Khái Niệm Và Quá Trình đúc Khuôn Mẫu Cố định - YP.VN

Đúc khuôn cố định là một quá trình đúc kim loại có chung đặc điểm giống với cả đúc khuôn cắt và đúc khuôn mẫu chảy. Bởi vì trong đúc khuôn cát, kim loại nấu chảy được đổ vào khuôn và được kẹp chặt cho đến tận khi vật liệu nguội đi và hóa rắn để trở thành vật liệu có hình dạng như mong muốn. Tuy nhiên đúc khuôn cát sử dụng khuôn tạm thời, nó sẽ bị phá hủy ngay sau mỗi quá trình. Đối với khuôn đúc cố định, giống như đúc khuôn mẫu chảy, người ta sử dụng khuôn kim loại (khuôn cố định) được làm chủ yếu từ thép hoặc sắt đúc và có thể được sử dụng lại sau hàng nghìn lần sử dụng. Bởi vì kim loại nấu chảy được đổ vào khuôn và không được phun mạnh, đúc khuôn cố định thường được cho là đúc khuôn cố định sử dụng trọng trường.

Đúc khuôn cố định thường được sử dụng chủ yếu cho sản xuất với năng suất cao đối với các loại sản phẩm kim loại nhỏ và đơn giản với độ dày thành không đồng đều. Kim loại màu như hợp kim nhôm, hợp kim ma-giê, hợp kim đồng. Tuy nhiên, sắt và thép có thể đúc được bằng việc sử dụng khuôn gra-phit. Các sản phẩm đúc khuôn cố định thông thường bao gồm bánh răng, hộp bánh răng, và các bộ phận trên xe hơi và máy bay ví dụ như: pit tong, cánh bơm, và bánh xe.

Quá trình đúc khuôn cố định bao gồm các bước như sau:

1. Chuẩn bị khuôn: trước tiên, khuôn cần được nung nóng với nhiệt độ khoảng 150-260 độ C để giúp dòng kim loại di chuyển tốt hơn và giảm thiểu các lỗi có thể. Sau đó người ta sử dụng một lớp phủ bằng gốm lên bề mặt khoang khuôn để giúp cho việc tháo rời sản phẩm chi tiết được dễ dàng hơn và giúp kéo dài tuổi thọ của khuôn.
2. Lắp ráp khuôn: khuôn bao gồm ít nhất hai phần- hai nửa khuôn và các lõi bất kì được sử dụng để hình thành nên các đặc điểm phức tạp. Những lõi như thế được làm chủ yếu từ sắt, thép, nhưng lõi cát tạm thời đôi khi cũng được sử dụng. Trong bước này, lõi được chèn vào và hai nửa khuôn được kẹp chặt lại với nhau.
3. Đổ khuôn: kim loại nấu chảy được đổ từ từ từ máng vào khuôn thông qua rãnh rót ở trên đầu khuôn. Dòng chảy kim loại đi vào rãnh rồi tiến vào khoang khuôn
4. Làm nguội: kim loại nấu chảy được làm nguội và hóa rắn trong khuôn
5. Mở khuôn: sau khi kim loại hóa rắn, hai nửa khuôn được mở ra và sản phẩm được tháo khỏi khuôn
6. Cắt/gọt: trong suốt quá trình làm nguôi, kim loại bán vào rãnh hóa rắn dính vào sản phẩm, cho nên phần vật liệu thừa bám vào sảm phẩm sẽ bị cắt bỏ.

Ngoài những bước cơ bản như trên, còn có nhiều thay đổi trong quá trình đúc khuôn cố định để phù hợp với những ứng dụng đặc biệt khác. Ví dụ về những thay đổi bao gồm như sau:

–          Đúc rỗng: khi đúc khuôn cố định, kim loại nấu chảy được đổ vào khuôn và bắt đầu hóa rắn trên bề mặt khoang khuôn. Khi lượng nguyên liệu hóa rắn bằng với độ dày của thành, phần nguyên liệu còn lại ( tức là phần vẫn chưa hóa rắn hoàn toàn) được đổ ra ngoài khuôn, vì vậy mà đúc rỗng được sử dụng để sản xuất ra các sản phẩm lỗ rỗng mà không sử dụng lõi.

– Đúc khuôn cố định áp lực thấp: thay vì được đổ, kim loại nấu chảy sử dụng không khí áp suất thấp để đổ kim loại nấu chảy vào khuôn. Việc sử dụng loại áp lực này vào việc đổ kim loại nấu chảy vào khuôn luôn duy trì ở mức đầy và giảm thiểu khả năng bị co ngắn lại trong quá trình làm nguội. Nhờ vậy mà người ta có thể đúc ra được các chi tiết hoàn hảo và thành mỏng hơn so với đúc khuôn cố định thông thường.

–          Đúc khuôn cố định sử dụng môi trường chân không: tương tự như đối với đúc khuôn cố định áp lực thấp, nhưng đúc bằng áp lực chân không này được sử dụng để đổ đầy vào khuôn. Do đó người ta có thể tạo ra các chi tiết có thành mỏng hơn và hoàn chỉnh hơn, và những tính chất cơ học của sản phẩm sẽ được cải thiện.

Tiêu chí	Tính khả thi
Hình dạng:	Thành : phức tạprắn: hình trụthể rắn: hình lập phươngThể rắn: hình dạng phức tạp	Dẹt, phẳngthành dày: hình trụthành dày; hình lập phương
Kích thước chi tiết:	Trọng lượng: 2 oz – 660 lb
Vật liệu:	NhômĐồngMa giê	Kim loạihợp kim nhômthép các bonsắt đúcthép không gỉChìNi-kenThiếcTitankẽm
Bán kính bề mặt hoàn chỉnh:	125 – 250 μin	32 – 400 μin
Dung sai:	± 0.015 in.	± 0.01 in.
Độ dày thành tối đa:	0.08 – 2 in.	0.08 – 2 in.
Số lượng:	1000 – 100000	500 – 1000000
Thời gian chờ:	Hàng tháng	Tuần
Ưu điểm:	Có thể tạo ra các hình dạng phức tạpTính chất cơ học tốtĐa dạng trong lựa chọn vật liệuMật độ rỗ thấpChi phí nhân công thấpPhế liệu có thể được tái chế
Nhược điểm:	Chi phí công cụ caoThời gian chờ lâu
ứng dụng :	Bánh răng, bánh xe, các bộ phận của động cơ

Nguồn: thietkekhuon.com