Bài Giảng Đúc Đặc Biệt

Ch­¬ng­6

Đóc ®Æc biÖt


Chươngư6:ưúcưđặcưbiệtư

6.1-úcưtrongưkhuônưkimưloại
1-6.1. Khái niệm
úc trong khuôn kim loại là rót kim loại lỏng vào khuôn bằng
kim loại.
Phơng pháp này có đặc điểm sau:
- Khuôn kim loại có thể dùng đợc nhiều lần (vài trm đến hàng
vạn lần) tuỳ thuộc vào kim loại vật đúc.
- Vật đúc có độ chính xác cao (cấp 6, 7) và độ bóng bề mặt cao
(vỡ độ chính xác và độ bóng của lòng khuôn cao).
- Tổ chức kim loại mịn nhỏ (do nguội nhanh) nên cơ tính tốt.


Chươngư6:ưúcưđặcưbiệtư

Song đúc trong khuôn kim loại có nhợc điểm:
- Giá thành chế tạo khuôn đặt nên chỉ dùng trong sn xuất hàng
loạt lớn và hàng khối.
- ộ dẫn nhiệt của khuôn lớn nên gim kh nng điền đầy của
kim loại, do đó khó đúc vật đúc phức tạp và vật có thành
mỏng.
- ộ dẫn nhiệt của khuôn lớn nên khi đúc gang sẽ bị hoá trắng.
- Khuôn và lõi bằng kim loại nên không có tính lún, ngn cn
sự co của kim loại làm cho vật đúc dễ bị nứt.
Tuy có một số nhợc điểm nhng do nhiều u điểm nên khuôn kim

loại ngày nay đợc dùng rất rộng rãi để đúc chi tiết bằng
gang, thép, đồng, nhôm, magiê v.v chẳng hạn nh ống dẫn
khí áp lực cao, séc măng, xi lanh, bàn là, píttông, biên, trục
khuỷu, trục cam và nhng chi tiết khác.


Chươngư6:ưúcưđặcưbiệtư

2- Vật liệu làm khuôn và kết cấu khuôn
a) Vật liệu làm khuôn
Thờng dùng là gang, thép các bon, thép hợp kim và đồng.
Vật liệu chế tạo lõi có thể bằng kim loại hoặc hỗn hợp cát đất sét nh
đã trỡnh bày ở phần trớc.
Vật liệu sơn khuôn: để bo vệ bề mặt khuôn ta ph i sơn khuôn. Vật
liệu sơn khuôn tuỳ thuộc vào hợp kim đúc.
Thành phần sơn thờng dùng nh sau:
- ể đúc thép: 50% bột thạch anh + 5,5% đất sét chịu nhiệt + 1,5%
xà phòng lỏng + 30% nớc.
- ể đúc gang: 10% bột thạch anh + 50g thuỷ tinh lỏng + 1 lít nớc.
- ể đúc hợp kim đồng: 5% bột graphit + 2% dầu nhờn + 10% pafain
+ 65%dầu ho.


Chươngư6:ưúcưđặcưbiệtư

b) Kết cấu khuôn lõi
Cấu tạo của khuôn kim loại tuỳ
thuộc vào vật đúc. ối với vật
đúc đơn gin ngời ta thờng làm
hai nửa tơng ứng với hòm khuôn

trên và dới nh khi đúc trong
khuôn cát. Hai nửa khuôn có thể
ghép với nhau bằng bn lề hoặc
chốt định vị.
Trên hỡnh 6.1 giới thiệu khuôn kim loại có lõi cát để đúc gang. Khuôn gồm hai
nửa 1 và 2, lòng khuôn 3, hệ thống rót 4, gờ 5 để đm bo cứng v ng cho
khuôn, chốt định vị 6 để lắp 2 nửa khuôn chính xác. ể kịp đặt khuôn lên máy
ta dùng gờ 7 có lỗ bắt bu lông. ặt lõi cát 8 nhờ gối lõi 9. Khí trong khuôn
thoát ra theo rãnh thoát khí 10 (đặt dọc theo mặt phân khuôn và sâu 0,2
1,5mm). ể lấy vật đúc ra khỏi khuôn ta dùng chốt đẩy 11, chốt đẩy thờng chế
tạo dạng hỡnh trụ và lắp vào các lỗi 11 ở thành khuôn. Khi lắp ghép hai nửa
khuôn cần bo đm kín khít để tránh vật đúc bị ba via.


Chươngư6:ưúcưđặcưbiệtư

Quá trỡnh đúc trong khuôn kim loại tiến hành nh sau:
- Làm sạch lòng khuôn lõi sau mỗi lần đúc.
Sấy khuôn, lõi đến nhiệt độ qui định để hạn chế sự gi m nhiệt độ nhanh
của kim loại lỏng, làm nh hởng tính chy loãng của hợp kim đúc. Nhiệt
độ sấy khuôn, lõi phụ thuộc vào hợp kim đúc và đợc qui định.

- Sơn bề mặt khuôn, lõi một lớp sơn đệm chịu nhiệt với chiều dày 2mm.
- Sơn phủ trên bề mặt lớp sơn đệm một lớp sơn áo bằng dầu ma dút, dầu ho .
- Lắp khuôn và rót kim loại vào khuôn.
- ể nguội vật đúc trong khuôn một thời gian nhất định rồi dỡ khuôn.


Chươngư6:ưúcưđặcưbiệtư

6.2-ưúcưlyưtâm
1- Khái niệm
úc ly tâm là rót kim loại lỏng vào khuôn quay, nhờ lực ly tâm
mà kim loại lỏng phân bố đều theo bề mặt bên trong của
khuôn hoặc điền đầy lòng khuôn để tạo thành vật đúc (hỡnh
6.2b).
Lực ly tâm tác dụng vào kim loại lỏng.
P = m r 2
P lớn khi: khối lợng riêng m càng lớn.
r Bán kính quay càng lớn.
- vận tốc góc càng lớn.


Chươngư6:ưúcưđặcưbiệtư

Ưu điểm của đúc ly tâm:
- úc đợc chi tiết tròn xoay rỗng mà không cần dùng lõi (tiết
kiệm vật liệu và công làm lõi).
- Không cần hệ thống rót, đầu ngót nên tiết kiệm kim loại vật
đúc.
- Do tác dụng của lực ly tâm nên kim loại điền đầy khuôn tốt,
đúc đợc vật thành mỏng, vật có đờng gân, hình nổi mỏng.
- Vật đúc sạch do tạp chất, xỉ và phi kim loại nhẹ có lực ly tâm
bé nên khônh bị lẫn vào vật đúc.
- Tổ chức kim loại mịn chặt, không bị rỗ co, rỗ khí do đông đặc
dới tác dụng của lực ly tâm.


Chươngư6:ưúcưđặcưbiệtư

Nhợc điểm:
- Thích ứng vật đúc tròn xoay.
- Khuôn cần độ bền cao (vỡ chịu nhiệt độ cao, chịu tác dụng
của lực ly tâm, sức ép của kim loại lỏng lên thành khuôn).
- Khó nhận đờng kính lỗ bên trong vật đúc chính xác (vỡ khó
xác định lợng kim loại rót vào khuôn chính xác).
- Bề mặt trong vật đúc có chất lợng kém vỡ chứa tạp chất, xỉ.
- Khuôn quay tốc độ cao phi cân bằng và kín.
- Vật đúc dễ bị thiên tích (vỡ trọng lợng riêng của các nguyên
tố kim loại khác nhau cho nên lực ly tâm khác nhau).


Chươngư6:ưúcưđặcưbiệtư



3- Vật liệu làm khuôn
Khuôn làm việc trong điều kiện nhiệt độ thay đổi, áp suất
thay đổi nên vật liệu chế tạo khuôn yêu cầu có tính cao. Th
ờng dùng gang hợp kim, thép các bon, thép hợp kim.


Chươngư6:ưúcưđặcưbiệtư

2- Các phơng pháp đúc lý tâm
a) úc ly tâm đứng
Là đúc ly tâm mà khuôn quay theo
trục thẳng đứng.
Khi khuôn quay theo trục thẳng
đứng nên mỗi phần tử kim loại

chịu một lực ly tâm và trọng lực
cho nên bề mặt tự do của kim loại
lỏng sẽ là parabôn lôít. Ta chứng
minh:


Chươngư6:ưúcưđặcưbiệtư

iểm A có tọa độ (x, y) trên
xoy (hỡnh 6.3a). Phần tử A
chịu lực ly tâm:
P = m x 2
và chịu lực tác dụng của
trọng lực.
Q=mg
R Hợp lực của P và Q (R
tạo ra Q một góc ).


Ch­¬ng­6:­Đóc­®Æc­biÖt­

­

Đ©y lµ ph¬ng trình ®êng parab«n.


Chươngư6:ưúcưđặcưbiệtư

Dựa vào phơng trỡnh (*) chúng ta tính đợc số vòng quay của
khuôn khi đúc ly tâm đứng. Tọa độ bề mặt trong vật đúc (X1,

X2 Y1, Y2) (hỡnh 6.4).


Chươngư6:ưúcưđặcưbiệtư


Rtb Bán kính trung bình của bề mặt trong vật đúc.



2Rtb = X1 + X2



= X1 X2



H = Y1 Y2






Thay vào phơng trình trên ta đợc:


Chươngư6:ưúcưđặcưbiệtư

Thờng theo thiết kế số vòng quay của khuôn
cố định, chiều cao H càng lớn thì càng lớn,
tức là chiều cao vật đúc càng lớn thì sự chênh
lệch bán kính trong càng lớn. Do vậy đúc ly
tâm đứng chỉ đúc vật đúc có chiều cao thấp.


Ch­¬ng­6:­Đóc­®Æc­biÖt­



b) Ph¬ng ph¸p ®óc ly t©m n»m
§óc ly t©m n»m lµ ®óc ly t©m mµ khu«n quay quanh
trôc n»m ngang.


Chươngư6:ưúcưđặcưbiệtư

Để kim loại mỏng rải đều theo chiều dài của khuôn ng
ời ta dùng máng rót, máng di chuyển dọc trục quay.
Phơng pháp này đúc ống chiều dày hai đầu không có
sự chênh lệch. Đờng kính trong và ngoài đồng tâm
nhau. Phơng pháp này không đúc đợc ống có đờng
kính quá bé.
Ko
Tính số vòng quay: n =
( vong/phut)

r

r Bán kính ngoài vật đúc.
Ko Hệ số phụ thuộc vào kim loại vật đúc.
Đúc gang:
Ko = 1800 ữ 2500.
Đúc thép:
Ko = 2150 ữ 2730.


- Hết chương 6-