ĐỀ CƯƠNG ÔN TẬP MÔN HỌC CHÊ TẠO PHÔI

A. LÝ THUYẾT PHẦN 1 : CÔNG NGHỆ ĐÚC: Câu 1: Khái niệm, đặc điểm, phân loại phương pháp đúc? 1.1 Khái niệm: ẹuực laứ quaự trỡnh ủieàn ủaày kim loaùi ụỷ theồ loỷng vaứo loứng khuoõn ủuực coự hỡnh daùng kớch thửụực ủũnh saỹn. Sau khi kim loaùi ủoõng ủaởc ta thu ủửụùc saỷn phaồm tửụng ửựng vụựi loứng khuoõn. Saỷn phaồm ủoự goùi laứ vaọt ủuực. Neỏu ủem vaọt ủuực gia coõng nhử gia coõng caột goùt goùi laứ phoõi ủuực 1.2 Đặc điểm cơ bản Moùi vaọt lieọu nhử : gang, theựp,hụùp kim maứu, vaọt lieọu phi kim khi naỏu chaỷy, ủeàu ủuực ủửụùc Taùo ra vaọt ủuực coự keỏt caỏu phửực taùp Coự khoỏi lửụùng lụựn maứ caực phửụng phaựp giacoõng phoõi khaực khoõng thửùc hieọn ủửụùc Nhửụùc ủieồm: Do quaự trỡnh keỏt tinh tửứ theồ loỷng neõn trong vaọt ủuực deó toàn taùi caực daùng roó co, roó khớ, nửựt, laón taùp chaỏt. Khi ủuực trong khuoõn caựt, ủoọ chớnh xaực veà kớch thửụực vaứ ủoọ boựng thaỏp. Tieõu hao moọt phaàn khoõng nhoỷ kim loaùi cho heọ thoỏng roựt, ủaọu ngoựt vaứ cho caực ủaùi lửụùng khaực (lửụùng dử, ủoọ xieõn . . .) 1.3 Phaõn loaùi caực phửụng phaựp ủuực Phửụng phaựp saỷn xuaỏt ủuực ủửụùc phaõn loaùi tuyứ thuoọc vaứo loaùi khuoõn maóu, phửụng phaựp laứm khuoõn .vv… Tuyứ thuoọc vaứo loaùi khuoõn ủuực ngửụứi ta phaõn ra laứm hai loaùi: ẹuực trong khuoõn caựt ẹuực ủaởc bieọt Caõu 2: Quựa trỡnh saỷn xuaỏt ủuực trong khuoõn caựt : Khuoõn caựt laứ loaùi khuoõn ủuực moọt laàn (chổ roựt moọt laàn roài phaự khuoõn).vaọt ủuực taùo hỡnh trong khuoõn caựt coự ủoọ chớnh xaực thaỏp ủoọ boựng beà maởt keựm lửụùng dử gia coõng lụựn.Nhửng khuoõn caựt taùo ra vaọt ủuực coự keỏt caỏu phửực taùp, khoỏi lửụùng lụựn. Sụ ủoà saỷn xuaỏt ủuực baống khuoõn caựt :

- Nếu đem vật đúc gia công như gia công cắt gọt gọi là phôi đúc

1.2 §Ỉc ®iĨm c¬ b¶n

Mọi vật liệu như : gang, thép,hợp kim màu, vật liệu phi kim khi nấuchảy, đều đúc được

- Tạo ra vật đúc có kết cấu phức tạp

- Có khối lượng lớn mà các phương pháp giacông phôi khác khôngthực hiện được

1.3 Phân loại các phương pháp đúc

- Phương pháp sản xuất đúc được phân loại tuỳ thuộc vào loại khuôn

mẫu, phương pháp làm khuôn vv…

- Tuỳ thuộc vào loại khuôn đúc người ta phân ra làm hai loại:

Đúc trong khuôn cát

Đúc đặc biệt

Câu 2: Qúa trình sản xuất đúc trong khuôn cát :

-Khuôn cát là loại khuôn đúc một lần (chỉ rót một lần rồi phákhuôn).vật đúc tạo hình trong khuôn cát có độ chính xác thấp độ bóngbề mặt kém lượng dư gia công lớn.Nhưng khuôn cát tạo ra vật đúc cókết cấu phức tạp, khối lượng lớn

Sơ đồ sản xuất đúc bằng khuôn cát :

Câu 3 : Sự kết tinh va tổ chức kim loại trong vật đúc :

- Sự kết tinh lại của kim loại :

1.Những yếu tố ảnh hưởng đến sự kết tinh lại của kim loại và hợp kim

a Tính chất ly nhiệt của kim loại và hợp kim :nhiệt độ dòng chảy(đông đặc) ,nhiệt độ rout, độ quá nhiệt…

b Tính chất lý nhiệt của khuôn : vật liệu lam khuôn (cát,đất sét, gang,thép , đồng…)khuôn khô hoặc tươi, nhiệt độ của khuôn rót , phươngpháp làm nguội…

c công nghệ đúc : phương pháp làm khuôn (bằng tay,bằng máy, đúcđặc biệt…),phương pháp rout (trực tiếp , xi mông,rung , đúc li tâm, áplực)

2 sự hình thành vật đúc trong khuôn :

a điền nay hợp kim lỏng : yêu cầu điền nay nhanh, liên tụcđể khônglàm giảm nhiệt độ của hợp kim lỏng

b hạ nhiệt độ từ độ rót đến độ kết tinh, hợp kim lỏng xuất hiện phầntử rắn(trung tâm kết tinh-tâm mầm)lớn dần lean và xuất hiện các

Mẫu đúc

Hộp lõi

Hỗn hợp làm lõi

Nhiên liệu

Lò đúc

Sấy lõi Sấy khuôn

Lắp ráp khuôn, lõi

Nguyên liệu kim loại

Biến tính

Rót khuôn Phá khuôn,lõi

trung tâm kết dính khác , đến khi tạo lớp kim loại rắn Vùng kết tinhtheo hướng tản nhiệt vuông góc với thành khuôn Đáy thành beanđông đặc trước ( do truyền nhiệt với tốc độ khác nhau )

c kết tinh và đông đặc :

- khoảng nhiệt độ kết tinh được tính từ điểm lỏng (từ đường lỏng trởxuống) đến điểm đặc( từ điểm đặc trở lên) Hướng tản nhiệt từ dướilean, từ ngoài vào tâm Sự đông đặc( theo lớp hay thể tích) ảnh hưởngtrực tiếp đến tổ chức của vật đúc

- đông đặc theo lớp xảy ra với các kim loại nguyên chất , hợp kimcùng tinh hooậchcặc hợp kim có khoảng đông đặc hẹp

- đông đặc theo thể tích xảy ra khi hợp kim có khoảng nhiệt độ kếttinh lớn

d nguội trong khuôn:

- khi kết thúc giai đoạn đông đặc của hợp kim, từ nhiệt độ đông đặctrở xuống đến lúc dỡ khuôn là thời điểm chuyển biến pha của từnghợp kim đúc ứng với từng nhiệt độ Quán trình kết tinh cũng phụ thuộcvào kết cáu công nghệ vật đúc khac nhau( thành dày, mỏng , tập trungkim loại…), tốc độ chuyển biến khac nhau

e nguôi ngoài khuôn ( tốc đọ nguội lớn), có thể ủ trong lò ,bể, buông

ủ đê tránh gay ứng suất dư, nứt nẻ vật đúc, hoá cứng bề mặt và lamđồng đều, ổn định thành phần hoá học…

Câu 4 : Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng vật đúc :

* Chất lượng vật đúc

+ Độ chính xác hình dạng và kích thước

+ Độ nhẵn bóng bề mặt

+ Tính chất kim loại

* Nhân tố ảnh hưởng

-Hợp kim đúc:

-Loại khuôn đúc và phương pháp đúc

Câu 5 : nguyên tắc thiết kế kết cấu công nghệ vật đúc?

a Khái niệm :

Vật đúc là dạng sản phẩm hình thành từ hợp kim lỏng trong lòng

khuôn Sự hình thành đó chịu ảnh hưởng lớn kết cấu vật đúc

b Yêu cầu của một kết cấu kim loại

- Bảo quản quy trình công nghệ làm khuôn đơn giản, thuận tiện.

- Để xác định vị trí lòng khuôn trong khuôn đúc để tạo ra hướng kết tinhđúng nhằm nâng cao chất lượng hợp kim đúc loại bỏ các khuyết tậtđúc

- Bảo đảm cho quy trình công nghệ gia công cắt gọt được thuận tiện

- Bảo đảm cơ tính vật đúc

Câu 6 : thiết kế công nghệ đúc :

Phân tích kết cấu

- Đọc kỹ bản vẽ, hình dung chi tiết, đọc điều kiện kỹ thuật ghi trongbản vẽ chi tiết, vật liệu chế tạo chi tiết, hình dung cả vị trí làm việc củachi tiết đó trong thiết bị, yêu cầu chịu lực …

- Dự kiến trước sơ bộ quy trình gia công cắt gọt chi tiết đóù trên cácloại máy xác định những phần bề mặt phải gia công, những mặt chuẩncông nghệ Từ đó xem đã hợp lý với kết cấu vật đúc chưa, nếu chưa cóthể thay đổi một phần kết cấu nhằm :

+ Đơn giản hoá kết cấu tạo, tạo điều kiện dễ đúc hơn : như lược bỏcác rãnh then, rãnh lùi dao, các lỗ nhỏ quá không đặt lõi được

Ví dụ:

- Sản xuất đơn chiếc lỗ F £ 50 mm ® không đúc

- Sản xuất hàng loạt F £ 30 mm ® không đúc

- Sản xuất hàng khối F £ 20 mm ® không đúc

Các rãnh có độ sâu < 6mm, các bậc dày < 25 mm không nên đúc

+ Tăng hoặc giảm độ dày thành vật đúc, các gân gờ, chỗ chuyển tiếpgiữa các thành vật đúc để dễ đúc hơn nhưng không ảnh hưởng đến khảnăng chịu lực, điều kiện làm việc của chi tiết

Câu 7 : Xác định mặt phân khuôn khi đúc? Cho ví dụ minh hoạ?

- Mặt phân khuôn là bề mặt tiếp xúc giữa các nửa khuôn với nhau xácđịnh vị trí đúc ở trong khuôn.Mặt phân khuôn có thể là mặt phẳng, mặtbậc hoặc cong bất kì

- Nhờ có mặt phân khuôn mà rút mẫu khi làm khuôn dễ dàng lắp ráp lõi,tạo hệ thống dẫn kim loại vào khuôn chính xác

* Nguyên tắc chọn mặt phân khuôn :

- Dựa vào công nghệ làm khuôn :

+ Rút mẫu dễ dàng, định vị lõi và lắp ráp khuôn

+ Chọn mặt có diện tích lớn nhất, dễ làm khuôn và lấy mẫu

+ Mặt phân khuôn nên chọn mặt phẳng tránh mặt cong, mặt bậc.

+ Số lượng mặt phân khuôn phải ít nhất.Để đảm bảo độ chính xác khilắp ráp, công nghệ làm khuôn đơn giản

+ Nên chọn mặt phân khuôn đảm bảo chất lượng vật đúc cao nhất,

những bề mặt yêu cầu chất lượng độ bóng, độ chính xác cao nhất Nênđểû khuôn ở dưới hoặc thành bên Không nên để phía trên vì dễ nổi bọtkhí, rỗ khí,lõm co

+ Những vật đúc có lõi, nên bố trí sao cho vị trí của lõi là thẳngđứng.Để định vị lõi chính xác, tránh được tác dụng lực của kim loại lỏnglàm biến dạng thân lõi, dễ kiểm tra khi lắp ráp

+ Chọn mặt phân khuôn sao cho lòng khuôn là nông nhất, để dễ rútmẫu và dễ sữa khuôn, dòng chảy kim loại vào khuôn êm hơn, ít làm

hư khuôn

+ Những kết cấu lòng khuôn phân bố ở cả khuôn trên và khuôn dướinên chọn lòng khuôn trên nông hơn, như vậy sẽ dễ làm khuôn, dễ lắpráp khuôn.Nên hình bên ta nên chọn phương án 1

 Dựa vào độ chính xác của lòng khuôn :

- Độ chính xác của vật đúc phụ thuộc vào độ chính xác của lòng

khuôn.Do đó phải:

- Lòng khuôn tốt nhất là chỉ phân bố vào trong 1 hòm khuôn Để tránh sai số khi lắp ráp khuôn

Ví dụ:

- Những vật đúc có nhiều tiết diện khác nhau, nếu yêu cầu độ đồng tâm cao, người ta dùng thêm miếng đất phụ để đặt toàn bộ vật đúc trong một hòm khuôn

- Miếng đất phụ sẽ làm thay đổi phần nào hình dạng mẫu để tạo ra tiết

diện lớn nhất tại mặt phân khuôn.

Câu 8 : thiết kế hệ thống đậu hơi, đậu ngót và đậu rót :

1 Hệ thống rót :

- Để dẫn kim loại lỏng từ thùng rót vào trong khuôn đúc

Yêu cầu của hệ thống rót :

- Điền đầy được khuôn nhanh chóng

- Hao phí kim loại ít

- Dòng chảy phải êm, liên tục, kim loại không bị va đập vào khuôn lõilàm bể cát

- Có tác dụng lọc sỉ , tạp chất

Rót dưới lên Rót trên xuống Rót bên hông

Thiết kế hệ thống rót :

- Rãnh dẫn vào khuôn đúc không được nằm ngay dưới chân ống rót

- Không được ở phía cuối cùng của rãnh lọc sĩ

- Rãnh dẫn phải nằm dưới rãnh lọc sỉ thì kim loại mới sạch được

Cấu tạo :

- Cấu tạo một hệ thống rót tiêu chuẩn bao gồm :

cóc rót 1 ; ống rót 2 ;rãnh lọc sĩ 3 ; và các rãnh dẫn 4

- Cóc rót là phần trên cùng của hệ thống rót

- Ống rót là phần nối tiếp từ cóc rót xuống dưới,trong khuôn cát độ côn cho phép 10 ¸ 15%

- Rãnh lọc xỉ :là một phần của hệ thống rót nằm dưới chân ống rót

- Rãnh dẫn :phải nằm phía mặt dưới của rãnh lọc xỉ

Cách tính kích thước hệ thống rót :

G = g å Frd V

Trong đó :

G: khối lượng vật đúc kể cả hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót

g : Khối lượng riêng vật liệu kim loại (g/cm3)

å Frd: Tổng diện tích tiết diện các rãnh dẫn

V: Tốc độ rót (V=m.)

t : Thời gian rót

m : Hệ số cản thuỷ lực

Hp :Chiều cao cột áp thuỷ tĩnh

2 Đậu hơi- đậu ngót :

* Đậu hơi, đậu ngót

• Hình dạng : hình chữ nhật, hình tròn và hình côn (150)

b)Đậu ngót :

- Thường dùng để đúc vật đúc thép, kim loại màu, độ co nhiều Là nơi để chứa kim loại lỏng đông đặc sau cùng so với vật đúc có tác dụng bổsung kim loại cho vật đúc khi đông đặc và ngược lại cho vật đúc khi đông đặc và nguội vàthường đặt ở thành dày nhất của vật đúc

Câu 9 : Trình bày phương pháp lam khuôn, lõi cát bằng tay :

* Phương pháp làm khuôn bằng tay :

- Dùng cho những khuôn đúc có các kích thước, độ phức tạp tuỳ ý

và thường áp dụng cho sản xuất đơn chiếc, hàng loạt nhỏ,vừa

1.Phương pháp làm khuôn trong hai hòm khuôn

- Cát áo: Là phần hổn hợp trực tiếp tiếp xúc với chất lỏng

- Cát đệm: Không trực tiếp tiếp xúc với kim loại lỏng nên yêu cầu

chất lỏng không cao, thường làm vật liệu cũ trộn thêm với nước

2 Làm khuôn trên nền xưởng :

- Để đúc vật đúc lớn nếu thiếu hòm khuôn có kích thước lớn thì thay thếkhuôn dưới bằng nền xưởng

Lắp ráp khuôn lõi trước khi rót kim loại

c)

d)

• 1-Sỏi hoặc than cốc để thông khí; 2-Các ống thông khí để thoát khí cho khuôn dưới;3- Hỗn hợp làm khuôn ;4- Khuôn tiện ;5- Chốt nêmđể định vị khuôn trên và khuôn dưới;6- Rãnh dẫn.;7- Cốc rót;8- Đậu hơi.

3.Làm khuôn xén:

- Để làm khuôn trong hai hòm khuôn nhưng mẫu nguyên thành một khối do đó phải xén bớt phần khuôn cát ở dưới cản trở việc rút mẫu ở khuôn dưới và tạo phù lại ở khuôn trên Do vậy, mặt phân khuôn thường là bậc hoặc cong

4 Làm khuôn bằng mẫu có miếng tời :

- Các miếng tời gắn với chính bằng đinh ghim, sau này rút ra sau mẫu và lấy theo phương ngang cá mặt phân khuôn là mặt bậc hoặc cong

Câu 10 : Quy trình lắp lõi, khuân và kẹp khuân :

1 Lắp khuân và lõi

- Khuân lõi được lắp chính xác vị trí bằng các chốt định vị Mặt phânkhuân phải là mặt kín khít Giữa 2 khuân cần có lớp dính kết dể tránh bavia

- Sauk hi lắp cần kiểm tra độ thăng bằng của mặt thoáng cốc rót và đậu ngót, đậu hơi Cần đè, kẹp chặt khuôn để tránh lực nay kim loại khi rout

- Để tránh cho khuân bị hút ẩm và tránh bụi bẩn rơi vào trong khuân,sau khi lắp xong khuôn xong phải rout ngay

2 Đè khuôn (kẹp khuôn)

- Hợp kim lỏng rout vào khuôn sẽ tạo lực nay achimet lên long

khuôn và lõi, gay ra nổi lõi, leach khuôn, tràn hợp kim lỏng ra mặt tiếp xúc, do đó trước khi rout can đè, kẹp khuôn Lực đè có thể tínhtheo công thức sau:

Câu 11 : Tính đúc của hợp kim :

Làm khuôn có miếng tời

- Tính đúc của hợp kim là khả năng đúc dễ hay khó của hợp kim đó Nó được đánh giá bằng các chỉ tiêu cơ bản sau đây:

1-Tính chảy loãng

- Kim loại nào có độ chảy loãng càng cao thì đúc càng dễ Tính chảy loãng phụ thuộc chủ yếu vào công nghệ khuôn, nhiệt độ quá nhiệt khi rót và thành phần hóa học của kim loại

Ví dụ đúc trong khuôn cát tính chảy loãng của kim loại cao hơn so với đúc trong khuôn kim loại do khuôn cát có tốc độ dẫn nhiệt thấp hơn

Thành phần hóa học của kim loại và hợp kim

- Si, P là những nguyên tố làm tăng tính chảy loãng của gang

- Mn, S là những nguyên tố làm giảm tính chảy loãng của gang

2 -Tính co của kim loại

- Tính co càng tăng tính đúc càng kém Vì đúc vật đúc ra dễ bị các khuyết tật, lõm co, rỗ co

- Thành phần hỗn hợp của các nguyên tố trong kim loại

- Nhiệt độ rót kim loại

3 - Tính hoà tan khí

- Kim loại khi đúc thường hoà tan khí O2, H2 , hơi H2O gây rỗ vật đúc,

làm giảm cơ tính

4 - Tính thiên tích :

- ( không đồng nhất về thành phần hỗn hợp, thường ở kim loại màu).Gang có tính chảy loãng hơn thép rất nhiều do đó gang dễ hơn thép

Câu 12 : Đ úc gang ? các nguyên tố ảnh hưởng đến tính đúc của

gang ?

- Các chất trợ dung khi đúc gang? Công dụng?

* Thành phần hỗn hợp của gang : Fe, C …

Các nguyên tố cản trở sự Graphit hóa : Mn, S, Cr.

*Các nguyên tố ảnh hưởng đến tính đúc của gang

- Thành phần hoá học

- Nhiệt độ rót gang

- Vật đúc thành càng mỏng ® rót gang ở nhiệt độ càng cao

- Công nghệ khuôn

- Tốc độ nguội

- Thành phần vật liệu nấu gang

* Chất trợ dung

Đưa vào để tách các tạp chất và xỉ ra khỏi kim loại lỏng

CaCO3 ( 4 ¸ 5%)

- Đối với lò dầu không cần dùng đá vôi CaCO3 để khử tạp chất

- Lò điện hồ quang trực tiếp dùng để nấu thép

- Lò điện hồ quang gián tiếp dùng để nấu kim loại màu

- Lò nấu : xem

Câu 13 : Tính đúc cua thép ?

- So với gang xám thì thép có tính đúc kem hơn vì nhiệt độ nóng chảy cao hơn, độ quá nhiệt lớn ,độ co lớn, hoà tan khí nhiều,dễ tạo

ra khuyết tật (rỗ khí ,rỗ co…), thiên tích xẩy ra ở thép hợp kim rất phổ biến,tính chảy loãng kém Vì thế yêu cầu vật đúc thép phải có kết cấu đơn giản,chiều dày thành thích hợp, đều đặn Hệ

thống ,đậu ngót, đậu rót ,đậu hơi can bố trí hợp ly để bù ngót , thoátkhí Các loại khuôn để đúc thép cần có tính bền nhiệt cao, tính lún tốt, tính thông khí tốt

- Thép có thể đúc trong khuôn cát chịu nhiệt, khuôn kim loại Nhữngloại thép hợp kim cao thường đúc trong khuôn vỏ mỏng , khuôn mẫu chảy.

Câu 14 : Đặc điểm cơ bản khi đúc nhôm và đồng?

- Chất trợ dung khi đúc nhôm và đồng? Công dụng?

* Đặc điểm đúc hợp kim đồng :

- Công nghệ đúc, khuôn, hệ thống rót làm đặc biệt sử dụng khuôn cát, khuôn kim loại

- Nấu luyện chú ý sự oxy hoá hoặc hòa tan khí

* Đặc điểm đúc nhôm :

- Thường đúc trong khuôn kim loại có độ bóng và độ chính xác cao.

- Có tính chảy lãng cao, đúc dễ và thành rất mỏng

- Công nghệ khuôn, hệ thống đặc biệt có thể đúc nhiều vật đúc chung một hệ thống rót

- Con mã là dụng cụ dùng để chống hoặc đỡ lõi lớn, lõi công xôn nằm lại

ở vật đúc sau khi đúc xong

* Chất trợ dung khi đúc đồng :

Đồng nguyên chất dạng thỏi, dạng tấm , dùng các nguyên tố hợp kim cho vào đồng Zn, Sn, Pb, Al

Đồng hoà tan nhiều khí O2,H2 dùng Cu-P (90%Cu, 10%P) khử O2

Cu-P + O2 ® P2O5 + CuO

- Che phủ bề mặt của kim loại màu để không bị oxy hoá

- Có tác dụng tạo xỉ chảy lõang nhẹ nổi lên

- Than củi, nùm cưa, các muối clorua natri

NaCl + bo sát (N2B4O7)

* Chất trợ dung khi đúc nhôm :

- Muối clorua.

- Chất biến tính làm nhỏ hạt : Na 1%

- Chú ý : Khi nấu nhôm có lớp oxit nhôm trên bề mặt có tác dụng che

phủ không cho lớp nhôm nguyên chất ở phía dưới bị oxy hoá Do vậy

không được khuấy trộn trong quá trình nấu.

Câu 15 : Khái niệm, đặc điểm của phương pháp đúc đặc biệt?(Đúc khuôn kim loại, đúc áp lực,đúc li tâm,đúc liên tục ,đúc trong khuôn mẫu chảy và đúc trong khuôn vỏ mỏng) :

I Đúc trong khuôn kim loại :

1.Khái niệm : Đúc trong khuôn kim loại là rót kim loại lỏng vào khuôn

bằng kim loại

2.Đặc điểm:

- Khuôn kim loại dùng được nhiều lần

- Vật đúc có độ chính xác cao, Cơ tính tốt vì tổ chức hạt kết tinh nhỏ mịn

- Tiết kiệm vật liệu làm khuôn áp dụng cho loại hình sản xuất hàng loạt Vật liệu đúc đơn giản, cấu tạo nhỏ hoặc trung bình

- Do vật liệu làm khuôn lõi: Kim loại không có tính lún do đó vật đúc dễ bị nứt, đúc gang dễ bị biến dạng trắng

- Do tốc độ dẫn nhiệt thành khuôn cao nên khả năng điền đầy kim loại kém do đó vật đúc dễ bị thiếu hụt và không phải cao hơn trong khuôn cát

II Đúc dưới áp lực :( khí nén)

1 Khái niệm:

- Đúc dưới áp lực là ép kim loại lỏng vào khuôn kim loại với áp lực

đến hàng trăm atmotphe

2 Đặc điểm:

- Vật đúc có độ chính xác và độ bóng cao

- Bề mặt bên trong có độ bóng cao do dùng lõi kim loại

- Đúc được những vật mỏng chiều dày ³ 0.3 mm

- Đúc trong khuôn kim loại nên vật đúc nguội nhanh

- Năng suất cao

- Không dùng được lõi cát nên hình dạng bên trong vật đúc không được phức tạp

- Khuôn mau mòn

III Đúc li tâm :

1.Khái niệm:

- Khuôn bằng kim loại quay xung quanh một trục (ngang-đứng) dưới tác dụng của lực ly tâm các phần tử kim loại sẽ điền đầy khuôn

2.Đặt điểm :

- Đúc được vật đúc tròn xoay, đặc rỗng(rỗng không cần đặt lõi

- Chất lượng vật đúc cao, cơ tính tốt

- Khó có kết cấu khuôn kim loại kín chính xác

IV Đúc trong khuôn mẫu chảy :

- Độ chính xác và độ bóng bề mặt vật đúc rất cao.

- Cường độ lao động cao, chu trình sản xuất dài, giá thành chế tạo khuôn cao

- Được dùng nhiều trong sản xuất hàng loạt

V Đúc trong khuôn vỏ mỏng :

1

Khái niệm:

- Đúc trong khuôn vỏ mỏng là dạng đúc trong khuôn cát nhưng

thành khuôn vỏ chừng 6¸8 mm

2.Đặc điểm:

- Đúc được gang thép kim loại màu.

- Thông khí tốt, truyền nhiệt kém, không hút nước và bền nên vật đúc ít rỗ, xốp, nứt

- Đơn giản hoá quá trình dỡ khuôn và làm sạch vật đúc

- Dễ cơ khí hoá và tự động hoá

Câu 16 : Các khuyết tật của vật đúc:

* Khuyết tật vật đúc được chia làm 7 nhóm

NhómI: Sai hình dáng kích thước và trọng lượng

1 - Thiếu hụt : Hình dạng vật đúc không đầy đủ có nhiều nguyên nhân:

- Kim loại lỏng thoát ra do lắp, lượng kim loại rót không đủ

- Độ chảy loảng thấp nhiệt độ rót thấp, ráp không kín, kẹp chặt hay đè khuôn thiếu lực

- Hệ thống thoát khí không đạt yêu cầu tạo áp lực trong khuôn tâng lên đến mức kim loại lỏng không điền đầy đựơc

- Kích thước hệ thống rót nhỏ

- Thành vật đúc lỏng

2 - Lệch:

- Là sự xê dịch tương đối giữa các phần của vật đúc Có thể đặt mẫu sai,định vị mẫu không tốt, ráp khuôn thiếu chính xác và kẹp khuôn lỏng

3 - Ba via :

- Là phần kim lọai thừa ra Nó thường hình thành ở mặt phân khuôn, gối lõi.

6 - Sứt :

- Thao tác cơ học khi phá khuôn, các hệ thống rót, đậu ngót, làm sạch hoặc nhưng va chạm trong vận chuyển làm sứt mẻ vật đúc dẫn đến sau khác hình dạng, thiếu hụt kích thước vật đúc

- Sai kích thước trọng lượng : Sự sai lệch kích thước và trọng lượng là do kích thước mẫu, hộp lõi kích thước mẫu, hộp lõi thiết kế sai, lắp ráp và kiểm tra khuôn không cẩn thận

Nhóm II : Khuyết tật mặt ngoài :

1 – Cháy cát

- Do vật vật liệu khuôn lõi bị cháy dưới tác dụng của nhiệt độ rót bám

dính lên bề mặt vật đúc làm giảm trạng thái bề mặt

* Nguyên nhân cháy cát bao gồm :

- Độ bền nhiệt của hỗn hợp kém, nhiều tạp chất

- Nhiệt độ rót quá cao

- Hệ thống rót thiếu hợp lý để kim loại tập trung cục bộ quá lớn làm cháyhỗn hợp ở đó

- Lớp sơn khuôn không đảm bảo

2 –Khớp:

- Là hiện tượng không liên tục trên bề mặt vật đặc do sự tiếp giáp các dòng chảy của kim loại

* Nguyên nhân có thể là:

- Rót thiếu liên tục

- Độ chảy loãng kém, nhiệt độ rót thấp

- Hệ thống rót không hợp lý

3-Lõm:

- Là những lỗ có hình dạng, kích thước khác nhau làm giảm chiều dày thành vật đúc.

* Nguyên nhân chính là:

- Do khuôn bị vỡ để lại lượng hỗn hợp chiếm chổ trong lòng khuôn

Nứt nguội:

- Nứt nguội xảy ra ở nhiệt độ thấp nên bề mặt vết nứt sạch do không

bị oxy hoá

Một số biện pháp khắc phục

Kết cấu vật đúc :

- Thiết kế vật đúc phải đảm bảo chiều dày thành đồâng đều hoặc chỉ sai lệch trong phạm vi cho phép Những chổ giao nhau phải có góc lượn thích hợp

Về mặt công nghệ:

- Bảo đảm độ lún của khuôn lõi; bố trí hệ thống rót thích hợp Xươnglõi khuôn đặt sát bề mặt lõi làm giảm tính lún

Nhóm IV : Lổ hổng trong vật đúc

Rỗ khí :

- Trong vật đúc tồn tại những không gian dạng cầu nhẵn bóng chứa khícó áp suất với kích thước khác nhau đó là rỗ khí Rỗ khí làm mất khả năng liên tục của kim loại, làm giảm độ bền, độ dẻo của vật đúc Nếu khí không thoát ra ngoài được sẽ bị dồn nén và phân bố phân tán trongkim loại cho đến khi áp suất khí cân bằng với áp suất kim loại lỏng

Biện pháp khắc phục rỗ khí:

- Nguyên tắc chung là giảm lượng khí sinh ra khi nấu chảy và rót kim loại lỏng vào khuôn, ngăn ngừa không cho nguồn tạo khí tiếp xúc với kim loại lỏng khi rót.Vì vậy cần phải đảm bảo:

- Vật liệu nấu sạch, khô

- Rút ngắn thời gian nấu chảy, nhất là thời gian quá nhiệt

- Hỗn hợp khuôn và lõi phải thông khí tốt

- Đặt đậu hơi đúng và hợp lý

- Khử khí trước khi rót bằng cách thổi vào kim loại lỏng những chất khí hòa tan có áp suất riêng nhỏ hơn

- Tốt nấu chảy kim loại trong chân không

Rỗ co :

- Là những phần không gian nhỏ trong vật đúc không điền đầy kim loại, không chứa khí, hình dạng kích thước khác nhau và không nhẵn bóng như rỗ khí.Tuỳ theo tính chất của hợp kim đúc và kết cấu vật đúc mà rỗ co tập trung hoặc phân tán Nguyên nhân chủ yếu là do kết cấu vật đúc không hợp lý, bố trí hệ thống rót, đậu ngót không đúng nên không đón được hướng đông đặc

Nhóm V: Lẫn tạp chất

- Đó là những phần không chứa kim loại mà chứa tạp chất như xỉ, cát hoặc các phi kim khác Nguyên nhân do lọc xỉ không tốt, không khử hết oxy khi nấu, nhiệt độ rót thấp, độ bền của khuôn kém, hệ thống rót thiếu hợp lý

Nhóm VI: Sai tổ chức :

- Nhóm này có tổ chức kim loại, hình dạng, kích thước và số lượng hạt kim loại không đúng theo yêu cầu Những phần vật đúc nguội nhanh thì hạt nhỏ, độ cứng lớn khó gia công cắt gọt

- Tốc độ nguội không đều, khống chế nguội không hợp lý sẽ gây ra thiên tích về thành phần hoá học và thiên tích tổ chức trong kim loại vật đúc

Nhóm VII : Sai thành phần hoá học và cơ tính :

- Thành phần hoá học sai với yêu cầu là do mẻ liệu đưa vào tính toán sai Điều này dẫn đến sai lệch cả lý hoá tính, cơ tính vật đúc

Câu 1 : Thực chất, đặc điểm của quá trình gia công kim loại bằng áp lực

:

1Định nghĩa

- Phương pháp tạo phôi dựa vào nguyên lý biến dạng dẻo của kim loại dưới tác dụng của ngoại lực làm thay đổi hình dáng, kích thước theo ý muốn

2.Ưu – nhược điểm của gia công bằng áp lực

- Đôä bóng, độ chính xác cao hơn các chi tiết đúc

- Dễ cơ khí hoá và tự động hoá nên năng suất cao, giá thành hạ

* Hạn chế:

- Không gia công được các chi tiết phức tạp

- Không rèn dập được các chi tiết quá lớn

- Không gia công được các kim loại dòn

So với cắt gọt:

- Năng suất cao, phế liệu ít, giá thành hạ

- Rèn, dập là những phương pháp cơ bản để tạo phôi cho gia công cắt gọt

*Nhược điểm :

- Độ bóng, độ chính xác thấp hơn so với gia công cắt gọt

Câu 2 : Đặc trưng và khả năng gia công của các phương pháp : Cán, kéo, ép, rèn tự do,dập thể tích và dập tấm :

1 Phương pháp cán

- Phương pháp cán là phương pháp biến dạng kim loại giữa hai trục cán quay ngược chiều nhau để được sản phẩm cán có tiết diện giống như lỗ hình (khe hở giữa 2 trục cán) và có chiều dài không hạn chế

2.Phương pháp kéo kim loại :

- Là phương pháp biến dạng dẻo kim loại qua lỗ hình của khuôn kéo dưới tác dụng của lực kéo, phôi được vuốt dài ra, giảm diện tích tiết diện ngang, tăng chiều dài

3.Phương pháp ép kim loại :

- Kim loại sau khi nung nóng cho vào buồng ép,dưới tác dụng của chàyép kim loại chui qua lỗ khuôn ép có hình dạng và kích thước của chi tiết cần chế tạo

4 Phương pháp rèn tự do : Là phương pháp biến dạng tự do kim loại

dưới tác dụng lực dập của búa hoặc lực ép của máy ép

5 Phương pháp rèn khuôn : Là phương pháp biến dạng dẻo kim loại

trong lòng khuôn rèn dưới tác dụng của lực dập

6 Dập tấm : Là phương pháp biến dạng dẻo phôi kim loại ở dạng tấm,

trong khuôn dưới tác dụng của ngoại lực để tạo thành sản phẩm có hình dạng, kích thước theo yêu cầu

Câu 3 : Biến dạng kim loại

- Phân biệt giữa ngoại lực và nội lực

- Đặc trưng của quá trình biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo

- Các hiện tuợng xảy ra khi biến dạng dẻo

- Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo và kha năng biến dạng dẻo

của kim loai

- Anh hưởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và tính chất của kim

loại

* Sự biến dạng dẻo của kim loại

- Kim loại khi chịu tác dụng của ngoại lực đều xảy ra ba giai đoạn là biến dạng đàn hồi,biến dạng dẻo, phá hủy

- Xét biến dạng dẻo là biến dạng mà sau khi đã bỏ lực tác dụng vẫn còn một phần biến dạng dư được giữ lại và trên các phần tử của vật thể không nhận thấy có sự phá huỷ

- Biến dạng dẻo ở kim loại bao gồm biến dạng dẻo của đơn tinh và

đa tinh

- Biến dạng dẻo của đơn tinh thể: Là biến dạng dẻo theo cơ chế trượt và song tinh

Kim loại khác nhau thì có tính dẻo khác nhau

- Biến dạng dẻo của đa tinh thể

Đa tinh thể là tập hợp của các đơn tinh Biến dạng của đa tinh gồm 2 dạng:

- Biến dạng trong nội bộ hạt : Gồm sự trượt và song tinh Sự trượt xảy

ra đối với các hạt có phương kết hợp với phương của lực tác dụng 450sẽ trượt trước rồi đến các mặt khác Sự song tinh sảy ra khi có lực tác dụng lớn đột ngột gây ra biến dạng dẻo của kim loại

- Biến dạng ở vùng tinh giới : Tại đây chứa nhiều tạp chất dễ chảy và mạng tinh thể bị rối loạn cho nên sự trượt và biến dạng thường ở nhiệt độ t0>9500C

* Các hiện tượng xảy ra khi biến dạng dẻo :

- Sự thay đổi hình dạng hạt :Sự thay đổi hình dạng hạt chủ yếu là nhờ quá trình trượt Hạt không những thay đổi về kích thước mà còn có thể vỡ ra thành nhiều khối nhỏ làm tăng cơ tính

- Sự đổi hướng của hạt : Trước khi biến dạng các hạt sắp sếp không theo một hướng nhất định nào.Sự hình thành tổ chức sợi dẫn đến sự sai khác về cơ, lí tính của kim loại theo những hướng khác nhau, làm cho kimloại mất tính đẳng hướng

- Sự tạo thành ứng suất dư : Khi gia công áp lực do biến dạng không đều và không cùng một lực nên trong nội bộ vật thể sau khi biến dạng còn để lại ứng suất gọi là ứng suất dư

Có 3 loại ứng suất dư:

- Ưùng suất dư loại 1 (s1): Là ứng suất dư sinh ra do sự biến dạng khôngđồng đều giữa các bộ phận của vật thể

- Ứng suất dư loại 2 (s2): Là ứng suất dư sinh ra do sự biến dạng khôngđồng đều giữa các hạt

- Ứng suất dư loại 3 (s3): Là ứng suất dư sinh ra do sự biến dạng khôngđồng đều trong nội bộ hạt

* Những nhân tố ảnh hưởng đến tính dẻo của kim loại

1.Trạng thái ứng suất :

- Trạng thái ứng suất kéo càng ít, nén càng nhiều thì tính dẻo kim loại càng cao.

- Trạng thái ứng suất nén khối làm kim loại có tính dẻo cao hơn nén mặtphẳng và đường thẳng còn trạng thái ứng suất kéo khối thì lại làm tính dẻo kim loại kém đi

2.Tốc độ biến dạng và nhiệt độ :

- Tốc độ biến dạng là lượng biến dạng dài tương đối trong một đơn vị thời gian

W=

t

v d V

d

.

Gia công nguội t o = TKT

- Nếu tăng tốc độ biến dạng sẽ làm giảm tính dẻo của kim loại do có sựbiến cứng của kim loại

- Gia công nóng t o > TKTL

Ơû nhiệt độ không quá cao :

Đối với thép t o= 9000 C

- Khi tăng tốc độ biến dạng(W) thì lực ma sát làm tăng nhiệt độ của kim loại lên 10000C ¸ 11000C nên thép rất dẻo

- Gia công kim loại ở nhiệt độ quá cao : Nếu tăng W thì lực ma sát làm tăng nhiệt độ của kim loại đến vùng quá nhiệt làm độ dẻo giảm , độ cứngtăng lên

3.Thành phần và tổ chức kim loại

- Thành phần và tổ chức kim loại liên quan với nhau Kim loại ở trạng thái nguyên chất hoặc một pha dung dịch rắn bao giờ cũng có tính dẻo cao hơn và dễ biến dạng hơn so với kim loại có cấu tạo hỗn hợp cơ học hoặc hợp chất hoá học

* Aûnh hưởng của biến dạng dẻo đến tính chất và tổ chức của kim loại.

1 Aûnh hưởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và cơ tính kim loại

- Tốc độ biến dạng càng tăng thì sự vỡ nát của các hạt càng lớn, độ hạt càng giảm do đó cơ tính càng cao

- Biến dạng dẻo giúp khử được các khuyết tật như xốp co, rỗ khí, rỗ

co, lõm co… làm tăng độ mịn chặt của kim loại làm cơ tính tăng lên

- Biến dạng dẻo có thể tạo được các thớ uốn xoắn khác nhau làm tăng

cơ tính sản phẩm

- Tốc độ biến dạng cũng có ảnh hưởng lớn tới cơ tính sản phẩm : Nếu tốc độ biến dạng càng lớn thì sự biến cứng càng nhiều , sự không đồng đều của biến cứng càng nghiêm trọng và sự phân bố thớ càng không đều

do đó cơ tính kém

2 Aûnh hưởng của biến dạng dẻo tới lý tính kim loại

- Biến dạng dẻo làm tăng điện trở, giảm tính dẫn điện và làm thay đổitừ trường trong kim loại

- Tính dẫn điện : Biến dạng dẻo tạo ra sự sai lệch trong mạng tinh thể làm tính liên tục của điện trường trong tinh thể bị phá vỡ, ngoài ra nó còntạo những màng chắn cản trở sự chuyển động tự do của điện tử Đây là nguyên nhân làm tăng điện trở của kim loại

- Tính dẫn nhiệt : Biến dạng dẻo làm giảm tính dẫn nhiệt Do biến dạng dẻo làm xô lệch mạng, làm xô lệch vùng tinh giới, làm giảm biên độ dao động nhiệt của các điện tử

- Từ tính : Các sai lệch tạo ra khi biến dạng dẻo làm thay đổi cách bố trí từ trường cơ bản trong kim loại do đó làm thay đổi từ tính, độ thấm từ,…

3.Aûnh hưởng của biến dạng dẻo tới hoá tính :

- Sau khi biến dạng dẻo năng lượng tự do của các kim loại tăng do đó hoạt tính hoá học của kim loại cũng tăng lên

Câu 4 : Các định luật cơ bản áp dụng trong gia công áp lực :

1.Định luật biến dạng đàn hồi tồn tại song song với biến dạng dẻo :

- Khi gia công áp lực nếu trong kim loại xảy ra biến dạng dẻo bao giờ cũng có một lượng biến dạng đàn hồi kèm theo (được xác định bằng góc đàn hồi , phụ thuộc vào moduyn đàn hồi E của vật liệu và chiều dày tấm kim loại)

- Gia công nguội : Kim loại dạng tấm sẽ chịu ảnh hưởng lớn

- Gia công nóng : Kim loại dạng khối , ảnh hưởng của biến dạng đàn hồi có thể bỏ qua

- Thường để áp dụng khi thiết kế khuôn dập, vật dập phải kể đến lượng biến dạng dư do biến dạng đàn hồi gây ra

2 Định luật ứng suất dư :

- Khi gia công áp lực do nung nóng và làm nguội không đều, lực biến dạng, lực ma sát… phân bố không đều làm phát sinh ra ứng suất dư tồn tạicân bằng bên trong vật thể kim loại Nếu không cân bằng thì sẽ có quá

trình tích, thoát ứng suất làm cho vật thể biến dạng ngoài ý muốn để ứng suất dư tồn tại cân bằng.

3 Định luật thể tích không đổi :

- Thể tích của vật thể trước khi biến dạng bằng thể tích vật thể sau khi biến dạng »

- Gọi thể tích vật trước khi gia công là V0

- Gọi thể tích vật sau khi gia công là V

+ Vật thể có chiều cao, rộng, dài trước khi gia công là:



l

l b

b h h

ln ln ln 0

0 0 0

b h

Nhận xét : Khi gia công biến dạng nếu tồn tại cả ba ứng biến chính nghĩa

là có sự thay đổi kích thước cả ba chiều thì đầu của một ứng biến phải trái dấu với hai ứng biến kia và có giá trị tuyệt đối bằng tổng của hai ứng biến kia

0

0

; 0 1

-biến dạng kim loại, một chất điểm bất kì trên vật thể biến dạng sẽ di chuyển theo hướng có trở lực bé nhất hay di chuyển đến đường viền có chu vi bé nhất.

-Aùp dụng để thiết kế hình dáng của phôi trước khi gia công

Câu 5 :Nung nóng trong gia công áp lực :

1.Mục đích của nung nóng

-Nâng cao tính dẻo, giảm khả năng biến cứng của kim loại, tạo điều kiện thuận tiện cho quá trình biến dạng nên giảm được công suất thiết bị

-Ở nhiệt độ cao, dao động nhiệt của các nguyên tử kim loại càng lớn, quátrình trượt và song tinh thực hiện dễ dàng hơn

-Có hiện tượng chuyển biến pha khi nung nóng kim loại làm cho khả năng biến dạng dễ hơn

2.Những hiện tượng xảy ra khi nung nóng :

Hiện tượng ôxy hóa :

- Khi nung nóng ở nhiệt độ cao kim loại dễ bị ôxy hóa tạo một lớp oxit kim loại, bong ra khỏi bề mặt làm hao hụt kích thước, khối lượng phôi.Do vậy khi tính toán phôi phải kể đến lượng ôxy hóa.Hiện tượng thoát cacbon :

- Khi nung thép các chất khí như O2,CO2,H2, H2O, có trong môi trườngkhí lò dễ tác dụng với Fe3C của thép làm cho hàm lượng cacbon trên bề mặt thép giảm đi, nhưng không làm giảm kích thước gọi là hiện tượng thoát cacbon

- Làm ảnh hưởng tới cơ tính của bề mặt phôi (làm giảm độ bền, tăng độ cứng)

-Thép cacbon cao khi nung lên bề mặt bị cháy dẫn đến cứng và chai nên khi gia công cắt gọt dễ bị mẻ dao

Hiện tượng quá nhiệt :

- Khi nung kim loại lên gần nhiệt độ đường đặc (t o chảy - 1500) làm cho độ dẻo giảm, độ cứng tăng lên, gia công dễ bị nứt vì ở đó độ hạt kim loại quá lớn

*Để khắc phục hiện tượng này ta thường ủ kim loại

Hiện tượng cháy kim loại

- Là hiện tượng khi nung kim loại lên nhiệt độ trên vùng quá nhiệt (gầnđường đặc) phần kim loại ở biên giới hạt sẽ bị cháy phát ra hoa lửa(thép) hoặc sủi bọt(Cu+Al)