Đặc điểm cơ bản của ngành đúc vỏ mỏng

Tháng 2 7, 2023

Tổng quan về ngành đúc kim loại

Ngành đúc kim loại đang 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% đến 80% tổng khối lượng máy móc.

Trong ngành cơ khí khối lượng vật đúc chiếm đến 80% mà giá thành chỉ chiếm có 20% đến 25%. Vật đúc các loại trong xe hơi và xe tải hạng nhẹ vào khoảng 31%. Các lĩnh vực khác bao gồm xây dựng, khai khoáng và dầu khí khoảng 6%, đường ống và khớp nối 15%, máy bơm và nén khí 3%, đô thị 3%, đường sắt 6%, máy nông nghiệp 6%, van 5%, động cơ đốt trong 5%,… Đúc trong khuôn vỏ mỏng là dạng đúc trong khuôn cát nhưng thành khuôn mỏng chừng 6 – 8mm.

Ngành đúc vỏ mỏng đang phát triển nhanh tại Việt Nam.

Ngành đúc vỏ mỏng có những đặc điểm gì?

Đúc khuôn vỏ mỏng có thể đúc được gang, thép, kim loại màu (như khuôn cát), khối lượng vật đúc đến 100kg, độ chính xác đạt cấp II, III. Độ bóng đạt Rz từ 2.5 đến 20 micro mét.
Khuôn vỏ mỏng là khuôn khô, nhẵn bóng, thông khí tốt, truyền nhiệt kém, không hút nước và bền. Cho phép nhận được vật đúc ít rỗ, xốp, nứt và những khuyết tật khác. Đồng thời giảm được hao phí kim loại cho hệ thống rót vì không cần hệ thống rót lớn như trong khuôn cát.
Tính truyền nhiệt của khuôn vỏ mỏng kém nên khi đúc gang không bị hóa trắng. Nhiệt độ rót có thể nhỏ hơn trong khuôn cát chừng 20 – 300C.
Ngành đúc vỏ mỏng giúp đơn giản hóa quá trình dở khuôn và làm sạch sản phẩm đúc.
Quá trình chế tạo khuôn vỏ mỏng dễ cơ khí hóa và tự động hóa.
Hỗn hợp khuôn vỏ mỏng bao gồm bột cát thạch anh ( Hàm lượng SiO2 > 97%, Oxyt Fe < 0.5%, Tạp chất có hại <1%, bùn <1%.
Cát nên dùng loại hạt mịn và không đồng đều để nâng cao độ bóng và độ bền vỏ khuôn, nên dùng hạt cát cỡ 0.06 – 0.15 mm) với 4 – 6% Punvebakêlit (Punvebakêlit là hỗn hợp của Fênôn và Urêtrôpin, nó dễ đông đặc, dễ nhào trộn với cát, cất giữ thuận lợi nhưng đắt và hiếm).
Hỗn hợp khuôn cát và Punvêkakêlit có đặc tính là ở nhiệt độ 200 2500C phần tử Fênôn chảy ra và có khả năng dính kết các hạt cát với nhau, tự hoá cứng tạo nên hỗn hợp khuôn có độ bền khoảng 20 – 50 N/cm2. Sau khi đã hoá cứng, nó không có khả năng chảy ra nữa mặc dù nung nóng đến nhiệt độ cao hơn 2500C.

Công nghệ đúc kim loại trong khuôn vỏ mỏng

Quy trình đúc kim loại trong khuôn vỏ mỏng:

Ghép mẫu vào tấm mẫu: dùng mẫu bằng kim loại kẹp chặt trên tấm mẫu bằng thép hoặc gang xám, làm sạch mẫu và tấm mẫu rồi phun lên trên một lớp cách mẫu bằng dầu Mazut.
Nung nóng mẫu và tấm mẫu đến nhiệt độ 220 – 2500C.
Lấy mẫu và tấm mẫu ra khỏi lò, quay đi 1800 rồi kẹp chặt với thùng chứa hỗn hợp làm khuôn.
Quay thùng chứa hỗn hợp khuôn cùng với mẫu và tấm mẫu 1800, nguyên liệu tạo khuôn vỏ mỏng sẽ đè lên mẫu và tấm mẫu. Chờ mẫu và tấm mẫu nóng nên làm các phần tử Fênôn chảy ra và liên kết các hạt cát với nhau. Giữ ở vị trí đó trong khoảng 12-20 giây, ta sẽ được chiều dày lớp khuôn khoảng 6-8mm.
Quay thùng chứa hỗn hợp khuôn cùng với tấm mẫu trở về vị trí ban đầu.
Lấy tấm mẫu, mẫu cùng với lớp khuôn vỏ mỏng đem sấy ở nhiệt độ 350 3700C trong 1 + 2 phút để làm chảy đều những phần tử punvebakêlit còn sót lại, làm dính kết đều các hạt cát, nâng cao độ bền cho khuôn.
Tách khuôn vỏ mỏng khỏi mẫu và tấm mẫu.
Làm một nửa khuôn kia cũng theo trình tự trên.

Quy trình làm khuôn vỏ mỏng

Lưu ý

Quá trình làm lõi cũng tương tự như quá trình tạo khuôn vỏ mỏng nhưng làm trên máy thổi cát. Sau đó tiến hành lắp khuôn, lõi: ghép hai nửa khuôn bằng cách dán hoặc kẹp.

Để tăng độ bền cho khuôn mẫu chảy nhất là khi đúc những chi tiết lớn, sau khi kẹp các nửa khuôn với nhau, đặt khuôn vỏ mỏng vào hòm khuôn và làm khuôn cát bao bọc xung quanh hoặc kẹp thêm bằng một khung kim loại. Cuối cùng đem rót kim loại vào khuôn, dỡ khuôn và thu nhận vật đúc.

—————————————————————