Đúc Kim Loại Là Gì?
Đúc kim loại được định nghĩa là quá trình trong đó kim loại nóng chảy được đổ vào khuôn có chứa một khoang rỗng có hình dạng hình học mong muốn và được phép làm nguội để tạo thành một bộ phận đông đặc. Thuật ngữ ‘đúc’ cũng được sử dụng để mô tả bộ phận được tạo ra bởi quá trình đúc có niên đại 6000 năm.
Trong lịch sử, nó được sử dụng để chế tạo các bộ phận phức tạp và/hoặc lớn, mà việc sản xuất bằng các quy trình sản xuất khác sẽ khó khăn hoặc tốn kém.
Đúc kim loại là một quá trình hiện đại có nguồn gốc cổ xưa. Trong quá trình đúc kim loại, các hình dạng kim loại được hình thành bằng cách đổ kim loại nóng chảy vào khoang khuôn, nơi nó được làm nguội và sau đó được lấy ra khỏi khuôn.
Đúc kim loại được cho là quá trình công nghiệp sớm nhất và có ảnh hưởng nhất trong lịch sử. Nó được sử dụng để chế tạo nhiều đồ vật bằng kim loại dùng trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta: phụ tùng ô tô, bánh xe lửa, xích công nghiệp, cột đèn, bàn đạp xe buýt trường học, v.v.
Ngoài ra, các xưởng đúc kim loại dựa vào việc tái chế kim loại như một nguồn nguyên liệu thô tiết kiệm chi phí, giảm đáng kể lượng kim loại phế liệu lãng phí có thể đưa vào các bãi chôn lấp.
Quá Trình Đúc Kim Loại
1. Tạo Mẫu
Một mẫu là một bản sao của bên ngoài vật đúc. Các mẫu thường được làm bằng gỗ, kim loại, nhựa hoặc thạch cao. Việc tạo mẫu cực kỳ quan trọng đối với việc chế tạo các bộ phận công nghiệp, nơi cần có những tính toán chính xác để làm cho các bộ phận khớp với nhau và hoạt động cùng nhau.
2. Làm Lõi
Nếu vật đúc rỗng, một mảnh cát hoặc kim loại bổ sung (gọi là lõi) sẽ định hình hình dạng bên trong để làm cho nó rỗng. Lõi thường chắc chắn nhưng có thể thu gọn lại nên có thể dễ dàng lấy ra khỏi vật đúc thành phẩm.
3. Đúc
Để hình dung quá trình đúc kim loại cho đến nay, hãy tưởng tượng bạn đang đi bộ trên bãi biển hướng ra biển. Hãy nhìn vào dấu chân bạn để lại trên cát ướt. Bàn chân của bạn sẽ là cốt lõi, và dấu ấn để lại trên cát là khuôn mẫu của bàn chân bạn.
Đúc là một quá trình gồm nhiều bước sẽ tạo thành khuôn xung quanh mẫu bằng cách sử dụng cát đúc. Trong quá trình đúc, khuôn được chứa trong một khung gọi là bình. Greensand, hay còn gọi là cát đúc, được đóng vào bình xung quanh mẫu.
Điều này được gọi là đúc cát kim loại. Sau khi cát đã được nén chặt, hoa văn có thể được loại bỏ và vật đúc sẽ vẫn còn nguyên. Ngoài ra, có thể tạo ra một khuôn kim loại hai mảnh, không thể phá hủy để khuôn có thể được sử dụng nhiều lần để đúc các bộ phận giống hệt nhau cho các ứng dụng công nghiệp.
4. Nấu Chảy Và Đổ Kim Loại Nóng Chảy
Sau khi kim loại tan chảy, nó được đổ vào khoang khuôn và để đông đặc lại. Sau khi đã đông đặc, quá trình lắc bắt đầu: các khuôn trải qua quá trình rung để loại bỏ cát khỏi vật đúc.
Trong các ứng dụng công nghiệp, thiết bị như Two-Mass Shakeouts của chúng tôi duy trì sản lượng sản xuất ở mức cao nhờ hiệu suất hiệu quả và trơn tru. Cát loại bỏ thường được thu thập, làm nguội và thu hồi để sử dụng lại cho các vật đúc trong tương lai.
5. Vệ Sinh
Ở bước cuối cùng này, vật kim loại đúc được lấy ra khỏi khuôn và sau đó được lấy ra. Trong quá trình đánh bóng, vật thể được làm sạch khỏi mọi vật liệu đúc và các cạnh thô được loại bỏ.
Các Loại Đúc Kim Loại
Đúc kim loại có thể được chia thành hai nhóm theo tính chất cơ bản của thiết kế khuôn. tức là khuôn có thể sử dụng được và khuôn đúc vĩnh viễn. Nó có thể được chia nhỏ thành các nhóm tùy thuộc vào chất liệu mẫu của chúng.
- Khuôn tái sử dụng:
- Khuôn vĩnh viễn
- Khuôn bán cố định
- Đúc bằng bùn
- Đúc ly tâm
- đúc áp lực
- Đúc chết
- Khuôn có thể sử dụng được:
- Đúc cát
- Đúc vỏ
- Đúc đầu tư (sáp bị mất)
- Khuôn đầy đủ hoặc bọt
Đúc Khuôn Có Thể Sử Dụng Được
Đúc khuôn có thể sử dụng được, như tên cho thấy, sử dụng khuôn tạm thời không thể tái sử dụng để tạo ra vật đúc cuối cùng vì khuôn sẽ bị vỡ để lấy vật đúc ra. Những khuôn này thường được làm bằng vật liệu như cát, gốm sứ và thạch cao.
Chúng thường được liên kết bằng cách sử dụng chất kết dính được gọi là chất liên kết để cải thiện tính chất của nó. Hình học phức tạp phức tạp có thể được đúc bằng cách sử dụng khuôn đúc có thể sử dụng được.
Đúc Khuôn Vĩnh Viễn
Đôi khi được gọi là đúc khuôn không thể tiêu hao, đúc khuôn vĩnh viễn sử dụng khuôn vĩnh viễn được tái sử dụng sau mỗi chu kỳ sản xuất. Mặc dù việc đúc khuôn cố định tạo ra các bộ phận có thể lặp lại do tái sử dụng cùng một khuôn, nhưng nó chỉ có thể tạo ra các vật đúc đơn giản vì cần phải mở khuôn để lấy vật đúc ra.
Đúc Khuôn Composite
Như tên cho thấy, chúng sử dụng cả khuôn đúc có thể sử dụng được và khuôn đúc có thể tái sử dụng để sản xuất vật đúc. Chúng thường bao gồm các vật liệu như cát, gỗ, than chì và kim loại.
Ứng Dụng Đúc Kim Loại
Mức tiêu thụ vật đúc theo ngành được đưa ra dưới đây nêu bật tầm quan trọng của việc đúc trong bất kỳ cơ sở công nghiệp nào.
- Giao thông vận tải: Ô tô, hàng không vũ trụ, đường sắt và vận chuyển
- Thiết bị nặng: Xây dựng, trồng trọt và khai thác mỏ
- Máy công cụ: gia công bánh răng, đúc, đúc nhựa, rèn, ép đùn và tạo hình
- Máy móc nhà máy: Nhà máy hóa chất, dầu khí, giấy, đường, dệt, thép và nhiệt điện
- Phòng thủ: Xe cộ, pháo binh, đạn dược, kho chứa và thiết bị hỗ trợ
- Thiết bị điện Máy móc: Động cơ, máy phát điện, máy bơm và máy nén
- Phần cứng: Đường ống, khớp nối, van và phụ kiện công nghiệp hệ thống nước
- Hộ gia đình: Thiết bị gia dụng, thiết bị nhà bếp và làm vườn, đồ nội thất và phụ kiện
- Đối tượng nghệ thuật: Tác phẩm điêu khắc, tượng thần, đồ nội thất, chân đèn và đồ trang trí
Ưu Điểm Của Đúc Kim Loại
- Đúc kim loại có thể tạo ra các hình dạng phức tạp
- Các tính năng như khoang bên trong hoặc phần rỗng có thể dễ dàng đạt được
- Các bộ phận lớn có thể được sản xuất theo kiểu đúc liền khối
- Những vật liệu khó sản xuất hoặc đắt tiền bằng cách sử dụng các quy trình sản xuất khác có thể được đúc
- So với các quy trình sản xuất khác, đúc rẻ hơn với số lượng từ trung bình đến lớn
- Hầu như tất cả các kim loại có thể được đúc
- Hình dạng gần lưới thường không có hoặc xử lý hậu kỳ rất nhỏ
Nhược Điểm Của Đúc Kim Loại
- Bề mặt hoàn thiện tương đối thô và do đó phải cho phép dung sai rộng hơn và không phù hợp với các giao diện giao phối
- Đúc kim loại như đúc vỏ có giới hạn về kích thước và kiểu dáng
- Việc tạo ra các mẫu tốn nhiều thời gian và tốn kém mặc dù các quy trình sản xuất bồi đắp như phun chất kết dính gần đây đang được sử dụng để làm khuôn.
- Đúc khuôn có thể rất tốn kém đối với số lượng nhỏ đến trung bình do chi phí khuôn cao
- Kích thước bộ phận và lựa chọn vật liệu phụ thuộc vào quá trình đúc được chọn. Ví dụ, chỉ kim loại màu mới có thể được sử dụng để đúc khuôn cố định
