạ ử ụ

n m ngang ẳ

S n xu t h ả ấ àng lo t, v t đ ạ ậ úc tròn xoay ,r ng; v t đ ỗ ậ úc có

m t ngo ặ ài không tròn xoay

Dùng ch t o c ế ạ ác lo i ng b ng ạ ố ằ các h p kim, c ợ ó đ ườ ng k ính nh ỏ chi u d ề ài l n ớ

Khuôn kim lo i c ạ ó lót h n h p c ỗ ợ át bên trong khuôn li n tr c quay ề ụ

n m ngang ằ

S n xu t h ả ấ àng lo t, trung b ạ ình

v t đ ậ úc có ti t di n không đ u ế ệ ề

Dùng đúc các v t đ ậ úc b ng gang ẳ xám, có gia công m t ngo ặ ài.

Đúc liên t c ụ Khuôn đúc có d ng b ạ ình k t tinh ế

có làm ngu i tu n ho ộ ầ àn

S n xu t h ả ấ àng lo t V t đ ạ ậ úc là

th i ho c ng c ỏ ặ ố ó di n t ệ ích không đ i v chi u d ổ ề ề ài, đ l n ộ ớ

Dùng trong tr ườ ng h p ch t o ợ ế ạ

th i hay ng ỏ ố

l n, h ớ ình d ng b t kỳ ạ ấ

Dùng khi thi u hòm ế khuôn l n, khuôn t ớ ươ i

Dùng khi yêu c u năng ầ

su t cao ấ

Làm khuôn trên máy

th i c ổ át

Hình d ng b t kỳ c ạ ấ ó kích th ướ ớ c l n v à trung bình

Dùng khi đúc các v t c ậ ó chi u cao, k ề ích th ướ c ngang l n ớ

và trung bình

Ch t o v t đ ế ạ ậ úc có ch t ấ

l ượ ng cao, kim lo i quý, ạ

l ượ ng d gia công nh ư ỏ

M u b ng v t li u d ẫ ằ ậ ệ ễ

ch y, khuôn c ả át đ t ặ

bi t không c ệ ó m t phân ặ khuôn.

D ng s n xu t h ạ ả ấ àng

lo t trung b ạ ình tr lên ở

V t đ ậ úc nh ph c t p ỏ ứ ạ

Dùng ch t o v t đ ế ạ ậ úc chính xác cao, không

ph i gia công c ho c ả ơ ặ gia công v i l ớ ượ ng d ư

nh , v t đ ỏ ậ úc b ng kim ằ

lo i, h p kim quý hi m ạ ợ ế

 1.2 Sự kết tinh của kim loại vật đúc trong khuôn

 Kim loại lỏng khi điền đầy lòng khuôn sẽ nhanh chóng chuyển dần sang trạng thái đặc theo quá

trình kết tinh phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

- Tính chất lý nhiệt và nhiệt độ rót của hợp kim đúc.

- Tính chất lý nhiệt của vật liệu khuôn

- Công nghệ đúc.

 Có thể phân chia quá trình kết tinh thành các giai đoạn liên tiếp sau đây:

 a Giai đoạn điền đầy kim loại lỏng vào khuôn: là thời gian để điền đầy hệ thống rót và đậu ngót.

 b Giai đoạn hạ nhiệt độ từ t0 rót đến nhiệt độ điểm lỏng: Kim loại lỏng trong lòng khuôn tiếp xúc với

thành khuôn sẽ truyền nhiệt vào vật liệu khuôn với tốc độ khác nhau phục thuộc vào tính chất vật lý nhiệt của khuôn và lượng tập trung kim loại từng vùng

 c Giai đoạn kết tinh tính từ nhiệt độ điểm lỏng đến nhiệt độ điểm đặc ( khoảng đông đặc):

 + Đông đặc theo lớp: Những kim loại nguyên chất, hợp kim cùng tinh hoặc khoảng kết tinh hẹp

thường đông đặc theo lớp

 + Đông đặc thể tích: Những hợp kim có khoảng nhiệt độ kết tinh lớn thường xảy ra đông đặc thể tích

 d Giai đoạn nguội trong khuôn: Kết thúc giai đoạn trên, kim loại đã hoàn toàn đông đặc.

 e Giai đoạn nguội ngoài khuôn: Tùy thuộc vào công nghệ đúc đã được qui định thời gian lấy vật

đúc ra khỏi khuôn mà xác định thời điểm bắt đầu nguội ngoài khuôn

1.5>Nh ng nhân t nh h ữ ố ả ưở ng đ n ch t ế ấ

Ch t l ấ ượ ng v t đúc đ ậ ượ c đánh giá b ng các ch tiêu sau đây ằ ỉ _Đ chính xác hình d ng và kích th ộ ạ ướ c _Đ nh n bóng b m t ngoài ộ ẵ ề ặ

_Ch t l ấ ượ ng kim lo i c a h p kim v t đúc tùy thu c vào quá trình công ngh đúc và yêu c u s n ạ ủ ợ ậ ộ ệ ầ ả

ph m, ch t l ẩ ấ ượ ng v t đúc ch u các nh h ậ ị ả ưở ng nh : ư

+ H p kim đúc ợ

+ Lo i khuôn đúc và ph ạ ươ ng pháp đúc

+ nh h ng c a công ngh đúc Ả ưở ủ ệ

Ch ươ ng 2

Nguyên lý thi t k k t c u v t đúc ế ế ế ấ ậ

1> Khái ni m ệ : v t đúc là s n ph m hình thành t h p kim l ng trong lòng khuôn S hình thành đó ậ ả ẩ ừ ợ ỏ ự

ch u nh h ị ả ưở ng l n k t c u v t đúc ớ ế ấ ậ

* M t k t c u kim lo i ph i b o đ m nh ng yêu c u sau đây ộ ế ấ ạ ả ả ả ữ ầ

+ B o đ m quá trình công ngh làm khuôn và lõi đ n gi n, thu n ti n ả ả ệ ơ ả ậ ệ

+ D xác đ nh v trí lòng khuôn trong khuôn đúc đ t o ra h ễ ị ị ể ạ ướ ng k t tinh đúng ế + B o đ m cho quá trình công ngh gia công c t g t đ ả ả ệ ắ ọ ượ c thu n l i ậ ợ

+ B o đ m c tính c a v t đúc ả ả ơ ủ ậ

2> Nguyên t c thi t k k t c u v t đúc ắ ế ế ế ấ ậ

*Thi t k k t c u ph i th a mãn 1 s nguyên t c sau ế ế ế ấ ả ỏ ố ắ

2.1> Thi t k k t c u th a mãn ch t l ế ế ế ấ ỏ ấ ượ ng h p kim ợ

+ K t c u ch ng xu t hi n r co ế ấ ố ấ ệ ỗ

+ K t c u ch ng xu t hi n ng su t d ế ấ ố ấ ệ ứ ấ ư

21

2.2> Thi t k k t c u b o đ m công ngh làm khuôn ế ế ế ấ ả ả ệ

Công ngh làm khuôn g m các nguyên công c b n nh :đ m ch t h n h p, rút m u, l p khuôn… ệ ồ ơ ả ư ầ ặ ỗ ợ ẫ ắ Công ngh làm khuôn càng đ n gi n, ch t l ệ ơ ả ấ ượ ng v t đúc càng cao ậ

* K t c u v t đúc h p lý ph i th a mãn các đi m sau đây ế ấ ậ ợ ả ỏ ể

+ K t c u ph i đ m b o cho h ế ấ ả ả ả ướ ng rút m u d dàng, ho c ch phân b trong 1 lòng khuôn, ho c ẫ ễ ặ ỉ ố ặ không ph i làm m u r i ả ẫ ờ

+ K t c u v t đúc có s l ế ấ ậ ố ượ ng lõi càng ít càng t t, b o đ m d đ nh v khi l p ráp và d phá lõi khi ố ả ả ễ ị ị ắ ễ

d khuôn, làm s ch ỡ ạ

2.3> thi t k k t c u th a mãn công ngh gia công c và l p ráp ế ế ế ấ ỏ ệ ơ ắ

H u h t các v t đúc đi u ph i qua gia công c t g t ầ ế ậ ề ả ắ ọ

* Đ thu n ti n cho quá trình c t g t, k t c u v t đúc ph i th a mãn các đi m sau: ể ậ ệ ắ ọ ế ấ ậ ả ỏ ể

+ Đ m b o gá l p trên máy và đ gá ch c ch n và thu n ti n, chính xác ả ả ắ ồ ắ ắ ậ ệ + K t c u không gây c n tr cho quá trình c t g t ế ấ ả ở ắ ọ

+ Kêt c u đ m b o gi m l ấ ả ả ả ượ ng gia công c t đ gi m th i gian máy khi c t ắ ể ả ờ ắ + Chi u dày thành v t đúc c n ph i đ u đ n ề ậ ầ ả ề ặ

Xác định các đại lượng của bản vẽ đúc Xác định lõi và gối lõi

Thiết kế mẫu Thiết kế lõi và hộp lõi Vật liệu làm hộp lõi

Hệ thống rót

Đậu hơi và đạu ngót

-Đơn giản hóa kết cấu ,dể đúc hơn

-Có thể tăng hay giảm độ dày thành vật đúc

2.Xác định mặt phân khuôn

a.Chọn mặt phân khuôn dựa vào công nghệ làm khuôn

-chọn mặt phân khuôn phải qua tiết diện lớn nhất để dể rút mẫu -Chọn MPK sao cho lòng khuôn là cạn nhất,dể sửa chửa lòng khuôn -Chọn MPK trên cạn hơn MPK dưới,dễ làm dể lắp

-Nên chọn MPK là mặt phẳng

b.Chọn mặt phân khuôn dựa vào độ chính xác lòng khuôn

-lòng khuôn chỉ phân bố trong một hồm khuôn ,tránh được sai số lắp ráp.

-Nếu vật đúc có lõi nên bố trí lõi thẳng đứng ,dể định vị và dể kiểm tr a khi lắp

-Không chọn mặt phân khuôn qua nơi có tiết diện thay đổi.

-Nếu vật đúc có nhiều tiết diện khác nhau ta có thể dùng miếng đất phụ-tạo tiết diện lớn nhất tại MPK

C,Chọn mặt phân khuôn dựa vào chất lượng hộp kim đúc

- Chọn MPK sao cho hướng kết tinh chuyển dần về chân đậu ngót

-Chọn MPK phải tính đến vị trí đặt hệ thống rót

Có 3 cách rót phổ biến;

3.Xác Định Các Đại Lượng Của Bản Vẽ Đúc:

a.Lượng dư gia công cắt gọt :là phần kim loại nhô ra trên vật đúc,phụ thuộc vào các yếu tố sau:

+Kích thước ,dạng sản xuất vật đúc

+Vị trí các bề nặt đúc trong khuôn

b.Độ dốc rút mẫu :trên các thành đứng vuông gốc mặt phân khuôn cần có độ dốc rút mẫu.càng lớn càng dể rút mẫu.Nhưng dể làm sai lệch hình dạng vật đúc.

c.Gốc đúc:góc tiếp giáp giữa hai bề mặt giau hau của vật đúc.giúp khuôn

không bị vở,và bị nứt…

d.Dung sai vật đúc :sai số kích thước cho phép với kích thước danh nghĩa Phụ thuộc vào:

-Phương pháp đúc ,loại khuôn ,mẫu đúc

-loại hộp lõi

4.Xác Định Lõi Và Gối Lõi:

a.Lõi: tạo ra phần lõm ,lỗ trong vật đúc.Những lỗ quá nhỏ ta có thể không dùng lõi mà ,có thể gia công cắt gọt …

-Những lõi phức tạp cao ta có thể kết hộp cả lõi và phần nhô của khuôn.

b.Thiết kế gối lõi :dùng để định vị lõi trong khuôn,đảm bảo chính xác cứng vững.Gồm hai loại: - Lõi đứng: định vị theo hướng vuông gốc MPK,Thường làm hình côn

 Lõi Ngang :phân bố cả khuôn trên và khuôn dưới ở MPK.Có hai loại; +Gối lõi có khóa chống xoay

+Gối lõi có khóa chống dịch

II.THIẾT KẾ MẪU VÀ HỘP LÕI.

1.Thiết kế mẫu:tạo ra lòng khuôn.Một bộ mẫu gồm;mẫu,mẫu hệ thống rót,đậu hơi ,đậu

+Xác định hình dạng kích thước tai mẫu.

+Cấu tạo mẫu:vật liệu chế tạo

+Phần định vị khi ghép mẫu

2.Thiết kế lõi và hộp lõi

-Có ba loại hộp lõi:

+Hộp lõ nguyên tạo lõi dơn giảng dạng côn

+Hộp lõi hai nữa ;tạo lõi hình trụ chiều dài tùy ý.

+Hộp lõi lắp ghép tạo lõi phức tạp ,khích thước lớn

III.Thiết Kế Hệ Thống Rót Đậu Hơi,Đậu Ngót:

*Ống rót: nối với cốc rót ,dẫn hướng cho kim loại lỏng và luôn có gia tốc -Để hạn chế vận tốc dòng chãy người ta dùng các ống rót sau::

+Ống rót hình sin

+Ống rót xếp tầng(bậc)

*Rãnh Lọc Xỉ :Nằm dưới chân ống rót ở khuôn trẹn xác mặt phân khuôn,tác dung lọc xỉ ,bỏ tạp chất

Có tiết diện lả hình tam giác ,bán nguyệt,hình thang

*Rãnh Dẫn: tác dụng hứng kim loại sạch từ rãnh lọc xỉ vàdẫn kim loại lỏng vào khuôn,

-Có tiết diện giống rãnh lọc xỉ nhưng ngược chiều.

Một số rãnh dẫn khác như

+Rãnh dẫn nhiểu tầng

+Rãnh dẫn khe mỏng

+Rãnh dẫn giọt mưa

3.Đậu ngót,Đậu hơi

a Đậu hơi: :thoát hơi cho khuôn đúc ,được đặt nơi cao nhất của khuôn

b Đậu ngót :dùng thát hơi và bổ sung kim loại cho vật đúc,được đật nơi cao nhất và tập trung kim loại nhiều nhất.

*yêu cầu:

-Nguội sau cùng,bổ ngót tốt,không hao phí nhiều kim loại

-Chân đậu ngót dể cắt …

=>Hai loại đậu ngót:

+Đậu ngót hở ;lòng khuôn thông khí trời,bổ ngót cao,dể chế tạo.

Đậu ngót cục bộ

Đậu ngót vòng

+Đậu ngót ngầm :Lòng khuôn không thông khí trời,dùng

trong khuôn kim loại bổ sung kim loại phía dưới lòng

khuôn.

Chương 4: CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO KHUÔN VÀ LÕI.

4.1: V t li u ch t o khuôn và lõi.ậ ệ ế ạ

Đ ch t o h n h p khuôn và lõi ta s d ng v t li u t nhiên và v t li u ể ế ạ ỗ ợ ử ụ ậ ệ ự ậ ệ

nhân t o.ạ

4.1.1: Yêu c u c a v t li u làm khuôn và lõi.ầ ủ ậ ệ

a. Đ b n : là kh năng h n h p b o đ m cho khuôn và lõi không b phá ộ ề ả ỗ ợ ả ả ị

h y khi ch t o , l p ráp, v n chuy n…ủ ế ạ ắ ậ ể

 b Đ b n b m t : là kh năng ch u l c khi có dòng ch y kim lo i tác d ng lên b m t lòng ộ ề ề ặ ả ị ự ả ạ ụ ề ặkhuôn.

 c Tính lún: là kh năng gi m th tích c a h n h p kim lo i khi co l i.ả ả ể ủ ỗ ợ ạ ạ

 d Tính d o ; Là kh năng in hình r nét c a m u và h p lõi t o ra hình d ng và kích thẻ ả ỏ ủ ẩ ộ ạ ạ ước đúng

 e Tính công nghệ: Gồm các chỉ tiêu sâu.

 4.1.2 Vật liệu làm khuôn và lõi.

 a Cát là thành phần chính của hỗn hợp Trong cát thành phần cơ bản là SiO2 có nhiệt độ nóng chảy cao , độ cứng và tính ổn định nhiệt hóa cao , độ hạt từ 0,02-0,03mm

 b Đất sét là loại chất kết dính nhằm đảm bảo độ bền ,độ dẻo của hỗn hợp

 c Chất dính kết làm tăng độ bền, độ dẻo, tính chịu nhệt cho khuôn và lõi Gồm dầu thực vật , rỉ

mậ, bột hồ, xi măng

 d Chất phụ đưa vào khuôn và lõi nhằm tăng một số tính chất đặc biệt, làm nhẵn bóng bề mặt khuôn lõi Gồm một số chất như bột than, mùn cưa

 4.1.3 H n h p cat đ t sét.ỗ ợ ấ

 Khi t o h n h p , ngạ ỗ ợ ười ta chia ra làm hai lo i g i là cát áo, cát đ m.ạ ọ ệ

 Cát áo : H n h p này ph lên m u m t l p d y kho ng 40-100mm, khi làm khuôn, tr c ti p ỗ ợ ủ ẫ ộ ớ ầ ả ự ế

ti p xúc v i kim lo i l ng nên yêu c u có ch t lế ớ ạ ỏ ầ ấ ượng cao v đ ch u nhi t, đ h t nh đ b ề ộ ị ệ ộ ạ ỏ ể ề

m t v t đúc nh n bóng.ặ ậ ẵ

 Cát đ m: Dùng đ đi n đ y ph n còn l i c a khuôn, do không tr c ti p ti p xúc v i kim lo i ệ ể ề ầ ầ ạ ủ ự ế ế ớ ạ

l ng nên ch t lỏ ấ ượng th p h n ấ ơ

 4.2 Ch t o khuôn và lõi b ng tay.ế ạ ằ

 4.2.1 Ch t o khuôn b ng tay.ế ạ ằ

 a Làm khuôn trong hai hòm khuôn: G m khuôn dồ ưới, khuôn trên và m t m t phân khuôn n m ộ ặ ằngang

 b Làm khuôn trên nền xưởng:Khuôn dưới là vùng hỗn hợp ngay trong vùng nền xưởng và khuôn trên trong hòm khuôn.

 4.2.2 Ch t o lõi b ng tay.ế ạ ằ

 Dùng h p lõi và h n h p làm lõi đ ch t o ra lõi đúc Lõi là b ph n c a khuôn ch u c tác đ ng nhi t l n và c ộ ỗ ợ ể ế ạ ộ ậ ủ ị ả ộ ệ ớ ảtác d ng l c c a kim lo i l ng ,tr ng lụ ự ủ ạ ỏ ọ ượng c a b n thân.ủ ả

 4.3 Chế tạo khuôn và lõi băng máy.

 Khuôn và lõi được chế tạo trên máy có chất lượng cao và đồng điều, năng suất cao

 4.3.1 Chế tạo khuôn:

 Qúa trình chế tạo khuôn có nhiều nguyên công khác nhau Gồm có đầm chặt hỗn hợp và rút mẫu

 a Đầm chặt hỗn hợp

 Đầm chăt bằng máy ép

 S đ ép. ơ ồ

 Đầm chặt bằng máy dằn.

 Đ m ch t b ng máy h n h p v a d n v a ép. ầ ặ ằ ỗ ợ ừ ằ ừ

 b Nguyên công rút mẫu:

 Rút mẫu là nột động tác khó Được tiến hành theo các phương pháp sau.

 Rút mẫu bằng thanh đẩy:

 Rút mẫu bằng bàn quay hoặc bàn lật.