Các quá trình chế tạo

MỤC LỤC
CHƯƠNG 2: CÁC Q TRÌNH ĐƠNG ĐẶC.........................................................4
A. Q trình đúc kim loại............................................................................................4
I.

Giới thiệu chung:.....................................................................................................4
1) Bản chất:............................................................................................................... 4
2) Đặc điểm:.............................................................................................................4
3) Sơ đồ quá trình sản xuất đúc:................................................................................5
4) Nguyên lý thiết kế vật đúc kim loại:.....................................................................6
5) Công dụng:...........................................................................................................7
6) Phân loại............................................................................................................... 7

II. Đúc trong khuôn cát.................................................................................................8
1) Khái niệm:............................................................................................................8
2) Các bộ phận khuôn cát.........................................................................................8
3) Thành phần của hỡn hợp làm khn.....................................................................9
4) Tính chất của hỗn hợp làm khuôn:.....................................................................10
5) Những hư hỏng thường gặp................................................................................11
III.

Các phương pháp đúc đặc biệt............................................................................13

B. Quá trình tạo hình chất dẻo.................................................................................14
I.

Giới thiệu chung....................................................................................................14

II. Phương pháp đùn chất dẻo.....................................................................................14
1) Nguyên lý...........................................................................................................14
2) Một số sản phầm.................................................................................................15

III.

Phương pháp ép phun.........................................................................................16

1) Nguyên lý..............................................................................................................16
2) Ứng dụng............................................................................................................17
IV.

Phương pháp thổi khuôn:....................................................................................17

1) Nguyên lý:..........................................................................................................17
2) Ứng dụng:...........................................................................................................17
1


V. Phương pháp quay khuôn:.....................................................................................18
1) Nguyên lý:..........................................................................................................18
2) Ứng dụng:...........................................................................................................18
C. Quá trình tạo hình thủy tinh................................................................................19
I.

Giới thiệu chung:...................................................................................................19

II. Thủy tinh dạng tấm:...............................................................................................20
1) Phương pháp ngập (float method)......................................................................20
2) Phương pháp kéo (drawing process)...................................................................20
3) Phương pháp lăn (rolling process)......................................................................21
III.

Thủy tinh dạng ống.............................................................................................21

IV.

Sản phẩm đặc thù................................................................................................22

1) Thổi thủy tinh.....................................................................................................22
2) Ép áp lực............................................................................................................. 22
3) Đúc li tâm...........................................................................................................23
V. Phương pháp kéo sợi thủy tinh...............................................................................24
CHƯƠNG 3: TẠO HÌNH KIM LOẠI TẤM VÀ KHỐI.........................................25
A. Q trình biến dạng khối trong kim loại............................................................25
I.

Cơng nghệ dập tạo hình dạng khối.........................................................................25

II. Trình tự thực hiện cơng nghệ.................................................................................28
III.

Phân loại dập khối..............................................................................................29

IV.

Đối tượng nghiên cứu.........................................................................................29

V. Phôi sử dựng trong dập khối..................................................................................30
VI.

Các nguyên công tạo hình sơ bộ.........................................................................31

VII. Cơng nghệ dập khối............................................................................................35

1) Dập trên khn hở..............................................................................................35
2) Dập trên khn kín.............................................................................................41
B. Biến dạng tấm trong gia công kim loại................................................................42
I.

Khái niệm về dập tấm............................................................................................42
2


II. Các nguyên công của dập tấm................................................................................44
1) Cắt phôi..............................................................................................................45
2) Các ngun cơng tạo hình :................................................................................46
3) Dập liên hợp :.....................................................................................................48
CHƯƠNG 4: CÔNG NGHỆ BỘT KIM LOẠI VÀ GỐM SỨ................................49
I.

Bột kim loại và công nghệ thiêu kết.......................................................................49
1) Chế tạo bột kim loại...........................................................................................50
2) Tạo hình.............................................................................................................50
3) Thiêu kết............................................................................................................. 54

II. Vật liệu gốm..........................................................................................................59
1) Tính chất của vật liệu gốm.................................................................................60
2) Chế tạo...............................................................................................................60
3) Các loại gốm và ứng dụng..................................................................................60
4) Tráng gốm..........................................................................................................63

3

CHƯƠNG 2: Q TRÌNH ĐƠNG ĐẶC
A.Q trình đúc kim loại
I.

Giới thiệu chung:
1) Bản chất:
Đúc là quá trình điền đầy kim loại ở thể lỏng vào lịng khn đúc có hình dạng kích
thước định sẵn. Sau khi kim loại đơng đặc ta thu được sản phẩm tương ứng với lịng
khn. Sản phẩm đó gọi là vật đúc.
Nếu vật phẩm đúc đem dùng ngay gọi là chi tiết đúc. Nếu đem vật đúc gia công
khác như gia công cắt gọt gọi là phơi đúc.
2) Đặc điểm:
a) Ưu điểm:
 Đúc có thể được sử dụng ở các loại vật liệu khác nhau, thường là gang, thép,
kim loại màu và hợp kim của chúng với khối lượng từ vài gam đến hàng trăm


tấn.
Chế tạo được những vật đúc có hình dạng, kết cấu rất phức tạp như thân máy
công cụ, vỏ động cơ mà các phương pháp chế tạo khác gặp khó khăn hoặc





b)




khơng thể chế tạo được.
Với các phương pháp đúc đặc biệt thì độ chính xác có thể đạt khỏang 0,001mm.
Có thể đúc nhiều kim loại khác nhau trong một vật đúc.
Có khả năng cơ khí hóa và tự động hóa.
Giá thành chế tạo vật đúc rẻ, tính chất sản xuất linh họat, năng suất cao.
Nhược điểm:
Tốn kim loại cho hệ thống rót.
Có nhiều khuyết tật (thiếu hụt, rỡ khí) làm tỷ lệ phế phẩm khá cao.
Kiểm tra khuyết tật bên trong vật đúc đòi hỏi thiết bị hiện đại.

3) Sơ đồ quá trình sản xuất đúc:
Quá trình sản xuất vật đúc có thể tóm tắt như sau:

4





Bộ phận kỹ thuật căn cứ theo bản vẽ chi tiết để lập ra bản vẽ vật đúc, mẫu, hộp lõi.
Căn cứ vào bản vẽ để chế tạo bộ mẫu gồm: mẫu đúc để tạo ra lịng khn mang
hình dáng bên ngoài của vật đúc; hộp lõi để chế tạo lõi tạo ra hình dáng bên trong
của vật đúc, mẫu hệ thống rót để tạo ra đậu hơi, đậu ngót dùng để dẫn kim loại




lỏng và thốt khí cho khn.
Lắp ráp khuôn.
Bộ phận nấu chảy kim loại lỏng phải phối hợp nhịp nhàng với q trình làm khn,



lắp ráp khn để tiến hành rót kim loại lỏng vào khn kịp thời.
Sau khi kim loại đơng đặc, vật đúc được hình thành trong khuôn, tiến hành phá



khuôn, lõi, làm sạch vật đúc, kiểm tra vật đúc bằng thủ công hoặc bằng máy.
Kiểm tra vật đúc về hình dáng, kích thước, chất lượng bên trong.

5


4) Nguyên lý thiết kế vật đúc kim loại:
a)





Nguyên lý vật đúc đảm bảo yêu cầu kim loại cần đúc:
Kết cấu của vật đúc phải phù hợp với tính đúc của hợp kim
Đảm bảo q trình điền đầy khn.
Q trình kết tinh phải đảm bảo yêu cầu (đồng thời có hướng).
Tránh được các khuyết tật (lõm co, rỡ khí, ngậm xỉ …), tránh tạo ứng suất trong
vật đúc:
 Kết cấu vật đúc không thay đổi quá đột ngột để tránh kết tinh không phù
hợp, nứt, ứng suất dư.
 Các đoạn chuyển tiếp của thành vật đúc phải thay đổi từ từ để tránh tạo

thành ứng suất trong vật đúc.
 Các bề mặt trên của vật đúc tránh nằm ngang vì dễ gây ra ngậm xỉ.
 Vị trí đặt đậu ngót phải là chỗ kết tinh cuối cùng, hướng từ xa đến gần đậu

ngót để dồn xỉ về đậu ngót.
 Với vật đúc có gân trợ lực thì chiều dày của gân mỏng hơn thành vật đúc.
 Kết cấu vật đúc phải đảm bảo vật đúc có đủ cơ tính của hợp kim đúc
 Giảm khó khăn cho q trình đúc và các bước gia công tiếp theo.
b) Nguyên lý thiết kế vật đúc thuận lợi cho q trình làm khn:
Khi thiết kế vật đúc cần phải chú ý tới công nghệ làm khn tức là đảm bảo q
trình làm khn đơn giản, dễ dàng, triệt để sử dụng máy móc và các thiết bị làm khuôn
nhằm bảo đảm vật đúc có chất lượng tốt.







c)



d)

Kết cấu vật đúc phải đơn giản để dễ gia công mẫu và lõi.
Kết cấu vật đúc phải đảm bảo q trình rút mẫu khi làm khn
Khi cần có thể tách rời thành nhiều hịm khn.
Trên kết cấu vật đúc phải đảm bảo hỗn hợp làm khuôn có thể tái sử dụng.
Giảm tối đa số lượng lõi.

Kết cấu thuận lợi khi lắp ráp và vận chuyển khuôn, lõi.
Kết cấu thuận lợi cho dỡ bỏ hỗn hợp làm khuôn ra khỏi vật đúc.
Nguyên lý thiết kế vật đúc thuận lợi cho q trình gia cơng cơ tiếp theo
Tránh tạo các yếu tố cản trở quá trình cắt gọt.
Tránh hiện tượng uốn dụng cụ khi gia công lỗ.
Thuận lợi cho gá lắp và các quá trình vận chuyển.
Thiết kế vật đúc đảm bảo yêu cầu làm việc lâu dài của vật đúc:

6


Việc thiết kế vật đúc kim loại cần tính tốn để đảm bảo khn đúc có thể tái sử
dụng, đảm bảo bộ bền để khuôn đúc sử dụng lâu dài, đảm bảo chất lượng vật đúc.
5) Công dụng:
Sản xuất đúc được phát triển rất mạnh và được sử dụng rất rộng rãi trong các ngành
công nghiệp, khối lượng vật đúc trung bình chiếm khoảng 4080% tổng khối lượng
của máy móc. Trong ngành cơ khí khối lượng vật đúc chiếm đến 90% mà giá thành chỉ
chiếm 2025%. Ngoài ra đúc còn dùng để chế tạo phơi cho sản xuất cơ khí và sản xuất
một số chi tiết đúc đặc biệt.
6) Phân loại
Cơng nghệ đúc được chia thành hai loại chính: Đúc trong khuôn cát và đúc đặc biệt

7


II.

Đúc trong khuôn cát
1) Khái niệm:
Đúc trong khuôn cát là dạng đúc phổ biến. Khuôn cát là loại khuôn đúc một lần (chỉ

rót một lần rồi phá khn). Vật đúc tạo hình trong khn cát có độ chính xác thấp, độ
bóng bề mặt kém, lượng dư gia cơng lớn, nhưng khn cát có ưu điểm là tạo ra vật đúc
có kết cấu phức tạp, khối lượng lớn và giá thành khn thấp.
2) Các bộ phận khn cát

 Hệ thống rót: là hệ thống các bộ phận dùng để rót kim loại lỏng vào lịng khn, hệ
thống rót gồm có: cốc rót (pouring basin), ống rót (sprue), rãnh dẫn kim loại lỏng
(runner), rãnh lọc xỷ (well). Hình dạng và kích thước được lựa chọn và bố trí hợp lý
khi làm khn.
 Đậu hơi, đậu ngót (open riser) có tác dụng làm thốt khí từ lịng khn ra ngoài dễ
dàng và bù đắp kim loại bị thiếu do co ngót.
 Lỡ xiên hơi (vent) tạo điều kiện thốt khí dễ dàng, tránh hiện tượng rổ bề mặt sau
khi đúc.

8


 Bộ mẫu bao bồm tấm mẫu, mẫu vật đúc (mẫu chính), mẫu đậu hơi, mẫu đậu ngót,
mẫu hệ thống rót (cốc rót, ống rót, rãnh lọc xỹ, rãnh dẫn). Mẫu vật đúc tạo nên hình
dạng bên ngoài của sản phẩm (tùy theo vật đúc mà có thể gắng thêm gối lõi - dùng
đỡ lõi đứng vững trong lịng khn hoặc chỗ tựa của gối lõi).
 Lõi (core) là bộ phận tạo nên lỡ rỡng bên trong vật đúc, hình dạng bên ngoài của lõi
là hình dạng bên trong của vật đúc.
3) Thành phần của hỗn hợp làm khuôn
a) Thành phần:
Hỗn hợp làm khuôn, thao (lõi) bao gồm: cát, đất sét, chất dính kết và chất phụ.


Cát: cát là thành phần chủ yếu của hỗn hợp làm khuôn, thao. Thành phần hóa
học chủ yếu của cát là SiO2 (thạch anh), ngoài ra cịn có một ít đất sét và tạp



chất khác.
Đất sét: thành phần chủ yếu là cao lanh có cơng thức là mAl2O3.n SiO2.qH2O.
Ngoài ra cịn có một số tạp chất khác như CaCO3, Fe2O3, Na2CO3. Khi lượng



nước thích hợp đất sét dẻo và dính, khi sấy khơ độ bền tăng nhưng giịn, dễ vỡ.
Chất kết dính: là những chất được đưa vào hỗn hợp để tăng độ dẻo, độ bền của



nó.
Những chất kết dính: thường dùng như dầu thực vật (dầu lanh, dầu bơng, dầu
trẩu), các chất hịa tan trong nước (đường, mật mía, bột hồ, các chất dính kết hóa
cứng (nhựa thơng, ximăng, bã hắc ín) và nước thủy tinh (là dung dịch silicat



Na2O.nSiO2.mH2O hoặc K2O.nSiO2.mH2O).
Chất phụ: là những chất đưa vào để tăng tính lún, tính thơng khí, tăng độ bóng
bề mặt khn, thao và tăng khả năng tính chịu nhiệt của hỡn hợp. Chất phụ gồm

hai dạng sau đây:
 Những chất phụ trộn vào hỗn hợp như mùn cưa, rơm rạ, bột than nhờ nhiệt độ
của kim loại lỏng khi rót vào khn chúng bị cháy tạo nên các khoảng trống
trong hỗn hợp làm tăng độ xốp, độ lún và khả năng thốt khí của hỗn hợp.

9


 Chất sơn khn có thể dùng bột graphit, bột than, nước thủy tinh, bột thạch anh
hoặc dung dịch của chúng với đát sét sơn lên bề mặt khuôn, thao để tăng độ
bóng, tính chịu nhiệt của chúng.
Đem trộn các vật liệu trên theo tỷ lệ nhất định phụ thuộc vào vật liệu, khối lượng vật
đúc ta được hỗn hợp làm khuôn và lõi.
b) Phân loại:
Hỗn hợp làm khuôn chia làm hai loại:


Cát áo dùng để phủ sát mẫu khi làm khn nên phải có độ bền, độ dẻo cao và
bền nhiệt, vì lớp cát này tiếp xúc trực tiếp với kim loại lỏng. Cát áo thường được



làm bằng vật liệu mới và chiếm khỏang 10 - 15% lượng cát làm khn.
Cát đệm dùng để đệm cho phần khn cịn lại nhằm làm tăng độ bền của khuôn.
Cát đệm không u cầu cao như cát áo nhưng phải có tính thơng khí mạnh.
Thường dùng cát cũ để làm cát đệm và chiếm khỏang 55 - 90% tổng lượng cát
khuôn.

Tỷ lệ các vật liệu trong hỗn hợp làm khuôn tùy thuộc vật liệu, trọng lượng vật đúc
nhưng nói chung cát chiếm khoảng 70 - 80%, đất sét khỏang 8 - 20%. So với hỗn hợp
làm khuôn, hỗn hợp làm thao yêu cầu cao hơn, vì thao làm việc ở điều kiện khắc nghiệt
hơn, do đó thường tăng lượng thạch anh (SiO2) có khi tới 100%, giảm tỷ lệ đất sét,
chất dính kết, chất phụ và phải sấy thao.
4) Tính chất của hỗn hợp làm khuôn:
Hỗn hợp làm khuôn và thao phải có những tính chất sau đây:

 Tính dẻo: là khả năng biến dạng vĩnh cửu của hỗn hợp khi ngừng lực tác dụng (sau
khi rút mẫu hay tháo hộp khuôn). Tính dẻo của hỡn hợp đảm bảo dễ làm khn, thao
và cho ta nhận được lịng khn, thao rõ nét. Tính dẻo tăng khi lượng nước trong
hỡn hợp tăng đến 8%, đất sét, chất dính kết tăng, cát hạt nhỏ.

10


 Độ bền: là khả năng của hỗn hợp khi chịu được tác dụng của ngoại lực mà không bị
phá hủy. Khuôn, thao cần đảm bảo bền để không vỡ khi vận chuyển, lắp ráp khn,
thao và khi rót kim loại lỏng vào khuôn. Độ bền tăng khi lượng nước tăng đến 8%;
cát nhỏ, không đồng đều, sắc cạnh và khi lượng đất sét tăng. Khn khơ có độ bền
cao hơn khn tươi.
 Tính lún: là khả năng giảm thể tích của hỡn hợp khi chịu tác dụng của ngoại lực.
Tính lún làm giảm sự cản trở của khn, thao khi vật đúc co ngót trong q trình kết
tinh và nguội để tránh nứt, rỗ và cong vênh của vật đúc. Tính lún tang khi cát hạt to,
chất kết dính ít, chất phụ (ví dụ: mùn cưa, rơm rạ, bột than) tăng.
 Tính thơng khí: là khả năng thốt khí từ lịng khn và trong hỡn hợp ra ngoài để
tránh rỡ khí vật đúc. Tính thơng khí tăng khi cát hạt to và đều, lượng đất sét và chất
kết dính ít, chất phụ và lượng nước ít.
 Tính bền nhiệt: là khả năng giữ được độ bền ở nhiệt độ cao của hỡn hợp làm
khn. Tính bền nhiệt đảm bảo cho thành khuôn và thao khi tiếp xúc với kim loại
lỏng ở nhiệt độ cao khơng bị chảy. Tính bền nhiệt tăng khi lượng SiO2 trong hỗn
hợp tăng, cát to và trịn, chất phụ ít.
 Độ ẩm: độ ẩm của hỡn hợp là lượng nước chứa trong hỡn hợp đó tính bằng %. Độ
ẩm tăng đến 8% làm cho độ bền, độ dẻo của hỗn hợp tăng, quá giới hạn đó sẽ có ảnh
hưởng xấu.
5) Những hư hỏng thường gặp
a) Lõm co và rỡ co
Lõm co hình thành do kim loại co thể tích, vì vậy lõm co bao giờ cũng nằm ở phía

trên cùng vật đúc, tại đó kim loại đơng đặc sau cùng. Vùng lõm co có nhiều tạp chất có
nhiệt độ nóng chảy thấp. Để tránh lõm co, trong khn đúc phải thiết kế đậu ngót bổ
sung.
Rỡ co cũng hình thành do kim loại co thể tích khi kết tinh, nhưng chúng phân bố ở
phía trong vật đúc tạo ra các lỗ hỗng to nhỏ khác nhau với bề mặt nham nhở. Trong vật
đúc rỗ co thường xuất hiện ở vùng có thể tích kim loại lớn, bởi vì tốc độ nguội ở vùng
này nhỏ hơn xung quanh, nên khi kim loại co không được bổ sung thêm. Nếu lỗ hỗng
11


rất nhỏ và tập trung thì gọi là xốp co. Rỗ co làm giảm tiết diện chịu lực của vật đúc,
làm tăng ứng suất tập trung và làm giảm độ dẻo.
Để hạn chế rỗ co, điều cần thiết là thiết kế kết cấu đúc hợp lý để quá trình kết tinh
ln hướng từ xa đến chân đậu ngót hoặc hệ thống rót.
b) Rỡ khí
Một lượng khí hoặc đã hoà tan vào kim loại lỏng khi nấu, hoặc theo dòng chảy chảy
vào lịng khn, hoặc do các phản ứng sinh khí khi kim loại lỏng tiếp xúc tác dụng lên
vật liệu khn, trong q trình kim loại vật đúc kết tinh khơng thốt ra được và tạo ra
những bọt khí khi cân bằng dạng cầu lưu lại trong vật đúc. Bề mặt lỡ hỡng rỡ khí nhẵn
và bị ơxy hố. Chúng phân bố bất kỳ trong vật đúc. Cũng như rỗ co, rỡ khí làm giảm
tiết diện chịu lực, giảm cơ tính.
c) Thiên tích
Kim loại vật đúc do kết tinh qua các giai đoạn khác nhau, hướng từ dưới lên và từ
ngoài vào trong nên dễ tạo ra sự không đồng đều về thành phần hố học, dẫn đến
khơng đều về tổ chức cơ tính và khả năng chịu lực.

12


III.

Các phương pháp đúc đặc biệt:

Đúc trong khn cát có một số nhược điểm không thỏa mãn được yêu cầu về số
lượng và chất lượng đòi hỏi ngày càng tăng. Việc xuất hiện một loạt các dạng đúc mới
gọi là đúc đặc biệt đã đáp ứng phần lớn các yêu cầu đó.
Những dạng đúc đặc biệt sau đây là những dạng đang phổ biến trong sản xuất hiện
nay:






Đúc trong khuôn kim loại.
Đúc ly tâm.
Đúc áp lực.
Đúc liên tục.
Đúc khuôn mẫu chảy.

Các phương pháp trên ngoài những đặc điểm chung của phương pháp đúc, mỡi
phương pháp đều có những ưu, nhược điểm riêng, vì vậy tùy thuộc vào điều kiện mà
chọn phương pháp đúc cho phù hợp.

13


B. Quá trình tạo hình chất dẻo
I.

Giới thiệu chung:

Chất dẻo, hay còn gọi là nhựa, là các hợp chất cao phân tử, được dùng làm vật liệu
để sản xuất nhiều loại vật dụng trong đời sống hằng ngày như là: áo mưa, ống dẫn
điện... cho đến những sản phẩm công nghiệp, gắn với đời sống hiện đại của con người.
Chúng là những vật liệu có khả năng bị biến dạng khi chịu tác dụng của nhiệt, áp suất
và vẫn giữ được sự biến dạng đó khi thơi tác dụng. Chất dẻo còn được sử dụng rộng rãi
để thay thế cho các sản phẩm làm bằng: vải, gỗ, da, kim loại, thủy tinh.
Các phương pháp tạo hình chất dẻo cũng tương tự như khi tạo hình kim loại. Ở đây
chỉ tìm hiểu phương pháp sử dụng kiểu đùn, kiểu phun, thổi, quay.

II.

Phương pháp đùn chất dẻo:
1) Nguyên lý:

Nhựa nóng được đẩy lên qua hình dạng chết để xác định hình dạng của các sản
phẩm cuối cùng. Các loại nhựa thường được làm mát thông qua các buồng làm mát
hoặc bể chứa nước và sẽ được cắt theo chiều dài xác định và đóng gói thành bó.
So với các phương pháp khác thì đùn sẽ tạo ra lượng sản phẩm lớn nhất. Ở phương
pháp này, nguyên liệu thô ở dạng hạt, bột, viên,.. được đưa vào thùng trộn có gắn một
trục vít, tạo áp lực đưa nguyên liệu tới khuôn.
Hệ thống ép đùn gồm :


Máy đùn: Có nhiệm vụ tải vật liệu rắn, nạp liệu,sau đó cung cấp năng lượng làm
chảy vật liệu,cuối cùng là tạo áp suất cực lớn để đẩy ngun liệu ra khỏi đầu
hình.Do đó u cầu đối với máy đùn là phải phù hợp với nguyên liệu sử dụng,
có khả năng làm chảy đồng đều khối vật liệu trước khi ra khỏi máy đùn, có khả
năng trộn đều khối vật liệu trước khi ra khỏi máy và tạo được áp suất ổn định.

14




Đầu tạo hình: Có nhiệm vụ biến đổi dịng chảy cho phù hợp với yếu cầu sản
phẩm do đó yêu cầu đầu tạo hình phải tạo được một dịng chảy ổn định: lưu
lượng ổn định và vận tốc chảy đều trên toàn tiết diện chảy,nhiệt độ phân phối
đều trê toàn tiết diệt,trợ lực chảy thích hợp, dễ lắp ráp, đóng hình sản phẩm, làm



nguội,hoàn tất sản phẩm.
Hệ thống tiếp nhận và xử lý phôi đùn: Nhiệm vụ là kéo vật liệu sau khi ra khỏi
đầu tạo hình

Quá trình ở xử lý phơi đùn có 3 giai đoạn:
1. Giai đoạn cung cấp nguyên liệu: đưa vật liệu từ phễu tới khu trung tâm của
thùng.
2. Giai đoạn nóng chảy: khi nhiệt được tạo ra bởi máy nhiệt phía ngoài thùng và
ma sát giữa các hạt, nguyên liệu sẽ bắt đầu nóng chảy.
3. Giai đoạn bơm: là giai đoạn lực cắt bổ sung và sự tan chảy diễn ra, tạo ra áp
suất đưa ngun liệu vào khn.
Kiểm sốt tỉ lệ và sự đồng nhất của quá trình làm nguội rất quan trọng trong phương

pháp đùn, mục đích là giảm thiểu tối đa sự biến dạng và co ngót
Ngoài đùn 1 trục vít, cịn có kiểu đùn 2, nhiều trục vít.
2) Một số sản phầm:
Thích hợp cho các sản phẩm rỡng dài như ống, ống, ống hút, dây cáp,…

15


III.

Phương pháp ép phun:
1) Nguyên lý:

Ép phun là phương pháp đúc tạo hình sản phẩm kết hợp cơng đoạn phun (nhựa nóng
chảy) và ép khn để tạo hình dáng cho sản phẩm.
Quy trình ép phun trải qua 4 bước chính:
1. Nguyên liệu được gia nhiệt nóng chảy với một nhiệt độ thích hợp bằng máy ép
nhựa:
Ngun liệu thơ ở dạng cứng thường là các hạt nhựa nguyên sinh hay nhựa
tái chế. Nguyên liệu thô được cấp vào phểu nguyên liệu của máy ép nhựa. Cổng
ra của phểu sẽ là hệ thống trục vít xoắn (nằm dọc theo xilanh) với cơng dụng
trộn đều nguyên liệu và đẩy nguyên liệu đi về phía trước để nung nóng chảy bởi
hệ thống gia nhiệt được bố trí xung quanh xilanh.
2. Nhựa nóng chảy được bơm vào khn đang ở trạng thái đóng với một áp lực lớn
thơng qua hệ thống trục vít của máy ép nhựa:
Trục vít đóng vai trị như một pit tơng đẩy nhựa nóng chảy về phía trước với
một áp lực rất lớn. Nhựa lỏng sẽ được phun vào lịng khn thông qua hệ thống
kênh dẫn nhựa. Lúc này khuôn đang ở trạng thái đóng lại để tạo hình sản phẩm.
3. Làm mát khn để phần nhựa nóng chảy trong khn chuyển sang trạng thái
rắn:
Nhựa lỏng sau khi điền đầy lòng khn phải được đơng cứng để có thể lấy
ra ngoài. Lúc này hệ thống làm mát hoạt động để làm nguội khn đồng thời
biến nhựa nóng chảy chuyển sang trạng thái rắn.
4. Mở khuôn lấy sản phẩm ra bên ngoài:
Hệ thống kìm khn của máy ép sẽ từ từ kéo một nửa khn (nửa khn

đực hay cịn gọi là nửa khuôn đi động) tách ra một khoảng nhất định đủ để có
thể lấy sản phẩm ra ngoài sau đó đóng khuôn lại tiếp tục chu kỳ mới.
2) Ứng dụng:
Công nghệ ép phun được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, không chỉ trong ngành
sản xuất nhựa, là phương pháp lý tưởng để sản xuất các vật thể lớn có cùng khối lượng.
16


Ngoài ra, cơng nghệ ép phun cịn được ứng dụng trong cơng nghiệp sản xuất bao bì,
nắp chai, phụ tùng ô tô, linh kiện, dây cuộn, nhạc cụ, bàn ghế, chi tiết máy,…

IV.

Phương pháp thổi khuôn:
1) Nguyên lý:

Làm tan chảy nhựa để hình thành phơi. Parison là một mảnh nhựa giống như ống
với một lỗ ở một đầu mà qua đó khí nén có thể đi qua.Parison được kẹp vào khn và
khơng khí được thổi vào nó. Áp lực khơng khí đẩy nhựa ra để phù hợp với khn. Một
khi nhựa đã nguội và làm cứng khuôn sẽ mở ra và sản phẩm bị đẩy ra.

2) Ứng dụng:
Thích hợp để sản xuất các sản phẩm với các mặt bên trong rỗng như chai, lọ,..

17


V.

Phương pháp quay khuôn:

1) Nguyên lý:
Phương pháp này sử dụng trọng lực bên trong một bộ khuôn quay để nhận được
chi tiết có cấu trúc rỡng. Có thể tạo được những chi tiết hình dạng phức tạp, kích thước
lớn hơn nhưng chất lượng thấp hơn phương pháp thổi.
Khuôn của phương pháp quay đơn giản và rẻ hơn. Tuy nhiên, thời gian tạo sản
phẩm lâu hơn, có khi lên đến 10 phút mới xong một sản phẩm. Để khắc phục hạn chế
này, người ta tiến hành trên những máy có nhiều trạm.

2) Ứng dụng:
Thích hợp cho các bộ phận lớn, rỡng và một mảnh.

18


C. Quá trình tạo hình thủy tinh
I.

Giới thiệu chung:

Thủy tinh, đơi khi trong dân gian cịn được gọi là kính hay kiếng, là một chất rắn vơ
định hình đồng nhất, có gốc silicát, thường được pha trộn thêm các tạp chất để có tính
chất theo ý muốn.
Thủy tinh có những đặc tính rất quan trọng, ví dụ như nhiệt độ nóng chảy, độ cứng
cao, độ cách điện, độ dẫn điện tốt, trơ hóa học, chống mài mịn.
Thủy tinh được xử lý bằng cách nung chảy và tạo hình, trong khn hoặc thổi. Có
rất nhiều hình dạng được làm ra như dĩa, tấm, que, sợi, và các sản phẩm cụ thể, như
chai lọ, bóng đèn, dụng cụ nấu nướng,… Sản phẩm từ thủy tinh có thể rất dày hoặc rất
mỏng. Các cơ tính cũng tùy vào đó mà khác nhau.
Sản phầm thủy tinh được chia là 4 loại chính:

1. Dạng đĩa, tấm: có độ dày từ 0.8 tới 10 mm, ví dụ như cửa kính.
2. Dạng thanh, ống: dùng để chế tạo đèn neon, vật trang trí, trong cơng nghiệp
hóa học.
3. Sản phẩm đặc thù (discrete products): như chai lọ, kính cận
4. Dạng sợi: dùng trong sợi quang học, gia cố cho vật liệu kết hợp (composite)
Tất cả các dạng trên đều bắt đầu với thủy tinh nóng chảy, ở nhiệt độ cao (10001200˚C).

19


II.

Thủy tinh dạng tấm:

Có 3 phương pháp chế tạo thủy tinh dạng tấm:
1) Phương pháp ngập (float method)
Trong phương pháp này, thủy tinh nóng chảy được đưa vào một cái bồn dài,trong
bồn đó thì thủy tinh, dưới áp suất và nhiệt độ 1150˚C. Thủy tinh sau đó đưa vào buồng
khác ở nhiệt độ khoảng 650˚C, rồi được làm đông lại.
Sản phẩm được tạo từ phương pháp này có bề mặt nhẵn, vì vậy các phương pháp cải
thiện bề mặt như mài, đánh bóng là khơng cần thiết. Bề rộng có thể lên đến 4m.

2) Phương pháp kéo (drawing process):
Ở phương pháp này, thủy tinh đang đông lại được ép qua 2 trục cán, tạo hình thủy
tinh thành dạng tấm, sau đó đưa nó tới bộ cuộn nhỏ hơn

20


3) Phương pháp lăn (rolling process):

Thủy tinh nóng chảy được ép quá trục cán, do đó tạo ra dạng tấm, với bề mặt thơ. Bề
mặt sản phẩm có thể được dập nổi theo khuôn, sử dụng kết cấu ép bề mặt. Nhờ đó, bề
mặt thủy tinh giống như bề mặt của cán lăn.

III.

Thủy tinh dạng ống:

Ở phương pháp này, thủy tinh nóng chảy được bao bọc quanh một trục rỡng quay
trịn, và được kéo ra bởi hệ thống lăn. Khơng khí được thổi vào trục rỡng để tránh cho
ống bị tách ra. Phương pháp này cũng được dùng cho sản xuất đèn huỳnh quang.

21


IV.

Sản phẩm đặc thù:
1) Thổi thủy tinh:

Các dụng cụ rỗng và có bề dày, như chai, lọ được làm bằng phương pháp thổi.
Các bước tiến hành thôi thủy tinh được thực hiện theo hình sau.
Bề mặt thành phẩm là chấp nhận được khi đưa vào sử dụng. Rất khó để kiểm sốt độ
dày của sản phẩm, vì phương pháp này khơng có khn bên trong, nhưng phương pháp
này có hiệu quả về kinh tế cao so với các phương pháp khác.

2) Ép áp lực:
Ở phương pháp này, một lượng thủy tinh nóng chảy được đặt vào khn, và được
pittong đóng xuống, tạo ra hình dạng mong muốn. Khn có thể là 1 mẩu hoặc mẩu
tách. Sản phẩm thu được từ q trình này có độ chính xác cao hơn so với phương pháp

thổi.

22


3) Đúc li tâm:
Lực li tâm đẩy thủy tinh nóng chảy –lúc này bắt đầu đông đặc lại, xung quanh thành
khuôn. Sản phẩm phổ biến của phương pháp này là kính loại lớn dùng trong kinh thiên
văn và kiến trúc xây dựng.

23


V.

Phương pháp kéo sợi thủy tinh:

Sợi thủy tinh liên tục được kéo thông qua một hệ thống lỗ (200-400 lỗ) trong tấm
nhiệt, với tốc độ lên đến 500m/s. Sợi nhỏ có đường kính 2 micromet có thể được làm
bởi phương pháp này. Để bảo vệ bề mặt sản phẩm, sợi thủy tinh được bao phủ một lớp
hóa chất được gọi là sizing ( chủ yếu là các hợp chất Silic tan trong nước).
Bông thủy tinh, dùng để cách nhiệt, cách âm, được làm ra bằng phương pháp phun li
tâm, thủy tinh nóng chảy được ép ra từ đầu xoay. Đường kinh của loại sợi này từ 20-40
micromet.

24


CHƯƠNG 3: TẠO HÌNH KIM LOẠI KHỐI VÀ TẤM
A. Quá trình biến dạng khối trong gia cơng kim loại

I.

Cơng nghệ dập tạo hình dạng khối:

Rèn tự do là phương pháp gia công kim loại bằng áp lực cổ điển nhất để tạo ra các
dụng cụ đơn giản hình dạng khối
Cơng nghệ dập tạo hình khối là một phần của loại hình cơng nghệ gia cơng kim loại
bằng áp lực. Nhờ tính dẻo của kim loại làm biến dạng phơi hoặc điền đầy kim loại vào
lịng khn hoặc làm kim loại chảy qua lỡ thốt của cối ( hoặc chày ) để tạo ra chi tiết
có hình dạng và kích thước theo yêu cầu
Về sau do nhu cầu phát triển thì cơng nghệ dập tạo hình khối mới được chú ý và
phát triển
 Ưu điểm :
- Đồng thời trong quá trình biến dạng dẻo kim loại, trong quá trình dập tạo khối,
cấu trúc tinh thể kim loại bị thay đổi ( Thường làm giảm độ hạt ) và có thể tạo ra
-

hướng thớ kim loại phù hợp, do đó làm cho độ bền và độ cứng tăng lên
Quá trình dập tạo hình khối sẽ tiết kiệm được nhiều kim loại nhất là trong sản

-

xuất hàng loạt và hàng khối lớn, sẽ hạ giá thành sản xuất
Do tăng độ bền và độ cứng nên kích thước sẽ nhỏ lại, gọn nhẹ hơn
Có thể tự động hóa nên năng suất lao động tăng và giảm giá thành thuê công

-

nhân
Thao tác đơn giản không cần thợ bậc cao , giảm giá thành sản xuất

Chế tạo được các kích thước rất nhỏ ( trục đồng hồ ) và rất lớn ( lên đến 500

tấn)
 Hạn chế :
- Hầu hết các chi tiết được gia công với phơi ở trạng thái nóng. Do vậy chất lượng
bề mặt chi tiết thấp, độ chính xác khơng cao, khó khăn cơ khí hóa và tự động
-

hóa trong sản xuất.
Cơng nhân phải làm việc trong mơi trường độc hại, khói bụi , các thiết bị có
tiếng ồn lớn ảnh hưởng đến sức khỏe lao động
25