Bài giảng CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI Sản xuất đúc Tài liệu Tài liệu học: Bài giảng Kỹ thuật chế tạo máy Học phần Tài liệu tham khảo Vật liệu làm khuôn cát, Tg: Đinh Quảng Năng, NXBKH&KT Thiết kế đúc, Tg: Nguyễn Xuân Bông, Phạm Quang Lộc, NXBKH&KT Hợp kim đúc, Tg: Nguyễn Hữu Dũng, NXBKH&KT Các phương pháp đúc đặc biệt, Tg: Nguyễn Hữu Dũng, NXBKH&KT Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 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 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 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 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 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 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 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 Bài giảng: CÔNG NGHệ GIA CÔNG PHÔI Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI Chương I - công nghệ đúc khuôn cát 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 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 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 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 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 10 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 3- sấy khuôn lõi 1- Khái niệm Mục đích sấy khuôn lõi nhằm giảm độ ẩm khuôn, lõi giảm độ tạo khí, giảm khả tạo rỗ khí vật đúc Tuy nhiên song song với trình bốc nước có trình ôxy hoá loại chất dính hữu cơ, trình trùng hợp chất dính từ phân tử lượng nhỏ thành phân tử lượng lớn (polyme hoá chất dính) Vì độ bền khuôn lõi tăng lên 68 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI Sự trao đổi nhiệt sấy thực hình thức: - Sấy tiếp xúc: cho bề mặt khuôn lõi tiếp xúc với bề mặt nóng nhiệt truyền dẫn nhiệt trực tiếp từ bề mặt nóng đến khuôn lõi - Sấy đối lưu: Cho dòng khí nóng lướt bề mặt khuôn lõi, nước lớp bề mặt bốc trước, sau ẩm lớp phía khuếch tán tiếp tục bay - Sấy xạ: bề mặt khuôn lõi nhận nhiệt tia hồng ngoại từ nguồn nhiệt đặt gần truyền tới 69 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 2- Chế độ sấy Chế độ sấy định chất lượng nguyên công sấy Chế độ sấy bao gồm: Nhiệt độ sấy, thời gian sấy a- Nhiệt độ sấy: Nhiệt độ sấy cao tốc độ bốc ẩm lớn, thời gian sấy giảm Tuy nhiên nhiệt độ sấy cao làm tốc độ bốc nước vượt xa tốc độ thoát từ lòng khuôn qua khe hở hạt cát bên dẫn đến làm tăng áp lực nước khối khuôn Hậu cuối khuôn lõi bị nứt vỡ 70 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI Loại khuôn lõi Nhiệt độ sấy oC Lõi dùng chất dính mật, nhựa thông Lõi dùng chất dính bột tan 175 200 Lõi dùng chất dính tinh bột, nước bã giấy 180 Lõi dùng chất dính nhựa, dầu tổng hợp 220 Lõi dùng chất dính đất sét 325 Khuôn nhỏ, chất dính đất sét, đúc gang 250 Khuôn lớn, chất dính đất sét, đúc gang 350 Khuôn nhỏ, đúc thép, chất dính đất sét 350 Khuôn lớn, đúc thép, chất dính đất sét 450 71 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI b) Thời gian sấy Thời gian sấy phụ thuộc vào nhiệt độ sấy, tốc độ đối lưu dòng khí lò sấy, kích thước khuôn lõi, độ ẩm ban đầu hỗn hợp, tỷ lệ thể tích khuôn thể tích không gian buồng lò sấy C I II III 72 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 3- Các phương pháp sấy: a) Sấy bề mặt: Những khuôn trung bình lớn để giảm thời gian lượng sấy người ta sử dụng phương pháp sấy bề mặt Chiều sâu lớp sấy khô đạt 80mm Sau sấy bề mặt thiết phải lắp ráp rót khuôn - Đốt trực tiếp: chất rơm, cửi, than đốt trực tiếp bề mặt - Dùng chất cháy sơn khuôn: dùng ét xăng, rượu, cồn sơn lên bề mặt hốc khuôn châm lứa đốt - Dùng mỏ đốt: dùng lửa mỏ đốt xăng, dầu để sấy bề mặt khuôn - Dùng tia hồng ngoại: đặt bóng điện công xuất 250 ữ 500w 73 cách bề mặt khuôn 50100mm, Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI b) Sấy toàn bộ: Với khuôn trung bình nhỏ, loại lõi người ta sử dụng phương pháp sấy toàn Để sấy toàn dùng lò buồng lò liên tục - Sấy lò buồng 74 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 4- Các công việc lại đúc khuôn cát 1- Lắp ráp khuôn lõi: Lắp ráp khuôn lõi công việc quan trọng Khi lắp ráp khuôn lõi cần ý điểm sau: a) Kiểm tra vị trí lõi khuôn: Sau đặt lõi vào khuôn phải kiểm tra vị trí khuôn dưỡng kiểm tra Dưỡng kiểm tra thường chế tạo gỗ kèm theo mẫu, dùng để kiểm tra vị trí thẳng đứng nằm ngang lõi, khe hở khuôn lõi 75 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI b) Sử dụng mã: 76 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI c) Đè khuôn: Sau lắp nửa khuôn với cần đè tải trọng lên khuôn dùng bu lông, chốt để kẹp giữ hai nửa khuôn tránh kim loại lỏng nâng hòm khuôn lên gây chảy rò kim loại theo mặt phân khuôn làm xê dịch khuôn Lực đè khuôn tính sau Gđè = n.(P Gkt) Trong 77 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI Lực đè khuôn tính sau Gđè = n.(P Gkt) Trong đó: n hệ số an toàn n = 1,4 1,5 P tổng áp lực đẩy lên khuôn P = Pđkt + Pđl Pđkt = Val kl Pđl = Vloi.(kl - cat) Gkt khối lượng hòm khuôn Gkt = Ghkt + Gckt Gckt = Vckt cat Ghkt khối lượng vỏ hòm khuôn 78 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI d) Rót kim loại lỏng vào khuôn Vị trí khuôn lúc rót có ảnh hưởng lớn tới chất lượng vật đúc Lúc rót khuôn đặt nằm ngang, nghiêng thẳng đứng (so với mặt phân khuôn) 79 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 3- Làm nguội vật đúc , dỡ khuôn, làm vật đúc a) Làm nguội vật đúc: Sau rót kim loại lỏng đầy khuôn, kim loại đông đặc tạo thành vật đúc Việc lấy vật đúc khỏi khuôn gọi dỡ khuôn Việc dỡ khuôn tiến hành sau làm nguội vật đúc khuôn đến nhiệt độ xác định (được gọi nhiệt độ dỡ khuôn) Nhiệt độ dỡ khuôn tùy thuộc kích thước, khối lượng, mức độ phức tạp vật đúc 80 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI b) Dỡ khuôn: Dỡ khuôn, phá lõi công việc nặng nhọc sản xuất đúc Vì khí hoá, tự động hoá trình dỡ khuôn, phá lõi nhiệm vụ hàng đầu nhà máy khí c) Phá lõi: So với dỡ khuôn, phá lõi khó khăn phức tạp nhiều hỗn hợp làm lõi bền hơn, lõi nằm sâu vật đúc có xương lõi d) Làm vật đúc: Công việc làm vật đúc bao gồm: - Cắt đậu ngót hệ thống rót: Việc cắt đậu ngót hệ thống rót tiến hành hồ quang mỏ cắt đốt ô xy ô xy - axêtylen - Làm bề mặt vật đúc: Để làm bề mặt vật đúc dùng bàn chải sắt, đục, búa 81 Bài giảng: CÔNG NGHệ chế tạo PHÔI 82