ĐÚC TRONG KHUÔN cát sét (CÔNG NGHỆ đúc SLIDE)

Quá trình sản xuất đúc trong khuôn cátHỗn hợp Ph khuôn, lõi Sấy lõi Làm sạch vật đúc Kiểm tra Phế phẩm Vật đúc Lắp ráp khuôn, lõi Làm lõi Khuôn khô Khuôn tươi... Đặc điểm khuôn cát - sé

ĐÚC TRONG KHUÔN

CÁT-SÉT

1 Mở đầu

• Đúc trong khuôn cát-sét: là phương

pháp đúc mà khuôn đúc được chế tạo

bằng HHLK và HHLR có thành phần chủ

yếu là cát và sét

1.1.Quá trình đúc trong khuôn cát

- Chế tạo khuôn, ruột

- Sấy khuôn, ruột

- Ráp khuôn

1.1.Quá trình đúc trong khuôn cát

2 Giai đoạn đúc:

- Nấu luyện HK đúc

- Rót khuôn; để nguội khuôn

3 Giai đoạn sau đúc:

- Phá dỡ khuôn

- Làm sạch vật đúc

- Gia công cơ khí

- Nhiệt luyện; sơn, mạ …

- Kiểm tra sản phẩm

Quá trình sản xuất đúc trong

khuôn cátHỗn hợp

Ph khuôn, lõi Sấy lõi

Làm sạch vật đúc Kiểm tra Phế phẩm Vật đúc

Lắp ráp khuôn, lõi

Làm lõi

Khuôn khô Khuôn tươi

1.2 Đặc điểm khuôn cát - sét

Ưu điểm

• Có khả năng tạo hình các vật đúc lớn, phức tạp

• Phù hợp với tất cả các loại hình sản xuất

• Trang thiết bị, công nghệ đơn giản, chi phí thấp

1.3 Phạm vi sử dụng

• Dùng trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ, loạt lớn; sản phẩm yêu cầu chất lượng bề mặt không cao

• Dùng trong sản xuất các vật đúc lớn, hình dạng phức tạp mà nếu đúc bằng các

phương pháp khác (đúc trong khuôn kim loại tĩnh, đúc áp lực …) sẽ khó gia công khuôn, chi phí cao

2 Các loại khuôn cát – sét

2.1.1 Đặc điểm chung

• Là khuôn cát-sét không qua sấy

• Chu kỳ sản xuất ngắn, giá thành thấp

• Dễ cơ khí hóa

• Dễ phá khuôn

• Do độ ẩm cao, độ bền thấp  dễ gây rỗ khí, vỡ cát, biến dạng khuôn khi đúc các vật đúc lớn

• Dùng đúc các vật đúc nhỏ, không yêu cầu cao

về chất lượng

2.1.2 Đặc điểm kỹ thuật cần quan tâm

• Do lượng sét và nước trong HHLK ít 

HHLK kém dẻo Cần chú ý chống mất ẩm (tránh rã cát ở bề mặt khuôn) nhưng vẫn bảo đảm ít ẩm

• Cát phải có cỡ hạt nhỏ  đủ bền, bề mặt vật đúc nhẵn

2.1.3 Biện pháp đảm bảo chất lượng

• Cho thêm dextrin vào HHLK để giữ ẩm

• Dùng khuôn cao áp (ép dưới áp lực cao)

2.2.2 Đặc điểm KT cần quan tâm

• HHLK dùng nhiều sét và nước hơn so với khuôn tươi  HHLK dẻo, dễ giã chặt, dễ sửa

• Cho phép dùng cát cỡ hạt to hơn (không kén như khuôn tươi) Phải chú ý sơn

khuôn tốt

• Phải sấy khuôn đúng kỹ thuật

2.3 Khuôn sấy bề mặt

2.3.1 Đặc điểm chung

• Khuôn chỉ được sấy khô vài cm ở lớp bề mặt rồi ráp khuôn rót ngay Đây là xu hướng công nghệ chủ yếu cho các sản phẩm đúc lớn

• Giữ được ưu điểm của khuôn tươi: ít tốn kém,

dễ phá khuôn, chu kỳ sản xuất ngắn nhưng vẫn bảo đảm độ bền

• Chất lượng VĐ tốt nếu sấy xong rót khuôn ngay

• Khi sấy, ngay sau lớp bề mặt đã khô hình thành vùng ngưng tụ hơi nước có độ ẩm cao hơn

trung bình của khuôn Nếu để khuôn đủ lâu, lớp cát khô bề mặt bị hút ẩm lại

2.3.2 Đặc điểm KT cần quan tâm

• Thành phần HHLK gần giống khuôn tươi:

ít sét, độ ẩm phải khống chế chặt chẽ

• Có thể thêm các chất phụ gia hữu cơ có khả năng đông rắn dưới tác dụng nhiệt: nước bã giấy, bột bitum …

• Có thể sấy khuôn bằng các cách sau:

- Sơn tự cháy (lớp khô 1-4mm)

- Mỏ đốt dùng dầu, gas …

- Lò sấy di động

• Rút ngắn thời gian sản xuất

• Tiết kiệm VLLK và diện tích xưởng

• Dùng đúc các chi tiết lớn có hình dạng đơn giản: chảo gang, ống, bệ máy …

2.4.2 Đặc điểm KT cần quan tâm

• Lượng sét nhiều: 20-30%

• Khi làm khuôn cần giã chặt, có dùng

xương

• Phải nung sấy kỹ:

- Hong gió 5 – 15 giờ, thậm chí cả tuần

- Sấy 300-4000C trong 10-15 giờ

- Sửa chỗ nứt và sấy tiếp trong 8-10 giờ

- Sơn bề mặt rồi sấy lại

Khuôn bán vĩnh cửu

Khuôn không sấy

Khuôn sấy

kỹ trước khi rót

Khuôn sấy

bề mặt trước khi rót

Khuôn được nung để sử dụng nhiều lần

Khuôn bán vĩnh cửu

Đặc

điểm

Dễ bị rỗ khí Biến dạng khi đúc VĐ lớn

Ít bị rỗ khí Biến dạng khi sấy

Sấy dài

Cần rót ngay sau khi sấy; sấy ngắn

Thời gian sấy rất dài

Ứng

dụng

Vật đúc nhỏ, không yêu cầu cao

Vật đúc trung bình, lớn

Vật đúc nhỏ, trung bình

Vật đúc lớn, đơn giản

Chi

phí

Rẻ nhất Cao nhất Thích hợp Thích hợp

Hòm khuôn lớn

• Thanh ngang, xương tăng bền

• Hợp kim nhôm đúc, gang đúc, thép hàn

Dụng cụ lay, rút mẫu

Dụng cụ làm khuôn bằng tay

• 1 Gate stick; 2 Brush; 3

Bosh or swab; 4 Level; 5

Trowels; 6 Camel's hair

brushes; 7 Rapping or

clamping bar; 8 Wrench; 9

Rawhide mallet; 10 Vent

wire; 11 Slickers,

double-enders, spoons; 12

Half-round corner; 13 Dogs; 14

Draw spike; 15 Draw screw;

16 Calipers; 17 Flash light;

18 Gate cutter; 19 Circular

flange tool; 20 Circular

flange tool; 21 Bench lifter

(bent); 22 Hub tool; 23

Lifter; 24 Lifters.

Tấm đỡ mẫu, tạ đè

3.2 Bộ mẫu

• Mẫu nguyên

• Mẫu bổ đôi

• Tấm mẫu một mặt

3.2 Bộ mẫu

• Tấm mẫu 2 mặt

• Tấm mẫu định hình

Chế tạo tấm mẫu

3.3 Làm khuôn dưới nền

3.3.1 Đặc điểm

• Nửa khuôn dưới chính là nền cát của

xưởng

• Năng suất làm khuôn thấp

• Chất lượng khuôn không cao: Độ chặt của HHLK khó bảo đảm, dễ ngấm nước  rỗ khí

3.4.2.Làm khuôn với mẫu nguyên khối

• Cho chi tiết có hình dạng đơn giản, nằm

trong 2 HK Độ chính xác không cao

• Chi tiết có một mặt phẳng, có thể nằm trong 1 HK mà vẫn

có thể rút mẫu dễ dàng

3.4.3 Làm khuôn với mẫu bổ đôi

• Dùng cho các chi tiết có hình dạng phức tạp hoặc trụ tròn

• Hai nửa mẫu nằm trong 2 HK, mặt ráp khuôn (MRK) trùng với mặt phân mẫu

(MPM)

3.4.3 Làm khuôn với mẫu bổ đôi

• Mẫu thường bổ đôi qua mặt đối xứng

hoặc qua đầu gác ruột

• Để ghép chính xác 2 nửa mẫu: dùng chốt cho nửa mẫu trên và lỗ chốt ở nửa mẫu dưới

3.4.3 Làm khuôn với mẫu bổ đôi

- Lắp mẫu đậu rót, đậu hơi

- Lắp HK trên vào HK dưới

- Rắc cát phân cách

- Đầm khuôn trên; rút mẫu

đậu rót, đậu hơi

3.4.3 Làm khuôn với mẫu bổ đôi

d)- Nhấc khuôn trên ra

- Rút mẫu khỏi

khuôn dưới

- Sửa khuôn dưới

e)- Rút mẫu khỏi

Làm khuôn bằng tay-Mẫu bổ đôi

• Đặt phần mẫu của HK

dưới lên tấm đế

• Cho HHLK vào

Làm khuôn bằng tay-Mẫu bổ đôi

Làm khuôn bằng tay-Mẫu bổ đôi

• Lật 180o HK dưới • Định vị HK trên vào HK

dưới; Định vị mẫu HK trên vào mẫu HK dưới và rắc cát sạch, khô

Làm khuôn bằng tay-Mẫu bổ đôi

• Đầm HK trên • Gạt phẳng; Xâm hơi

HK trên

Làm khuôn bằng tay-Mẫu bổ đôi

• Tách 2 HK; lay mẫu • Rút mẫu

Làm khuôn bằng tay-Mẫu bổ đôi

• Đặt ruột vào khuôn • Ráp 2 nửa khuôn

Làm khuôn bằng tay-Mẫu bổ đôi

• Làm khuôn dùng miếng chao

• Làm khuôn dùng ruột khô

• Làm khuôn dùng hòm khuôn giả

• Làm khuôn chồng

• Làm khuôn dùng dưỡng gạt

3.5 Cơ khí hóa việc làm khuôn

3.5.2 Các khâu cần được cơ khí hóa

3.5.2 Các khâu cần được cơ khí hóa

5 Rút mẫu: chốt đẩy HK, bàn lật …

6 Làm ruột

7 Vận chuyển: chuyển khuôn đã làm

xong , chuyển HK rỗng tới máy …

8 Rót khuôn: sử dụng monorail, cầu trục

…

9 Phá khuôn: sàng rung …

10 Làm sạch vật đúc

3.6.Các nguyên lý làm khuôn bằng máy

3.6.2 Dằn

• Khí nén 7 atm

• Ồn

• Thời gian làm khuôn dài; tốn nhiều công

• Dùng tốt với khuôn cao nhưng phải ép thêm

3.6.3 Ném cát

• Dùng lực li tâm ném từng nắm cát vào khuôn

• Năng suất cao

• Độ đầm chặt đều

• Dùng cho khuôn lớn

4 Chế tạo ruột

4.1 Yêu cầu đối với ruột

• Yêu cầu đối với ruột cao hơn so với khuôn do ruột bị KL lỏng bao quanh  chịu tác động nhiệt lớn

• Ngoài các yêu cầu về độ bền, độ thông khí, độ chịu nhiệt, độ chính xác:

- Dễ phá dỡ sau khi KL đông đặc

- Không cản co

 Các chất dính cho HHLR: thường là các chất dính hữu cơ

4.2 Phân loại ruột

4.3 Cấu tạo ruột

4.3.1 Xương ruột

• Trừ ruột được làm bằng hỗn hợp có độ bền cao (thường là cát nhựa), nói chung ruột cần có xương (cốt) để tăng bền,

chống biến dạng khi vận chuyển, lắp ráp

Các loại xương ruột

4.4 Hộp ruột

• Là một phần của bộ mẫu,

dùng để chế tạo ruột

• Có thể làm bằng: gỗ, nhựa,

kim loại, vỏ bằng kim loại có

miếng rời bên trong

Các loại hộp ruột

• Hộp ruột nguyên: dùng cho

ruột đơn giản

• Hộp ruột bổ đôi: phổ biến,

thường dùng cho các ruột

tương đối đơn giản

Các loại hộp ruột

• Hộp ruột nhiều mảnh: dùng cho các ruột

phức tạp

Các loại hộp ruột

• Hộp ruột lắp ghép: thường cho ruột phức

tạp khi sản xuất lớn, vỏ hộp bằng kim loại

4.5.1 Làm ruột bằng tay

Dùng HR bổ đôi

ngoài ra, lấy các

miếng rời ra; sửa

ruột; sơn; sấy

4.5.2 Làm ruột bằng máy

• Máy đùn ép

• Máy dằn

• Máy thổi cát

5 Sấy khuôn, ruột

- Khuôn lớn (nên sấy bề mặt)

5.2 Các giai đoạn sấy

• Giai đoạn 1: khuôn mới được nung mặt ngoài,

bên trong còn nguội  cần tăng nhiệt độ sấy từ

từ để tránh nứt khuôn

• Giai đoạn 2: nhiệt độ mặt khuôn khá cao

(≥100 0 C), có thể tăng nhanh nhiệt độ sấy để tạo gradient nhiệt độ lớn  hơi ẩm bốc nhanh

• Giai đoạn 3: nhiệt độ tâm khuôn đạt 1000 C, tăng cường đối lưu để thoát ẩm nhanh

• Giai đoạn 4: về cơ bản, hơi ẩm đã bốc hết,

nhiệt độ khuôn tăng dần Khi nhiệt độ tâm khuôn khoảng 120 0 C, cho lò nguội từ từ để tránh nứt

khuôn

5.3 Nhiệt độ và thời gian sấy

Thời gian sấy

• Thời gian sấy phụ thuộc:

- Nhiệt độ sấy

- Chiều dày khuôn và ruột

- Phương pháp sấy

Nhiệt độ sấy cao nhất cho phép (0C)

Thời gian sấy khuôn (giờ)

Thời gian sấy ruột (giờ)

Loại ruột Thời gian sấy Nhiệt độ

6 Ráp khuôn

- Đối với sản xuất lớn: tiêu

chuẩn hóa HK; bộ mẫu

bền và chính xác

- Đối với sản xuất đơn

chiếc và nhỏ: tăng cường

kiểm tra ruột, vị trí tương

đối giữa ruột và khuôn,

• Chống cát bụi rơi vào lỗ khuôn:

- Dùng ống hút chân không

để hút bụi, cát ở chỗ sâu

- Dùng que bọc sét dẻo ở đầu

- Phải dằn khuôn hoặc kẹp chặt 2 HK để

tránh đẩy tách 2 nửa khuôn

Tính toán lực đè khuôn P

• P= k[h(Avđ + Ahtr)kl + (kl-r)Vr - q]

h: chiều cao khuôn trên

Avđ, Ahtr: diện tích hình chiếu bằng của VĐ

& HTR lên MPK

kl, r: khối lượng riêng của KL lỏng & ruột

Vr: thể tích ruột (không kể đầu gác)

q: trọng lượng nửa khuôn trên

k= 1,5-3: hệ số an toàn

8 Rót khuôn 8.1 Các loại thùng rót

8.1 Các loại thùng rót

• Gầu treo trên monorail:

- Chứa 50-250 kg KL lỏng

8.2 Chuẩn bị thùng rót

• Vật liệu:

- Vỏ ngoài bằng thép tấm

- Gáo, gầu đắp mỏng bằng vữa chịu nhiệt

- Thùng được xây bằng gạch chịu lửa

• Sấy kỷ cho hết hơi nước rồi nung

>400-9000C tùy KL rót

• Sấy bằng mỏ phun, lò sấy (than đá, dầu, gas …)

8.3 Kiểm tra trước khi rót

• Kiểm tra và dọn quang đường đi: đường

đi phải đủ rộng, không có chướng ngại;

• Nếu nhiệt độ rót quá thấp:

- KL không điền đầy khuôn (rót thiếu)

- Khí ở khuôn khó thoát ra, dễ rỗ khí

8.4.1 Nhiệt độ rót KL vào khuôn

• Thông thường nấu ở nhiệt độ cao, tháo ra thùng rót, chờ giảm nhiệt độ đến mức quy định mới rót: xỉ có đủ thời gian nổi lên

8.4.1 Nhiệt độ rót KL vào khuôn

• HK đồng: Trót= 1000-12000C

• HK nhôm: Trót= 680-7500C

• Thép: Tralo= 1550-16200C; Trót=

1450-15500C

8.4.3 Trình tự thao tác rót khuôn

• Gạt xỉ:

- Khẩn trương gạt hết xỉ ở bề mặt KL lỏng

- Gạt xỉ ở phía đối diện miệng rót KL

- Que sắt trước khi đưa vào KL phải sấy khô để tránh nổ, bắn tóe

• Rót khuôn:

- Để miệng rót gần cốc rót, không để quá cao sẽ gây bắn tóe

- Dùng que gạt xỉ tì vào mặt KL lỏng sát miệng rót

để chắn xỉ không cho đi vào khuôn

- Luôn bảo đảm cốc rót đầy để xỉ nổi lên được

8.4.3 Trình tự thao tác rót khuôn

• Rót khuôn :

- Rót đều tay, không ngắt dòng Nếu gián đoạn,

KL lỏng ở ống rót tụt thấp, khi rót tiếp thì xỉ đã

chảy vào khuôn

- Lúc đầu rót nhanh, về cuối giảm tốc độ rót

- Khi đã rót đầy khuôn, đợi một lúc để mức KL

lỏng tụt xuống rồi lại rót bổ sung

- Khi đã rót xong, xúc cát đổ vào mặt đậu rót, đậu ngót

- Khi bề mặt đậu ngót vừa đông cứng, dùng que sắt hơ nóng chọc thủng lớp vỏ rắn

- Khí ở khuôn và ruột thoát ra nhiều, cần lướt que gạt xỉ đã nóng đỏ qua đậu hơi, khe hở ở mặt ráp khuôn để đốt cháy nó

định mới được phá dỡ khuôn

- Phá khuôn quá sớm: vật đúc dễ biến

dạng, nứt, biến trắng (gang xám)

- Phá khuôn quá muộn: ứ đọng khuôn trên

nền xưởng; vật đúc co nhiều, dễ nứt

Thời gian phá khuôn (tính từ lúc rót xong)

Vật đúc

dưới 10kg 15-20 phút 250-500kg Vật đúc 2-3 giờVật đúc

10-30kg

30-40 phút Vật đúc

2000kg

2000-12-16 giờ

Vật đúc

100-250kg 1,5 giờ

Phá dỡ khuôn

• Phá khuôn dùng đòn rung:

- Dùng cho sản xuất nhỏ

- Móc khuôn lên đòn; cho khí nén vào xi

lanh rung làm sụp HHLK & vật đúc ra

ngoài hòm

• Sàn rung phá khuôn:

- Dùng cho sản xuất lớn

- Có thể dùng khí nén hoặc lực lệch tâm để tạo dao động rung

10 Làm sạch vật đúc

10.1 Cắt bỏ HTR, đậu ngót

• Sản xuất nhỏ, vật đúc nhỏ bằng gang: đập bằng búa

• Vật đúc vừa và lớn bằng gang: dùng cưa, máy ép

• Vật đúc bằng thép: dùng máy hàn, ngọn

lửa gas-ôxy

Thiết bị bắn bi (Dạng mâm xoay)

Thiết bị bắn bi (Dạng băng tải vô tận)