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.
Bạn đang xem: Ưu nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc
* 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 THPT Ninh Châu 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…
Đăng bởi: Đại Học Đông Đô
Chuyên mục: Lớp 11, Công Nghệ 11
Câu hỏi:
Ưu điểm của phương pháp đúc là?
A. Đúc được kim loại và hợp kim
B. Đúc vật có kích thước từ nhỏ đến lớn, từ đơn giản đến phức tạp
C. Độ chính xác và năng suất cao
D. Cả 3 đáp án trên
Đáp án đúng D.
Ưu điểm của phương pháp đúc là đúc được kim loại và hợp kim, đúc vật có kích thước từ nhỏ đến lớn, từ đơn giản đến phức tạp và độ chính xác, năng suất cao, phương pháp đúc được đánh giá về tính linh hoạt trong việc chế tạo sản phẩm từ nhiều loại vật liệu như: kim loại đen [bao gồm: gang, thép,..]
Giải thích lý do vì sao chọn D là đúng.
Phương pháp đúc chính là chế tạo phôi bằng cách nấu chảy kim loại. Tiếp theo, rót kim loại lỏng vừa nấu vào khuôn có sẵn. Kiểu dáng và kích thước của khuôn sẽ theo một tiêu chuẩn nhất định. Sau một khoảng thời gian, khi kim loại đã đông đặc, ta thu được sản phẩm có hình dáng và kích cỡ y hệt như lòng khuôn đúc.
Vật sau khi đúc xong có thể sử dụng ngay thì có tên gọi là chi tiết đúc. Mặt khác, vật đúc cần phải trải qua các công đoạn gia công cơ khí để gia tăng độ chính xác về kích thước và độ bóng thì được gọi là phôi đúc.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình kết tinh vật đúc:
– Ảnh hưởng từ mẻ liệu và các chất trợ dung
Trong thành phần vật liệu nấu, những nguyên tố tạo thành vật đúc. Đồng thời, quá trình gia công này còn có sự “góp mặt” của các tạp chất phi kim dạng xỉ. Những nguyên tố này ở trạng thái dễ phân tán trong kim loại lỏng nhưng không làm thay đổi các thành phần hoá học của nó. Vì vậy, khi rót kim loại lỏng vào khuôn, phi kim có thể trộn lẫn trong vật đúc và sẽ làm thay đổi đặc tính cơ, lý, hoá của vật đúc. Do đó, khi đúc thì bạn cần phải tuân thủ đúng tiêu chí kỹ thuật để khử sạch tạp chất và khí có hại.
– Ảnh hưởng từ nhiệt độ
Nếu nhiệt độ càng cao thì độ tan chảy và khí càng tăng. Do vậy, trước khi tăng nhiệt độ rót thì thợ đúng cần phải khử khí trước khi đun nấu và đúc chân không.
– Ảnh hưởng từ khuôn đúc
+ Đối với khuôn cát: tốc độ nguội diễn ra chậm, dẫn đến quá trình kết tinh mất nhiều thời gian.
+ Khuôn kim loại: Vật đúc nguội nhanh, cơ tính cao nhưng không thể đúc được hợp kim có đặc tính chảy loãng kém.
– Ảnh hưởng từ cơ học
Tác dụng từ cơ học sẽ góp phần làm tăng mầm ký sinh, hạt nhỏ và cơ tính cao nhưng không thích hợp trong việc đúc các hợp kim khó tan chảy.
– Ảnh hưởng của các chất biến tính
Chất biến tính là chất được đưa vào khuôn để làm thúc đẩy quá trình kết tinh. Mục đích của bước này là làm nhỏ hạt kim loại trong quá trình kết tinh. Nhờ đó, hợp kim trở nên đều và đồng nhất hơn.
Ưu điểm của phương pháp đúc:
– Phương pháp đúc được đánh giá về tính linh hoạt trong việc chế tạo sản phẩm từ nhiều loại vật liệu như: kim loại đen [bao gồm: gang, thép,..]; kim loại màu [bao gồm: nhôm, đồng,…] và phi kim loại [thạch cao, xi măng,…].
– Có thể gia công vật đúc có tải trọng từ vài gam đến vài tấn như: bệ máy hay thân máy búa.
– Chế tạo ra vật đúc có kiểu dáng, kết cấu phức tạp mà các phương pháp gia công khác không thể làm được như vỏ động cơ, thân máy,…
– Có thể kết hợp đúc nhiều lớp kim loại trong cùng một vật đúc
– Giá thành phải chăng vì chi phí ít tốn kém, sản xuất linh hoạt và mang đến năng suất cao. Thêm vào đó, phương pháp đúc có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa vô cùng tiện lợi.
– Đúc cũng được ứng dụng trong việc chế tạo sản phẩm phục vụ nghệ thuật, trang trí như: chuông nhà thờ, tượng đài, chân trụ điện,…
Nhược điểm:
– Phương pháp này không được đánh giá cao về tính chính xác của kích thước và độ bóng.
– Hao tốn nhiều kim loại cho hệ thống rót độ dày của vật đúc. Bởi vì, kích cỡ của nó lớn hơn so với phương pháp rèn hoặc hàn.
– Dễ mắc các lỗi như rỗ khí, thiên tích, cháy cát,…
– Mất nhiều công sức nên năng suất đúc trong khuôn cát thường không cao.
Công dụng của phương pháp đúc
– Phương pháp đúc được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp nước ta.
– Thông thường, khối lượng của vật đúc chỉ chiếm từ khoảng 40 – 80% tổng khối lượng máy móc.
– Chế tạo phôi cho công nghiệp sản xuất cơ khí.
– Có thể gia công những chi tiết phức tạp.
– Phương pháp này được ứng dụng để: Sản xuất vật dụng bếp núc [ xoong, chảo,…]; Chế tạo chi tiết máy [Xilanh, bánh răng, nắp hố ga gang, nắp hố ga Composite…]; Chế tạo các mặt hàng thủ công mỹ nghệ,…