Đúc kim loại là gì? Ưu điểm các phương pháp đúc kim loại hiện nay

?úc kim lo?i, m?t quá trình gia công kim lo?i liên quan ??n kim lo?i l?ng và khuôn, ?ã t?n t?i hàng ngàn n?m. Trong l?ch s? c?a nó, ?úc kim lo?i ?ã ???c s? d?ng ?? ch? t?o m?i th?, t? ki?m ??n tua-bin gió, và ngày nay nó là m?t trong nh?ng ph??ng pháp có giá tr? và linh ho?t nh?t ?? ch? t?o các b? ph?n kim lo?i ch?t l??ng cao.

?úc kim lo?i là gì?

?úc kim lo?i là m?t quy trình s?n xu?t, ch? t?o liên quan ??n vi?c ?? kim lo?i l?ng nóng ch?y vào khuôn. M?t trong c?a khuôn ???c thi?t k? v?i ?n t??ng tiêu c?c v? b? ph?n ???c t?o ra, vì v?y khi kim lo?i nóng ch?y ngu?i ?i và ?ông ??c l?i trong khuôn, nó s? có hình d?ng c?a b? ph?n cu?i cùng. Ph?n ?ã hoàn thành sau ?ó có th? ???c l?y ra kh?i khuôn.

Tùy thu?c vào các b? ph?n ???c ch? t?o và kim lo?i ???c s? d?ng, có nhi?u lo?i ?úc kim lo?i khác nhau, m?i lo?i có nh?ng ?u ?i?m riêng. Hoa v?n, khuôn và k? thu?t làm ??y có th? khác nhau r?t nhi?u gi?a các lo?i này.dù ?úc kim lo?i là m?t quy trình linh ho?t, nh?ng các b? ph?n ?úc ph?i tuân theo m?t s? h?n ch? nh?t ??nh v? thi?t k? và các k? s? ph?i tính ??n s? co ngót c?a kim lo?i trong giai ?o?n làm mát.

Quá trình ?úc kim lo?i

Quá trình ?úc kim lo?i trung tâm bao g?m làm nóng kim lo?i, ?? nó vào khuôn, ??i cho ngu?i và ?ông ??c, sau ?ó l?y chi ti?t ?ã hoàn thi?n ra kh?i khuôn. Trên th?c t?, quy trình có th? có nhi?u giai ?o?n h?n và các quy trình ?úc kim lo?i khác nhau ho?t ??ng theo nh?ng cách khác nhau.

Sau ?ây là m?t t?ng quan ??n gi?n c?a quá trình ?úc kim lo?i. L?u ý r?ng m?t s? b??c khác nhau ??i v?i các bi?n th? truy?n khác nhau, trong khi m?t s? ???c b? qua hoàn toàn.

1 – T?o khuôn m?u:

Ngay t? ??u, nhi?u quy trình ?úc kim lo?i yêu c?u ch? t?o khuôn m?u, m?t b?n sao c?a ph?n cu?i cùng ???c s? d?ng ?? t?o khuôn. Các m?u có th? là v?nh vi?n ho?c có th? s? d?ng ???c và có th? ???c làm b?ng các v?t li?u nh? sáp, và nh?a.

2 – Làm lõi:

?úc các b? ph?n r?ng, có th? c?n ph?i thi?t k? m?t lõi, m?t mi?ng v?t li?u r?n ???c ??t bên trong khoang khuôn ?? t?o hình d?ng hình h?c bên trong c?a b? ph?n ?úc. (Ví d?, m?t lõi hình tr? trong m?t khuôn hình tr? l?n h?n s? t?o ra m?t b? ph?n ?úc hình ?ng.)

3 – Làm khuôn:

Khuôn ???c làm theo nhi?u cách khác nhau tùy thu?c vào quy trình. Ví d?, khuôn kim lo?i v?nh c?u có th? ???c t?ob?ng máy CNC, trong khi khuôn cát ???c t?o b?ng cách bôi h?n h?p cát lên m?t ngoài c?a m?u. Vi?c th?c hành ch? t?o khuôn ???c g?i là ch? t?o khuôn và là m?t chuyên ngành.

4 – ?? ??y khuôn:

Kim lo?i ???c nung nóng cho ??n khi nóng ch?y, sau ?ó rót ho?c ép vào khuôn. Ví d?, trong ?úc tr?ng l?c, v?t li?u nóng ch?y ???c ?? xu?ng khoang; trong quá trình ?úc áp su?t cao, nó b? ép vào trong khoang ? áp su?t cao, v?i l?c k?p cao c?n thi?t ?? gi? cho khuôn an toàn.

5 – Tháo b? ph?n:

Sau khi b? ph?n ?úc ???c làm ngu?i và hóa r?n, nó s? ???c l?y ra kh?i khuôn. ??i v?i các quy trình nh? ?úc cát, ?i?u có ngh?a là khuôn ph?i b? phá h?y ?? l?y ph?n bên trong; ??i v?i khuôn c? ??nh, hai n?a c?a khuôn kim lo?i ???cra và s?n sàng ?? s? d?ng l?i.

6 – H?u x? lý:

Các b? ph?n kim lo?i ?úc có th? yêu c?u làm s?ch, ví d? nh? ?? lo?i b? ph?n còn l?i c?a khuôn ho?c các b??c h?u x? lý khác tr??c khi chúng s?n sàng s? d?ng.

?u ?i?m c?a ?úc kim lo?i

Có nhi?u lý do ?? ch?n ?úc kim lo?i thay vì các tùy ch?n gia công kim lo?i khác nh? rèn ho?c gia công CNC. M?t s? l?i ích chính c?a ?úc kim lo?i bao g?m:

  • Thích h?p cho s?n xu?t hàng lo?t
  • Có th? s?n xu?t các b? ph?n l?n và n?ng
  • Có th? s?n xu?t các b? ph?n có thành r?t dày
  • Thích h?p cho các b? ph?n m?t m?nh l?n (ch? không ph?i các b? ph?n l?p ráp)
  • Ch?t l??ng ch?u l?c tuy?t v?i
  • Lý t??ng cho m?t s? h?p kim nh?
  • Tính linh ho?t c?a v?t li?u

Các h?n ch? c?a ?úc kim lo?i bao g?m các khuy?t t?t không th? tránh kh?i, ?? chính xác kích th??c h?n ch? (ví d? nh? so v?i gia công CNC), s? d?ng nhi?u lao ??ng và s? l??ng ??t hàng t?i thi?u th??ng cao.

Các lo?i ?úc kim lo?i chính

D??i ?ây là các lo?i ?úc kim lo?i ph? bi?n hi?n nay:

– ?úc ch?t

M?t trong nh?ng lo?i ?úc kim lo?i quan tr?ng nh?t cho các b? ph?n ph?c t?p và chi ti?t, ?úc khuôn s? d?ng hai khuôn thép công c? có th? tái s? d?ng làm d?ng c?. Quá trình này t??ng t? nh? ép phun nh?a: v?t li?u nóng ch?y ???c ép vào khoang v?i áp su?t cao , cho phép các k? s? ch? t?o các b? ph?n có chi ti?t tinh x?o.

Chi phí t?o khuôn tùy ch?nh cao, khi?n quy trình này tr? nên ph? bi?n h?n trong s?n xu?t hàng lo?t. Tuy nhiên, sau khi ???c s?n xu?t, nh?ng khuôn này có th? ???c s? d?ng nhi?u l?n. V?t ?úc có xu h??ng có b? m?t hoàn thi?n xu?t s?c. ?úc nhôm và ?úc magiê ??u ???c s? d?ng r?ng rãi cho các b? ph?n ch?t l??ng cao.

– ?úc tr?ng l?c

Gi?ng nh? ?úc khuôn, ?úc tr?ng l?c là m?t cách ?úc kim lo?i b?ng khuôn kim lo?i có th? tái s? d?ng. Tuy nhiên, ?úc tr?ng l?c d?a vào l?c h?p d?n ?? di chuy?n kim lo?i l?ng qua khuôn, t? trên xu?ng d??i, thay vì áp su?t. Khuôn ph?i ???c làm nóng tr??c khi ?úc l?n ??u tiên và th??ng ???c làm t? gang do ?? m?i nhi?t th?p. ?úc tr?ng l?c có tr??c t?t c? các k? thu?t ?úc kim lo?i khác, v?i các b? ph?n ?úc tr?ng l?c t?n t?i hàng thiên niên k?. Nó là m?t hình th?c ?úc khuôn v?nh vi?n; các l?a ch?n thay th? cho quá trình ?úc tr?ng l?c bao g?m áp su?t khí và chân không.

– ?úc s? d?ng khuôn m?u

?úc kim lo?i b?ng cách s? d?ng khuôn m?u và khuôn có th? s? d?ng ???c: c? hai v?t ph?m ??u b? phá h?y trong quá ?úc (m?c dù sáp nóng ch?y th??ng có th? ???c tái s? d?ng). Gi?ng nh? ?úc tr?ng l?c, ?úc ??u t? ?ã có hàng nghìn n?m tu?i. Trong quá trình ?úc sáp b? m?t, m?t m?u ???c làm t? sáp ho?c v?t li?u t??ng ???ng ?ôi khi b?ng tay, ?ôi khi s? d?ng máy in 3D nh?a tr??c khi ?? v?t li?u ch?u l?a xung quanh m?u ?? t?o khuôn.

??u t? là l?p g?m ???c áp d?ng xung quanh m?u, l?p này sau ?ó có ch?c n?ng nh? khuôn cho kim lo?i nóng ch?y. L?p g?m này ???c lo?i b? trong m?t quá trình ???c g?i là thoái v?n.

– ?úc cát

?úc cát là m?t ph??ng pháp ?úc kim lo?i ??n gi?n, ?ã t?n t?i hàng th? k? và có chi phí h?p lý h?n so v?i các k? thu?t thay th?. Nó s? d?ng cát (tr?n v?i v?t li?u k?t dính nh? ??t sét) làm v?t li?u làm khuôn và khuôn có kh? n?ng ch?u nhi?t cao.

Trong quá trình ?úc cát, m?t mô hình ???c ngâm trong cát ch?a trong m?t h?p ??c bi?t g?i là bình . B?ng cách nén cát xung quanh mô hình, m?t khuôn có th? ???c t?o ra ?? ?? kim lo?i nóng ch?y vào. Cát ???c s? d?ng trong quá trình ?úc kim lo?i có th? là cát xanh (??t sét ??t) ho?c cát khô (cát khô có ch?t k?t dính).

Các quy trình ?úc kim lo?i

Có hàng ch?c quy trình ?úc kim lo?i khác ???c s? d?ng trong s?n xu?t, bao g?m ?úc mùn và ?úc v? – c? hai quy trình khuôn có th? s? d?ng ???c – và các quy trình ?úc v?nh vi?n nh? ?úc ly tâm và ?úc liên t?c.

– Áp su?t ?úc: cao hay th?p?

?úc khuôn kim lo?i là m?t quá trình gia công kim lo?i có giá tr?, và nó có th? ???c chia thành hai lo?i khác: ?úc khuôn áp su?t cao và ?úc khuôn áp su?t th?p. Ch?n áp su?t phù h?p ph? thu?c vào các y?u t? nh? v?t li?u, ?? dày thành và kích th??c b? ph?n.

?úc khuôn áp su?t cao là m?t k? thu?t ph? bi?n h?n so v?i ?úc khuôn áp su?t th?p và ???c s? d?ng th??ng xuyên
h?n g?p ?ôi.

Lý t??ng cho các h?p kim m?m nh? nhôm và k?m, ?úc áp l?c cao liên quan ??n vi?c ép kim lo?i l?ng vào khuôn ? áp su?t cao và t?c ?? cao, ?òi h?i m?t l?c ép m?nh ?? gi? cho khuôn ?óng l?i. Do ?ó, quá trình này ??t h?n so v?i ?úc áp th?p.

?úc khuôn áp su?t th?p là m?t hình th?c ?úc khuôn ch?m h?n, ép kim lo?i nóng ch?y vào khuôn nh? nhàng h?n. Nó phù h?p v?i các h?p kim có ?i?m nóng ch?y th?p. M?c dù ch?m h?n so v?i ?úc áp l?c cao, quá trình ?úc kim lo?i ? áp su?t th?p phù h?p v?i hình d?ng ph?c t?p và có th? t?o ra các b? ph?n r?t b?n.

– Kim lo?i ?úc

M?t lo?t các kim lo?i phù h?p v?i quá trình ?úc. Tuy nhiên, ba v?t li?u ?úc ph? bi?n nh?t ???c ch?p nh?n là nhôm, k?m và magie.

– Nhôm ?úc

Nhôm ?úc là ph??ng pháp ph? bi?n nh?t ?? t?o thành nhôm. Nó ???c s? d?ng ?? s?n xu?t các m?t hàng nh? b? ph?n công nghi?p và ô tô, ch?ng h?n nh? h?p s? và ??ng c? t? các h?p kim nh? A380 và A383. Có m?t s? cách ?? th?c hi?n ?úc nhôm. ?úc nhôm là tuy?t v?i cho s?n xu?t kh?i l??ng l?n do t?c ?? và b? m?t hoàn thi?n tuy?t v?i c?a nó; ?úc khuôn v?nh vi?n phù h?p cho các b? ph?n nhôm siêu b?n; và ?úc cát thích h?p cho vi?c ?úc nhôm v?i s? l??ng nh? và hình h?c ph?c t?p.

B?t k? quy trình ?úc là gì, nhôm ?úc t?o ra các b? ph?n ch?c ch?n và nh?, do ?ó r?t linh ho?t.

– ?úc k?m

H?p kim k?m là kim lo?i ph? bi?n, giá c? ph?i ch?ng và ph? bi?n r?ng rãi phù h?p ?? ?úc. ?úc k?m th??ng liên quan ??n ?úc khuôn áp su?t cao, cho phép t? l? s?n xu?t cao và yêu c?u x? lý h?u k? t?i thi?u. Do k?m có tính l?u ??ng ?úc cao nên vi?c ?úc k?m có th? t?o ra các b? ph?n có thành r?t m?ng và các chi ti?t tinh x?o. K?m c?ng có th? ???c t?o hình ngu?i ?? k?t dính t?t h?n.

Các nhà s?n xu?t có th? l?a ch?n gi?a h?p kim k?m ZAMAK ho?c h?p kim k?m-nhôm (ZA). Các b? ph?n k?m ?úc bao g?m linh ki?n ô tô, b? ph?n ?i?u hòa không khí và linh ki?n ?i?n t?.

– ?úc magiê

?úc – c? th? là ?úc khuôn áp su?t cao – cho ??n nay là quy trình gia công kim lo?i ph? bi?n nh?t ?? s?n xu?t các b? ph?n b?ng magie, chi?m kho?ng 98% s?n l??ng các b? ph?n b?ng magie.

Vì magie là kim lo?i nh? nh?t trong t?t c? các kim lo?i k?t c?u nên nó r?t lý t??ng cho các ?ng d?ng làm nh?. Các ?u ?i?m khác c?a ?úc magiê bao g?m các b?c t??ng r?t m?ng, chi ti?t tuy?t v?i và t? l? ?? c?ng trên tr?ng l??ng t?t.

V?i s? l??ng nh?, các b? ph?n magie c?ng có th? ???c ch? t?o b?ng ph??ng pháp ?úc th?ch cao, m?c dù ?úc khuôn magie là t?t nh?t cho các ?ng d?ng chuyên nghi?p.

Tags: , , , , , , , ,