tìm hiểu thiết bị đúc trong khuôn mẫu chảy

Báo Cáo Thực Tập Kiểm Tra Kim Loại

GVHD: TS. Lê Thượng Hiền

Lời Nói Đầu
Xã hội ngày càng phát triển, ngành công nghệ kỹ thuật cơ khí đóng vai trò rất quan
trọng. Trong quá trình chế tạo sản phẩm cơ khí dùng nhiều công cụ lao động với kết cấu
và tính năng kỹ thuật ngày càng hoàn thiện nhằm năng cao chất lượng sản xuất
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.
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. Cùng với sự phát triển của
thời đại công nghiệp hóa, hiện đại hóa của ngành cơ khí, thì nhu cầu sản xuất phải sử
dụng máy mọc có độ chính xác cao, phải giảm sức lao động của con người, tăng năng
suất lao động. Nhằm tìm hiểu về vẫn đề đó đề tài của em thực hiện : Tìm hiểu thiết bị

đúc trong khuôn mẫu chảy
Em xin chân thành các ơn các thầy cô giáo, đặc biệt là thầy giáo T.S Lê Thượng
Hiền đã trực tiếp hướng dẫn và góp ý cho em nhiều kiến thức để hoàn thành báo cáo
môn học này. Bên cạnh đó em cũng gửi lời cảm ơn tới các bạn sinh viên lớp D7 - CNCK
đã đóng góp ý kiến giúp em hoàn thành môn học.
Do lần đầu tiên làm quen với môn học còn nhiều mảng chưa nắm vững cho nên
không thể tránh được những sai sót, mong nhận được những ý kiến đóng góp của thầy cô
và các bạn. Xin cảm ơn.

SINH VIÊN THỰC HIỆN:
Phan Văn Đức

SVTH: Phan Văn Đức

1


Báo Cáo Thực Tập Kiểm Tra Kim Loại

GVHD: TS. Lê Thượng Hiền

TÌM HIỂU VỀ THIẾT BỊ MÁY ĐÚC
TRONG KHUÔN MẪU CHẢY

Chương I: giới thiệu về đúc trong khuôn mẫu chảy

1. Khái niệm về đúc trong khuôn mẫu chảy

Đúc trong khuôn mẫu chảy thực chất là đúc trong khuôn cát nhưng mẫu được làm bằng
vật liệu dễ chảy, là phương pháp đúc cho độ chính xác cao,chất lượng bề mặt tốt,có thể
tạo ra các hình dạng phức tạp.
Đây là một phương pháp đã xuất hiện rất lâu, từ hàng nghìn năm trước, tuy nhiên phương
pháp này mới chỉ được sử dụng rộng rãi trong khoảng 40-50 năm gần đây
+ Mỗi khuôn thạch cao (hay khuôn vỏ) chỉ sử dụng cho một lần đúc, sau khi đúc xong
phải phá khuôn để lấy sản phẩm, tuy nhiên mỗi khuôn có thể chứa rất nhiều sản phẩm để
tăng năng suất chế tạo.
+ Sản phẩm đúc có độ chính xác về kích thước cao , chất lượng bề mặt tốt, có thể tạo ra
những hình dạng phức tạp từ vật mẫu ban đầu.
+ Khi rót kim loại nóng chảy vào khuôn, thì khuôn cũng được nung nóng ở nhiệt độ cao
tạo điều kiện thuận lợi để điền đầy khuôn và nuôi vật đúc.
- Tuy nhiên phương pháp đúc trong khuôn mẫu chảy trải qua nhiều quá trình công nghệ
phức tạp và kéo dài, nên giá thành vật đúc khá cao

2. Nguyên lý của phương pháp đúc trong khuôn mẫu chảy
- Phương pháp đúc trong khuôn mẫu chảy dựa theo nguyên tắc tạo khuôn bằng cách sử
dụng mẫu là chất dễ chảy lỏng khi gia nhiệt ( như sáp) , mẫu sẽ được bao bọc bởi các lớp
vật liệu chịu nhiệt kết dính với nhau ( như thạch cao, cát….) Sau đó khuôn chứa mẫu sẽ
được đem đi nung cho mẫu sáp chảy ra khỏi khuôn và để lại khoảng trống chính là hình
dạng cho mẫu cần tạo ra

SVTH: Phan Văn Đức

2


Báo Cáo Thực Tập Kiểm Tra Kim Loại

SVTH: Phan Văn Đức

GVHD: TS. Lê Thượng Hiền

3


Báo Cáo Thực Tập Kiểm Tra Kim Loại

GVHD: TS. Lê Thượng Hiền

Chương II : Qúa trình đúc trong khuôn mẫu chảy
1. Các công đoạn đúc trong khuôn mẫu chảy
a. Chế tạo khuôn
- Khuôn ép có thể làm bằng kim loại , xi măng hoặc thạch cao. Chế tạo khuôn ép được
tiến hành bằng , bằng gia công áp lực, đúc, gia công cơ khí hoặc đúc rồi gia công cơ khí.

Kết cấu của khuôn ép cũng thường chia làm 2 nửa khuôn ( để dễ lấy mẫu chảy ra khỏi
khuôn ép ), có thể thống rót để rót mẫu chảy vào khuôn
Yêu cầu : chế tạo khuôn ép chính xác và nhẵn bóng vì nó quyết định độ bóng , độ chính
xác của mẫu chảy
Chế tạo vật liệu dễ chảy: vật liệu dễ chảy bao gồm : nhựa thông, sáp paraphin, stearin
Thành phần vật liệu dễ chảy thường như sau : 70% nhựa thông + 20% sáp + 10%
paraphin. hoặc 30% paraphin + 70% stêarin.
Nhiệt độ chảy của vật liệu dễ chảy thường là 50 - 900C.
Yêu cầu vật liệu dễ chảy không được mềm ra ở nhiệt độ dưới 30 - 350C, đồng thời phải có
tính chảy loãng để điền đầy khuôn ép.
- Người ta nấu vật liệu dễ chảy trong lò nồi, điện trở hoặc cảm ứng. Khi nấu cần phải
khuấy đều và gạt bỏ những tạp chất khác nổi trên vật dễ chảy.
b. Chế tạo mẫu chảy:
- Ép vật liệu dễ chảy vào khuôn ép với áp suất khoảng 2at. Để nguội cho mẫu đông đặc
rồi mở khuôn ép, lấy mẫu và sửa mẫu.
- Lắp một số mẫu với nhau thành một nhóm mẫu chảy có chung hệ thong rót: mục đích
để tăng năng suất đúc.
- Chế tạo khuôn: sơn một lớp dung dịch chịu nhiệt lên nhóm mẫu chảy , thành phần sơn
thừng là: 90% bột cát thạch anh + 7% cao lanh + 3% grafit trộn với dung dịch 20%
nước thuỷ tinh + 80% nước.
Thường sơn 2 - 3 lần đối với mẫu nhỏ, 4 - 5 lần đối với mẫu lớn. Sau mỗi lần sơn ta rắc
một lớp cát thạch anh và sấy ngoài không khí trong 30 - 40 phút.
- Chiều dày lớp sơn cần đảm bảo là 1 1,5 mm. Sau đó đem nhóm mẫu chảy đã được sơn
lớp vỏ chịu nhiệt đi làm khuôn cát bằng cách đặt vào trong hòm khuôn và tiến hành làm
khuôn trên máy rung (khuôn cát chỉ để tăng sức bền cho lớp vỏ).
SVTH: Phan Văn Đức

4

Báo Cáo Thực Tập Kiểm Tra Kim Loại

GVHD: TS. Lê Thượng Hiền

- Sau đó sấy ở nhiệt độ 100 - 1200C để cho mẫu chảy ra ngoài và ta thu được khuôn đúc.
Đối với những chi tiết nhỏ, có thể không cần làm thêm khuôn cát ở ngoài mà đem nhóm
mẫu đã được sơn lớp cát chịu nhiệt nhúng vào nước nóng hoặc hơ nóng ở nhiệt độ 80 900C làm mẫu chảy chảy ra ngoài và ta thu được lòng khuôn.
- Sấy khuôn: sấy khuôn trong lò ở nhiệt độ 850 + 9000C để đốt cháy hợp chất dễ chảy
còn sót lại, đồng thời tăng độ bền và tăng tính thông khí cho khuôn.
- Nấu chảy kim loại, rót kim loại vào khuôn, dở khuôn và làm sạch vật đúc.
2 . Quy trình đúc mẫu chảy một số loại khuôn
Quy trình đúc mẫu chảy trong khuôn thạch cao có thể tóm lược trong sơ đồ sau:

Mẫu gốc

Tạo
khuôn lưu
hóa cao

Ép sáp
vào khuôn

Mẫu sáp

Rót kim
loại vào
khuôn

Nung
khuôn

thạch cao
cho chảy

Tạo
khuôn
thạch cao

Tạo cây
sáp

Phá
khuôn lấy
sản phẩm

Làm sạch
và đánh
bóng sản
phẩm

Hoàn
thiện sản
phẩm

su

Chương III : Ứng dụng và ưu nhược điểm của thiết bị đúc
1. Ứng dụng

Phương pháp đúc khuôn mẫu chảy thường được sử dụng trong lĩnh vực kim hoàn,
trang sức và một số lĩnh vực khác đòi hỏi sản phẩm có kích thước nhỏ và độ chính

xác cao. Tuy nhiên phương pháp đúc trong khuôn mẫu chảy để chế tạo một số chi
tiết khá lớn trong lĩnh vực cơ khí, hàng không, năng lượng.
•

Các máy trong dây chuyền đúc khuôn mẫu chảy

SVTH: Phan Văn Đức

5


Báo Cáo Thực Tập Kiểm Tra Kim Loại

GVHD: TS. Lê Thượng Hiền

+ Máy lưu hóa khuôn
Cấu tạo : gồm khuôn và bộ phận ép có thể gia nhiệt
Các bước sử dụng mô tả qua hình:

Công dụng của máy:
Máy lưu hóa khuôn được sử dụng để tạo ra các khuôn cao su nhằm sử dụng cho quá trình
tạo ra các mẫu sáp. Từ mẫu sản phẩm gốc, ta sử dụng máy lưu hóa khuôn để tạo ra khuôn
có phần khuyết giống như hình dạng của mẫu
Xuất xứ của máy.
Máy lưu hóa khuôn có kết cấu khá đơn giản và được chế tạo tại Việt Nam.
Quy trình sử dụng máy.
2.
Cắt các miếng cao su có kích thước giống như lòng khuôn thép.
3.
Đặt mẫu cần làm khuôn vào giữa các miếng cao su, tạo rãnh rót cho khuôn cao su.

4.
Đặt tấm khuôn thép vào máy lưu hóa cao su.
5.
Cài đặt thời gian hoạt động cho máy.
Thời gian lưu hóa = số miếng cao su làm khuôn x 8 phút.
1.

Bật công tắc máy, dùng pittong ép các lớp cao su lại với nhau, sau đó cứ 5 phút lại
ép xuống 1 lần, sau 3 lần ép thì không ép nữa.
6.
Sau khi máy tắt, chờ khuôn nguội tiến hành mổ khuôn lấy sản phẩm.
+ Máy bơm sáp chân không tự động.
5.

SVTH: Phan Văn Đức

6


Báo Cáo Thực Tập Kiểm Tra Kim Loại

GVHD: TS. Lê Thượng Hiền

Mô tả máy.
Máy bơm sáp chân không tự động bao gồm một máy hút chân không, hệ thống nấu chảy
sáp, hệ thống vòi phun và hệ thống điều khiển.

Công dụng máy.
- Máy bơm sáp chân không tự động có tác dụng nấu chảy sáp và tạo áp lực bơm sáp từ vòi
phun vào trong khuôn cao su để tạo ra mẫu sáp. Khuôn cao su có thể được sử dụng nhiều

lần để tạo ra nhiều mẫu sáp.

+ Máy trộn thạch cao.
Mô tả máy.
- Máy trộn thạch cao bao gồm bầu rung, cần khuấy và khoang chứa. Các lát (Flask) được
đặt trong khoang chứa và được hút chân không. Khi thạch cao đã được trộn đều, máy hút
chân không rồi rót thạch cao vào trong lát (Flask).

SVTH: Phan Văn Đức

7


Báo Cáo Thực Tập Kiểm Tra Kim Loại

GVHD: TS. Lê Thượng Hiền

Công dụng máy.
- Máy trộn thạch cao vừa có thể khuấy vừa có thể rung để trộn đều thạch cao với nước.
Hút chân không nhằm loại bọt khí ra khỏi thạch cao gây rỗ lên bề mặt vật đúc

Lò nung.
SVTH: Phan Văn Đức

8


Báo Cáo Thực Tập Kiểm Tra Kim Loại

•

GVHD: TS. Lê Thượng Hiền

Mô tả máy.
Lò nung được trang bị các điện trở nhiệt có thể nung đến nhiệt độ khoảng 1100o Lò
nung có kết cấu kín, có ống khói để xả khí cháy ra ngoài. Thiết bị có nhiệt độ rất cao
và dòng điện sử dụng lớn nên rất cẩn thận khi thao tác để tránh tai nạn trong khi làm
việc. Lò có thể được lập trình nhiệt độ theo chương trình định sẵn.

Công dụng máy.
Lò nung được sử dụng để nung khuôn thạch cao lên nhiệt độ cao, nấu chảy và bốc hơi sáp
trong khuôn.

Máy đúc chân không.

•

Mô tả máy.
Máy đúc chân không thực chất là một lò nung trung tần. Máy có khả năng nấu
chảy kim loại rất nhanh trong một cốc nấu và buồng nấu được cách ly (chỉ quan sát
được cốc nấu kim loại qua cửa sổ bằng kính). Máy có thể nung tới nhiệt độ 1800 oC, có
thể nấu chảy được nhiều kim loại hay hợp kim như đồng, nhôm, bạc, vàng, platin,
thép… Khi rót kim loại, buồng nung được hút chân không và điền đầy bởi khí trơ.
Máy đúc hỗ trợ việc rót kim loại ngay trong buồng nung. Máy sử dụng Argon làm khí
trơ và cần thêm hệ thống giải nhiệt bằng nước phụ trợ.

SVTH: Phan Văn Đức

9

Báo Cáo Thực Tập Kiểm Tra Kim Loại

GVHD: TS. Lê Thượng Hiền

Công dụng máy.
Máy đúc được dùng để nung chảy kim loại và rót kim loại nóng chảy vào trong khuôn
thạch cao.
Máy phun cát.

•

Mô tả máy.
Máy phun cát là một hệ thống sử dụng khí nén nhằm phun các hạt cát mịn với tốc
độ cao vào vật đúc sau khi đã hoàn thành. Máy được kết nối với máy nén khí, cát được
tuần hoàn trong máy và sử dụng nhiều lần. Cát được bắn trong một buồng kín và
người sử dụng sẽ thao tác với vật thể qua găng tay.

SVTH: Phan Văn Đức

10


Báo Cáo Thực Tập Kiểm Tra Kim Loại

GVHD: TS. Lê Thượng Hiền

Công dụng máy.
•
Máy phun cát được sử dụng để làm sạch vật đúc sau khi phá khuôn thạch cao. Cát

ở tốc độ cao sẽ loại bỏ những phần thạch cao còn bám lại ở những vị trí khó loại bỏ
như hốc, lỗ…
2. Ưu điểm, nhược điểm
a. Ưu điểm
-Đúc trong khuôn mẫu chảy là một phương pháp mới nhiều ưu điểm. So với đúc bằng
khuôn cát, đúc mẫu chảy có thể làm được các chi tiết phức tạp, có thành mỏng, chất lượng
bề mặt cao, giảm đáng kể lượng gia công cơ khí, nhiều chi tiết đúc xong có thể sử dụng
ngay. Đúc mẫu chảy có thể làm được các sản phẩm có trọng lượng từ vài gram đến vài
chục kilogram.
-Đúc được những hợp kim khó chảy như thép không rỉ, thép gió…
-Độ chính xác và độ bóng bề mặt vật đúc rất cao vì: độ chính xác của mẫu chảy lớn,
không có mặt phân khuôn nên không có sự sai lệch khuôn và khuyết tật do lắp ráp khuôn
gây ra, không có nguyên công rút mẫu nên giảm được sai số do việc rút mẫu, giảm đáng
kể lượng dư gia công cơ khí, rót kim loại lỏng vào khuôn đã được nung nóng nên giảm
ứng suất nhiệt do đó vật đúc ít bị nứt, cong vênh.
-Giảm thời gian gia công cơ khí
b. Nhược điểm
SVTH: Phan Văn Đức

11


Báo Cáo Thực Tập Kiểm Tra Kim Loại

•
•
•
•

GVHD: TS. Lê Thượng Hiền

Cường độ lao động cao
Chu trình sản xuất dài,
Giá thành chế tạo khuôn cao.
Khuôn chỉ đúc được một lần

Mục lục
Lời Nói Đầu……………………………………………………………..1
Chương I: giới thiệu về đúc trong khuôn mẫu chảy………………………………..2
1. Khái niệm về đúc trong khuôn mẫu chảy……………………………………………...2
2. Nguyên lý của phương pháp đúc trong khuôn mẫu chảy……………………………....2
Chương II: Qúa trình đúc trong khuôn mẫu chảy………………………………….4
1. Các công đoạn đúc trong khuôn mẫu chảy……………………………………………..4
a. Chế tạo khuôn………………………………………………………………………….4
b. Chế tạo mẫu chảy……………………………………………………………………...4
2. Quy trình đúc mẫu chảy một số loại khuôn……………………………………………5
Chương III: Ứng dụng và ưu điểm nhược điểm của thiết bị đúc trong khuôn mẫu
chảy......................................................................................................................................7
1. Ứng dụng………………………………………………………………………………..7
2. Ưu điểm,nhược điểm…………………………………………………………………..11
a. Ưu điểm………………………………………………………………………………11
SVTH: Phan Văn Đức

12


Báo Cáo Thực Tập Kiểm Tra Kim Loại

GVHD: TS. Lê Thượng Hiền

. b. Nhược điểm…………………………………………………………………………..12
Mục Lục………………………………………………………………………………….13
Tài Liệu Tham Khảo…………………………………………………………...……….14

Tài Liệu Tham Khảo
1. Sổ tay thiết kế đúc. Phạm Quang Lộc ,NXB Khoa học và Kỹ thuật, Hà nội 1985.
2. Giáo trình đúc kim loại màu, Hoàng Trọng Bá
3. Giáo trình công nghệ đúc, Trường Đại học Bách Khoa Đà Nẵng, 2006
4. Tài liệu từ Internet.

SVTH: Phan Văn Đức

13