Đúc là gì? Bản chất của phương pháp đúc là gì?

Trong bài viết này, Trang tài liệu sẽ cùng bạn khám phá sâu hơn về khái niệm “đúc” và tìm hiểu về Bản chất của phương pháp đúc là gì?. Đúc không chỉ là một kỹ thuật sản xuất, mà còn mang trong mình những nguyên tắc và quy trình phức tạp. Chúng ta sẽ cùng nhau đi vào bên trong quy trình đúc, từ quá trình chuẩn bị, chế tạo khuôn đúc cho đến các khía cạnh về vật liệu và công nghệ liên quan.Hãy cùng nhau bắt đầu hành trình khám phá thú vị này và tìm hiểu về tầm quan trọng của đúc trong xây dựng thế giới xung quanh chúng ta.

Bản chất của phương pháp đúc là gì?

– Phương pháp đúc là một quá trình sản xuất các chi tiết hoặc bộ phận bằng cách đổ chất liệu nóng chảy vào khuôn đúc để tạo ra hình dạng mong muốn. Quá trình đúc thường bao gồm các bước chuẩn bị khuôn đúc, đổ chất liệu nóng chảy vào khuôn đúc, làm mát và tách sản phẩm đúc ra khỏi khuôn đúc.

– Các loại khuôn đúc phổ biến bao gồm khuôn đúc bằng kim loại và khuôn đúc bằng cát. Đúc là một trong những phương pháp gia công lâu đời và vẫn được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành công nghiệp, bao gồm chế tạo máy móc, sản xuất ô tô, hàng không vũ trụ và nhiều ngành công nghiệp khác.

Ứng dụng của phương pháp đúc

Phương pháp đúc có rất nhiều ứng dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Sau đây là một số ví dụ về các ứng dụng của phương pháp đúc:

• Chế tạo các linh kiện và bộ phận máy móc, như các khối động cơ, bánh răng, trục, vòng bi, …
• Sản xuất các bộ phận của ô tô, như đĩa ly hợp, cánh cửa, tay lái, hệ thống treo và hệ thống phanh.
• Chế tạo các bộ phận trong ngành hàng không vũ trụ, như các chi tiết máy bay, tàu vũ trụ và tên lửa.
• Sản xuất các bộ phận của thiết bị điện tử, như vỏ máy tính, tản nhiệt, các chi tiết trong máy chủ,…
• Chế tạo các sản phẩm trang trí, như các bức tượng, bàn ghế, đồ gia dụng, tượng phật, đồ trang sức.

Nhờ tính linh hoạt và đa dạng trong sản xuất các loại sản phẩm khác nhau, phương pháp đúc đóng một vai trò quan trọng trong nhiều ngành công nghiệp.

Ưu và nhược điểm của phương pháp đúc

– Ưu điểm:

• Có thể đúc được tất cả các kim loại và hợp kim như: gang, thép, hợp kim màu, vật liệu. phi kim, khi nấu chảy đều đúc được và có các thành phần khác nhau.
• Tạo ra các vật có hình dạng, kết cấu phức tạp.
• Có thể đúc được các vật có khối lượng rất nhỏ và rất lớn.
• Có nhiều phương pháp đúc hện đại có độ chính xác và năng xuất rất cao.

– Nhược điểm

• Tạo ra các khuyết tật như rỗ khí, rỗ xỉ, không điền đầy lòng khuôn, vật đúc bị nứt…
• Chi phí kiểm tra các nguyên tố cao do phải dùng máy kiểm tra hiện đại.
• Tiêu hao một phần nhỏ kim loại do đậu rót, đậu ngót.

Các phương pháo đúc kim loại mới nhất hiện nay

Hiện nay, có nhiều phương pháp đúc kim loại mới được sử dụng trong sản xuất để tăng cường chất lượng sản phẩm và giảm chi phí sản xuất. Một số phương pháp đúc kim loại mới nhất bao gồm:

Đúc kim loại trong khuôn cát

– Đúc kim loại trong khuôn cát là một trong những phương pháp đúc cổ điển nhất. Phương pháp này thường được sử dụng để đúc các sản phẩm có kích thước lớn và hình dạng phức tạp như động cơ, bánh răng và các linh kiện máy móc khác.

– Các bước thực hiện đúc kim loại trong khuôn cát bao gồm:

• Tạo khuôn cát: Cát được đổ vào khuôn để tạo ra hình dạng sản phẩm cần đúc.
• Tạo lõi khuôn: Đối với các sản phẩm có hình dạng phức tạp hoặc lỗ hổng bên trong, lõi khuôn được tạo ra bằng cách đổ cát vào một khuôn bên trong.
• Đổ kim loại vào khuôn cát: Kim loại được đun nóng và đổ vào khuôn cát.
• Tách sản phẩm khỏi khuôn: Sau khi kim loại đã đông đặc trong khuôn, sản phẩm được tách ra khỏi khuôn bằng cách đập hoặc dùng máy rút.

Đúc kim loại trong khuôn cát có nhiều ưu điểm như đơn giản, chi phí thấp, linh hoạt với các sản phẩm có kích thước lớn và hình dạng phức tạp. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có nhược điểm như kích thước sản phẩm bị giới hạn do kích thước khuôn, bề mặt sản phẩm không đều và có thể bị nhiễm cát trong quá trình đúc.

Đúc kim loại áp lực cao

– Đúc kim loại áp lực cao (High Pressure Die Casting – HPDC) là một phương pháp đúc kim loại phổ biến hiện nay. Phương pháp này được sử dụng để đúc các sản phẩm kim loại như đĩa phanh, vỏ động cơ, động cơ điện và các linh kiện khác.

– Các bước thực hiện đúc kim loại áp lực cao bao gồm:

• Chuẩn bị khuôn: Khuôn được tạo ra bằng thép đặc biệt chịu được áp lực cao, với hình dạng sản phẩm cần đúc.
• Làm sạch khuôn: Khuôn được làm sạch bằng hơi nước hoặc chất tẩy rửa.
• Sản xuất hỗn hợp: Sản phẩm được đúc bằng hỗn hợp kim loại nóng chảy.
• Đổ hỗn hợp vào khuôn: Hỗn hợp kim loại được đổ vào khuôn bằng máy đúc.
• Tách sản phẩm khỏi khuôn: Sau khi kim loại đã đông đặc trong khuôn, sản phẩm được tách ra khỏi khuôn bằng máy rút.

– Phương pháp đúc kim loại áp lực cao có nhiều ưu điểm như độ chính xác cao, chi phí thấp, tốc độ đúc nhanh và có thể đúc các sản phẩm có hình dạng phức tạp. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có nhược điểm như tạo ra nhiều khí thải và tiêu thụ nhiều năng lượng trong quá trình đúc.

Đúc kim loại áp lực thấp

– Đúc kim loại áp lực thấp (Low Pressure Die Casting – LPDC) là một phương pháp đúc kim loại thông dụng, thường được sử dụng để sản xuất các bộ phận kim loại lớn và có hình dạng phức tạp. Phương pháp này thường được sử dụng để sản xuất các bộ phận cho ngành công nghiệp ô tô, hàng không và tàu thủy.

– Các bước thực hiện đúc kim loại áp lực thấp bao gồm:

• Chuẩn bị khuôn: Khuôn được tạo ra bằng thép đặc biệt chịu được áp lực thấp, với hình dạng sản phẩm cần đúc.
• Nạp hỗn hợp: Kim loại nóng chảy được đổ vào một bồn chứa, sau đó được đưa vào khuôn thông qua một ống dẫn chân không.
• Tạo áp lực: Một lượng khí chân không được tạo ra trong khuôn, tạo ra áp lực thấp và giúp kim loại đổ vào khuôn một cách chậm và đều.
• Đóng khuôn: Khuôn được đóng lại để kim loại đông đặc.
• Tách sản phẩm khỏi khuôn: Sau khi kim loại đã đông đặc trong khuôn, sản phẩm được tách ra khỏi khuôn bằng máy rút.

– Phương pháp đúc kim loại áp lực thấp có nhiều ưu điểm như khả năng đúc các sản phẩm có hình dạng phức tạp, chất lượng sản phẩm đồng đều, tốc độ đúc nhanh và ít bị biến dạng. Tuy nhiên, phương pháp này cũng có nhược điểm như cần sử dụng một số lượng lớn kim loại nóng chảy để đổ vào khuôn và cần đầu tư kinh phí lớn cho việc tạo khuôn.

Đúc kim loại bằng trọng lực

– Phương pháp đúc kim loại bằng trọng lực (Gravity Die Casting) là phương pháp đúc kim loại thông dụng, được sử dụng để sản xuất các bộ phận kim loại có kích thước nhỏ đến trung bình và có hình dạng đơn giản. Phương pháp này thường được sử dụng để sản xuất các chi tiết của động cơ, bộ truyền động, thiết bị điện và các sản phẩm công nghiệp khác.

– Các bước thực hiện đúc kim loại bằng trọng lực bao gồm:

• Chuẩn bị khuôn: Khuôn được tạo ra bằng thép đặc biệt chịu được áp lực của kim loại nóng chảy.
• Nạp hỗn hợp: Kim loại nóng chảy được đổ vào khuôn thông qua một ống dẫn chân không hoặc một hệ thống đổ nạp.
• Đóng khuôn: Khuôn được đóng lại để kim loại đông đặc.
• Tách sản phẩm khỏi khuôn: Sau khi kim loại đã đông đặc trong khuôn, sản phẩm được tách ra khỏi khuôn bằng máy rút hoặc bằng tay.

– Phương pháp đúc kim loại bằng trọng lực có nhiều ưu điểm như độ chính xác cao, chất lượng sản phẩm tốt, chi phí đầu tư khuôn thấp và thời gian sản xuất ngắn. Tuy nhiên, phương pháp này có hạn chế trong việc sản xuất các bộ phận có hình dạng phức tạp hoặc kích thước lớn hơn, và không thể đáp ứng được nhu cầu sản xuất số lượng lớn sản phẩm.

Đúc kim loại mẫu chảy

– Phương pháp đúc kim loại mẫu chảy (Investment Casting) là phương pháp đúc kim loại cổ điển, được sử dụng để sản xuất các bộ phận kim loại có hình dạng phức tạp, chi tiết nhỏ, hoặc yêu cầu độ chính xác cao. Phương pháp này còn được gọi là phương pháp đúc rắn mất vết hoặc phương pháp đúc bằng mẫu tháo rời.

– Các bước thực hiện đúc kim loại mẫu chảy bao gồm:

• Tạo mẫu: Mẫu bằng cera hoặc kim loại được tạo ra theo bản vẽ sản phẩm.
• Phủ lớp vỏ bằng chất đúc: Mẫu được phủ một lớp chất đúc bằng cách nhúng hoặc phun.
• Đóng vỏ đúc: Vỏ đúc được đóng bằng cát hoặc vật liệu khác, để chứa mẫu và chất đúc.
• Rút mẫu: Mẫu được rút ra khỏi vỏ đúc bằng cách nung để chất đúc đông đặc.
• Đổ kim loại nóng chảy: Kim loại nóng chảy được đổ vào vỏ đúc thông qua một hệ thống đổ nạp.
• Tách sản phẩm khỏi vỏ đúc: Sau khi kim loại đã đông đặc trong vỏ đúc, sản phẩm được tách ra khỏi vỏ đúc bằng máy rút hoặc bằng tay.

– Phương pháp đúc kim loại mẫu chảy có nhiều ưu điểm như độ chính xác cao, chất lượng sản phẩm tốt, chi phí đầu tư khuôn thấp và khả năng sản xuất các bộ phận có hình dạng phức tạp. Tuy nhiên, phương pháp này có hạn chế trong việc sản xuất số lượng lớn sản phẩm và thời gian sản xuất khá dài.

Đúc kim loại ly tâm

– Phương pháp đúc kim loại ly tâm là một phương pháp đúc trong đó chất lỏng kim loại được đổ vào một khuôn đúc xoay ở tốc độ cao, tạo ra lực ly tâm giúp đẩy chất lỏng kim loại vào các khuôn đúc và định hình chúng thành các sản phẩm kim loại. Phương pháp này được sử dụng để sản xuất các chi tiết kim loại có kích thước nhỏ và chi tiết phức tạp.

– Ưu điểm của phương pháp đúc kim loại ly tâm là sản phẩm được đúc có độ chính xác cao, độ bền cơ học tốt và bề mặt mịn. Ngoài ra, quá trình đúc có thể được tự động hóa để tăng năng suất và giảm chi phí.

– Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là đòi hỏi kỹ thuật chế tạo khuôn đúc đặc biệt và chi phí sản xuất cao hơn so với các phương pháp đúc khác.

Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình đúc kim loại

Các nhân tố ảnh hưởng đến quá trình đúc kim loại bao gồm:

– Nhiệt độ: Nhiệt độ đúc là một trong những yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình đúc kim loại. Nhiệt độ đúc phải đủ cao để chất lỏng kim loại có thể chảy qua các khe hở trong khuôn đúc, nhưng cũng không quá cao để tránh làm giảm tuổi thọ của khuôn đúc.

– Áp suất: Áp suất cũng là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quá trình đúc kim loại. Áp suất được sử dụng để đẩy chất lỏng kim loại vào các khe hở và các góc của khuôn đúc.

– Thời gian đúc: Thời gian đúc ảnh hưởng đến chất lượng và độ chính xác của sản phẩm kim loại. Thời gian đúc quá ngắn có thể dẫn đến sản phẩm bị thiếu chất lượng, trong khi thời gian đúc quá dài có thể dẫn đến sản phẩm bị dư chất lỏng kim loại.

– Thiết kế khuôn đúc: Thiết kế khuôn đúc ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng và độ chính xác của sản phẩm kim loại. Khuôn đúc phải được thiết kế sao cho có thể chứa đủ chất lỏng kim loại và đảm bảo rằng chất lỏng kim loại có thể chảy đều vào các khe hở và góc của khuôn đúc.

– Chất lượng nguyên liệu: Chất lượng nguyên liệu ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng của sản phẩm kim loại. Nguyên liệu phải đảm bảo độ tinh khiết và có tính đồng nhất cao để đảm bảo sản phẩm có độ đồng nhất và độ bền cơ học tốt.