TR

NG
I H C PH M V N
NG
KHOA K THU T CÔNG NGH
B MÔN C KHÍ

GV: ThS. Nguy n Hoàng L nh

BÀI GI NG

CÔNG NGH CH T O PHÔI
Bc

i h c ngành Công ngh K thu t C khí

Qu ng Ngãi, 6-2014


M CL C
L I NÓI
Ch

U ................................................................................................ 1

ng 1. PH

NG PHÁP ÚC ............................................................... 2

1.1. Khái ni m, đ c đi m và phân lo i ............................................................. 2

ng pháp đúc đ c bi t ................................................................ 32

1.6.1. úc trong khuôn kim lo i .................................................................... 32
1.6.2. úc d

i áp l c ................................................................................... 33

1.6.3. úc ly tâm ........................................................................................... 33
1.6.4.

úc liên t c ........................................................................................ 34

1.6.5.

úc trong khuôn m u ch y ................................................................. 35

1.7. Ki m tra và s a ch a v t đúc.................................................................. 35

i


1.7.1. Ki m tra v t đúc .................................................................................. 35
1.7.2. S a ch a khuy t t t v t đúc ................................................................. 36
CÂU H I ÔN T P CH
Ch

NG 1 .................................................................. 36

ng 2. GIA CÔNG KIM LO I B NG ÁP L C .................................. 37


2.5.1. Khái ni m............................................................................................ 51
2.5.2.

c đi m ............................................................................................. 52

2.5.3. Các ph

ng pháp ép ............................................................................ 52

2.5.4. Thi t b ép: .......................................................................................... 53
2.6. Rèn t do............................................................................................... 53
2.6.1. Khái ni m và đ c đi m ........................................................................ 53

ii


2.6.2. D ng c rèn t do ................................................................................ 54
2.6.3. Thi t b rèn t do ................................................................................. 56
2.6.4. Nh ng nguyên công c b n c a rèn t do ............................................ 58
2.7. D p th tích ............................................................................................ 61
2.7.1. Khái ni m và đ c đi m ........................................................................ 61
2.7.2. Các ph

ng pháp rèn khuôn ................................................................ 61

2.7.3. Thi t b d p th tích th

ng dùng ........................................................ 62

2.8. D p t m (d p ngu i)............................................................................... 64


3.2.4. Các ph

ng pháp gây h quang khi hàn: ............................................. 73

3.2.5. Phân lo i hàn h quang....................................................................... 73
3.2.6. Ngu n đi n hàn và máy hàn ................................................................ 75
3.2.7. Công ngh hàn h quang: ................................................................... 77
3.3. Hàn h quang t đ ng và bán t đ ng .................................................... 79
3.3.1. Khái ni m, đ c đi m và phân lo i ........................................................ 79
3.3.2. Hàn h quang t đ ng và bán t đ ng d

i l p thu c b o v .............. 81

3.3.3. Hàn h quang t đ ng và bán t đ ng trong môi tr

ng khí b o v ..... 83

3.3.4. Thi t b hàn t đ ng ............................................................................ 84

iii


3.3.5. V t li u hàn t đ ng ............................................................................ 85
3.4. Hàn đi n ti p xúc ................................................................................... 86
3.4.1. Quá trình hình thành m i liên k t hàn khi hàn ti p xúc ........................ 86
3.4.2.

c đi m c a hàn đi n ti p xúc ........................................................... 86


Bài gi ng Công ngh ch t o phôi đ
ch

ng trình do tr

ng

c biên so n theo n i dung phân ph i

i h c Ph m V n

ng xây d ng. N i dung đ

c biên

so n d hi u. Các ki n th c trong toàn b bài gi ng có m i liên h lôgic ch t ch .
Tuy v y bài gi ng ch là m t ph n trong n i dung c a chuyên ngành đào t o cho
nên ng

i d y, ng

i h c c n tham kh o thêm các tài li u có liên quan v i ngành

h c đ s d ng có hi u qu h n.
Công ngh ch t o phôi là h c ph n chuyên ngành trong n i dung đào t o
b c

i h c ( H), ngành Công ngh k thu t c khí. Nh m trang b cho đ i t

là sinh viên Cao đ ng và


Ch

ng 3: Hàn và c t kim lo i.

ng:

Trong quá trình s d ng, tu theo yêu c u c th có th đi u ch nh s ti t
trong m i ch

ng cho phù h p.

M c dù đã h n ch đ tránh sai sót trong lúc biên so n nh ng ch c không
tránh kh i nh ng khi m khuy t. R t mong nh n đ
d ng đ l n sau đ

c ý ki n đóng góp c a ng

is

c hoàn ch nh h n. M i ý ki n đóng góp xin liên h qua email:


Qu ng Ngãi, ngày 10 tháng 5 n m 2014
GV biên so n
ThS. Nguy n Hoàng L nh

1




b ng tra d ng s n xu t c a chi ti t đúc d a vào s n l

ng hàng n m nh sau:

B ng 1.1 D ng s n xu t chi ti t đúc

1.1.2.

c đi m

1.1.2.1.

u đi m

-

úc có th ch t o s n ph m t các lo i v t li u khác nhau: gang, thép,h p

kim màu, v t li u phi kim khi n u ch y, đ u đúc đ

c.

- T o ra v t đúc có k t c u ph c t p.
- Có kh i l
đ

ng l n mà các ph

ng pháp gia công phôi khác không th c hi n


ng khác (l

ng d , đ nghiêng . . .)

i u ki n làm vi c n ng nh c, khi đúc trong khuôn cát th

-

ng có n ng su t

không cao.
- Ki m tra khuy t t t bên trong v t đúc khó kh n, đòi h i thi t b hi n đ i.
1.1.3. Phân lo i các ph
Th

ng ph

ng pháp đúc

ng pháp đúc đ

c chia làm hai lo i: đúc trong khuôn cát và đúc

đ c bi t.
- úc trong khuôn cát:
+ Phân lo i theo ph
n nx

ng, khuôn b ng d

ng pháp đúc trong khuôn cát v n r t ph bi n.

ng d ng
úc đ

c ng d ng khá r ng rãi trong th c t đ :

- S n xu t hàng tiêu dùng: xoong, ch o, thìa...
- Ch t o các chi ti t máy: nh thân máy búa h i, thân máy ti n, v h p gi m
t c, v môt , ghi lò, piston, xylanh, bánh r ng, bánh đà, bánh lái,..

-3 -


-

úc c ng đ

c s d ng trong vi c ch t o các s n ph m mang tính ngh

thu t, trang trí: chân p tr đi n, chuông nhà th , đúc t

ng đài...

1.2. úc trong khuôn cát
1.2.1. Khái ni m và đ c đi m
1.2.1.1. Khái ni m
Khuôn cát là lo i khuôn đ

c ch t o b ng m t h n h p mà trong đó cát là

Ph

ng pháp này phù h p v i m t s đi u ki n nh : s n xu t đ n chi c, linh

ho t, đ n gi n, … nên nó v n đ

c s d ng ph bi n.

1.2.2. S đ qúa trình s n xu t v t đúc
Quá trình s n xu t v t đúc có th tóm t t nh sau:
- B ph n k thu t c n c theo b n v chi ti t, l p ra b n v v t đúc, trong đó
có m t phân khuôn, lõi , l

ng d gia công, dung sai, đ co ngót, …

- B m u là m t lo t các m u khác nhau nh : t m m u, m u h th ng rót, đ u
ngót. Trong đó m u đúc và h p lõi là b ph n ch y u. M u đúc dùng đ ch t o
lòng khuôn đúc trong h n h p làm khuôn, h p lõi dùng đ làm lõi (n u có).
- Khuôn, m u, h p lõi th

ng làm thành hai n a và l p v i nhau b ng các ch t

đ nh v .

-4 -


- Khuôn đúc và lõi th

ng ph i s y khô đ t ng c tính và kh n ng thông khí.


i th

Hai n a hòm khuôn đ

ng đ

c làm ngay trên n n x

ng.

c liên k t v i nhau b ng các ch t đ nh v . Ngoài ra

khuôn đúc còn có các b ph n chính nh : H th ng rót, đ u h i, đ u ngót, l xuyên
khí,..

-5 -


Hình 1.2 S đ c u t o m t khuôn đúc 2 n a
1)Hòm khuôn trên 2)Ch t đ nh v 3)M t phân khuôn 4)H n h p làm khuôn
5)X

ng khuôn 6)Lòng khuôn 7)Lõi 8)L xuyên khí

9)Hòm khuôn d

i 10)H th ng rót 11)

u h i (đ u ngót)

H th ng rót g m có: c c rót, ng rót, rãnh d n kim lo i l ng, rãnh l c x .
Hình d ng và kích th

c c a chúng đ

c l a ch n và b trí h p lý khi làm khuôn.

- C c rót:
+ Là ph n trên cùng c a h th ng rót.
+ Dùng đ ch a kim lo i tr

c khi vào khuôn.

Hình 1.4 Các lo i c c rót th

ng dùng

a)C c rót hình ph u b) C c rót hình ch u c) C c rót có máng l c
d) C c rót có màng ng n đ) C c rót có nút đ y
-

ng rót:

+ Là ph n n i ti p t c c rót xu ng d

i, trong khuôn cát đ côn cho phép

1015%.
+ Chi u cao c a ng rót cao h n m t cao nh t c a v t đúc trong lòng khuôn
m t đo n 100200 mm.


ng đ i đ ng đ u nên d n kim lo i vào ch

m ng nh t c a v t đúc.
+ V t đúc co nhi u (thép) có thành dày m ng khác nhau nhi u nên d n kim
lo i vào phía thành dày c a v t đúc đ kim lo i đông đ c có h
lo i khi ngót

ng đ b sung kim

ch dày ph i dùng thêm đ u ngót ho c là mi ng s t ngu i.

+ V t đúc tròn xoay nên d n kim lo i theo h
và đ m b o dòng kim lo i xoay tròn theo m t h

ng ti p tuy n v i thành khuôn

ng.

+ V t đúc có chi u cao l n nên d n nhi u t ng đ khuôn đi n đ y đ ng th i.
1.2.3.3.
Th

uh i
ng đ

c b trí

n i cao nh t c a khuôn đ t o đi u ki n cho qúa trình


ng c ng v ng, g i lõi. Lõi th

ng đ

ng có

c ch t o trong h p lõi.

1.2.3.8. H p lõi
Dùng đ ch t o lõi, hình d ng bên trong c a h p lõi là hình d ng bên ngoài
c a lõi.
M u và h p lõi: có th dùng đ

c m t l n, nhi u l n. Khi ch t o m u, h p lõi

ph i tính đ n đ co ngót c a kim lo i, tính đ n l

ng d c n gia công c hay các

yêu c u khác v đ chính xác, đ bóng,... Chính vì th , kích th
lõi ph i đ

c thi t l p d a trên kích th

c c a m u và h p

c c a chi ti t. B m u và h p lõi đ

c ch



Là kh n ng ch u tác d ng c a ngo i l c mà không b phá hu .
b n t ng khi h t cát nh , không đ ng đ u và s c c nh, đ m n ch t c a h n
h p t ng, l

ng đ t sét t ng, l

Khuôn t

ng n

c t ng đ n 8%.

i có s c b n nén  (68) N/cm2.

Khuôn khô có s c b n nén  (830) N/cm2.
Khi nhi t đ t ng đ n 9000C thì s c b n nén t ng 23 l n
3. Tính ch u nhi t
Là kh n ng v t li u đ m b o đ b n hay kh n ng làm vi c bình th

ng khi

nhi t đ cao và v n không làm m t tính ch t c b n c a h n h p khi ti p xúc v i
kim lo i l ng (không b cháy, không b ch y, dính cát vào v t đúc ho c m m ra
nhi t đ cao).
Tính b n nhi t t ng khi l

ng cát th ch anh Si02 t ng, h t cát to và tròn, các

t p ch t d ch y (Na2O, K2O, CaO, Fe2O3) trong h n h p ít.

ng đ t sét và ch t k t dính ít, đ d m ch t c a h n h p gi m, ch t
ng n

c < 4 %.

m

7.
Là l

ng n

c ch a trong h n h p đó, đ m b o đ d o và đ dính k t.

m t ng khi l

ng n

c trong h n h p t ng, nh ng đ

m ph i  6- 8% vì

n u nhi u h n s làm cho s c b n, tính thoát khí gi m.
Ngoài ra h n h p làm khuôn lõi còn c n ph i tho mãn m t s yêu c u khác
nh không dính m u, đ b n b m t đ đ m b o không b bào mòn khi đúc, đ
c ng, không yêu c u ch t dính cao, không đ c h i, gi n n nhi t th p,...
Trong th c t không th tho mãn h t các yêu c u đã nêu trên. Vì v y tu lo i
v t đúc mà ta ch n u tiên các yêu c u phù h p.
1.2.4.2. Các lo i v t li u làm khuôn và làm lõi
Ch y u là cát, đ t sét, ch t dính k t, ch t ph ...

0063 - 005 - nh

Kích th c h t (mm)
0,4  1
0,315  0,63
0,2  0,4
0,16  0,315
0,1  0,2
0,063  0,16
0,05  0,1( 0,05)

Thành ph n ch y u c a cát là SiO2, ngoài ra còn có Al2O3, CaCO3, Fe2O3 ...
Cát đ

c phân lo i nh sau:

- Theo n i l y cát: g m cát sông cát núi. Cát sông h t tròn đ u, tính lún tính
thông khí t t nh ng kh n ng k t dính kém. Cát núi h t s c c nh, d dính bám vào
nhau nh ng tính thông khí kém.
- Theo đ h t: ng
rây g i theo kích th
2.

i ta xác đ nh đ h t c a cát theo kích th

c l rây. S hi u

c l rây. B rây chu n có 11 rây: nh b ng 1.2

t sét (Ch t dính vô c )

ng cho thêm mùn

c a, r m v n, phân trâu bò khô, b t than... Khi rót kim lo i l ng vào khuôn, nh ng
ch t này cháy đ l i trong khuôn nh ng l r ng làm t ng tính x p, thông khí, tính
lún cho khuôn lõi. T l kho ng 3% cho v t đúc thành m ng và 8% cho v t đúc
thành dày.
Ch t s n khuôn:

m t khuôn nh n bóng và ch u nóng t t, ng

i ta th

ng

quét lên b m t lòng khuôn, lõi m t l p s n, có th là b t than, b t gratit, b t th ch
anh ho c dung d ch c a chúng v i đ t sét. B t than và gratit quét vào thành khuôn,
khi rót kim lo i vào nó s cháy t o thành CO, CO2 làm thành môi tr

ng hoàn

nguyên r t t t, đ ng th i t o ra m t l p khí ng n cách gi a kim lo i l ng v i b m t
lòng khuôn làm cho v t đúc không b cháy cát và t o cho vi c phá khuôn d dàng,
gia công v t đúc thu n l i.
1.2.4.3. Ch t o h n h p làm khuôn và lõi:
em tr n các v t li u trên v i t l nh t đ nh ph thu c vào v t li u, kh i
l

ng v t đúc, ta đ

c h n h p làm khuôn và làm lõi.

ng th ch anh đ t t i 100%, ít dùng h n h p c , đ thông

khí yêu c u cao, dùng h t cát có đ h t 02 và nhi u ch t ph . H u h t các lõi đ u
ph i s y tr

c khi l p vào khuôn.

1.2.5. Các ph

ng pháp làm khuôn và lõi

Khuôn và lõi đ

c ch t o b ng tay ho c b ng máy. Khuôn đ

hai hòm khuôn, trên n n x

c làm trong

ng hay b ng các lo i khuôn đ c bi t khác nh khuôn

kim lo i,...
Ngoài ra khi làm khuôn ng
cho khuôn, lõi,…

i ta còn có th đ t v t làm ngu i, gân c ng v ng

làm khuôn c n có m u, h p lõi, hòm khuôn và các d ng c

khác...

6)Hòm khuôn trên 7)M u ng rót 8)M u rãnh l c x
u tiên làm khuôn d

i (hình 1.10a), đ t n a m u d

i (2), hòm khuôn d

i

(3) lên t m đ m u (1), sau đó b h n h p vào và đ m khuôn, g t m t ph ng, xuyên
khí.

làm khuôn trên (hình 1.10b), l t khuôn d

i đ m t phân khuôn lên trên, đ t

m u trên (4) và ráp hòm khuôn trên (6), đ t m u rãnh l c x (8), m u ng rót (7),
m u đ u h i (5) và cho h n h p vào đ đ m khuôn. Khuôn d

i và khuôn trên đ nh

v b ng ch t đ nh v .
Sau khi đ m xong khuôn trên, xuyên khí, rút m u ng rót, ti n hành l t khuôn
trên đ l y m u và s a khuôn (hình 1.10c).
Hình 1.10d trình bày khuôn đã làm xong và l p ráp hoàn ch nh.
2. Làm khuôn b ng máy
Làm khuôn b ng máy có n ng su t cao, ch t l

ng khuôn t t và n đ nh


nén đ

c c p qua l (7) vào xi lanh (9), nâng pistông (8) cùng toàn b bàn máy đi

lên, h n h p trong hòm khuôn ph b đ u ép nén vào hòm khuôn chính làm cho
khuôn đ
1.2.5.2. Ph

c đ m ch t (hình 1.11b).
ng pháp làm lõi (thao)

1. Làm lõi b ng tay
Làm lõi b ng tay có th ch t o đ
th p, n ng su t th p, ch t l

c các lõi ph c t p, chi phí ch t o h p lõi

ng th p và ph thu c r t l n vào tay ngh công nhân.

a) Làm lõi trong h p lõi nguyên: ph
gi n có th l y ra theo m t ph

ng pháp này áp d ng đ i v i các lõi đ n

ng.

Hình 1.12 Làm lõi trong h p lõi nguyên

-15-



…
1.3. Ch t o m u và h p lõi
B m u là d ng c chính dùng t o hình khuôn đúc. Là ph n quan tr ng nh t
đ hình thành lòng khuôn và có hình dáng t

ng ng v i hình d ng bên ngoài c a

v t th .
B m u bao g m: m u v t đúc, m u c a h th ng rót, m u c a đ u h i và đ u
ngót, t m m u đ k p m u khi làm khuôn, d
H p lõi (h p thao) đ

ng đ ki m tra.

c dùng đ ch t o lõi. Hình dáng bên trong h p lõi là

hình dáng bên ngoài c a lõi. Lõi là b ph n t o nên l r ng bên trong v t đúc.
1.3.1. V t li u làm b m u và h p lõi
1.3.1.1. Yêu c u đ i v i v t li u làm b m u và h p lõi
- B o đ m đ bóng, chính xác khi gia công c t g t.
- B n, c ng, nh , không b co, tr

ng, n t, cong vênh trong khi làm vi c.

-16-


- Ch u đ



ng, n t, công vênh nên g ch dùng trong s n xu t đ n chi c, lo i nh ,

trung bình và làm m u l n. G có nhi u lo i: nh lim, g , d , g t p,...
Th ch cao: b n h n g (làm đ
giòn, d v , d th m n

c nên đ

c 1000 l n) nh , d ch t o, d c t g t nh ng
c s d ng đ làm nh ng m u nh khi làm b ng

tay, ti n l i khi làm m u ghép và dùng trong đúc đ m ngh (vì d s a).
Xim ng: b n, c ng h n th ch cao, ch u va ch m t t h n th ch cao, r , d ch
t o, không hút n

c nh ng n ng, khó g t s a vì nó dòn nên ch dùng làm nh ng

m u, lõi ph c t p, m u l n, m u làm khuôn b ng máy. Có th s d ng đ làm
khuôn kho ng 10.000 l n.
1.3.2. Nguyên lý thi t k m u và h p lõi:
Mu n ch t o v t đúc ph i c n c vào b n v chi ti t đ thi t k b n v v t đúc
(b n v l ng phôi).
V hình dáng b n v v t đúc gi ng chi ti t nh ng v kích th
tính đ n l

c ng

i ta ph i


ng d gia

c lõi và g i lõi, đ d c đúc và góc

đúc.
1. M t phân khuôn
Là m t ti p xúc gi a khuôn trên và khuôn d

i. Nó xác đ nh v trí chi ti t

trong khuôn b ng g ch xanh. M i tên T ch khuôn trên và D ch khuôn d

i.

Nguyên t c ch n m t phân khuôn:
- Rút m u d dàng, đ nh v lõi và l p ráp khuôn.
- Ch n m t có di n tích l n nh t, d làm khuôn và l y m u.
- M t phân khuôn nên ch n m t ph ng tránh m t cong, m t b c (hình 1.15a)

-18-


-S l

ng m t phân khuôn ph i ít nh t.

đ m b o đ chính xác khi l p ráp,

công ngh làm khuôn đ n gi n.
- Nên ch n m t phân khuôn đ m b o ch t l

a) Ch n ph

ng án 2

b) Ch n ph

ng án 1

Hình 1.15 Ch n m t phân khuôn
co c a kim lo i khi đúc

2.

Khi h p kim đúc đông đ c và ngu i l nh v t đúc co l i do v y kích th
khuôn ph i l n h n kích th

c v t đúc, kích th

c lõi ph i nh h n kích th

c lòng
c bên

trong v t đúc.
thu n ti n cho vi c gia công ng
t ng lo i v t li u mà các v ch chia đã đ
v t li u t

i ta ch t o ra các lo i th


Khi ch t o có s sai l ch gi a kích th

c, kh i l

ng danh ngh a và th c t .

Dung sai đúc ph thu c vào trình đ tay ngh c a công nhân m c m u, làm
khuôn, lõi và l p ráp.
5. Lõi và g i lõi
Trên b n v đ

c ký hi u b ng nh ng g ch chéo màu xanh. G i lõi b o đ m

lõi n m v ng trong khuôn, d l p ráp lõi vào khuôn.

a) Lõi đ ng

b) Lõi ngang

Hình 1.16 Lõi và g i lõi
- V i lõi đ ng: th

ng dùng g i lõi hình côn, kích th

c, góc nghiêng g i lõi

v n b o đ m: h > h1 ;  > .
- V i lõi ngang: có th làm g i lõi hình tr , hình vuông và các d ng đ nh hình
khác,  < .
d l p ráp không b v khuôn, lõi thì gi a g i lõi và khuôn c n có khe h