Giáo trình:
Công nghệ tạo phôI nâng cao

59
Chơng 5
Các phơng pháp đúc đặc biệt
5.1. đúc trong khuôn kim loại
5.1.1. Khái niệm
Đúc trong khuôn kim loại là rót kim loại lỏng vào khuôn bằng kim loại. Phơng
pháp này có đặc điểm nh sau:
- Khuôn có thể dùng đợc nhiều lần (vài trăm đến hàng vạn lần) tùy thuộc
vào kim loại vật đúc.
- Vật đúc có độ chính xác cao (cấp 7 ữ 9) và độ bóng bề mặt cao vì độ
chính xác và độ bóng bề mặt cao.
- Tổ chức hạt kim loại nhỏ mịn (do nguội nhanh) nên cơ tính tốt.
- Tiết kiệm đợc vật liệu làm khuôn và điều kiện lao động tốt.
Song đúc trong khuôn kim loại có nhợc điểm:
- Giá thành khuôn đắt nên chỉ dùng trong sản xuất hàng loạt, hàng khối.
- Độ dẫn nhiệt của khuôn lớn nên giảm khả năng điền đầy của kim loại, do
đó khó đúc vật phức tạp và vật có thành mỏng.
- Độ dẫn nhiệt của khuôn lớn nên khi đúc gang dễ bị hoá trắng.
- Khuôn, lõi bằng kim loại nên không có tính lún, ngăn trở sự co của kim
loại nhiều làm cho vật đúc dễ nứt.
Tuy có một số nhợc điểm nhng do có nhiều u điểm nên khuôn kim loại
ngày nay đợc dùng rất rộng rãi để đúc các vật bằng thép, gang, đồng, nhôm, magiê...
khi chế tạo các chi tiết nh ống dẫn khí áp lực cao, secmăng, xilanh của bơm thuỷ lực,
bàn là, van, pittông, biên, trục khuỷu, cam và những chi tiết khác...
5.1.2. Vật liệu làm khuôn và kết cấu khuôn
a) Vật liệu làm khuôn:
Thờng dùng là gang, thép hợp kim, thép C và đồng.
Vật liệu làm lõi: lõi có thể làm bằng kim loại hoặc bằng hỗn hợp cát đất sét.

có lỗ bắt bulông. Đặt lõi cát 8 nhờ gối
lõi 9. Khí trong khuôn thoát ra theo rãnh
thoát khí 10 (đặt dọc theo mặt phân
khuôn và sâu 0,2 ữ 0,5mm). Để dễ lấy
vật đúc ra khỏi khuôn, ta dùng chốt đẩy
thờng
Chế tạo thành thỏi hình trụ và lắp vào các lỗ 11 ở thành khuôn. Yêu cầu khuôn khi
ghép với nhau phải khít để tránh cho vật đúc khỏi bị bavia.
Đối với những vật đúc phức tạp, khuôn gồm nhiều phần ghép lại với nhau, mỗi
phần khuôn tạo nên một phần của vật đúc.
Gia công khuôn có thể tiến hành bằng đúc rồi gia công cơ để đạt độ chính xác
và độ bóng cao.
5.1.3. Quá trình công nghệ đúc trong khuôn kim loại
Quá trình đúc trong khuôn kim loại tiến hành nh sau:
- Làm sạch bề mặt lòng khuôn lõi (sau mỗi lần đúc).
- Sấy khuôn đến nhiệt độ nhất định để hạn chế sự giảm nhiệt độ nhanh của
kim loại lỏng làm ảnh hởng đến tính chảy loãng. Nhiệt độ sấy khuôn phụ thuộc vào
hợp kim đúc và đợc quy định nh sau:
Hợp kim đúc Nhiệt độ sấy Hợp kim đúc Nhiệt độ sấy
Gang

Thép

Hợp kim đồng
200 ữ 350

200 ữ 350

<100
Hợp kim nhôm, chi tiết

Đúc dới áp lực có u điểm sau:
- Vật đúc có độ chính xác và độ bóng cao (độ chính xác đạt tới 0,01mm).
- Bề mặt bên trong của vật đúc cũng có độ bóng cao do dùng lõi kim loại
mà không dùng đợc lõi cát.
- Đúc đợc những vật mỏng (chiều dày > 0,3mm) và đúc đợc vật phức tạp
(đúc đợc lỗ có đờng kính 1,5 ữ 3mm) do kim loại lỏng đợc ép vào khuôn nên có
khả năng điền dầy tốt.
- Do đúc trong khuôn kim loại nên vật đúc nguội nhanh, cơ tính tốt.
- Năng suất rất cao (100 ữ 200 vật đúc/giờ).
Nhng đúc dới áp lực có nhợc điểm là:
- Không dùng đợc lõi cát nên hình dáng bên trong của vật đúc không đợc
quá phức tạp.
- Kim loại lỏng dẫn vào khuôn dới áp lực cao, tốc độ lớn nên làm khuôn
mau mòn.
- ít dùng để đúc kim loại đen vì nhiệt độ chảy của kim loại đen cao làm cho
tuổi bền khuôn giảm.
Đúc dới áp lực dùng để chế tạo các chi tiết phức tạp nh vỏ bơm xăng dầu, nắp
buồng ép, van dẫn khí, kèn đồng...
Hợp kim để đúc dới áp lực thờng là hợp kim thiếc, chì, kẽm, magiê, nhôm,
đồng. Tất cả những hợp kim này yêu cầu ít lẫn tạp chất sắt (vì sắt có nhiệt độ nóng
chảy cao làm giảm tính chảy loãng của hợp kim, nếu sắt cha chảy dễ làm cho khuon
mau mòn và tạo nên ôxyt sắt làm giảm cơ tính vật đúc); yêu cầu hợp kim ít hoà tan khí
vì khí hoà tan tạo nên rỗ khí, tạo nên ôxyt kim loại làm giảm cơ tính vật đúc; yêu cầu
hợp kim có khả năng chuyển động dễ dàng khi ở thể lỏng vì đúc dới áp lực có tốc độ
chuyển động tới hàng ngàn mét/ giờ, nếu kim loại lỏng khó chuyển động thì không
điền đầy hết lòng khuôn; yêu cầu hợp kim co ít ở thể lỏng và khi kết tinh vì ngợc lại
dễ làm vật đúc bị nứt.
Trờng đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng

Giáo trình:

chịu nhiệt và chịu mài mòn của vật liệu khuôn đúc dới áp lực cao hơn khuôn kim loại
thông thờng.
5.2.3- Máy đúc dới áp lực cao
a) Máy đúc áp lực thấp
Máy đúc áp lực thấp có áp suất ép khoảng 6 ữ 75at. Loại máy này có thể vận
hành bằng tay, bán tự động hoặc tự động. Nó chỉ dùng để đúc kim loại có điểm chảy <
450
0
C (nh thiếc, chì, kẽm); khi đúc những kim loại có điểm chảy > 450
0
C thì giữa
thành xilanh và pittông tạo thành một màng oxyt dễ làm cho máy bị tắc. Khuyết điểm
của máy này là hệ thống pittông xilanh chóng mòn.
Trờng đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng

Giáo trình:
Công nghệ tạo phôI nâng cao

63
H.5.2. Sơ đồ máy đúc áp lực


lẫn vào kim loại vật đúc.
- Tổ chức kim loại mịn chặt, không bị rỗ co, rỗ khí do đông đặc dới tác
dụng của lực ly tâm.
Trờng đại học Bách khoa - Đại học Đà nẵng