Công Nghệ 11 Bài 16: Công Nghệ Chế Tạo Phôi

1. Tóm tắt lý thuyết

1.1. Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

a. Bản chất

Đúc là rót kim loại lỏng vào khuôn, sau khi kim loại lỏng kết tinh và nguội người ta nhận được vật đúc có hình dạng và kích thước của lòng khuôn.

Có nhiều phương pháp đúc khác nhau như đúc trong khuôn cát, đúc trong khuôn kim loại,…

b. Ưu nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc

- Ưu điểm:

+ Đúc được tất cả các kim loại và hợp kim khác nhau.

+ Đúc được các vật có khối lượng từ vài gam tới vài trăm tấn, các vật có hình dạng và kết cấu bên trong và bên ngoài phức tạp.

+ Nhiều phương pháp đúc hiện đại có độ chính xác và năng suất rất cao.

- Nhược điểm: Tạo ra các khuyết tật như rỗ khí, rỗ xỉ, không điền đầy lòng khuôn, vật đúc bị nứt…

c. Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát

- Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc trong khuôn cát gồm các bước chính sau đây

- Quá trình đúc tuân theo các bước:

+ Bước 1: Chuẩn bị mẫu và vật liệu làm khuôn.

Mẫu làm bằng gỗ hoặc nhôm có hình dạng và kích thước giống như chi tiết cần đúc. Vật liệu làm khuôn cát là hỗn hợp của cát (khoảng 70-80%), chất dính kết là đất sét (khoảng 10-20%), còn lại là nước. Trộn đều hỗn hợp

+ Bước 2: Tiến hành làm khuôn.

Dùng mẫu làm khuôn trên nền cát được lòng khuôn có hình dạng, kích thước giống vật đúc.

+ Bước 3: Chuẩn bị vật liệu nấu.

Vật liệu nấu gồm gang, than đá và chất trợ dung (đá vôi) được xác định theo một tỉ lệ xác định.

+ Bước 4: Nấu chảy và rót kim loại lỏng vào khuôn.

• Tiến hành nấu chảy rồi rót gang lỏng vào khuôn. Sau khi gang kết tinh và nguội, dỡ khuôn, thu được vật đúc.
• Vật đúc sử dụng ngay được gọi là chi tiết đúc .
• Vật đúc phải qua gia công cắt gọt gọi là phôi đúc .

1.2. Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp gia công áp lực

a. Bản chất

- Gia công kim loại bằng áp lực là dùng ngoại lực thông qua các dụng cụ, thiết bị (búa tay, búa máy) làm cho kim loại biến dạng dẻo nhằm tạo ra vật thể có hình dạng, kích thước theo yêu cầu. Khi gia công kim loại bằng áp lực, thành phần và khối lượng vật liệu không đổi.

- Khi gia công áp lực, người ta thường sử dụng các dụng cụ:

- Gia công áp lực dùng chế tạo các dụng cụ gia đình như dao, lưỡi cuốc,… và dùng để chế tạo phôi cho gia công cơ khí. Có các phương pháp gia công áp lực sau:

+ Rèn tự do: Người công nhân làm biến dạng kim loại ở trạng thái nóng theo hướng định trước bằng búa tay hoặc búa máy để thu được chi tiết có hình dạng và kích thước theo yêu cầu.

+ Dập thể tích: Khuôn dập thể tích được bằng thép có độ bền cao. Khi dập, thể tích kim loại ở trạng thái nóng bị biến dạng trong lòng khuôn dưới tác dụng của máy búa hoặc máy ép.

b. Ưu, nhược điểm

- Ưu điểm: Có cơ tính cao. Dập thể tích dễ cơ khí hoá và tự động hoá, tạo được phôi có độ chính xác cao về hình dạng và kích thước. Tiết kiệm được kim loại và giảm chi phí cho gia công cắt gọt.

- Nhược điểm: Không chế tạo được các sản phẩm có hình dạng, kích thước phức tạp, kích thước lớn. Không chế tạo được các sản phẩm có tính dẻo kém. Rèn tự do có độ chính xác kém, năng xuất thấp , điều kiện làm việc nặng nhọc

1.3. Công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp gia công hàn

a. Bản chất: Hàn là phương pháp nối được các chi tiết lại với nhau bằng cách nung nóng chỗ nối đến trạng thái chảy, sau khi kim loại kết tinh sẽ tạo thành mối hàn.

b. Ưu, nhược điểm

- Ưu điểm:

• Tiết kiệm được kim loại, Nối được các kim loại có tính chất khác nhau.
• Tạo được các chi tiết có hình dạng, kết cấu phức tạp.
• Mối hàn có độ bền cao, kín.

- Nhược điểm: Do biến dạng nhiệt không đều nên chi tiết dễ bị cong, vênh.

c. Một số phương pháp hàn thông dụng

Một số phương pháp hàn thông dụng được trình bày trong bảng 16.1

2. Bài tập minh họa

Bài 1: Trình bày bản chất và ưu, nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp gia công áp lực.

Hướng dẫn giải:

- Bản chất: Dùng máy ngoại lực tác dụng thông qua các dụng cụ hoặc thiết bị làm cho kim loại biến dạng dẻo theo hướng định trước nhằm tạo được vật thể có hình dạng, kích thước thoe yêu cầu. Gia công áp lực không làm thay đổi khối lượng và thành phần vật liệu.

- Ưu điểm: Dập thể tích đễ cơ khí hóa và tự động hóa.Phôi tạo thành có độ chính xác cao. Tiết kiệm đực kim loại và giảm chi phí gia công cắt gọt.

- Nhược điểm: Không chế tạo được vật thể có hình dạng phức tạp hoặc quá lớn, vật liệu có tính dẻo kém, rèn tự do cho độ chính xác và năng suất thấp, điều kiện làm việc nặng nhọc.

Bài 2: Trình bày bản chất và ưu, nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp hàn.

Hướng dẫn giải:

- Bản chất: Nối các chi tiết kim loại với nhau bằng cách nung nóng chỗ nối đến tráng thái chảy, sau khi kim loại kết tinh sẽ tạo thành mối hàn.

- Ưu điểm: Tiết kiệm được kim loại, nối được các kim loại có tính chất khác nhau. Hàn tạo ra được các chi tiết có hình dạng, kết cấu phức tạp. Độ bền của mối hàn cao và kín.

- Nhược điểm: Các chi tiết hàn dễ bị cong, vênh.

3. Luyện tập

3.1. Bài tập tự luận

Câu 1: Trình bày bản chất và ưu, nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc.

Câu 2: Trình bày bản chất và ưu, nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp gia công áp lực.

Câu 3: Trình bày bản chất và ưu, nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp hàn.

Câu 4: Trình bày bản chất và ưu, nhược điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc.

3.2. Bài tập trắc nghiệm

Câu 1: Ưu điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp gia công áp lực là:

A. Có cơ tính cao

B. Chế tạo được vật có kích thước từ nhỏ đến lớn

C. Chế tạo phôi từ vật có tính dẻo kém

D. Chế tạo được vật có kết cấu phức tạp

Câu 2: Hàn là phương pháp nối các chi tiết kim loại với nhau bằng cách:

A. Nung nóng chi tiết đến trạng thái chảy

B. Nung nóng chỗ nối đến trạng thái chảy

C. Làm nóng để chỗ nối biến dạng dẻo

D. Làm nóng để chi tiết biến dạng dẻo

Câu 3: Phương pháp gia công áp lực:

A. khối lượng vật liệu thay đổi

B. thành phần vật liệu thay đổi

C. làm kim loại nóng chảy

D. dùng ngoại lực tác dụng thông qua dụng cụ hoặc thiết bị như búa tay, búa máy

Câu 4: Cả hai phương pháp hàn hồ quang tay và hàn hơi đều sử dụng:

A. Kìm hàn

B. Mỏ hàn

C. Que hàn

D. Ống dẫn khí oxi

Câu 5: Ưu điểm của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp hàn:

A. mối hàn kém bền

B. mối hàn hở

C. dễ cong vênh

D. tiết kiệm kim loại

3.3. Trắc nghiệm Online

Các em hãy luyện tập bài trắc nghiệm Công nghệ chế tạo phôi Công nghệ 11 sau để nắm rõ thêm kiến thức bài học.

Trắc Nghiệm

4. Kết luận

- Sau khi học xong bài này các em cần nắm vững các nội dung trọng tâm sau:

• Biết được bản chất của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp đúc.
• Biết được bản chất của công nghệ chế tạo phôi bằng phương pháp gia công áp lực.