- Đúc trong khuôn kim loại : là điền đầy kim loại lỏng vào khuôn chế tạo bằng kim loại. Do khuôn kim loại có tính chất cơ lý khác vật liệu khuôn cát nên nó có những đặc điểm sau:
Ưu điểm
– Tốc độ kết tinh của hợp kim đúc lớn nhờ khả năng trao đổi nhiệt của hợp kim lỏng với thành khuôn cao, do đó cơ tính của vật đúc đảm bảo tốt.
– Độ bóng bề mặt, độ chính xác của lòng khuôn cao nên tạo ra chất lượng vật đúc tốt.
– Tuổi thọ của khuôn kim loại cao.
– Do tiết kiệm được thời gian làm khuôn nên nâng cao năng suất, giảm giá thành.
Nhược điểm
– Khuôn kim loại không đúc được các vật đúc quá phức tạp, thành mỏng và khối lượng lớn
– Khuôn kim loại không có tính lún và không có khả năng thoát khí. Điều này sẽ gây ra những khuyết tật của vật đúc.
– Giá thành chế tạo khuôn cao.
– Phương pháp này chỉ thích hợp trong dạng sản xuất hàng loạt với vật đúc đơn giản, nhỏ hoặc trung bình.
- Đúc ly tâm
Đúc ly tâm là điền đầy hợp kim lỏng vào khuôn quay. Nhờ lực ly tâm sinh ra khi quay sẽ làm hợp kim lỏng phân bố lên thành khuôn và đông đặc.
Ưu điểm
– Tổ chức kim loại mịn chặt, không tồn tại các khuyết tật rỗ khí, rỗ co ngót.
– Tạo ra vật đúc có lỗ rỗng mà không cần thao.
– Không dùng hệ thống rót phức tạp nên ít hao phí kim loại.
– Tạo ra vật đúc gồm một vài kim loại riêng biệt trong cùng một vật đúc.
Nhược điểm
– Có hiện tượng thiên tích vùng theo diện tích ngang của vật đúc, do mỗi phần tử có khối lượng khác nhau chịu lực ly tâm khác nhau.
– Khi đúc ống, đường kính lỗ kém chính xác và có chất lượng bề mặt kém.
- Đúc áp lực
Hợp kim lỏng được điền đầy vào lòng khuôn dưới áp lực nhất định thì gọi là đúc áp lực. Tùy theo yêu cầu, áp lực có thể nhỏ bằng cách hút chân không lòng khuôn gọi là đúc áp lực thấp hoặc áp lực lớn tạo ra bởi píttông gọi là đúc áp lực cao.
Ưu điểm
– Đúc được vật đúc phức tạp, thành mỏng (1¸5mm) đúc được các loại lỗ có kích thước nhỏ.
– Độ bóng và độ chính xác cao.
– Cơ tính vật đúc cao nhờ mật độ vật đúc lớn.
– Năng suất cao nhờ điền đầy nhanh và khả năng cơ khí hóa thuận lợi.
Nhược điểm
– Không dùng được thao cát vì dòng chảy có áp lực. Do đó hình dạng lỗ hoặc mặt trong phải đơn giản.
– Khuôn chóng bị mài mòn do dòng chảy có áp lực của hợp kim ở nhiệt độ cao.
Đúc kim loại 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 mà vật liệu là kim loại. Ngày nay đúc kim loại được sử dụng để tạo ra hàng ngàn chi tiết khác nhau ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực công ngiệp như chế tạo máy, chế tạo phương tiện giao thông vận tải, dầu khí, hàng hải, xi măng…
Ưu điểm và nhược điểm của đúc kim loại
Ưu điểm:
- Phương pháp đúc kim loại có thể chế tạo sản phẩm từ các loại vật liệu khác nhau: kim loại đen(gang, thép,.. kim loại mày: nhôm, đồng, đúc vật liệu phi kim loại: đúc các tượng từ thạch cao, xi măng)
- Vật đúc có thể từ vài gam tới vài tấn như các thân máy búa, các bệ máy..
- Vật đúc có hình dạng, kết cấu phức tạp như thân máy công cụ, vỏ động cơ, .. mà các phương pháp khác khó gia công hoặc không thể chế tạo được
- Có thể đúc được nhiều lớp kim loại khác nhau trong một vật đúc
- Giá thành chế tạo vật đúc rẻ vì vốn đầu tư ít, tính chất sản xuất linh hoạt, năng suất tương đối cao. Có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa.
- Đúc cũng được sử dụng trong việc chế tạo các sản phẩm mang tính nghệ thuật, trang trí: chân ốp trụ điện, chuông nhà thờ, đúc tượng đài.
Nhược điểm:
- Độ chính xác của phương pháp đúc kim loại về hình dáng kích thước và đồ bóng không cao
- Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót, đậu hơi
- Tốn kim loại do chiều dày thành vật đúc lớn hơn so với rèn hoặc hàn.
- Dễ gây ra những khuyết tật như thiếu hụt, rỗ khí, ngậm xỷ, thiên tích, cháy cát
- Điều kiện làm việc nặng nhọc. Khi đúc trong khuôn cát thường có năng suất không cao.
Công nghệ đúc khuôn cát tươi
Khuôn cát tươi được dùng đầu tiên trong công nghệ đúc khuôn cát. Vật liệu để làm khuôn là cát sét nước. Khuôn cát tươi có đặc điểm dễ sử dụng, sẽ cho bề mặt vật đúc bóng nếu hạt cát mịn. Tuy nhiên quá trình làm khuôn phải đánh động mẫu để thoát mẫu nên sản phẩm đúc sẽ có độ dôi gia công lớn.
Công nghệ đúc khuôn cát khô
Trong công nghệ khuôn khô thì nếu như khuôn tươi được đem sấy trong lò sấy khoảng 5h trước khi rót cũng được gọi là một loại khuôn khô. Ở đây xin giới thiệu với các bạn công nghệ khuôn cát nước thuỷ tinh đóng rắn bằng khí cácboníc. Nước thuỷ tinh hay còn gọi là dung dịch silicat natri được trộn vào cát rồi đem giã khuôn. Sau khi khuôn đã giã xong thì xịt khí cácboníc để khuôn rắn lại. Đó là do phản ứng hoá học giữa silicat natri và khí cácboníc và nước ( phản ứng giữa kiềm và axit) Công nghệ khuôn cát nước thuỷ tinh dễ làm, dễ sử dụng, sản phẩm có độ dôi gia công ít hơn, khuôn rắn chắc đã được ứng dụng rộng rãi trong hầu hết các công ty đúc trên toàn quốc. Chỉ có nhược điểm là vấn đề tái sinh cát là phải lưu ý.
Công nghệ đúc khuôn mẫu cháy
Đây là công nghệ thuộc vào hàng mới hơn so với phương pháp truyền thống. Để đúc một sản phẩm, chúng ta cần chế tạo sản phảm đó bằng polyesteron, sau đó cho vào khuôn và đổ cát khô vào, kết hợp với việc hút chân không, khuôn sẽ cứng vững. Khi rót kim loại vào khuôn, mẫu Polyesteron sẽ cháy và kim loại lỏng điền đầy khuôn. Ngoài ra với công nghệ làm lõi khô và thiêu kết được làm trên máy tự động cho năng suất và hiệu quả cao.
Công nghệ đúc khuôn cát nhựa
Đây là công nghệ mới với cát đã được nhà máy sử lý bao bọc 1 lớp nhựa. Khi sản xuất đem trộn cát với axit formaldehit, sẽ được khuôn cát nhựa đóng rắn nguội, hoặc khuôn cát đem nung nóng sẽ được khuôn cát nhựa đóng rắn nóng.
Công nghệ đúc Furan
Đây là dây chuyền công nghệ mà các công ty Nhật bản ưa chuộng vì cát sẽ được trộn với nhựa Furan và axit, khuôn sẽ đóng rắn rất tốt, sản phẩm có độ nhẵn bóng bề mặt nhưng vấn đè khó khăn là ô nhiễm môi trường làm việc vì mùi nhựa Furan rất độc.
Ưu và nhược điểm chung của công nghệ đúc trong khuôn kim loại
Ưu điểm:Đúc trong khuôn kim loại là thuật ngữ chỉ một phương pháp sản xuất vật đúc bằng cách rót kim loại lỏng vào khuôn kim loại. Vật đúc đông đặc dưới tác dụng của trọng trường mà không chịu bất kỳ tác động nào khác. Đây là phương pháp rất phổ biến hiện nay do nó có các đặc điểm sau đây:Phương pháp đúc trong khuôn kim loại này giảm được chi phí vì khuôn đúc được sử dụng nhiều lần;
Độ sạch và độ chính xác được nâng cao đáng kể. Điều này sẽ làm giảm khối lượng gia công cơ khí;
Nâng cao độ bền cơ học của vật đúc, đặc biệt là độ bền ở lớp bề mặt tiếp giáp với khuôn kim loại.
Nâng cao sản lượng hàng năm do giảm được kích thước đậu ngót và phế phẩm đúc.
Nâng cao năng suất lao động.
Tiết kiệm diện tích nhà xưởng do không cần chế tạo hỗn hợp làm khuôn và quá trình làm khuôn.
Giảm giá thành sản phẩm.
Dễ cơ khí và tự động hoá, điều kiện vệ sinh lao động tốt.Nhược điểm:
Để có thể đúc trong khuôn đúc kim loại thì việc chế tạo khuôn rất phức tạp và đắt tiền; độ bền khuôn hạn chế khi đúc thép, khó đúc những vật thành mỏng và hình dáng phức tạp; vật đúc có ứng suất lớn do khuôn kim loại cản co mạnh; vật đúc gang dễ bị biến trắng; quy trình đúc phải chặt chẽ.
Tuy có những đặc điểm trên nhưng công nghệ đúc trong khuôn kim loại vẫn được sử dụng rộng rãi để đúc gang, hợp kim và kim loại màu trong sản xuất hàng loạt và loạt lớn bởi vì có những chi tiết không thể chế tạo được nếu không sử dụng khuôn kim loại, ví dụ các tấm lớn thân máy bay, các chi tiết nhỏ nhưng đòi hỏi độ bền cao trong động cơ.