Họ tên: Đồng Văn Đức Msv: 15144127 Lớp sáng thứ tiết 1-3 Phần Một số phương pháp đúc đặc biệt nay, ưu nhược điểm nó, phạm vi ứng dụng phương pháp đúc đặc biệt Đúc khuôn kim loại Thực chất đúc khuôn kim loại điền đầy kim loại lỏng vào khuôn chế tạo kim loại Do khuôn kim loại có tính chất lý khác vật liệu khn cát nên có đặc điểm sau: Ưu điểm Khn kim loại dùng lại nhiều lần, tiết kiệm vật liệu làm khuôn điều kiện lao động tốt Tốc độ kết tinh hợp kim đúc lớn nhờ khả trao đổi nhiệt hợp kim lỏng với thành khn cao, tính vật đúc đảm bảo tốt Độ bóng bề mặt, độ xác lòng khn cao nên tạo chất lượng vật đúc tốt Tuổi thọ khuôn kim loại cao Do tiết kiệm thời gian làm khuôn nên nâng cao suất, giảm giá thành Nhược điểm Khuôn kim loại không đúc vật đúc phức tạp, thành mỏng khối lượng lớn Khuôn kim loại khơng có tính lún khơng có khả khí Điều gây khuyết tật vật đúc Giá thành chế tạo khuôn cao Phạm vi ứng dụng Phương pháp thích hợp dạng sản xuất hàng loạt với vật đúc đơn giản, nhỏ trung bình Đúc ly tâm Đúc ly tâm điền đầy hợp kim lỏng vào khuôn quay Nhờ lực ly tâm sinh quay làm hợp kim lỏng phân bố lên thành khuôn đông đặc Ưu điểm Tổ chức kim loại mịn chặt, khơng tồn khuyết tật rỗ khí, rỗ co ngót Tạo vật đúc có lỗ rỗng mà khơng cần thao Khơng dùng hệ thống rót phức tạp nên hao phí kim loại Tạo vật đúc gồm vài kim loại riêng biệt vật đúc Nhược điểm Có tượng thiên tích vùng theo diện tích ngang vật đúc, phần tử có khối lượng khác chịu lực ly tâm khác Khi đúc ống, đường kính lỗ xác có chất lượng bề mặt Phạm vi ứng dụng Chủ yếu dung để đúc chi tiết dạng ống Đúc áp lực Khi hợp kim lỏng điền đầy vào lòng khn áp lực định gọi đúc áp lực Tùy theo yêu cầu, áp lực nhỏ cách hút chân khơng lòng khn gọi đúc áp lực thấp áp lực lớn tạo píttơng gọi đúc áp lực cao Ưu điểm Đúc vật đúc phức tạp, thành mỏng (1¸5mm) đúc loại lỗ có kích thước nhỏ Độ bóng độ xác cao Cơ tính vật đúc cao nhờ mật độ vật đúc lớn Năng suất cao nhờ điền đầy nhanh khả khí hóa thuận lợi Nhược điểm Khơng dùng thao cát dòng chảy có áp lực Do hình dạng lỗ mặt phải đơn giản Khn chóng bị mài mòn dòng chảy có áp lực hợp kim nhiệt độ cao Phạm vi ứng dụng Khuôn đúc áp lực ứng dụng rộng rãi công nghiệp sản xuất chi tiết phụ tùng xe máy, ôtô, chi tiết lĩnh vực hàng thuỷ, hàng không, đời sống hàng ngày Đúc liên tục Đúc liên tục q trình rót liên tục hợp kim lỏng vào khn kim loại có hệ thống làm nguội tuần hoàn lấy vật đúc liên tục Ưu điểm Làm nguội đông đặc nhanh vật đúc sản phẩm đúc gang,thép,kim loại màu,có tiết diện khơng đổi chiều dài khơng hạn chế Vật đúc có độ bóng độ xác cao,khơng tốn kim loại vào hệ thống rót,năng suất cao Khi kết hợp đúc – cán chi phí sản xuất giảm Nhược điểm Dễ gây ứng suất bên lớn vật đúc dễ bị nứt,độ cứng bề mặt vật đúc cao khó gia cơng Khơng đúc vật đúc phức tạp có tiết diện thay đổi Phạm vi ứng dụng Chủ yếu đúc chi tiết dạng ống,dạng thỏi,đúc kim loại màu Đúc khuôn mẫu chảy Đây dạng đúc đặc biệt khuôn dùng lần Thực chất đúc theo khuôn mẫu chảy tương tự đúc khuôn cát Nhưng cần phân biệt hai điểm sau đây: Lòng khn tạo nhờ mẫu vật liệu dễ bị chảy Do việc lấy mẫu khỏi lòng khn thực nung chảy mẫu rót theo hệ thống rót Vật liệu chế tạo khn chất liệu đặc biệt nên cần độ dày nhỏ (6 ¸ 8mm) bền, thơng khí tốt, chịu nhiệt Ưu điểm Vật liệu đúc có độ xác cao nhờ lòng khn khơng phải lắp ráp theo mặt phân khuôn, không cần chế tạo thao riêng Độ nhẵn bề mặt bảo đảm bề mặt lòng khn nhẵn, khơng cháy khn … Vật đúc vật liệu khó nóng chảy, nhiệt độ rót cao Nhược điểm Quy trình chế tạo vật đúc gồm nhiều cơng đọan nên suất không cao Do ngời ta phải cần khí hóa tự động hóa q trình sản xuất Đúc theo khn mẫu chảy thích hợp để chế tạo vật đúc với kim loại quý cần phải tiết kiệm, chi tiết đòi hỏi xác cao… Phạm vi ứng dụng Dùng sản xuất hàng loạt để chế tạo dụng cụ dao phay,dao chuốt…,chế tạo bánh răng,líp xe đạp,đĩa xe máy,các phụ tùng máy nổ,máy may Đúc khuôn vỏ mỏng Đúc khuôn vỏ mỏng dạng đúc khuôn cát thành khuôn mỏng chừng ^ 8mm Ưu điểm Có thể đúc gang, thép, kim loại màu (như khuôn cát), khối lượng vật đúc đến 100kg, độ xác đạt cấp Khn vỏ mỏng khn khơ, nhẵn bóng, thơng khí tốt, truyền nhiệt kém, không hút nước bền nên cho phép nhận vật đúc rỗ, xốp, nứt khuyết tật khác Đồng thời giảm hao phí kim loại cho hệ thống rót khơng cần hệ thống rót lớn khn cát Đơn giản hố q trình dở khn làm vật đúc Q trình chế tạo khn vỏ mỏng dễ khí hố tự động hố Nhược điểm Do tính truyền nhiệt nên đúc gang khơng bị hố trắng Nhiệt độ rót nhỏ khuôn cát chừng 20 ^ 300C Phạm vi ứng dụng Đúc gang,thép,hợp kim màu khuôn cát có khối lượng vật đúc nhỏ 100kg I Các khuyết tật xảy đúc cách khắc phục Lõm co rỗ co Nguyên nhân Do kim loại co thể tích Đặc điểm Lõm co nằm phía vật đúc, kim loại đơng đặc sau Vùng lõm co có nhiều tạp chất có nhiệt độ nóng chảy thấp Rỗ co hình thành kim loại co thể tích kết tinh, chúng phân bố phía vật đúc tạo lỗ hỗng to nhỏ khác với bề mặt nham nhở Trong vật đúc rỗ co thường xuất vùng tích kim loại lớn, tốc độ nguội vùng nhỏ xung quanh, nên kim loại co không bổ sung thêm Nếu lỗ hỗng nhỏ tập trung gọi xốp co Rỗ co làm giảm tiết diện chịu lực vật đúc, làm tăng ứng suất tập trung làm giảm độ dẻo Khắc phục Trong khn đúc phải thiết kế đậu ngót bổ sung.Thiết kế kết cấu đúc hợp lý để trình kết tinh ln hướng từ xa đến chân đậu ngót hệ thống rót Rỗ khí Ngun nhân Một lượng khí hồ tan vào kim loại lỏng nấu, theo dòng chảy chảy vào lòng khn, phản ứng sinh khí kim loại lỏng tiếp xúc tác dụng lên vật liệu khuôn, q trình kim loại vật đúc kết tinh khơng tạo bọt khí cân dạng cầu lưu lại vật đúc Bề mặt lỗ hỗng rỗ khí nhẵn bị ơxy hố Chúng phân bố vật đúc Cũng rỗ co, rỗ khí làm giảm tiết diện chịu lực, giảm tính Khắc phụ Giảm lượng khí sinh nấu chảy rót kim loại lỏng vào khn, ngăn ngừa khơng cho nguồn tạo khí tiếp xúc với kim loại lỏng rót cần phải đảm bảo: Vật liệu nấu sạch, khô Rút ngắn thời gian nấu chảy, thời gian nhiệt Hỗn hợp khuôn lõi phải thơng khí tốt Đặt đậu hợp lý Khử khí trước rót cách thổi vào kim loại lỏng chất khí hòa tan có áp suất riêng nhỏ Tốt nấu chảy kim loại chân khơng Thiên tích Ngun nhân Kim loại vật đúc kết tinh qua giai đoạn khác nhau, hướng từ lên từ vào nên dễ tạo không đồng thành phần hố học, dẫn đến khơng tổ chức tính khả chịu lực Sai tổ chức Tốc độ nguội không hợp lý, không đều, gây thiên tích thành phần hóa học thiên tích tổ chức kim loại vật đúc Sai thành phần hóa học tính Do mẻ ngun liệu đưa vào tính tốn sai Phần gia công áp lực: Thiết kế vẽ chi tiết: Quy trình rèn: Bước 1: Vuốt bậc lớn chi tiết từ bên Bước 2: Vuốt bậc nhỏ chi tiết Bước 3: Gia công cắt bỏ phần đầu cuối chi tiết, gia cơng tinh cho kích thước Thép Phân loại Thép cán nóng Thép cán nguội Hình ảnh Các mác thép phổ biến Mác thép Nga: CT3, CT3C , CT3K , CT3C….theo tiêu chuẩn: GOST 3SP/PS 380-94 + Mác thép Nhật: SS400, … theo tiêu chuẩn: JIS G3101, SB410, 3010 + Mác thép Trung Quốc: SS400, Q235A, Q235B, Q235C, Q235D,….theo tiêu chuẩn : JIS G3101, GB221-79 + Mác thép Mỹ: A570 GA, A570 GD, … theo tiêu chuẩn : ASTM A36,… Mác thép thông dụng: 08 K, 08YU, SPCC, SPCC-1, SPCC-2, 4,8, SPCD , SPCE Thép chống trượt Thép hộp: Thép hộp thị trường có độ dày kích cỡ đa dạng, gồm hình dạng: hình chữ nhật, hình vng, hình oval, hình tròn, … Chia làm loại chính: Thép hộp đen: có độ dày từ 0,5 – mm Thép hộp mạ kẽm: chiều dày tối thiểu 12 mm, tối đa 90 mm, thép tròn đường kính tối thiểu 13,8 mm Tính tốn khn dập: Ta chọn làm khn kết hợp  Đối với lỗ 10 mm: Ta có ngun cơng đột lỗ nên đường kính chày cối I STT Phần hàn: Ưu nhược điểm phương pháp hàn, phạm vi ứng dụng: Tên phương pháp Hàn gió đá ( gọi hàn khí ) Ngun lý Hàn gió (Oxy) đá (Acetylen hay gas)(gas welding).Phương pháp sử dụng khí để gia nhiệt Khi hàn dùng vật liệu để điền thêm (filler rod) vào vị trí hàn khơng Ưu – nhược Ưu điểm: Khả quan sát trình hàn tốt Phạm vi ứng dụng Khả hàn bắc cầu tốt Khả năg tiếp cận tới vị trí hàn tốt hàn khó xoay sở Phí đầu tư thấp Khơng cần khí hay thuốc bảo vệ Nhược điểm: Năng suất thấp Dễ xảy tai nạn Hàn hồ quang điện ( arc welding) Gọi tắt Hàn điện hay Hàn que Phương pháp dùng hồ quang điện tao que hàn để làm nóng chảy kim loại hàn que hàn để điền vào vị trí hàn Chất lượng mối hàn không cao, chi tiết dễ bị cong vênh Ưu điểm: Thiết bị đơn giản, rẻ tiền, động Ứng dụng nhiều với mối hàn ngắn Khơng cần khí bảo vệ Nhược điểm: Tốc độ đắp thấp Ảnh hưởng sức khỏe Chất lượng mối hàn thấp Hàn hồ quang khí bảo vệ TIG Tungsten inert gas Phương pháp dùng hồ quang tạo điện cực Tungsten dùng khí trơ (khí Argon) để bảo vệ mối hàn Ưu điểm: Hàn kim loại hợp kim có chất lượng cao Hàn TIG đặc biệt áp dụng chi tiết hàn khó,yêu cầu mối hàn cao góc nhỏ khó hàn Kiểm sốt hình dạng vũng hàn dễ dàng Thường sử dụng trình phục chế sửa chữa chi tiết bị hỏng,đặc biệt chi tiết làm nhôm magie Mối hàn đẹp, không lẫn xỉ bị văng tóe Hàn TIG ứng dụng nhiều Có thể hàn kim loại mỏng dày thơng số hàn có phạm vi điều chỉnh rộng Có thể sử dụng khơng sử dụng que đắp để tạo nên mối hàn Nhược điểm: Đòi hỏi thợ hàn có tay nghề cao lĩnh vực như: hàng khơng vũ trụ, sản xuất xe, đặc biệt thích hợp hàn thép hợp kim cao kim loại màu hợp kim chúng Năng suất thấp Hàn hồ quang khí bảo vệ MIG Metal inert gas Thay dùng que hàn, người ta dùng 01 cuộn dây kim loại có kích thước từ 0.6 mm 1.6 mm lớn làm điện cực hàn Trong phương pháp này, người ta dùng khí hoạt tính (CO2) hay khí trơ (Argon) để làm khí bảo vệ mối hàn Giá thành tương đối cao suất thấp, thiết bị nguyên liệu lại đắt tiền Ưu điểm: Năng suất hàn CO2 cao gấp 2,5 lần so với hàn hồ quang tay Tính cơng nghệ hàn CO2 cao so với hàn hồ quang lớp thuốc tiến hành khơng gian khác Chất lượng hàn tốt Sản phẩm hàn bị cong vênh tốc độ hàn cao, nguồn nhiệt tập trung, hiệu suất sử dụng nhiệt lớn, vùng ảnh hưởng nhiệt hẹp Điều kiện lao động tốt so với hàn hồ quang tay Hàn MIG sử dụng nhiều hàn tự động, bán tự động, hàn vật liệu dày Hàn MIG hàn loại thép kết cấu thông thường, thép không gỉ, thép chịu nhiệt, hợp kim đặc biệt, hợp kim nhôm, magiê, đồng, Thích hợp hàn nhà máy sản xuất ,các xưởng sản xuất cơng trình ngồi trời Trong q trình hàn khơng phát sinh khí độc Nhược điểm: Phải tránh gió để khơng làm phân tán lớp khí bảo vệ Hàn Plasma Tạo hồ quang plasma để làm nóng chảy kim loại Một vài khí bảo vệ có giá thành cao Ưu điểm: Mức độ tập trung lượng cao Độ ổn định hồ quang cao ,đặc biệt chế độ cường độ dòng điện hàn thấp Dòng khí plasma có tốc độ cao Các thông số vũng hàn phụ Có thể hàn tay lẫn hàn giới ,hàn tự động hàn liên tục lẫn hàn gián đoạn Được ứng dụng trường hợp đòi hỏi chất lượng cao hàn lượt bình nhiên liệu tàu thoi ,vỏ tàu cánh thuộc thay đổi khoảng cách làm việc Không xảy tượng nhiễm vật liệu điện cực vonfram vào vật hàn Yêu cầu kỹ thợ hàn thấp hàn tay Nhược điểm: Thiết bị đắt tiền Vòi phun có tuổi thọ thấp Thợ hàn phải có hiểu biết sâu trình hàn Mức độ tiêu thụ khí bảo vệ cao ngầm tàu ngầm Hàn ống có thành dày tới 612mm,khi hàn hồ quang điện cực khơng nóng chảy khơng có hiệu Dùng để gây hồ quang đầu dây chi tiết nhỏ khác thời gian ngắn với kết quán Các chi tiết y học điện tử cần hàn kín Ký hiệu mối hàn: Mối hàn nhìn thấy biểu diễn nét liền (hình a) – Mối khuất biểu diễn nét đứt (hình b) – Điểm hàn (của hàn điểm) nhìn thấy biểu diễn dấu + (hình c) – Để xác định vị trí mối hàn hay điểm hàn, dùng đường dóng có nét gạch ngang Cuối đường dóng có mũi tên vào điểm hàn Nét gạch ngang đường dóng song song với đường vẽ – Để biểu diễn mối hàn nhiều lớp, quy ước dùng đường viền riêng cho lớp, dùng chữ số La Mã để thứ tự lớp hàn (hình d) – Các mối hàn phi tiêu chuẩn (do người thiết kế quy định) phải cho kích thước phần tử mối hàn Để cung cấp thông số mối hàn, phải có thêm kí hiệu phụ Các kí hiệu nằm quanh đường dóng mối hàn quy ước + Đặt ký hiệu phía nét liền đường dẫn mối hàn (bề mặt) phía mũi tên + Đặt ký hiệu phía nét đứt mối hàn phía mối nối – Quy tắc ghi kích thước mối hàn: + Kích thước chủ yếu liên quan đến mặt cắt ngang mối hàn ghi phía trước (bên trái) kí hiệu + Kích thước dọc ghi phía sau (bên phải) kí hiệu – Kích thước chủ yếu cần ghí + Nếu khơng có dẫn sau kí hiệu hàn có nghĩa mối hàn liên tục suốt chiều dài cần hàn, mối hàn đối đầu không dẫn có nghĩa ngấu hồn tồn + Có hai phương pháp dẫn kích thước mối hàn góc: chiều dài chân (cạnh) z chiều dài tính tốn (cao) a mối hàn Ln phải ghi a z trước số + Trường hợp mối hàn nút sẻ rãnh kích thước cần kích thước đáy lỗ – Chỉ dẫn bổ xung: + Mối hàn theo chu vi: Kí hiệu vòng tròn nhỏ, tâm giao điểm mũi tên đường dẫn + Mối hàn trường sau lắp ráp: Kí hiệu cờ nheo đen, cán vng vóc với đường dẫn giao điểm với mũi tên Ký hiệu que hàn: Các tiêu chuẩn thông dụng giới ký hiệu que hàn ISO (Tổ chức Tiêu chuẩn hóa quốc tế) Ngồi có tiêu chuấn quan trọng khác BS (của Anh), AWS (của Hội Hàn Mỹ), DIN (của Đức), v.v Que hàn thép cac bon thấp Que hàn thép hợp kim thấp Que hàn thép khơng gỉ Vị trí Mối hàn theo tiêu chuẩn ISO 6947 Các khuyết tật hàn: ST T Khuyết tật Nguyên nhân Biện pháp khắc phục Sử dụng vật liệu hàn chưa Sử dụng vật liệu hàn phù hợp Tồn ứng suất dư lớn liên kết hàn Giải phóng lực kẹp chặt cho liên kết hàn hàn Tăng khả điền đầy vật liệu hàn Tốc độ nguội cao Nứt dọc Nứt vùng gây kết thúc hồ quang Liên kết hàn không hợp lý Gia nhiệt trước cho vật hàn, giữ nhiệt cho liên kết hàn để giảm tốc độ nguội Bố trí mối hàn chưa hợp lý Sử dụng liên kết hàn hợp lý, vát mép giảm khe hở vật hàn Vị trí kết thúc hồ quang bị lõm, tồn nhiều tạp chất Bố trí so le mối hàn Sử dụng thiết bị hàn phù hợp, có chế độ riêng cho lúc gá kết thúc hồ quang Hồ quang không bảo vệ tốt Sử dụng nối công nghệ vị trí bắt đầu kết thúc hồ quang, để vết nứt nằm liên kết hàn Sử dụng vật liệu hàn chưa Sử dụng vật liệu hàn phù hợp Tốc độ nguội cao Tăng dòng điện kích thước điện cực hàn Mối hàn nhỏ so với liên kết Gia nhiệt trước hàn Hàm lượng cacbon kim loại vật liệu hàn cao Dùng vật liệu hàn có hàm lượng cacbon thấp Nứt ngang Rỗ khí Vật liệu hàn bị ẩm, bề mặt chi tiết hàn bị bẩn, dính sơn, dầu mỡ, gỉ, nước Chiều dài cột hồ quang lớn, tốc độ hàn cao Làm sấy khô vật liệu hàn trước hàn Giữ chiều dài cột hồ quang ngắn, giảm tốc độ hàn Nếu sử dụng khí bảo vệ mối hàn, phải đảm bảo hệ thống cấp khí hoạt động tốt, lưu lượng khí phù hợp Nếu hàn tự động lớp thuốc bảo vệ, thuốc hàn phải đảm bảo khơng bị ẩm, cấp thuốc đầy đủ q trình hàn Lẫn xỉ hay kẹt xỉ Dòng điện hàn nhỏ, không đủ nhiệt lượng để cung cấp cho kim loại nóng chảy xỉ khó lên khỏi vũng hàn Mép hàn chưa làm hàn đính hay hàn nhiều lớp chưa gõ xỉ Góc độ hàn chưa hợp lý tốc độ hàn lớn Làm nguội mối hàn nhanh Tăng dòng điện hàn cho thích hợp Hàn hồ quang ngắn tăng thời gian dừng lại hồ quang Làm vật hàn trước hàn, gõ xỉ mối hàn đính lợp hàn Thay đổi góc độ phương pháp đưa điện cực hàn cho hợp lý, giảm tốc độ hàn Khuyết tật hàn không ngấu Mép hàn chuẩn bị chưa hợp lý Góc vát q nhỏ Dòng điện hàn nhỏ tốc độ hàn nhanh Góc độ điện cực hàn (que hàn) Làm liên kết trước hàn, tăng góc vát khe hở hàn Tăng dòng điện hàn giảm tốc độ hàn, v.v cách đưa điện cực không hợp lý Chiều dài cột hồ quang không lớn Điện cực hàn chuyển động không theo trục mối hàn Lẹm chân chảy loang Dòng điện hàn lớn Chiều dài, cột hồ quang lớn Góc độ que hàn cách đưa que hàn chưa hợp lý Sử dụng chưa kích thước điện cực hàn (quá lớn)  ... thép hợp kim cao kim loại màu hợp kim chúng Năng suất thấp Hàn hồ quang khí bảo vệ MIG Metal inert gas Thay dùng que hàn, người ta dùng 01 cuộn dây kim loại có kích thước từ 0.6 mm 1.6 mm lớn làm... đậu hợp lý Khử khí trước rót cách thổi vào kim loại lỏng chất khí hòa tan có áp suất riêng nhỏ Tốt nấu chảy kim loại chân khơng Thiên tích Ngun nhân Kim loại vật đúc kết tinh qua giai đoạn khác... nhân Một lượng khí hồ tan vào kim loại lỏng nấu, theo dòng chảy chảy vào lòng khn, phản ứng sinh khí kim loại lỏng tiếp xúc tác dụng lên vật liệu khn, q trình kim loại vật đúc kết tinh khơng tạo