Bài 16: Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

Đúc là phương pháp gia công tạo hình kim loại bằng cách rót kim loại, hợp kim lỏng vào khuôn có hình dạng, kích thước nhất định?. Chế tạo được những vật đúc có hình dạng, kết cấu rất ph

NHÓM 2

Đ I Ể M T Ụ

1

Dòng 1 : Bước thứ hai trong phương pháp vẽ phác hình chiếu phối cảnh cần tìm một

điểm quan trọng là… (có 6 chữ cái).

2

Dòng 2 : Trong bản vẽ kĩ thuật, khung thể hiện các nội dung của bản vẽ là khung gì?

(có 8 chữ cái).

3

Dòng 3 : Tính chất đặc trưng cơ bản của vật liệu là độ bền, độ dẻo và.….(có 6 chữ

cái)

4

Dòng 4 : Hình chiếu biểu diễn được xây dựng bằng phép chiếu… (có 9 chữ cái).

5

Dòng 5 : Để biểu diễn hình dạng, cấu tạo bên trong vật thể trên các bản vẽ kĩ thuật

ta thường dùng mặt cắt và… (có 7 chữ cái).

6

Dòng 6 : Đây là hình chiếu gì?(có 6 chữ cái).

7

Dòng 7 : Đây là vật thể gì? (có 7 chữ cái, bắt đầu bằng chữ G).

9

BÀI 16 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO PHÔI

BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC

1 ĐÚC LÀ GÌ?

2 CHI TIẾT ĐÚC LÀ GÌ? PHÔI ĐÚC LÀ GÌ?

3 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐÚC.

4 CÓ NHỮNG DẠNG ĐÚC NÀO? PHÂN TÍCH ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA TỪNG DẠNG.

5 NHỮNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP TRONG QUÁ TRÌNH CHẾ TẠO PHÔI BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÚC.

1 Bản chất

? Đúc là gì?

- Đúc là phương pháp gia công tạo hình kim loại bằng cách rót kim loại, hợp kim lỏng

vào khuôn có hình dạng, kích thước nhất định

? Thế nào là chi tiết đúc?

- Nếu vật phẩm đúc ra có thể đem dùng ngay được gọi là chi tiết đúc

? Thế nào là phôi đúc?

- Nếu vật phẩm đúc ra đưa qua gia công cơ khí để nâng cao độ chính xác kích thước và

độ bóng bề mặt, gọi là phôi đúc.

2 Công dụng

- Sản xuất đúc được dùng rộng rãi trong các ngành công nghiệp

- Khối lượng vật đúc chiếm trung bình khoảng 40- 80% tổng khối lượng máy móc.

- Dùng để chế tạo phôi cho sản xuất cơ khí.

- Sản xuất một số chi tiết đúc đặc biệt.

ƯU ĐIỂM

- Vật liệu để sản xuất đúc rất đa dạng

- Khối lượng vật đúc có thể từ vài gam đến hàng

trăm tấn

- Có thể đạt được cơ tính khác nhau trong một cùng

một vật đúc

- Có thể đạt được độ chính xác gia công tương đối

cao nếu áp dụng các phương pháp đúc đặc biệt

- Có thể áp dụng cơ khí hoá, tự

động hoá

Chế tạo được những vật đúc có hình dạng, kết cấu rất

phức tạp mà các phương pháp khác chế tạo khó hoặc

không thể chế tạo được

NHƯỢC ĐIỂM

Tốn kim loại cho hệ thống rót , đậu hơi

và đậu ngót

Vật đúc thường tồn tại các khuyết tật và khó kiểm tra, đặc biệt là các chi tiết lớn

Điều kiện lao động nóng, độc hại cho người sản

xuất

Kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc đòi hỏi thiết bị hiện đại

3 Ưu nhược điểm của phương pháp đúc

3 Những phương pháp đúc cơ bản

3.1 Đúc trong khuôn cát

a, Khái niệm

- Đúc trong khuôn cát là dạng đúc phổ biến Khuôn cát là loại khuôn đúc một lần

- Nhược điểm: Vật đúc tạo hình trong khuôn cát có độ chính xác thấp, độ bóng bề mặt kém, lượng dư gia công lớn

- Ưu điểm: Tạo ra vật đúc có kết cấu phức tạp, khối lượng lớn và giá thành khuôn thấp

b, Sơ đồ sản xuất vật đúc trong khuôn cát

c, Hỗn hợp làm khuôn

* Bao gồm: cát, đất sét, chất dính kết và chất phụ.

- Chất kết dính  tăng độ dẻo, độ bền của khuôn

- Chất phụ tăng tính lún, tính thông khí, tăng độ bóng bề mặt khuôn tăng khả năng tính chịu nhiệt của hỗn hợp

- Chất phụ gồm hai dạng sau đây:

+ Hỗn hợp mùn cưa, rơm rạ, bột than tăng độ xốp, độ lún và khả năng thoát khí của hỗn hợp

+ Chất sơn khuôn tăng độ bóng, tính chịu nhiệt của chúng

Tính dẻo:

Đảm bảo dễ làm khuôn và cho ta nhận được lòng khuôn, thao rõ nét Tính dẻo tăng khi lượng nước trong hỗn hợp tăng đến 8%, đất sét, chất dính kết tăng, cát hạt nhỏ

Độ bền:

Khuôn cần đảm bảo bền để không vỡ khi vận chuyển, lắp ráp khuôn và khi rót kim loại lỏng vào khuôn Độ bền tăng khi lượng nước tăng đến 8%; cát nhỏ, không đồng đều, sắc cạnh và khi lượng đất sét tăng Khuôn khô có độ bền cao hơn khuôn tươi

Tính lún:

Là khả năng giảm thể tích của hỗn hợp khi chịu tác dụng của ngoại lực Tính lún làm giảm sự cản trở của khuôn, thao khi vật đúc co ngót trong quá trình kết tinh và nguội để tránh nứt, rỗ và cong vênh của vật đúc Tính lún tang khi cát hạt to, chất kết dính ít, chất phụ tăng

Tính thông khí:

Là khả năng thoát khí từ lòng khuôn và trong hỗn hợp ra ngoài để tránh rỗ khí vật đúc Tính thông khí tăng khi cát hạt to và đều, lượng đất sét và chất kết dính ít, chất phụ và lượng nước ít

Tính bền nhiệt:

Là khả năng giữ được độ bền ở nhiệt độ cao của hỗn hợp làm khuôn Tính bền nhiệt đảm bảo cho thành khuôn và thao khi tiếp xúc với kim loại lỏng ở nhiệt độ cao không bị chảy Tính bền nhiệt tăng khi lượng cát trong hỗn hợp tăng, cát to và tròn, chất phụ ít

Độ ẩm:

Độ ẩm của hỗn hợp là lượng nước chứa trong hỗn hợp đó tính bằng % Độ ẩm tăng đến 8% làm cho độ bền, độ dẻo của hỗn hợp tăng, quá giới hạn đó sẽ có ảnh hưởng xấu

3.2 Đúc trong khuôn kim loại

- Đúc trong khuôn kim loại là điền đầy kim loại lỏng vào khuôn chế tạo bằng kim loại

• Ưu điểm

- Tốc độ kết tinh của hợp kim đúc lớn nhờ khả năng trao đổi nhiệt của hợp kim lỏng với thành khuôn cao

- Độ bóng bề mặt, độ chính xác của lòng khuôn cao nên tạo ra chất lượng vật đúc tốt

- Tuổi thọ của khuôn kim loại cao

- Do tiết kiệm được thời gian làm khuôn nên nâng cao năng suất, giảm giá thành

• Nhược điểm

- Khuôn kim loại không đúc được các vật đúc quá phức tạp, thành mỏng và khối lượng lớn

- Khuôn kim loại không có tính lún và không có khả năng thoát khí

- Giá thành chế tạo khuôn cao

- Thích hợp trong dạng sản xuất hàng loạt với vật đúc đơn giản, nhỏ hoặc trung bình

3.2 Đúc ly tâm

Đúc ly tâm là điền đầy hợp kim lỏng vào khuôn quay Nhờ lực ly tâm sinh ra khi quay sẽ làm hợp kim lỏng phân bố lên thành khuôn và đông đặc tại đó

• Ưu điểm

- Tổ chức kim loại mịn chặt, không tồn tại các khuyết tật rỗ khí, rỗ co ngót

- Tạo ra vật đúc có lỗ rỗng mà không cần thao

- Không dùng hệ thống rót phức tạp nên ít hao phí kim loại

- Tạo ra vật đúc gồm một vài kim loại riêng biệt trong cùng một vật đúc

• Nhược điểm

- Có hiện tượng thiên tích vùng theo diện tích ngang của vật đúc, do mỗi phần tử có khối lượng khác nhau chịu lực ly tâm khác nhau

- Khi đúc ống, đường kính lỗ kém chính xác và có chất lượng bề mặt kém

3.4 Đúc áp lực

Khi hợp kim lỏng được điền đầy vào lòng khuôn dưới áp lực nhất định thì gọi là đúc áp lực Tùy theo yêu cầu, áp lực có thể nhỏ bằng cách hút chân không lòng khuôn gọi là đúc áp lực thấp hoặc áp lực lớn tạo ra bởi píttông gọi là đúc áp lực cao.

• Ưu điểm

-     Đúc được vật đúc phức tạp, thành mỏng (1¸5mm) đúc được các loại lỗ có kích thước nhỏ.

-     Độ bóng và độ chính xác cao.

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

-     Năng suất cao nhờ điền đầy nhanh và khả năng cơ khí hóa thuận lợi.

• Nhược điểm

-     Không dùng được thao cát vì dòng chảy có áp lực Do đó hình dạng lỗ hoặc mặt trong phải đơn giản.

-     Khuôn chóng bị mài mòn do dòng chảy có áp lực của hợp kim ở nhiệt độ cao.

3.5 Đúc khuôn mẫu chảy

- Dạng đúc đặc biệt trong khuôn dùng một lần Thực chất của đúc theo khuôn mẫu chảy tương tự như đúc khuôn cát

- Nhưng cần phân biệt hai điểm sau đây:

+ Lòng khuôn là vật liệu dễ bị chảy Việc lấy mẫu ra khỏi lòng khuôn thực hiện bằng nung chảy mẫu rồi rót ra theo hệ thống rót

+ Vật liệu chế tạo khuôn bằng chất liệu đặc biệt nên chỉ cần độ dày nhỏ (6 ¸ 8mm) nhưng rất bền, thông khí tốt, chịu nhiệt

• Ưu điểm

- Vật liệu đúc có độ chính xác cao nhờ lòng khuôn không phải lắp ráp theo mặt phân khuôn, không cần chế tạo thao riêng

- Độ nhẵn bề mặt bảo đảm do bề mặt lòng khuôn nhẵn, không cháy khuôn …

- Vật đúc có thể là vật liệu khó nóng chảy, nhiệt độ rót cao

• Nhược điểm

- Quy trình chế tạo một vật đúc gồm nhiều công đọan nên năng suất không cao Do vậy ngời ta phải cần cơ khí hóa hoặc

tự động hóa quá trình sản xuất

- Đúc theo khuôn mẫu chảy chỉ thích hợp để chế tạo các vật đúc với kim loại quý cần phải tiết kiệm, những chi tiết đòi hỏi chính xác cao…

4 Những hư hỏng có thể gặp trong quá trình chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

a. Lõm co và rỗ co

-. Lõm co hình thành do kim loại co thể tích Để tránh lõm co, trong khuôn đúc phải thiết kế đậu ngót bổ sung

-. Rỗ co hình thành do kim loại co thể tích khi kết tinh phân bố ở phía trong vật đúc tạo ra các lỗ hỗng to nhỏ khác nhau

với bề mặt nham nhở Trong vật đúc rỗ co thường xuất hiện ở vùng có thể tích kim loại lớn, bởi vì tốc độ nguội ở vùng

này nhỏ hơn xung quanh, nên khi kim loại co không được bổ sung thêm Nếu lỗ hỗng rất nhỏ và tập trung thì gọi là

xốp co Rỗ co làm giảm tiết diện chịu lực của vật đúc, làm tăng ứng suất tập trung và làm giảm độ dẻo.

-. Để hạn chế rỗ co, điều cần thiết là thiết kế kết cấu đúc hợp lý để quá trình kết tinh luôn hướng từ xa đến chân đậu

ngót hoặc hệ thống rót.

b Rỗ khí

- Một lượng khí hoặc đã hoà tan vào kim loại lỏng khi nấu, hoặc theo dòng chảy chảy vào lòng

khuôn, hoặc do các phản ứng sinh khí khi kim loại lỏng tiếp xúc tác dụng lên vật liệu khuôn,

trong quá trình kim loại vật đúc kết tinh không thoát ra được và tạo ra những bọt khí khi cân

bằng dạng cầu lưu lại trong vật đúc Bề mặt lỗ hỗng rỗ khí nhẵn và bị ôxy hoá Chúng phân

bố bất kỳ trong vật đúc Cũng như rỗ co, rỗ khí làm giảm tiết diện chịu lực, giảm cơ tính.

c Thiên tích

Kim loại vật đúc do kết tinh qua các giai đoạn khác nhau, hướng từ dưới lên và từ ngoài vào trong nên

dễ tạo ra sự không đồng đều về thành phần hoá học, dẫn đến không đều về tổ chức cơ tính và khả năng chịu lực

CÂU HỎI 1:

C