công nghệ kim loại công nghệ đúc

30/08/2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

CÔNG NGHỆ KIM LOẠI
METAL TECHNOLOGY
MMH: METE330126 - SỐ TC: 3 LT+BTL: 3 TN 0 TH 0
TRÌNH ĐỘ: ĐẠI HỌC, CAO ĐẲNG.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

1


30/08/2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

Steels
10%
Ti-alloys
15%
CFRP
CFRP sandwich
GFRP
Al-alloy
Steel, Ti-alloy

Others
5%

Composites
50%

Al-alloys
20%

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HCM
KHOA CƠ KHÍ CHẾ TẠO MÁY

GIỚI THIỆU MÔN HỌC
• Công nghệ kim loại là môn học: nghiên cứu khái

quát quá trình sản xuất, tính chất và phương pháp
tạo phôi kim loại và hợp kim để tạo phôi các chi tiết
hoặc các kết cấu trong các máy móc để chuẩn bị cho
quá trình gia công cơ khí.
• Học môn này nhằm cung cấp những kiến thức cơ
bản về chế tạo phôi.
• Học xong môn học này sinh viên có thể phân tích
chọn phương pháp tạo phôi hợp lý.

Fig. Applications of advanced composites to airliner B-787 under development by the
Boeing company.

2


30/08/2016

Công nghệ Đúc

Công nghệ gia công áp lực

• Sản xuất đúc: là phương pháp rót kim loại
lỏng vào khuôn đúc, sau khi đông đặc và
nguội ta nhận được chi tiết đúc có hình dạng
và kích thước theo yêu cầu.

• Là phương pháp biến dạng kim loại và hợp kim dưới
tác dụng của ngoại lực dựa vào tính dẻo của chúng.
• Nội dung chủ yếu của phần này giới thiệu công nghệ
và các thiết bị cần thiết để chế tạo các sản phẩm bằng

gia công áp lực như: cán, kéo, ép, rèn tự do, rèn
khuôn, dập tấm.

Công nghệ Hàn

• Hàn là phương pháp nối hai hoặc nhiều bộ phận
thành một chi tiết hoặc sản phẩm hoàn thiện mà
không thể tháo rời được.

Forming
Welding

Casting

Metal
technology

3


30/08/2016

Sơ đồ quá trình sản xuất cơ khí

TÀI LIỆU THAM KHẢO

QuÆng
§óc
Gia c«ng
¸p lùc

Hµn

LuyÖn
kim
ChÕ t¹o ph«i
Gia c«ng c¾t gät
Xö lý bÒ mÆt

Kim lo¹i ®en
Kim Lo¹i mµu
TiÖn,
phay, Bµo,
Mµi, ...

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TÀI LIỆU THAM KHẢO

4


30/08/2016

NỘI DUNG + HÌNH THỨC ĐÁNH GIÁ
Nhiệm vụ của sinh viên
− Dự lớp: > 80%
− Đọc và tìm hiểu bài trước khi lên lớp
− Bài tập, báo cáo, thu hoạch nhóm: Đúc 01,
GCAL 01, Hàn 01
− Bài tập cá nhân: ít nhất 05 bài

− Thang điểm: 10
− Tiêu chuẩn đánh giá: theo qui chế hiện hành.

NỘI DUNG + HÌNH THỨC ĐÁNH GIÁ

NỘI DUNG + HÌNH THỨC ĐÁNH GIÁ
Hình thức đánh giá
Quá trình: 50% :
- Bài tập cá nhân + nhóm (30%)
- Thực tập đúc +Thiết kế khuôn GCAL (nếu có)
- Thi giữa kỳ (50%)
- Chuyên cần + bài tập trên lớp (20%)
 Ghi chú: nếu thiếu phần nào thì phần đó nhận điểm 0.

Cuối kỳ: 50% :
- Trắc nghiệm
- Điền khuyết
- Tự luận
- Bài tập
 Ghi chú: khuyến khích SV sử dụng English, Software, thực tế
sản xuất, tư duy sáng tạo … tốt ĐQT=10.

Phaàn 1: COÂNG NGHEÄ ÑUÙC

Hình thức đánh giá: Theo qui chế hiện hành
Ngoài ra:
- Không làm: ĐQT=0
- Có làm đối phó: ĐQT=4-5
- Có đầu tư: ĐQT = 6-8
- Có nghiên cứu cải tiến, mở rộng, dùng English,

software, thực tế,… ĐQT=9-10

5


30/08/2016

Phần 1: CÔNG NGHỆ ĐÚC

Phần 1: CÔNG NGHỆ ĐÚC

CHƯƠNG 1 KHÁI NIỆM VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐÚC
CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ ĐÚC
CHƯƠNG 3 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO MẪU VÀ HỘP LÕI
CHƯƠNG 4 CÔNG NGHỆ CHẾ TẠO KHUÔN VÀ LÕI
CHƯƠNG 5 ĐÚC CÁC HP KIM
CHƯƠNG 6 KHUYẾT TẬT VẬT ĐÚC

Chương 1: KHÁI NIỆM VỀ Q TRÌNH SẢN
XUẤT ĐÚC
Mục tiêu bài học
Sau bài học này sinh viên có khả năng sau:

Chương 1: KHÁI NIỆM VỀ Q TRÌNH SẢN
XUẤT ĐÚC

- Nắm vững những khái niệm về q trình sản xuất
đúc.
- Trình bày được sự khác nhau giữa đúc trong khn
cát và khn kim loại.

- Nắm được q trình kết tinh của kim loại và tổ
chức kim loại sau kết tinh.

Tổ chức
kim loại vật
đúc.

Q trình
sản xuất
đúc trong
khn cát.

Sự kết tinh của
kim loại vật
đúc trong
khn.
Phân loại các
phương pháp
đúc.

6


30/08/2016

1.1 Định nghĩa- Đặc điểm-Phân loại

Đặc điểm :
- Mọi loại vật liệu khi nấu chảy lỏng đều đúc được.

Định nghĩa :
Nấu chảy kim
loại

Rót vào khuôn
đúc

Kết tinh

- Tạo ra vật đúc có kết cấu phức tạp, có khối lượng lớn.
- Sản phẩm tạo ra có chất lượng cao, độ bóng, độ chính xác cao.
- Có khả năng cơ khí hóa, hoặc tự động hoá cao.
- Giá thành của sản xuất đúc hạ hơn so với các dạng sản xuất khác.
- Đúc trong khuôn cát phôi có độ bóng, độ chính xác thấp.
- Khuyết tật vật đúc: rỗ khí, rỗ co, tạp chất…

Refractory mold

 pour liquid metal

 solidify, remove

 finish

Different Components…Different Aspects
Simple

Small

Big

- Hao phí kim loại cho hệ thống rót, đậu hơi, đậu ngót.

Phân loại các phương pháp đúc
a. Đúc trong khuôn cát: (sand casting)

23 feet,
6 tonnes ,
99.72% iron,
No rust since
5th century AD
Complex
- Khuôn cát là loại khuôn đúc một lần, phải phá bỏ khuôn để lấy vật đúc.

Iron pillar

- Vật đúc độ chính xác thấp, độ bóng bề mặt kém, lượng dư gia công lớn.
Courtesy: Google images

- Nhưng khuôn cát tạo ra vật đúc có kết cấu phức tạp, khối lượng lớn.

7


30/08/2016

Phân loại các phương pháp đúc

Phân loại các phương pháp đúc

Đúc mẫu chảy (Investment Casting Process)
Đúc ly tâm (Centrifugal-Casting Process)

Figure: Schematic illustration of investment casting (lost-wax) process. Castings by this method can be
made with very fine detail and from a variety of metals. Source: Courtesy of Steel Founder’s Society
of America.

Đúc ly tâm trục quay thẳng đứng.

Figure: (a) Schematic illustration of the centrifugal-casting process. Pipes, cylinder liners, and
similarly shaped parts can be cast with this process. (b) Side view of the machine.

Sản phẩm đúc ly tâm trục quay thẳng đứng.

8


30/08/2016

Phân loại các phương pháp đúc

Đúc khuôn vỏ mỏng (Shell mold)

Figure: - Steps in shell-molding: (1) a match-plate or cope-and-drag metal
pattern is heated and placed over a box containing sand mixed with
thermosetting resin

©2003 Brooks/Cole, a division of Thomson Learning, Inc.
Thomson Learning™ is a trademark used herein under license.

Phân loại các phương pháp đúc

Đúc liên tục (Continuous Casting)

Phân loại các phương pháp đúc

Đúc áp lực (Die Casting)

Figure 11.14 - Cycle in cold-chamber casting:
(1) with die closed and ram withdrawn, molten metal is poured into the chamber

1.2. Sự kết tinh của kim loại vật đúc trong khuôn.
a. Giai đoạn điền đầy kim loại lỏng vào
lòng khuôn.
b. Giai đoạn hạ nhiệt độ từ t0 rót đến
nhiệt độ điểm lỏng.
c. Giai đoạn kết tinh tính từ nhiệt độ
điểm lỏng đến nhiệt độ điểm đặc
(khoảng đông đặc).
d. Giai đoạn nguội trong khuôn.
e. Giai đoạn nguội ngoài khuôn.

9


30/08/2016

Solidification of Alloys

Solidification of Pure Metals

Most alloys freeze over a temperature range rather
than at a single temperature

A pure metal solidifies at a constant temperature equal to
its freezing point (same as melting point)

c. Giai đoạn kết tinh tính từ nhiệt độ điểm lỏng đến nhiệt độ
điểm đặc (khoảng đông đặc).

- Hướng tản nhiệt vuông góc thành khuôn, đáy khuôn được điền đầy
trước nên bắt đầu kết tinh trước.

1.2. Sự kết tinh của kim loại vật đúc trong khuôn.
2
1

- Đông đặc thể tích : những hợp kim có khoảng nhiệt độ kết tinh lớn
thường xảy ra đông đặc thể tích. (hình 1.1 b).

1

1

1 2

a)

2
t lỏng

to kt b1

- Kim loại kết tinh theo hướng từ dưới lên và từ ngoài vào trong.
- Đông đặc theo lớp : Những kim loại nguyên chất, hợp kim cùng tinh
hoặc khoảng kết tinh hẹp thường đông đặc theo lớp (hình 1.1a).

a1

1 2

2

t đặc
1

b)

Hình 1-1 Các loại hình kết tinh

10


30/08/2016

1.3. Tổ chức kim loại vật đúc.
- Vỏ ngoài cùng 1: hạt nhỏ mịn do nguội nhanh. Cơ tính bền, cứng.
- Vùng 2 : tinh thể kim loại có dạng hình trụ.
- Vùng 3 : nằm giữa khu vực thỏi đúc, phần kim loại lỏng còn lại sẽ
tạo ra hạt.

4
b)

1.4. Quá trình sản xuất đúc bằng khuôn cát và các
bộ phận cơ bản của một khuôn đúc.
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
Khuôn tươi

Lắp ráp khuôn, lõi

Rót khuôn

1
Phá khuôn, lõi

2
3

a)

Hình 1-2 Cấu tạo
kim loại đúc
1-Hạt mịn.
2-Hạt hình trụ
3-Hạt tròn lớn
4-Lõm co

1.4. Quá trình sản xuất đúc bằng khuôn cát và các
bộ phận cơ bản của một khuôn đúc.

Làm sạch vật đúc
Kiểm tra

Phế phẩm

Vật đúc

Hình 1-3 Quá trình sản xuất đúc trong khuôn cát.

1.4. Quá trình sản xuất đúc bằng khuôn cát và các
bộ phận cơ bản của một khuôn đúc.

Figure 8.21 Summary of steps in the extraction of steels using iron ores, coke and
limestone. (Source: www.steel.org. Used with permission of the American Iron and
Steel Institute.)

11


30/08/2016

1.4. Quá trình sản xuất đúc bằng khuôn cát và các
bộ phận cơ bản của một khuôn đúc.

1.4. Quá trình sản xuất đúc bằng khuôn cát và các
bộ phận cơ bản của một khuôn đúc.

Figure 8.23 Secondary processing steps in processing of steel and alloys. (Source:
www.steel.org. Used with permission of the American Iron and Steel Institute.)

1.4. Quá trình sản xuất đúc bằng khuôn cát và các
bộ phận cơ bản của một khuôn đúc.

1.4. Quá trình sản xuất đúc bằng khuôn cát và các
bộ phận cơ bản của một khuôn đúc.

12


30/08/2016

1.4. Quá trình sản xuất đúc bằng khuôn cát và các
bộ phận cơ bản của một khuôn đúc.

1.5. Những nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng vật đúc
Chất lượng vật đúc được đánh giá bằng các chỉ tiêu sau đây :
- Độ chính xác hình dạng và kích thước.
- Độ nhẵn bóng mặt ngoài.
- Chất lượng kim loại của hợp kim vật đúc tùy thuộc vào
quá trình công nghệ đúc và yêu cầu sản phẩm.

1.5. Những nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng vật đúc
Chất lượng vật đúc chịu ảnh hưởng:
a) HK đúc
b) Loại khuôn & PP đúc
c) Công nghệ đúc
- CN nấu chảy HK
- CN khuôn
- CN rót

Câu hỏi ôn tập

1. Trình bày quá trình sản xuất một vật đúc (có sơ đồ)?
2. Cho biết các giai đoạn của quá trình kết tinh và hướng
kết tinh của kim loại trong lòng khuôn?
3. Mô tả tổ chức kim loại điển hình của một vật đúc? Tại
sao lại có tổ chức như vậy?
4. Phân biệt khuyết tật lõm co và rỗ co, nguyên nhân xuất
hiện 2 khuyết tật này. Biện pháp khắc phục?

13