Nêu ưu, nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

Câu hỏi: Ưu nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

Trả lời:

* Bản chất: Là rót kim loại vào khuôn, sau khi kim loại lỏng kết tinh và nguội người ta nhận được vật đúc có hình dạng và kích thước của lòng khuôn.

* Ưu điểm:

- Đúc được tất cả các kim loại và hợp kim khác nhau.

- Đúc được các vật có khối lượng, kích thước rất nhỏ và rất lớn.

- Tạo ra được các vật mà các phương pháp khác không tạo ra được [rỗng, hốc bên trong].

- Có nhiều phương pháp đúc có độ chính xác cao, năng suất cao nên giảm được chi phí sản xuất.

* Nhược điểm:

- Tạo ra các khuyết tật như: Rỗ khí, rỗ xỉ, lõm co, vật đúc bị nứt...

Cùng Top lời giải tìm hiểu thêm về công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc nhé

1. Thực chất của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

Đúc là phương pháp chế tạo phôi bằng cáchđiềnđầy kim loại lỏng vào lòng khuônđúc, sau khi hợp kimđôngđặc thì thuđược sản phẩm có hình dạng kích thước yêu cầu. Sản phẩm của quá trìnhđúcđược gọi làvậtđúc.Vậtđúcđượcđem dùng ngay gọi làchi tiếtđúc[ví dụ: Quả tạ, bi nghiền…], vậtđúc phải qua các phương pháp gia công tiếp theo gọi làphôiđứchaybán thành phẩmđúc.

2.Đặcđiểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

– Vật liệuđúc rất rộng rãi [vật liệu nấu chảyđược là có thểđúcđược] như kim loại, hợp kim, vật liệu phi kim [cao su, chất dẻo, paraphin…].

– Khối lượng, kích thước vậtđúc có thể từ rất nhỏđến rất lớn [từ vài gamđến hàng tấn, từ vài mmđến hàng chục m].

– Vậtđúc có hình dáng phức tạp mà phương pháp chế tạo khác khó thực hiện hoặc không chế tạođược.

– Công nghệđúcđơn giản, trang thiết bị không phức tạp lắm, vốnđầu tưít, giá thành hạ. Khi sử dụng thiết bị và công nghệ cao cũng có thể tạo ra vậtđúc cóđộ chính xác cao với năng suất cao.

– Vậtđúc có nhiều khuyết tật: tổ chức dạng hạt, cơ tính khôngđồngđều làm giảm khả năng chịu lực;đúc trong khuôn cát cóđộ nhần vàđộ chính xác thấp, dễ rỗ khí, rỗ xỉ, lẫn tạp chất, nứt, lượng dư gia công lớn, tốn vật liệu…

Sản xuấtđúc có từ rất lâu, ngày càng hoàn thiện hơnđể tạo ra vậtđúc với hình dáng phức tạp, khối lượng và kích thước lớn,độ chính xác cao. Sản phẩmđúcđược dùng nhiều trong các ngành công nghiệp và dân dụng [chi tiết chịu nén, tải trọng tĩnh, tải trọng phức tạp, khối lượng lớn bằng gang, thép…].

3. Đúc trong khuôn kim loại

Thực chất đúc trong khuôn kim loại là điền đầy kim loại lỏng vào khuôn chế tạo bằng kim loại. Do khuôn kim loại có tính chất cơ lý khác vật liệu khuôn cát nên nó có những đặc điểm sau:

-Ưu điểm:

+ Tốc độ kết tinh của hợp kim đúc lớn nhờ khả năng trao đổi nhiệt của hợp kim lỏng với thành khuôn cao, do đó cơ tính của vật đúc đảm bảo tốt.

+ Độ bóng bề mặt, độ chính xác của lòng khuôn cao nên tạo ra chất lượng vật đúc tốt.

+ Tuổi thọ của khuôn kim loại cao.

+ Do tiết kiệm được thời gian làm khuôn nên nâng cao năng suất, giảm giá thành.

-Nhược điểm:

+ Khuôn kim loại không đúc được các vật đúc quá phức tạp, thành mỏng và khối lượng lớn

+ Khuôn kim loại không có tính lún và không có khả năng thoát khí. Điều này sẽ gây ra những khuyết tật của vật đúc.

+ Giá thành chế tạo khuôn cao.

+ Phương pháp này chỉ thích hợp trong dạng sản xuất hàng loạt với vật đúc đơn giản, nhỏ hoặc trung bình.

4. Đúc ly tâm

Đúc ly tâm là phương pháp đúc trong đó kim loại lỏng được đổ vào khuôn quay và chứa đầy khuôn dưới tác dụng của lực ly tâm.Do chuyển động ly tâm làm cho kim loại lỏng lấp đầy khuôn theo hướng xuyên tâm và tạo thành bề mặt tự do của vật đúc, nên có thể thu được lỗ bên trong hình trụ mà không cần lõi, rất hữu ích cho việc loại bỏ khí và vùi trong kim loại lỏng và ảnh hưởng đến quá trình kết tinh của kim loại, do đó cải thiện tính chất cơ học và vật lý của vật đúc.

- Ưu điểm của đúc ly tâm:

+ Hầu như không có tiêu thụ kim loại trong hệ thống gating và hệ thống riser để cải thiện năng suất quá trình.

+ Lõi không thể được sử dụng trong sản xuất vật đúc rỗng, do đó khả năng lấp đầy kim loại có thể được cải thiện đáng kể trong quá trình sản xuất phôi đúc đang phát triển.

+ Đúc có mật độ cao, ít khuyết tật như lỗ thông hơi và bao gồm xỉ, và tính chất cơ học cao.

+ Nó rất dễ dàng để sản xuất đúc kim loại và tay áo đúc kim loại composite.

- Nhược điểm:

+ Có một số hạn chế trong sản xuất vật đúc có hình dạng đặc biệt.

+ Đường kính của lỗ bên trong không chính xác, bề mặt của lỗ bên trong gồ ghề, chất lượng kém và phụ cấp gia công lớn.

+ Phân biệt trọng lực riêng dễ xảy ra trong vật đúc.

5. Đúc áp lực

Khi hợp kim lỏngđượcđiềnđầy vào lòng khuôn dưới áp lực nhấtđịnh thì gọi làđúc áp lực. Tùy theo yêu cầu, áp lực có thể nhỏ bằng cách hút chân không lòng khuôn gọi làđúc áp lực thấp hoặc áp lực lớn tạo ra bởi píttông gọi làđúc áp lựccao.

- Ưuđiểm:

+ Đúcđược vậtđúc phức tạp, thành mỏng [1¸5mm]đúcđược các loại lỗ có kích thước nhỏ.

+ Độ bóng vàđộ chính xác cao.

+ Cơ tính vậtđúc cao nhờ mậtđộ vậtđúc lớn.

+ Năng suất cao nhờđiềnđầy nhanh và khả năng cơ khí hóa thuận lợi.

-Nhượcđiểm

+ Không dùngđược thao cát vì dòng chảy có áp lực. Dođó hình dạng lỗ hoặc mặt trong phảiđơn giản.

+ Khuônđúc áp lựcchóng bị mài mòn do dòng chảy có áp lực của hợp kimở nhiệtđộ cao.

6. Đúc khuôn mẫu chảy

Đây là một dạng đúc đặc biệt trong khuôn dùng một lần. Thực chất của đúc theo khuôn mẫu chảy tương tự như đúc khuôn cát. Nhưng cần phân biệt hai điểm sau đây:

Lòng khuôn được tạo ra nhờ mẫu là vật liệu dễ bị chảy. Do đó việc lấy mẫu ra khỏi lòng khuôn thực hiện bằng nung chảy mẫu rồi rót ra theo hệ thống rót.

Vật liệu chế tạo khuôn bằng chất liệu đặc biệt nên chỉ cần độ dày nhỏ [6¸8mm] nhưng rất bền, thông khí tốt, chịu nhiệt.

Những đặc điểm của đúc theo khuôn mẫu chảy là:

-Ưu điểm:

+ Vật liệu đúc có độ chính xác cao nhờ lòng khuôn không phải lắp ráp theo mặt phân khuôn, không cần chế tạo thao riêng.

+ Độ nhẵn bề mặt bảo đảm do bề mặt lòng khuôn nhẵn, không cháy khuôn …

+ Vật đúc có thể là vật liệu khó nóng chảy, nhiệt độ rót cao.

-Nhược điểm:

+ Quy trình chế tạo một vật đúc gồm nhiều công đoạn nên năng suất không cao. Do vậy người ta phải cần cơ khí hóa hoặc tự động hóa quá trình sản xuất.

+ Đúc theo khuôn mẫu chảy chỉ thích hợp để chế tạo các vật đúc với kim loại quý cần phải tiết kiệm, những chi tiết đòi hỏi chính xác cao…

Bài 16: Công nghệ chế tạo phôi – Câu 1 trang 81 SGK Công nghệ 11. Hãy nêu bản chất và ưu, nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc.

Hãy nêu bản chất và ưu, nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc.

a. Ưu điểm:

– Đúc được tất cả các kim loại và hợp kim khác nhau.

– Đúc được các vật có khối lượng, kích thước rất nhỏ và rất lớn.

– Tạo ra được các vật mà các phương pháp khác không tạo ra được [rỗng, hốc bên trong].

Quảng cáo

– Có nhiều phương pháp đúc có độ chính xác cao, năng suất cao nên giảm được chi phí sản suất.

b. Nhược điểm:

– Tạo ra các khuyết tật như: rỗ khí, rỗ xỉ, lõm co, vật đúc bị nứt…

• Nấu chảy kim loại rót vào khuôn, kim loại lỏng kết tinh

• Khi nguội  → sản phẩm có hình dạng kích thước của lòng khuôn đúc.

a, Ưu điểm

• Đúc được tất cả các kim loại và hợp kim khác nhau.

• Đúc được các vật có khối lượng rất nhỏ và rất lớn. Có thể đúc các vật có khối lượng từ vài gam tới vài trăm tấn.

• Tạo ra các vật có hình dạng, kết cấu bên trong và bên ngoài phức tạp.

• Nhiều phương pháp đúc hiện đại có độ chính xác và năng suất rất cao.

b, Nhươc điểm

• Tạo ra các khuyết tật như rỗ khí, rỗ xỉ, không điền đầy lòng khuôn, vật đúc bị nứt…

Các khuyết tật thường gặp khi đúc

3. Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát

• Quá trình đúc tuân theo các bước :

  • Bước 1- Chuẩn bị mẫu và vật liệu làm khuôn.

    • Mẫu : làm bằng gỗ hoặc nhôm

    • Vật liệu làm khuôn : Cát [70-80%],Chất dính kết [10-20%],nước

  • Bước 2- Tiến hành làm khuôn.

  • Bước 3- Chuẩn bị vật liệu nấu.

  • Bước 4- Nấu chảy và rót kim loại lỏng vào khuôn.

• Vật đúc sử dụng ngay được gọi là chi tiết đúc . 

• Vật đúc phải qua gia công cắt gọt gọi là phôi đúc .

II. Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp gia công áp lực

1, Bản chất

• Dùng ngoại lực thông qua các dụng cụ, thiết bị [búa tay, búa máy] làm cho kim loại biến dạng dẻo nhằm tạo ra vật thể có hình dạng, kích thước theo yêu cầu.

• Đặc diểm của phương pháp gia công áp lực là thành phần và khối lượng vật liệu không đổi.

• Một số dụng cụ sử dụng khi rèn:

a. Rèn tự do

• Ngoại lực: dùng lực búa tay, búa máy.

• Trạng thái kim loại: nóng dẻo.

Kết quả: làm biến dạng kim loại theo hình dạng, kích thước theo yêu cầu.

b. Dập thể tích

• Khuôn dập thể tích: bằng thép, lòng khuôn có hình dạng, kích thước giống chi tiết.

• Ngoại lực: dùng lực búa máy, máy ép.

• Trạng thái kim loại: dẻo.

• Kết quả: làm biến dạng kim loại theo hình dạng, kích thước theo yêu cầu.

2, Ưu, nhược điểm

a, Ưu điểm

• Có cơ tính cao.

• Dập thể tích dễ cơ khí hoá và tự động hoá.

• Tạo được phôi có độ chính xác cao về hình dạng và kích thước.

• Tiết kiện được kim loại và giảm chi phí cho gia công cắt gọt.

b, Nhược điểm

• Không chế tạo được các sản phẩm có hình dạng, kích thước phức tạp, kích thước lớn.

• Không chế tạo được các sản phẩm có tính dẻo kém.

• Rèn tự do có độ chính xác kém, năng xuất thấp , điều kiện làm việc nặng nhọc

III. Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp gia công hàn

1, Bản chất

• Nối được các chi tiết lại với nhau.

• Bản chất: nung chảy kim loại chỗ mối hàn.

• Kết quả: kim loại kết tinh, nguội tạo thành mối hàn.

2, Ưu, nhược điểm

a, Ưu điểm

• Nối được các kim loại có tính chất khác nhau.

• Tạo được các chi tiết có hình dạng, kết cấu phức tạp.

• Có độ bền cao, kín.

b, Nhược điểm

• Chi tiết dễ bị cong, vênh.

3, Một số phương pháp hàn thông dụng

a, Hàn hồ quang tay

• Bản chất: dùng nhiệt của ngọn lửa hồ quang làm nóng chảy kim loại chỗ mối hàn và que hèn → tạo thành mối hàn.

• Dụng cụ, vật liệu: kim hàn, que hàn, vật hàn…

• Ứng dụng: dùng trong ngành cơ khí, chế tạo máy, chế tạo ô tô, xây dựng…

b, Hàn hơi

• Bản chất: dùng nhiệt phản ứng cháy của khí Axêtilen [C2H2] với Oxi [O2] làm nómg chẩy kim loại chỗ mối hàn và que hàn ⇒ tạo thành mối hàn.

• Dụng cụ, vật liệu: mỏ hàn, que hàn, vật hàn, ống dãn khí Axêtilen [C2H2] với Oxi [O2]…

• Ứng dụng: Hàn các chi tiết có bề dày mỏng, nho. → Dùng trong ngành cơ khí, chế tạo máy, chế tạo ô tô, xây dựng…