tìm hiểu thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

Thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

LỜI NÓI ĐẦU
Ngày nay, sản phẩm khuôn đúc áp lực xuất hiện trong hầu hết các lĩnh vực
khoa học kỹ thuật cũng như trong đời sống hàng ngày. Trong các ngành công
nghiệp nhẹ, từ trước đến nay đã sử dụng rất nhiều các chi tiết, thiết bị chế tạo từ vật
liệu đúc. Trong các ngành công nghiệp nặng xưa kia hầu hết các chi tiết máy,
các thiết bị đều được chế tạo từ thép. Vật liệu dùng trong khuôn đúc áp lực
thường là các hợp kim của nhôm, sản phẩm chế tạo từ hợp kim nhôm rất đa dạng
và phong phú. Dễ nhận ra nhất, trong đời sống hàng ngày cũng như trong các
ngành công nghiệp có rất nhiều các sản phẩm sử dụng phương pháp đúc hợp kim
màu dưới áp lực thấp.
Cùng với sự phát triển của khoa học nói chung và ngành cơ khí nói riêng.
Đòi hỏi người cán bộ kỹ thuật phải nẵm vững kiến thức cơ bản tương đối rộng.
Đồng thời phải biết vận dụng kiến thức đó để giải quyết những vẫn đề cụ thể
thường gặp trong thực tế sản xuất, trong kĩ thuật cũng như trong đời sống hàng
ngày.
Chính vì thế, nghiên cứu khoa học với mục đích giúp sinh viên hệ thống lại
những kiến thức cơ bản đã học trước lúc ra trường, đồng thời phát huy khả năng tư
duy, sáng tạo của mỗi sinh viên khi đứng trướng một vẫn đề thực tế trong kỹ thuật.
Với mục đích đó, em đã thực hiện bài báo cáo về đề tài : “ Nghiên cứu và tìm hiểu
về thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp” nhằm tìm hiều và hiểu rõ hơn về các
thiết bị đúc đặc biệt là đúc áp lực thấpvới những hợp kim màu.
Tuy nhiên, trong bài báo cáo còn nhiều thiếu sót mong thầy và các bạn góp
ý thêm để em có thể hoàn thành tốt bài báo cáo này.

SVTH: VŨ THỊ HUỆ

1

Thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

Em xin chân thành cảm ơn.
Hà Nội, ngày 20 tháng 12 năm 2015
Giáo viên bộ môn

Sinh viên thực hiện

TS. Lê Hiền

SVTH: VŨ THỊ HUỆ

Vũ Thị Huệ

2


Thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

THIẾT BỊ ĐÚC HỢP KIM MÀU
DƯỚI ÁP LỰC THẦP
I.

Khái niệm

Đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp: dùng để sản xuất những chi tiết bằng hợp
kim nhôm có hình dáng phức tạp, kích thước tương đối nhỏ (nắp xilavih, bloc
xilanh, hộp lọc dấu, hộp số). Khuôn đặt phía trên nơi kín chứa nhòm lổng, dùng khí
nén áp suất thấp (dưới daN/ cm” tác dộng lên mặt kim loại lỏng trong nồi), kim loại
sẽ dâng lên qua ống dẫn (bằng gang có lớp cách nhiệt) điền dày lỗ khuôn.

Đây là cách rót khuôn lý tưởng: không cần rãnh dẫn, hệ thống rót, đậu ngót.
Kim loại dâng lên êm không xoáy hoặc hàn té nếu ta khống chế được áp suất khí
nén. Khi ngừng không cho áp suất khí nén tác động thì kim loại thừa trong ống sẽ
chảy xuống trở lại nôi.
II.

Nguyên lý hoạt động

Kim loại lỏng được đưa vào khuôn bằng áp lực tương đối lớn thông qua 1
xylanh-pistong. Áp lực lớn, tôc độ nguội nhanh, sẽ cho sản phẩm với tổ chức sít
chặt, hạt nhỏ mịn làm cho cơ tính và khả năng chịu mài mòn tăng đáng kể. Khí
không kịp thoát ra ngoài và co ngót có thể tạo nên rỗ khí-khuyết tật thường có ở
đúc áp lực, và được khắc phục bằng cách làm cho các rỗ khí nhỏ, phân bố đều trên
bề mặt, để khi gia công cơ có thể căt bỏ.Sản phẩm của đúc áp lực rất khó hàn và sử
lí nhiệt do vẫn còn khí bị giữ lại trong vật đúc. Nếu muốn thì cần những công nghê
đặc biệt. Một điều lưu ý trong đúc áp lực là lựa chọn vật liệu có khoảng đông đặc
hẹpCó đến 85% hợp kim nhôm đang sử dụng để đúc áp lực là hợp kim 380 và một
vài hợp kim cùng họ (Al + Si + Cu).

SVTH: VŨ THỊ HUỆ

3


Thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

III.

Kết cấu thiết bị

IV.

Phạm vi sử dụng

- Các hợp kim thường được sử dụng để đúc áp lực thấp được lựa chọn theo thành
phần hóa học, các tính chất sử dụng và các tính chất công nghệ.
- Hợp kim dùng để đúc áp lực thấp cần có khoảng kết tinh hẹp để nhận được vật
đúc có độ sít chặt cao, đồng đều, độ bền và độ dẻo ở nhiệt độ cao.
- Hợp kim cũng cần độ chảy loãng tốt, không bám dính khuôn, thành phần hóa
học ổn định khi giữ sâu trong lò.
V.
-

Ưu điểm

Vật đúc có độ chính xác và độ bóng cao (độ chính xác đạt tới 0,01mm).

- Khuôn kim loại được dùng nhiều lần( có thể từ 10-25 vạn).
- Tổ chức kim loại của vật đúc nhỏ mịn nhờ tác dụng nguội nhanh của khuôn kim
loại .

SVTH: VŨ THỊ HUỆ

4


Thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

- Do bề mặt khuôn có độ nhẵn bóng và độ chính xác cao, độ nhám bề mặt cao hơn
nên vật đúc có thể đạt độ chính xác , độ nhẵn cấp cao, phần lớn không cần gia công

cơ.
- Năng suất cao, có thể đạt 1000-3600 lần ép/giờ.
- Nhiệt độ nóng chảy của hợp kim tương đối thấp.
- Kim loại lỏng ít bị oxi hóa , tiết kiệm chất tại xi và chất trợ dung.
- Dễ dàng điều chỉnh được thông số nhiệt động của quá trình thông qua áp lực của
khí nén .
- Tiết kiệm kim loại rót cho hệ thống nên tỷ lệ thành phẩm cao hơn, tới 90%.
- Vật đúc sít chặt hơn.
- Mật độ cao và tổ chức nhỏ mịn

→

cơ tính cao hơn.

- Dễ cơ khí hóa và tự động hóa.
- Có thế tạo được áp suất dư tác động lên kim loại lúc kết tinh ( từ 1-10daN/
VI.

cm 2

)

Nhược điểm

- Không dùng được lõi cát nên hình dáng bên trong của vật đúc không được quá
phức tạp.
- Tỷ lên thành phẩm nhỏ vì hệ thống rót lớn.
- Kích thước và khối lượng vật đúc bị hạn chế theo cỡ máy đúc, thường những chi
tiết nào muốn đem đúc áp lực cũng phải thiết kế lại cho phù hợp.

SVTH: VŨ THỊ HUỆ

5


Thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

- Vật đúc có nhiều rỗ khí bên trong do dòng hợp kim chảy vào khuôn cuốn theo
bọt không khí và do kết tinh nhanh không thoát được ra ngoài.
- Vật

đúc có thành mỏng kéo dài, nếu rót thông thường sẽ không điền đầy.

- Vật đúc có chiều dày thành không đều, có một hoặc vài nút nhiệt.

VI.

Ví dụ ứng dụng

Trong sản xuất đơn lẻ
Máy đúc áp lực thấp tại Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim do Việt
Nam sản xuất, có dung tích nồi nấu tối đa 250 kg, lò dùng dây điện trở để gia nhiệt,
nhiệt độ nấu đạt 950 0C có hệ thống điều khiển. Nhiệt độ tự động sai số ± 5 0C, có
hệ thống gá khuôn bằng thủy lực.

SVTH: VŨ THỊ HUỆ

6

Thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

SVTH: VŨ THỊ HUỆ

7


Thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

Qua các nghiên cứu ở trên và các số liệu thực nghiệm đã đưa ra các bước trong quy
trình đúc áp lực thấp áp dụng với chi tiết cánh tản nhiệt động cơ 33 kW. Sản phẩm
đúc sau khi gia công có khối lượng 5,3kg/6,2kg phôi đúc.

SVTH: VŨ THỊ HUỆ

8


Thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

Trong công nghiệp
Máy đúc áp lực thấp có áp suất ép khoảng 6 ÷ 75 at. Loại mát này có thể vận
hành bằng tay, bán tự động hoặc tự động.Nó chỉ dùng để đúc kim loại có điểm chảy
< 4500C (như thiếc, chì, kẽm); khi đúc những kim loại có những điểm chảy >
4500C thì giữa thành xilanh và pittong tạo thành một màng oxit dễ làm cho máy bị
tắc. Khuyết điểm của máy này là hệ thống pittong xilanh chóng mòn.
Một số thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp:

SVTH: VŨ THỊ HUỆ

9


Thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

SVTH: VŨ THỊ HUỆ

10


Thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

SVTH: VŨ THỊ HUỆ

11


Thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

Các thiết bị được đúc thành từ thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp:

SVTH: VŨ THỊ HUỆ

12


Thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

SVTH: VŨ THỊ HUỆ

13


Thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

VIII.

Kết luận

So với đúc áp lực cao cách đúc này có năng suất thấp hơn nhiều nhưng khuôn và
máy đều rẻ, dễ chê tạo; kim loại chảy vào khuôn êm tránh được rỗ khí và có khả
năng đúc những chi tiết lớn khối lượng tới 300 kg, kích thước tới 1200 mm. Khuôn
thường dùng là khuôn kim loại, nhưng ruột có thể bằng cát. Vật liệu làm khuôn
không yêu cầu cao lắm vì chỉ dùng áp lực thấp. Chính vì thế phương pháp này đang
được áp dụng rộng rãi và phát triển mạnh nhất là trong sản xuất hàng loạt nhỏ và
trung bình. Hiện nay ở nhiều nước đã chết tạo máy đúc áp lực thấp bán tự động
năng suất khá cao; đúc cả nhôm, magiê, đồng và khuôn thỏi lớn đúc thép không rỉ.
Nếu dùng thêm khí trơ thay không khí nên thì càng tốt.

SVTH: VŨ THỊ HUỆ

14


Thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

MỤC LỤC
Lời nói đầu………………………………………………………. ….1
I.
II.

III.
IV.
V.
VI.
VII.
VIII.

Khái niệm………………………………………………………3
Nguyên lý hoạt động……………………………………………3
Kết cấu thiết bị………………………………………………….4
Phạm vi ứng dụng………………………………………………4
Ưu điểm của thiết bị…………………………………………….4
Nhược điểm của thiết bị………………………………………...5
Ví dụ ứng dụng………………………………………………….6
Kết luận…………………………………………………………14

SVTH: VŨ THỊ HUỆ

15


Thiết bị đúc hợp kim màu dưới áp lực thấp

TÀI LIỆU THAM KHẢO
1.

Phạm Quang Lộc. Sổ tay thiết kế đúc. NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà
nội 1985.

2.

Hoàng Trọng Bá. Giáo trình đúc kim loại màu.

3.

Giáo trình công nghệ đúc, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng,
2006

4.

Tài liệu từ Internet.

SVTH: VŨ THỊ HUỆ

16