Bài giảng Công nghệ đúc - Chương 4: Một số phương pháp đúc (Phần 2: Đúc trong khuôn kim loại)

Bài giảng Công nghệ đúc - Chương 4: Một số phương pháp đúc (Phần 2: Đúc trong khuôn kim loại) cung cấp cho học viên những kiến thức về đúc trong khuôn kim loại, sự hình thành vật đúc, khuôn kim loại, ruột cho khuôn kim loại, một số vấn đề về công nghệ, trình tự thiết kế đúc,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Công nghệ đúc - Chương 4: Một số phương pháp đúc (Phần 2: Đúc trong khuôn kim loại) CHƢƠNG 4 MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP ĐÚC PHẦN 2 ĐÚC TRONG KHUÔN KIM LOẠI PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 1 Từ khóa - Permanent casting - Permanent mold casting - Gravity die casting PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 2 1. MỞ ĐẦU  Khuôn bằng kim loại, sử dụng Ruoät kim loaïi nhiều lần 2 nöûa khuoân  KL lỏng điền đầy khuôn nhờ lực trọng trường PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 3 1.1. Sơ lƣợc quy trình công nghệ  Sơn khuôn  Lắp ruột  Kẹp chặt 2 nửa khuôn  Nung nóng khuôn  Rót kim loại  Làm nguội khuôn  Mở khuôn, lấy vật đúc  Làm sạch vật đúc PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 4 1.2. So sánh với khuôn cát KL lỏng được làm nguội nhanh hơn Độ thông khí kém hơn Độ bền khuôn tốt hơn Khuôn không có khả năng co bóp   Ứng suất đúc, rỗ khí, biến đổi tổ chức ở lớp bề mặt  Vật đúc dễ đông đặc có hướng PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 5 1.3. Ƣu điểm  Về chất lượng vật đúc: - Chất lượng bề mặt cao; cấu trúc hạt ở lớp vỏ bề mặt nhỏ mịn - Độ chính xác vật đúc cao  Về tính kinh tế & công nghệ: - Hầu như không sử dụng HHLK  giảm nguyên công chuẩn bị & xử lý HHLK - Năng suất cao; dễ cơ khí hóa & tự động hóa  Có thể điều chỉnh quá trình làm nguội khuôn  điều chỉnh quá trình truyền nhiệt từ KL lỏng qua thành khuôn  điều chỉnh quá trình đông đặc của vật đúc để đạt tổ chức & cơ tính cần thiết PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 6 1.4. Nhƣợc điểm Vật đúc dễ bị nứt, cong vênh, ứng suất do nguội nhanh, bị cản co Đối với những 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 khuôn cao, thời gian chuẩn bị sản xuất dài, yêu cầu cao về trình độ quản lý PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 7 1.5. Phạm vi sử dụng Sản lượng vật đúc phải đủ cao Đúc được các HK: chì, kẽm, nhôm, đồng, gang, thép … Vật đúc có hình dạng không quá phức tạp Chiều dày thành vật đúc: min 3mm, max 50mm Khối lượng vật đúc: 0,1 – 100 kg PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 8 1.5. Phạm vi sử dụng  Sand casting: đúc trong khuôn cát  Plaster casting: đúc trong khuôn thạch cao  Permanent casting: đúc trong khuôn kim loại tĩnh  Die casting: đúc áp lực PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 9 1.5. Phạm vi sử dụng KHUOÂN KIM LOAÏI KHUOÂN CAÙT - SEÙT PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 10 1.5.Phạm vi sử dụng PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 11 1.5. Phạm vi sử dụng PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 12 2. SỰ HÌNH THÀNH VẬT ĐÚC 2.1.Trƣờng nhiệt độ trong khuôn • Truôøng nhieät ñoä heä vaät ñuùc – lôùp sôn khuoân – T khuoân kim loaïi T1bd T1 – nhieät ñoä kll ôû taâm T1 T1bm – nhieät ñoä kll ôû beà maët vaät ñuùc 1 T1bm T2’bm– nhieät ñoä maët trong khuoân q T2’bm  2 T2bm – nhieät ñoä maët ngoaøi khuoân T2bm T2bd T1bd – nhieät ñoä ban ñaàu cuûa vaät ñuùc T2bd – nhieät ñoä ban ñaàu cuûa khuoân X X1, X2, X3 – chieàu daøy töông öùng X1 X2 cuûa nöûa vaät ñuùc, thaønh khuoân, lôùp X3 sôn khuoân PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 13 2.1.Trƣờng nhiệt độ trong khuôn 1 1  X2 X3 X khí 1    2 3  khí 2 1 - heä soá toûa nhieät töø vaät ñuùc ra moâi tröôøng  Thay ñoåi loaïi sôn (3), chieàu daøy lôùp sôn (X3); vaät lieäu, làm nguội cưỡng bức khuôn (2) vaø chieàu daøy (X2) thaønh khuoân ñeå ñieàu chænh toác ñoä truyền nhieät töø vaät ñuùc. PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 14 2.1. Sự hình thành khe hở khí Luôn tồn tại khe hở khí giữa vật đúc và khuôn Khe hở: sự co của vật đúc, dãn nở nhiệt & biến dạng của khuôn Khí: sản phẩm cháy của sơn khuôn, HHLR, thoát ra từ vật đúc PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 15 2.1. Sự hình thành khe hở khí Khe hở khí: nhiệt trở lớn, hệ số truyền nhiệt thấp  tăng mạnh trở nhiệt giữa vật đúc và khuôn  Tạo khe hở khí nhân tạo: - Ngăn ngừa một số khuyết tật đúc - Nâng cao tuổi thọ khuôn PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 16 2.3. Làm nguội khuôn Mục đích: - Giảm nhiệt độ làm việc bề mặt khuôn - Làm tăng tốc độ nguội của vật đúc trong khuôn - Giảm chu trình nhiệt (nung – làm nguội) của khuôn PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 17 2.3. Làm nguội khuôn Làm nguội: tự nhiên (nguội trong không khí), cưỡng bức (làm nguội bằng không khí nén, nước, dầu …) Làm nguội cưỡng bức: điều khiển quá trình hình thành vật đúc PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 18 2.4. Làm nguội khuôn PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 19 3. KHUÔN KIM LOẠI 3.1. Yêu cầu đối với khuôn KL Bố trí được HTR trong khuôn Thoát được khí qua hệ thống thoát khí Dễ lấy vật đúc ra khỏi khuôn Bảo đảm chế độ nhiệt của khuôn trong quá trình công nghệ Giảm khả năng xuất hiện ứng suất trong khuôn Dễ cơ khí hóa, tự động hóa PGS.TS. NGUYỄN NGỌC HÀ 20 ...