*** Diễn đàn NDT Việt Nam đã có giao diện phù hợp cho điện thoại di động. Giờ đây các bạn có thể truy cập ndtvn.forumvi.com tại bất kỳ đâu chỉ cần với một chiếc điện thoại di động có cài đặt WIFI hoặc 3G ***
TIÊU ĐIỂM
Liên hệ quảng cáo
QUẢNG CÁO
PHATECO
LIÊN HỆ QUẢNG CÁO
Liên hệ quảng cáo
CỐ VẤN
Cố vấn chuyên môn cho Diễn đàn:
KS. Nguyễn Đức Hiếu
ASNT NDT Level III
(No. 231157)

Share
Go down
Admin
Admin
Tổng số bài gửi : 296
Danh tiếng : 14
Join date : 22/02/2012
Age : 34
Đến từ : Hà Nội
Xem lý lịch thành viênhttp://ndtvn.forumvi.com

Các quá trình gia công và các khuyết tật liên quan

on Sun 16 Jun 2013, 15:46
1. Công nghệ đúc và rèn dập – Các dạng bất liên tục liên quan:
 
Đúc kim loại là rót hoặc ép kim loại nóng chảy vào trong một vật rỗng có hình dạng đặc trưng, ở đó kim loại đông đặc lại. Vật rỗng hay là khuôn có hình dạng đặc thù sao cho khi kim loại đã đông đặc và lấy ra, có thể gia công thêm hay không cần để trở thành một chi tiết được chế tạo theo như yêu cầu thiết kế đặt ra.

Các bước cơ bản trong quá trình đúc là: 
(a) Chuẩn bị một mẫu đúc hay khuôn (pattern or die) để tạo dạng và kích thước hoàn thiện của một chi tiết cần đúc.
(b) Chuẩn bị khuôn đúc bằng cách dùng mẫu đúc và vật liệu làm khuôn thích hợp.
(c) Nung nóng và làm chảy kim loại.
(d) Rót kim loại nóng chảy vào trong khuôn đúc.
(e) Lấy sản phẩm ra, làm sạch và gia công thêm nếu cần thiết.

Các phương pháp đúc:
 
Có nhiều quá trình đúc, chúng được chia thành từng nhóm : dùng khuôn không thường xuyên, tức là khuôn chỉ được dùng một lần và loại dùng khuôn vĩnh cửu có thể dùng để tiếp tục đúc lại lần sau.

Một vài dạng dùng khuôn không thường xuyên như :
 

  • Đúc khuôn cát.
  • Đúc khuôn vỏ mỏng.
  • Đúc khuôn mẫu chảy hoặc chính xác.


Công nghệ đúc với khuôn vĩnh cửu như :
 

  • Đúc ly tâm.
  • Đúc trong khuôn kim loại hay đúc áp lực.

 
Dưới đây sơ lược các nguyên lý chính của quá trình đúc nêu trên, cần lưu ý rằng các quá trình này sẽ được điều chỉnh và thay đổi nhiều,  khi thiết kế cho các vật đúc  đặc biệt.

Công nghệ đúc trong khuôn cát:
 
Khuôn đúc dùng trong công nghệ đúc bằng khuôn cát có thể dùng loại cát xanh hay cát khô. Cát Silicat thường được dùng làm vật liệu khuôn đúc do tính chịu nhiệt của nó, giá thành thấp và dễ tìm. Trong khuôn đúc,  cát xanh được tạo tính dẻo nhờ vào mối liên kết với đất sét có sẵn trong cát hoặc cho thêm vào. Nước cũng được thêm vào vừa đủ để giữ cho các phần liên kết với nhau. Trong khuôn cát khô, cát được tạo tính dẻo bằng cách tương tự, nhưng khuôn đúc được sấy khô trước khi rót kim loại vào, như vậy sẽ giảm bớt được sự tạo thành hơi nước và ngăn chặn bớt các khuyết tật đúc do sự tạo khí. Khi làm khuôn thường dùng một mẫu đúc bằng gỗ đặt bên trong khung khuôn và cát làm khuôn được nhồi vào xung quanh nó. Thông thường khuôn được làm thành hai phần, phần khuôn trên được gọi là “Cope” (nắp khuôn) và phần khuôn dưới được gọi là “Drag” (đế khuôn).


Mẫu đúc được thiết kế sao cho nó có thể lấy ra khỏi khuôn mà không làm xáo trộn, hư hỏng cát, và cát kết dính để lại khoảng trống của mẫu đúc trong khuôn. Lõi khuôn được làm bằng cát trộn với dầu được thiêu kết, rồi đặt trong  khuôn rỗng đã làm trước đó, để tạo các lỗ hổng khác bên trong vật đúc. Các lõi này thường bị nứt vỡ do chịu tải và sự xói mòn của kim loại nóng chảy, do vậy chúng được làm khô và thiêu kết để đạt được độ bền cần thiết. Nắp khuôn (Cope) và đế khuôn (Drag) được chuẩn bị riêng rẽ. Trước khi chúng được ghép với nhau làm thành khuôn đúc, người ta tạo một hệ thống đậu dẫn, và đậu rót để đưa kim loại lỏng vào khuôn.

Trong hầu hết các trường hợp, người ta tạo ra trong khuôn một khoảng trống chứa kim loại dư (các đậu ngót). Kim loại dâng lên đi vào các chỗ chứa này và giúp  quá trình điền đầy vật đúc khi nó đông đặc. Sau khi lắp ghép khuôn lại thì rót kim loại chảy lỏng vào miệng rót hay rót trực tiếp vào trong đậu rót, kim loại đi vào hệ thống đậu dẫn, và cuối cùng làm đầy khoảng trống trong khuôn và các đậu ngót. Sau khi kim loại đã đông đặc và đủ nguội thì phá khuôn cát và lấy vật đúc thô ra, vật đúc được làm sạch và hoàn tất theo yêu cầu.

Đúc trong khuôn vỏ mỏng (Shell Molding):

Trong kỹ thuật này, vật liệu làm khuôn được làm từ một loại cát đặc biệt được trộn với một loại nhựa nhiệt rắn (Thermosetting Plastic) dạng bột. Mẫu đúc bằng kim loại dùng để đúc sản phẩm được nung nóng đến khoảng 2000C, sau đó được bao phủ bằng hỗn hợp cát và nhựa nhiệt rắn. Nhiệt lượng từ mẫu đúc làm cho nhựa nhiệt rắn chảy dẻo sau đó hoá cứng lại, tạo thành một lớp vỏ mỏng,  sau đó được nung nóng thêm một thời gian ngắn ở nhiệt độ cao hơn. Lớp vỏ mỏng sau đó được lấy ra khỏi mẫu đúc. Các hình dạng do mẫu đúc để lại trong lớp vỏ mỏng tạo thành một nửa khuôn. Một quá trình tương tự như vậy để tạo một nửa khuôn còn lại. Khuôn thường được gia cường thêm bên ngoài bằng các vật liệu khác như cát xốp để tăng bền trước khi tiến hành đúc.

Khuôn vỏ mỏng tạo ra sản phẩm có độ chính xác cao về kích thước và bề mặt trơn láng tốt, làm giảm nhẹ khâu gia công cơ khí hay khâu hoàn tất. Tốc độ sản xuất khá cao và phù hợp cho sản xuất các sản phẩm nhỏ có độ chính xác cao.

Đúc trong khuôn mẫu chảy (Investment or Precision Casting):

Công nghệ này còn được gọi là đúc chính xác vì nó có thể đúc được các vật có độ chính xác cao và bề mặt nhẵn, với yêu cầu chỉ gia công chút ít hoặc không cần phải gia công. Có nhiều quá trình đúc khuôn loại này được phát triển từ quy trình làm khuôn mẫu sáp chảy (lost – wax) và được sử dụng rộng rãi. Thường dùng mẫu đúc bằng sáp hay chất dẻo để tạo khuôn. Các mẫu đúc bằng sáp hay chất dẻo được chế tạo hàng loạt bằng các khuôn dập làm bằng kim loại hoặc bằng một loại thạch cao đặc biệt (Plaster of Paris). Một mẫu đúc được nhúng vào trong vữa loại vật liệu có độ bền nhiệt cao và chúng được phủ thêm bên ngoài lớp vật liệu này (vật liệu là thạch cao hoặc hỗn hợp gốm sứ chịu nhiệt). Tiếp đó, lấy đi lớp sáp của mẫu đúc khỏi khuôn đúc bằng cách nung nóng để sáp chảy ra ngoài.


Hình trên mô tả các bước tiến hành trong quá trình đúc bằng khuôn mẫu chảy. Quy trình đúc này rất lý tưởng bởi vì nó có độ chính xác chi tiết đúc cao, nên thường dùng để đúc các chi tiết phức tạp, mà không thể làm được hay khó làm khi rèn hoặc gia công cơ khí.

Phương pháp này thường dùng để đúc các chi tiết nhỏ, có khối lượng dưới 1Kg, tuy nhiên đôi khi cũng có thể đúc các chi tiết lớn hơn.

Công nghệ đúc kim loại:

Kim loại và hợp kim có nhiệt độ nóng chảy thấp có thể đúc dưới áp lực, trong thiết bị đúc sử dụng khuôn kim loại để tạo hình. Kim loại lỏng dưới tác dụng của trọng lực hay các lực khác, được đưa cuỡng bức vào trong bộ khuôn lắp ghép sẵn trước đó. Kim loại đông đặc nhanh chóng và khi bộ khuôn tách ra từng phần, chi tiết sẽ được lấy ra bằng cách tự rơi hay bị lực đẩy ra. 

Có thể làm nguội khuôn bằng nuớc và kỹ thuật này có thể tiến hành tự động. Các công việc trên được kiểm tra kỹ càng và đúc ra các chi tiết có độ chính xác cao, dung sai nhỏ, bền chắc, độ hạt mịn. Công nghệ này thường áp dụng đúc hàng loạt sản phẩm đồng dạng.

Công nghệ đúc ly tâm: 

Các chi tiết hình trụ rỗng có thể được đúc bằng cách rót kim loại chảy lỏng vào trong khuôn đúc hình trụ dạng vĩnh cửu, trong khi khuôn đang quay nhanh. Kim loại lỏng bị ép chặt vào bề mặt trong của khuôn do tác dụng của lực ly tâm, đồng thời đông đặc lại tạo thành sản phẩm có dạng ống mỏng (Tube) hay dạng trụ rỗng (ống dày – Pipe). Bề dày thành ống tùy thuộc vào lượng kim loại rót vào nhiều hay ít. Khi kim loại đã đông cứng thì khuôn ngừng quay, chi tiết hay “lớp bên trong” (inner lining) được lấy ra.

Lực ly tâm tác dụng làm gia tăng mật độ và độ bền sản phẩm. Quá trình đúc này phù hợp để sản xuất các loại ống, ống mỏng, ống lót (Breshings), lớp lót (Lining).v.v… Tuy vậy có thể đúc các chi tiết có hình dạng phức tạp hơn, khi đó phải sử dụng thêm các lõi, đậu ngót, đậu dẫn, v.v… Cùng quay quanh trục của khuôn.
 
Mời xem tiếp Phần 2:
Về Đầu Trang
Permissions in this forum:
Bạn không có quyền trả lời bài viết