Đúc là một trong những phương pháp tạo hình kim loại sớm nhất mà con người biết đến.Nói chung, nó có nghĩa là đổ kim loại nóng chảy vào một khuôn chịu lửa với một khoang có hình dạng được tạo ra và để cho nó đông đặc lại.Khi nàođông đặc, vật thể kim loại mong muốn được lấy ra khỏi khuôn chịu lửa bằng cách bẻ khuôn hoặc bằng cách tách khuôn ra.Vật thể đông đặc được gọi là vật đúc.Quá trình này còn được gọi là thành lập, và nhà máy hiện đại đang tập trung vào đúc các bộ phận kim loại được gọi làxưởng đúc.
1. Lịch sử của quá trình đúc
Quá trình đúc có lẽ đã được phát hiện vào khoảng năm 3500 trước Công nguyên ở Mesopotamia.Ở nhiều nơi trên thế giới trong thời kỳ đó, rìu đồng và các vật thể phẳng khác được đúc trong khuôn hở làm bằng đá hoặc nung.đất sét.Những khuôn này về cơ bản là ở dạng đơn chiếc.Nhưng trong các thời kỳ sau, khi các vật thể tròn được yêu cầu chế tạo, các khuôn như vậy được chia thành hai hoặc nhiều phần để thuận tiện cho việc rút các vật thể tròn.Thời đại đồ đồng (khoảng 2000 năm trước Công nguyên) đã mang lại nhiều tinh chỉnh hơn trong quá trình đúc.Có lẽ lần đầu tiên, một lõi để tạo ra các túi rỗng trong các đồ vật đã được phát minh.Những lõi này được làm bằng đất sét nung.Ngoài ra, quá trình sáp cũ hoặc sáp bị mất được sử dụng rộng rãi để làm đồ trang trí và các tác phẩm tinh xảo.
Công nghệ đúc đã được cải tiến rất nhiều bởi người Trung Quốc từ khoảng 1500 năm trước Công nguyên.Trước đó, không có bằng chứng về bất kỳ hoạt động đúc nào được tìm thấy ở Trung Quốc.Họ dường như không phải là tuyệt vờifamillar với quy trình cire perdue cũng không được sử dụng rộng rãi mà thay vào đó là chuyên dụng trong các khuôn đúc nhiều mảnh để thực hiện các công việc phức tạp.Họ đã dành rất nhiều thời gian để hoàn thiện khuôn đến từng chi tiết cuối cùng sao cho khóbất kỳ công việc hoàn thiện nào được yêu cầu đối với việc đúc được làm từ khuôn.Họ có thể làm khuôn mẫu có chứa các mảnh được lắp cẩn thận, đánh số từ ba mươi chiếc trở lên.Trên thực tế, nhiều khuôn mẫu như vậy đã được khai quậttiến hành khai quật khảo cổ học ở nhiều vùng khác nhau của Trung Quốc.
Nền văn minh Thung lũng Indus cũng được biết đến với việc sử dụng rộng rãi việc đúc đồng và đồng để làm đồ trang trí, vũ khí, công cụ và đồ dùng.Nhưng không có nhiều cải tiến trong công nghệ.Từ các biến thểous các đồ vật và tượng nhỏ được khai quật từ các địa điểm ở Thung lũng Indus, chúng dường như đã quen thuộc với tất cả các phương pháp đúc được biết đến như khuôn mở, khuôn mảnh và quy trình nung chảy.
Mặc dù Ấn Độ có thể được ghi nhận với việc phát minh ra thép nấu được, nhưng không có nhiều cơ sở sản xuất sắt được thấy rõ ở Ấn Độ.Có bằng chứng cho thấy việc đúc sắt đã bắt đầu vào khoảng năm 1000 trước Công nguyên ở Syria và Ba Tư.Nó xuất hiệncái đóđúc sắtCông nghệ ở Ấn Độ đã được sử dụng từ thời Alexander Đại đế xâm lược, khoảng năm 300 trước Công nguyên.
Cây cột sắt nổi tiếng hiện nay nằm gần minar Qutb ở Delhi là một ví dụ về kỹ năng luyện kim của người Ấn Độ cổ đại.Nó dài 7,2 m và được làm bằng sắt nguyên chất dễ uốn.Điều này được giả định là củathời kỳ Chandragupta II (375-413 sau Công Nguyên) của triều đại Gupta.Tốc độ rỉ sét của cây cột này, đứng ngoài trời thực tế là bằng không và ngay cả phần bị chôn vùi cũng bị gỉ với tốc độ cực kỳ chậm.Đâyphải được đúc đầu tiên và sau đó được rèn đến hình dạng cuối cùng.
2. Ưu điểm và Hạn chế
Quá trình đúc được sử dụng rộng rãi trong sản xuất vì nhiều ưu điểm của nó.Vật liệu nóng chảy chảy vào bất kỳ phần nhỏ nào trong khoang khuôn và như vậy, bất kỳ hình dạng phức tạp nào – bên tronghoặc bên ngoài – có thể được thực hiện với quá trình đúc.Thực tế có thể đúc bất kỳ vật liệu nào có thể là kim loại đen hoặc kim loại màu.Hơn nữa, các công cụ cần thiết cho khuôn đúc rất đơn giản vàkhông tốn kém.Do đó, để sản xuất thử hoặc sản xuất số lượng ít là một phương pháp lý tưởng.Có thể trong quá trình đúc, để đặt số lượng vật liệu ở nơi nó được yêu cầu chính xác.Kết quả làgiảm trọng lượng trong thiết kế có thể đạt được.Đúcthường được làm mát đồng nhất từ tất cả các sid và do đó chúng được cho là không có đặc tính định hướng.Có một số kim loại và hợp kimmà chỉ có thể được xử lý bằng cách đúc chứ không phải bằng bất kỳ quá trình nào khác như rèn vì các cân nhắc về luyện kim.Có thể đúc với bất kỳ kích thước và trọng lượng nào, thậm chí lên đến 200 tấn.
Tuy nhiên, độ chính xác về kích thước và độ hoàn thiện bề mặt đạt được bình thườngquá trình đúc cátsẽ không đủ cho ứng dụng cuối cùng trong nhiều trường hợp.Để xem xét những trường hợp này, một số đúc đặc biệtcác quy trình như diecasting đã được phát triển, các chi tiết của chúng sẽ được trình bày trong các chương sau.Ngoài ra, quá trình đúc cát ở một mức độ nào đó cũng cần nhiều lao động và do đó có nhiều cải tiến nhằm vào nó,chẳng hạn như máy đúc và cơ giới hóa xưởng đúc.Với một số vật liệu, thường rất khó để loại bỏ các khuyết tật phát sinh do độ ẩm có trongcát đúc.
3. Điều khoản truyền
Trong các chương tiếp theo, dấu hiệu của quá trình đúc cát, đại diện cho quy trình cơ bản của quá trình đúc sẽ được nhìn thấy.Trước khi đi vào chi tiết của quá trình, xác định một số từ vựng đúc sẽ làphù hợp.
Bình giữ nhiệt- Bình đúc là bình giữ nguyên khuôn cát.Tùy thuộc vào vị trí của bình trong cấu trúc khuôn, nó được gọi bằng nhiều tên khác nhau như kéo, chốt và má.Nó được tạo thành từ gỗcho các ứng dụng tạm thời hoặc nói chung là kim loại để sử dụng lâu dài.
Lôi kéo- Bình đúc dưới
Cope- Bình đúc trên
Má- Bình đúc trung gian dùng trong đúc ba mảnh.
Họa tiết- Mẫu là một bản sao của đối tượng cuối cùng sẽ được thực hiện với một số sửa đổi.Khoang khuôn được thực hiện với sự trợ giúp của hoa văn.
Đường chia tay- Đây là vạch phân cách giữa hai bình đúc tạo nên khuôn cát.Trong mô hình phân chia, nó cũng là đường phân chia giữa hai nửa của mô hình
Chân bảng- Đây là một tấm ván thường làm bằng gỗ, được sử dụng khi bắt đầu tạo khuôn.Đầu tiên, mô hình được giữ trên bảng dưới cùng, cát được rắc lên trên đó và sau đó việc kéo được thực hiện trong quá trình kéo.
Đối mặt với cát- Một lượng nhỏ vật liệu cacbon được rắc lên bề mặt bên trong của khoang đúc để tạo độ hoàn thiện bề mặt tốt hơn cho vật đúc
Khuôn cát- Là vật liệu chịu lửa mới chuẩn bị được sử dụng để làm lòng khuôn.Nó là một hỗn hợp của đất sét silica và độ ẩm theo tỷ lệ thích hợp để có được kết quả mong muốn và nó bao quanhtrong khi tạo khuôn.
Cát dự phòng- Nó là thứ cấu thành phần lớn vật liệu chịu lửa được tìm thấy trong khuôn.Điều này được tạo thành từ cát đã qua sử dụng và bị đốt cháy.
Cốt lõi- Nó được sử dụng để làm các khoang rỗng trong vật đúc.
Lưu vực đổ- Một khoang nhỏ hình phễu ở đầu khuôn để rót kim loại nóng chảy vào.
Spure- Đoạn mà kim loại nóng chảy từ chậu rót đến khoang khuôn.Trong nhiều trường hợp, nó kiểm soát dòng chảy của kim loại vào khuôn.
Á quân- Các lối đi trong mặt phẳng phân chia mà qua đó dòng kim loại nóng chảy được điều chỉnh trước khi chúng đến khoang khuôn.
Cổng- Điểm vào thực tế mà kim loại nóng chảy đi vào lòng khuôn.
Chaplet- Các tấm ghép được sử dụng để hỗ trợ các lõi bên trong lòng khuôn để đảm bảo trọng lượng của chính nó và khắc phục các lực kìm kim loại.
Làm lạnh- Phôi lạnh là những vật bằng kim loại, được đặt vào trong khuôn để tăng tốc độ nguội của vật đúc nhằm mang lại tốc độ nguội đồng đều hoặc mong muốn.
Ống đứng- Là bể chứa kim loại nóng chảy được cung cấp trong quá trình đúc để kim loại nóng chảy ngược vào lòng khuôn khi có sự giảm thể tích kim loại do đông đặc.
4. Quy trình làm khuôn cát
Quy trình sản xuất khuôn cát điển hình được mô tả theo các bước sau:
Đầu tiên, một tấm ván đáy được đặt trên bệ đúc hoặc trên sàn, làm cho bề mặt đồng đều.Bình đúc kéo được giữ úp ngược trên bảng dưới cùng với phần kéo củamẫu ở tâm của bình trên bảng.Phải có đủ khe hở giữa mẫu và thành bình có khoảng từ 50 mm đến 100 mm.Cát khô được rắc lên trênbảng và mô hình để cung cấp một lớp chống dính.Cát đúc mới được chuẩn bị sẵn có chất lượng cần thiết hiện được đổ vào kéo và lên hoa văn với độ dày từ 30 đến 50 mm.Phần còn lại của bình kéo làđổ đầy cát dự phòng và đầm đều để đầm cát.Việc xới cát nên làm đúng cách, không nên nén quá chặt làm cho khí thoát ra ngoài khó khăn,cũng không quá lỏng, như vậy khuôn sẽ không có đủ độ bền.Sau khi húc xong, dùng thanh gạt phẳng cát dư trong bình đến ngang với mép bình.
Bây giờ, với một dây thông hơi, là một dây có đường kính từ 1 đến 2 mm với một đầu nhọn, các lỗ thông hơi được tạo ra để kéo đến độ sâu đầy đủ của bình cũng như theo mô hình để tạo điều kiện loại bỏ khí. trong quá trình đúcsự đông đặc.Điều này hoàn thành việc chuẩn bị kéo.
Bình kéo đã hoàn thành bây giờ được cuộn xuống bảng dưới cùng để lộ ra mô hình như trong ảnh.Sử dụng một vết loang, các mép cát xung quanh mẫu sẽ được sửa lại và đặt một nửa phần còn lại của mẫu lên trênmô hình kéo, căn chỉnh nó với sự trợ giúp của chốt chốt.Bình ứng phó trên đầu kéo được đặt thẳng hàng trở lại với sự trợ giúp của các chốt.Phần cát khô được rắc lên khắp các thanh kéo và trên mô hình.
Một chốt sprue để tạo lối đi sprue được đặt ở một khoảng cách nhỏ khoảng 50 mm so với mẫu.Ngoài ra, ghim phát sinh nếu cần được giữ ở nơi thích hợp và cát đúc mới chuẩn bị tương tự nhưcủa lực cản cùng với cát nền được rắc lên.Cát được đập kỹ, cát thừa được cạo và các lỗ thông hơi được tạo ra khắp nơi như trong quá trình kéo.
Chốt sprue và chốt e riser được rút cẩn thận khỏi bình.Sau đó, bồn rót được cắt gần đỉnh của sprue.Đối tượng được tách ra khỏi lực kéo và bất kỳ cát rời nào trên giao diện đối phó và kéocủa lực cản bị thổi bay với sự trợ giúp của ống thổi.Bây giờ, các nửa khuôn mẫu kéo và khuôn kéo được rút lại bằng cách sử dụng các gai kéo và cào khuôn mẫu xung quanh để mở rộng một chút khoang khuôn sao chothành khuôn không bị hư hỏng bởi các hoa văn rút.Các đường chạy và cổng được cắt trong khuôn cẩn thận mà không làm hỏng khuôn.Bất kỳ cát thừa hoặc cát lỏng nào được tìm thấy trong đường chạy và khoang khuôn đều bị thổi bayđi bằng cách sử dụng ống thổi.Bây giờ, cát phủ ở dạng bột nhão được phủ lên khắp khoang khuôn và các đường chạy, điều này sẽ mang lại cho vật đúc hoàn thiện một bề mặt tốt.
Sử dụng hộp lõi để chuẩn bị lõi cát khô.Sau khi nướng phù hợp, nó được đặt trong khoang khuôn như trong hình.Sự đối phó được thay thế trên lực cản quan tâm đến sự liên kết của cả hai bằng cáchghim.Một trọng lượng thích hợp được giữ trên giá đỡ để tránh lực kìm kim loại hướng lên trong quá trình rót kim loại nóng chảy.Khuôn bây giờ, như trong ảnh đã sẵn sàng để đổ.
Thời gian đăng: 25-12-2020