Bài giảng CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI Sản xuất đúc Chương sản xuất đúc 1- Thực chất, đặc điểm phương pháp đúc Đúc phương pháp chế tạo chi tiết cách rót kim loại lỏng vào dụng cụ đặc biệt gọi khuôn đúc Khuôn đúc có phần rỗng mang kích thước hình dáng chi tiết cần chế tạo Bởi sau kim loại lỏng điền đầy khuôn đóng rắn ta thu vật đúc có hình dáng kích thước giống chi tiết cần chế tạo Vật đúc đem dùng ngay, gọi chi tiết đúc Nếu vật đúc cần qua gia công cắt gọt để nâng cao độ xác kích thước độ bóng bề mặt gọi phôi đúc Chương sản xuất đúc Sản xuất đúc có ưu điểm sau: - Có thể đúc vật liệu khác nhau, Khối lượng vật đúc vài gam đến hàng trăm - Có thể đúc vật đúc có hình dáng, kết cấu phức tạp - Có thể đúc nhiều lớp kim loại khác vật đúc tạo tính khác mặt mặt - Giá thành chế tạo vật đúc rẻ đầu từ ban đầu - Có khả khí hoá tự động hoá Tuy nhiên sản xuất đúc nhược điểm sau: -Tiêu tốn kim loại lớn cháy hao nấu luyện, hệ thống rót, ngót, - Tỷ lệ phế phẩm cao, chất lượng vật đúc khó ổn định (đặc biệt đúc khuôn cát) - Độ bóng bề mặt chưa cao, độ xác kích thước thấp Chương sản xuất đúc 2- Khái niệm trình sản xuất đúc phận khuôn đúc Bộ phận kỹ thuật Nấu kim loại Chế tạo mẫu Chế tạo hỗn hợp làm khuôn Chế tạo hỗn hợp làm lõi Làm khuôn Làm lõi Sấy khuôn Sấy lõi Lắp ráp khuôn lõi, rót kim loại lỏng vào khuôn Hỗn hợp cát cũ Dỡ khuôn Làm vật đúc Kiểm tra Nhập kho Hỗn hợp cát cũ Hồi liệu Phế phẩm Chương sản xuất đúc Chương sản xuất đúc 1- Vật liệu, hỗn hợp làm khuôn lõi: I Vật liệu làm khuôn lõi: Vật liệu làm khuôn tên gọi chung cho loại nguyên liệu dùng để chế biến nên hỗn hợp làm khuôn Cũng ngành đúc đặt tên loại khuôn đúc theo tên vật liệu làm khuôn: khuôn cát, khuôn kim loại, khuôn gốm Chương sản xuất đúc 1- Vật liệu hạt (cát) Vật liệu hạt gọi cát Cỡ hạt cát làm khuôn từ 0,02 ữ mm Loại có cỡ hạt mm gọi sỏi, 0,02 mm gọi bụi Vật liệu hạt hỗn hợp làm khuôn chiếm từ 90 ữ 98%, ảnh hưởng lớn đến tính chất hỗn hợp làm khuôn Yêu cầu chung vật liệu hạt là: chịu nóng, trơ tác dụng kim loại lỏng, dãn nở nhiệt nhỏ, thoát khí tốt, không độc hại sử dụng nhiều lần Trong sản xuất đúc thường dùng loại cát sau: cát thạch anh, samốt, manhêdit, crômit, ziêckôn bột than cốc Chương sản xuất đúc a) Các thạch anh: Thành phần cát thạch anh ôxyt silic (SiO2) Lượng SiO2 cát làm khuôn đúc phải 90%, có loại chứa tới 97% SiO2 Hàm lượng tạp chất có hại (ôxyt kim loại kiềm) thấp tốt chúng làm giảm tính chịu nóng cát Cát thạch anh vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền nên đư ợc dùng nhiều sản xuất đúc Chương sản xuất đúc + Phân loại: - Phân loại theo nguồn - Cát sông - Cát núi (mỏ) - Phân loại theo cấp - Cấp (SiO2 97%) - Cấp (SiO2 96%) - Cấp (SiO2 94%) - Cấp (SiO2 90%) - Phân loại theo cát đất sét - Cát gầy (2 10)% Đất sét - Cát nửa béo (10 20)% Đất sét - Cát béo (20 30)% Đất sét - Cát béo (30 50)% Đất sét Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI - Phân loại theo nhóm Tên cát Nhóm Số hiệu rây Kích thước (mm) Cát thô 063 063 04 0,4 Cát to 04 063 04 0315 0,315 0,63 0315 04 0315 02 0,2 0,4 Cát vừa 02 0315 02 016 0,16 0,315 Cát nhỏ 016 02 016 01 0,1 0,2 Cát nhỏ 01 016 01 0063 0,063 0,16 Cát mịn 0063 01 0063 005 0,05 0,1 Cát bột 005 0063 005 Nhỏ < 0,05 Cát to 10 4.1 đúc khuôn kim loại Cấu tạo khuôn kim loại tuỳ thuộc vào vật đúc Đối với vật đúc đơn giản khuôn thường làm thành hai nửa tương ứng với hòm khuôn hòm khuôn dư ới đúc khuôn cát Đối với vật đúc phức tạp khuôn gồm nhiều phần ghép lại với nhau, phần khuôn tạo nên phần vật đúc Cấu tạo lõi: Đối với lõi đơn giản làm kim loại, để lấy lõi khỏi vật đúc người ta cắt lõi làm nhiều phần ghép lại với 104 4.1 đúc khuôn kim loại Hinh 146 Hinh 147 Khuụn loi kim loai uc piston May thao lp khuụn kim loai 105 4.2 đúc áp lực Thực chất Đúc áp lực trình đúc mà kim loại lỏng điền đầy khuôn nhờ tác dụng trọng lực mà nhờ tác dụng lực ép cưỡng từ bên Đặc điểm * Ưu điểm - Vật đúc có độ bóng xác cao, kể mặt vật đúc dùng lõi kim loại - Đúc vật đúc thành mỏng (có thể tới 0,3 mm) vật đúc phức tạp kim loại lỏng tác dụng lực ép lớn điền khuôn tốt - Do khuôn kim loại dẫn nhiệt cao nên vật đúc nguội nhanh hạt nhỏ mịn, tính cao - Năng suất lao động cao * Nhược điểm - Không dùng lõi cát hình dạng bên vật đúc phức tạp - Khuôn để đúc áp lực chế tạo khó khăn, giá thành cao, song lại chóng mòn - Đúc áp lực không thích hợp để đúc gang, thép nhiệt độ chảy chúng cao làm giảm tuổi thọ khuôn 106 4.2 đúc áp lực Kim loại lỏng rót vào xi lanh (1) phễu định lượng Khi pistông (4) vị trí I để ngăn chưa cho kim loại lỏng chảy vào khuôn Sau pistông (4) hạ xuống đồng thời pistông (2) xuống ép kim loại lỏng vào khuôn vị trí II Sau vật đúc đông đặc rút pistông (2) lên, đồng thời pistông (4) lên cắt phần kim loại thừa khỏi vật đúc (6) đẩy Cuối dỡ khuôn, lấy vật đúc khỏi khuôn, lặp lại trình 107 4.3 đúc ly tâm Thực chất: Đúc ly tâm rót kim loại lỏng vào khuôn quay, nhờ lực ly tâm mà kim loại lỏng phân bố theo bề mặt bên khuôn điền đầy lòng khuôn để tạo thành vật đúc Đặc điểm: Ưu điểm - Đúc chi tiết hình tròn xoay rỗng mà không cần dùng lõi - Không cần dùng hệ thống rót nên tiết kiệm kim loại vật đúc - Do tác dụng lực ly tâm nên kim loại lỏng điền đầy khuôn tốt, đúc chi tiết thành mỏng, vật đúc có đường gân hình mỏng, không cần đậu ngót bổ xung - Vật đúc tạp chất, xỉ kim loại nhẹ có lực ly tâm nhỏ nên không bị lẫn vào kim loại vật đúc - Tổ chức kim loại mịn chặt, không bị rỗ khí, rỗ co đông đặc dư ới tác dụng lực ly tâm 108 4.3 đúc ly tâm Nhược điểm - Chỉ thích hợp cho vật đúc tròn xoay, rỗng - Khuôn đúc cần có độ bền cao làm việc nhiệt độ cao, chịu tác dụng lực ly tâm, sức ép kim loại lỏng lên thành khuôn lớn - Khó nhận đường kính lỗ bên vật đúc xác khó định lượng kim loại lỏng vào khuôn xác - Chất lượng bề mặt vật đúc chứa nhiều tạp chất xỉ, vật đúc dễ bị thiên tích tỉ trọng - Khuôn quay với tốc độ cao nên cần phải cân xác (điều khó thực hiện) 109 4.3 đúc ly tâm Thiết bị đúc ly tâm Đúc ly tâm đứng Đúc ly tâm ngang 110 4.4 đúc mẫu chảy Thực chất: Đúc mẫu chảy thực chất đúc khuôn cát chất dính êtyl silicát mẫu làm vật liệu dễ chảy Đặc điểm: - Có thể đúc vật có kết cấu phức tạp từ hợp kim khó chảy thép gió, thép không rỉ - Độ xác độ bóng bề mặt vật đúc cao khuôn mẫu chảy có bề mặt nhẵn cao, mặt phân khuôn nên sai lệch lắp ráp khuôn gây - Nhược điểm đúc mẫu chảy chu trình sản xuất kéo dài, giá thành khuôn đúc cao 111 4.4 đúc mẫu chảy a Chế tạo mẫu gốc b Chế tạo khuôn ép c Chế tạo vật liệu dễ chảy d Chế tạo mẫu dễ chảy e Mẫu chảy g Lắp mẫu thành chùm mẫu h Chế tạo khuôn l Sấy khuôn 112 4.5 đúc liên tục a Thực chất Đúc liên tục trình rót kim loại lỏng liên tục vào khuôn kim loại (thùng kết tinh) nhờ xung quanh bên có nước làm nguội nên nhiệt truyền nhanh từ kim loại lỏng bên ngoài, vật đúc kết tinh nhanh kéo liên tục khỏi khuôn cấu đặc biệt (con lăn, bàn rút, ) b Đặc điểm - Có khả đúc dạng ống, thỏi dạng định hình khác gang, thép, kim loại màu với chiều dài không hạn chế - Kim loại kết tinh từ lên bổ xung liên tục nên không bị rỗ co, rỗ xỉ, rỗ khí, có độ mịn chặt tính cao - Năng suất cao, giảm hao phí chế tạo khuôn, giảm hao phí kim loại vào hệ thống rót, ngót, - Nhược điểm lớn nhầt đúc liên tục tốc độ nguội nhanh nên ứng suất dư lại vật đúc cao làm cho dễ bị nứt vỡ sử dụng, đúc liên tục thực tế chi dùng để đúc thép thỏi thép 113 4.5 đúc liên tục Sơ đồ đúc thỏi liên tục Sơ đồ đúc liên tục 114 Đ5: kiểm tra sửa chữa vật đúc Các dạng khuyết tật đúc Sai lệch hình dáng, kích thước, khối lượng: - Thiếu hụt - Lệch - Ba via - Lồi - Vênh - Sứt - Sai kích thước Khuyết tật mặt ngoài: - Cháy cát - Khớp - Lõm - Via - Giọt hạt - Vẩy - Xước 115 Các dạng khuyết tật đúc Nứt: - Nứt nóng - Nứt nguội Những lỗ hổng vật đúc: - Rỗ khí - Rỗ co Lẫn tạp chất: - Rỗ xỉ - Rỗ cát - Lẫn tạp chất phi kim - Rỗ hạt Sai tổ chức: - Sai cỡ hạt - Biến trắng - Thiên tích - Sai cấu trúc Sai lệch thành phần hóa học: - Sai lệch thành phần hóa học - Sai lệch tính - Sai lệch lý tính 116 Sửa chữa khuyết tật vật đúc Tùy theo tính chất khuyết tật, đặc điểm sử dụng vật đúc người ta tiến hành sửa chữa phưương pháp sau: a) Khuyết tật bề mặt phần không quan trọng đưược sơn phủ matit nhựa bakêlít b) Khuyết tật bề mặt chỗ quan trọng đư ợc sửa chữa cách hàn hàn điện c) Với khuyết tật thiếu hụt lớn vật đúc sửa chữa cách rót thêm kim loại lỏng vào d) Với khuyết tật sai tổ chức, sai tính dùng phương pháp nhiệt luyện để sửa chữa 117 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 118 [...]... dính bị đàn ra dưới dạng màng mỏng bao lấy các hạt vật liệu, cánh gạt làm nhiệm vụ trộn đều khối hỗn hợp 32 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 2 33 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 2 b Đảo trộn: Để thực hiện công nghệ đảo trộn người ta dùng máy trộn kiểu cánh gạt 34 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 2 3- Kiểm tra tính chất của hỗn hợp làm khuôn, lõi: Hỗn hợp trước khi đem làm khuôn hoặc lõi cần đư ợc... tả như sau: 2 (3CaO SiO2) + 6 H2O 3 CaO 2SiO2 3H2O + 3Ca(OH )2 Trong sản xuất đúc thường dùng xi măng Pooclan với hàm lượng 10 ữ 20 % Khuôn đúc làm bằng hỗn hợp cát-xi măng có ưu điểm là độ bền tươi và độ dẻo cao nên dễ làm khuôn Tuy nhiên do thời gian đóng cứng kéo dài (khoảng 28 giờ) nên năng suất lao động thấp chỉ thích hợp với sản xuất đơn chiếc 17 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 2 b) Chất dính... môi trường và hạ giá thành vật đúc dầu tổng hợp được khuyên sử dụng chỉ trong trường hợp chế tạo các lõi phức tạp đòi hỏi độ bền cao 21 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 2 3- Vật liệu phụ: Ngoài cát và chất dính, các chất khác có trong thành phần của hỗn hợp làm khuôn và lõi đều được gọi là chất phụ - Bột than hoa - Mùn cưa - Dầu mazut 22 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 2 II Hỗn hợp làm khuôn và lõi:... chất dính háo nước 24 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 2 2- Các loại hỗn hợp làm khuôn: Có nhiều cách phân loại hỗn hợp làm khuôn và lõi: + Theo tính chất sử dụng chia ra: - Hỗn hợp làm khuôn đồng nhất - Hỗn hợp cát áo - Hỗn hợp cát đệm +Theo trạng thái của khuôn trước khi rót kim loại lỏng chia ra: - Hỗn hợp làm khuôn tươi - Hỗn hợp làm khuôn khô 25 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 2 + Theo trạng thái... Mônmôrilônit Tuy nhiên thường dùng hơn cả là hai loại sau: * Sét caolinit: có công thức hoá học Al2O3.2SiO2.2H2O, có màu trắng, hút nước ít nên khả năng trương nở kém, tính dẻo thấp Nhiệt độ chảy của caolinit là 1750 ữ1785 oC 14 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 2 Sét mônmôrilônit: có công thức hoá học Al2O3.4SiO2.H2O + n H2O , là loại sét có khả năng hút nước lớn, trương nở mạnh (thể tích của nó tăng.. .Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 2 b) Các loại vật liệu hạt chịu nhiệt cao: Để đúc các vật đúc gang lớn, vật đúc thép với bề mặt không bị cháy cát người ta thường dùng các vật liệu hạt chịu nhiệt cao Nhiệt nóng chảy, o C Khả năng tích nhiệt (Jun) Hệ số dãn nở nhiệt 300ữ1000 oC 1550 ữ1730 126 0 1,54 26 00 1 820 0,16 ữ 0,63 Manhêdit 20 00 ữ 21 00 21 00 0,8 ữ 0,9 Crômit 1600 ữ 1800 23 80 0,7 Vật... pha chế vào thành phần hỗn hợp làm lõi để đảm bảo tính kinh tế cao của quá trình sản xuất 28 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 2 4- Hỗn hợp chống cháy cát: Khi rót kim loại lỏng vào khuôn, trên bề mặt tiếp xúc giữa khuôn và vật đúc có thể xẩy ra tương tác hoá học giữa các thành phần của kim loại vật đúc với ôxyt silic của vật liệu làm khuôn, tạo thành hợp chất dễ chảy dính bám lên bề mặt vật đúc tạo. .. 15 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 2 - Thuỷ tinh lỏng: Ngoài ưu điểm rẻ tiền, không độc hại, chất dính thuỷ tinh lỏng còn cho phép sử dụng công nghệ nhanh để sản xuất khuôn và lõi, đặc biệt trong sản xuất đơn chiếc và loạt nhỏ với sự sử dụng tấm mẫu ở nhiệt độ thường, nghĩa là nhận được hỗn hợp đóng rắn nguội Thuỷ tinh lỏng là một dung dịch silicát kiềm với thành phần thay đổi - Na2O.nSiO2 hoặc K2O.nSiO2... lõi nhỏ, dùng tạo hình các lồ không qua gia công cơ - Lõi cấp II: là lõi có hình dáng phức tạp, có phần dày, phần mỏng tạo ra một số bề mặt không qua gia công cơ 27 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 2 - Lõi cấp III: là lõi có độ phức tạp vừa phải, đầu gác lớn, không có phần mỏng thành - Lõi cấp IV: là lõi kết cấu đơn giản, dùng để tạo ra các bề mặt có thể gia công cơ , có thể không gia công cơ, song... Na2O.nSiO2 hoặc K2O.nSiO2 Trong sản xuất đúc hay dùng thuỷ tinh lỏng natri vì nó rẻ và sẵn hơn so với thuỷ tinh lỏng Kali Để đánh giá nước thuỷ tinh người ta dùng tỷ số mol của SiO2 và Na2O và gọi nó là môđun của nước thuỷ tinh: 16 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 2 - Xi măng: Đặc điểm của xi măng là khi tương tác với nước sẽ tạo thành các thuỷ phân tử, khi phân huỷ chúng tạo ra liên kết giữa các