ĐÚC TRONG KHN KIM LOẠI • Từ khóa: - Permanent casting - Permanent mold casting - Gravity die casting MỞ ĐẦU • • • • • • Tỉ trọng phương pháp đúc (2005) Sand casting – 60% Investment casting – 7% Die casting – 9% Permanent mold casting – 11% Centrifugal casting – 7% Shell mold casting – 6% MỞ ĐẦU • Khn kim loại, sử dụng nhiều lần • KL lỏng điền đầy khn nhờ lực trọng trường Ruột kim loại nửa khuôn 1.1 Sơ lược QT cơng nghệ • Sơn khn • Lắp ruột • Kẹp chặt nửa khn • Nung nóng khn • Rót kim loại • Làm nguội khn • Mở khn, lấy vật đúc • Làm vật đúc 1.2 So sánh với khn cát • • • • KL lỏng làm nguội nhanh Độ thơng khí Độ bền khn tốt Khn khơng có khả co bóp ⇒ • Ứng suất đúc, rỗ khí, biến đổi tổ chức lớp bề mặt • Vật đúc dễ đơng đặc có hướng 1.3 Ưu điểm • Về chất lượng vật đúc: - Chất lượng bề mặt cao; cấu trúc hạt lớp vỏ bề mặt nhỏ mịn - Độ xác vật đúc cao • Về tính kinh tế & cơng nghệ: - Hầu khơng sử dụng HHLK → giảm ngun cơng chuẩn bị & xử lý HHLK - Năng suất cao; dễ khí hóa & tự động hóa • Có thể điều chỉnh q trình làm nguội khn → điều chỉnh q trình truyền nhiệt từ KL lỏng qua thành khn → điều chỉnh q trình đơng đặc vật đúc để đạt tổ chức & tính cần thiết 1.4 Nhược điểm • Vật đúc dễ bị nứt, cong vênh, ứng suất nguội nhanh, bị cản co • Đối với vật đúc có hốc sâu, phần lồi, gân: khó đúc, phải sử dụng nhiều ruột, nhiều trường hợp phải điều chỉnh kết cấu chi tiết đúc… • Giá thành khn cao, thời gian chuẩn bị sản xuất dài, u cầu cao trình độ quản lý 1.5 Phạm vi sử dụng • Sản lượng vật đúc phải đủ cao • Đúc HK: chì, kẽm, nhơm, đồng, gang, thép … • Vật đúc có hình dạng khơng q phức tạp • Chiều dày thành vật đúc: 3mm, max 50mm • Khối lượng vật đúc: 0,1 – 100 kg 1.5 Phạm vi sử dụng • Sand casting: đúc khn cát • Plaster casting: đúc khn thạch cao • Permanent casting: đúc khn kim loại tĩnh • Die casting: đúc áp lực 1.5 Phạm vi sử dụng KHUÔN KIM LOẠI KHUÔN CÁT SÉT 3.8 Hệ thống rót - Tiết diện thành phần HTR xác đònh theo phương pháp thông thường thời gian rót lấy thấp 20-40% - Tốc độ dâng KL lỏng khuôn: • Khi MPK đứng: > 50mm/s • Khi MPK ngang: > 20mm/s - Tỉ lệ thành phần HTR: ΣFd : ΣFn : ΣFr = : 1,5 : 1,25 Ruột cho khn KL - Đúc HK Al, Mg, HK màu dễ chảy (đôi HK Cu, gang) có hình dạng đơn giản: ruột kim loại - Đúc gang, thép, vật đúc thành mỏng, lỗ phức tạp: ruột cát 4.1 Ruột kim loại - Ruột cố đònh: gắn liền với khuôn; dùng tạo lỗ nhỏ, nông (a) - Ruột di động: ráp khuôn đặt vào rút trước dỡ khuôn; dùng tạo lỗ sâu (b, c) - Ruột cần có độ xiên thích hợp 4.2 Ruột cát ♦Yêu cầu: - Nằm vững khuôn - Chống ruột - Dễ thoát ♦ Thường dùng: ruột vỏ mỏng chế tạo HH cát-nhựa, cátNTT … Một số vấn đề cơng nghệ 5.1.Tính cơng nghệ kết cấu VĐ • Vật đúc cần lấy khỏi khn đơn giản, dễ dàng • Thành VĐ cần có độ xiên hợp lý • VĐ nên có phần lồi vng góc MPK • Các phần nhơ nên hợp thành phần có độ cao để VĐ khơng kẹp chặt khn (hình 1) Hình 5.1.Tính cơng nghệ kết cấu VĐ • Một bề mặt VĐ nên phẳng ⇒ kết cấu khuôn đơn giản, tăng độ xác VĐ (H 2) • Chiều dày thành VĐ phải bảo đảm: - Độ bền cần thiết - KL lỏng điền đầy khuôn Hình 5.2 Sơn khn kim loại - • Mục đích việc sơn khuôn Điều chỉnh tốc độ nguội VĐ Bảo vệ bề mặt khuôn khỏi va đập nhiệt ăn mòn Tạo môi trường khí đònh Tăng độ thấm ướt bề mặt khuôn với KL lỏng Hợp kim hoá, biến tính bề mặt Một số loại sơn • Đúc gang: 5% bồ hóng + 10% NTT + 5% sét + 0,5% KMnO4 • Đúc thép: 50% bột ziêccôn + 25% dầu hoả + 25% mazút 5.3 Rót khn • Nếu vật đúc tương đối dài, để bảo đảm dòng chảy êm, tránh bắn tóe: - Khi bắt đầu rót: khn bố trí nằm ngang - Theo q trình rót, nâng dần khn theo phương đứng Trình tự thiết kế đúc khn kim loại Thay đổi kết cấu vật đúc cho phù hợp với đúc khuôn kim loại Lựa chọn phương án bố trí vật đúc khuôn, mặt phân khuôn, phương án ruột Bố trí tính toán tiết diện thành phần HTR Tính toán đậu ngót Thiết kế hệ thống thoát Trình tự thiết kế đúc khn kim loại Thiết kế ruột Lựa chọn vật liệu làm khuôn; xác đònh chiều dày thành khuôn Tính toán chế độ nhiệt khuôn ⇒ xác đònh phương thức làm nguội cưỡng khuôn Máy đúc cho khn KL 7.1.Máy đúc với MPK đứng 7.2 Máy đúc với MPK ngang 7.3 Máy đúc nhiều vị trí Khn kim loại để đúc piston HK nhơm ... casting: đúc áp lực 1.5 Phạm vi sử dụng KHUÔN KIM LOẠI KHUÔN CÁT SÉT 1.5 Phạm vi sử dụng 1.5 Phạm vi sử dụng Sự hình thành vật đúc 2.1.Trường nhiệt độ khn • Trøng nhiệt độ hệ T vật đúc – lớp sơn khuôn. .. khuôn – khuôn kim loại T1 – nhiệt độ kll tâm T1bm – nhiệt độ kll bề mặt vật đúc T2’bm – nhiệt độ mặt khuôn T2bm – nhiệt độ mặt khuôn T1bd – nhiệt độ ban đầu vật đúc T2bd – nhiệt độ ban đầu khuôn. .. trọng trường Ruột kim loại nửa khuôn 1.1 Sơ lược QT cơng nghệ • Sơn khn • Lắp ruột • Kẹp chặt nửa khn • Nung nóng khn • Rót kim loại • Làm nguội khn • Mở khn, lấy vật đúc • Làm vật đúc 1.2 So sánh