Giáo trình cơ khí đại cương phần 4

- Không có tính lún và thoát khí ö Khó kh n cho CN đúc... Rót KL l ng vào xylanh... - Quá trình đúc dài, giá thành cao.

Trang 1

© ThS KSHQT V ình To i - B môn Hàn & CNKL - HBK HN, toai-dwe@mail.hut.edu.vn, Tel: 04.3868 4542, Fax: 04.3868 4543 1 / 29

I Th c ch t:

Kim lo i l ng

Khuôn đúc Lòng khuôn

V t đúc

Sau khi đông

đ c

V t đúc

Chi ti t đúc

(S d ng ngay)

Phôi đúc

(qua gia công C khí å t ng đ chính xác, đ bóng)

Là ph ng pháp: N u ch y kim lo i(h p kim)å Rót vào lòng khuôn(có hình dáng và kích th c c a v tđúc)åđông đ c å V t đúc(hình dáng gi ng nh lòng khuônđúc)

M t s s n ph m đúc

II c đi m:

å úc đ c t các lo i v t li u khác nhau:

Gang, Thép, Kim lo i màu Các lo i h p kim, v.v

kích th c ph c t p:

Thân máy công c , V đ ng c

å úc đ c nhi u l p Kim lo i khác nhau trong 1 v t đúc.

å Giá thành r , s n xu t linh ho t, n ng su t cao

u đi m

* T n KL cho h th ng rót

* Có nhi u khuy t t t (thi u h t, r khí, thiên tích, …)

* Khó kh n trong vi c ki m tra khuy t t t

Nh c đi m

Trang 2

III Quá trình s n xu t úc:

Ch t o b m u

Ch t o h n h p làm khuôn

Làm khuôn

S y khuôn

Ch t o h n h p làm thao

Làm thao (lõi)

S y thao (lõi)

N u kim lo i (H p kim) RÓT

L p Khuôn và Thao

D khuôn å

V t đúc Tháo Thao (lõi) Làm s ch Ki m tra

IV Phân lo i:

Phân lo i theo V t li u làm Khuôn:

N a khuôn trên

N a khuôn d i

Lòng khuôn

C c rót

ng rót

u h i, u ngót

Hòm khuôn trên

nh v Cát

Cát

Thao (Lõi)

ng

d n

L c x

Các b ph n c b n c a khuôn đúc (Khuôn cát)

- Khuôn cát

- Khuôn kim lo i

- Các lo i khuôn khác: g m,

Trang 3

C u t o khuôn đúc b ng cát:

1- Lòng khuôn 2- Ph u rót (c c rót) 3- ng rót

4- Rãnh l c x 5- Rãnh d n 6- u h i, đ u ngót 7- Hòm khuôn trên 8- Ch t đ nh v 9- Hòm khuôn d i

10, 11- H n h p làm khuôn 12- L p cát áo

13- Lõi (thao) 14- g i lõi 15- Gân hòm khuôn 16- X ng t ng b n 17- L thoát khí

u h i H th ng rót

Ch t đ nh v

N a khuôn trên

L p ráp khuôn đúc

Ch t o m u:

Trang 4

5.1.1 B m u và h p lõi:

a) V t li u làm m u và h p lõi:

G m: m u, t m m u, m u c a h th ng rót, đ u h i, đ u ngót.

H M u: Dùng đ t o ra lòng khuôn, m u th ng có hình dáng gi ng m t ngoài c a v t đúc.

H T m m u: Dùng đ k p m u khi làm khuôn.

H M u c a h th ng rót, đ u h i, đ u ngót đ t o ra nh ng b ph n này trong khuôn.

H H p lõi dùng đ ch t o lõi (Lõi có nhi m v t o ra hình d ng bên trong)

V t li u làm b m u và h p lõi ph i đ t các yêu c u sau:

Ü m b o đ bóng, đ chính xác;

Ü B n, c ng, s d ng đ c lâu;

Ü Không b co, tr ng, n t, …;

ÜCh u đ c tác d ng c , hóa, không b g và n mòn;

Ü R ti n và d gia công ch t o.

H V t li u th ng dùng: G , KL, th ch cao, xi m ng, ch t d o,…

V Các công ngh đúc:

5.1 Công ngh đúc trong khuôn cát:

Là quá trình đi n đ y Kim lo i l ng vào lòng khuôn làm b ng cát.

b) Công ngh ch t o m u và h p lõi:

B n v chi ti t ö B n v v t đúc ö B n v m u và h p lõi ö Ch t o m u và

h p lõi.

H B n v v t đúc: C n th hi n tính công ngh c a đúc (th hi n: M t phân khuôn, đ d c đúc, bán kính góc l n, l ng d , đ co ngót, l ng d gia công C khí)

H B n v m u, h p lõi: C n th hi n đ c công ngh , nguyên v t li u ch t o

m u, h p lõi.

H N u m u và h p lõi đ c ch t o t g , đ tránh cong vênh khi g co, tránh

n t n và t ng đ b n c n chú ý nh ng đi m sau đây:

Ü Theo ti t di n ngang, các vòng th g ko đ c trùng h ng;

Ü Theo chi u d c th g , các th c n tránh phân b song song;

ÜKhi ch t o nh ng b m t l n c n phân ra nhi u m nh;

Ü t ng s c b n m i ghép, b m t ghép làm d i d ng m t b c;

Ü Dùng gi y nhám đ mài và đánh bóng, s n màu:

Quy c s n màu cho m u: Màu xanh: úc thép; : úc gang; Vàng: úc KL màu.

Trang 5

a) V t li u làm khuôn và lõi:

H Tính d o: d làm khuôn và lõi, cho lòng khuôn và lõi rõ nét;

Yêu c u:

H b n: ko b v khi v n chuy n, l p ráp và khi rót KL l ng;

H Tính lún: Là kh n ng gi m th tích c a h n h p làm khuôn khi ch u tác

d ng c a ngo i l c v t đúc d co ngót;

H Tính thông khí: khí d thoát ra ö Tránh r khí v t đúc;

H Tính b n nhi t: khuôn, lõi ko b cháy khi rót KL l ng;

H m: Là l ng n c ch a trong h n h p (=8%).

Các v t li u làm khuôn và lõi:

H n h p g m: Cát, đ t sét, ch t k t dính và ch t ph gia

H Cát (Thành ph n chính là SiO 2 ): Là TP ch y u c a h n h p làm khuôn, lõi;

H t sét: Làm t ng đ d o, đ b n c a h n h p.

H Ch t k t dính: D u th c v t, đ ng, m t, nh a thông, xi m ng, … và n c

th y tinh.

Ch t ph g m: Mùn c a, r m r ,… và ch t s n khuôn.

H Ch t ph : T ng tính lún, thông khí, đ bóng, kh n ng ch u nhi t.

5.1.2 Công ngh làm khuôn và lõi:

b) Công ngh làm khuôn và lõi b ng tay:

H chính xác c a khuôn, lõi ko cao; N ng su t th p;

H Yêu c u trình đ công nhân cao, đi u ki n lao đ ng n ng nh c;

H Có th làm đ c các khuôn, lõi ph c t p, kích th c/kh i l ng tùy ý.

Các ph ng pháp làm khuôn, lõi b ng tay:

H Làm khuôn, lõi b ng 2 hòm khuôn (h p 2 n a);

H Làm khuôn, lõi b ng d ng g t;

H Làm khuôn, lõi b ng m u (h p lõi) có mi ng r i, …

c) Công ngh làm khuôn và lõi b ng máy:

H Kh c ph c đ c các nh c đi m c a làm khuôn b ng tay: Nh n đ c

ch t l ng t t, n ng su t cao.

H Tuy nhiên thao tác b ng máy ch r khi h s s d ng máy > 40% ö

Dùng cho SX hàng lo t ho c hàng kh i.

Ü Làm khuôn, lõi trên máy ép

Ü Làm khuôn, lõi trên máy d n

H Các lo i máy làm khuôn, lõi:

Ü Làm khuôn, lõi trên máy v a d n v a ép

Trang 6

Các công đo n làm khuôn cát b ng tay:

a) T o n a khuôn d i b) Ph l p cát áo c) Nh i l p cát đ m d) T o l thoát khí e) T o n a khuôn trên g) t m u ph u rót, m u c a

đ u h i, đ u ngót và ph cát

áo, cát đ m h) Tháo các m u, đ t lõi và l p ráp khuôn

i) V t đúc

Làm lõi

Các công đo n làm khuôn cát b ng máy:

Trang 7

Các công đo n làm khuôn cát b ng máy:

Máy d n

Máy v a d n v a ép

5.2 Các công ngh đúc đ c bi t:

H úc trong khuôn cát không th a mãn đ c nhu c u v s l ng và kh i

l ng đòi h i ngày càng t ngöXu t hi n các d ng đúc m i.

5.2.1 úc trong khuôn KL:

Là đi n đ y kim lo i l ng vào khuôn b ng kim lo i

C b n gi ng nh khuôn cát nh ng có nh ng đ c đi m riêng:

- T c đ k t tinh l n (vì ngu i nhanh) ö C tính c a v t đúc t t.

- nh n b m t, đ chính xác c a lòng khuôn cao ö Ch t l ng v t đúc

t t.

- Tu i th c a khuôn KL cao.

- Ti t ki m t/g làm khuôn nên nâng cao NS và gi m giá thành.

Nh c đi m:

- Không đúc đ c v t đúc l n, quá ph c t p ho c thành m ng.

- Không có tính lún và thoát khí ö Khó kh n cho CN đúc.

H Ph ng pháp này ch thích h p trong SX hàng lo t v i v t đúc đ n gi n, nh

ho c trung bình.

- D b n t.

Trang 8

5.2.2 úc áp l c:

Là đi n đ y kim lo i l ng vào lòng khuôn d i m t áp l c nh t đ nh.

Áp l c khí

Kim lo i l ng

Chi ti t đúc

ng quay tròn Bình ch a

Chi ti t đúc Khuôn

Bu ng khí kín

5.2.2 úc áp l c:

C c rót

N a khuôn c đ nh

N a khuôn

di đ ng

Ch u gi

V t đúc

Xylanh, ng d n

Pistong

3 L y v t đúc ra

2 Ép KL l ng vào khuôn

1 Rót KL l ng vào xylanh

Trang 9

5.2.2 úc áp l c:

u đi m:

- úc đ c v t ph c t p, thành m ng (1 ÷5 mm), đúc đ c các lo i l có k/t

nh

- bóng và đ chính xác cao.

- C tính v t đúc cao nh m t đ v t đúc l n.

- N ng su t cao nh đi n đ y nhanh và kh n ng C khí hóa cao.

Dùng đ đúc các HK màu, piston ô tô, xe máy, cánh t n nhi t.

Nh c đi m:

- Không dùng đ c lõi cát vì dòng ch y có áp l c l n ö Hình d ng l ho c

m t trong ph i đ n gi n.

- Khuôn chóng b mài mòn do dòng ch y áp l c c a HK t o cao.

5.2.3 úc ly tâm:

Là quá trình đi n đ y HK l ng vào khuôn quay L c ly tâm sinh ra khi quay làm

KL l ng phân b lên thành khuôn và đông đ c t o thành v t đúc.

c đi m:

H T ch c KL m n ch t ko t n t i các khuy t t t r khí, r co ngót.

H T o ra v t đúc có l r ng mà ko c n lõi.

H Ko dùng h th ng rót ph c t p nên ít hao phí KL.

H T o ra v t đúc g m vài l p KL riêng bi t trong cùng 1 v t đúc.

Dùng đ đúc các lo i xi lanh, xéc m ng ô tô.

úc ly tâm đ ng (a):

H Tr c quay th ng đ ng.

H úc đ c các v t có chi u cao nh , đ ng kính l n.

úc ly tâm n m ngang (b):

H Tr c quay n m ngang.

kính nh , chi u dày m ng.

Trang 10

5.2.4 úc trong khuôn m u ch y:

H Khi s y khuôn sáp s ch y ra cho ta lòng khuôn ö Kg c n m t phân khuôn.

c đi m:

Ü V t đúc có đ chính xác cao nh lòng khuôn kg ph i l p ráp theo

m t phân khuôn, kg c n ch t o lõi riêng.

Ü nh n đ m b o do b m t lòng khuôn nh n.

Ü Quy trình đúc dài (vì ph i ch t o ra

m u ch y) nên n ng su t th p.

ö úc KL quý c n ti t ki m, nh ng chi ti t đòi h i đ chính xác cao.

H Là 1 d ng đúc đ c bi t trong khuôn 1

l n Gi ng nh đúc trong khuôn cát

nh ng ch khác ch m u là v t li u d

ch y ho c d cháy (sáp, ong, parafin, …)

1

4

5 6

1) H th ng rót; 2) V khuôn;

3) Lòng khuôn; 4) Hòm khuôn;

5) Cát đ m; 6) HK đúc.

5.2.6 úc liên t c:

H Là QT rót KL l ng liên t c vào khuôn KL V t đúc đông đ c liên t c và SP

đ c l y ra liên t c.

- Cho n ng su t cao.

- Dùng đ đúc thanh, ng, d i ho c t m kim lo i.

H Là QT đúc trong khuôn cát đ c bi t (g m cát và ch t k t dính) mà thành khuôn m ng ch 6 ÷8 mm.

c đi m:

- úc đ c nh ng v t có đ chính xác cao.

- úc đ c các kim lo i đen: gang, thép C, thép HK.

- Quá trình đúc dài, giá thành cao.

c đi m:

Trang 11

a- úc ng

5.2.6 úc liên t c:

N u ch y h p kim đúc

b- úc t m

S đ quá trình đúc liên t c trong nhà máy Gang, Thép

Trang 12

VI úc các h p kim:

6.1 Tính đúc c a HK:

- Là kh n ng đi n đ y c a KL l ng vào khuôn v i m c đ d hay khó.

6.1.1 Tính ch y loãng:

ö Tính ch y loãng càng cao thì KL l ng đi n đ y khuôn càng t t, v t đúc nh n

đ c càng rõ nét và chính xác.

ö Tính ch y loãng ∈ thành ph n hóa h c c a HK, t o n u ch y ho c t o rót, lo i khuôn đúc và công ngh rót.

ö Nh ng tính ch y loãng t ng thì d b hòa tan khí, t o rót cao ö V t đúc co nhi u.

6.1.2 Tính co ngót:

- Là s gi m th tích khi k t tinh và khi làm ngu i.

ö V t đúc d b thi u h t (r co), d b n t và bi n d ng.

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

ö HK nào có đ co ngót l n thì khuôn đúc ph i có đ u ngót và k t c u v t đúc

h p lý.

6.1.3 Tính thiên tích:

- Là s ko đ ng nh t v thành ph n hóa h c trong t ng vùng v t đúc và trong

n i b h t ö nh h ng đ n c tính c a v t đúc.

H Thiên tích vùng: Là s kg đ ng nh t v TP hóa h c trong t ng vùng v t đúc.

H Thiên tích h t: Là s kg đ ng nh t v TP hóa h c trong n i b h t, tâm ch a

KL khó ch y, xung quanh ch a t p ch t và KL d ch y.

ö S thiên tích này làm cho c , lý, hoá tính không đ ng b trong v t đúc.

6.1.4 Tính hòa tan khí:

- Là s xâm nh p c a các ch t khí trong môi tr ng vào HK đúc khi n u, rót

và k t tinh t o ra oxit kim lo i ö C tính kém đi.

H Các khí hòa tan: O 2 , H 2 , N, CO, CO 2 , H 2 O,

H Khí hòa tan vào trong KL t o r khí, t o nên cacbit KL, nit rit KL ö KL dòn.

öTa ph i đi u ch nh 4 đ c tính k trên đ đ c v t đúc có ch t l ng t t nh t.

Trang 13

6.2 úc gang:

H Gang là HK có tính đúc r t t t.

H Ng i ta hay dùng gang xám đ đúc.

6.2.1 V t li u n u gang:

V t li u KL: Gang th i, gang và thép

v n, các fero HK nh Fe-Si; Fe-Mn.

Nhiên li u: Than c c 10 ÷16%; than g y

20 ÷22%.

Ch t tr dung: Là ch t đ a vào đ kh t p

ch t đ a vào x ; th ng là CaCO 3

6.2.2 Lò n u gang:

H Lò đ ng (hay dùng); Lò ng n l a;

Lò đi n h quang.

H Các thông s k thu t c a lò đ ng:

Ü ng kính lò: d=500 ÷1200 mm;

Ü Chi u cao lò: H=(6 ÷8)d;

Ü N ng su t lò: N=1 ÷27 (t/h);

Ra gang

V thép

G ch

ch u

l a

Qu t gió

H p phân gió

V t

li u

n u

Gang

l ng

C u t o lò đ ng

Ra x

Lò đ ng n u Gang:

1- C t ch ng 2- V ngoài 3- G ch ch u l a 4- ng gang c lò 5- Than c c 6- Kim lo i, qu ng 7- C a ti p li u 8- Thùng ti p li u 9- ng gió 10- ng khói 11- Thi t b d p l a 12- áy lò

13- N i lò 14- C a ra gang 15- Lò tr c 16- Mi ng ra gang 17- Máng ra gang 18- Mi ng thoát x 19- Qu t gió

Trang 14

H V n hành:

Ü S y lò; Ch t và đ t than đá.

Ü Khi than cháy h ng ö Ch t li u.

Ü Gi t o cho n c gang 1350 ÷1400 o C.

6.2.3 Rót kim lo i l ng vào khuôn:

H Yêu c u:

Ü Dòng ch y c a kim lo i ph i êm.

Ü QT rót thu n l i, chóng đi n đ y, đ m b o ch t l ng v t đúc.

Ü Nhi t đ rót: 1200÷1350 o C.

6.2.4 D khuôn và làm s ch v t đúc:

6.2.5 c đi m khi đúc gang:

ö Có th đúc đ c các k t c u ph c t p, thành m ng.

H Tính đúc c a gang xám t t, tính ch y loãng cao, tính thiên tích ít.

H Khuôn đúc: Ch y u là khuôn cát u đi m c a khuôn này là ngu i ch m ö Gang không b n t nh ng d b khuy t t t, r khí, r co.

6.3 úc thép:

H Tính đúc c a thép kém h n gang xám vì t o ch y cao, đ quá nhi t l n, đ co

l n, d x y ra khuy t t t.

H Khi đúc thép HK tính thiên tích l n.

H Tính ch y loãng kém ö V t đúc ph i có k t c u đ n gi n, chi u dày thành thích h p, đ u đ n.

H H th ng rót, đ u ngót, đ u h i c n b trí h p lý đ bù ngót và thoát khí.

H Khuôn c n có tính b n nhi t cao, tính lún t t, tính thông khí t t.

H Th ng đúc trong khuôn cát, khuôn m u ch y và khuôn v m ng.

6.3 úc h p kim màu:

6.3.1 Tính đúc c a đ ng và nhôm:

H Cu và Al có tính đúc t t: T o

nc Cu = 1083 o C; T o

nc Al = 660 o C

ö ch y loãng cao ö D đúc.

H Co l n: ε = 2÷3% ö Khó đúc, d b thi u h t, cong vênh.

H Tính thiên tích l n vì trong Cu và Al có các nguyên t khác n ng h n.

H D b hòa tan khí O 2 , H 2

Trang 15

6.3.2 Khuôn đúc:

H Khuôn bán v nh c u: Ch y u là đ t sét + b t than (có th đúc đ c 1000 l n).

H úc trong khuôn kim lo i và đúc d i áp l c.

6.3.3 N u ch y Cu và Al:

Than

lò

Gió

B ng gang đ đúc Al;

B ng SiC + Graphít đ đúc Cu.

HN u Cu và Al d i ch t tr dung

Na 2 P 4 O 7 ch y u đ kh oxit.

H c đi m:

Ü Cho phép thi t k v t đúc ph c t p, thành m ng, l nh

Ü QT đúc nói chung là đ n gi n h n so

v i đúc thép Ch t l ng v t đúc t t.

Ü Al có th đúc trong khuôn KL và đúc áp

l c đ có ch t l ng cao.

Ü Cu ch y u đúc trong khuôn bán v nh c u.

Lò n u Cu (Al)

Định dạng
Số trang	15
Dung lượng	875,02 KB