Đề cương ôn tp môn học CHÊ tạo phôi

ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
§Ị c¬ng «n tËp m«n häc CH£ t¹o ph«i
A. Lý thut
PhÇn 1 : C«ng nghƯ ®óc:

(Ngµnh: §H CNktCK, Sè tiÕt: 30 tiÕt)

C©u 1: Kh¸i niƯm, ®Ỉc ®iĨm, ph©n lo¹i ph¬ng ph¸p ®óc?
1.1 Kh¸i niƯm:
- Đúc là quá trình điền đầy kim loại ở thể lỏng vào lòng khuôn đúc có
hình dạng kích thước đònh sẵn. Sau
khi kim loại đông đặc ta thu được sản phẩm tương ứng với lòng khuôn. Sản phẩm đó gọi là vật đúc.
- Nếu đem vật đúc gia công như gia công cắt gọt gọi là phôi đúc
1.2 §Ỉc ®iĨm c¬ b¶n
Mọi vật liệu như : gang, thép,hợp kim màu, vật liệu phi kim khi nấu chảy, đều đúc được
- Tạo ra vật đúc có kết cấu phức tạp
- Có khối lượng lớn mà các phương pháp giacông phôi khác không thực hiện được
Nhược điểm:
- Do quá trình kết tinh từ thể lỏng nên trong vật đúc dễ tồn tại các dạng rỗ co, rỗ khí, nứt, lẫn tạp chất.
- Khi đúc trong khuôn cát, độ chính xác về kích thước và độ bóng thấp.
- Tiêu hao một phần không nhỏ kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót và cho các đại lượng khác (lượng dư, độ
xiên . . .)
1.3 Phân loại các phương pháp đúc
- Phương pháp sản xuất đúc được phân loại tuỳ thuộc vào loại khuôn mẫu, phương pháp làm khuôn .vv…
- Tuỳ thuộc vào loại khuôn đúc người ta phân ra làm hai loại:
Đúc trong khuôn cát
Đúc đặc biệt
Câu 2: Qúa trình sản xuất đúc trong khuôn cát :
-Khuôn cát là loại khuôn đúc một lần (chỉ rót một lần rồi phá khuôn).vật đúc tạo hình trong khuôn cát có độ
chính xác thấp độ bóng bề mặt kém lượng dư gia công lớn.Nhưng khuôn cát tạo ra vật đúc có kết cấu phức

tạp, khối lượng lớn.
Sơ đồ sản xuất đúc bằng khuôn cát :

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

1


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
Hỗn hợp làm
khuôn

Mẫu
đúc

Hộp
lõi

Hỗn hợp
làm lõi

Làm khuôn

Làm lõi

Sấy khuôn

Sấy lõi

Nhiên
liệu

Lò
đúc

Nguyên liệu
kim loại

Nấu kim loại
Biến tính

Khuôn khô
Lắp ráp khuôn, lõi
Rót khuôn
Phá khuôn,lõi
Làm sạch vật
đúc
Kiểm tra

Phế phẩm

Thành phẩm

Câu 3 : Sự kết tinh va tổ chức kim loại trong vật đúc :
- Sự kết tinh lại của kim loại :
1.Những yếu tố ảnh hưởng đến sự kết tinh lại của kim loại và hợp kim
a. Tính chất ly nhiệt của kim loại và hợp kim :nhiệt độ dòng chảy (đông đặc) ,nhiệt độ rout, độ quá nhiệt…
b. Tính chất lý nhiệt của khuôn : vật liệu lam khuôn (cát,đất sét, gang, thép , đồng…)khuôn khô hoặc tươi,
nhiệt độ của khuôn rót , phương pháp làm nguội…

c. công nghệ đúc : phương pháp làm khuôn (bằng tay,bằng máy, đúc đặc biệt…),phương pháp rout (trực tiếp ,
xi mông,rung , đúc li tâm, áp lực)
2. sự hình thành vật đúc trong khuôn :
a. điền nay hợp kim lỏng : yêu cầu điền nay nhanh, liên tụcđể không làm giảm nhiệt độ của hợp kim lỏng
b. hạ nhiệt độ từ độ rót đến độ kết tinh, hợp kim lỏng xuất hiện phần tử rắn(trung tâm kết tinh-tâm mầm)lớn
dần lean và xuất hiện các trung tâm kết dính khác , đến khi tạo lớp kim loại rắn. Vùng kết tinh theo hướng
tản nhiệt vuông góc với thành khuôn. Đáy thành bean đông đặc trước ( do truyền nhiệt với tốc độ khác
nhau )
c. kết tinh và đông đặc :
- khoảng nhiệt độ kết tinh được tính từ điểm lỏng (từ đường lỏng trở xuống) đến điểm đặc( từ điểm đặc trở
lên). Hướng tản nhiệt từ dưới lean, từ ngoài vào tâm. Sự đông đặc( theo lớp hay thể tích) ảnh hưởng trực tiếp
đến tổ chức của vật đúc.
- đông đặc theo lớp xảy ra với các kim loại nguyên chất , hợp kim cùng tinh hooậchcặc hợp kim có khoảng
đông đặc hẹp
- đông đặc theo thể tích xảy ra khi hợp kim có khoảng nhiệt độ kết tinh lớn

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

2


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
d. nguội trong khuôn:
- khi kết thúc giai đoạn đông đặc của hợp kim, từ nhiệt độ đông đặc trở xuống đến lúc dỡ khuôn là thời điểm
chuyển biến pha của từng hợp kim đúc ứng với từng nhiệt độ. Quán trình kết tinh cũng phụ thuộc vào kết
cáu công nghệ vật đúc khac nhau( thành dày, mỏng , tập trung kim loại…), tốc độ chuyển biến khac nhau.
e. nguôi ngoài khuôn ( tốc đọ nguội lớn), có thể ủ trong lò ,bể, buông ủ đê tránh gay ứng suất dư, nứt nẻ vật
đúc, hoá cứng bề mặt và lam đồng đều, ổn đònh thành phần hoá học…
Câu 4 : Những yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng vật đúc :

* Chất lượng vật đúc
+ Độ chính xác hình dạng và kích thước
+ Độ nhẵn bóng bề mặt
+ Tính chất kim loại
* Nhân tố ảnh hưởng
-Hợp kim đúc:
-Loại khuôn đúc và phương pháp đúc
Câu 5 : nguyên tắc thiết kế kết cấu công nghệ vật đúc?
a. Khái niệm :
Vật đúc là dạng sản phẩm hình thành từ hợp kim lỏng trong lòng khuôn. Sự hình thành đó chòu ảnh hưởng lớn
kết cấu vật đúc.
b. Yêu cầu của một kết cấu kim loại
- Bảo quản quy trình công nghệ làm khuôn đơn giản, thuận tiện.
- Để xác đònh vò trí lòng khuôn trong khuôn đúc để tạo ra hướng kết tinh đúng nhằm nâng cao chất lượng hợp
kim đúc loại bỏ các khuyết tật đúc.
- Bảo đảm cho quy trình công nghệ gia công cắt gọt được thuận tiện.
- Bảo đảm cơ tính vật đúc.
Câu 6 : thiết kế công nghệ đúc :
Phân tích kết cấu
- Đọc kỹ bản vẽ, hình dung chi tiết, đọc điều kiện kỹ thuật ghi trong bản vẽ chi tiết, vật liệu chế tạo chi tiết,
hình dung cả vò trí làm việc của chi tiết đó trong thiết bò, yêu cầu chòu lực …
- Dự kiến trước sơ bộ quy trình gia công cắt gọt chi tiết đóù trên các loại máy xác đònh những phần bề mặt
phải gia công, những mặt chuẩn công nghệ. Từ đó xem đã hợp lý với kết cấu vật đúc chưa, nếu chưa có thể thay
đổi một phần kết cấu nhằm :
+ Đơn giản hoá kết cấu tạo, tạo điều kiện dễ đúc hơn : như lược bỏ các rãnh then, rãnh lùi dao, các lỗ nhỏ
quá không đặt lõi được .
Ví dụ:
- Sản xuất đơn chiếc lỗ Φ ≤ 50 mm → không đúc
- Sản xuất hàng loạt Φ ≤ 30 mm → không đúc
- Sản xuất hàng khối Φ ≤ 20 mm → không đúc

Các rãnh có độ sâu < 6mm, các bậc dày < 25 mm không nên đúc
+ Tăng hoặc giảm độ dày thành vật đúc, các gân gờ, chỗ chuyển tiếp giữa các thành vật đúc để dễ đúc hơn
nhưng không ảnh hưởng đến khả năng chòu lực, điều kiện làm việc của chi tiết.
Câu 7 : Xác đònh mặt phân khuôn khi đúc? Cho ví dụ minh hoạ?

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

3


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
- Mặt phân khuôn là bề mặt tiếp xúc giữa các nửa khuôn với nhau xác đònh vò trí đúc ở trong khuôn.Mặt phân
khuôn có thể là mặt phẳng, mặt bậc hoặc cong bất kì.
- Nhờ có mặt phân khuôn mà rút mẫu khi làm khuôn dễ dàng lắp ráp lõi, tạo hệ thống dẫn kim loại vào khuôn
chính xác.
* Nguyên tắc chọn mặt phân khuôn :
- Dựa vào công nghệ làm khuôn :
+ Rút mẫu dễ dàng, đònh vò lõi và lắp ráp khuôn.
+ Chọn mặt có diện tích lớn nhất, dễ làm khuôn và lấy mẫu.
+ Mặt phân khuôn nên chọn mặt phẳng tránh mặt cong, mặt bậc.

+ Số lượng mặt phân khuôn phải ít nhất.Để đảm bảo độ chính xác khi lắp ráp, công nghệ làm khuôn đơn giản.
+ Nên chọn mặt phân khuôn đảm bảo chất lượng vật đúc cao nhất, những bề mặt yêu cầu chất lượng độ
bóng, độ chính xác cao nhất. Nên đểû khuôn ở dưới hoặc thành bên. Không nên để phía trên vì dễ nổi bọt khí, rỗ
khí,lõm co.
+ Những vật đúc có lõi, nên bố trí sao cho vò trí của lõi là thẳng đứng.Để đònh vò lõi chính xác, tránh được tác
dụng lực của kim loại lỏng làm biến dạng thân lõi, dễ kiểm tra khi lắp ráp.

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

4


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
+ Chọn mặt phân khuôn sao cho lòng khuôn là nông nhất, để dễ rút mẫu và dễ sữa khuôn, dòng chảy kim
loại vào khuôn êm hơn, ít làm hư khuôn

+ Những kết cấu lòng khuôn phân bố ở cả khuôn trên và khuôn dưới nên chọn lòng khuôn trên nông hơn,
như vậy sẽ dễ làm khuôn, dễ lắp ráp khuôn.Nên hình bên ta nên chọn phương án 1

• Dựa vào độ chính xác của lòng khuôn :
- Độ chính xác của vật đúc phụ thuộc vào độ chính xác của lòng khuôn.Do đó phải:
- Lòng khuôn tốt nhất là chỉ phân bố vào trong 1 hòm khuôn . Để tránh sai số khi lắp ráp khuôn.
Ví dụ:
- Những vật đúc có nhiều tiết diện khác nhau, nếu yêu cầu độ đồng tâm cao, người ta dùng thêm miếng đất phụ
để đặt toàn bộ vật đúc trong một hòm khuôn .
- Miếng đất phụ sẽ làm thay đổi phần nào hình dạng mẫu để tạo ra tiết diện lớn nhất tại mặt phân khuôn .

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

5


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
Câu 8 : thiết kế hệ thống đậu hơi, đậu ngót và đậu rót :
1. Hệ thống rót :
- Để dẫn kim loại lỏng từ thùng rót vào trong khuôn đúc

Yêu cầu của hệ thống rót :
- Điền đầy được khuôn nhanh chóng
- Hao phí kim loại ít.
- Dòng chảy phải êm, liên tục, kim loại không bò va đập vào khuôn lõi làm bể cát .
- Có tác dụng lọc sỉ , tạp chất

Rót dưới lên
Rót trên xuống
Rót bên hông
Thiết kế hệ thống rót :
- Rãnh dẫn vào khuôn đúc không được nằm ngay dưới chân ống rót.
- Không được ở phía cuối cùng của rãnh lọc só.
- Rãnh dẫn phải nằm dưới rãnh lọc sỉ thì kim loại mới sạch được.
Cấu tạo :
- Cấu tạo một hệ thống rót tiêu chuẩn bao gồm :
cóc rót 1 ; ống rót 2 ;rãnh lọc só 3 ; và các rãnh dẫn 4 .

- Cóc rót là phần trên cùng của hệ thống rót.
- Ống rót là phần nối tiếp từ cóc rót xuống dưới,trong khuôn cát độ côn cho phép 10 ÷ 15%.
- Rãnh lọc xỉ :là một phần của hệ thống rót nằm dưới chân ống rót .
- Rãnh dẫn :phải nằm phía mặt dưới của rãnh lọc xỉ
Cách tính kích thước hệ thống rót :
G = γ .∑ Frd .V
Trong đó :
G: khối lượng vật đúc kể cả hệ thống rót, đậu hơi,
đậu ngót

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

6

ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
γ : Khối lượng riêng vật liệu kim loại (g/cm3)
∑ Frd: Tổng diện tích tiết diện các rãnh dẫn
V: Tốc độ rót. (V=µ.)
t : Thời gian rót
µ : Hệ số cản thuỷ lực.
Hp :Chiều cao cột áp thuỷ tónh
2 Đậu hơi- đậu ngót :
* Đậu hơi, đậu ngót
a) Đậu hơi:
- Là ống để dẫn khí từ trong lòng khuôn thoát ra ngoài do vậy phải đặt ở vò trí cao nhất.
• Tùy thuộc kích thước vật đúc có thể có nhiều đậu hơi . Đối với vật đúc có độ co kim loại ít , khối lượng
nhỏ (gang xám) đậu hơi có tác dụng vừa thoát khí vừa bổ sung kim loại khi co ngót
• Hình dạng : hình chữ nhật, hình tròn và hình côn (150)
b)Đậu ngót :
- Thường dùng để đúc vật đúc thép, kim loại màu, độ co nhiều. Là nơi để chứa kim loại lỏng đông đặc sau
cùng so với vật đúc có tác dụng bổ sung kim loại cho vật đúc khi đông đặc và ngược lại cho vật đúc khi đông
đặc và nguội vàthường đặt ở thành dày nhất của vật đúc .
Câu 9 : Trình bày phương pháp lam khuôn, lõi cát bằng tay :
* Phương pháp làm khuôn bằng tay :
- Dùng cho những khuôn đúc có các kích thước, độ phức tạp tuỳ ý và thường áp dụng cho sản xuất đơn
chiếc, hàng loạt nhỏ,vừa
1.Phương pháp làm khuôn trong hai hòm khuôn
- Cát áo: Là phần hổn hợp trực tiếp tiếp xúc với chất lỏng
- Cát đệm: Không trực tiếp tiếp xúc với kim loại lỏng nên yêu cầu chất lỏng không cao, thường làm vật liệu
cũ trộn thêm với nước .

a)

b)

d)

Lắp ráp khuôn lõi
trước khi rót kim loại

c)

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

7


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
2. Làm khuôn trên nền xưởng :
- Để đúc vật đúc lớn nếu thiếu hòm khuôn có kích thước lớn thì thay thế khuôn dưới bằng nền xưởng.

•

1-Sỏi hoặc than cốc để thông khí; 2-Các ống thông khí để thoát khí cho khuôn dưới;3- Hỗn hợp làm
khuôn ;4- Khuôn tiện ;5- Chốt nêm để đònh vò khuôn trên và khuôn dưới;6- Rãnh dẫn.;7- Cốc rót;8- Đậu
hơi.
3.Làm khuôn xén:
- Để làm khuôn trong hai hòm khuôn nhưng mẫu nguyên thành một khối do đó phải xén bớt phần khuôn cát ở
dưới cản trở việc rút mẫu ở khuôn dưới và tạo phù lại ở khuôn trên. Do vậy, mặt phân khuôn thường là bậc hoặc
cong

4. Làm khuôn bằng mẫu có miếng tời :
- Các miếng tời gắn với chính bằng đinh ghim, sau này rút ra sau mẫu và lấy theo phương ngang cá mặt phân
khuôn là mặt bậc hoặc cong.
Câu 10 : Quy trình lắp lõi, khuân và kẹp khuân :
1. Lắp khuân và lõi
- Khuân lõi được lắp chính xác vò trí bằng các chốt đònh vò .Mặt phân khuân phải là mặt kín khít. Giữa 2
khuân cần có lớp dính kết dể tránh bavia
- Sauk hi lắp cần kiểm tra độ thăng bằng của mặt thoáng cốc rót và đậu ngót, đậu hơi. Cần đè, kẹp chặt
khuôn để tránh lực nay kim loại khi rout
- Để tránh cho khuân bò hút ẩm và tránh bụi bẩn rơi vào trong khuân, sau khi lắp xong khuôn xong phải
rout ngay
2. Đè khuôn (kẹp khuôn)
- Hợp kim lỏng rout vào khuôn sẽ tạo lực nay achimet lên long khuôn và lõi, gay ra nổi lõi, leach khuôn,
tràn hợp kim lỏng ra mặt tiếp xúc, do đó trước khi rout can đè, kẹp khuôn. Lực đè có thể tính theo công
thức sau:
Câu 11 : Tính đúc của hợp kim :
- Tính đúc của hợp kim là khả năng đúc dễ hay khó của hợp kim đó. Nó được đánh giá bằng các chỉ tiêu
cơ bản sau đây:
1-Tính chảy loãng

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

8


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
- Kim loại nào có độ chảy loãng càng cao thì đúc càng dễ. Tính chảy loãng phụ thuộc chủ yếu vào công
nghệ khuôn, nhiệt độ quá nhiệt khi rót và thành phần hóa học của kim loại.
Ví dụ đúc trong khuôn cát tính chảy loãng của kim loại cao hơn so với đúc trong khuôn kim loại do khuôn cát có

tốc độ dẫn nhiệt thấp hơn
Thành phần hóa học của kim loại và hợp kim
- Si, P là những nguyên tố làm tăng tính chảy loãng của gang.
- Mn, S là những nguyên tố làm giảm tính chảy loãng của gang.
2 -Tính co của kim loại
- Tính co càng tăng tính đúc càng kém. Vì đúc vật đúc ra dễ bò các khuyết tật, lõm co, rỗ co.
- Thành phần hỗn hợp của các nguyên tố trong kim loại.
- Nhiệt độ rót kim loại.
3 - Tính hoà tan khí
- Kim loại khi đúc thường hoà tan khí O2, H2 , hơi H2O gây rỗ vật đúc, làm giảm cơ tính
4 - Tính thiên tích :
- ( không đồng nhất về thành phần hỗn hợp, thường ở kim loại màu).Gang có tính chảy loãng hơn thép
rất nhiều do đó gang dễ hơn thép.
Câu 12 : Đ úc gang ? các nguyên tố ảnh hưởng đến tính đúc của gang ?
- Các chất trợ dung khi đúc gang? Công dụng?
* Thành phần hỗn hợp của gang : Fe, C …
C = 2,14 ÷ 4,0%
Si = 0,4 ÷ 3,5%
Mn = 0,2 ÷ 1,5%
P = 0.04 ÷ 1,5%
S = 0,02 ÷ 0,2%
Phân loại gang :
- Gang xám : GX – VD : GX 15-32
Trong gang không có xêmentit tự do ,mà chỉ có Graphit. Gang xám có tính đúc tốt dễ gia công cơ khí.
- Gang trắng : Cacbon trong gang này có dạng liên kết hoá học xêmentit tự do vì vậy gang này rất cứng và
dòn.
- Gang biến trắng : Bề mặt gang trắng bên trong lõi là gang xám. Vùng tiếp giáp giữa hai tổ chức có tổ chức
của gang hoa râm.
- Gang cầu : Graphit trong gang ở dạng hồng cầu nhờ đưa vào chất biến tính đặc biệt vào gang lỏng khi
đúc. - VD : GC 60

- Gang dẻo : Graphit ở dạng bông nên tính dẻo của gang tăng lên .
Các nguyên tố thúc đẩy sự Graphit hóa : C, Si, P.
Các nguyên tố cản trở sự Graphit hóa : Mn, S, Cr.
*Các nguyên tố ảnh hưởng đến tính đúc của gang
- Thành phần hoá học.
- Nhiệt độ rót gang.
- Vật đúc thành càng mỏng → rót gang ở
nhiệt độ càng cao.
- Công nghệ khuôn.

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

9


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
- Tốc độ nguội.
- Thành phần vật liệu nấu gang.
* Chất trợ dung
Đưa vào để tách các tạp chất và xỉ ra khỏi kim loại lỏng.
CaCO3 ( 4 ÷ 5%)
- Đối với lò dầu không cần dùng đá vôi CaCO3 để khử tạp chất.
- Lò điện hồ quang trực tiếp dùng để nấu thép.
- Lò điện hồ quang gián tiếp dùng để nấu kim loại màu.
- Lò nấu : xem
Câu 13 : Tính đúc cua thép ?
- So với gang xám thì thép có tính đúc kem hơn vì nhiệt độ nóng chảy cao hơn, độ quá nhiệt lớn ,độ co lớn,
hoà tan khí nhiều,dễ tạo ra khuyết tật (rỗ khí ,rỗ co…), thiên tích xẩy ra ở thép hợp kim rất phổ biến,tính
chảy loãng kém. Vì thế yêu cầu vật đúc thép phải có kết cấu đơn giản,chiều dày thành thích hợp, đều

đặn. Hệ thống ,đậu ngót, đậu rót ,đậu hơi can bố trí hợp ly để bù ngót , thoát khí. Các loại khuôn để đúc
thép cần có tính bền nhiệt cao, tính lún tốt, tính thông khí tốt
- Thép có thể đúc trong khuôn cát chòu nhiệt, khuôn kim loại. Những loại thép hợp kim cao thường đúc
trong khuôn vỏ mỏng , khuôn mẫu chảy.
Câu 14 : Đặc điểm cơ bản khi đúc nhôm và đồng?
- Chất trợ dung khi đúc nhôm và đồng? Công dụng?
* Đặc điểm đúc hợp kim đồng :
- Công nghệ đúc, khuôn, hệ thống rót làm đặc biệt sử dụng khuôn cát, khuôn kim loại.
- Nấu luyện chú ý sự oxy hoá hoặc hòa tan khí.
* Đặc điểm đúc nhôm :
- Thường đúc trong khuôn kim loại có độ bóng và độ chính xác cao.
- Có tính chảy lãng cao, đúc dễ và thành rất mỏng.
- Công nghệ khuôn, hệ thống đặc biệt có thể đúc nhiều vật đúc chung một hệ thống rót.
- Con mã là dụng cụ dùng để chống hoặc đỡ lõi lớn, lõi công xôn nằm lại ở vật đúc sau khi đúc xong.
* Chất trợ dung khi đúc đồng :
Đồng nguyên chất dạng thỏi, dạng tấm , dùng các nguyên tố hợp kim cho vào đồng Zn, Sn, Pb, Al
Đồng hoà tan nhiều khí O2,H2 dùng Cu-P (90%Cu, 10%P) khử O2. .
Cu-P + O2 → P2O5 + CuO
- Che phủ bề mặt của kim loại màu để không bò oxy hoá.
- Có tác dụng tạo xỉ chảy lõang nhẹ nổi lên .
- Than củi, nùm cưa, các muối clorua natri.
NaCl + bo sát (N2B4O7).
* Chất trợ dung khi đúc nhôm :
- Muối clorua.
- Chất biến tính làm nhỏ hạt : Na 1%.
- Chú ý : Khi nấu nhôm có lớp oxit nhôm trên bề mặt có tác dụng che phủ không cho lớp nhôm nguyên chất ở
phía dưới bò oxy hoá. Do vậy không được khuấy trộn trong quá trình nấu .
Câu 15 : Khái niệm, đặc điểm của phương pháp đúc đặc biệt?(Đúc khuôn kim loại, đúc áp lực,đúc li
tâm,đúc liên tục ,đúc trong khuôn mẫu chảy và đúc trong khuôn vỏ mỏng) :
I.

Đúc trong khuôn kim loại :

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

10


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
1.Khái niệm : Đúc trong khuôn kim loại là rót kim loại lỏng vào khuôn bằng kim loại.
2.Đặc điểm:
- Khuôn kim loại dùng được nhiều lần.
- Vật đúc có độ chính xác cao, Cơ tính tốt vì tổ chức hạt kết tinh nhỏ mòn.
- Tiết kiệm vật liệu làm khuôn áp dụng cho loại hình sản xuất hàng loạt. Vật liệu đúc đơn giản, cấu tạo nhỏ
hoặc trung bình.
- Do vật liệu làm khuôn lõi: Kim loại không có tính lún do đó vật đúc dễ bò nứt, đúc gang dễ bò biến dạng
trắng .
- Do tốc độ dẫn nhiệt thành khuôn cao nên khả năng điền đầy kim loại kém do đó vật đúc dễ bò thiếu hụt và
không phải cao hơn trong khuôn cát.
II. Đúc dưới áp lực :( khí nén)
1. Khái niệm:
- Đúc dưới áp lực là ép kim loại lỏng vào khuôn kim loại với áp lực đến hàng trăm atmotphe.
2 .Đặc điểm:
- Vật đúc có độ chính xác và độ bóng cao.
- Bề mặt bên trong có độ bóng cao do dùng lõi kim loại .
- Đúc được những vật mỏng chiều dày ≥ 0.3 mm.
- Đúc trong khuôn kim loại nên vật đúc nguội nhanh.
- Năng suất cao.
- Không dùng được lõi cát nên hình dạng bên trong vật đúc không được phức tạp.
- Khuôn mau mòn.

III. Đúc li tâm :
1.Khái niệm:
- Khuôn bằng kim loại quay xung quanh một trục (ngang-đứng) dưới tác dụng của lực ly tâm các phần tử kim
loại sẽ điền đầy khuôn.
2.Đặt điểm :
- Đúc được vật đúc tròn xoay, đặc rỗng(rỗng không cần đặt lõi.
- Chất lượng vật đúc cao, cơ tính tốt.
- Khó có kết cấu khuôn kim loại kín chính xác.
IV. Đúc trong khuôn mẫu chảy :
1.khái niệm:
- Đúc trong khuôn mẫu chảy thực chất là đúc trong khuôn cát nhưng mẫu được làm bằng vật liệu dễ chảy
2.Đặc điểm:
- Đúc được những vật phức tạp và những hợp kim khó chảy như thép không rỉ thép gió.
- Độ chính xác và độ bóng bề mặt vật đúc rất cao.
- Cường độ lao động cao, chu trình sản xuất dài, giá thành chế tạo khuôn cao.
- Được dùng nhiều trong sản xuất hàng loạt
V. Đúc trong khuôn vỏ mỏng :
1. Khái niệm:
- Đúc trong khuôn vỏ mỏng là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuôn vỏ chừng 6÷8 mm.
2.Đặc điểm:
- Đúc được gang thép kim loại màu.

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

11


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
- Thông khí tốt, truyền nhiệt kém, không hút nước và bền nên vật đúc ít rỗ, xốp, nứt.

- Đơn giản hoá quá trình dỡ khuôn và làm sạch vật đúc.
- Dễ cơ khí hoá và tự động hoá.
Câu 16 : Các khuyết tật của vật đúc:
* Khuyết tật vật đúc được chia làm 7 nhóm
NhómI: Sai hình dáng kích thước và trọng lượng
1 - Thiếu hụt : Hình dạng vật đúc không đầy đủ có nhiều nguyên nhân:
- Kim loại lỏng thoát ra do lắp, lượng kim loại rót không đủ.
- Độ chảy loảng thấp nhiệt độ rót thấp, ráp không kín, kẹp chặt hay đè khuôn thiếu lực.
- Hệ thống thoát khí không đạt yêu cầu tạo áp lực trong khuôn tâng lên đến mức kim loại lỏng không điền đầy
đựơc.
- Kích thước hệ thống rót nhỏ.
- Thành vật đúc lỏng.
2 - Lệch:
- Là sự xê dòch tương đối giữa các phần của vật đúc. Có thể đặt mẫu sai, đònh vò mẫu không tốt, ráp khuôn
thiếu chính xác và kẹp khuôn lỏng.
3 - Ba via :
- Là phần kim lọai thừa ra. Nó thường hình thành ở mặt phân khuôn, gối lõi.
4 - Lồi:
- Là phần nhô lên trên vật đúc do đầm chặt khuôn kém, không điều. Áp suất tinh của kim loại lỏng ép nén lên
phần dầm chặt yếu.
5 - Vênh:
- Là sự thay đổi hình dạng, kích thước vật đúc do kết cấu vật đúc không hợp lý, không đảm bảo cứng vững, do
mẫu bò cong vênh, do công nghệ rót, làm nguội không hợp lý hoặc do ứng suất bên trong vật đúc khi kết tinh.
6 - Sứt :
- Thao tác cơ học khi phá khuôn, các hệ thống rót, đậu ngót, làm sạch hoặc nhưng va chạm trong vận chuyển
làm sứt mẻ vật đúc dẫn đến sau khác hình dạng, thiếu hụt kích thước vật đúc .
- Sai kích thước trọng lượng : Sự sai lệch kích thước và trọng lượng là do kích thước mẫu, hộp lõi kích thước
mẫu, hộp lõi thiết kế sai, lắp ráp và kiểm tra khuôn không cẩn thận.
Nhóm II : Khuyết tật mặt ngoài :
1 – Cháy cát

- Do vật vật liệu khuôn lõi bò cháy dưới tác dụng của nhiệt độ rót bám dính lên bề mặt vật đúc làm giảm trạng
thái bề mặt.
* Nguyên nhân cháy cát bao gồm :
- Độ bền nhiệt của hỗn hợp kém, nhiều tạp chất.
- Nhiệt độ rót quá cao.
- Hệ thống rót thiếu hợp lý để kim loại tập trung cục bộ quá lớn làm cháy hỗn hợp ở đó.
- Lớp sơn khuôn không đảm bảo.
2 –Khớp:
- Là hiện tượng không liên tục trên bề mặt vật đặc do sự tiếp giáp các dòng chảy của kim loại.
* Nguyên nhân có thể là:
- Rót thiếu liên tục.
- Độ chảy loãng kém, nhiệt độ rót thấp.

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

12


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
- Hệ thống rót không hợp lý.
3-Lõm:
- Là những lỗ có hình dạng, kích thước khác nhau làm giảm chiều dày thành vật đúc.
* Nguyên nhân chính là:
- Do khuôn bò vỡ để lại lượng hỗn hợp chiếm chổ trong lòng khuôn.
Nhóm III. Nứt :
- Nứt là khuyết tật tương đối phổ biến và nguy hiểm đối với vật đúc.
- Nguyên nhân:
- Chủ yếu do ứng suất bên trong, do có giọt không đồâng đều giữa các vùng khác nhau trong vật đúc cả trong
khi kết tinh và làm nguội. Theo nhiệt độ tạo nứt, ta có hai loại chính: Nứt nóng và nứt nguội.

Nứt nóng :
- Sinh ra ở nhiệt độ cao do đó bên mặt vết nứt bò oxy hóa làm cho bề mặt không sạch.
- Loại nứt này sinh ra khi kết tinh. Nguyên nhân do kim loại bò kìm hãm bởi độ lún của khuôn và lõi kém.
Những hợp kim có độ có chiều dài nhỏ ít bò mứt nóng.
Nứt nguội:
- Nứt nguội xảy ra ở nhiệt độ thấp nên bề mặt vết nứt sạch do không bò oxy hoá.
Một số biện pháp khắc phục
Kết cấu vật đúc :
- Thiết kế vật đúc phải đảm bảo chiều dày thành đồâng đều hoặc chỉ sai lệch trong phạm vi cho phép. Những
chổ giao nhau phải có góc lượn thích hợp.
Về mặt công nghệ:
- Bảo đảm độ lún của khuôn lõi; bố trí hệ thống rót thích hợp. Xương lõi khuôn đặt sát bề mặt lõi làm
giảm tính lún.
Nhóm IV: Lổ hổng trong vật đúc.
Rỗ khí :
- Trong vật đúc tồn tại những không gian dạng cầu nhẵn bóng chứa khí có áp suất với kích thước khác nhau
đó là rỗ khí. Rỗ khí làm mất khả năng liên tục của kim loại, làm giảm độ bền, độ dẻo của vật đúc. Nếu khí
không thoát ra ngoài được sẽ bò dồn nén và phân bố phân tán trong kim loại cho đến khi áp suất khí cân
bằng với áp suất kim loại lỏng.
Biện pháp khắc phục rỗ khí:
- Nguyên tắc chung là giảm lượng khí sinh ra khi nấu chảy và rót kim loại lỏng vào khuôn, ngăn ngừa
không cho nguồn tạo khí tiếp xúc với kim loại lỏng khi rót.Vì vậy cần phải đảm bảo:
- Vật liệu nấu sạch, khô.
- Rút ngắn thời gian nấu chảy, nhất là thời gian quá nhiệt.
- Hỗn hợp khuôn và lõi phải thông khí tốt.
- Đặt đậu hơi đúng và hợp lý.
- Khử khí trước khi rót bằng cách thổi vào kim loại lỏng những chất khí hòa tan có áp suất riêng nhỏ hơn.
- Tốt nấu chảy kim loại trong chân không.
Rỗ co :
- Là những phần không gian nhỏ trong vật đúc không điền đầy kim loại, không chứa khí, hình dạng kích

thước khác nhau và không nhẵn bóng như rỗ khí.Tuỳ theo tính chất của hợp kim đúc và kết cấu vật đúc
mà rỗ co tập trung hoặc phân tán. Nguyên nhân chủ yếu là do kết cấu vật đúc không hợp lý, bố trí hệ
thống rót, đậu ngót không đúng nên không đón được hướng đông đặc.

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

13


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
Nhóm V: Lẫn tạp chất.
- Đó là những phần không chứa kim loại mà chứa tạp chất như xỉ, cát hoặc các phi kim khác. Nguyên nhân
do lọc xỉ không tốt, không khử hết oxy khi nấu, nhiệt độ rót thấp, độ bền của khuôn kém, hệ thống rót thiếu
hợp lý.
Nhóm VI: Sai tổ chức :
- Nhóm này có tổ chức kim loại, hình dạng, kích thước và số lượng hạt kim loại không đúng theo yêu cầu.
Những phần vật đúc nguội nhanh thì hạt nhỏ, độ cứng lớn khó gia công cắt gọt.
- Tốc độ nguội không đều, khống chế nguội không hợp lý sẽ gây ra thiên tích về thành phần hoá học và
thiên tích tổ chức trong kim loại vật đúc.
Nhóm VII : Sai thành phần hoá học và cơ tính :
- Thành phần hoá học sai với yêu cầu là do mẻ liệu đưa vào tính toán sai. Điều này dẫn đến sai lệch cả lý hoá
tính, cơ tính vật đúc

Phần 2 : Gia công kim loại bằng áp lực :

Câu 1 : Thực chất, đặc điểm của quá trình gia công kim loại bằng áp lực :
1Đònh nghóa.
- Phương pháp tạo phôi dựa vào nguyên lý biến dạng dẻo của kim loại dưới tác dụng của ngoại lực làm thay đổi
hình dáng, kích thước theo ý muốn.

2.Ưu – nhược điểm của gia công bằng áp lực
So với đúc.
* Ưu điểm:
- Khử được một số khuyết tật như rỗ khí, rỗ co làm cho tổ chức kim loại mòn, cơ tính sản phẩm cao.
- Có khả năng biến tổ chức hạt của kim loại thành tổ chức thớ, có khả năng tạo được các tổ chức thớ uốn,
xoắn khác nhau làm tăng cơ tính của sản phẩm.
- Đôä bóng, độ chính xác cao hơn các chi tiết đúc.
- Dễ cơ khí hoá và tự động hoá nên năng suất cao, giá thành hạ.
* Hạn chế:
- Không gia công được các chi tiết phức tạp
- Không rèn dập được các chi tiết quá lớn.
- Không gia công được các kim loại dòn.
So với cắt gọt:
- Năng suất cao, phế liệu ít, giá thành hạ.
- Rèn, dập là những phương pháp cơ bản để tạo phôi cho gia công cắt gọt.
*Nhược điểm :
- Độ bóng, độ chính xác thấp hơn so với gia công cắt gọt.
Câu 2 : Đặc trưng và khả năng gia công của các phương pháp : Cán, kéo, ép, rèn tự do,dập thể tích và dập
tấm :
1. Phương pháp cán .
- Phương pháp cán là phương pháp biến dạng kim loại giữa hai trục cán quay ngược chiều nhau để được
sản phẩm cán có tiết diện giống như lỗ hình (khe hở giữa 2 trục cán) và có chiều dài không hạn chế.

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

14


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi

2.Phương pháp kéo kim loại :
- Là phương pháp biến dạng dẻo kim loại qua lỗ hình của khuôn kéo dưới tác dụng của lực kéo, phôi được
vuốt dài ra, giảm diện tích tiết diện ngang, tăng chiều dài.

3.Phương pháp ép kim loại :
- Kim loại sau khi nung nóng cho vào buồng ép,dưới tác dụng của chày ép kim loại chui qua lỗ khuôn ép có
hình dạng và kích thước của chi tiết cần chế tạo.

4 .Phương pháp rèn tự do : Là phương pháp biến dạng tự do kim loại dưới tác dụng lực dập của búa hoặc lực
ép của máy ép.
5. Phương pháp rèn khuôn : Là phương pháp biến dạng dẻo kim loại trong lòng khuôn rèn dưới tác dụng của
lực dập.
6 .Dập tấm : Là phương pháp biến dạng dẻo phôi kim loại ở dạng tấm, trong khuôn dưới tác dụng của ngoại lực
để tạo thành sản phẩm có hình dạng, kích thước theo yêu cầu.
Câu 3 : Biến dạng kim loại
- Phân biệt giữa ngoại lực và nội lực
- Đặc trưng của quá trình biến dạng đàn hồi và biến dạng dẻo

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

15


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
- Các hiện tïng xảy ra khi biến dạng dẻo
- Các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo và kha năng biến dạng dẻo của kim loai
- Anh hưởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và tính chất của kim loại
* Sự biến dạng dẻo của kim loại

- Kim loại khi chòu tác dụng của ngoại lực đều xảy ra ba giai đoạn là biến dạng đàn hồi,biến dạng dẻo, phá
hủy.
- Xét biến dạng dẻo là biến dạng mà sau khi đã bỏ lực tác dụng vẫn còn một phần biến dạng dư được giữ lại
và trên các phần tử của vật thể không nhận thấy có sự phá huỷ.
- Biến dạng dẻo ở kim loại bao gồm biến dạng dẻo của đơn tinh và đa tinh.
- Biến dạng dẻo của đơn tinh thể: Là biến dạng dẻo theo cơ chế trượt và song tinh.
Kim loại khác nhau thì có tính dẻo khác nhau.
- Biến dạng dẻo của đa tinh thể.
Đa tinh thể là tập hợp của các đơn tinh. Biến dạng của đa tinh gồm 2 dạng:
- Biến dạng trong nội bộ hạt : Gồm sự trượt và song tinh. Sự trượt xảy ra đối với các hạt có phương kết hợp
với phương của lực tác dụng 450sẽ trượt trước rồi đến các mặt khác. Sự song tinh sảy ra khi có lực tác dụng lớn
đột ngột gây ra biến dạng dẻo của kim loại.
- Biến dạng ở vùng tinh giới : Tại đây chứa nhiều tạp chất dễ chảy và mạng tinh thể bò rối loạn cho nên sự
trượt và biến dạng thường ở nhiệt độ t0>9500C.
* Các hiện tượng xảy ra khi biến dạng dẻo :
- Sự thay đổi hình dạng hạt :Sự thay đổi hình dạng hạt chủ yếu là nhờ quá trình trượt . Hạt không những thay
đổi về kích thước mà còn có thể vỡ ra thành nhiều khối nhỏ làm tăng cơ tính.
- Sự đổi hướng của hạt : Trước khi biến dạng các hạt sắp sếp không theo một hướng nhất đònh nào.Sự hình
thành tổ chức sợi dẫn đến sự sai khác về cơ, lí tính của kim loại theo những hướng khác nhau, làm cho kim loại
mất tính đẳng hướng .
- Sự tạo thành ứng suất dư : Khi gia công áp lực do biến dạng không đều và không cùng một lực nên trong
nội bộ vật thể sau khi biến dạng còn để lại ứng suất gọi là ứng suất dư.
Có 3 loại ứng suất dư:
- ng suất dư loại 1 (σ1): Là ứng suất dư sinh ra do sự biến dạng không đồng đều giữa các bộ phận của vật
thể.
- Ứng suất dư loại 2 (σ2): Là ứng suất dư sinh ra do sự biến dạng không đồng đều giữa các hạt.
- Ứng suất dư loại 3 (σ3): Là ứng suất dư sinh ra do sự biến dạng không đồng đều trong nội bộ hạt.
* Những nhân tố ảnh hưởng đến tính dẻo của kim loại.
1.Trạng thái ứng suất :
- Trạng thái ứng suất kéo càng ít, nén càng nhiều thì tính dẻo kim loại càng cao.

- Trạng thái ứng suất nén khối làm kim loại có tính dẻo cao hơn nén mặt phẳng và đường thẳng còn trạng thái
ứng suất kéo khối thì lại làm tính dẻo kim loại kém đi.
2.Tốc độ biến dạng và nhiệt độ :
- Tốc độ biến dạng là lượng biến dạng dài tương đối trong một đơn vò thời gian.
dv
W=
V .d t
Gia công nguội t o = TKT
- Nếu tăng tốc độ biến dạng sẽ làm giảm tính dẻo của kim loại do có sự biến cứng của kim loại.
- Gia công nóng t o > TKTL

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

16


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
nhiệt độ không quá cao :
Đối với thép t o = 9000 C
- Khi tăng tốc độ biến dạng(W) thì lực ma sát làm tăng nhiệt độ của kim loại lên 10000C ÷ 11000C nên thép
rất dẻo.
- Gia công kim loại ở nhiệt độ quá cao : Nếu tăng W thì lực ma sát làm tăng nhiệt độ của kim loại đến vùng
quá nhiệt làm độ dẻo giảm , độ cứng tăng lên.
3.Thành phần và tổ chức kim loại.
- Thành phần và tổ chức kim loại liên quan với nhau. Kim loại ở trạng thái nguyên chất hoặc một pha dung
dòch rắn bao giờ cũng có tính dẻo cao hơn và dễ biến dạng hơn so với kim loại có cấu tạo hỗn hợp cơ học hoặc
hợp chất hoá học.
* nh hưởng của biến dạng dẻo đến tính chất và tổ chức của kim loại.
1. nh hưởng của biến dạng dẻo đến tổ chức và cơ tính kim loại.

- Tốc độ biến dạng càng tăng thì sự vỡ nát của các hạt càng lớn, độ hạt càng giảm do đó cơ tính càng cao.
- Biến dạng dẻo giúp khử được các khuyết tật như xốp co, rỗ khí, rỗ co, lõm co… làm tăng độ mòn chặt của
kim loại làm cơ tính tăng lên.
- Biến dạng dẻo có thể tạo được các thớ uốn xoắn khác nhau làm tăng cơ tính sản phẩm.
- Tốc độ biến dạng cũng có ảnh hưởng lớn tới cơ tính sản phẩm : Nếu tốc độ biến dạng càng lớn thì sự biến
cứng càng nhiều , sự không đồng đều của biến cứng càng nghiêm trọng và sự phân bố thớ càng không đều do đó
cơ tính kém.
2. nh hưởng của biến dạng dẻo tới lý tính kim loại.
- Biến dạng dẻo làm tăng điện trở, giảm tính dẫn điện và làm thay đổi từ trường trong kim loại.
- Tính dẫn điện : Biến dạng dẻo tạo ra sự sai lệch trong mạng tinh thể làm tính liên tục của điện trường trong
tinh thể bò phá vỡ, ngoài ra nó còn tạo những màng chắn cản trở sự chuyển động tự do của điện tử. Đây là
nguyên nhân làm tăng điện trở của kim loại.
- Tính dẫn nhiệt : Biến dạng dẻo làm giảm tính dẫn nhiệt. Do biến dạng dẻo làm xô lệch mạng, làm xô lệch
vùng tinh giới, làm giảm biên độ dao động nhiệt của các điện tử.
- Từ tính : Các sai lệch tạo ra khi biến dạng dẻo làm thay đổi cách bố trí từ trường cơ bản trong kim loại do
đó làm thay đổi từ tính, độ thấm từ,…
3.nh hưởng của biến dạng dẻo tới hoá tính :
- Sau khi biến dạng dẻo năng lượng tự do của các kim loại tăng do đó hoạt tính hoá học của kim loại cũng
tăng lên.
Câu 4 : Các đònh luật cơ bản áp dụng trong gia công áp lực :
1.Đònh luật biến dạng đàn hồi tồn tại song song với biến dạng dẻo :
- Khi gia công áp lực nếu trong kim loại xảy ra biến dạng dẻo bao giờ cũng có một lượng biến dạng đàn hồi
kèm theo (được xác đònh bằng góc đàn hồi , phụ thuộc vào moduyn đàn hồi E của vật liệu và chiều dày tấm kim
loại)
- Gia công nguội : Kim loại dạng tấm sẽ chòu ảnh hưởng lớn.
- Gia công nóng : Kim loại dạng khối , ảnh hưởng của biến dạng đàn hồi có thể bỏ qua.
- Thường để áp dụng khi thiết kế khuôn dập, vật dập phải kể đến lượng biến dạng dư do biến dạng đàn hồi gây
ra.
2. Đònh luật ứng suất dư :

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

17


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
- Khi gia công áp lực do nung nóng và làm nguội không đều, lực biến dạng, lực ma sát… phân bố không đều
làm phát sinh ra ứng suất dư tồn tại cân bằng bên trong vật thể kim loại. Nếu không cân bằng thì sẽ có quá trình
tích, thoát ứng suất làm cho vật thể biến dạng ngoài ý muốn để ứng suất dư tồn tại cân bằng.
3. Đònh luật thể tích không đổi :
- Thể tích của vật thể trước khi biến dạng bằng thể tích vật thể sau khi biến dạng »
- Gọi thể tích vật trước khi gia công là V0
- Gọi thể tích vật sau khi gia công là V.
+ Vật thể có chiều cao, rộng, dài trước khi gia công là:
h0 ; b0 ; l 0
+ Vật thể có chiều cao, rộng, dài sau khi gia công là:
h;b;l
- Theo điều kiện thể tích không đổi ta có : h.b. l = h0.b0.l0
h b l
. . =1
h0 b0 l 0
h
b
l
ln + ln + ln = 0
h0
b0
l0
δ 1 + δ 2 + δ 3 = 0 (*)

Phương trình (*) gọi là phương trình điều kiện thể tích không đổi.
δ 1 , δ 2 , δ 3 : Là các ứng biến chính
Nhận xét : Khi gia công biến dạng nếu tồn tại cả ba ứng biến chính nghóa là có sự thay đổi kích thước cả ba
chiều thì đầu của một ứng biến phải trái dấu với hai ứng biến kia và có giá trò tuyệt đối bằng tổng của hai ứng
biến kia.
h
< 1 => δ 1 < 0 => δ 2 ; δ 3 > 0
h0

δ1 = δ 2 + δ 3
− δ1 = δ 2 + δ 3
- Khi có một ứng biến bằng 0 thì hai ứng biến còn lại phải ngược dấu và có trò số tuyệt đối bằng nhau.
Dập không làm mỏng thành phôi :
S F = S SP => δ 1 = 0 => δ 2 = δ 3
- p dụng để tính toán kích thước, khối lượng phôi trước khi gia công.
4.Đònh luật trở lực bé nhất :
-biến dạng kim loại, một chất điểm bất kì trên vật thể biến dạng sẽ di chuyển theo hướng có trở lực bé nhất hay
di chuyển đến đường viền có chu vi bé nhất.
-p dụng để thiết kế hình dáng của phôi trước khi gia công.
Câu 5 :Nung nóng trong gia công áp lực :
1.Mục đích của nung nóng.
-Nâng cao tính dẻo, giảm khả năng biến cứng của kim loại, tạo điều kiện thuận tiện cho quá trình biến dạng nên
giảm được công suất thiết bò.
-Ở nhiệt độ cao, dao động nhiệt của các nguyên tử kim loại càng lớn, quá trình trượt và song tinh thực hiện dễ
dàng hơn.
-Có hiện tượng chuyển biến pha khi nung nóng kim loại làm cho khả năng biến dạng dễ hơn.
2.Những hiện tượng xảy ra khi nung nóng :

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

18


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
Hiện tượng ôxy hóa :
- Khi nung nóng ở nhiệt độ cao kim loại dễ bò ôxy hóa tạo một lớp oxit kim loại, bong ra khỏi bề mặt làm
hao hụt kích thước, khối lượng phôi.Do vậy khi tính toán phôi phải kể đến lượng ôxy hóa.
Hiện tượng thoát cacbon :
- Khi nung thép các chất khí như O2,CO2,H2, H2O,...có trong môi trường khí lò dễ tác dụng với Fe3C của thép
làm cho hàm lượng cacbon trên bề mặt thép giảm đi, nhưng không làm giảm kích thước gọi là hiện tượng thoát
cacbon.
- Làm ảnh hưởng tới cơ tính của bề mặt phôi (làm giảm độ bền, tăng độ cứng)
-Thép cacbon cao khi nung lên bề mặt bò cháy dẫn đến cứng và chai nên khi gia công cắt gọt dễ bò mẻ dao.
Hiện tượng quá nhiệt :
- Khi nung kim loại lên gần nhiệt độ đường đặc
( t o chảy - 1500) làm cho độ dẻo giảm, độ cứng tăng lên,
gia công dễ bò nứt vì ở đó độ hạt kim loại quá lớn.
∗Để khắc phục hiện tượng này ta thường ủ kim loại.
Hiện tượng cháy kim loại .
- Là hiện tượng khi nung kim loại lên nhiệt độ trên vùng quá nhiệt (gần đường đặc) phần kim loại ở biên giới
hạt sẽ bò cháy phát ra hoa lửa(thép) hoặc sủi bọt(Cu+Al).
Hiện tượng nứt :
- Khi nung thép cacbon cao,thép hợp kim nếu nung với tốc độ nhanh thì sẽ làm nứt phôi do hiện tượng truyền
nhiệt của kim loại kém, độ dẫn nhiệt và độ dẻo kém.
-Khi kết thúc gia công ở nhiệt độ quá thấp cũng gây nứt phôi do hiện tượng biến cứng của bề mặt kim loại.
-Đối với thép cacbon thấp ,kim loại và hợp kim màu có thể nung với tốc độ bất kì.
3. Chế độ nung :
- Chế độ nung bao gồm nhiệt độ nung, thời gian nung và tốc độ nung.
Nhiệt độ nung kim loại

- Chọn nhiệt độ gia công cần bảo đảm kim loại dẻo nhất, chất lượng vật nung, kim loại biến dạng tốt nhất và
hao phí ít nhất. Có 3 phương pháp xác đònh nhiệt độ nung:
♦ Dựa vào giản đồ trạng thái. (H-167)
♦ Dựa vào công thức kinh nghiệm.
♦ Dựa vào màu sắc phôi:
-Thép màu sáng trắng
phôi quá nhiệt.
-Thép màu vàng rơm
t o BĐGC= t o nung
-Thép màu tím hoa cà
t o KTGC; t o KTGC > 0.25 Tnc
4.Thời gian nung :
- Chế độ nung hợp lí cần bảo đảm nung kim loại đến nhiệt độ cần thiết trong một khoảng thời gian cho phép
nhỏ nhất.
tnung= α .β . K . D . D
(giờ)
α :Hệ số sắp xếp phôi trong lò.
β :Hệ số kích thước phôi
K :Hệ số truyền nhiệt kim loại.
D : Đường kính phôi hoặc chiều dài cạnh ngắn nhất của phôi.
5.Tốc độ nung.
- Tốc độ nung ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng nung.
Có 2 giai đoạn để xác đònh tốc độ nung:

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

19


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI

PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
Giai đoạn nhiệt độ thấp (thép từ 800 0 ÷8500): Giai đoạn này kim loại có tính dẻo thấp, sự nung nóng
phụ thuộc tính truyền nhiệt của kim loại.
-Tốc độ nung giai đoạn này gọi là:
“ Tốc độ nung cho phép” Vn.
Vn cần chậm để tránh kim loại bò nứt nẻ hoặc biến dạng
_ Giai đoạn nhiệt độ cao(> 8500C)
Α Tốc độ nung giai đoạn này gọi là:
“ Tốc độ nung kó thuật”
Giai đoạn này cần nung nhanh để giảm sự ô xy hóa, vì ở nhiệt độ cao tính dẻo của kim loại tăng nên không
sợ nứt, nhưng tốc độ ôxi hóa mạnh.
Nhiệt độ nung phụ thuộc vào vật liệu, kích thước vật nung.
Tốc độ nung giai đoạn này có thể tra trong bảng của sổ tay rèn dập.
Câu 6 : Thiết kế công nghệ rèn ,dập:
*Thiết kế vật rèn tự do :
1. Lựa chọn kết cấu và hình dáng hợp lý của vật rèn.
Nguyên tắc chung của việc lựa chọn và thiết kế chi tiết là phải lựa chọn sao cho kết cấu và hình dáng chi tiết có
thể gia công và gia công được dễ dàng. Khi lựa chọn thiết kế nên :
♦Nên tránh thiết kế vật rèn hình nêm, mặt còn hoặc đường giao nhau bậc hai hoặc vật rèn hình bậc hay mặt
cong phức tạp, gân mỏng, thành mỏng…
♦Nếu kết cấu vật rèn phức tạp thì nên chia thành nhiều bộ phận để rèn sau đó hàn lại với nhau.
2.Thiết kế bản vẽ vật rèn :
-Dung sai, lượng dư gia công cơ. (H.110 / 95)
-Lượng dư gia công cơ : Là lớp kim loại sẽ được tách ra trong quá trình gia công cắt gọt.
-Dung sai rèn : Là khoảng dao động cho phép của kích thước rèn danh nghóa.
Sơ đồ biểu diễn lượng dư gia công cơ và dung sai rèn trên một kích thước.
∆δ: lượng dư da nh nghóa
δmin : lượng dư nhỏ nhất
δmax : lượng dư lớn nhất
∆ : dung sai rèn

∆’ : sai lệch dưới của kích thước danh nghóa vật rèn.
∆” : sai lệch trên của kích thước danh nghóa vật rèn.
(tỉ số ½ nói lên dung sai hay lượng dư về 1 phía. )
3.Tính khối lượng phôi rèn.

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

20


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi

3.Tính khối lượng phôi rèn :
GF = GVR + Gch + Gđl + Gcb
GVR = VVR . γ
Gch = (1,5 ÷ 2,5 % ) GF (Cho lần nung thứ nhất hoặc chỉ nung một lần.)
Gch = 1,5 % (cho các lần nung thứ hai trở đi.)
Gcb = (10 ÷ 15 %) GF (đối với phôi cán ).
GF : Khối lượng phôi rèn.
GVR : Khối lượng vật rèn.
Gch : Khối lượng cháy hao.
Gđl : Khối lượng đột lỗ .
Gcb : Khối lượng cắt bỏ .
4.Tính kích thước phôi rèn :
Dựa vào nguyên công chủ yếu trong qúa trình rèn.
- Nếu nguyên công chủ yếu là vuốt thì ta chọn:
FF = y.Fmax
FF
: Diện tích tiết diện phôi .

Fmax : Diện tích lớn nhất của vật rèn .
y
- Từ FF ta sẽ chọn gần đúng FF chuẩn.
β Tính chiều dài phôi.
VF / FF chuẩn = GF / 8.FF chuẩn
- Kiểm tra lại : LF / DF chuẩn ≤ 2,5 ÷ 2,8
2,5 : Đối với rèn tay.
2,8 : Đối với rèn máy.
Nguyên công chủ yếu là chồn
-Phôi tròn : DF ≈ ( 0,8 ÷ 1,0)

≈ (0,8 ÷ 1)

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

21

y : Hệ số rèn ≤ 1,3 ÷ 1,4


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
-Phôi vuông : aF ≈ (0,75 ÷ 0,9)
Tính được DF, aF ta sẽ chọn gần đúng DF chuẩn
aF chuẩn
LF = VF / DF chuẩn
Kiểm tra lại : LF / DF chuẩn ≤ 2,5 ÷ 2,8
5.Tính toán chế độ nung nóng và làm nguội :
Tuỳ thuộc vào tính chất vật liệu, kích thước, dạng sản xuất ta cần xác đònh :
-Nhiệt độ bắt đầu gia công.

-Nhiệt độ kết thúc.
-Thời gian nung lần 1,2.
-Cách xếp phôi.
-Chế độ làm nguội vật rèn…
6.Lập qui trình công nghệ rèn cơ bản :
- Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể (hình dạng vật rèn, dụng cụ, thiết bò…) mà ta lựa chọn phương án tối ưu
nhất.
7.Chọn máy gia công hợp lý :
* Tính lực dập đầu búa (lực ép của máy ép )
G = P = k.Fmax
k : Hệ số áp lực phụ thuộc kim loại gia công :
- Thép thường k = 5
- Thép đặc biệt k = 7
Fmax : Diện tích tiếp xúc lớn nhất giữa phôi và đầu ép (m²).
2 Thiết kế công nghệ dập :
- Hệ số dập m:
m = d chi tiết/ D phôi
(m=0.55 ÷ 0.95)
λ Tính số lần dập phôi có đường kính D thành chi tiết có đường kính dn
lg d n − lg(m1 .D)
n =1+
lg mtb
Với (mtb )n-1 = m… mn.
Nhận xét: Dập tấm là một quá trình gia công nguội nên bò biến cứng bề mặt, do vậy lần dập sau biến dạng
khó khăn hơn lần dập trước. Do đó hệ số m tăng dần.
Lực dập Pd :
Pd = P + Q
P : Lực để biến dạng chi tiết.
Q : Lực chặn phôi chống nhăn miệng sản phẩm.
* Lực biến dạng:

P = K1.p .d1.S. p b (N)
d1: Đường kính chi tiết sau khi dập lần 1.
S : Chiều dày phôi (mm)
pb: Giới hạn bền(N/mm2)
K : Hệ số điều chỉnh lần dập đầu, phụ thuộc vào m.
* Lực chặn phôi:
Q = F. q
(N)

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

22


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
F: Diện tích vành chặn tiếp xúc chi tiết.
q: p suất chặn (N/mm2)
• Thiết kế khuôn dập.Khuôn dập gồm chày và cối.
Rch: Bán kính lượn của chày.
Rc : Bán kính lượn của cối.
Z: Khe hở giữa chày và cối dập.

Tính khe hở giữa chày và cối dập (Z )
Z = K.S + Smax
-Lần dập cuối cùng( dập nhiều lần) hoặc chỉ dập 1 lần:
Z = S + p + 0.1.S
S: Chiều dày tấm kim loại.
p: Dung sai tấm lim lọai.
-Dập nhiều lần,tính cho các lần dập thứ hai trở đi:

Z = S + p + 0.2.S
-Chày và cối phải có góc lượn để tránh rách, đứt phôi trong quá trình dập.
-Nếu bán kính góc lưỡn quá lớn biến dạng càng dễ nhưng sản phẩm dễ tạo nếp nhăn.
-Nếu bán kính góc lượn quá nhỏ, phôi dễ bò rách trong quá trình dập.
Bán kính góc lượn của cối được tính theo công thức:
Rc = 0.8
D: Đường kính phôi trước khi dập (mm).
d: Đường kính phôi sau khi dập (mm).
S: Chiều dày phôi (mm).
Bán kính góc lượn của chày được tính theo công thức:
Rch = ( 0.8 ÷ 1.0 )Rc
Chú ý: Lần dập cuối cùng Rch lấy nhỏ hơn một chút nhưng Rch p0.5Rc.
Dập có làm mỏng thành phôi(ép chảy nguội)
1.thiết kế phôi dập :
Chiều dày phôi được tính theo công thức:
S = V/F (mm)
V : Thể tích chi tiết có tính đến lượng dư cắt mép.
F0: Diện tích của phôi (mm)
Kích thước phôi:
D0 = D - ( 0.1 ÷ 0.5 ) (mm)

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

23


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
D0 : Đường kính của phôi.
D : Đường kính ngoài của sản phẩm.

Chiều cao lượng dư cắt mép:
ph=(0.5 ÷ 0.8)
ph: chiều cao của sản phẩm theo kích thước bản vẽ.
Thiết kế công nghệ dập.
Hệ số biến dạng K
S 0 − S1
K1 =
.100%
S0
Kn =

S n −1 − S n
.100%
S n −1

K1: Hệ số dập lần đầu khi có làm mỏng thành phôi.
S0: Chiều dày phôi ban đầu.
S1: Chiều dày phôi sau lần dập đầu.
Sn,S n-1: Chiều dày phôi sau, trước lần dập thứ n.
Tính số lần dập theo công thức:
n=

lg F0 − lg Fn
.100%
lg(1 + K tb )

F0: Diện tích tiết diện ngang chi tiết trước khi dập lần đầu có làm mỏng thành phôi.
Fn: Diện tích tiết diện ngang chi tiết sau lần dập cuối cùng.
Ktb: Hệ số dập vuốt trung bình.
Khi tính toán coi K=K= …=Kn=Ktb

Nhận xét: Thường sau mỗi lần vuốt kim loại bò biến cứng một phần nên chọn:
K> Ktb >Kn Chọn hệ số K tùy thuộc vào vật liệu
Thiết kế khuôn dập.
Khuôn dập cũng giống khuôn dập của dập không làm mỏng thành phôi nhưng khe hở giữa chày và cối trong
trường hợp này phải nhỏ hơn chiều dày của phôi.
Z = ( 0.3 ÷ 0.8 )S
Các công nghệ hoàn chỉnh sau khi dập.
Uốn vành: Là phương pháp tạo các chi tiết có gờ, có vành rộng hoặc chi tiết không có đáy.
Hmax = D.
+ 0.43R (mm)
Hmax: Độ cao uốn vành lớn nhất
Kn: Hệ số uốn vành; Kn =
; Kn =0.62 ÷ 0.72
D: Đường kính chi tiết; d: Đường kính lỗ.
H < Hmax : Phôi tròn hoặc đònh hình, đột lỗ , dập bằng chày cối.
H > Hmax : Dập tạo hình ( Không làm mỏng thành phôi) đột lỗ ở đáy, uốn vành.
Góan phồng: Là nguyên công làm to chi tiết ở phần dưới, miệng vẫn giữ nguyên.
Khuôn thường làm hai nửa, phía chày có thể gắn với khối cao su để ép lên thành chi tiết vào trong khuôn.
Chú ý: Sau khi mở khuôn phải lấy được chi tiết ở trong khuôn.
Tóp miệng: Là phương pháp làm nhỏ miệng chi tiết sau khi đã dập.
In nổi: Tăng độ cứng vững của chi tiết và tăng tính thẩm mó bằng cách in hình gân, nhãn hiệu.

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

24


ĐỀ CƯƠNG ƠN TẬP CHẾ TẠO PHƠI
PHOTO Ng©n s¬n – cỉng phơ khu A ®hcn hµ néi
PHẦN 3 : QUÁ TRÌNH HÀN KIM LOẠI :

Câu 1 : Khái niệm, đặc điểm cơ bản của phương pháp hàn :
1.Đònh nghóa:
- Hàn là quá trình nối cứng các phần tử kim loại với nhau bằng cách nung nóng chỗ hàn đến trạng thái hàn
là chảy hay dẻo.Sau đó kim loại đông đặc(hàn nóng chảy) hoặc dùng áp lực để ép chúng dính lại với nhau (hàn
áp lực)

(Hình 1-1:Mối nối hàn)
2.Đặc điểm:
- Tiết kiệm kim loại.
- Giảm được thời gian và giá thành chế tạo kết cấu.
- Hàn có thể nối được những kim loại có tính chất khác nhau.
- Thiết bò hàn tương đối đơn giản và dễ chế tạo.
- Chi tiết hàn dùng trong tải trọng tónh.
- Do nung nhanh và nguội nhanh nên hay tập trung ứng suất trong quá trình hàn nếu có bọt khí thì mối hàn
không chất lượng.
- Kết cấu tại mối hàn có độ bền rất cao.
- Giảm được tiếng động khi sản xuất.
3.Phân loại :
Dựa vào trạng thái hàn có hai nhóm:
A.Hàn nóng chảy:
- Kim loại nóng chảy,hòa tan giữa kim loại vật hàn tại mối hàn và kim loại que hàn ở trạng thái nóng
chảy sau đó nguội kết tinh thành mối hàn.
- Phương pháp hàn hồ quang:
+ Hàn hồ quang tay.
+ Hàn hồ quang tự động và bán tự động.
- Dùng thuốc bảo vệ mối hàn.
- Dùng khí bảo vệ CO2,Ar,He…
- Phương pháp hàn khí:Hàn CO2+O2.
- Phương pháp hàn Plasma:Nguồn nhiệt cao,chất
lượng mối hàn cao.

- Phương pháp hàn xỉ điện.
B.Hàn áp lực
- Trạng thái hàn là kim loại dẻo hoặc gần với
kim loại chảy và phải dùng lực làm các phần tử
kim loại khuếch tán vào nhau tạo thành mối
hàn.
C.Hàn điện tiếp xúc:
Bề mặt mối nối tiếp xúc với nhau cường độ dòng điện lớn chạy vào vật hàn,sau đó dùng lực ép lại.
- Hàn điện tiếp xúc giáp mối.

CưA HµNG PH¤T¤ NG¢N S¥N

25