Bài giảng cong nghe kim loai

Mở đầu
Công nghệ kim loại là môn học cơ sở của các chuyên ngành cơ khí nói chung và
cơ khí trong GTVT. Môn học nhằm cung cấp cho sinh viên các kiến thức cơ bản về
công nghệ tạo phôi, gia công phôi, biết chọn phương pháp tạo phôi cho phù hợp với chi
tiết đựơc chế tạo.
Bài giảng này chỉ giới thệu các khái niệm cơ bản của quá trình sản xuất cơ khí phù hợp
với thời lượng cho phép. Nó bao gồm các phương pháp công nghệ chế tạo:đúc, rèn dập,
hàn và một số công nghệ tạo lớp phủ bề mặt. Kết cấu bài giảng gồm ba chương :
Chương I - Công nghệ chế tạo phôi từ kim loại lỏng.
Chương II -Công nghệ chế tạo phôi bằng biến dạng dẻo ( gia công áp lực).
Chương III Công nghệ chế tạo phôi bằng hàn, cắt.
Bài giảng nhằm giúp cho sinh viên hệ Cao Đẳng chuyên ngành công nghệ kỹ thuật cơ
khí nắm vững được các kiến thức nói trên.

1


Chương I – Công nghệ chế tạo phôi từ
vật liệu nóng chảy( đúc)
1. Khái niệm chung.
1.1- Phạm vi áp dụng của công nghệ và những nguyên công cơ bản trong công nghệ
đúc.
- Định nghĩa: Phương pháp chế tạo sản phẩm bằng cách rót vật liệu nóng chảy vào
khuôn có hình dáng và kích thước nhất định (gọi là khuôn đúc). Sau khi dỡ bỏ khuôn
thu được vật đúc có hình dạng và kích thước của không gian trong lòng khuôn.
- Vật liệu đúc : bao gồm các loại vật liệu có thể nấu nóng chảy như: kim loại, gốm ( cát,
đá bazanvv), polyme..
- Khuôn đúc : chế tạo từ cát ,đất sét, thép, sáp, từ các vật liệu chịu được nhiệt độ nóng
chảy của vật liệu đúc và dễ chết tạo theo hình dáng và kích thước của vật phẩm.
- Công nghệ đúc: phân loại theo phương pháp rót công nghệ ( như đúc áp lực,đúc ly
tâm, đúc chân không, v.v.); có thể phân loại theo khuôn đúc ( như đúc khuôn cát, đúc

khuôn kim loại); theo vật liệu đúc ( đúc gang ,đúc thép ,đúchợp kim đồn ,đúc hợp kim
nhôm v.v).
Ưu điểm của công nghệ đúc :
+ Đúc được từ nhiều loại vật liệu( kim loại,gốm, polyme), với khối lượng vật đúc khác
nhau từ vài gam đến vài trăm tấn.
+ Vật đúc có kích thước và hình dạng phức tạp mà nhiều công nghệ khác không thực
hiện được.
+ Có độ chính xác hình dáng kích thước cao.

2


+ Tạo được những tính chất cơ lý tính khác nhau trong cùng một vật đúc nhờ điều khiển
quá trình làm nguội và hợp kim hoá.
+ Dễ tự động hoá quá trình sản xuất, tạo năng xuất cao
+ Có hiệu quả kinh tế.
Nhược điểm của công nghệ:
+ Khó đúc các vật liệu có nhiệt độ nóng chảy cao.
+ Tiêu hao vật liệu lớn cho khuôn đúc.
+ Dễ có khuyết tật do quá trình đúc gây ra như thiên tích, rỗ khí. Tỷ lệ phế phẩm cao so
với nhiều công nghệ khác.
Những nguyên công cơ chính trong công nghệ đúc:
- Căn cứ vào thiết kế chi tiết sản phẩm, vật liệu và yêu cầu kỹ thuật chọn phương
án công nghệ đúc.
- Thiết kế khuôn đúc.Thiết kế mẫu
- Chế tạo khuôn đúc, mẫu lõi
- Lập qui trình đúc.
- Chuẩn bị nấu vật liệu nóng chảy , hợp kim hoá .chuẩn bị khuôn và phễu rót ( làm
sạch,sấy nóng.v.v)
- Rót vật liệu nóng chaỷ vào khuôn.

- Làm nguội, dỡ khuôn
- Kiểm tra, đưa gia công các công đoạn sau.
- Chọn phương án đúc là quan trọng nhất. Nó sẽ quyết định toàn bộ quá trình công nghệ
về sau. Trong bài giảng này chủ yếu nói về vật liệu kim loại,còn các loại vật liệu khác
mang tính giơí thiệu.
1.2- Tính đúc của hợp kim và những yếu tố ảnh hưởng đén quá trình đúc.
Tính đúc của vật liệu rõ ràng phụ thuộc vào các đặc tính của vật liệu đó. Để hiểu cần
biết rõ giản đồ trạng thái của vật liệu đó, hay giản đồ trạng thái của các nguyên tố chính.
Tính đúc của hợp kim gồm:
a- Tính chảy loãng.
3


Tính chảy loãng được hiểu như như mức độ chảy lỏng hay sệt của vật liệu nóng chảy,
thể hiện khả năng điền đầy khuôn của vật liệu. Tính chảy loãng được xác định bằng mẫu
thực nghiệm, mẫu là hình xoáy chôn ốc hình thang diện tích mặt căt o,56cm 2 trong
khuôn cát. Khi rót kim loại lỏng vào thì tính chảy lõng cang cao khi vòng xoáy được
điền đầy càng dài.
Tính chảy loãng phụ thuộc nhiều vào tính chất hoá lý của vật liệu và nhiệt độ ở thời
điểm rót vật liệu lỏng. Thực chất nó phụ thuộc vào:
- Thành phần hoá học và cấu tạo của hợp kim. Kim loại nguyên chất và hợp kim
cùng tinhcó độ chảy loãng cao hơn hợp kim có cấu tạo dung dịch rắn và hợp chất
hoá học
- Độ quá nung càng cao độ chảy loãng càng cao,nhưng chỉ đến một giới hạn nhiệt
độ nhất định, nên chọn nhiệt độ cho thích hợp.
- Ảnh hưởng của tạp chất. Càng niều tạp chất phi kim loại độ chảy loãng càng
giảm.
- Ảnh hưởng của trạng thái khuôn. Hình thức rót kim loại lỏng.
b- Tính co ngót
Hiện tượng giảm thể tích trong quá trình kết tinh và làm nguội của vật đúc. Co xảy ra ở

ba giai đoạn
- Co ở trạng thái lỏng
- Co trong giai đoạn kết tinh. Giai đoạn này dễ tạo lõm co và rỗ co
- Co ở trạng thái rắn
c- Tính thiên tích
Là sự không đồng nhất về thành phần hoá học trong từng vùng, hay trong từng hạt kim
loại của vật đúc.
d- Tính hoà tan khí.
Khả năng hoà tan khí trong quá trình nấu và rót vật liệu nóng chảy.
Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đúc gồm:
- Vật liệu và điều kiện nấu chảy.
4


- Ảnh hưởng của khoảng nhiệt độ kết tinh.
- Ảnh hưởng của tốc độ nguội.
- Ảnh hưởng của phương thức biến tính.
2- Công nghệ đúc
Các phương pháp đúc được phân loại theo:
-

Theo khuôn đúc có: đúc khuôn cát , khuôn kim loại.

- Theo vật liệu đúc có: đúc gang, thép, hợp kim, kim loại mầu.
- Theo phương pháp rót vật liệu nóng chảy có: đúc áp lực, đúc ly tâm .vv.
Tuy nhiên trong công nghệ đúc dù áp dụng công nghệ nào thì chế tạo khuôn đúc vẫn là
yếu tố quan trọng trong quá trình công nghệ. Do vậy trong bài giảng sẽ đề cập đến quá
trình chế tạo khuôn đúc.
2.1- Cấu tạo khuôn đúc và những nguyên tắc cơ bản để chế tại chúng
Quá trình sản xuất đúc được thể hiện qua sơ đồ sau:

5


Bản vẽ chi tiết

Chuẩn bị hỗn
hợp làm khuôn
Chế tạo
khuôn

Bản vẽ vật đúc

Chuẩn bị hỗn hợp
làm lõi

bản vẽ mẫu và hộp lõi

Làm lõi

Chế tạo bộ mẫu và hộp lõi

sấy khuôn

sấy lõi

Nấu kim
loại
Lắp khuôn và rót
kim loại vào khuôn

Dỡ khuôn

Phá lõi

Làm sạch
vật đúc

Kiểm
nghiệm

Nhiệt luyện

Kiểm tra
toàn bộ,
đóng gói

- Trước tiên phải có bản vẽ chi tiết.
- Sau đó căn cứ trên bản vẽ chi tiết vẽ bản vẽ vật đúc gồm cả mẫu và hộp lõi.
- Căn cứ vào bản vẽ vật đúc bộ phận mộc mẫu chế tạo mẫu và hộp lõi. Mẫu dùng
để tạo lòng khuôn, hộp lõi dùng làm lõi. Để thuận tiện mẫu và lõi làm thành hai
nửa và đượcghép với nhau bằng các chốt định vị.
- Để dẫn kim loại vào khuôn còn cần phải có hệ thỗng rót gồm: phễu rót, ống rót,
rãnh lọc xỉ,rãnh dẫn.
- Sau khi sấy khuôn và lõi khô lắp ráp khuôn và lõi vào với nhau.trong khuôn bao
giờ cũng có đường dẫn hơi từ lòng khuôn đi ra( gọi là đậu hơi), đồng thời là
6


đường bổ xung kim loại lỏng cho vật đúc khi đông đặc (gọi là đậu ngót).Với

những chi tiết phức tạp thiết kế đường dẫn kim loại lỏng và dẫn khí thoát rất
phức tạp và đòi hỏi phải có kinh nghiệm.
- Lắp hai nửa khuôn vào và chốt bằng chốt định vị. Thường làm thêm các lỗ thoát
khí cho khuộn.
- Sau khi kim loại lỏng đông đặc trong khuôn, dỡ khuôn,phá lõi ra khỏi vật đúc,
đập hoặc phá đậu hơi đậu ngót (nếu có) và các bộ phận của hệ thống rót.Làm
sạch, kiểm tra chất lượng vật đúc, nhiệt luyện nếu cần thiết.Đóng gói xuất xưởng.
2.1.1- Chế tạo bộ mẫu và hộp lõi.
a- Khái niệm. Bộ mẫu bao gồm: mẫu, tấm mẫu ,mẫu của hệ thống rót, đậu ngot,đậu
hơi.
+ Mẫu dùng để chế tạo lòng khuôn,có hình dạng giống hình dạng bên ngoài của vật
đúc..Gối mẫu tạo nên chỗ tựa của gối lõi nhằm giữ vững lõi trong khuôn.
+ Tấm mẫu dùng để gắn mẫu trên đó khi làm khuôn.
+ Mẫu của hệ thống rót ,đậu ngót, đậu hơi, để tạo các bộ phận hệ thống rót.
+ Hộp lõi dùng để chế tạo lõi. Hộp lõi giống hình dạng bên ngoài của lõi và hình
dạng bên trong của vật đúc.
b- Nguyên lý thiết kế mẫu và hộp lõi.
Trước tiên muốn chế tạo vật đúc phải căn cứ vào bản vẽ chi tiết để thiết lập bản vẽ
vật đúc. Từ đó sẽ vẽ các bản vẽ mẫu và hộp lõi. Khi thiết kế mẫu và lõi mẫu cần xét
đến các yếu tố như: tính chất kim loại, phương pháp chế tạo khuôn, gia công cơ khí
vật đúc, sự phân bổ vật đúc trong khuôn.
- Bản vẽ vật đúc khác với bản vẽ chi tiết là nó phải thể hiện được: mặt phân khuôn,
kích thước vật đúc( có cả lượng dư gia công cơ khí ,dung sai đúc), lõi và gối
lõi,độ dốc đúc ,góc đúc.
- Mặt phân khuôn là mặt tiếp xúc giữa khuôn trên và khuôn dưới, nó xác định vị trí
vật đúc trong khuôn, gạch mầu xanh.Mũi tên chữ T ký hiệu phần đúc thuộc khuôn
7


trên, D phần khuôn dưới. Chọn mặt phân khuôn theo những nguyên tắc cơ bản

sau:
+ Mặt phân khuôn phải đảm bảo dễ làm khuôn và dễ rút mẫu khỏi khuôn
+ Mặt phân khuôn phải đơn giản nhất và số mặt phải ít nhất.Tốt nhất mặt phẳng
,tránh mặt cong hay bậc.
+ Mặt phân kuôn phải bảo đảm chất lượng vật đúc tốt nhất. Bề mặt quan trọng
cần cơ tính cao nên để phía dưới ( phía trên để rỗ khí,lõm co).
- Độ co ngót của kim loại khi đúc. Khi kết tinh và làm nguội vật đúc bị co lại. Để
bảo đảm kích thước vật đúc lòng khuônphải có kích thước lớn hơn vật đúc bằng
đúngđộ co ngót của kim loại. Kim loại khác nhau có độ co khâc nhau như : gang
xám-1%; thép- 2%; gang trắng- 1,5%; hợp kim đồng, nhôm- 1,5%.Để thuận tiện
người ta làm các thước mẫu đã tính độ co cho từng loại vật liệu.
- Lượng dư gia công cơ khí – lượng kim loại cần cắt bỏ khi gia công,ốn phụ thuộc
vào các yếu tố sau:
+ Độ bóng càng cao lượng dư càng lớn.
+ Bề mặt càng lớn lượng dư càng lớn
+ Bề mặt phía trên nơi có lõm khí.vv. cần lượng dư lớn hơn.
Thường lượng dư lấy vào khoảng 2-20mm
- Độ dốc đúc. Đẻ dễ tháo dỡ vật đúc thông thường vách đứng của khuôn có độ dốc
00 30/ – 40/ ở một vài trường hợp góc dốc lên đến 2-40.
- Ở các góc thiết kế góc lượn 1/3- 1/5 chiều dày của thành vật đúc toạ nên góc đó.
- Bản vẽ mẫu
Căn cứ vào bản vẽ vật đúc lập bản vẽ mẫu với kích thước như bản vẽ vật đúc trừ gối
mẫu và dung sai chế tạo mẫu. Lõi mẫu có thể thiết kế hộp nguyên hay lắp ghép từ
nhiều phần.
c- Vật liệu làm mẫu và lõi mẫu.

8


Vật liệu làm mẫu và lõi cho sản xuất nhỏ và đơn chiếc thường làm bằng gỗ, nhiều

khi bằng thạch cao, xi măng, trong sản xuất hàng loạt bằng nhôm, hợp kim hay nhựa
tổng hợp.
Mẫu lõi bằng gỗ làm đơn chiếc, được gia công bằng máy và tay, nếu mẫu phức tạp sẽ
lắp ghép từ nhiều phần đơn giản lại.Lưu ý mẫy bằng gỗ cần được sấy khô và sơn bề
mặt cho bảo đảm độ bóng.
2.1.2- Công nghệ chế tạo khuôn cát
Hỗn hợp làm khuôn cát gồm cát, đất sét, chất kết dính, nước, phụ gia.
a- Yêu cầu với hỗn hợp làm khuôn và lõi.
- Tính dẻo : Chính là khả năng biến dạng của hỗn hợp dưới tác dụng của ngoại lực
vẫn giữ nguyên hình dạng không mất tính thống nhất khi bỏ ngoại lực đi. Tính chất
này để khuôn nhận được bản sao chính xác của mẫu. Độ dẻo tăng khi tăng tỷ lệ nước
3-5%.
- Độ thấm khí :Khả năng cho khí đi qua nhờ mật độ lỗ trống.
Khi rót kim loại lỏng vào khuôn, có rất nhiều khí thải ra, nếu độ thấm khí không đủ
khí sẽ lọt vào kim loại lỏng tạo ra rỗ khí. Trong hỗn hợp làm khuôn tỷ lệ đất sét ít,
hạt cát to và đều làm tăng độ thấm khí. Độ thấm khí đo bằng thiết bị khi xác định
thời gian để 2000m3 không khí thẩm thấu qua mẫu chuẩn làm bằng vật liệu khuôn.
- Độ bền:Khả năng hỗn hợp chịu được ngoại lực mà không bị phá hoại.Khi tăng đất
sét độ bền tăng lên.Thường dùng hỗn hợp có độ chịu nén 0,3-1kG/cm 2( 2,9- 9,8 Mh/
m2) làm tăng độ bến bằng cách dùng các chất kết dính như nước thuỷ tinh, xi
măng,vv
- Tính bền nhiệt: Khả năng không chảy,không dính bám liên kết với kim loại nóng
chảy. Để làm tăng khả năng này người ta thêm vào hỗn hợp bột chịu lửa,hay mazut
( đúc đồng0khi cháy tạo lớp khí trung tính bao bọc vật đúc không gây dính bám.
- Độ chịu lún: khả năng hỗn hợp không giảm thể tích khi chịu lực tác dụng bến
ngoài, nghĩa là khuôn không bị co ngót khi kim loại đông cứng. nếu độ chịu lún kém
dễ gây vết nứt cho vật đúc. Cát sông hạt to thường có độ chịu lún tốt.
9

- Độ ẩm: lương nước chứa trong hỗn hợp. Thường không quá 6-8% ,với mỗi loại kim
loại nóng chảy độ ẩm khác nhau. từ 4-6%.
b- Hỗn hợp làm khuôn.
Vật liệu làm khuôn gồm có : cát, đất sét chất kết dính, phụ gia.
- cát : Thành phần chủ yếu là SiO2 và tạp chất. Phân loại theo cát núi ,sông, theo cỡ
hạt. Cát sông cạnh tròn tính lún tốt độ bền kém, cát núi ,sắc cạnh, độ bền cao,
thông khí kém.
- Đất sét cao lanh Al2O3 có nhiều loại phụ thuộc vào các thành phần tạp chất như
CaCO3, Fe2O3 Chia theo độ kết dính, chia theo độ bền nhiệt.
- Chất kết dính: thoả mãn yêu cầu phân bố đều trong hỗn hợp , khô nhanh, không
sinh nhiều khí, tăng độ bền dẻo cho khuôn,và lõi,dễ phá khuô, rẻ tiền . Như dầu
lanh, dầu trẩu. đường, nhựa thông hắc ín, nước thuỷ tinh
- Chất phụ:đưa vào để khuôn có một số tính chất đặc biệt.Có chất cho vào hỗn hợp
như bột than mùn cưa v.v, và chất sơn khuôn.
Để tiết kiệm, trong nhiều trường hợp vật liệu làm khuôn chia làm vật liệu cho khuôn mặt
(phần tiếp xúc với kim loại lỏng) được làm với chất lượng cao hơn, và phía sau là khuôn
với vật liệu kém hơn. Nếu sản xuất hàng loạt dùng một loại hỗn hợp thống nhất.
2.1.3- Sấy và lắp ráp khuôn.
a- Sấy khuôn.
Sấy kuôn và lõi là nguyên công nhằm nâng cao độ bền,tính thông khí và giảm khả năng
tạo khí của chúng khi rót kim loại lỏng vào lòng khuôn.
Có cách trao đổi nhiệt : tiếp xúc, đối lưu, bức xạ tưong ứng với ba phương pháp sấy
- Sấy bề mặt: dùng để sấy các khuôn trung bình, sấy xong nên lắp ráp và rót kim
loại luôn vì để lấu hơi ẩm sẽ khuyết tán từ trong ra ngoài làm ẩm bề mặt khuôn.
Chiều sâu sấy lớn nhất 80mm. Thường đốt củi, khí ga, tia hồng ngoại, lò sấy.
- Sấy toàn bộ : dùng lò buồng có dây chuyền di chuyển khuôn liên tục cho khô.
Nhiệt độ và thời gian sấy:
10

Nhiệt độ và thời gian sấy quyết định chất lượng khuôn. Tuỳ theo kích thước, hình dáng
cấu tạo khuôn, vật liẹu làm khuôn mà chọn nhiệt độ sấy từ 175-4500C.
Thời gian sấy phụ thuộc vào nhiệt độ sấy. Quá trình sấy chia làm 3 giai đoạn : Ban đầu
nâng cao nhiệt độ sấy từ từ chậm và đều, sau đó giữ ở nhiệt độ sấy ổn định trong thời
gian dài, cuối cùng là hạ nhiệt độ làm nguội khuôn từ từ để tránh nứt. Thông thường thời
gian sấy từ 4-36 giờ.
b- Lắp ráp khuôn.
Lắp theo trình tự, sau khi kiểm tra lại kích thước của lõi và mẫu. Lắp khuôn đòi hỏi
công nhân phải có king nghiệm. Sau khi lắp khuôn và lõi phải kẹp chặt khuôn bằng
những cơ cấu kẹp chuyên dùng.
c- Rót kim loại lỏng.
Để rót kim loại lỏng cần chuẩn bị thùng rót (chế tạo cho hợp với lương kim loại cần rót
vào khuôn để rót liên tục, sấy thùng). Nhiệt độ rót tuỳ thuộc vào vật liệu kim lôại nóng
chảy.
d- Dỡ khuôn. Sau khi trót kim loại nóng chảy để kim loại kết tinh và làm nguội đến
nhiệt độ dỡ khuôn từ 400- 6000C tuỳ theo chiều dày của vật đúc. Vật đúc sau khi dỡ
khuôn, phá lõi ,cắt đậu rót, được làm sạch và kiểm tra chất lượng, nhập kho.
2.2 Đúc trong khuôn kim loại
Khuôn đúc được làm bằng kim loại gọi là đúc trong khuôn kim loại. Phương pháp này
có ưu sau:
- Khuôn kim loại dùng được nhiều lần (hàng trăm đến vạn lần).
- Vật đúc có độ chính xác và độ bóng bề mặt cao, vì khuôn chính xác và có độ
bóng cao.
-

Tổ chức kim loại nhỏ mịn do tốc độ làm nguội cao, cơ tính tốt.

- Tránh được bụi ô nhiễm khi làm khuôn cát.
Và nó có nhược điểm sau :
- Giá thành sản xuất khuôn cao nên chỉ thích hợp cho sản xuất hàng loạt.

- Độ dẫn nhiệt cao nên khó đúc các chi tiết phức tạp.
11


- Khuôn không có tính lún nên ngăn cản sự co ngót của kim loại dễ gây nứt.
Đúc trong khuôn kim loịa dùng để đúc ống dẫn khí, piston, xi lanh thuỷ lực,xéc măng
v.v.
Vật liệu làm khuôn gang, thép hợp kim, đồng. Lõi bằng kim loại hoặc bằng hỗn hợp đất
xét ,cát như trong khuôn cát.
Kết cấu khuôn phù hợp với vật đúc, thường từ hai nửa ghép lại. Nếu vật đúc phức tạp
khuôn được gép từ nhiều phần lại. Trình tự đúc trong khuôn kim loại:
- khuôn trước khi rót phải được làm sạch và sấy nóng 150-350 0C tuỳ theo vật liệu
khuôn.
-

Bề mặt khuôn sơn lớp sơn cách điện dày 2mm,

-

Sau sơn phủ sơn áo bằng dầu mazút hay dầu hoả.

- Lắp khuôn rót kim loại lỏng.
- Làm nguội dỡ khuôn. Nhiệt độ dỡ khuôn tuỳ thuộc vào vật đúc, vật liệu đúc.
Khuôn kim loai ứng dụng trong các công nghệ : đúc áp lực, đúc ly tâm.
Giới thiệu thêm đúc trong khuôn nóng chảy.
3- Đúc hợp kim.Trang thiết bị cho công nghệ đúc.
3.1- Đúc gang
Gang có nhiều loại như gang xám, gang cầu, gang dẻo, gang biến tính nên trong phần
này chỉ nêu một số đặc điểm chính của công nghệ đúc gang xám và gang cầu.
Gang có thành phần chủ yếu gồm 2,5-3% C;0,8-3% Si; 0,6-1,3% Mn,0,2-1%P;<

0,12%S. Cấu trúc có các bon ở dạng grafit tấm. và silíc.
Tính đúc của gang xám:
- Tính chảy loãng cao, tăng khi tăng hàm lượng cácbon
- Tính co thấp khoảng 1%.
- Tính hoà tan khícao thường hoà tan khí ôxy, nitơ, hyđrô và hơi nước.
- nhiều tạp chất dễ có thiên tích.
Lưu ý khi nấu gang xám cần chú ý quá trình grafít hoá hoàn toàn tránh bị xêmntit hoá
khi tăng hàm lượng Si.
12


- Vật liệu đúc : gồm gang đúc, gang vụn,thép vụn các vật liệu khác ( các loại fero Mn,
Si); chất trợ dung, than cốc.
- Lò đúc : lò điện ,lò trung tần, lò đứng v.v. đơn giản nhất là lò đứng. Khuôn thường
dùng là khuôn cát.
Đúc gang xám là công nghệ đơn giản dễ thực hiện, thường dùng để đúc thân máy bệ
máy có hình dạng phức tạp thành mỏng.
Đúc gang cầu. Gang cầu có thành phần cac bon 3,2-3,6%. Để cầu hóa grafit người ta
dùng Mg, Cd chovào gang lỏng ở nhiệt độ 1450 0 C trong nồi kín để tránh cho Mg bốc
hơi. Sau khi cầu hoá, rót gang lỏng vào khuôn đã chuẩn bị sẵn. Gang cầu có cơ tính cao
chịu mòn tốt tính đúc cao nên thường dùng để đúc chi tiết cơ khí quan trong như trục cơ,
trục cán v.v.
3.2- Đúc thép
Đúc thép yêu cầu chất lượng của kim loại lỏng nên hiện nay thường dùng lò điện và lò
trong ,cao tần để nấu thép
Tính đúc của thép ;
- Thép các bon. Tính đúc của thép phụ thuộc vào thành phần cacbon, nếu cao nhiệt
độ nóng chảy giảm,tăng tính chảy loãng giảm khả năng rỗ khí , rỗ xỉ, nhưng lại
làm tăng co ở thể lỏng do khỏng kết tinh tăng dẫn tới tăng khả năng lõm co và rỗ
co. Khi hàm lượng cacbon tăng làm giảm độ dẫn nhiệt của thép nên khi làm nguội

dễ bị nứt. Thành phần S và P dễ làm nứt nóng và nguội nên han chế S< 0,03%,
P<0,15% . THành phần Si và Al tăng khả năng khử khí càng tốt, Mn có tác dụng
khử S và ôxy.
- Thép hợp kim. Đại đa số cácc chi tiết đúc thép hiện nay sử dụng thép hợp kim,
nên ngoài các bon còn có các nguyên tố hợp kimảnh hưởng đến tính đúc của kim
loại lỏng. Dưới đây nêu một số loại thép điển hình. Còn với các loại thép hợp kim
mới cần thử nghiêm thực tế tính đúc.Ví dụ:

13


+ Thép Si : % Si tăng độ nóng chảy giảm, tính chảy loãng tăng. Nhưng do tạo
thành SiO2 lại giảm độ chảy loãng thực tế giảm, dễ lẫn tạp chất do vậy đậu ngót
phải làm to hơn so với thép các bon.
+ Thép Mn : độ chảy loãng cao( Nhiệt độ nóng chảy giảm),độ co trạng thái lỏng
tăng.
+ Thép Ni : Độ chảy loãng cao, nhưng phải rót ở nhiệt độ cao vì khoảng kết tinh
bị thu hẹp. Rỗ co lớn, độ co lớn đẫn nhiệt kém nên đậu ngót cần bố trí lớn hơn khi
đuc sthép cacbon thường.
Đặc điểm khuôn đúc ;
- khuôn đúc cần có độ bền, chịu nhiệt, chịu lún thông khí cao dùng cát chịu nhiệt
chứa nhiều Si, đất sét chịu nhiệt.
- Chế tạo khuôn cần bảo đảm thông khí, tạo thêm các rãnh thoát khí, sấy khuôn kỹ.
- độ co của thép lớn nên phải làm đậu ngót.
3.3- Đúc hợp kim đồng
Đồng đúc thưòng dùng hai loại là brông và latông. Brông hà hợp kim chủ yếu giữa Cu
và Sn còn gọi là brông thiếc, hay vớiAl gọi là brông nhôm.Mỗi loại brông có các tính
chất khác nhau, như brông Si có tính đúc tốt, brông chì có tính chịu mòn tốt.
Đồng latông là hợp kim chủ yếu giữa Cu và Zn thường gọi là đồng thau có nhiệt độ
nóng chảy thấp, khoảng két tinh hẹp nên tính chảy loãng cao.

Đặc điểm đúc đồng do nhiệt độ nóng chảy không cao, dễ bị ôxy hoá nên :
- Vật liệu phôi phải làm sạch, phoi đồng phải ép thành thỏi.
- Khử ôxy thường dùng chất khử là loại đồng phốt pho 90% Cu, 10% P cho P 2O5 ở
3470 C tạo thành xỉ nổi lên trên.
- Dùng các hợp kim gốc kép có nhiệt độ nóng chảy thấp để hợp kim hoá đồng đúc
như 50% Cu 50% Al nóng chảy ở 6000C hay 80% Cu 20% Mn nóng chảy 8600C.
- Hợp kim đồng có tính chảy loãng cao. Dễ bị thiên tích.
- Thường dùng lò điện lò phản xạ, lò trung tần.
14


- Khuôn dùng cát hạt nhỏ, dễ làm khuôn phức tạp.Hợp kim đồng có tính co lớn nên
làm đậu ngót lớn và ở nơi tập trung kim loại. Khi rót kim loại lỏng cần thấp và
nhanh.
3.4- Đúc nhôm
Nhôm chia làm hai loại hợp kim nhôm đúc và hợp kim nhôm biến dạng. Hợp kim nhôm
đúc thường chia làm 5 nhóm:
- Hợp kim nhôm- ma nhê Al- Mg có cơ tính cao, dẻo, chịu ăn mòn,nhiệt độ chảy
cao, độ chảy loãng kém, co nhiều dễ nứt, dễ bị ô xy hoá.
- Hợp kim Al-Si có tính đúc tốt ,có độ chảy loãng cao, độ co nhỏ,tỷ trong beits nứt.
- Hợp kim Al-Cu dễ nứt ,co nhiều
- Hợp kim Al-Cu-Si có tính đúc cao ,chịu mòn chịu nhiệt.
- hợp kim Al- Ni có dộ chảy loãng thấp, dễ nứt
Nấu hợp kim nhôm nên dùng các lò có tốc độ nóng chảy cao tránh ôxy hoá, như lò điện
trong tần.
Để tránh ôxy hoá phải nấu dưói lớp thuốc trợ dung, hay thổi khí clo (nitơ)
Hỗn hợp khuôn phải cần có tính lún tốt, trong sản xuất hàng loạt hay dùng khuôn kim
loại để đúc các sản phẩm như piston, vỏ máy. Hợp kim nhôm có dộ co lớn nên nhất thiết
phải làm đậu ngót lớn. Hợp kim nhôm dễ hoà tan khí nên lưu ý khi rót thóat khí tốt
nhanh.

15


Chương II - Công nghệ gia công phôi bằng biến
dạng dẻo ( gia công áp lực).
1- Khái niêm chung.
1.1- Đặc diểm của phương pháp gia công bằng biến dạng dẻo. Phân loại
Định nghĩa : Gia công kim loại bằng biến dạng dẻo là phương pháp chế tạo sản phẩm
hoặc bán sản phẩm bằng cách làm biến dạng dẻo phôi ban đầu ở trạng thái nóng hay
nguội theo hình dạng kích thước yêu cầu của sản phẩm.
Đặc điểm gia công vật liệu ở trạng thái rắn, sau khi gia công hình dáng kích thước ,tính
chất kim lại thay đổi.
Phương pháp có năng xuất cao, tiết kiệm được kim loại, dễ chế tạo hàng loạt, nhanh,
giảm bớt nguyên công, dễ cơ giới hoá, tự động hoá. Bảo vệ, người và môi trường.
Phân loại :Gia công bằng biến dạng dẻo được chia theo công nghệ chế tạo phôi
- Cán : Là phương pháp làm biến dạng phôi giữa hai trục quay của máy cán, phôi di
chuyển nhờ ma sát giữa trục và phôi.dùng để chế tạo sản phẩm dạng tấm ,thanh,
dầm với các tiết diện ngang khác nhau.Có cán nóng cán nguội
- Kéo: Phương pháp làm giảm tiết diện ngang,tăng chiều dài tạo sợi ,thanh.Có kéo
nóng kéo nguội.
- Ép : Kim loại sau khi nung nóng ép vào khuôn tạo sản phẩm, hoặc ép qua lỗ tạo
phôi hình dài.
- Rèn : gia công cơ nhiệt tạo hình dạng sản phẩm tự do theo các phương.
- Dập : là phương pháp làm biến dạng phôi dạng tấm thành các chi tiết theo một
khuôn nhất định.
1.2- Quá trình biến dạng dẻo và các yếu tố ảnh hưởng đến tính dẻo và trở lực biến dạng
kim loại.
a- Cơ sở vật lý của quá trình biến dạng dẻo
Khi kim loại chịu tác dụng của ngoại lực, ban đầu có hiện tượng biến dạng đàn hồi sau

biến dạng dẻo và tiến tới kim loại bị phá huỷ. Giản đồ Hook mô tả toàn bộ quá trình này
16


Đoạn oe biến dạng đàn hồi, tức khi bỏ tải trọng kim loại lại trở về tạng thái ban đầu.
Đoạn ec biểu thị giai đoạn biến dạng dẻo, tức khi bỏ tải trọng kim loại bị biến dạng một
giá trị nhất định. Giải thích quá trình biến dạng dẻo như sau:
- Với mô hình khuyết tật chủ yếu trong đơn tinh thể là lệch, biến dạng dẻo đựoc
giải thích như quá trình chuyển động của lệch theo các hệ trượt nhất định. Mô
hình nguồn Frank- Read giải thích được quá trình phát sinh thêm lệch trong quá
trình biến dạng dẻo.
- Khi có chuyển động của lệch( biến dạng dẻo ) một loại các tính chất của kim loại
thay đổi như mật độ lệch tăng lên, độ bền tăng lên, điện trở tăng, độ dẻo giảm, và
các tính chất này theo các hướng khác nhau thì khác nhau.
Với đa tinh thể biến dạng dẻo coi như tổ hợp biến dạng dẻo của các đơn tinh thể( hạt) và
trượt của các hạt với nhau theo biên giới hạt. Dễ tạo ra sự đồng hướng biến dạng của các
hạt, được gọi là tectura.
b- Các yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng dẻo:
- Cấu trúc kim loại. Do lệch chuyển động ưu tiên theo các hệ mặt và phương towowtj
nên cấu trúc kim loại ảnh hưởng đến biến dạng dẻo. Đơn tinh thể nào có nhiều hệ trượt
hơn dễ biến dạng hợn. Cấu trúc có nhiều xô lệch hạn chế chuyển động của lệch hạn chế
17


biến dạng. Với đa tinh thể, kích thước hạt ảnh hưởng mạnh đến biến dạng của kim loại.
Hạt nhỏ khó biến dạng hơn là hạt lớn.
- Thành phần hoá học. trong thép các nguyên tố kết hợp với sắt Fe tạo ra : các pha dung
dịch rắn, các hợp chất hoá học và hỗn hợp cơ học giữa dung dịch rắn và các hợp chất.
Về nguyên tắc các nguyên tố hoà tan hay không hoà tan vào sắt đều ngăn cản dịch
chuyển của lệch mạng làm cản trở quá trình biến dạng giảm tính dẻo. tuỳ thuộc vào tỷ lệ

thành phần mà ức độ ảnh hưởng khác nhau.
- Nhiệt độ: nhiệt độ luôn làm tăng khả năng linh động của lệch mạng hỗ trợ quá trình
biến dạng dẻo. Khi nhiệt độ cao xảy ra quá trình kết tinh lại. Kết tinh lại là quá trình cân
bằng lại năng lượng tự do trong hệ bằng cách sinh ra các mầm mới không có lệch và
phát triển các mầm này(đọc trong môn học vật liệu có khí) thành các hạt có ít khuyết tật
hơn ban đầu. Quá trình này làm tăng tính dẻo của kim loại ,tang khả năng biến dạng.
- Trạng thái bề mặt. trong các công nghệ gia công áp lực, bề mặt chi tiết luôn tiếp xúc
với khuôn, hay trục cán .v.v có lực ma sát giữa chi tiết và máy lực ma sát này ảnh hưởng
nhiều đến quá trình gia công, do vậy một yếu tố ảng hưởng đến biến dạng phải kể đến
trạng thái bề mặt của kim loại gia công và kim loại dụng cụ gia công vì ảnh hưởng đến
ma sát giữa chúng.
Ngoài ra trang thái ứng xuất ,ứng xuất dư trong vật liệu gia công cũng ảnh hưởng đến
quá trình biến dạng.
1.3- Một số định luật cơ bản của biến dạng dẻo.
a- Định luật thể tích không đổi. Thể tích của vật thể kim loại trước và sau biến dạng
dẻo hầu như không đổi. nói cáh khác tông biến dạng theo các phương bằng không
∑εi = 0 từ đây có kết luận :
- Khi tồn tại 3 thành phần dạng thì dấu của 1 trong chúng phải ngược với hai thành
phần kia.
- Khi có một giá trị bằng 0 thì hai thành phần còn lại có giá trị tuyệt dối bằng nhau
và trái dấu nhau.
18


b- Định luật đồng dạng. Nếu hai vật thể cùng một vật liệu, được biến dạng cùng trong
một điều kiện như nhau mà kích thước tương ứng đồng dạng theo cùngmột hệ sốtỷ lệ thì
lực biến dạng của chúng tỷ lệ với bình phương hệ số tỷ lệ kích thước và công chi phí
cho biến dạng tỷ lệ với lập phương hệ số tỷ lệ đó.
Nếu a là hệ số tỷ lệ đồng dạng kích thước thì a 2 là tỷ lệ lực biến dạng và a 3 là tỷ lệ công
biến dạng. Định luật này rất cần để chế tạo mô hình cho các biến dạng lớn.

c- Định luật trở lực biến dạng nhỏ nhất.
tronh trường hợp có thể dịch chuyển được theo các hướng khác nhau, thì các chất điểm
của vật thể biến dạng sẽ dịch chuyển theơhngs có trở lực biến dạng nhỏ nhất.( ma sát ít
nhất). Định luật này cho phép dự định trước hướng dịch chuyển của kim loại trong quá
trình biến dạng dẻo và chọn được hình dáng ban đầu của phôi khi biết hình dạng của chi
tiết.
2- Cán, kéo, ép kim loại và hợp kim
Nghiên cứu các công nghệ gia công cụ thể.
2.1- Cán: là phương pháp làm biến dạng phôi kim loại hợp kim giữa hai trục cán quay
làm tiết diện ngang của phôi giảm chiều dài phôi tăng lên.
- Các dạng sản phẩm: loại hình như tròn, vuông, thép hình chữ U. I , loại tấm, và loại
ống.
- Các loại cán : có cán dọc, cán ngang, cán nghiêng.
- Vùng biến dạng và các đại lượng đặc trưng cho cán.
Vùng biến dạng là vùng bao bọc bởi các cung tiếp xúc giữa hai trục cán và phôi kim
loại. Cung AB gọi là cung ăn, góc ăn φ chắn giữa điểm tiếp xúc đầu A và cuối Bvới
phôi gọi là góc ăn. Gọi chiều dài của của vùng biến dạng là l ta có
l= √r(H0 – h1)- [( H0 – h1)/2]2 trong đó H0 chiều dày ban đầu của phôi, h 1 là chiều dày
phôi sau khi đi qua vùng biến dạng.Một số đại lượng đặc trưng cho biến dạng khi cán là:
- Lượng nén tuyệt đối Δh = H0 – h1
- Lượng nén tương đối(đăc trưng cho biến dạng theo chiều cao U= Δh/H0.100%
- Lượng dãn rộng tuyệt đối Δb = B1- B0
19


- Lượng dãn rộng tương đối γ = Δb /B0 .100%
- Tỷ số giữa chiều dài phôi ban đầu L 0 và chiều dài sau khi cán L1 gọi là hệ số dãn
dài µ = L1 /L0
a- Điều kiện cán ;
- Điều kiện cán khi quá trình mới bắt đầu xảy ra : là hệ số ma sát tiếp xúc giữa trục cán

và phôi f tại thời điểm bắt đầu cán phải lớn hơn tang của góc ăn φ.Xảy ra các trường
hợp sau:
- Nếu f= tg φ xảy ra hiện tượng trơn trượt giữa trục cán và phôi.
- Nếu f < tg φ, không thưc hiện được quá trình cán.
- Điều kiện cán khi quá trình cán đã xảy ra :trong trường hợp cán đã xảy ra thì điều kiện
cán vào là f > tg (φ/2) hay góc ma sát β > (φ/2) .
Thực tế hệ số ma sat luônbiến đổi trong quá trình cán, và tuỳ thuộc vào điều kiện biến
dạng. Khi cán nóng không bôi trơn f= 0,30-0,45 với thép; f= 0,24-0,34 với đồng;f= 0,30,5 với nhôm. Khi cán nguội không bôi trơn f=0,25 với thép, 0,23 với đồng và 0,25 với
nhôm. Cán có bôi trơn f= 0,12- 0,16 với thép, 0,12-0,14 với đồng; 0,09- 0,16 với nhôm.
b- Lực cản và mônen cần thiết.
Lực cản và mônen để tính toán độ bền các chi tiết thiết bị cán và công xuất động cơ
điện.
- Lực cán P = Ptb .F; P; Ptb lực cán và áp lực trung bình của phôi kim loại lên trục
cán. Trong đó
- Ptb = 2.σs /√3 . nσ

σ s - giới hạn chảy của kim loại phôi.; n σ - hệ số trạng thái

ứng xuất 0,8-8 khi ma sát ngoài không đáng kể ; bằng 1,15 khi không kéo phôi,và
bằng 0,8 khi có kéo phôi.
- Mô nen cản Mnp = 2.P.a =2P .r.sin β0 , ở đâu β0 – góc tạo bởi đường nối từ tâm qua
điểm đặt lực P trên đường tiếp xúc với đường nối tâm giữa hai trục.
Mô nen quay toàn phần M = Mnp /η khi η là hiệu xuất của máy.
c- Công nghệ cán.
20


- Cán hình. để cán được ssản phẩm theo hình dáng cần cán qua nhiều công đoạn để tạo
hình sản phẩm. Muốn có hình cần chế tạo các lỗ hình trên trục cán. Sự lựa chọn hệ
thống lỗ hình thích hợp cho mỗi sản phẩmcó ý nghĩa quan trọng quyết định tính công

nghệ và hiệu quả kinh tế.Thiết kế lỗ hình dựa theo nguyên tắc sau:
- Dựa vào hình dáng và kích thước của phôi ban đầu của sản phẩm, hệ số dãn dài để
xác đính số lần cán.
- Phân tích tính dẻo của kim loại,yêu cầu về độ chính xác của sản phẩm mà chọn hệ
thống lỗ hình hợp lý nhất.
- Tính toán cụ thể cho từng lỗ hình.
- Cán tấm : cán tấm dày và cán tấm mỏng.
Cán tấm dày có thể cán trực tiếp qua một lần nung từ thỏi đúc; hay cán hai lần theo sơ
đồ: thỏi đúc- thỏi mỏng - tấm dày.
Cán tấm mỏng bằng hai phương pháp cán trên các máy cán hai trục hoặc trên hệ các
máy cán liên tục. Công đoạn chính gồm:
- Chuẩn bị bề mặt tấm hoặc cuộn đã qua cán nóng bằng hiệt luyện (ủ) làm sạch các
vẩy ôxyt.
- Cán từng phôi trên máy hai trục, hoặc trên hệ máy nếu là cuộn.
- Nhiệt luyện- ủ hồi phục lại tính chất cơ học ban đầu trong các lò có khí bảo vệ.
- cắt đoạn và băng theo kích thước.
2.2- Kéo kim loại và hợp kim
Kéo kim loại là quá trình biến dạng phoi bằng lực kéo qua lỗ khuôn làm cho tiết diện
phôi giảm ,chiều dài tăng lên.
a- Các đại lượng chủ yếu đặc trưng cho biến dạng dẻo khi kéo.
-

Lượng nén tương đối là tỷ số giữa hiệu số tiết diện ban đầu và tiết diện sản phẩm

U= F0 – F1 / F0 .100%.
- Hệ số kéo µ cho biết chiều dài của sản phẩm gấp bao nhieu lần chiều dài phôi ban
đầu hay tiết diện ban đầu giảm đi bao nhiêu lần khi kéo : µ = l1/l0 = F0 /F1.
21

- Hệ số giảm tiết diện k= 1/µ trong đó F0 , l0 - diện tích và chiều dài phôi trước khi
kéo; F1, l1- diên tích và chiều dài sau khi kéo.
Để kéo được kim loaị từ phôi thành sản phẩm, phải thực hiện qua một hay nhiều lần
kéo, qua mỗi lần kéo biến dạng giảm dần do có biến cứng.Lượng nén tổng bằng là lượng
nén từ phôi đến sản phẩm ,lượng nén qua mối lần kéo là lượng nén thành phần. Thông
thường sau mỗi lần kéo phôi lại ủ để giảm biến cứng. Có thể tính số lần cần kéo cho sản
phẩm. Biết rằng lượng nénU không đổi, hệ số kéo cũng không đổi µ = const. do vậy
-

µ = F0 /F1 = F1 /F2 ..= Fn – 1/Fn = const từ đó suy ra

- F1 = F0 /µ ; F2 = F0 /µ2 ;… Fn = F0 /µn
Trong đó n là số lần kéo. Từ biểu thức trên đây tính được

n=( lg F0 – lgFn ) / lgµ.

b- Lực kéo, bôi trơn khi kéo.
Lực kéo rất có ý nghĩa cho qúa trình kéo, nó quyết định khả năng kéo liên tục không bị
đứt phôi, khả năng chi phí năng lượng.Lực kéo phụ thuộc vào cơ tính của phôi ( giới hạn
dẻo, giới hạn bền), hệ số kéo, hệ số ma sát giữa phôi và chuốt kéo, góc nghiêng của
chuốt kéo γ.
Lực kéo tính bằng thực nghiệm qua dụng cụ đo hay tính bằng công thức thực
nghiệm.Theo Perlin- Dauruev
-

P= σbtb.F1. ln F0 /F1(1-f cotg γ) trong đó P- lực kéo; σbtb.= σb+σbs/2 - giới hạn
bền trung bình trước khi kéo và sau khi kéo của phôi; f- hệ số ma sát; F 0 và F1.tiết
diện của phôi và sản phẩm.;

Nhất thiết trong quá trình kéo phải bôi trơn bề mặt làm việc của phôi và chuốt kéo .vật

liệu bôi trơn có thể là parafin, dầu thực vật, bột đồng v.v.
2.3- Ép kim loại và hợp kim.
Ép là phương pháp gia công kim loại bằng áp lực chế tạo ra chi tiết dạng dài tiết diện
không đổi, có đế hoặc không có đế bằng cách ép phôi kim loại trong buồng kín bức kim
loại chảy qua lỗ khuôn có hình dạng tiết diện tương ứng với sản phẩm.
Công nghệ ép thường dùng trong chê stạo các sản phẩm bằngphôi kim loại mầu và hợp
kim mầu. sản phẩm có dạng ống, thanh và có hình dạng phức tạp hơn.
22


Công nghệ ép có : ép chảy thuận kim loại chảy qua lỗ khuôn cùng chiều với lực tác
dụng. Có ép chảy ngược khi kim loại chảy nghịch chiều với lực tác dụng.
Các đại lượng đặc trưng chủ yếu khi biến dạng ép chảy gồm:
- Hệ số dãn dài là tỷ số tiết diện ngang của buồng ép với diện tích tiết diện ngang
của lỗ khuôn cối ép hoặc của tất cả lôc khuôn. µ = F0 / ∑ F1
- Mức độ biến dạng U = F0 - ∑ F1 / F0 .100%. Mức độ biến dạng của kim loại khi ép
chảy rất cao lên đến 90%
- Lực biến dạng P= p. F0 trong đó p- áp lực chảy đơn vị của kim loại, . F 0 – diện
tích tiết diện ngang của buồng ép.
3- Rèn, dập kim loại và hợp kim
3.1- Rèn kim loại
a- Rèn tự do.
- Rèn tự do là phương pháp gia công bằng áp lực ở trạng thái nóng nhờ lực dập hay ép
của đầu búa làm kim loại biến dạngmột cách tự do theo các hướng mà không bị hạn chế
bới các bề mặt dụng cụ.
- các đại lượng đặc trưng gồm có tỷ số rèn y = F0 /F1 và hệ số thay đổi tiét diện
U= F0 – F1 /F1
- Các nguyên công cơ bản gồm : chồn – làm tăng tiết diện ngang; vuốt – làm nhỏ tiết
diện; uốn- thay đổi theo một góc nhất định; đột lỗ; chặt ; xoắn; hàn rén- nối hai đoạn
phôi với nhau không tách rời.Còn một số nguyên công khác như ép vết,cắt vai,;hiệu

chỉnh; nhiệt luyện.
- Dụng cụ : đe có ba loại búa, kìm kép ; dung cụ kiểm tra.
- Cá bước công nghệ:
- Thành lập bản vẽ vật rèn.
- Tính toán trọng lượng kích thước phôi.
- Chọn các nguyên công rèn tự do cần thiết, chỉ dẫn trình tự thực hiện chúng và các
dụng cụ cần sử dụng.
- Xác định chế độ nung ,phương pháp làm nguội sau khi rèn.
23


- Chọn thiết bị rèn.
- Xác định số lượng và trình độ công nhân.
b- Rèn theo khuôn.
Rèn theo khuôn (hay còn gọi là dập nóng) là một trong những phương pháp gia công
kim loại bằng áp lực mà trong đó sự chảy tự do của kim loạibị giới hạn bởi bề mặt của
lòng khuon rèn. Lòng khuôn rèn là phần rỗng tạo nên giữa 2 nửa khuôn mà khi chồng
khít có hình dạng không gian của vật rèn. Rèn khuôn dùng rộng rái ,cho chế tạo sản
phầm hàng loạt, công nghệ có năng xuất cao.
-Phân loại theo :
- Kết cấu khuôn có rèn trong khuôn hở, rèn trong khuôn kín.
- Theo số lòng khuôn. Có rèn ilòng khuôn và rèn trng nhiều lòng khuôn.
- Theo thiét bị sử dụng.
- Qui trình công nghệ cho rèn khuôn nói chung.
- Lập bản vẽ vật rèn.
- Tính toán trọng lượng, kích thước phôi.
- Nung phôi.
- Rèn khuôn,trong đó có rèn sơ bộ, rèn thô, rèn tinh, qua nhiều bộ khuôn.
- Cắt ba via và lớp màng ngăn( lớp chưa thấu)
- Nắn vật rèn.

- Làm sạch tinh chỉnh, nhiệt luyện.
- Kiểm tra ,đóng gói.
Trong qui trình công nghệ trên có những khâu quan trọng đó là : lập bản vẽ vật rèn và
thiết kế chế tạo khuôn rèn, lập qui trình công nghệ rèn. Các công đoạn này luôn bảo đảm
sao cho dễ tháo vật rèn mà vẫn bảo đảm được hình dạng ,kích thước.
- Thiết bị rèn gồm các loại búa máy và máy ép dạng thuỷ lực, máy ép dạng trục vít ,trúc
khuỷu, máy ép thủy lực.
- Đặc điểm búa máy yêu cầu thân máy phải vững chịu được tải trọng va đập lớn.
Đầu trượtmang nửa khuônphải chuyển độ tịnh tiến theo dẫn hướng bảo đảm độ
24


chính xác của vật rèn; Trọng lượng của bên đe lớn hơn trọng lượng của bộ phận
rơi 20-30 lần,bảo đẩm hiệu xuất va đập lớn nhất.
- Với các loại máy ép tuỳ từng loại vật rén để chọn máy ép cho thích hợp. Nhưng
hiện nay thông dụng là dùng máy ép thuỷ lực hay kết hợp giữa khí và thuỷ lực để
nâng tần xuất ép lên.
3.2- Dập kim loại và hợp kim
Dập là một trong những phương pháp công nghệ để chế tạo sản phẩm từ phôi là tấm kim
loại. Tuỳ thuộc vào chiều dày phôi tấm chia ra dập tấm dày >4mm và dập tấm mỏng.
Với các tấm có chiều dày >15mm và các loại thép hợp kim crôm, titan có chiều dày
>4mm thường dập nóng, còn lại dập nguội.
Trong nguyên công dập có nhiều nguyên công khác nhau cần xem xét riêng biệt như:
nguyên công cắt, nguyên công tạo hình, dập ghép nối. Đây là phân loại dựa theo ngoại
lực và trạng thái ứng xuất - biến dạng của phôi.
a- Các nguyên công cắt.
- Cắt bằng máy:mục đích cắt đứt phôi thành băng dải cho các nguyên công sau. Sử dụng
các máy cắt như :
- Máy cắt lưỡi dao song song. Cắt tấm rông đến 3000mm dày 60mm, với yêu cầu
chiều dài đường cắt nhỏ hơn chiều dài lưỡi dao. Đưởng cắt đẹp nhưng lực cắt lớn.

- Máy cắt dao đĩa. Lưỡi cắt là hai đĩa tròn quay ngược chiều nhau. Có thẻ có nhiều
cặp đĩa cắt, các trục đĩa cắt song song với nhau. Đường kính đĩa cắt phụ thuộc vào chiều
dày cắt khi chiều dày s < 3mm D= 60.s; khi s= 3-10 thì D= (40-50).s; khi s>10mm thì
D= 30.s. Máy này dùng để cắt đường thẳng và cong có chiều dài tuỳ ý, năng xuất cao
nhưng thường để cắt tấm mỏng nhỏ hơn 2mm.
- Máy cắt dao nghiêng. Dao dưới nằm ngang còn dao trến nghiên góc 2-6 0. Ưu điểm
cắt được tấm dày > 60mm.
- Cắt bằng khuôn .Là phương pháp dùng khuôn trên các máy ép cơ khí để cắt phàn này
với phần khác của phôi theo đường cắt. Khác với máy cắt, lưỡi cắt thay bằng chày cắt và
25