METAL CASTING

Chương 1 Tổng quan về cơng nghệ ĐúcCác Kim Gốm Nhựa Bột Đúc là quá trình điền đầy kim loại v t li u ở thể lỏng vào lòng khuôn ậ ệ đúc có hình dạng, kích thước định sẵn.. Chương 1 Tổng qu

Trang 1

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM

KHOA CƠ KHÍ -o0o -

TS LƯU PHƯƠNG MINH

TP.Hồ Chí Minh, Tháng 5/2009

METAL CASTING

Trang 3

Chương 1 Tổng quan về cơng nghệ Đúc

Các Kim Gốm Nhựa Bột

Đúc là quá trình điền đầy kim loại (v t li u) ở thể lỏng vào lòng khuôn ậ ệ đúc có hình dạng, kích thước định sẵn Sau khi kim loại (v t li u) đông ậ ệ đặc ta thu được sản phẩm tương ứng với lòng khuôn Sản phẩm đó gọi là vật đúc.

Nếu đem vật đúc gia công ( gia công cắt gọt) gọi là phôi đúc.

Trang 4

Chương 1 Tổng quan về công nghệ Đúc

Kiểu VậtBộtChất Kim Ceramics Thủy Plastics Ceramics

Trang 5

Trang 6

Trang 7

1Các bước cơ bản trong công nghệ Đúc:

Trang 8

3200 B.C

Đúc kim loại _ khởi điểm

Trang 9

(tiếp theo)

1313

Đúc kim loại _ khởi điểm

Trang 11

Phân loại các phương pháp đúc:

Đúc khuôn cát Đúc đặc biệt

Đúc vỏ mỏng Khuôn phá hủy

Khuôn thạch cao

Đúc mẫu chảy

Đúc khuôn gốm Ceramic mold

Khuôn kim loại

Đúc áp lực

Đúc ly tâm

Trang 12

Bảng tổng hợp ưu, hạn chế của các phương pháp đúc thông dụng.

Yêu cầu có khâu hoàn thiện, dung sai lớn

Đúc vỏ

mỏng

Độ chính xác kích thước&chất lượng bề mặt; tốc độ SX cao.

Kích thước chi tiết hạn chế, yêu cầu kết cấu & dụng cụ đắt tiền Khuôn

phá hủy

Đúc hầu hết KL không có giới hạn kích thước; hình dạng phức tạp.

Đúc KL màu; kích thước và thể tích sản phẩm bị hạn chế; khuôn làm tốn thời gian dài.

Trang 13

Bảng tổng hợp ưu,hạn chế của các phương pháp đúc thông dụng

Kích thước bị hạn chế; kết cấu, khuôn, nhân công đắt tiền.

Khuôn

kim loại

Bề mặt sản phẩm và kích thước chính xác; tốc độ sản xuất lớn.

Khuôn mắc tiền; hạn chế về mức

độ khó của khuôn; không dung

để đúc kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao; thời gian đúc dài.

Đúc ly

tâm

Đúc sản phẩm tròn lớn tốt; tốt độ đúc cao.

Máy móc mắc tiền; hạn chế độ khó.

Trang 14

Quá trình đúc Loại vật

liệu đúc

Trọng lượng (kg) Cl bề

mặt (µm,Ra)

Độ rỗng Mức độ

phức tạp SP

Dung sai kích thước

Chiều dày (mm)

Đúc khuôn cát Tất cả 0.05 No limit 5-25 4 1-2 3 3 No

limit Đúc vỏ mỏng Tất cả 0.05 100+ 1-3 4 2-3 2 2 … Khuôn phá

hủy

limit Khuôn thạch

cao

Đúc mẫu chảy All KL

t0 n/c cao

Bảng tổng hợp tính chất các phương pháp đúc thông dụng

Trang 15

Cơ sở lý thuyết Đúc:

1

Trang 16

1 Tính chảy loãng của kim loại lỏng.

Tính chảy loãng của kim loại là thước đo khả năng kim loại điền đầy khuôn đúc

Nó quyết định quảng đường dòng chất lỏng nóng chảy di chuyển được trong

khuôn trước khi đông đặc Nó phụ thuộc vào đặc điểm của khuôn đúc và

phương pháp đúc

Các thông số quyết định giá trị của tính chảy loãng:

1 Độ nhớt

2 Nhiệt độ rót kim loại

3 Vật liệu kim loại

9 Tốc độ trao đổi nhiệt

10.Mức độ quá nhiệt Phương pháp kiểm tra độ chảy loãng: dụng cụ khuôn xoắn ốc

Trang 17

2 Quá trình rót kim loại.

Dòng chất lỏng chảy trong khuôn kim loại chịu tác dụng của 3 định luật.

1 Hệ số Reynold.

2 Phương trình Bernoulli

3 Phương trình dòng chảy liên tục.

Trang 18

Re > 20000, chảy cực rối, đây là

nguyên nhân làm không khí xâm

nhập vào và tạo ra hiện tượng xỉ

Trang 19

2 Pouring: Rót kim loại

Định luật Bernoulli

Trong đó:

H - chiều cao cột chất lỏng.

P - áp suất tĩnh của chất lõng.

ρ - khối lượng riêng chất lỏng.

g - gia tốc trong trường.

v - vận tốc của dòng chất lỏng

Trang 20

2 Pouring: Rót kim loạiĐịnh luật BernoulliXét 2 điểm trên 1 dòng chảy ta có:

Giả sử áp suất tĩnh p1 = p2 và h2 =

0 đồng thời tốc độ v1 = 0 Ta có:

Trang 21

2 Pouring: Rót kim loạiĐịnh luật dòng chảy liên tục

Trong một dòng chất lỏng chảy liên tục ta luôn có: Av = constant.Trong đó A là tiết diện cắt ngang dòng chảy, v là tốc độ dòng chảy.Như vậy xét 2 điểm trên cùng một dòng chảy ta luôn có:

Từ 2 định luật trên suy ra:

Trang 22

3 Quá trình đông đặcĐường cong đặc tính nguội của kim loại nguyên chất

Quá trình đông đặc của kim loại nguyên chất luôn xảy ra tại

1 nhiệt độ nhất định

Giản đồ của vật liệu kim loại nguyên chất

Trang 24

3 Quá trình đông đặcThời gian đông đặc theo công thức Chvorinov’s

Empirical :

Ví dụ: có 3 vật mẫu hình cầu, hình lập phương, và hình trụ có cùng chiều cao và đường kính Vật nào sẽ đông đặc nhanh hơn ?

Trang 25

4 Cấu trúc tinh thể vật

đúcCấu trúc tế vi của một vật đúc điển hình gồm có 3 vùng:

+ Vùng 1: (ngoài cùng): hạt nhỏ mịn, có trục định hướng bất kỳ Kim loại lỏng nằm sát thành khuôn nguội với tốc độ rất lớn Khuôn đóng vai trò là mầm ký sinh làm tăng tốc độ phát triển mầm Vùng này cơ tính cao và rất mỏng

+ Vùng 2: Vùng hạt dài Vùng này có cấu trúc hạt là những hạt dài có phương

vuông góc với thành khuôn, chúng tạo thành tổ chức xuyên tinh, tổ chức này có mật

độ cao nhưng bị dị hướng, dễ nứt khi biến dạng

+ Vùng 3: Vùng tổ chức đa cạnh Lúc này thành khuôn đã nóng lên, tốc độ kết tinh nhỏ, hướng tỏa nhiệt theo mọi phương đều như nhau, nên tinh thể phát triển theo mọi phương tao thành tổ chức hạt thô và đều trục

Không phải lúc nào cũng có cả

Trang 26

5 Khuyết tật vật đúc

Sự co ngót: quá trình co ngót của kim loại diễn

ra trong suốt quá trình đông đặc và nguội

kim loại diễn ra

trong quá trình kim

Trang 27

5 Khuyết tật vật đúc

Một vật đúc có các khuyết tật lý hóa sau:

+ Lõm co và rỗ co: hiện tượng này xảy ra do quá trình co ngót Trong quá trình gia công vật liệu sau này, đây chính là vết nứt có sẵn của vật liệu, đồng thời tại

vị trí này chứa nhiều tạp chất và xỉ do vậy cần cắt bỏ đi Khắc phục: thiết kế đưa lõm co ra ngoài vật đúc, sau quá trình đúc ta cắt bỏ

+ Ở trạng thái lỏng kim loại tích tụ nhiều khí hơn trạng thái rắn, do vậy khi quá trình hóa rắn xảy ra nếu khí không thoát ra kịp sẽ tạo thành rỗ khí Khắc phục: khi nấu luyện cần sấy khô, làm sạch, khử khí triệt để khi rót khuôn, nấu luyện trong chân không…

+ Thiên tích: là sự không đồng đều về thành phần hóa học trong vật đúc

Nguyên nhân là do sự khác nhau về khả năng hòa tan, khuyết tán trong pha lỏng và rắn Thiên tính làm xấu cơ tính và khả năng công nghệ của vật đúc Khắc phục: làm tăng tốc độ nguội

+ Ứng suất đúc: ứng suất đúc do quá trình nguội không đồng đều ở các phần khác nhau của vật đúc, hoặc là do sự khác nhua về thể tích riêng của các pha khi nguội Ứng suất này gây biến dạng cong vênh và nứt chi tiết Khắc phục: làm nguội chậm, sau đó ủ để khử ứng suất dư

Trang 28

5.Khuyết tật

Hot Tear (nứt nóng): xảy ra trong

quá trình co ngót

Bị sốp rỗng (porosity): xảy ra trong quá trình co ngót

Các khuyết tật khác:

Khuyết tật do quá trình thiết kế

Trang 29

6 Thiết kế cho quá trình đúc

1 Có hình học đơn giản: tránh sự phức tạp không cần thiết

2 Các góc: tránh các góc sắc nhọn

Trang 30

1 Sử dụng các gân cứng hợp lý

2 Sử dụng góc côn

Trang 31

3 Đường phân khuôn

Trang 32

4 Sử dụng vật liệu hợp lý, có tính toán tới độ co ngót

Trang 33

5 Dung sai vật đúc và chất lượng bề mặt sản phẩm

Trang 34

The end

Định dạng
Số trang	34
Dung lượng	1,08 MB