Theo lý thuyết Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát gồm máy bước

1. Bản chất

Đúc là rót sắt kẽm kim loại lỏng vào khuôn, sau khi sắt kẽm kim loại lỏng kết tinh và nguội người ta nhận được vật đúc có hình dạng và size của lòng khuôn .
Có nhiều chiêu thức đúc khác nhau như đúc trong khuôn cát, đúc trong khuôn sắt kẽm kim loại, …

2. Ưu nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

a ) Ưu điểm Đúc được tổng thể những sắt kẽm kim loại và kim loại tổng hợp khác nhau . Đúc được những vật có khối lượng từ vài gam tới vài trăm tấn, những vật có hình dạng và cấu trúc bên trong và bên ngoài phức tạp . Nhiều chiêu thức đúc văn minh có độ đúng mực và hiệu suất rất cao . b ) Nhươc điểm

Tạo ra những khuyết tật như rỗ khí, rỗ xỉ, không điền đầy lòng khuôn, vật đúc bị nứt …

3. Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát

Công nghệ sản xuất phôi bằng chiêu thức đúc trong khuôn cát gồm những bước chính sau đây :

Theo lý thuyết Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát gồm máy bước
Quá trình đúc tuân theo những bước : Bước 1 : Chuẩn bị mẫu và vật tư làm khuôn . Mẫu làm bằng gỗ hoặc nhôm có hình dạng và size giống như chi tiết cụ thể cần đúc. Vật liệu làm khuôn cát là hỗn hợp của cát ( khoảng chừng 70-80 % ), chất dính kết là đất sét ( khoảng chừng 10-20 % ), còn lại là nước. Trộn đều hỗn hợp Bước 2 : Tiến hành làm khuôn . Dùng mẫu làm khuôn trên nền cát được lòng khuôn có hình dạng, kích cỡ giống vật đúc . Bước 3 : Chuẩn bị vật tư nấu . Vật liệu nấu gồm gang, than đá và chất trợ dung ( đá vôi ) được xác lập theo một tỉ lệ xác lập . Bước 4 : Nấu chảy và rót sắt kẽm kim loại lỏng vào khuôn . Tiến hành nấu chảy rồi rót gang lỏng vào khuôn. Sau khi gang kết tinh và nguội, dỡ khuôn, thu được vật đúc .

Vật đúc sử dụng ngay được gọi là cụ thể đúc .

Vật đúc phải qua gia công cắt gọt gọi là phôi đúc .

Xem thêm: Công nghệ thông tin – Wikipedia tiếng Việt

1. Bản chất

Gia công sắt kẽm kim loại bằng áp lực đè nén là dùng ngoại lực trải qua những dụng cụ, thiết bị ( búa tay, búa máy ) làm cho sắt kẽm kim loại biến dạng dẻo nhằm mục đích tạo ra vật thể có hình dạng, size theo nhu yếu. Khi gia công sắt kẽm kim loại bằng áp lực đè nén, thành phần và khối lượng vật tư không đổi . Khi gia công áp lực đè nén, người ta thường sử dụng những dụng cụ :

Theo lý thuyết Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát gồm máy bước

Gia công áp lực đè nén dùng sản xuất những dụng cụ mái ấm gia đình như dao, lưỡi cuốc, … và dùng để sản xuất phôi cho gia công cơ khí. Có những chiêu thức gia công áp lực đè nén sau : – Rèn tự do : Người công nhân làm biến dạng sắt kẽm kim loại ở trạng thái nóng theo hướng định trước bằng búa tay hoặc búa máy để thu được cụ thể có hình dạng và size theo nhu yếu .

– Dập thể tích : Khuôn dập thể tích được bằng thép có độ bền cao. Khi dập, thể tích sắt kẽm kim loại ở trạng thái nóng bị biến dạng trong lòng khuôn dưới công dụng của máy búa hoặc máy ép .

2. Ưu, nhược điểm

a ) Ưu điểm Có cơ tính cao. Dập thể tích dễ cơ khí hoá và tự động hoá, tạo được phôi có độ đúng mực cao về hình dạng và size. Tiết kiệm được sắt kẽm kim loại và giảm ngân sách cho gia công cắt gọt . b ) Nhược điểm

Không sản xuất được những mẫu sản phẩm có hình dạng, kích cỡ phức tạp, kích cỡ lớn. Không sản xuất được những mẫu sản phẩm có tính dẻo kém. Rèn tự do có độ đúng chuẩn kém, năng xuất thấp, điều kiện kèm theo thao tác nặng nhọc

1. Bản chất
Hàn là giải pháp nối được những chi tiết cụ thể lại với nhau bằng cách nung nóng chỗ nối đến trạng thái chảy, sau khi sắt kẽm kim loại kết tinh sẽ tạo thành mối hàn .

2. Ưu, nhược điểm

a ) Ưu điểm Tiết kiệm được sắt kẽm kim loại, Nối được những sắt kẽm kim loại có đặc thù khác nhau . Tạo được những chi tiết cụ thể có hình dạng, cấu trúc phức tạp .

Mối hàn có độ bền cao, kín .

b) Nhược điểm

Xem thêm: Công nghệ thông tin – Wikipedia tiếng Việt

Do biến dạng nhiệt không đều nên cụ thể dễ bị cong, vênh .

3. Một số phương pháp hàn thông dụng

Một số giải pháp hàn thông dụng được trình diễn trong bảng 16.1

Theo lý thuyết Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát gồm máy bước

Lời nói đầuCông nghệ đúc đã và đang đóng một vai trò rất quan trọng trong việc tạo hình chế tạo các sản phẩm trong các ngành nghề cơ khí chế tạo, cơ khí ôtô, các sản phẩm gia dụng hàng ngày, có thể nói hầu như các sản phẩm trong cơ khí hay các sản phẩm chúng ta sử dụng hàng ngày đều được chế tạo bằng phương pháp đúc là chủ yếu, nhưng để hiểu rõ về đúc thì không phải ai cũng nắm được vì vậy trong phần trình bày dưới đây sẽ giới thiệu cho người đọc phần nào về công nghệ đúc, đặc biệt chú trọng vào đúc trong khuôn cát vì lý do khuôn cát được dùng nhiều vì dễ chế tạo, rẻ, vốn đầu tư ít, hơn nửa khuôn cát rất vạn năng, có thể đúc vật nhỏ từ 10 gram cho tới vật lớn có khối lượng hàng trăm tấn, có thể đúc bất kỳ hợp kim nào như: thép, gang cầu, gang xám, đồng thau, đồng thanh, hợp kim niken, hợp kim nhôm.

I. Khái quát chung


1. Định nghĩa- Công nghệ đúc là công nghệ chế tạo sản phẩm bằng phương pháp rót vật liệu ở dạng chảy lỏng vào khuôn để tạo ra sản phẩm có hình dạng theo khuôn mẫu, đa phần công nghệ đúc thực hiện với các vật liệu kim loại.- Vật dùng ngay được mà không phải gia công cơ khí gọi là sản phẩm đúc còn vật đúc phải qua gia công cắt gọt độ ngót độ rót để đạt độ chính xác thì gọi là phôi đúc.

2. Đặc điểm:

- Đúc được mọi vật liệu như gang, thép, kim loại màu, hơp kim vật liệu phi kim…- Đúc được vật đúc có kết cấu phức tạp.- Đúc được vật đúc có khối lượng lớn mà các phương pháp gia công khác không làm được.- Do quá trình kết tinh từ thể lỏng nên vật đúc dễ bị rỗ khí, rỗ co, nứt, có lẫn tạp chất.- Vật đúc có độ chính xác về kích thước, độ bóng, độ nhám thấp.- Vật đúc sau khi đúc phải tiến hành gia công cắt gọt đậu ngót, đậu rót nên tiêu hao nhiều nguyên liêu. Lượng dư gia công lớn.- Chỉ phù hợp với sản xuất nhỏ lẻ.

3. Phân loại

- Phân loại theo khuôn đúc: Đúc trong khuôn cát, trong khuôn kim loại.- Phân loại theo cách làm khuôn: Đúc trong khuôn cát tươi, đúc trong khuôn cát khô, đúc mẫu chảy, đúc mẫu cháy, đúc trong khuôn vỏ mỏng.- Phân loại theo cách rót kim loại: đúc áp lực, đúc ly tâm, đúc áp lực.

II. Đúc trong khuôn cát tươi


1. Khái niệm

  • Đúc trong khuôn cát là phương pháp đúc mà sử dụng khuôn làm bằng cát để đúc. Khuôn cát là khuôn chỉ sử dụng một lần (Chỉ rót kim loại lỏng vào khuôn một lần, sau đó để nguội và lấy vật đúc ra khỏi khuôn bằng cách phá khuôn).
  • Vật đúc tạo hình trong khuôn cát có độ bóng bề mặt kém, lượng dư gia công lớn, độ chính xác thấp. Nhưng khuôn cát có thể đúc vật đúc có hình dạng phức tạp và rất lớn.

2. Tổng quan qui trình công nghệ đúc trong khuôn cát tươi- Bộ phận kỹ thuật căn cứ theo bản vẽ chi tiết, lập ra bản vẽ đúc, trong đó có mặt phân khuôn, lõi, độ dốc đúc, lượng dư gia công cơ khí, dung sai, độ co ngót của kim loại khi đông đặc…- Bộ mẫu là một số các mẫu khác nhau như: tấm mẫu, mẫu hệ thống rót, đậu ngót. Trong đó mẫu đúc và lõi là hai bộ phận chủ yếu. Mẫu đúc dùng để chế tạo lòng khuôn đúc trong hỗn hợp làm khuôn, hộp lõi dùng để làm lõi nếu có .. mẫu , hộp lõi thường do xưởng mộc sản xuất.- Khuôn, mẫu, hộp lõi thường làm thành hai nửa lắp lại với nhau bằng các chốt định vị.- Khuôn đúc và lõi thường phải sấy khô để tăng cơ tính và khả năng thông khí.- Bộ phận nấu chảy kim loại phải phối hợp nhịp nhàng với quá trình làm khuôn. Lắp ráp khuôn để tiến hành rót kim loại lỏng vào cho kịp lúc.- Sau khi kim loại đông đặc, vật đúc được hình thành trong khuôn, tiến hành phá lõi kiểm tra vật đúc bằng thủ công hoặc bằng máy.- Kiểm tra lại khâu cuối cùng, gồm kiểm tra hình dáng và kích thước chất lượng bên trong vật đúc.

3. Công nghệ chế tạo mẫu và hộp lõi


a. Bộ mẫu bao gồm:- Mẫu để tạo lòng khuôn.- Mẫu của hệ thống đậu rót, đậu hơi.- Tấm mẫu để làm khuôn.

b. Yêu cầu:

- Bền, không thấm nước, không co giãn.- Có độ bóng, độ chính xác cao- Làm mẫu được nhiều lần.- Dễ gia công

c. Vật liệu làm mẫu và hộp lõi

- Gỗ (chủ yếu).- Kim loại: hợp kim nhôm đúc (hợp kim silumin, gang, thép, đồng).- Nhựa.- Làm bằng thạch cao.- Xi măng.

4. Vật liệu làm khuôn và lõi


a. Yêu cầu
Vật liệu làm khuôn phải thỏa mãn được các yêu cầu sau:

  • Độ bền: là có khả năng chịu được tác dụng của ngoại lực mà khuôn và lõi không bị phá hủy nên hạt cát phải nhỏ hàm lượng đất sét cộng chất kết dính cao và độ đầm chặt phải phù hợp.
  • Tính dẻo: là khả năng tạo thành lòng khuôn khi lấy mẫu ra khỏi khuôn, tính dẻo sẽ tăng khi tăng hàm lượng nước (đến 8%), thành phần đất sét và chất kết dính tăng.
  • Tính lún (co bóp): là khả năng giảm thể tích của hỗn hợp khi có ngoại lực tác dụng không bị cong vênh.
  • Tính thông khí: là khả năng thoát khí ra ngoài thông qua hỗn hợp tránh gây hiện tượng rỗ khí trong vật đúc.
  • Tính bền nhiệt: là khả năng làm việc ở nhiệt độ cao mà không nóng chảy, không biến dạng. Giúp đảm bảo được hình dáng và kích thước vật đúc.
  • Độ ẩm: lượng nước trong hỗn hợp không được quá cao < 8% để có được độ dẻo và độ bền cần thiết.
  • Tính bền lâu: là khả năng sử dụng lại hỗn hợp nhiều lần mà tính chất hỗn hợp vẫn không thay đổi, vẫn đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật.

b. Vật liệu làm khuôn và lõi
- Cát: có thành phần chủ yếu là SiO2 (thạch anh) cát sử dụng là cát núi hoặc cát sông. Cát sông hạt tròn đều, cát núi hạt sắc cạnh. Kích thước vật đúc càng lớn thì độ hạt càng lớn. Kích thước hạt cát được xác định qua dụng cụ rây có các lỗ rây.
- Đất sét: thành phần chủ yếu là bentonit, cao lanh, Al2O3, SiO2, H2O, có đặc tính là dẻo, dính khi có lượng nước thích hợp. Khi nung nóng độ bền tăng nhưng giòn dễ vỡ, không bị cháy khi rót kim loại ở nhiệt độ cao vào.- Chất kết dính: dùng các loại dầu thực vật  khoáng vật, nước đường, rỉ mật nước bã giấy (kiềm sunfat), nước thủy tinh. Những chất này cho vào hỗn hợp để làm tăng độ dẻo của hỗn hợp.+ Khi trộn vào hỗn hợp phải phân bố đều.+ Không làm dính hỗn hợp làm khuôn vào khuôn mẫu cũng như hộp lõi sẽ làm hư hỏng khuôn.

+ Khô nhanh khi sấy nóng và không sinh nhiều khí khi rót kim loại.

  • Các chất phụ gia: được bổ sung vào hỗn hợp để tăng tính lún, thông khí, làm nhẵn bề mặt và chất phụ gia thường dùng:

+ Để tăng tính lún, thông khí thường dùng thêm rơm vụn, mùn cưa, bột than.+ Để tăng tính nhẵn bóng bề mặt: thường dùng sơn khuôn có thể là bột than, bột graphit, bột thạch anh hoặc dung dịch của chúng với đất sét. Sau khi lấy vật mẫu và hộp lõi ra khỏi khuôn ta tiến hành sơn một lớp sơn mỏng lên bề mặt khuôn sau đó sấy khô để vật sau khi đúc có được độ nhẵn bóng cao.

c. Hỗn hợp làm khuôn


Hỗn hợp làm khuôn có hai loại cát áo và cát đệm

  • Cát áo: lớp cát áo có kích thước nhỏ mịn, được lấy qua rây có kích thước lỗ rây nhỏ được rắc một lớp mỏng đều lên vật mẫu mục đích để sau khi lấy vật mẫu ra khỏi khuôn ta có độ nhẵn bóng bề mặt khuôn cao, làm vật đúc có độ nhẵn bóng bề mặt cao.
  • Cát đệm: lớp cát đệm có kích thước lớn hơn lớp cát áo dùng để điền đầy phần khuôn còn lại, lớp cát này không tiếp xúc với vật mẫu.

5. Quá trình công nghệ đúc trong khuôn cát
Sau khi chuẩn bị được vật mẫu và hộp lõi, khuôn đậu rót đậu hơi, vật liệu làm khuôn, kim loại rót ta tiến hành đúc vật như sau:

  • Bước 1: Đặt một nửa hòm khuôn lên một mặt phẳng sau đó đặt vật mẫu vào.
  • Bước 2: Rắc lớp cát áo mỏng lên đều bề mặt vật mẫu.
  • Bước 3: Tiếp tục rắc thêm cát đệm cho đến khi điền đầy hòm khuôn ta tiến hành dùng chày đầm thật chặt, sau đó tiếp tục cho thêm cát đệm vào và đầm chặt sau đó dùng thước thẳng gạt bỏ phần thừa trên mặt khuôn để được mặt phẳng của khuôn.
  • Bước 4: Lật nửa hòm khuôn lại.
  • Bước 5: Đặt nửa hòm khuôn trên lên nửa hòm khuôn dưới dùng chốt định vị định vị hai nửa hòm khuôn lại.
  • Bước 6: Đặt khuôn đậu rót đậu hơi vào để định vị, định vị hệ thống cấp kim loại (hệ thống rót, đậu ngót) và thoát khí (đậu hơi).
  • Bước 7: Tiếp tục rắc một lớp cát mỏng, đều lên bề mặt còn lại của vật mẫu.
  • Bước 8: Tiếp tục rắc thêm cát đệm cho đến khi điền đầy hòm khuôn ta tiến hành dùng chày đầm thật chặt. Tạo rãnh xung quanh lỗ rót lỗ thông hơi để rút ống rót và ống thông hơi dễ dàng chú ý ta phải xăm các lỗ nhỏ trên mặt hòm khuôn để tạo điều kiện thông hơi được dễ dàng.
  • Bước 9: Tháo chốt định vị để tháo nửa hòm khuôn ra và tiến hành tạo rãnh để dẫn kim loại lỏng từ lỗ rót vào khuôn.
  • Bước 10: Rút vật mẫu ra khỏi hòm khuôn.
  • Bước 11: Ráp hai nửa hòm khuôn lại và dùng chốt định vị, định vị hai nửa hòm khuôn lại.
  • Bước 12: Rót kim loại lỏng sau khi nung nóng chảy vào khuôn tại lỗ rót chú ý rót từ từ để kim loại không chảy ra ngoài và không tạo rỗ khí.
  • Bước 13: Đợi kim loại nguội sau đó tháo chốt định vị và lấy vật ra tiếp tục để nguội.
  • Bước cuối cùng đem sản phẩm sau khi đúc đi gia công đậu ngót, đậu rót, lượng dư gia công để có sản phẩm mong muốn đạt yêu cầu kĩ thuật.

III . Các dạng khuyết tật của vật đúc Vật đúc sau khi đúc thường hay bị các khuyết tật vật đúc chia làm các nhóm

1 . Nhóm I: Sai hình dáng kích thước và trọng lượng

  • Thiếu hụt: hình dạng vật đúc không đầy đủ do kim loại lỏng chảy ra khi tháo khuôn, lượng kim loại rót vào không đủ, kích thước hệ thống rót nhỏ.
  • Lệch: là sự xê dịch tương đối giữa các phần tử vật đúc có thể do đặt mẫu sai, định vị mẫu không tốt, ráp khuôn thiếu chính xác định vị lỏng
  • Bavia: là phần kim loại thừa ra nó hình thành ở mặt phân khuôn, gối lõi
  • Lồi : là phần nhô lên trên vật đúc do đầm khuôn không chặt, không đều
  • Vênh: là sự thay đổi hình dạng, kích thước vật đúc do kết cấu vật đúc không hợp lý, không đảm bảo cứng vững, do mẫu bị cong vênh.
  • Sứt: thao tác cơ học khi phá khuôn, các hệ thống rót, đậu ngót làm sạch nhưng va chạm trong vận chuyển gây sứt mẻ vật phẩm.

2. Nhóm II: Khuyết tật mặt ngoài- Khớp: là hiện tượng không liên tục trên bề mặt vật đúc do rót thiếu liên tục, độ chảy loãng kém, nhiệt độ rót không thích hợp, hệ thống rót không hợp lý.- Cháy cát: Vật liệu làm khuôn bị cháy do nhiệt độ quá cao hoặc do vật liệu làm khuôn không đạt yêu cầu.- Lõm: là những chổ có hình dáng và kích thước khác nhau làm giảm chiều dày thành vật đúc do khuôn bị vỡ để lại hỗn hợp trong lòng khuôn.

3. Nhóm III: Nứt

Khuyết tật tương đối phổ biến và nguy hiểm cho vật đúc chủ yếu là do ứng suất bên trong khi vật đúc đang còn nóng mà tiếp xúc với nguồn lạnh đột ngột sẽ gây ứng suất làm nứt vật đúc.

4. Nhóm IV: Lỗ hổng trong vật đúc

-Rỗ khí: trong vật đúc tồn tại những không gian dạng hình cầu nhẵn bóng có chứa khí với kích thước khác nhau gọi là rỗ khí, rỗ khí làm mất khả năng liên tục của vật đúc làm giảm độ bền độ dẻo của vật đúc.-  Rỗ co: những phần không gian nhỏ trong vật đúc không chứa khí có hình dạng khác nhau  không nhẵn bóng như rỗ khí

5. Nhóm V: lẫn tạp chất: đó là phần kim loại chứa lẫn các tạp chất cát xỉ, phi kim khác nguyên nhân chủ yếu là do lọc xỉ không tốt, không khử hết oxy khi nấu.


6. Nhóm VI: Sai tổ chức của kim loại như hình dáng, kích thước số lượng hạt kim loại không đúng theo yêu cầu.
7. Nhóm VII: Sai thành phần hóa học và cơ tính.