Bài giảng Công nghệ đúc - Bài: Đúc trong khuôn cát-sét

ĐÚC TRONG KHUÔN

CÁ T-SÉ T

1. Mở đầu

• Đúc trong khuôn cát-sé t: là phương

pháp đúc mà khuôn đúc được chế tạo

bằng HHLK và HHLR có thành phần chủ

yếu là cá t và sé t

1.1.Quá trình đúc trong khuôn cát

Gồm 3 giai đoạn chính:

1. Giai đoạn trước khi đúc:

- Thiết kế đúc

- Chế tạo bộ mẫu; chế tạo hòm khuôn

- Chuẩn bị HHLK, HHLR

- Chế tạo khuôn, ruột

- Sấy khuôn, ruột

- Rá p khuô n

1.1.Quá trình đúc trong khuôn cát

2. Giai đoạn đúc:

- Nấu luyện HK đúc

- Rót khuôn; để nguội khuôn

3. Giai đoạn sau đúc:

- Phá dỡ khuôn

- Làm sạch vật đúc

- Gia công cơ khí

- Nhiệt luyện; sơn, mạ …

- Kiểm tra sản phẩm

Quá trình sản xuất đúc trong

khuô n cá t

Hỗn hợp

làm khuô n

Mẫu đúc

Hộp lõi

Hỗn hợp

Nhiên liệu

Lò đúc

Nguyên liệu

kim loại

làm lõ i

Làm

khuô n

Nấu kim

Làm lõ i

loại

Sấy

khuô n

Khuô n khô

Sấy lõi

Biến tính

Lắp ráp khuôn, lõi

Khuôn tươi

Ró t khuô n

Ph khuô n, lõ i

Làm sạch vật đúc

Kiểm tra

Phế phẩm

Vật đúc

1.2. Đặc điểm khuôn cát - sé t

Ưu điểm

• Có khả năng tạo hình các vật đúc lớn, phức tạp

• Phù hợp với tất cả các loại hình sản xuất

• Trang thiết bị, công nghệ đơn giản, chi phí thấp

• HHLK tái sử dụng nhiều lần

Nhược điểm

• Năng suất thấp

• Độ chính xác và độ bóng bề mặt vật đúc thấp

• Lượng dư gia công lớn  tiêu tốn nhiều kim

loại, chi phí gia công cắt gọt lớn

1.3. Phạm vi sử dụng

• Dùng trong sản xuất đơn chiếc, loạt nhỏ,

loạt lớn; sản phẩm yêu cầu chất lượng bề

mặt không cao

• Dùng trong sản xuất các vật đúc lớn, hình

dạng phức tạp mà nếu đúc bằng các

phương pháp khác (đúc trong khuôn kim

loại tĩnh, đúc áp lực …) sẽ khó gia công

khuô n, chi phí cao

2. Các loại khuôn cát – sé t

2.1. Khuô n cá t – sét tươi

2.1.1. Đặc điểm chung

• Là khuô n cá t-sét không qua sấy

• Chu kỳ sản xuất ngắn, giá thành thấp

• Dễ cơ khí hóa

• Dễ phá khuôn

• Do độ ẩm cao, độ bền thấp → dễ gây rỗ khí, vỡ

cát, biến dạng khuôn khi đúc các vật đúc lớn

• Dùng đúc các vật đúc nhỏ, không yêu cầu cao

về chất lượng

2.1.2. Đặc điểm kỹ thuật cần quan tâm

• Do lượng sét và nước trong HHLK ít →

HHLK kém dẻo. Cần chú ý chống mất ẩm

(tránh rã cát ở bề mặt khuôn) nhưng vẫn

bảo đảm ít ẩm

• Cát phải có cỡ hạt nhỏ → đủ bền, bề mặt

vật đúc nhẵn

2.1.3. Biện pháp đảm bảo chất lượng

• Tăng bền cho HHLK:

- Dùng sét có độ dính kết cao

- Xử lý hoạt hóa sét

- Dùng thêm chất dính hữu cơ: nước bả

giấy, mật mía …

• Cho thêm dextrin vào HHLK để giữ ẩm

• Dùng khuôn cao áp (ép dưới áp lực cao)

2.2. Khuô n khô

2.2.1. Đặc điểm chung

• Do được sấy nên khuôn bền

• Độ ẩm thấp nên vật đúc ít bị rỗ khí

• Chu kỳ sản xuất dài, tốn kém: 150 –

450⁰C trong 8 – 48 giờ

• Khuôn có thể bị biến dạng, nứt do sấy

• Khó phá khuô n

• Dùng đúc các vật đúc lớn, vật đúc có yêu

cầu cao

2.2.2. Đặc điểm KT cần quan tâm

• HHLK dùng nhiều sét và nước hơn so với

khuôn tươi → HHLK dẻo, dễ giã chặt, dễ

sửa

• Cho phép dùng cát cỡ hạt to hơn (không

kén như khuôn tươi). Phải chú ý sơn

khuôn tốt

• Phải sấy khuôn đúng kỹ thuật

2.3. Khuôn sấy bề mặt

2.3.1. Đặc điểm chung

• Khuôn chỉ được sấy khô vài cm ở lớp bề mặt rồi

ráp khuôn rót ngay. Đây là xu hướng công nghệ

chủ yếu cho các sản phẩm đúc lớn

• Giữ được ưu điểm của khuôn tươi: ít tốn kém,

dễ phá khuôn, chu kỳ sản xuất ngắn nhưng vẫn

bảo đảm độ bền

• Chất lượng VĐ tốt nếu sấy xong rót khuôn ngay

• Khi sấy, ngay sau lớp bề mặt đã khô hình thành

vùng ngưng tụ hơi nước có độ ẩm cao hơn

trung bình của khuôn. Nếu để khuôn đủ lâu, lớp

cát khô bề mặt bị hút ẩm lại

2.3.2. Đặc điểm KT cần quan tâm

• Thành phần HHLK gần giống khuôn tươi:

ít sét, độ ẩm phải khống chế chặt chẽ

• Có thể thêm các chất phụ gia hữu cơ có

khả năng đông rắn dưới tác dụng nhiệt:

nước bã giấy, bột bitum …

• Có thể sấy khuôn bằng các cách sau:

- Sơn tự cháy (lớp khô 1-4mm)

- Mỏ đốt dùng dầu, gas …

- Lò sấy di động

2.4. Khuôn bán vĩnh cửu

2.4.1. Đặc điểm chung

• Khuôn làm bằng hỗn hợp cát đặc biệt và

có lượng sét nhiều, qua nung có thể đúc

5-100 lần

• Độ bền khuôn cao

• Rút ngắn thời gian sản xuất

• Tiết kiệm VLLK và diện tích xưởng

• Dùng đúc các chi tiết lớn có hình dạng

đơn giản: chảo gang, ống, bệ máy …

2.4.2. Đặc điểm KT cần quan tâm

• Lượng sét nhiều: 20-30%

• Khi làm khuôn cần giã chặt, có dùng

xương

• Phải nung sấy kỹ:

- Hong gió 5 – 15 giờ, thậm chí cả tuần

- Sấy 300-400⁰C trong 10-15 giờ

- Sửa chỗ nứt và sấy tiếp trong 8-10 giờ

- Sơn bề mặt rồi sấy lại

2.5. So sánh các loại khuôn

Chỉ Khuô n Khuô n Khuô n Khuô n bá n

tiêu so tươi

khô

sấy bề vĩnh cửu

mặt

sá nh

Khuô n

Khuôn sấy Khuôn sấy Khuô n được

khô ng sấy kỹ trước khi bề mặt

nung để sử

trước khi dụng nhiều lần

ró t

Thấp

Cao

Cao ở lớp Rất cao

bề mặt

Độ bền

Cá t: chú ý Cá t: cho

Cá t: chú ý Cá t: cho phé p

HHLK

độ hạt; sét: phép hạt to; độ hạt; sét: hạt to, loại đặc

í t (4-6%) sé t: 10-15% í t (4-6%) biệt; sét: 20-

30%

2.5. So sánh các loại khuôn

Chỉ Khuô n Khuô n Khuô n Khuô n

tiêu so tươi

khô

sấy bề bán vĩnh

sá nh

mặt

cửu

Dễ bị rỗ khí Ít bị rỗ khí Cần rót

Thời gian

Đặc

điểm

ngay sau sấy rất dài

khi sấy; sấy

Biến dạng Biến dạng

khi đúc VĐ khi sấy

ngắn

lớn

Vật đúc nhỏ, Vật đúc

khô ng yêu trung bì nh, nhỏ, trung đơn giản

Sấy dài

Vật đúc

Vật đúc lớn,

Ứng

dụng

cầu cao

lớn

bì nh

Rẻ nhất

Cao nhất Thích hợp Thích hợp

Chi

phí

3. Chế tạo khuôn

3.1. Dụng cụ làm khuôn

Hòm khuôn cơ bản

• Hò m khuô n trên

• Hòm khuôn dưới

• Hòm khuôn giữa

• Chốt định vị

• Kích thước nhỏ: dưới

800 mm

• Gỗ, kim loại

Hòm khuôn lớn

• Thanh ngang, xương

tăng bền

• Hợp kim nhôm đúc,

gang đúc, thép hàn