CƠ KHÍ đại CƯƠNG CHƯƠNG IV PHƯƠNG PHÁP đúc

Thực chất Kim loại lỏng Khuôn đúc Lòng khuôn Vật đúc Sau khi đông đặc Là P 2chế tạo phôi : Nấu chảy KLoại Hợp Kim Æ Rót vào khuôn đúc có hình dáng k/t của vật vần đúc Æ Đông đặc Æ Vật đ

Trang 1

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

CƠ KHÍ ĐẠI CƯƠNG

Next >>

End Show << Contents >>

CHƯƠNG IV PHƯƠNG PHÁP ĐÚC

4.1 THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI 4.1.1 Thực chất

Kim loại lỏng

Khuôn đúc Lòng khuôn

Vật đúc

Sau khi đông đặc

)Là P 2chế tạo phôi : Nấu chảy KLoại (Hợp

Kim) Æ Rót vào khuôn đúc (có hình dáng k/t của vật vần đúc) Æ Đông đặc Æ Vật đúc (hình dạng

giống như lòng khuôn đúc)

Vật đúc

Chi tiết đúc

(Sử dụng ngay)

Phôi đúc

(qua gia công CK Æ tăng độ chính xác, độ bóng)

DWE

4.1.2 Đặc điểm

ÆĐúc được từ các loại vật liệu khác nhau:

Gang Thép Kim loại màu

Các loại hợp kim, v.v

Khối lượng Vật đúc: gam Æ hàng trăm tấn

ÆCó thể chế tạo được Vật đúc có hình dạng,

kích thước phức tạp:

Thân máy công cụ Vỏ động cơ

mà các phương pháp khác khó khăn hoặc

không thực hiện được.

ÆĐúc được nhiều lớp KL khác nhau trong vật

đúc.

ÆCơ khí hoá, Tự động hoá

ÆGiá thành rẻ, sản xuất linh hoạt, năng suất

cao

Ưu điểm

* Tốn KL cho hệ thống rót

* Có nhiều khuyết tật ( thiếu hụt, rỗ khí…)

* Khó khăn trong việc kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc.

* Độ chính xác không cao.

Nhược điểm 4.1 THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI

DWE

4.1.3 Phân loại

ÆKhuôn cát

ÆKhuôn kim loại Theo VL l àm KHUÔN, ĐỘ CHÍNH XÁC 4.1 THỰC CHẤT, ĐẶC ĐIỂM, PHÂN LOẠI

Nửa khuôn trên

Nửa khuôn dưới

Lòng khuôn

Cốc rót

Ống rót

Đậu hơi, Đậu ngót

Hòm khuôn trên

Định vị Cát

Cát

Thao (Lõi)

Đường dẫn

Lọc xỉ

Các bộ phận cơ bản của khuôn đúc (Khuôn cát)

Trang 2

4.2 QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐÚC

Chế tạo bộ mẫu

Chế tạo hỗn hợp

làm khuôn

Làm khuôn

Sấy khuôn

Chế tạo hỗn hợp làm thao

Làm thao (lõi)

Sấy thao (lõi)

Nấu kim loại (Hợp kim) RÓT

Lắp Khuôn và Thao

Dỡ khuôn Æ

DWE

Đậu hơi Hệ thống rót

Chốt định vị Nửa khuôn trên

Hình 4.3 Lắp ráp khuôn đúc

DWE

4.4.1.1 Bộ mẫu và hộp lõi

a) Vật liệu làm mẫu và hộp lõi

)Gồm: mẫu, tấm mẫu, mẫu của hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót

)Mẫu: Dùng để tạo ra lòng khuôn, mẫu thường có hình dáng giống mặt ngoài của vật đúc

)Tấm mẫu: Dùng để kẹp mẫu khi làm khuôn

)Mẫu của hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót để tạo ra những bộ phận này trong khuôn

)Hộp lõi dùng để chế tạo lõi Lõi để tạo ra hình dạng bên trong

)Vật liệu làm bộ mẫu và hộp lõi phải đạt các yêu cầu:

¾Đảm bảo độ bóng, độ chính xác;

¾Bền, cứng, sử dụng được lâu;

¾Kg bị co, trương, nứt, …;

¾Chịu được tác dụng cơ, hóa,

kg bị gỉ và ăn mòn;

¾Rẻ tiền và dễ gia công

)Vật liệu thường dùng: Gỗ, KL, thạch cao, xi măng, chất dẻo,…

4.4 Các công nghệ đúc

4.4.1 Công nghệ đúc trong khuôn cát

Là điền đầy KL lỏng vào khuôn làm bằng cát

Trang 3

b) Công nghệ chế tạo mẫu và hộp lõi

Bản vẽ chi tiết Ö Bản vẽ vật đúc Ö Bản vẽ mẫu và hộp lõi Ö Chế tạo mẫu và

hộp lõi

)Bản vẽ vật đúc: Cần thể hiện tính công nghệ của đúc (thể hiện: Mặt phân

khuôn, độ dốc đúc, bán kính góc lượn, lượng dư độ co ngót, lượng dư gia

công CK)

)Bản vẽ mẫu, hộp lõi: Cần thể hiện được công nghệ, nguyên vật liệu chế tạo

mẫu, hộp lõi

)Nếu mẫu và hộp lõi được chế tạo từ gỗ, để tránh cong vênh khi gỗ co,

tránh nứt nẻ và tăng độ bền cần chú ý:

¾Theo tiết diện ngang, các vòng thớ gỗ ko được trùng hướng;

¾Theo chiều dọc thớ gỗ, các thớ cần tránh phân bố song song;

¾Khi chế tạo những bề mặt lớn cần phân ra nhiều mảnh;

¾Để tăng sức bền mối ghép, b/m ghép làm dưới dạng mặt bậc;

¾Dùng giấy nhám để mài và đánh bóng, sơn màu:

Màu xanh: Đúc thép; Đỏ: Đúc gang; Vàng: Đúc KL màu

a) Vật liệu làm khuôn và lõi

)Tính dẻo: Để dễ làm khuôn và lõi, cho lòng khuôn và lõi rõ nét;

Yêu cầu )Độ bền: Để ko bị vỡ khi vận chuyển, lắp ráp và khi rót KL lỏng;

)Tính lún: Là khả năng giảm thể tích của hỗn hợp làm khuôn khi chịu t/d của ngoại lực Để vật đúc dễ co ngót;

)Tính thông khí: Để khí dễ thoát ra Ö Tránh rỗ khí vật đúc;

)Tính bền nhiệt: Để khuôn, lõi ko bị cháy khi rót KL lỏng;

)Độ ẩm: Là lượng nước chứa trong hỗn hợp (=8%)

Các vật liệu làm khuôn và lõi Hỗn hợp gồm: Cát, đất sét, chất kết dính và chất phụ gia

)Cát (TP chính là SiO2): Là TP chủ yếu của h2làm khuôn, lõi;

)Đất sét: Làm tăng độ dẻo, độ bền của hỗn hợp

)Chất kết dính: Dầu thực vật, đường, mật, nhựa thông, xi măng, … và nước thủy tinh

Chất phụ gồm: Mùn cưa, rơm rạ,… và chất sơn khuôn

)Chất phụ: Tăng tính lún, thông khí, độ bóng, khả năng chịu nhiệt

4.4.1.2 Công nghệ làm khuôn và lõi

DWE

b) Công nghệ làm khuôn và lõi bằng tay

)Độ chính xác của khuôn, lõi ko cao; Năng suất thấp;

)Yêu cầu trình độ công nhân cao, điều kiện LĐ nặng nhọc;

)Có thể làm được các khuôn, lõi phức tạp, k/t khối lượng tùy ý

Các phương pháp làm khuôn, lõi bằng tay

)Làm khuôn, lõi bằng 2 hòm khuôn (hộp 2 nửa);

)Làm khuôn, lõi bằng dưỡng gạt;

)Làm khuôn, lõi bằng mẫu (hộp lõi) có miếng rời …

c) Công nghệ làm khuôn và lõi bằng máy

)Khắc phục được các nhược điểm của làm khuôn = tay: Nhận được chất lượng

tốt, năng suất cao

)Tuy nhiên thao tác = máy chỉ rẻ khi hệ số sử dụng máy > 40% Ö Dùng cho

SX hàng loạt hoặc hàng khối

¾Làm khuôn, lõi trên máy ép

¾Làm khuôn, lõi trên máy dằn

)Các loại máy làm khuôn, lõi:

¾Làm khuôn, lõi trên máy vừa dằn vừa ép

DWE

4.4.2 Các công nghệ đúc đặc biệt

)Đúc trong khuôn cát ko thỏa mãn được nhu cầu về số lượng và khối lượng đòi hỏi ngày càng tăngÖXuất hiện các dạng đúc mới.

4.4.2.1 Đúc trong khuôn KL

Là điền đầy KL lỏng vào khuôn chế tạo bằng KL

Cơ bản giống như khuôn cát nhưng có những đặc điểm riêng:

)Tốc độ kết tinh lớn (vì nguội nhanh) Ö Cơ tính của vật đúc tốt

)Độ nhẵn b/m, độ chính xác của lòng khuôn cao Ö Chất lượng vật đúc tốt )Tuổi thọ của khuôn KL cao

)Tiết kiệm t/g làm khuôn nên nâng cao NS và giảm giá thành

Nhược điểm:

)Ko đúc được vật đúc quá phức tạp, thành mỏng và lớn

)Ko có tính lún và thoát khí Ö Khó khăn cho CN đúc

Phương pháp này chỉ thích hợp trong SX hàng loạt với vật đúc đơn giản, nhỏ hoặc trung bình.

)Dễ bị nứt

Trang 4

4.4.2.2 Đúc áp lực

Là khi KL lỏng điền đầy vào lòng khuôn dưới một áp lực nhất định.

Áp lực khí

Kim loại lỏng

Chi tiết đúc Ống quay tròn

Bình chứa

Chi tiết đúc Khuôn

Đúc áp lực

Cốc rót

Nửa khuôn cố định Nửa khuôn

di động Chấu giữ Vật đúc

Xylanh ống dẫn

Pistong

Lấy vật đúc ra

Ép

DWE

4.4.2.2 Đúc áp lực

Là khi KL lỏng điền đầy vào lòng khuôn dưới một áp lực nhất định.

Đặc điểm:

) Đúc được vật phức tạp, thành mỏng (1÷5 mm), đúc được các loại lỗ

có k/t nhỏ.

) Độ bóng và độ c/x cao.

) Cơ tính vật đúc cao nhờ mật độ vật đúc lớn.

) Năng suất cao nhờ điền đầy nhanh và khả năng CK hóa.

Dùng để đúc các HK màu, pít tông ô tô, xe máy, cánh tỏa nhiệt.

Nhược điểm:

) Ko dùng được lõi cát vì dòng chảy có áp lực lớn Ö Hình dạng lỗ

hoặc mặt trong phải đơn giản.

) Khuôn chóng bị mài mòn do dòng chảy áp lực của HK ở tocao.

DWE

4.4.2.3 Đúc ly tâm

Là điền đầy HK lỏng vào khuôn quay Lực ly tâm sinh ra khi quay làm KL lỏng phân bố lên thành khuôn và đông đặc.

Đặc điểm:

)Tổ chức KL mịn chặt ko tồn tại các khuyết tật rỗ khí, rỗ co ngót

)Tạo ra vật đúc có lỗ rỗng mà ko cần lõi

)Ko dùng hệ thống rót phức tạp nên ít hao phí KL

)Tạo ra vật đúc gồm vài lớp KL riêng biệt trong cùng 1 vật đúc

Dùng để đúc các loại xi lanh, xéc măng ô tô

Đúc ly tâm đứng (a):

)Trục quay thẳng đứng

)Đúc được các vật có chiều cao nhỏ, đường kính lớn

Đúc ly tâm nằm (b):

)Trục quay nằm ngang

)Đúc được các vật có đường kính nhỏ, chiều dày mỏng

Trang 5

4.4.2.4 Đúc trong khuôn mẫu chảy

)Khi sấy khuôn sáp sẽ chảy ra

cho ta lòng khuôn Ö Ko cần mặt

phân khuôn

Đặc điểm:

¾Vật đúc có độ chính xác cao nhờ

lòng khuôn ko phải lắp ráp theo mặt

phân khuôn, ko cần chế tạo lõi riêng

¾Độ nhẵn đảm bảo do bề mặt lòng

khuôn nhẵn

¾Quy trình đúc dài (vì phải chế tạo ra

mẫu chảy) nên NS thấp

ÖĐúc KL quý, cần tiết kiệm, những

chi tiết đòi hỏi độ c/x cao.

1

4

5 6

Hình 4.5 Khuôn đúc mẫu chảy:

1) Hệ thống rót; 2) Vỏ khuôn; 3) Lòng khuôn; 4) Hòm khuôn; 5) Cát đệm; 6) HK

đúc

)Là 1 dạng đúc đặc biệt trong khuôn 1 lần

Giống như đúc trong khuôn cát nhưng chỉ

khác ở chỗ mẫu là vật liệu dễ chảy hoặc dễ

cháy (sáp, ong, parafin, …)

4.4.2.4 Đúc liên tục

) Là QT rót KL lỏng liên tục vào khuôn KL Vật đúc đông đặc liên tục và SP được lấy ra liên tục.

) Đặc điểm: Cho năng suất cao.

) Dùng để đúc thanh, ống, dải hoặc tấm KL.

4.4.2.5 Đúc trong khuôn vỏ mỏng

) Là QT đúc trong khuôn cát đặc biệt (gồm cát và chất kết dính)

mà thành khuôn mỏng chỉ 6÷8 mm.

Đặc điểm:

) Đúc được những vật có độ c/x cao.

) Đúc được các KL đen: gang, thép C, thép HK.

) QT đúc dài, giá thành cao.

DWE

Sơ đồ quá trình đúc liên tục

DWE

4.5 Đúc các hợp kim

4.5.1 Tính đúc của HK

) Khả năng điền đầy của KL lỏng vào khuôn với mức độ dễ hay khó.

1) Tính chảy loãng

) Tính chảy loãng càng cao thì KL lỏng điền đầy khuôn càng tốt, vật đúc nhận được càng rõ nét và chính xác.

) Tính chảy loãng ∈ thành phần hóa học của HK, tonấu chảy hoặc torót, loại khuôn đúc và công nghệ rót.

) Nhưng tính chảy loãng tăng thì dễ bị hòa tan khí, torót cao Ö Vật đúc co nhiều.

2) Tính co

) Là sự giảm thể tích khi kết tinh và khi làm nguội.

Ö Vật đúc dễ bị thiếu hụt (rỗ co), dễ bị nứt và biến dạng.

Gang xám co 1%; Thép co 2%; Al, Cu co 2÷3%.

) HK nào có độ co ngót lớn thì khuôn đúc phải có đậu ngót và kết cấu vật đúc hợp lý.

Trang 6

3) Tính thiên tích

) Là sự ko đồng nhất về TP hóa học trong từng vùng vật đúc và trong

nội bộ hạt Ö Ảnh hưởng đến cơ tính của vật đúc.

) Thiên tích vùng: Là sự ko đồng nhất về TP hóa học trong từng vùng

vật đúc.

) Thiên tích hạt: Là sự ko đồng nhất về TP hóa học trong nội bộ hạt, tâm

chứa KL khó chảy, xung quanh chứa tạp chất và KL dễ chảy.

) Sự thiên tích này làm cho cơ, lý, hòa tính ko đồng bộ.

4) Tính hòa tan khí

) Là sự xâm nhập của các chất khí trong môi trường vào HK đúc khi

nấu, rót và kết tinh tạo ra oxit KL Ö Cơ tính kém đi.

) Các khí hòa tan: O2, H2, N, CO, CO2, H2O,

) Khí hòa tan vào trong KL tạo rỗ khí, tạo nên cacbit KL, nitơrit KL Ö KL

dòn.

Ö Ta phải điều chỉnh 4 đặc tính này để được vật đúc có chất

lượng tốt nhất.

4.5.2 Đúc gang

) Gang là HK có tính đúc rất tốt.

) Người ta hay dùng gang xám để đúc.

1) Vật liệu nấu

Vật liệu KL: Gang thỏi, gang và thép vụn, các fero HK như Fe-Si; Fe-Mn.

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 là CaCO3.

2) Lò nấu gang:

Ra gang

Vỏ thép

Gạch chịu lửa

Quạt gió

Hộp phân gió

Vật liệu nấu

Gang lỏng

Hình 4.6 Cấu tạo lò đứng

) Lò đứng (hay dùng); Lò ngọn lửa;

Lò điện hồ quang.

) Các thông số kỹ thuật của lò đứng:

¾ Đường kính lò: d=500÷1200 mm;

¾ Chiều cao lò: H=(6 ÷8)d;

¾ Năng suất lò: N=1 ÷27 (t/h);

Ra xỉ

DWE

) Vận hành: ¾ Sấy lò; Chất và đốt than đá.

¾ Khi than cháy hồng Ö Chất liệu.

¾ Giữ tocho nước gang 1350÷1400oC.

3) Rót kim loại lỏng vào khuôn

) Yêu cầu: ¾ Dòng chảy KL êm.

¾ QT rót thuận lợi, chóng điền đày, đảm bảo chất lượng vật đúc.

¾ Nhiệt độ rót: 1200÷1350oC.

4) Dỡ khuôn và làm sạch

5) Đặc điểm khi đúc gang

Ö Có thể đúc được các kết cấu phức tạp, thành mỏng.

) Tính đúc của gang xám tốt, tính chảy loãng cao, tính thiên tích ít.

) Khuôn đúc: Chủ yếu là khuôn cát Ưu điểm của khuôn này là nguội

chậm Ö Gang ko bị nứt nhưng dễ bị khuyết tật, rỗ khí, rỗ co.

DWE

4.5.3 Đúc thép

) Tính đúc của thép kém hơn gang xám vì tochảy cao, độ quá nhiệt lớn,

độ co lớn, dễ xảy ra khuyết tật.

) Khi đúc thép HK tính thiên tích lớn.

) Tính chảy loãng kém Ö Vật đúc phải có kết cấu đơn giản, chiều dày thành thích hợp, đều đặn.

) Hệ thống rót, đậu ngót, đậu hơi cần bố trí hợp lý để bù ngót và thoát khí.

) Khuôn cần có tính bền nhiệt cao, tính lún tốt, tính thông khí tốt.

) Thường đúc trong khuôn cát, khuôn mẫu chảy và khuôn vỏ mỏng.

4.5.3 Đúc hợp kim màu

1) Tính đúc của đồng và nhôm

) Cu và Al có tính đúc tốt: To

ncCu = 1083oC; To

ncAl = 660oC

Ö Độ chảy loãng cao Ö Dễ đúc.

) Co lớn: ε = 2÷3% Ö Khó đúc, dễ bị thiếu hụt, cong vênh.

) Tính thiên tích lớn vì trong Cu và Al có các ng/tố khác nặng hơn ) Dễ bị hòa tan khí O2, H2.

Trang 7

2) Khuôn đúc

) Khuôn bán vĩnh cửu: Chủ yếu là đất sét + bột than( có thể đúc

được 1000 lần).

) Đúc trong khuôn KL và đúc dưới áp lực.

3) Nấu chảy Cu và Al

Than

Tường lò

Gió

Bằng gang để đúc Al;

Bằng SiC + Graphít để đúc Cu.

) Nấu Cu và Al dưới chất trợ dung

Na2P4O7chủ yếu để khử oxit.

) Đặc điểm: ¾ Cho phép thiết kế vật đúc

phức tạp, thành mỏng, lỗ nhỏ.

¾ QT đúc nói chung là đơn giản hơn so với

đúc thép Chất lượng vật đúc tốt.

¾ Al có thể đúc trong khuôn KL và đúc áp

lực để có chất lượng cao.

¾ Cu chủ yếu đúc trong khuôn bán vĩnh cửu.

Hình 4.7 Lò nấu Cu (Al)

THE END

Next >> End Show << Contents >>

CHƯƠNG IV PHƯƠNG PHÁP ĐÚC

Định dạng
Số trang	7
Dung lượng	566,06 KB