Ưu nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

Câu hỏi: Ưu nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

Trả lời: 

* Bản chất: Là rót kim loại vào khuôn, sau khi kim loại lỏng kết tinh và nguội người ta nhận được vật đúc có hình dạng và kích thước của lòng khuôn.

* Ưu điểm:

- Đúc được tất cả các kim loại và hợp kim khác nhau.

- Đúc được các vật có khối lượng, kích thước rất nhỏ và rất lớn.

- Tạo ra được các vật mà các phương pháp khác không tạo ra được (rỗng, hốc bên trong).

- Có nhiều phương pháp đúc có độ chính xác cao, năng suất cao nên giảm được chi phí sản xuất.

* Nhược điểm:

- Tạo ra các khuyết tật như: Rỗ khí, rỗ xỉ, lõm co, vật đúc bị nứt...

Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc nhé

1. Thực chất của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

Đúc là phương pháp chế tạo phôi bằng cách điền đầy kim loại lỏng vào lòng khuôn đúc, sau khi hợp kim đông đặc thì thu được sản phẩm có hình dạng kích thước yêu cầu. Sản phẩm của quá trình đúc được gọi là vật đúc. Vật đúc được đem dùng ngay gọi là chi tiết đúc (ví dụ: Quả tạ, bi nghiền…), vật đúc phải qua các phương pháp gia công tiếp theo gọi là phôi đức hay bán thành phẩm đúc.

2. Đặc điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

– Vật liệu đúc rất rộng rãi (vật liệu nấu chảy được là có thể đúc được) như kim loại, hợp kim, vật liệu phi kim (cao su, chất dẻo, paraphin…).

– Khối lượng, kích thước vật đúc có thể từ rất nhỏ đến rất lớn (từ vài gam đến hàng tấn, từ vài mm đến hàng chục m).

– Vật đúc có hình dáng phức tạp mà phương pháp chế tạo khác khó thực hiện hoặc không chế tạo được.

– Công nghệ đúc đơn giản, trang thiết bị không phức tạp lắm, vốn đầu tư ít, giá thành hạ. Khi sử dụng thiết bị và công nghệ cao cũng có thể tạo ra vật đúc có độ chính xác cao với năng suất cao.

– Vật đúc có nhiều khuyết tật: tổ chức dạng hạt, cơ tính không đồng đều làm giảm khả năng chịu lực; đúc trong khuôn cát có độ nhần và độ chính xác thấp, dễ rỗ khí, rỗ xỉ, lẫn tạp chất, nứt, lượng dư gia công lớn, tốn vật liệu…

Sản xuất đúc có từ rất lâu, ngày càng hoàn thiện hơn để tạo ra vật đúc với hình dáng phức tạp, khối lượng và kích thước lớn, độ chính xác cao. Sản phẩm đúc được dùng nhiều trong các ngành công nghiệp và dân dụng (chi tiết chịu nén, tải trọng tĩnh, tải trọng phức tạp, khối lượng lớn bằng gang, thép…).

3. Đúc trong khuôn kim loại

Thực chất 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.

4. Đúc ly tâm

Đúc ly tâm là phương pháp đúc trong đó kim loại lỏng được đổ vào khuôn quay và chứa đầy khuôn dưới tác dụng của lực ly tâm. Do chuyển động ly tâm làm cho kim loại lỏng lấp đầy khuôn theo hướng xuyên tâm và tạo thành bề mặt tự do của vật đúc, nên có thể thu được lỗ bên trong hình trụ mà không cần lõi, rất hữu ích cho việc loại bỏ khí và vùi trong kim loại lỏng và ảnh hưởng đến quá trình kết tinh của kim loại, do đó cải thiện tính chất cơ học và vật lý của vật đúc.

- Ưu điểm của đúc ly tâm:

+ Hầu như không có tiêu thụ kim loại trong hệ thống gating và hệ thống riser để cải thiện năng suất quá trình.

+ Lõi không thể được sử dụng trong sản xuất vật đúc rỗng, do đó khả năng lấp đầy kim loại có thể được cải thiện đáng kể trong quá trình sản xuất phôi đúc đang phát triển.

+ Đúc có mật độ cao, ít khuyết tật như lỗ thông hơi và bao gồm xỉ, và tính chất cơ học cao.

+ Nó rất dễ dàng để sản xuất đúc kim loại và tay áo đúc kim loại composite.

- Nhược điểm:

+ Có một số hạn chế trong sản xuất vật đúc có hình dạng đặc biệt.

+ Đường kính của lỗ bên trong không chính xác, bề mặt của lỗ bên trong gồ ghề, chất lượng kém và phụ cấp gia công lớn.

+ Phân biệt trọng lực riêng dễ xảy ra trong vật đúc.

5. Đúc áp lực

Khi 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 đúc áp lực chóng bị mài mòn do dòng chảy có áp lực của hợp kim ở nhiệt độ cao.

6. Đúc khuôn mẫu chảy

Đây là một dạng đúc đặc biệt trong khuôn dùng một lần. Thực chất của đúc theo khuôn mẫu chảy tương tự như đúc khuôn cát. Nhưng cần phân biệt hai điểm sau đây:

Lòng khuôn được tạo ra nhờ mẫu là vật liệu dễ bị chảy. Do đó việc lấy mẫu ra khỏi lòng khuôn thực hiện bằng nung chảy mẫu rồi rót ra theo hệ thống rót.

Vật liệu chế tạo khuôn bằng chất liệu đặc biệt nên chỉ cần độ dày nhỏ (6¸8mm) nhưng rất bền, thông khí tốt, chịu nhiệt.

Những đặc điểm của đúc theo khuôn mẫu chảy là:

- Ưu điểm:

+ Vật liệu đúc có độ chính xác cao nhờ lòng khuôn không phải lắp ráp theo mặt phân khuôn, không cần chế tạo thao riêng.

+ Độ nhẵn bề mặt bảo đảm do bề mặt lòng khuôn nhẵn, không cháy khuôn …

+ Vật đúc có thể là vật liệu khó nóng chảy, nhiệt độ rót cao.

- Nhược điểm:

+ Quy trình chế tạo một vật đúc gồm nhiều công đoạn nên năng suất không cao. Do vậy người ta phải cần cơ khí hóa hoặc tự động hóa quá trình sản xuất.

+ Đúc theo khuôn mẫu chảy chỉ thích hợp để chế tạo các vật đúc với kim loại quý cần phải tiết kiệm, những chi tiết đòi hỏi chính xác cao…