Đề tài : Nghiên cứu đề xuất mô hình phát triển ngành đúc việt nam đáp ứng yêu cầu CNH, HĐH đất nước

BỘ CÔNG THƯƠNG
VIỆN LUYỆN KIM ĐEN









BÁO CÁO TỔNG HỢP ĐỀ TÀI CẤP BỘ

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT MÔ HÌNH PHÁT TRIỂN
NGÀNH ĐÚC VIỆT NAM ĐÁP ỨNG YÊU CẦU
CNH-HĐH ĐẤT NƯỚC

Chủ nhiệm đề tài: NGUYỄN VĂN THÁI







7683
05/02/2010

Hà Nội - 2009


HỘI KHKT ĐÚC - LUYỆN KIM VIỆT NAM









“ Nghiên cứu đề xuất mô hình phát triển
Ngành đúc Việt Nam, đáp ứng yêu cầu
CNH-HĐH đất nước”

Thực hiện theo hợp đồng số 05.09/HĐ-KHCN
Ngày 16 tháng 2 năm 2009 giữa Bộ Công Thương và
Hội KHKT Đúc-Luyện Kim Việt Nam


Chủ nhiệm đề tài:
GS.TSKH. NGUYỄN VĂN THÁI
Phó Chủ nhiệm đề tài:
M.TECH. CHU ĐỨC KHẢI
Tên người tham gia:
Hội Đúc-Luyện Kim Hà Nội

HÀ NỘI, 12 NĂM 2010

TÓM TẮT BÁO CÁO ĐỀ TÀI:
“Nghiên cứu đề xuất mô hình phát triển ngành đúc Việt Nam,
đáp ứng yêu cầu CNH-HĐH đất nước”.

Đề tài được thực hiện theo Hợp đồng Nghiên cứu khoa học và Phát
triển công nghệ số 05.09/HĐ-KHCN ký ngày 16/2/2009 giữa Vụ KHCN-Bộ
Công Thương với Hội Khoa học-Kỹ thuật Đúc-Luyện kim Việt Nam.

1/ mục tiêu: Nhằm đề xuất được mô hình phát triển ngành đúc Việt Nam
đ
áp ứng yêu cầu của giai đoạn CNH-HĐH đất nước.

2/ Tính cấp thiết: Vật liệu kim loại là “lương thực” của ngành Cơ khí chế
tạo, nó được cung cấp dưới dạng phôi đúc, rèn hoặc sản phẩm cán, kéo.
Theo tài liệu “Đánh giá hiện trạng Công nghệ ngành Cơ khí Việt Nam”
(2005 do Viện Nghiên cứu Cơ khí thuộc Bộ Công nghiệp, nay là Bộ Công
Thương) thực hiện: khâu tạo phôi được xem là khâu y
ếu nhất, có những tác
động tiêu cực đến năng suất, giá thành, môi trường và tính cạnh tranh của
sản phẩm Cơ khí chế tạo. Trong tổng lượng phôi phẩm cấp cho ngành cơ

khí, tỷ lệ phôi đúc kim loại chiếm trên 70%, chính vì vậy, có thể nói ngành
Đúc là một trong những ngành công nghiệp phụ trợ quan trọng giúp cho các
ngành công nghiệp chính như ôtô, xe máy, đóng tầu, xây dựng, ximăng, chế
tạo thiết bị đồng bộ, máy động lự
c và máy nông nghiệp phát triển, đóng vai
trò quyết định tới mục tiêu nội địa hoá của mỗi ngành công nghiệp.
Cho đến đầu tháng 1/2009, chưa có tài liệu nghiên cứu nào khảo sát
thực trạng ngành đúc Việt Nam, trong khi các nước có nền công nghiệp phát
triển đang tích cực tìm kiếm bạn hàng để bù đắp cho phần thiếu hụt sản
phẩm đúc trong nước do các tiêu chuẩn về môi trường ở các nước phát triển
được ban hành khá chặt chẽ
nên những ngành công nghiệp có nhiều tác động
tiêu cực tới môi trường như đúc, luyện kim, ferro, hoá chất, nhiệt điện v.v
đang có xu hướng chuyển dần sang việc thu mua sản phẩm từ các nước đang
phát triển, nơi mà các tiêu chuẩn phát thải ra môi trường về khí, rắn, lỏng
không quá chặt chẽ, nghiêm ngặt.
3/ Phương pháp triển khai:
- Dùng phương pháp chuyên gia, đi khảo sát một số DN có SX đúc
chính trên địa bàn 3 vùng Bắc, Trung và Nam (bao gồm c
ả các làng
nghề);
- Nhân chuyến khảo sát của Chủ nhiệm đề tài tại CHLB Đức, làm việc
với các Giáo sư, thu thập thông tin về SX đúc của Đức, EU để nắm
được xu thế phát triển ngành đúc thế giới.

- Nghiên cứu chiến lược, qui hoạch phát triển các ngành công nghiệp có
liên quan đến sản phẩm đúc để định hướng nhu cầu phát triển về sản
lượng, chất lượng và chủng loại mặt hàng đúc.
- Từ những tư liệu khảo sát trong nước, ngoài nước và trên mạng
Internet, đề xuất mô hình phát triển ngành đúc Việt Nam giai đoạn

2020-2025.
4/ Kết quả thực hiện: (Chi tiết xin xem trong Báo cáo tổ
ng kết đề tài)
- Đề tài đã đánh giá được thực trạng ngành đúc Việt Nam, những bài
học kinh nghiệm cùng những đề xuất khắc phục nhằm phát triển
ngành công nghiệp phụ trợ phục vụ mục tiêu chiến lược cho các
ngành có nhu cầu về sản phẩm đúc kim loại;
- Ngoài những nhà máy đúc đã được xác định trong chiến lược, qui
hoạch phát triển của các ngành, với ch
ức năng tư vấn, phản biện và
giám định xã hội của Hội KH_KT Đúc Luyện kim Việt Nam, đề tài có
đề xuất thêm một số cơ sở đúc trên các vùng miền nhằm đáp ứng nhu
cầu sản phẩm đúc cho cả nước, phục vụ các ngành kinh tế quốc dân;
- Từ thực tiễn phát triển ngành đúc thế giới và khu vực, trên cơ sở các
số liệu thố
ng kê, ngoại suy cho thấy yêu cầu về sản phẩm đúc của Việt
Nam trong giai đoạn 2020-2025 sẽ giao động trong khoảng 1,9-2,5
triệu tấn;
- Cơ cấu sản phẩm đúc cho các ngành dự tính: Chê tạo máy 38-40%;
Giao thông vận tải 30%; Xây dựng 8-10%; Luyện kim 8 % và cho các
ngành khác 8 %;
- Sản lượng hợp kim đúc dự tính sẽ là: Gang xám, 50%; Gang cầu 28-
30%; Gang dẻo, 1-2 %; thép đúc 8 %; Hợp kim nhôm, 10% và các
loại hợp kim mầu khác là 1-2 %./.

TM. BAN CHỦ NHIỆM ĐỀ TÀI

GS-TSKH Nguyễn Văn Thái
MÔ HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH ĐÚC NAM ĐÁP ỨNG YÊU CẦU CNH-HĐH VIỆT NAM


HỘI KHKT ĐÚC - LUYỆN KIM VIỆT NAM - 2009

1


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 3
MỤC ĐÍCH, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 5
I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU – KHÁI NIỆM VỀ CÔNG NGHỆ ĐÚC 6
1.1. Hỗn hợp làm khuôn, thao 8
1.2. Công đoạn làm mẫu 16
1.3. Các phương pháp làm khuôn 16
1.4. Sấy khuôn và thao 17
1.5. Những tiến bộ trong công nghệ đúc 18
1.6. Nấu luyện hợp kim đúc 22
1.6.1. Những tính chất của hợp kim đúc 22
1.6.2. Các thiết bị nấu chảy kim loại 23
II. TÌNH HÌNH PHÁT TRIỂN VÀ MÔ HÌNH CÔNG NGHIỆP Đ
ÚC CỦA THẾ GIỚI 25
2.1. Sản lượng vật đúc của một số nước trên thế giới 25
2.2. Các dạng hợp kim đúc 30
2.3. Quy mô các nhà máy đúc 32
2.4. Cơ cấu sử dụng hợp kim đúc trong các ngành công nghiệp 34
2.5. Công nghệ sản xuất hợp kim và tạo hình vật đúc 37
2.6. Về nhân lực cho sản xuất đúc 39

2.7. Công nghiệp phù trợ cho sản xuất đúc 39
III. KHẢO SÁT THỰC TRẠNG NGÀNH ĐÚC VIỆT NAM 40
3.1. Mối quan hệ giữa ngành đúc và các ngành công nghiệp ở Việt nam 40
3.2. Hiện trạng ngành đúc Việt Nam trước năm 2010 43
3.3. Vấn đề đào tạo nguồn nhân lực cho ngành đúc 56
3.4. Nhận xét chung 57
IV. MÔ HÌNH NGÀNH ĐÚC VIỆT NAM TRONG THỜI KỲ CNH-HĐH (GIAI ĐOẠN
2020-2025) 59
4.1. Dự báo sản lượng vật đúc Việt Nam 59
4.2. Mô hình sản xuất đúc của Việt Nam 61
4.2.1. Những căn cứ để định hướng mô hình phát tri
ển ngành đúc Việt Nam 61
4.2.2. Một số nguyên tắc chung 62
4.2.3. Mô hình phát triển ngành đúc Việt Nam giai đoạn (2020-2025) 63
V. NHỮNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

PHỤ LỤC





MÔ HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH ĐÚC NAM ĐÁP ỨNG YÊU CẦU CNH-HĐH VIỆT NAM


HỘI KHKT ĐÚC - LUYỆN KIM VIỆT NAM - 2009

2

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

Bảng 1: Thành phần hóa học một số loại cát……………………………………………… .9
Bảng 2: Phân loại cát làm khuôn theo độ hạt /mm/ 10
Bảng 3: Hỗn hợp làm khuôn cát- đất sét tươi thông dụng…………………………………….12
Bảng 4: Hỗn hợp làm khuôn cát- sét trên máy dằn ép……………………………………… 12
Bảng 5: Thành phần hỗn hợp cát nhựa furan ……………………………………………… 15
Bảng 6: Sản lượng đúc của một số nước từ năm 1989 tới 2007………………………………25
Bảng 7: Thống kê cácchỉ tiêu trong sản xuất
đúc ở Đức và các nước Tây Âu 1999-2006… 26
Bảng 8: Sự phát triển dân số, sản lượng vật đúc tới năm 2000……………………………….27
Bảng 9: Sản lượng vật đúc trên đầu người ở một số nước trên thế giới…………………… 28
Bảng 10: Tiêu thụ thép và vật đúc bình quân đầu người của một số nước năm 2007 29
Bảng 11: Sản lượng và tỷ lệ hợp kim đúc được sử dụng trên thế
giới……………………… 30
Bảng 12: Tính chất cơ học của các loại hợp kim đúc…………………………………………31
Bảng 13: Số nhà máy đúc, sản lượng TB (tấn) năm 1997 so với năm 1996 tại một số nước…33
Bảng 14: Cơ cấu sử dụng gang, thép đúc trong các ngành công nghiệp Đức 1975 và 1995….34
Bảng 15: Cơ cấu sử dụng gang, thép đúc trong các ngành công nghiệp Đức năm 2002…… 34
Bảng 16: Cơ cấu sử dụng vật đúc nhôm ở mộ
t số nước ở Châu Âu…………………… … 38
Bảng 17: Tỷ lệ SD các thiết bị nấu luyện để sản xuất gang lỏng cho đúc năm 1993 của Đức 40
Bảng 18: Thống kê một số DN đúc được khảo sát………………………………………… 46
Bảng 19: Một số thông tin tổng hợp của các DN đúc lớn…………………………………… 49
Bảng 20: Các cơ sở đúc thuộc khu vực làng nghề Y Yên tỉnh Nam Định……………… ….53
Bảng 21: Cơ sở đúc làng nghề Ph

ường Đúc Thành phố Huế…………………………………55
Bảng 22: Số lượng CN và CBKT ngành Đúc được đào tạo 10 năm gần đây…………… …56
Bảng 23: Tình hình SX, tiêu thụ và nhập khẩu thép của Việt Nam giai đoạn 2005-2008…….59
Bảng 24: Tiêu thụ thép và vật đúc bình quân đầu người của 1 số nước năm 2002………… 60
Bảng 25: Dự tính sản lượng vật đúc Việt Nam giai đoạn 2016-2020…………………………60
Bảng 26: Sản lượng các hợp kim đúc ở Việt nam giai
đoạn 2020-2025…………………… 64
Bảng 27: Cơ cấu sử dụng hợp kim đúc trong các ngành công nghiệp Việt Nam………… 65
Bảng 28: Các dự án xây dựng xí nghiệp đúc theo qui hoạch của các bộ, ngành…… ………66








Mễ HèNH PHT TRIN NGNH C NAM P NG YấU CU CNH-HH VIT NAM


HI KHKT C - LUYN KIM VIT NAM - 2009

3
M U
Chiến lợc phát triển ngành cơ khí Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn tới
2020 ó đợc Thủ tớng Chính phủ phê duyệt theo Quyết định số 186/2002/QĐ-
TTg ngày 26 tháng 12 năm 2002, khẳng định quan điểm cơ khí là một trong
những ngành công nghiệp nền tảng, có vai trò quan trọng trong phát triển kinh tế,
củng cố an ninh, quốc phòng của đất nớc.
Những năm gần đây, mặc dù vẫn bị động trong cơ chế thị trờng khi tài sản và

năng lực của ngành còn nhỏ bé, nhng cùng với sự hoàn thiện dần các chính sách của
Nhà nớc và cố gắng chủ quan của các doanh nghiệp, công nghiệp cơ khí đã duy trì
đợc tốc độ tăng trởng giá trị sản xuất ở mức xấp xỉ 21%/năm, dần giành lại thế
đứng trên thị trờng nội địa, thay thế hàng ngoại, bớc đầu cú xuất khẩu.
Do những điều kiện khách quan từ thời hoạt động theo cơ chế bao cấp, phần
lớn thiết bị máy móc, nguồn vật t và nhân lực tập trung trong các doanh nghiệp cơ
khí nhà nớc. Khi sản xuất một sản phẩm nào đó, các doanh nghiệp này thờng làm
trọn gói tất cả các công đoạn theo kiểu khép kín, t khõu to phụi, nhit luyn, gia
cụng c khớ, sn, lp rỏp v cỏc phõn xng ph tr n sn phm cui cựng .
Chính vì vậy nên đầu t dàn trải, hiệu qu
ả thấp, giá thành cao nhng chất lợng
không cao, sản phẩm khó xâm nhập thị trờng dẫn đến doanh nghiệp thiếu khả năng
và không đủ sức để tái đầu t.
Trong nền kinh tế hội nhập toàn cầu, vai trò của các ngành cụng nghip hỗ trợ
với cỏc ngành cụng nghip chính là rất quan trọng. Việc xuất hiện các nhà sản xuất
hỗ trợ sẽ tối u hoá từ khâu đầu t hạ nguồn, bao gồm cả nguyên liệu thô và năng
lợng cho sản xuất. Các nhà sản xuất này liên tục đổi mới, sáng tạo, tìm cách hạ giá
thành, nâng cao chất lợng sản phẩm, tạo uy tín trên thơng trờng để đem lại lợi
nhuận. Công nghệ viễn thông nh là một ngành liên quan đem đến khả năng hợp tác
chặt chẽ, trao đổi nhanh chóng những thông tin cập nhật về thị hiếu, thị trờng, đổi
mới công nghệ, đổi mới sản phẩm, đào tạo từ xa để các nhà cung ứng có năng lực
cạnh tranh quốc tế cung cấp đầu vào chất lợng tốt nhất, đảm bảo thời gian giao hàng,
cùng các dịch vụ khách hàng nhanh chóng, thuận tiện.
thỳc y s phỏt trin ca nn kinh t, ngnh C khớ Ch to luụn c
Nh nc xem trng v l mt b phn khụng th tỏch ri trong tin trỡnh Cụng
nghip hoỏ-Hin i hoỏ t nc. Ngày 26/2/2002, Thủ tớng Chính phủ đã có
Quyết định số 186/2002/QĐ-TTg V/v Phê duyệt Chiến lợc phát triển ngành
Cơ khí Việt Nam đến năm 2010, tầm nhìn đến 2020, vi mục tiêu cụ thể của
chiến lợc là đến năm 2010 đáp ứng 45-50% nhu cầu sản phẩm cơ khí cả
nớc, trong đó xuất khẩu đạt 30% giá trị sản lợng. Đồng thời, chiến lợc đã

định hớng phát triển một số chuyên ngành và nhóm sản phẩm cơ khí quan trọng
Mễ HèNH PHT TRIN NGNH C NAM P NG YấU CU CNH-HH VIT NAM


HI KHKT C - LUYN KIM VIT NAM - 2009

4
gồm thiết bị toàn bộ, máy động lực, máy kéo và máy nông nghiệp, máy công cụ,
cơ khí xây dựng, cơ khí tầu thuỷ, thiết bị điện, cơ khí ô tô và cơ khí giao thông
vận tải.
Chiến lợc cũng đề ra chủ trơng Đầu t có trọng điểm thiết bị và công
nghệ vào các khâu cơ bản nh đúc, rèn, tạo phôi lớn để đồng bộ về thiết bị và
công nghệ đáp ứng yêu cầu chế tạo chi tiết, cụm chi tiết lớn , phức tạp, tạo tiền
đề phát triển các ngành công nghiệp khác, cần tập trung phát triển hiệu quả và
bền vững một số chuyên ngành, sản phẩm cơ khí trọng điểm nhằm khai thác tốt
nhất tiềm năng trên cơ sở phát huy mọi nguồn lực trong nớc cũng nh bên
ngoài. Đồng thời với việc tiếp tục đổi mới, nâng cao năng lực, sắp xếp và củng cố
doanh nghiệp nhà nớc đủ mạnh, giữ vai trò lực lợng chủ lực của ngành sẽ
khuyến khích các thành phần kinh tế tham gia phát triển ngành một cách có tổ
chức, nâng cao khả năng chuyên môn hóa và hợp tác hóa trong nền kinh tế thị
trờng định hớng xã hội chủ nghĩa, để cơ khí đóng góp phần xứng đáng của
mình trong sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa.
Nm 2006, Hi Khoa hc-K thut ỳc-Luyn kim Vit Nam, vi s ti tr
ca Chớnh ph, s ch o trc tip ca Liờn hip cỏc hi KH-KT v B Cụng
nghip
ó t chc thnh cụng Hi ngh ỳc Chõu ln th 9 (AFC9). Vi gn
300 i biu tham d, trờn 100 i biu quc t n t Nht Bn, Hn Quc,
Trung Quc, cỏc nc Asean cựng i din ca cỏc hóng ỳc ln thuc cỏc nc
phỏt trin. Hi ngh ó thnh cụng tt p, gn hot ng ca Hi ỳc-Luyn
kim Vit Nam vi cỏc DN ỳc ca Chõu v th gi

i. Hin ti, do cỏc tiờu
chun v mụi trng cỏc nc phỏt trin c ban hnh khỏ cht ch nờn
nhng ngnh cụng nghip cú nhiu tỏc ng tiờu cc ti mụi trng nh ỳc,
luyn kim, ferro, hoỏ cht, nhit in v.v ang cú xu hng chuyn dn sang
vic thu mua sn phm t cỏc nc ang phỏt trin, ni m cỏc tiờu chun phỏt
thi ra mụi trng v khớ, rn, lng khụng quỏ cht ch, nghiờm ngt.
Sau khi H
i ngh AFC9 kt thỳc, trờn 20 on thng gia ca cỏc nc phỏt
trin ó ti lm vic cựng Hi ỳc-Luyn kim VN vi mong mun hp tỏc, phỏt
trin thụng qua vic t hng, tin ti chuyn giao cụng ngh nhng t l hp tỏc
thnh cụng rt ớt. Ch mt s c s t nhõn c u t gn õy (nm 2000), vi
cỏc trang thit b hin i cỏc khõu lm khuụn, thit b n
u v nhit luyn mi
cú c hp ng, t hng. a s cỏc DN ỳc Vit Nam, nhng c s ln
thng c u t t nhng nm 70 ca th k trc, thit b cụng ngh do
Liờn Xụ (c), Trung Quc, i Loan ch to do Nh nc qun lý. Mt hng sn
phm n gin v thng ch phc v cho sn phm chớnh c
a DN (bng,
mỏy; v ng c; xilanh; xộc mng; ng gang; np cng v.v ).
MÔ HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH ĐÚC NAM ĐÁP ỨNG YÊU CẦU CNH-HĐH VIỆT NAM


HỘI KHKT ĐÚC - LUYỆN KIM VIỆT NAM - 2009

5
Vì vậy, năm 2009 Bộ Công Thương giao cho Hội KHKT Đúc Việt Nam
đề tài « Nghiên cứu đề xuất mô hình phát triển ngành đúc Việt Nam, đáp ứng
yêu cầu CNH-HĐH đất nước » là vấn đề cấp bách.

MỤC ĐÍCH, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

a) Mục đích nghiên cứu :
Trên cơ sở khảo sát tình trạng ngành đúc Việt Nam, dựa vào các Nghị quyết của
Đảng và Nhà nước, vào Quy hoạch phát triển các ngành công nghiệ
p trong nước
tới năm 2020-2025, xây dựng mô hình ngành đúc Việt Nam làm cơ sở giúp Bộ
Công Thương xây dựng Quy hoạch phát triển ngành và có các chính sách thích
hợp bảo đảm cho ngành đúc phục vụ đắc lực sự nghiệp CNH-HĐH đất nước.
b) Nội dung nghiên cứu bao gồm :
-Mô hình ngành đúc trên Thế giới, đặc biệt tại các nước công nghiệp phát
triển,
-Đánh giá hiện trạng ngành đúc Việt Nam tới nă
m 2009,
-Mô hình ngành đúc Việt Nam trong giai đoạn CNH-HĐH đất nước,
-Các kết luận và kiến nghị.
c) Phương pháp nghiên cứu :
-Thu thập các tài liệu nước ngoài qua các thông tin trên mạng, trong tạp
chí và đặc biệt qua công tác nước ngoài khi trao đổi với bạn để nắm được mô
hình ngành đúc hiện tại, đặc biệt ở các nước công nghiệp phát triển để tiệm cận
với các khoa học và công nghệ ngành mới nhất để sớm áp d
ụng vào Việt Nam,
tăng tính cạnh tranh cho sản phẩm,
-Điều tra hiện trạng ngành đúc Việt Nam bằng cách xây dựng các phiếu
điều tra hợp lý gửi tới các cơ sở đúc, bằng phương pháp chuyên gia (ký hợp
đồng với Hội Đúc-Luyện Kim Hà Nội) ;Qua chủ nhiệm đề tài trực tiếp đi tới các
tỉnh thành và cơ sở đúc trọng điểm, điển hình để có th
ể đánh giá chính xác mọi
mặt của ngành đúc hiện tại,
MÔ HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH ĐÚC NAM ĐÁP ỨNG YÊU CẦU CNH-HĐH VIỆT NAM

HỘI KHKT ĐÚC - LUYỆN KIM VIỆT NAM - 2009

6
-Làm việc với các ngành công nghiệp, các địa phương (có chọn lọc) để
nắm bắt quy hoạch phát triển của ngành và địa phương tới năm 2020-2025 nắm
bắt nhu cầu về sản phẩm đúc trong giai đoạn CNH-HĐH đất nước,
-Xây dựng mô hình ngành đúc Việt Nam đáp ứng yêu cầu CNH-HĐH đất
nước, các đề xuất và kiến nghị.

I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU –
KHÁI NIỆM VỀ CÔNG NGHỆ
ĐÚC
Đúc là phương pháp chế tạo phôi theo công nghệ nấu chảy kim loại, rót
vào khuôn đúc có hình dáng , kích thước của vật đúc. Vật đúc có thể đem dùng
ngay được gọi là chi tiết đúc. Nếu vật đúc đưa qua các khâu gia công cơ khí để
nâng cao độ chính xác về kích thước, độ bóng bề mặt, cơ lý tính gọi là phôi
đúc.
Công nghệ đúc có những ưu, nhược điểm chủ yếu sau:
- Có th
ể đúc được các loại vật liệu khác nhau, thường là gang, thép, kim
loại mầu và hợp kim của chúng với khối lượng từ vài gan đến hàng trăm
tấn;
- Chế tạo được những vật đúc có hình dạng, kết cấu phức tạp như thân máy
công cụ, vỏ động cơ, hộp số, chân vịt tầu thuỷ mà bằng các phương pháp
khác chế tạo khó khăn hoặc không chế tạo
được;
- Có thể đúc được nhiều lớp kim loại trong 1 vật đúc;
- Có khả năng cơ khí hoá, tự động hoá;
- Giá thành vật đúc rẻ vì vốn đầu tư thấp hơn so với các công nghệ khác,
tính chất sản xuất linh hoạt, năng suất cao

Tuy nhiên, công nghệ đúc cũng có những nhược điểm đó là:
- Độ chính xác về hình dáng, kích thước và độ bóng không cao (có thể đạt
được cao khi áp dụng phương pháp đúc chính xác, độ chính xác có thể đạt
0,001 mm và độ nhẵn đạt 1,25 micron);
- Tốn kim loại cho hệ thống rót;
Mễ HèNH PHT TRIN NGNH C NAM P NG YấU CU CNH-HH VIT NAM


HI KHKT C - LUYN KIM VIT NAM - 2009

7
Tái sinh vật liệu
lm khuôn
Tuần hoàn nớc




Nguyên
nhiên
vật liệu




Thiết
bị làm
khuôn
thao và
sấy

khuôn
thao

Thiết bị
nấu chảy:
-Lò chõ
-Lò
Quibiio
-Lò điện
EAF
-Lò cảm
ứng
-Lò cao
-Thiết bị
luyện kim
ngoài lò




D
Phôi
đúc





Thiết
bị

làm
sạch
vật
đúc




Thiết
bị nhiệt
luyện





Sản
phẩm
đúc
Xử lý bụi Chôn lấp
- Nu vic lm khuụn mu, rut v nu luyn khụng tt, d sinh ra cỏc dng
khuyt tt nh co ngút, r khớ v.v gõy ph phm;
- Kim tra khuyt tt bờn trong vt ỳc ũi hi phi cú thit b hin i.
Ngnh ỳc l 1 trong nhng ngnh cụng nghip ph tr, h tr cỏc ngnh cụng
nghip chớnh (C khớ, Giao thụng vn ti, thit b trn b, thộp, úng tu, xi
mng )
phỏt trin. Theo Giỏo trỡnh Vt liu do V Giỏo dc chuyờn nghip
biờn son, khi lng vt ỳc trung bỡnh chim 40-80% tng khi lng ca
mỏy múc-thit b. Riờng trong ngnh C khớ, lng vt ỳc chim n 90%
nhng giỏ thnh ch chim 20-25 %. Quỏ trỡnh sn xut ỳc c th hin trờn s

Hỡnh 1 di õy:








Gang thép vụn

Than

Điện

, phụ gia

Nớc

Vật liệu làm
khuôn, mẫu
(cát, chất dính, gỗ
nhựa, xốp,)






Thu hồi

Hỡnh 1: S dõy chuyn cụng ngh ỳc
MÔ HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH ĐÚC NAM ĐÁP ỨNG YÊU CẦU CNH-HĐH VIỆT NAM


HỘI KHKT ĐÚC - LUYỆN KIM VIỆT NAM - 2009

8
Dây chuyền công nghệ đúc thường bao gồm các công đoạn: Chuẩn bị
khuôn, ruột, mẫu (khuôn cát, khuôn mẫu tự chảy, khuôn kim loại ); nấu luyện
kim loại (gang, thép, đồng, nhôm ); Phá rỡ khuôn làm sạch vật đúc và xử lý vật
liệu làm khuôn; Nhiệt luyện. Tuỳ theo quy mô đầu tư có thể có hoặc không có
khâu gia công cơ khí đi kèm.
Dưới đây, chúng tôi xin trình bầy theo từng công đoạn trong công nghệ
sản xuất đúc với hy vọng có
được bức tranh tả thực về hiện trạng công nghệ đúc
Việt Nam trên cơ sở kết quả khảo sát các doanh nghiệp đúc tại các địa phương
có nghề đúc phát triển phục vụ cho các ngành công nghiệp đóng tầu, giao thông
vận tải, chế tạo máy cái, máy động lực, thiết bị đồng bộ, ximăng thuộc địa bàn
các tỉnh/thành phố như Hà Nội, Hải Phòng, Quảng Ninh, Nam Định, Đ
à Nẵng,
Đồng Nai, Bình Dương, tp. Hồ Chí Minh, Bà rịa Vũng Tầu v.v để từ đó đúc
kết kinh nghiệm, “đề xuất mô hình phát triển ngành đúc Việt Nam, đáp ứng yêu
cầu CNH-HĐH đất nước”.
1.1. Hỗn hợp làm khuôn, thao
Hỗn hợp làm khuôn, thao bao gồm cát, đất sét, chất kết dính và các chất
phụ gia.
Cát là thành phần chính trong công nghệ khuôn cát với thành phần chủ

yếu là SIO
2
(Thạch anh);
Đất sét với thành phần chủ yếu là Cao lanh (mAl
2
O
3
.nSiO
2
.qH
2
O) ngoài ra
còn có 1 số tạp chất khác như CaCO
3
, Fe
2
O
3
, Na
2
O
3
. Với 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 làm tăng độ dẻo, độ bền của
hỗn hợp làm khuôn. Những chất kết dính thường dùng là dầu thực vật (dầu lanh,
dầu trẩu, dầu bông ); các chất hoà tan trong nước (đường, mật mía, bột hồ );
các chất dính kết hoá cứng (nhựa thông, xi m
ăng, bã hắc ín) và nước thuỷ tinh;
Chất phụ gia là những chất đưa vào để tăng tính lún, tính thông khí, tăng

độ bóng bề mặt khuôn, thao và tăng khả năng chịu nhiệt của hỗn hợp. Chất phụ
gia gồm 2 dạng chính, những chất trộn vào hỗn hợp như mùn cưa, rơm rạ, bột
than. Nhờ nhiệt của kim loại lỏng khi rót vào khuôn, chúng sẽ bị cháy tạo nên lỗ
xốp, độ lún và khả
năng thoát khí của hỗn hợp. Chất sơn khuôn (bột graphít, bột
than, nước thuỷ tinh, bột thạch anh hoặc dung dịch của chúng với đất sét) sơn lên
bề mặt khuôn, thao để tăng độ bóng, tính chịu nhiệt của khuôn, thao.
Mễ HèNH PHT TRIN NGNH C NAM P NG YấU CU CNH-HH VIT NAM


HI KHKT C - LUYN KIM VIT NAM - 2009

9
Hn hp lm khuụn cỏt thng cú 2 lp (cỏt ỏo v cỏt m). Cỏt ỏo dựng
ph sỏt mu khi lm khuụn nờn phi cú bn, do cao v bn nhit vỡ lp
cỏt ny tip xỳc trc tip vi kim loi lng. Cỏt ỏo thng c lm t vt liu
mi, chim khong 10-15% lng cỏt lm khuụn.
Cỏt m dựng m cho phn khuụn cũn li nhm tng bn ca
khuụn. Cỏt m khụng yờu cu cao nh cỏt ỏo nhng phi cú tớnh thụng khớ
mnh. Cỏt
m thng dựng cỏt c, chim 55-90% lng cỏt lm khuụn. Chớnh
vỡ vy, khõu tỏi sinh cỏt luụn c cp n nhm gim phỏt thi ra mụi trng
cht thi rn, mt khỏc cũn mang ý ngha kinh t, gim chi phớ vt liu lm
khuụn. Một số vật liệu làm khuôn và thành phần hỗn hợp cát đang sử dụng phổ
biến hiện nay l:
Cát thạch anh và chất lợng sử dụng

Cát thạch anh có chất lợng tốt đạt loại 1 ký hiệu 1C (%SiO
2
97) đợc sử

dụng cho các loại hỗn hợp làm khuôn đúc gang, đúc thép, đặc biệt trong hỗn hợp
cát-đất sét tơi theo công nghệ làm khuôn trên máy, hoặc dây chuyền làm khuôn
tự động DISAMATIC dây chuyền cơ khí hoá công nghệ khuôn cát nhựa Furan,
cát hộp nóng, các dạng khuôn cát-nớc thuỷ tinh + CO
2
và các loại khuôn đặc
biệt khác. Một số loại cát đang sử dụng phổ biến là cát thạch anh Vân Hải
(Quảng Ninh); cát Đà Nẵng do VICOSIMEX cung cấp, ngoài ra còn có cát Ba
Đồn (Quảng Bình), cát Hà Tĩnh v.v
Thành phần hoá học mt s loại cát c mụ t ti bng 1.

Bng 1:
Thành phần hoá học mt s loại cát
Thành phần
hoá
Tên loại cát
SiO
2

%
Al
2
O
3
%
Fe
2
O
3
%

CaO +
MgO %
Ghi chú
Cát Núi Thành ( Quảng Nam) 99,30 0,12 0,07 0,02 Màu trắng
Cát Quế Phú ( Quảng Nam) 99,79 0,05 0,04 0,02 Màu trắng
Cát Vân Hải (Quảng Ninh) 98,20 0,18 0,25 0,11 Màu trắng

Ghi chú:
1/ Theo loại: - Loại 1C %SiO
2
97% Hàm lợng bùn < 2%
- Loại 2C %SiO
2
96%
- Loại 3C %SiO
2
94%
- Loại 2C %SiO
2
90%
2/ Theo độ hạt: - Cát Đà Nẵng xếp loại: 1C 04 ; 1C 03; 1C 02; 1C 016
- Cát Vân Hải ký hiệu loại: 1C 02; 1C 016
Mễ HèNH PHT TRIN NGNH C NAM P NG YấU CU CNH-HH VIT NAM


HI KHKT C - LUYN KIM VIT NAM - 2009

10
Quy cách độ hạt cát theo lới sàng (Cát Đà Nẵng- VICOSIMEX) cho bng 2.

Bng 2
: Phõn loi cỏt lm khuụn theo ht

Sàng

Ký hiệu
0,590
%
0,425
%
0.300
%
0,205
%
0,150
%
0,106
%
0,075
%
0,053
%
AFS
V -7 0 0 0-2 5-10 30-
40
35-
45
0-10 0-6 85-
100
V 6 A 0-1 0-5 5-10 30-

40
35-
45
10-
15
0-2 0 60-
65
V- 6 0-0,5 0-5 10-
17
30-
40
25-
35
10-
15
0-3 0-0,5 58-
63
SF 0-1 0-5 25-
35
40-
50
15-
25
0-6 0-1 0 50-
54
V- 5,5A 0-3 15-
25
37-
50
20-

35
2-11 0-3 0-1 0 40-
48
V- 5,5N
>3
15-
25
37-
45
20-
30
0-10 0-3 0-1 0 42-
48
V-5 13-
18
38-
45
28-
35
10-
15
1-3
> 0,1
0 0 33-
36

Nhận xét chung:

Cát Đà Nẵng do công ty VICOSIMEX cung cấp công nghiệp, cát từ mỏ
Núi Thành đã qua sàng tuyển, đóng bao cung cấp theo độ hạt sản xuất đúc yêu

cầu: độ ẩm nhỏ, không có tạp chất và vật lẫn, không có hạt nhỏ dạng bụi, cát mua
về dùng đợc ngay không phải xử lý gì thêm. Nhợc điểm là nguồn cát ở xa, tiền
vận chuyển cao, làm tăng chi phí sản xuất cho các doanh nghiệp ở Miền Bắc
Cát Vân Hải (Quảng Ninh) có độ hạt tập trung không phải qua sàng tuyển
cũng đạt độ hạt 0,16 hoặc 0,2; giá thành thấp do vận chuyển gần và không qua xử
lý nào. Nhợc điểm chủ yếu là độ ẩm cao, phải tự phơi sấy, lẫn nhiều tạp chất và
vật lẫn nh vỏ sò, rễ cây, đôi khi bị nhiễm mặn. Sau khi đúc một phần nhỏ cát bị
vỡ vụn ở nhiệt độ cao, gây nên tuổi thọ kém, tăng hàm lợng bụi làm giảm độ
thông khí của hỗn hợp cát dùng lại.
Mua cát Vân Hải doanh nghiệp thờng phải tự xử lý, sấy khô, sàng tuyển
trớc khi sử dụng, có thể dùng phối hợp với cát Đà Nẵng, với khuôn cát-sét tơi
thông thờng có thể dùng ngay đợc. Một số doang nghiệp nhỏ sử dụng cát
Quảng Bình, cát Hà Tĩnhloại cát này cha qua sàng tuyển, thuộc loại cát thạch
anh màu trắng, sử dụng cho công nghệ làm khuôn thông thờng, rất tốt vì có độ
chịu lửa cao, giá thành vận chuyển ít nên chi phí giảm thấp. Tuy nhiên chất lợng
Mễ HèNH PHT TRIN NGNH C NAM P NG YấU CU CNH-HH VIT NAM


HI KHKT C - LUYN KIM VIT NAM - 2009

11
không ổn định phụ thuộc vào vùng, bãi cát khai thác, đào xúc thủ công và tự vận
chuyển.

Đất sét dùng trong hỗn hợp làm khuôn đúc

Đất sét dùng làm khuôn là những hạt nham thạch phân tán mịn của nhôm
silicát ngậm nớc (Al
2
O

3
.SiO
2
.2H
2
O Kaolinít hoặc Al
2
O
3
4SiO
2
.nH
2
O Ben tô nít).
Đất sét khi hút nớc có khả năng dính kết, có độ bền nhiệt hoá dùng làm chất
dính kết trong hỗn hợp làm khuôn, làm ruột, đảm bảo độ bền chắc, không bị cháy
dính bám vào vật đúc, phù hợp với yêu cầu của khuôn, ruột trong công nghệ sản
xuất khuôn đúc gang, đúc thép v.v
Đất sét Kaolinít có độ chịu lửa cao, tính dẻo dính thấp thờng dùng trong
hỗn hợp khuôn khô, làm ruột với tỷ lệ 8-12%. Kaolinít còn dùng trong hỗn hợp
sửa chữa, xây đắp lò nấu gang, nồi, gáo rót v.v
Đất sét Bentônít có tính chịu lửa kém, độ hạt rất nhỏ mịn, khả năng hút
nớc rất lớn, độ trơng nở lớn tới 200%, khả năng dẻo dính tốt nên đợc sử dụng
rộng rãi trong hỗn hợp làm khuôn cát tơi, khuôn sấy khô bề mặt với tỷ lệ sử
dụng 4-8%. Đặc biệt trong công nghệ khuôn tơi cơ khí hoá và tự động hoá
DISAMATIC đảm bảo chất lợng tốt và hiệu quả kinh tế cao.

Tình hình chế biến và cung cấp đất sét

Đất sét dùng làm khuôn đúc ở Việt Nam đợc khai thác ở một số mỏ nh:

đất sét cao lanh Trúc Thôn (Chí Linh Hải Dơng), đất sét Cổ Định Thanh Hoá,
đất sét Di Linh. Một số doanh nghiệp t nhân khai thác phơi sấy, nghiền mịn và
cung cấp cho các nhu cầu của sản xuất đúc. Bentônít Cổ Định Thanh Hoá có độ
dẻo dính thấp hơn Di Linh đợc dùng trong hỗn hợp cát tơi trên máy rung dằn
ép hoặc giã khuôn thủ công, chi tiết đúc không lớn lắm. ở dây chuyền tự động
DISAMATIC dùng Bentônít Di Linh đã đợc hoạt hoá xô đa (loại này dùng chủ
yếu cho dung dịch khoan dầu khí). Một số doanh nghiệp còn dùng Bentônít nhập
ngoại từ ấn Độ hoặc Mỹ mới đáp ứng đợc yêu cầu của khuôn đúc. Đất sét cao
lanh Trúc Thôn có độ chịu lửa cao, dẻo dính kém chỉ dùng cho khuôn sấy khô,
làm khuôn dới nền. Việc chế biến thành bột mịn cha đợc chú ý nên độ hạt
cha đủ mịn, cung cáp cho doanh nghiệp nhỏ, sản xuất thủ công giã chặt
khuôn bằng tay hoặc chày hơi, chất lợng khuôn không cao do dùng tỷ lệ đất sét
nhiều làm giảm độ thông khí và tăng độ ẩm của khuôn cát

Các loại vật liệu khác
Các loại vật liệu phụ gia cho khuôn đúc nh: phấn chì, nớc thuỷ tinh
(Natri silicát), nớc sơn khuôn cát cha đợc tiêu chuẩn hoá và cha có đơn vị
nào chuyên sản xuất và cung cấp, nên các doanh nghiệp gặp không ít khó khăn,
Mễ HèNH PHT TRIN NGNH C NAM P NG YấU CU CNH-HH VIT NAM


HI KHKT C - LUYN KIM VIT NAM - 2009

12
mua trôi nổi. Nếu có nhu cầu cần thiết phải nhập ngoại từ Trung quốc, Đài Loan,
thái Lan hoặc FOSECO v.v

Một số hỗn hợp khuôn cát đang sử dụng

+ Hỗn hợp làm khuôn cát-sét tơi:

- Hỗn hợp khuôn cát-sét tơi thông dụng (dùng Bentônít) (bảng 3)
- Hỗn hợp khuôn cát-sét tơi dùng trên máy dằn ép và ép cao áp (bảng 4)

Bng 3;
Hn hp lm khuụn cỏt-sột ti thụng dng
Hỗn hợp

Thành phần vật liệu
Cát một
loại
Cát áo Cát đệm
Cát thạch anh mới % 10 100 -
Cát cũ dùng lại % 90 - 100
Bentônít % 0,65-1,0 4-5 0,35
Đextrin % 0,15 0,5 -
Độ ẩm % 4,3-5,0 4,0-5,0 4,5-5,5
Độ thông khí (ĐV) 130 150 160
Độ bền nén tơi daN/cm
2
0,48-0,65 0,52-0,70 0,45-0,55


Bng 4
: Hỗn hợp làm khuôn cát- sét trên máy dằn ép và ép cao áp

Kiểu nén ép

Các chỉ tiêu
Dằn ép thông
thờng

Nén áp
lực cao
Ghi chú
áp suất dùng 5-7 daN/cm
2
40daN/cm
2
Còn lại là cát thạch anh
Lợng Bentônit % 5 10
Bột than mỡ % 6 4
Đextrin % 0,5 0,2-0,5
Độ ẩm % 4-5 2-3,5
Độ dầm chặt g/cm
3
1,45-1,65 1,75-1,85
Độ xốp % 35-40 22-26

+ Hỗn hợp cát-đất sét tự nhiên: Là loại hỗn hợp cát có chứa sẵn từ 10-20% đất sét
tự nhiên, ngời ta chỉ khai thác về thêm đủ lợng nớc ẩm cần thiết là dùng làm
khuôn đợc. Trờng hợp nhiều đất dính độ thông khí kém thì pha thêm cát thạch
anh, hoặc độ bền thấp thì pha thêm ít đất sét. Hỗn hợp cát-đất sét thiên nhiên có
độ hạt nhỏ 0,063-0,1mm, lẫn nhiều tạp chất, lợng đất dính không ổn định, do
Mễ HèNH PHT TRIN NGNH C NAM P NG YấU CU CNH-HH VIT NAM


HI KHKT C - LUYN KIM VIT NAM - 2009

13
vậy chất lợng vật đúc không ổn định, phế phẩm nhiều. Hỗn hợp cát-đất sét thiên
nhiên ở nớc ta sử dụng từ lâu để đúc các chi tiét nhỏ bằng kim loại mầu, đúc

gang chi tiết nhỏ đòi hỏi chất lợng không cao nh hoa văn hàng rào, nắp cống,
chắn rác v.vrất phù hợp với các xởng nhỏ, hợp tác xã hoặc hộ gia đình sản
xuát hoàn toàn thủ công, cha có thiết bị pha trộn. Các nguồn cát-đất sét thiên
nhiên trên Miền Bắc sử dụng phổ biến là cát Phơng Mỹ (Thuỷ Nguyên-Hải
Phòng); cát Xuân Sơn (Kiến An-Hải Phòng); cát Lơng sơn (Phổ Yên-Thái
Nguyên).

+ Hỗn hợp cát-nớc thuỷ tinh

Hỗn hợp cát-nớc thuỷ tinh dùng rộng rãi trong sản xuất đúc nhất là để
làm khuôn đúc thép và chi tiết lớn. Đặc điểm của hỗn hợp là độ bền cao có thể
đông cứng nhanh, không qua sấy, rút ngắn chu kỳ sản xuất, làm cho khuôn đúc
cứng vững, đảm bảo kích thớc chính xác, thao tác giã khuôn đơn giản hơn hỗn
hợp khuôn cát-đất sét. Những chi tiét lớn thành dày,yêu cầu chất lợng cao, sử
dụng công nghệ này rất phù hợp và thuận tiện. Nhợc điểm chủ yếu là khó phá
dỡ khuôn nhất là khi làm ruột, tính lún kém vì quá cứng làm cản co những chi
tiết hình dáng phức tạp, có nhiều vách ngăndễ bị nứt do có ứng suất tập trung.
Việc tái sinh lại cát khó khăn nên cát chỉ sử dụng một lần rồi bỏ thải, điều đó làm
tăng chi phí sản xuất, mất công thải cát ảnh hởng xấu đến môi trờng.
Hỗn hợp cát-nớc thuỷ tinh đang dùng phổ biến là loại đông cứng nhanh
bằng cách thổi khí CO
2
, tuỳ theo khuôn lớn hay nhỏ, thổi khí CO
2
khoảng mấy
phút khuôn đã cứng, sau khi lấy mẫu, đem sơn khuôn có thể đúc rót ngay. Phản
ứng hoá học xảy ra trong quá trình đông cứng nh sau
Na
2
O.mSiO

2
.nH
2
O + CO
2
mSiO
2
.nH
2
O + Na
2
CO
3
+ Q(1)
Hoặc Na
2
O.mSiO
2
.nH
2
O + 2CO
2
mSiO
2
(n-1)H
2
O + 2NaHCO
3
+Q(2)
Quá trình thổi khí CO

2
làm cho phản ứng liên tục xảy ra, nớc thuỷ tinh mất dần
nớc, keo silic đông cứng, liên kết các hạt cát làm cho hỗn hợp cát có độ bền
tăng lên. Khi sử dụng cát còn ẩm hoặc nớc thuỷ tinh có tỷ trọng thấp (loãng)
hỗn hợp cát có độ bền không cao, dẫn đến hiện tợng rời vụn cát và mặt khuôn
không nhẵn, dính mẫu, kém bền gây ra vỡ khuôn, rỗ cátVì vậy yêu cầu cát
phải khô sạch và nớc thuỷ tinh đúng Môđun và tỷ trọng mới đảm bảo hỗn hợp
cát có chất lợng tốt.
Thành phần và công nghệ trộn cát
- Cát thạch anh khô, sạch ký hiệu 1C02, độ ẩm không quá 0,5%, dùng 100% cát
mới
- Nớc thuỷ tinh (Natri silicat) Mô dun M 2,2-2,8 tỷ trọng 1,45-1,53g/cm
3
,
dùng tỷ lệ 6-8%
Trong máy trộn cát cánh gạt, cho đủ cát, nớc thuỷ tinh đợc trộn đều
trong thời gian 5-6 phút. Hỗn hợp lấy ra khỏi máy trộn sẽ đợc bảo quản trong
Mễ HèNH PHT TRIN NGNH C NAM P NG YấU CU CNH-HH VIT NAM


HI KHKT C - LUYN KIM VIT NAM - 2009

14
thùng có nắp đậy hoặc ben chứa cát đợc che phủ cẩn thận. Hỗn hợp trộn đến
đâu làm khuôn ngay đến đó, vì tuổi xuân của hỗn hợp ngắn; Nếu để lâu không
bảo quản hỗn hợp tiếp xúc với CO
2
trong không khí sẽ bị đông cứng, rời rạc
không có độ bền nữa.
Công nghệ làm khuôn bằng hỗn hợp cát-nớc thuỷ tinh đơn giản dễ thực

hiện nên đợc sử dụng rộng rãi ở nhiều nơi phù hợp với sản xuất thủ công, đơn
chiếc trong các doanh nghiệp nhỏ và vừa chế tạo chi tiết trung bình và tơng đối
lớn, chất lợng cao. Công nghệ làm khuôn cát-nớc thuỷ tinh tự cứng theo
phơng pháp N và A rất ít nơi áp dụng vì thời gian đông cứng dài (24h), làm chu
kỳ sản xuất lâu, ảnh hởng lớn đến mặt bằng sản xuất, số lợng hòm khuôn và cả
nhân công giã khuôn nhiều v.v(phải giã thật chặt bằng chày hơi nh khuôn cát-
đất sét).

+ Hỗn hợp cát nhựa furan
Hỗn hợp cát nhựa đợc coi là hỗn hợp làm khuôn, làm ruột tiên tiến nhất
vì có nhiều u điểm:
- Tạo khuôn ruột thành mỏng, nhẹ do độ bền sau khi đóng rắn cao hơn hầu hết
các chất dính khác.
- Đảm bảo vật đúc chính xác, mặt nhẵn đẹp
- Năng suất làm khuôn, làm ruột rất cao, vì thời gian đóng rắn nhanh
- Khuôn, ruột thông khí tốt, không cần xiên lỗ thoát hơi, bảo quản dễ dàng vì khi
đã khô sẽ không hút ẩm, không giảm độ bền
- Rất dễ phá dỡ khuôn làm sạch vật đúc, vì sau khi đúc rót nhựa bị biến mầu,
phân huỷ ở nhiệt độ cao, hỗn hợp cát dễ tơi rã
- Có thể cơ giới hoá và tự động hoá quá trình chuẩn bị hỗn hợp và làm khuôn,
làm ruột
- Có thể xử lý dùng lại cát cũ bằng thiết bị chuyên dùng (tách vỏ nhựa) làm giảm
chi phí cung cấp cát mới
Nhợc điểm là giá nhựa cao, phải nhập ngoại, kích thớc vật đúc bị hạn
chế do phải dùng hòm khuôn kim loại chắc chắn
Hỗn hợp cát nhựa furan đông cứng nguội nhờ chất xúc tác tăng cứng, do
đó mẫu mạp có thể chế tạo bằng gỗ, nhựa vì hỗn hợp không phải nung mẫu hoặc
hộp ruột nh công nghệ nhựa nóng (Hot-box). Hỗn hợp cát nhựa furan đợc dùng
nhiều để làm khuôn, làm ruột trong sản xuất đúc; có thể làm thủ công hoặc trên
dây chuyền cơ giới hoá. Nếu đợc cơ giới hoá đồng bộ dây chuyền thì năng suất

và chất lợng cao hơn và ổn định. ở các doanh nghiệp nhỏ cũng áp dụng loại cát
nhựa này để làm ruột phối hợp với công nghệ làm khuôn cát-nớc thuỷ tinh hay
hỗn hợp cát-sét.
Quy trình pha trộn cát-nhựa furan đợc tiến hành nh sau: trộn cát khô với
chất xúc tác sau đó phun (đổ) nhựa vào trộn đều trong thời gian ngắn rồi đem
Mễ HèNH PHT TRIN NGNH C NAM P NG YấU CU CNH-HH VIT NAM


HI KHKT C - LUYN KIM VIT NAM - 2009

15
làm khuôn, làm ruột ngay. Chờ khoảng 30-45 phút hỗn hợp đóng rắn, sau khi
thao tác mẫu ta đợc khuôn đúc hoàn chỉnh.
Thành phần hỗn hợp cát nhựa furan nh bng 5

Bng 5
: Thnh phn cỏt nha furan
Tên và quy cách vật liệu Tỷ lệ dùng %
Cát thạch anh khô, sạch 1CO
2
100
Nhựa furan 0,9 1,5% khối lợng cát
Chất tăng cứng 30-70% khối lợng nhựa furan

+ Lựa chọn tỷ lệ nhựa furan
Nhựa furan pha trộn cần đợc xác định theo yêu cầu của khuôn đúc, tỷ lệ
càng ít càng tốt nếu nh đảm bảo độ bền chắc chắn của khuôn. Thời tiết nóng ẩm
hoặc lạnh giá ảnh hởng nhiều đến chất lợng cát nhựa, tuỳ
Theo tình hình cụ thể mà tăng giảm tỷ lệ chất dính và chất tăng cứng
+ Kiểm soát tốc độ tăng cứng

Để tăng tốc độ làm cứng, phải tăng thêm tỷ lệ trộn chất tăng cứng nhng
không vợt quá 70% trọng lợng nhựa, hoặc đổi sang loại chất tăng cứng khác có
tốc độ nhanh hơn.
Để giảm tốc độ tăng cứng, giảm tỷ lệ chất tăng cứng, không thấp hơn 30%
nhựa, hoặc chuyển sang dùng chất tăng cứng có tốc độ chậm hơn.
+ Chú ý cát phải khô, sạch đạt tiêu chuẩn kỹ thuật loại 1C, nhiệt độ cát
trộn không cao quá 35
o
C vì ảnh hởng đến tốc độ đóng rắn và hạn chế tuổi
xuân của hỗn hợp. Khi làm khuôn trên dây chuyền cơ giới hoá, tốc độ đóng rắn
cao sẽ cho năng suất cao, khi đó hỗn hợp cát chảy đổ vào ngay khuôn hay hộp
ruột, việc dầm chặt khuôn dễ dàng nh cát-nớc thuỷ tinh.
T l cỏc vt liu trong hn hp lm khuụn tu thuc vo vt liu ỳc,
trng lng vt ỳc nhng núi chung, cỏt chim khong 70-80 %, t sột chim
8-20%. So vi hn hp lm khuụn, hn hp lm thao yờu cu cht lng cao hn
vỡ thao phi lm vic ch khc nghit hn, do ú thng c tng l
ng
Thch anh (SiO
2
), gim t l t sột, cht kt dớnh, ph gia v phi c sy k
trc khi rút. a s cỏc doanh nghip ỳc c kho sỏt cho thy hn hp lm
khuụn, thao ch yu vn l cỏt, set. Tu theo mc tiờn tin ca mi n v,
lng cỏt, sột s dng cú khỏc nhau. Nhng n v ỏp dng cụng ngh mu
chy, mu chỏy hoc khuụn v mng dựng ớt vt liu lm khuụn h
n. Cỏt s
dng thng l cỏt Võn Hi, Nha Trang, Qung Ngói, Qung Nam. õy l nhng
a phng cú cỏc ngun cỏt cht lng cao, rt phự hp lm vt liu ch tao
khuụn cho sn xut ỳc.
MÔ HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH ĐÚC NAM ĐÁP ỨNG YÊU CẦU CNH-HĐH VIỆT NAM

HỘI KHKT ĐÚC - LUYỆN KIM VIỆT NAM - 2009

16
1.2. Công đoạn làm mẫu
Mẫu là chi tiết không thể thiếu được trong công nghệ làm khuôn. Mẫu
được làm từ các vật liệu dễ gia công, tạo hình như gỗ, thạch cao, xi măng, chất
dẻo, kim loại. Mẫu tự chảy, mẫu tự thiêu thường được dùng cho đúc chính xác.
Mẫu làm bằng kim loại có tuổi thọ cao thường được dùng cho đúc đại trà với số
lượng lớn các sản phẩm truyền thống c
ủa đơn vị. Mẫu gỗ, xi măng, thạch cao đòi
hỏi tay nghề thủ công của thợ khá cao, độ bền hạn chế thường được dùng cho
đúc các sản phẩm đơn lẻ.
Vật liệu để làm bộ mẫu, hộp thao phải đạt được các yêu cầu sau:
- Dễ gia công đạt độ bóng, đảm bảo độ chính xác tạo điều kiện dễ dàng rút
mẫu mà không ảnh hưở
ng đến độ bóng của khuôn, thao;
- Bền, cứng, tuổi thọ cao;
- không bị co, trương nứt ở nhiệt độ môi trường sản xuất nhằm giữ được
hình dáng, kích thước chính xác
- Chịu được tác động cơ, hoá của hỗn hợp làm khuôn; không bị gỉ, ăn mòn;
- rẻ tiền, dễ gia công.
Đa số các DN đúc được đầu tư từ những năm 70’ của Việ
t Nam dùng vật liệu
gỗ làm mẫu. Gần đây, do yêu cầu của thị trường về chất lượng vật đúc và sự tiến
bộ của Khoa học - Công nghệ, các DN đúc mới đầu tư thường cùng công nghệ
mẫu chảy và mẫu tự thiêu tạo ra vật đúc có độ chính xác, độ bóng cao. ví dụ
Công ty Liên doanh đúc Cơ khí VIDPOL, bằng việc áp dụng công nghệ đúc tiên
tiến của UCRAINA, đúc bằ
ng khuôn tự huỷ trong môi trường chân không, cho

phép vật đúc có trọng lượng từ 0,1 kg đến 2.000 kg; độ nhẵn của sản phẩm đạt
Rz = 12 – 25 mcr.
1.3. Các phương pháp làm khuôn
a/ Công nghệ làm khuôn, thao bằng tay:
Chỉ phù hợp với những cơ sở sản xuất đơn chiếc vì:
- Độ chính xác của khuôn, thao không cao;
- Năng xuất thấp;
MÔ HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH ĐÚC NAM ĐÁP ỨNG YÊU CẦU CNH-HĐH VIỆT NAM


HỘI KHKT ĐÚC - LUYỆN KIM VIỆT NAM - 2009

17
- Yêu cầu trình độ tay nghề của công nhân cao, lao động nặng nhọc;
Có thể làm được các khuôn, thao phức tạp, kích thước và khối lượng tuỳ ý.
b/ Công nghệ làm khuôn, thao bằng máy:
Làm khuôn bằng máy là cơ khí hoá toàn bộ khâu làm khuôn hoặc 1 số
nguyên công cơ bản như đầm chặt, rút mẫu. Làm khuôn thao bằng máy khắc
phục được những nhược điểm của phương pháp làm khuôn bằng tay, cho chất
lượng, năng suất cao hơn. Tuy nhiên, về kinh tế mà nói, làm khuôn, thao bằng
máy chỉ rẻ hơn phương pháp làm khuôn, thao bằng tay khi hệ số sử dụng máy
lớn hơn 40%. Vì thế, làm khuôn bằng máy chỉ thích hợp với sản xuất hàng
loạt, lô hàng lớn.
Máy làm khuôn, thao có nhiều loại như làm trên máy ép, máy rung và máy
liên hợp rung, ép. Đa số các doanh nghiệp được khảo sát cho thấy: Đối với
các doanh nghiệp được đầu tư sau năm 2000 và các doanh nghiệp đúc trước
đây do các công ty Nhà nước quản lý, khâu làm khuôn, thao nhìn chung đã
được cơ khí hoá. Các doanh nghiệp tư
nhân thuộc các làng nghề ở Nam Định,
Hải Phòng hay ở Quảng Nam vẫn chủ yếu là thủ công hoặc được trang bị tối

thiểu là thiết bị đầm khí nén.
1.4. Sấy khuôn và thao
Sấy khuôn và thao nhằm nâng cao độ bền, độ lún, tính thông khí và giảm
bớt khả năng tạo khí khi rót kim loại lỏng vào khuôn. Với những vật đúc
không đòi hỏi chất lượng cao có thể không cần sấy khuôn. Thao làm việc
trong điều kiệ
n khắc nghiệt hơn nên phải sấy trước khi dùng. Nhiệt độ sấy
thường từ 175 – 450
o
C, tuỳ thuộc chất lượng mặt hàng sản phẩm. Về phương
pháp sấy, có thể sấy trực tiếp trên nền nhà xưởng bằng củi, rơm, rạ hoặc sấy
trong các lò sấy than, dầu
Phần lớn các doanh nghiệp được khảo sát cho thấy đều có các lò sấy
khuôn thao. Ngoại trừ 1 số doanh nghiệp thuộc các làng nghề làm khuôn cát
ngay trên nền xưởng thường dùng rơm, rạ, củi để sấy trực tiế
p.
MÔ HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH ĐÚC NAM ĐÁP ỨNG YÊU CẦU CNH-HĐH VIỆT NAM


HỘI KHKT ĐÚC - LUYỆN KIM VIỆT NAM - 2009

18
1.5. Những tiến bộ trong công nghệ đúc
Đúc trong khuôn cát (đòi hỏi diện tích làm khuôn, sấy thao, diện tích đúc
lớn, đi kèm theo là khối lượng phế thải, vấn đề môi trường v.v ) có một số nhược
điểm như không thoả mãn được yêu cầu về số lượng, chất lượng ngày càng cao
của khách hàng. Việc xuất hiện hàng loạt các phương pháp đúc mới đã đáp ứng
phần lớ
n các yêu cầu đó.
a/ Đúc trong khuôn kim loại:

Thực chất là việc điền đầy kim loại lỏng vào khuôn được chế tạo bằng kim
loại. Do khuôn kim loại có tính chất cơ lý cao, khác với vật liệu làm khuôn
cát nên có những đặc điểm sau:
- Tốc độ kết tinh của hợp kim nhanh nhờ khả năng trao đổi nhiệt của hợp
kim lỏng với thành khuôn kim loại, do đó cơ tính của vật đúc cao hơn;
-
Độ bóng bề mặt, độ chính xác của lòng khuôn cao tạo nên chất lượng vật
đúc tốt;
- Tuổi thọ khuôn kim loại cao;
- Do tiết kiệm được thời gian làm khuôn, tạo năng suất cao, hạ giá thành sản
phẩm.
Một số nhược điểm của phương pháp đúc trong khuôn kim loại là:
- Khuôn kim loại không đúc được các vật đúc có hình dáng 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 khó khăn cho công nghệ đúc;
- Giá thành chế tạo khuôn cao.
Phương pháp đúc trong khuôn kim loại áp dụng thích hợp trong sản xuất hàng
loạt với vật đúc đơn giản, trọng lượng vật đúc nhỏ đến trung bình, dưới 2
tấn/vật đúc.
b/ Đúc áp lực:
Khi hợp kim lỏng được điền đầy vào lòng khuôn dưới 1 áp lự
c nhất định
gọi là đúc áp lực. Tuỳ theo yêu cầu, áp lực có thể nhỏ bằng cách hút chân
MÔ HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH ĐÚC NAM ĐÁP ỨNG YÊU CẦU CNH-HĐH VIỆT NAM


HỘI KHKT ĐÚC - LUYỆN KIM VIỆT NAM - 2009

19

không lòng khuôn gọi là đúc áp lực thấp hoặc áp lực lớn gọi là đúc áp lực
cao. Áp lực được giữ trong suốt quá trình đúc và kết tinh kim loại.
Đúc áp lực có ưu điểm sau:
- Đúc được vật đúc phức tạp, thành mỏng 1-5 m.m; 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 l
ớn;
- Năng suất cao nhờ điền đầy khuôn nhanh và có điều kiện để cơ khí hoá;
Đúc áp lực cũng mang theo một số nhược điểm sau:
- Không dùng được thao cát vì dòng chảy có áp lực do đó, hình dạng lỗ
hoặc mặt trong của khuôn phải có dạng hình học đơn giản;
- Tuổi thọ của khuôn thấp do bị bào mòn bởi dòng chảy kim loại có áp lực
của hợp kim
ở nhiệt độ cao.
c/ Đúc ly tâm:
Thực chất của đúc ly tâm là điền đầy hợp kim lỏng vào khuôn ở trạng thái
quay tròn. Nhờ lực ly tâm sinh ra khi khuôn quay tròn, kim loại lỏng sẽ phân
bố đồng đều trên thành khuôn và đông đặc tại đó. Đúc ly tâm có những ưu
điểm sau:
- Tổ chức kim loại min, chặt, không tồn tại những khuyết tật rỗ khí, rỗ do co
ngót;
- Tạo ra vật
đúc có lỗ rỗng mà không cần thao;
- Có thể tạo ra vật đúc với nhiều lớp kim loại khác nhau, điều mà với
phương pháp đúc thông thường không thể làm được.
Nhược điểm của phương pháp đúc ly tâm là:
- Dễ tạo thiên tích vùng theo tiết diện ngang của vật đúc do những phần tử
có khối lượng khác nhau sẽ chịu lực ly tâm khác nhau. Ngoài ra, khi đúc
ống, đường kính trong của ống kém chính xác, ch

ất lượng bề mặt trong
kém.
MÔ HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH ĐÚC NAM ĐÁP ỨNG YÊU CẦU CNH-HĐH VIỆT NAM


HỘI KHKT ĐÚC - LUYỆN KIM VIỆT NAM - 2009

20
d/ Đúc trong khuôn mẫu chảy:
Đây là 1 phương pháp đúc đặc biệt trong khuôn chỉ qua 1 lần đúc. Thực
chất của đúc trong khuôn mẫu chảy là tương tự như đúc trong khuôn cát
nhưng có những điểm khác biệt sau:
- Lòng khuôn được tạo nên bởi vật liệu dễ chảy. Do đó, việc lấy mẫu ra
khỏi lòng khuôn được thực hiện bằng cách nung cho chảy mẫu rồi rót ra
theo hệ thố
ng rót;
- Vật liệu chế tạo khuôn bằng chất liệu đặc biệt nên chỉ cần độ dầy nhỏ (6-8
m.m) nhưng lại rất bền, thông khí tốt và chịu nhiệt;
- Vật 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 đảm bảo do bề mặt lòng khuôn nhẵn, không có hiện tượng
cháy khuôn;
- Hợp kim
đúc có thể là loại vật liệu khó nóng chảy, nhiệt độ rót cao.
Nhược điểm của phương pháp đúc khuôn mẫu chảy là:
- Quy trình chế tạo khuôn phải qua nhiều công đoạn nên năng suất không
cao. Do vậy, muốn áp dụng phương pháp đúc mẫu chảy cần cơ khí hoá
hoặc tự động hoá ở một số khâu then chốt; Đúc khuôn mẫu chảy chỉ phù
hợp với vật
đúc là kim loại quý, cần có độ tiết kiệm kim loại cao hoặc

những chi tiết đòi hỏi độ chính xác rất cao.
e/ Đúc liên tục:
Đúc liên tục là quá trình rót liên tục kim loại lỏng vào khuôn kim loại có
hệ thống làm nguội tuần hoàn, vật đúc được lấy ra liên tục với 1 tốc độ xác
định. Khi quá trình rót bị ngắt quãng, lấy vật đúc ra gọi là đúc bán liên tục.
Trong sản xuất, đúc bán liên tục là dạng
đúc khá phổ biến để chế tạo các sản
phẩm dạng thanh, ống, tấm có tiết diện ngang không đổi. Phương pháp đúc
liên tục đang được áp dụng rộng rãi tại các cơ sở luyện kim cỡ lớn trên
20.000 tấn/ năm đến vài chục triệu tấn/năm.
f/ Đúc trong khuôn vỏ mỏng:
MÔ HÌNH PHÁT TRIỂN NGÀNH ĐÚC NAM ĐÁP ỨNG YÊU CẦU CNH-HĐH VIỆT NAM


HỘI KHKT ĐÚC - LUYỆN KIM VIỆT NAM - 2009

21
Đúc trong khuôn vỏ mỏng là dạng đúc trong khuôn cát đặc biệt, có chiều
dầy thành khuôn mỏng 6-8 m.m. Thường được chế tạo từ hỗn hợp 4-6 % bột
thạch anh, trộn với Punvebakelit (là hỗn hợp của Fenol và Uẻtopin). Ở nhiệt độ
cao (200-250
o
C, các phân tử Fenol chảy ra, dính kết các hạt cát với nhau và hoá
cứng tạo nên độ bền cao cho khuôn vỏ mỏng.
Đặc điểm của khuôn đúc vỏ mỏng là:
- Đạt được độ bóng và độ chính xác cao;
- Khuôn vỏ mỏng là dạng khuôn khô, nhẵn bóng, thông khí tốt, truyền nhiệt
kém, không hút nước, độ bền cao nên thu được vật đúc ít bị rỗ, nứt và các
dạng khuyết tật khác;
- Không cần hệ thống rót l

ớn như đối với khuôn cát, giảm được hao phí kim
loại;
- Khuôn truyền nhiệt kém nên vật đúc không bị biến trắng;
- Quá trình dỡ khuôn, làm sạch vật đúc đơn giản;
- Quá trình đúc dễ cơ khí hoá và tự động hoá; Chu trình làm khuôn dài, giá
thành khuôn cao;
- Chỉ phù hợp với sản xuất hàng loạt lớn.
g/ Đúc trong khuôn mẫu cháy/mẫu tự thiêu:
Khuôn mẫu cháy là một bước tiến bộ khá xa của công ngh
ệ đúc. Mẫu
được chế tạo từ vật liệu xốp (Polysteron) giống y hệt vật đúc thực, sau đó đưa
vào hòm khuôn . Vật liệu làm khuôn điền đầy sau đó được hút chân không để
tạo độ nén chặt cần thiết cho khuôn đúc. Quá trình này khác với khuôn mẫu
chảy là không cần sấy để làm chảy mẫu. Đối với khuôn mẫu cháy, mẫu được
giữ nguyên sau quá trình làm khuôn. Khi đúc, với nhiệt độ
của kim loại lỏng,
mẫu sẽ cháy tạo khói thoát ra ngoài nhường lại khoảng không gian cho kim
loại điền đầy khuôn.
Phương pháp đúc trong khuôn mẫu cháy có những ưu điểm sau:
- Giá thành chế tạo mẫu rẻ, không dùng đến gỗ để chế tạo mẫu, năng suất lao
động cao;