c1- kn chung ve sx duc

DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


Chương 1: Khái niệm về sản xuất đúc
1.1 .Định nghĩa, đặc điểm và quá trình sản xuất đúc
1.2. Cấu tạo các bộ phận phơi đúc
1.3 . Sự hình thành vật đúc trong khuôn đúc
1.4. Tổ chức kim loại vật đúc

DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


1.1. Định nghĩa, đặc điểm và quá trình sản xuất đúc
 Định nghĩa:
 Đúc là phương pháp chế tạo phôi bằng cách nấu
chảy vật liệu-> sau đó rót vào lịng khuôn -> sau
khi đông đặc ta được vât đúc
 Ưu điểm:
•

•
•

Đúc được nhiều KL và hợp kim
Kết cấu đa dạng
Hiệu quả kinh tế cao

 Nhược điểm:
•

•

Bề mặt chất lượng thấp
Tồn tại khuyết tật trong lịng vật đúc

Tại sao cơng nghệ đúc vẫn được sử dụng phổ biến hiện nay?

DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


1.1. Định nghĩa, đặc điểm và quá trình sản xuất đúc
Công nghệ đúc khuôn cát
Chế tạo bộ mẫu

Chế tạo hỗn hợp
làm khuôn

Chế tạo hỗn hợp
làm thao

Nấu kim loại
(Hợp kim)

Làm khuôn

Làm thao (lõi)

RĨT
(Sấy khn)

(Sấy thao (lõi))

Lắp Khn và
Thao

Dỡ khn →
Vật đúc

DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Tháo thao

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Làm sạch

Tel.: +84. (04). 8692204

Kiểm tra

1.1. Định nghĩa, đặc điểm và quá trình sản xuất đúc
Công nghệ đúc khác

Đúc khuôn kim loại
(permanent mold casting)

Đúc khuôn mẫu chảy
(investment casting)

Đúc áp lực
(pressure casting)

Đúc trong khuôn vỏ mỏng
(shell mold casting)

Đúc liên tục
(continous casting)

Đúc ly tâm
(centrifugal casting)

Khuôn kim loại
Tùy thuộc vào cơng nghệ đúc mà quy trình, cách chế tạo khn có thể khác nhau,
>> từ đó vật đúc thiết kế cũng có một số sự thay đổi
>> Tổ chức kim loại thay đổi >> cơ tính của sản phẩm thay đổi
DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


1.2. Cấu tạo các bộ phận của phôi đúc
 Kết cấu vật đúc tác động đến cách làm khuôn, sự kết tinh kim loại,

sự hình thành tổ chức và khuyết tật.
 Kết cấu đúc hợp lý tạo chất lượng sp cao, giá thành hạ, gia công

cắt gọt dễ dàng.
 Bộ phận chịu lực và lắp

ghép

 Bộ phận chịu lực và lắp ghép

 Các bộ phận liên kết: thành vách,

gân

DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


1.2. Cấu tạo các bộ phận của phôi đúc
 Yêu cầu của kết cấu đúc:
 Đảm bảo quá trình làm khuôn, lõi thuận tiện

 Dễ dàng xác định được vị trí lịng khn>> kết tinh tốt
 Đảm bảo q trình gia cơng cắt gọt thuận lợi
 Đảm bảo cơ tính của vật đúc

DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


1.2. Cấu tạo các bộ phận của phôi đúc
Chỉ tiêu:
Khối lượng
Độ phức tạp của kết
cấu

Trung bình (Kg)

Lớn( Kg)

rất lớn (Kg)

100- 500

500-5000

>5000

Tùy thuộc vào tỉ số F/ V

Trong đó F là diện thích bề mặt của vât đúc
V là thể tích của vật đúc
F/V càng lớn -> kết cấu càng phức tạp, lắm gân gờ
Ví dụ :

Kết cấu đúc hợp lý tạo chất lượng sp cao, giá thành hạ, gia công cắt gọt dễ dàng

DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


1.3. Sự hình thành vật đúc trong khn (tiếp)
 Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình kết tinh của kim

loại, hợp kim
 Tính chất lý nhiệt và nhiệt đợ rót của hợp kim đúc.
 Tính chất lý nhiệt của vật liệu khuôn.
 Công nghệ đúc.

Tại sao lại phải quan tâm tới quá trình kết tinh của kim loại, hợp kim ?

DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204

1.3. Sự hình thành vật đúc trong khn (tiếp)
Bắt đầu kết tinh – tạo hạt (tâm hạt)
T

- có thể là các phân tử tạp chất
khơng nóng chảy như bụi tường lị,
chất sơn khn v.v…

Nhiệt độ, oC

Lỏng

- có thể tự sinh hình thành ở những
nguyên tử mất nhiệt động năng

Quá trình phát triển hạt
Nhiệt độ kết
tinh

Lỏng
+
Lỏng

Rắn

Rắn

Kết thúc quá trình kết tinh

Thời gian (s)

t

 Tuỳ theo vận tốc nguội khác
nhau mà lượng tâm hạt xuất
hiện nhiều hay ít, sự kết tinh sẽ
tạo ra số lượng đơn tinh thể
(hay hạt) nhất định

Đường nguội
 Hầu hết kim loại có chung hình dạng đường nguội
 Mỗi kim loại có nhiệt độ kết tinh xác định
DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


1.3. Sự hình thành vật đúc trong khn (tiếp)
Nhiệt độ, oC

Giai đoạn điền đầy kim loại lỏng vào lịng khn

T
Lỏng

Giai đoạn nhiệt đợ hạ từ T0 rót đến nhiệt đợ điểm
lỏng T0BD

Nhiệt độ
rót

Giai đoạn nhiệt đợ hạ từ T0BD rót đến nhiệt độ
điểm lỏng T0KT
Nhiệt độ
kết tinh

Giai đoạn nguội trong khn

Lỏng
+
Lỏng

Rắn

Rắn

Thời gian (s)

Giai đoạn nguội ngồi khn

t

Đường nguội

DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


1.3. Sự hình thành vật đúc trong khn (tiếp)
Nhiệt độ, oC

T

Giai đoạn điền đầy kim loại lỏng vào lòng khuôn

Lỏng
Nhiệt độ
rót

• Là thời gian tính từ khi bắt đầu rót cho
đến khi KL điền đầy hết hệ thống đậu
hơi , đậu ngót.
• u cầu: đảm bảo kim loại lỏng điền
đầy nhanh

Nhiệt độ
kết tinh

• Chưa có sự hạ nhiệt đáng kể để đảm
bảo sự điền đầy kim loại lỏng trong

Lỏng
+
Lỏng

lịng khn.

Rắn

Rắn

Thời gian (s)

t

Đường nguội

DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


1.3. Sự hình thành vật đúc trong khn (tiếp)
Nhiệt độ, oC

T

Giai đoạn nhiệt đợ hạ từ T0 rót đến nhiệt đợ điểm lỏng
T0L

Lỏng
Nhiệt độ

rót

• Nhiệt độ truyền vào thành khn tùy
thuộc kết cấu, tính chất lý nhiệt của
khn
• Hướng kết tinh ln vng góc với
thành khn

Nhiệt độ
kết tinh

• Nơi nào KL điền đầy trước thì kết tinh
trước

Lỏng
+
Lỏng

Rắn

Rắn

Thời gian (s)

t

Đường nguội

DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


1.3. Sự hình thành vật đúc trong khn (tiếp)
Nhiệt độ, oC

T

Giai đoạn nhiệt đợ hạ từ T0 rót đến nhiệt đợ điểm
lỏng T0L

Lỏng
Nhiệt độ
rót

• Nhiệt độ truyền vào thành khn tùy
thuộc kết cấu, tính chất lý nhiệt của
khn
• Hướng kết tinh ln vng góc với
thành khn

Nhiệt độ
kết tinh

• Nơi nào KL điền đầy trước thì kết tinh
trước

Lỏng

+
Lỏng

Rắn

Rắn

Thời gian (s)

t

Đường nguội

DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


1.3. Sự hình thành vật đúc trong khn (tiếp)
Nhiệt độ, oC

Giai đoạn nhiệt đợ hạ từ T0L rót đến nhiệt đợ điểm
lỏng T0D

T
Lỏng
Nhiệt độ
rót

T0BD

• Kim loại lỏng bao giờ cũng kết tinh
theo hướng từ dưới lên trên và từ
ngoài vào trong ở các thành bên

T0KT

• Ở giai đoạn này có thể xảy ra theo hai
trường hợp:

Nhiệt độ
kết tinh

• Đơng đặc theo lớp

Lỏng

• Đơng đặc thể tích

+
Lỏng

Rắn

Rắn

Thời gian (s)

t

Đường nguội

DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


1.3. Sự hình thành vật đúc trong khn (tiếp)
•Đơng đặc theo lớp
Nhiệt độ, oC
Nhiệt độ, oC

T
Lỏng
Nhiệt độ
rót

T0L

T0D
Nhiệt độ
kết tinh

• Kim loại ngun chất, hợp kim cùng tinh
• Đơng đặc theo lớp hướng truyền nhiệt

Lỏng
+
Lỏng

Rắn

Rắn

Thời gian (s)

t

Đường nguội
DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


1.3. Sự hình thành vật đúc trong khn (tiếp)
Đơng đặc thể tích:
toC

T

toC

Nhiệt độ, oC

Lỏng
T0BD

Pha láng

[A+
B]

A+
[A+B]

T0KT

B+L

A+L

0
100% A

B+
[A+B]

Lỏng
Lỏ
ng

100% B
0

Kiểu KT >> tính chất hạt tinh thể>> cơ tính vật đúc
Kiểu KT >> sự hình thành các khuyết tật

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Rắn

Thời gian (s)

• Hợp kim có khoảng KT lớn
•Khi nhiệt độ ở tâm < T0BD thì sự kết tinh có thể xảy ra
đồng thời ở tâm.

DWE Department of Welding and Metal Technology /.

+
Rắn

Tel.: +84. (04). 8692204

t


1.3. Sự hình thành vật đúc trong khn (tiếp)
Tại sao lại phải quan tâm tới quá trình kết tinh của kim loại, hợp kim ?

 Tác động đến tổ chức kim loại của vật đúc

 Quyết định đến khả năng hình thành các khuyết tật

trong vật đúc.

DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


1.4. Tổ chức kim loại của vật đúc

Tốc độ nguội >> Tổ chức kim loại của vật đúc
1. Vỏ ngoài: hạt TT nhỏ, đẳng hướng, do tốc độ nguội lớn
2. Do tốc độ nguội chậm hơn, hạt TT phát triển ngược lại vecto
tản nhiệt
3. Do sự cản nhiệt của lớp 1, 2, hạt TT đẳng hướng và to hơn.
Ở hình b >> Tốc độ nguội nhanh.
Ở hình C >> đơng đặc thể tích
DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


1.4. Tổ chức kim loại của vật đúc
Khuyết tật do kết tinh:
Lõm co và rỗ co: Do sự co về thể
tích của kim loại khi đơng đặc
Lõm co:

• Xuất hiện ở vùng nguội
sau cùng của vật đúc
• Lõm co chứa nhiều tạp
chất
• Bố trí đậu ngót để giảm
lõm co

Rỗ co:
• Xuất hiện ở vùng nhiều
thể tích kim loại lỏng hoặc
trên bề mặt.
• Làm giảm tiết diện chịu
lực>> giảm cơ tính
• Thiết kế vật đúc hợp lý có
tính đến hướng kết tinh
DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


1.4. Tổ chức kim loại của vật đúc
Khuyết tật do kết tinh:
Rỗ khí:
• Do sự hịa tan khí trong q trình
nấu và rót kim loại lỏng
• Do sự hình thành khí từ thành
khn khi KL lỏng tiếp xúc vào
• Tùy thuộc vào vật liệu đúc, tính

hồ tan của các khí là khác nhau.
Thiên tích: sự khơng đồng đều về
thành phần hóa học và tổ chức
trong vật đúc.

Nồng độ hịa tan của Hidro trong KL
DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204


Chương 1: Khái niệm về sản xuất đúc
Kết luận:

-

Khái niệm cơ bản về công nghệ đúc: loại khuôn, cách thức nấu
chảy, vật liệu đúc. Các yếu tố đó ảnh hưởng đến chất lượng vật đúc

-

Từ cấu tạo cơ bản của phơi đúc có thể phát triển được các sp phức

tạp hơn.
-

Sự hình thành của KL, hợp kim quyết định tổ chức KL và hình thành
khuyết tật trong vật đúc

-

Tổ chức kim loại và khuyết tật vật đúc quyết định đến thiết kế của
phơi đúc và q trình làm khn

DWE Department of Welding and Metal Technology /.

Add: 306C1 - Dai Co Viet Str. No.1 - Hanoi – Vietnam /

Tel.: +84. (04). 8692204