Khuôn đúc là gì

Đúc trong khuôn cát, phương pháp có từ lâu đời ngành cơ khí.

Đúc trong khuôn cát là dạng đúc phổ biến. Khuôn cát là loại khuôn đúc một lần [chỉ rót một lần rồi phá khuôn]. Vật đúc tạo hình trong khuôn cát có độ chính xác thấp, độ bóng bề mặt kém, lượng dư gia công lớn, nhưng khuôn cát có ưu điểm là tạo ra vật đúc có kết cấu phức tạp, khối lượng lớn và giá thành khuôn thấp.

1.Sơ đồ sản xuất vật đúc trong khuôn cát.

Quá trình sản xuất vật đúc trong khuôn cát có thể tóm tắt như sau:

- Bộ phận kỹ thuật căn cứ theo bản vẽ chi tiết để lập ra bản vẽ vật đúc, mẫu, hộp lõi.

- Căn cứ vào bản vẽ để chế tạo bộ mẫu gồm: mẫu đúc để tạo ra lòng khuôn mang hình dáng bên ngoài của vật đúc; hộp lõi để chế tạo lõi tạo ra hình dáng bên trong của vật đúc, mẫu hệ thống rót để tạo ra đậu hơi, đậu ngót dùng để dẫn kim loại lỏng và thoát khí cho khuôn.

- Lắp ráp khuôn.

- Bộ phận nấu chảy kim loại lỏng phải phối hợp nhịp nhàng với quá trình làm khuôn, lắp ráp khuôn để tiến hành rót kim loại lỏng vào khuôn kịp thời.

- Sau khi kim loại đông đặc, vật đúc được hình thành trong khuôn, tiến hành phá khuôn, lõi, làm sạch vật đúc, kiểm tra vật đúc bằng thủ công hoặc bằng máy.

- Kiểm tra vật đúc về hình dáng, kích thước, chất lượng bên trong.

2.Các bộ phận khuôn cát.

3.Thành phần của hỗn hợp làm khuôn

a. Thành phần

Hỗn hợp làm khuôn, thao [lõi] bao gồm: cát, đất sét, chất dính kết và chất phụ.

- Cát: cát là thành phần chủ yếu của hỗn hợp làm khuôn, thao. Thành phần hóa học chủ yếu của cát là SiO2 [thạch anh], ngoài ra còn có một ít đất sét và tạp chất khác.

- Đất sét: thành phần chủ yếu là cao lanh có công thức là mAl2O3.n SiO2.qH2O. Ngoài ra còn có một số tạp chất khác như CaCO3, Fe2O3, Na2CO3. Khi lượng nước thích hợp đất sét dẻo và dính, khi sấy khô độ bền tăng nhưng giòn, dễ vỡ.

- Chất kết dính: là những chất được đưa vào hỗn hợp để tăng độ dẻo, độ bền của nó.

- Những chất kết dính: thường dùng như dầu thực vật [dầu lanh, dầu bông, dầu trẩu], các chất hòa tan trong nước [đường, mật mía, bột hồ, các chất dính kết hóa cứng [nhựa thông, ximăng, bã hắc ín] và nước thủy tinh [là dung dịch silicat Na2O.nSiO2.mH2O hoặc K2O.nSiO2.mH2O].

- Chất phụ: là những chất đưa vào để tăng tính lún, tính thông khí, tăng độ bóng bề mặt khuôn, thao và tăng khả năng tính chịu nhiệt của hỗn hợp. Chất phụ gồm hai dạng sau đây:

- Những chất phụ trộn vào hỗn hợp như mùn cưa, rơm rạ, bột than nhờ nhiệt độ của kim loại lỏng khi rót vào khuôn chúng bị cháy tạo nên các khỏang trống trong hỗn hợp làm tăng độ xốp, độ lún và khả năng thoát khí của hỗn hợp.

- Chất sơn khuôn có thể dùng bột graphit, bột than, nước thủy tinh, bột thạch anh hoặc dung dịch của chúng với đát sét sơn lên bề mặt khuôn, thao để tăng độ bóng, tính chịu nhiệt của chúng.

Đem trộn các vật liệu trên theo tỷ lệ nhất định phụ thuộc vào vật liệu, khối lượng vật đúc ta được hỗn hợp làm khuôn và thao.

b. Phân loại

Hỗn hợp làm khuôn chia làm hai loại:

- Cát áo dùng để phủ sát mẫu khi làm khuôn nên phải có độ bền, độ dẻo cao và bền nhiệt, vì lớp cát này tiếp xúc trực tiếp với kim loại lỏng. Cát áo thường được làm bằng vật liệu mới và chiếm khỏang 10 - 15% lượng cát làm khuôn.

- Cát đệm dùng để đệm cho phần khuôn còn lại nhằm làm tăng độ bền của khuôn. Cát đệm không yêu cầu cao như cát áo nhưng phải có tính thông khí mạnh. Thường dùng cát cũ để làm cát đệm và chiếm khỏang 55 - 90% tổng lượng cát khuôn.

Tỷ lệ các vật liệu trong hỗn hợp làm khuôn tùy thuộc vật liệu, trọng lượng vật đúc nhưng nói chung cát chiếm khỏang 70 - 80%, đất sét khỏang 8 - 20%. So với hỗn hợp làm khuôn, hỗn hợp làm thao yêu cầu cao hơn, vì thao làm việc ở điều kiện khắc nghiệt hơn, do đó thường tăng lượng thạch anh [SiO2] có khi tới 100%, giảm tỷ lệ đất sét, chất dính kết, chất phụ và phải sấy thao.

4. Kết luận

Đúc khuôn các là phương pháp có từ lâu đời, nhưng vì những ưu điểm của nó mà trong ngành công nghiệp cơ khí vẫn được sử dụng phổ biến rộng rãi.

Được các xưởng đúc, gia công chế tạo ngành cơ khí không ngừng phát triển tối ưu nhất, hiện nay nước ta vẫn còn nhiều xưởng lớn nằm trong những khu công nghiệp, khu chế xuất lớn như: Khu công nghiệp Sóng Thần ơt Tp. HCM, khu công nghiệp Linh Trung,...Các sản phẩm đúc ngày càng đa dạng, yêu cầu kỹ thuật cao, ứng dụng rộng rãi, phổ biến.

Nguồn nhân lực cho ngành đúc khá hạn chế, vì những tính chất độc hại đặc thù của nó, những phụ gia, hơi thép, kim loại kèm theo rất độc ảnh hưởng đến sức khỏe người thợ, vì lẽ đó khi thực hiện đúc phải trang bị bảo hộ, đảm bảo an toàn lao động cho người thợ.

Đúc cơ khí, đúc chi tiết máy là một ngành truyền thống tại Việt Nam. Qua các giai đoạn, nhiều phương pháp đúc ra đời nhằm đáp ứng những yêu cầu kỹ thuật khác nhau.

Đúc khuôn cát là một phương pháp đúc rất phổ biến gần như được sử dụng ở hầu hết các xưởng đúc cơ khí hiện nay. Vậy chính xác đúc khuôn cát tươi là gì? Quy trình công nghệ đúc khuôn cát tươi bao gồm những bước nào?

Hãy cùng cơ khí Quốc Dương tìm hiểu chi tiết ở bài viết dưới đây.

1. Khái niệm đúc trong khuôn cát

Đúc trong khuôn cát [sand casting] là phương pháp đúc sử dụng khuôn làm bằng cát để đúc. Khuôn cát chỉ sử dụng một lần. Tức chỉ rót kim loại lỏng vào khuôn, sau đó để nguội và lấy vật đúc ra khỏi khuôn bằng cách phá khuôn.

Nếu muốn tìm hiểu thêm về công nghệ đúc nhôm áp lực, mời bạn ghé đọc ở bài viết này nhé!

2. Tổng quan quy trình đúc trong khuôn cát tươi

Bộ phận kỹ thuật căn cứ theo bản vẽ chi tiết, lập ra bản vẽ đúc. Trong đó có các thông số về mặt phân khuôn, lõi, độc dốc đúc, lượng dư gia công, dung sai, độ co ngót của kim loại khi đông đặc

Bộ mẫu là một số các mẫu khác nhau như: tấm mẫu, mẫu hệ thống rót, đậu ngót. Mẫu đúc và lõi là hai bộ phận chủ yếu. Hộp lõi dùng để làm lõi nếu có. Mẫu, hộp lõi thường làm bằng chất liệu gỗ.

Khuôn, mẫu, hộp lõi thường làm thành hai nửa lắp lại với nhau bằng các chốt định vị.

Khuôn đúc và lõi được sấy khô để tăng cơ tính và khả năng thông khí.

Bộ phận nấu chảy kim loại phải phối hợp nhịp nhàng với quá trình làm khuôn, lắp ráp khuôn để tiến hành rót kim loại lỏng kịp lúc.

Sau khi kim loại đông đặc, vật đúc được hình thành trong khuôn. Cần tiến hành phá lõi kiểm tra vật đúc thủ công hoặc bằng máy.

3. Chế tạo mẫu và hộp lõi trong công nghệ đúc khuôn cát tươi

3.1. Cấu tạo bộ mẫu

Bao gồm các bộ phận:

• Mẫu để tạo lòng khuôn
• Mẫu của hệ thống đậu rót, đậu hơi
• Tấm mẫu để làm khuôn

3.2. Vật liệu làm mẫu và bộ lõi

• Gỗ [chủ yếu]
• Kim loại: hợp kim nhôm đúc, hợp kim silumin, gang, thép, đồng
• Nhựa
• Làm bằng thạch cao
• Xi măng

3.3. Yêu cầu của bộ mẫu

• Bền, không thấm nước, không co giãn
• Có độ bóng, độ chính xác cao
• Làm mẫu được nhiều lần.
• Dễ gia công

4. Chế tạo vật liệu làm khuôn và lõi

4.1. Yêu cầu kỹ thuật của vật liệu làm khuôn

Độ bền: chịu được tác dụng của ngoại lực trong khi khuôn và lõi không bị phá hủy. Muốn vậy hạt cát phải nhỏ, hàm lượng đất sét và chất dính cao, độ đầm chặt phải phù hợp.

Tính dẻo: khả năng tạo thành lòng khuôn khi lấy mẫu khỏi khuôn. Tính dẻo sẽ tăng lên khi hàm lượng nước chiếm 8%, thành phần đất sét và chất kết dính tăng.

Tính lún [co bóp]: khả năng giảm thể tích của hỗn hợp khi có ngoại lực tác dụng.

Tính thông khí: khả năng thoát khí ra ngoài thông qua hỗn hợp, tránh gây hiện tượng rỗ khí trong vật đúc.

Tính bền nhiệt: khả năng làm việc ở nhiệt độ cao mà không nóng chảy, không biến dạng, đảm bảo được hình dáng và kích thước vật đúc.

Độ ẩm: lượng nước trong hỗn hợp không được cao trên 8%, đảm bả độ dẻo và độ bền cần thiết.

Tính bền lâu: khả năng sử dụng lại hỗn hợp nhiều lần mà tính chất hỗn hợp vẫn không thay đổi, vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

4.2. Vật liệu làm khuôn và lõi

Cát: thường sử dụng cát núi hoặc cát sông

Đất sét: có đặc tính dẻo, dính khi có lượng nước thích hợp. Khi nung nóng độ bền tăng nhưng giòn, dễ vỡ. Khi rót kim loại ở nhiệt độ cao vào không bị cháy.

Chất kết dính: thường dùng các loại dầu thực vật, nước đường, kiềm sunfat, Những chất này được cho vào để tăng độ dẻo của hỗn hợp.

Chất phụ gia: được bổ sung vào hỗn hợp để tăng tính lún, thông khí và làm nhẵn bề mặt.

Rơm vụn, mùn cưa, bột than thường được dùng để tăng tính lún, thông khí. Còn để tăng tính nhẵn bóng bề mặt sẽ dùng bột than, bột thạch anhlàm thành lớp sơn khuôn.

4.3. Hỗn hợp làm khuôn

Có hai loại là cát áo và cát đệm.

Cát áo: lớp cát nhỏ mịn, được rắc đều lên vật mẫu mục đích là tạo độ nhẵn bóng cho bề mặt khuôn sau khi lấy vật mẫu ra khỏi khuôn. Nhờ đó vật đúc cũng có độ nhẵn bề mặt cao.

Cát đệm: kích thước lớn hơn cát áo, dùng để điền đầy phần khuôn còn lại. Lớp cát này không tiếp xúc với vật mẫu.

5. Quy trình các bước đúc trong khuôn cát tươi

Sau khi chuẩn bị được vật mẫu và hộp lõi, khuôn đậu rót hơi, vật liệu làm khuôn, kim loại rót, người thợ sẽ tiến hành đúc vật đúc.

Bước 1: Đặt một nửa hòm khuôn lên một mặt phẳng sau đó đặt vật mẫu vào.

Bước 2: Rắc lớp cát áo mỏng lên đều bề mặt vật mẫu.

Bước 3: Tiếp tục rắc thêm cát đệm đến khi điền đầy hòm khuôn. Tiến hành dùng chày đầm thật chặt, tiếp tục cho thêm cát đệm vào và đầm chặt. Sau đó dùng thước thẳng gạt bỏ phần thừa trên mặt khuôn để được mặt phẳng của khuôn.

Bước 4: Lật nửa hòm khuôn lại.

Bước 5: Đặt nửa hòm khuôn trên lên nửa hòm khuôn dưới, dùng chốt định vị hai nửa hòm khuôn.

Bước 6: Đặt khuôn đậu rót, đậu hơi vào để định vị, định vị hệ thống cấp kim loại [hệ thống rót, đậu ngót] và thoát khí [đậu hơi].

Bước 7: Tiếp tục rắc một lớp cát mỏng, đều lên bề mặt còn lại của vật mẫu.

Bước 8: Tiếp tục rắc thêm cát đệm đến khi điền đầy hòm khuôn ta và dùng chày đầm thật chặt. Tạo rãnh xung quanh lỗ rót, lỗ thông hơi để rút ống rót và ống thông hơi dễ dàng. Chú ý phải xăm các lỗ nhỏ trên mặt hòm khuôn để thông hơi được dễ dàng.

Bước 9: Tháo chốt định vị và tháo nửa hòm khuôn ra. Tiến hành tạo rãnh để dẫn kim loại lỏng từ lỗ rót vào khuôn.

Bước 10: Rút vật mẫu ra khỏi hòm khuôn.

Bước 11: Ráp hai nửa hòm khuôn lại và dùng chốt định vị hai nửa hòm khuôn lại.

Bước 12: Rót kim loại lỏng sau khi nung nóng chảy vào khuôn tại lỗ rót. Chú ý rót từ từ để kim loại không chảy ra ngoài và không tạo rỗ khí.

Bước 13: Đợi kim loại nguội. Sau đó tháo chốt định vị và lấy vật ra tiếp tục để nguội.

Cuối cùng đem sản phẩm sau khi đúc đi gia công đậu ngót, đậu rót, lượng dư gia công để có sản phẩm mong muốn đạt yêu cầu kỹ thuật.

Để có cái nhìn trực quan hơn, hãy cùng xem ở video minh họa dưới đây nhé!

Lời kết: Cơ khí Quốc Dương hy vọng bài viết đã giúp bạn đọc có thêm nhiều kiến thức hữu ích về phương pháp đúc trong khuôn cát tươi.

Nếu bạn quan tâm đến một số sản phẩm đúc trong khuôn cát tươi, hãy ghé ngay website để tham khảo nhé!

Quý khách hàng tại Hải Phòng và trên cả nước quan tâm dịch vụ đúc kim loại, gia công cơ khí chính xác và sản xuất kết cấu thép không gỉ, hãy liên hệ ngay đến cơ khí Quốc Dương qua hotline hoặc địa chỉFanpage. Chúng tôi là đơn vị uy tín hàng đầu trong lĩnh vực tại Hải Phòng, cam kết đem đến cho khách hàng trải nghiệm dịch vụ và sản phẩm tốt nhất!

CÔNG TY TNHH CƠ KHÍ QUỐC DƯƠNG

ĐỊA CHỈ:

Nhà máy:Km 88, Quốc Lộ 5 mới, KCN Nam Sơn, xã Nam Sơn, huyện An Dương, Hải Phòng

HOTLINE:02253.970.745

EMAIL:

WEBSITE://cokhihaiphong.vn/

FANPAGE://www.facebook.com/cokhiquocduong

Maps://goo.gl/maps/8gysCgekqAi8utrs7

Video liên quan