Đúc là một trong những phương pháp tạo hình kim loại sớm nhất được con người biết đến. Nói chung, nó có nghĩa là đổ kim loại nóng chảy vào khuôn chịu lửa có khoang có hình dạng cần tạo và cho phép nó đông đặc lại. Khiđược hóa rắn, vật kim loại mong muốn được lấy ra khỏi khuôn chịu lửa bằng cách phá vỡ khuôn hoặc bằng cách tháo khuôn ra. Vật rắn được gọi là vật đúc. Quá trình này còn được gọi là thành lập, và nhà máy hiện đại tập trung vào việc đúc các bộ phận kim loại được gọi làxưởng đúc.
1. Lịch sử quá trình đúc
Quá trình đúc có lẽ được phát hiện vào khoảng năm 3500 trước Công nguyên ở Lưỡng Hà. Ở nhiều nơi trên thế giới trong thời kỳ đó, rìu đồng và các đồ vật phẳng khác được chế tạo trong các khuôn hở làm bằng đá hoặc nung.đất sét. Những khuôn này về cơ bản là một mảnh duy nhất. Nhưng ở thời kỳ sau, khi cần phải chế tạo các vật thể tròn, những khuôn đó được chia thành hai hoặc nhiều phần để tạo điều kiện cho việc rút các vật thể tròn ra.Thời đại đồ đồng (khoảng 2000 năm trước Công nguyên) mang lại nhiều sự tinh tế hơn cho quá trình đúc. Có lẽ đây là lần đầu tiên người ta phát minh ra lõi để tạo ra các túi rỗng bên trong đồ vật. Những lõi này được làm bằng đất sét nung.Ngoài ra, quy trình cire perdue hoặc sáp bị mất đã được sử dụng rộng rãi để làm đồ trang trí và đồ mỹ nghệ.
Công nghệ đúc đã được người Trung Quốc cải tiến rất nhiều từ khoảng năm 1500 trước Công nguyên. Trước đó, không có bằng chứng nào về hoạt động casting diễn viên ở Trung Quốc. Họ dường như không tuyệt vờiquen thuộc với quy trình cire perdue cũng như không sử dụng nó rộng rãi mà thay vào đó chuyên về các khuôn nhiều mảnh để thực hiện các công việc có độ phức tạp cao. Họ đã dành rất nhiều thời gian để hoàn thiện khuôn mẫu đến từng chi tiết cuối cùng sao cho khó có thểbất kỳ công việc hoàn thiện nào cũng được yêu cầu đối với vật đúc được làm từ khuôn. Có lẽ họ đã làm những chiếc khuôn chứa những mảnh ghép được lắp đặt cẩn thận, số lượng từ ba mươi chiếc trở lên. Trên thực tế, nhiều khuôn mẫu như vậy đã được khai quậttrong các cuộc khai quật khảo cổ ở nhiều vùng khác nhau của Trung Quốc.
Nền văn minh Thung lũng Indus còn được biết đến với việc sử dụng rộng rãi việc đúc đồng và đồng thau để làm đồ trang trí, vũ khí, công cụ và đồ dùng. Nhưng không có nhiều cải tiến về công nghệ. Từ biến thểĐối với các đồ vật và tượng nhỏ được khai quật từ các địa điểm ở Thung lũng Indus, họ dường như đã quen thuộc với tất cả các phương pháp đúc đã biết như khuôn mở, khuôn từng mảnh và quy trình cire perdue.
Mặc dù Ấn Độ có thể được ghi nhận là người đã phát minh ra thép nấu kim loại, nhưng không có nhiều bằng chứng về việc chế tạo sắt ở Ấn Độ. Có bằng chứng cho thấy việc chế tạo đồ 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 nằm gần tháp 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. Đây được cho là củathời kỳ Chandragupta II (375-413 sau CN) của triều đại Gupta. Tốc độ rỉ sét của cây cột đứng bên ngoài ngoài trời này thực tế bằng 0 và ngay cả phần bị chôn vùi cũng bị rỉ sét với tốc độ cực kỳ chậm. Cái nàyphải được đúc trước và sau đó được rèn thành hình dạng cuối cùng.
2. Ưu điểm và hạn chế
Quá trình đúc được sử dụng rộng rãi trong sản xuất vì có nhiều ưu điểm. Vật liệu nóng chảy chảy vào bất kỳ phần nhỏ nào trong khoang khuôn và do đó, mọi hình dạng phức tạp bên tronghoặc bên ngoài – có thể được thực hiện bằng quá trình đúc. Thực tế có thể đúc bất kỳ vật liệu nào có thể là kim loại màu hoặc kim loại màu. Hơn nữa, các công cụ cần thiết để đúc khuôn rất đơn giản vàkhông tốn kém. Kết quả là, để sản xuất thử nghiệm hoặc sản xuất một lô nhỏ, đây là một phương pháp lý tưởng. Trong quá trình đúc, có thể đặt lượng vật liệu chính xác theo yêu cầu. Kết quả làcó thể đạt được sự giảm trọng lượng trong thiết kế.Vật đúcthường được làm mát đồng đều từ mọi phía và do đó chúng được coi là không có đặc tính định hướng. Có một số kim loại và hợp kimchỉ có thể được xử lý bằng cách đúc chứ không phải bằng bất kỳ quy trình nào khác như rèn vì những cân nhắc về luyện kim. Có thể đúc được mọi kích thước và trọng lượng, thậm chí lên tới 200 tấn.
Tuy nhiên, độ chính xác về kích thước và độ hoàn thiện bề mặt đạt được bằng phương pháp thông thườngquá trình đúc cátsẽ không đủ cho ứng dụng cuối cùng trong nhiều trường hợp. Để xem xét những trường hợp này, một số phương pháp đúc đặc biệtcác quy trình như diecasting đã được phát triển, chi tiết về chúng sẽ được trình bày trong các chương sau. Ngoài ra, quá trình đúc cát đòi hỏi nhiều lao động ở một mức độ nào đó và do đó có nhiều cải tiến nhằm vào nó,chẳng hạn như cơ giới hóa máy đúc và đúc. Với một số vật liệu, thường khó loại bỏ các khuyết tật phát sinh do hơi ẩm có trongđúc cát.
3. Điều khoản tuyển diễn viên
Trong các chương tiếp theo, chúng ta sẽ xem chi tiết về quá trình đúc cát, đại diện cho quá trình đúc cơ bản. Trước khi đi vào chi tiết của quy trình, việc xác định một số từ vựng đúc sẵn sẽ làphù hợp.
Bình– Bình đúc là bình giữ nguyên khuôn cát. Tùy thuộc vào vị trí của bình trong cấu trúc khuôn mà nó được gọi bằng nhiều tên khác nhau như kéo, đối phó và má. Nó được làm bằng gỗcho các ứng dụng tạm thời hoặc nói chung hơn là bằng kim loại để sử dụng lâu dài.
Lôi kéo– Bình đúc dưới
đối phó– Bình đúc trên
Má– Bình đúc trung gian dùng trong đúc ba mảnh.
Mẫu– Mẫu là bản sao của đối tượng cuối cùng được tạo ra với một số sửa đổi. Khoang khuôn được thực hiện với sự trợ giúp của mẫu.
Đường chia tay– Đây là đường phân chia 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
Bảng dưới cùng– Đây là loại ván thường được làm bằng gỗ, được sử dụng khi bắt đầu làm khuôn. Đầu tiên, hoa văn được giữ ở tấm ván phía dưới, cát được rắc lên đó và sau đó việc đâm được thực hiện bằng lực kéo.
Đối mặt với cát– Một lượng nhỏ vật liệu cacbon được rắc lên bề mặt bên trong của khoang đúc để mang lại bề mặt hoàn thiện tốt hơn cho vật đúc
Cát đúc– Là vật liệu chịu lửa mới được chuẩn bị để làm khoang khuôn. Nó là hỗn hợp của đất sét silic và độ ẩm với tỷ lệ thích hợp để đạt được kết quả như mong muốn và nó bao quanhmẫu trong khi làm khuôn.
Cát lót– Nó là thành phần cấu thành nên hầu hết vật liệu chịu lửa có trong khuôn. Nó được tạo thành từ cát đã qua sử dụng và bị đốt cháy.
Cốt lõi– Dùng để tạo các lỗ rỗng trong vật đúc.
Đổ lưu vực– Một khoang nhỏ hình phễu ở đầu khuôn để đổ kim loại nóng chảy vào.
Spur– Đường đi qua đó kim loại nóng chảy từ chậu rót tới lòng khuôn. Trong nhiều trường hợp, nó kiểm soát dòng chảy của kim loại vào khuôn.
Á quân– Các lối đi trong mặt phân khuôn mà qua đó dòng kim loại nóng chảy được điều chỉnh trước khi chúng tới khoang khuôn.
Cổng– Điểm vào thực tế mà qua đó kim loại nóng chảy đi vào lòng khuôn.
chuỗi hạt– Chaplets dùng để đỡ các lõi bên trong khoang khuôn nhằm đảm bảo trọng lượng của bản thân và khắc phục lực tĩnh điện.
Sự ớn lạnh– Chills là những vật kim loại được đặt vào khuôn nhằm tăng tốc độ làm nguội của vật đúc nhằm mang lại tốc độ làm nguội đồng đều hoặc theo mong muốn.
Riser– Là nơi chứa kim loại nóng chảy được cung cấp trong quá trình đúc để kim loại nóng có thể chảy ngược vào khoang khuôn khi thể tích kim loại bị giảm do đông đặc
4. Quy trình làm khuôn cát
Quy trình làm khuôn cát điển hình được mô tả theo các bước sau:
Đầu tiên, một tấm ván phía dưới được đặt trên bệ đúc hoặc trên sàn, làm cho bề mặt bằng phẳng. Bình đúc kéo được giữ lộn ngược trên bảng phía dưới cùng với phần kéo củahoa văn ở giữa bình trên bảng. Phải có đủ khoảng trống giữa mẫu và thành bình trong khoảng từ 50 mm đến 100 mm. Cát khô được rắc lên trênbảng và hoa văn để tạo ra một lớp không dính. Cát đúc mới được chuẩn bị có chất lượng cần thiết hiện được đổ vào khuôn kéo và trên mẫu với độ dày từ 30 đến 50 mm. Phần còn lại của bình kéo làđược lấp đầy hoàn toàn bằng cát dự phòng và được đầm đều để nén cát. Việc đầm cát phải được thực hiện đúng cách, không nén quá chặt khiến khí khó thoát ra ngoài,cũng không quá lỏng khiến khuôn không đủ bền. Sau khi đầm xong, cát thừa trong bình được cạo hoàn toàn bằng thanh phẳng ngang với mép bình.
Giờ đây, với dây thông hơi, là dây có đường kính từ 1 đến 2 mm có đầu nhọn, các lỗ thông hơi được tạo ra khi kéo đến độ sâu tối đa của bình cũng như theo mẫu để tạo điều kiện thuận lợi cho việc loại bỏ khí trong quá trình đúcsự hóa rắn. Điều này hoàn thành việc chuẩn bị kéo.
Bình kéo đã hoàn thiện bây giờ được lăn xuống tấm ván phía dưới để lộ ra họa tiết như trong ảnh. Sử dụng một vết bóng, các cạnh cát xung quanh mẫu được sửa chữa và một nửa đối tượng của mẫu được đặt lên trên.mẫu kéo, căn chỉnh nó với sự trợ giúp của các chốt chốt. Bình chứa phía trên thanh kéo được đặt thẳng hàng trở lại nhờ sự trợ giúp của các chốt. Cát chia tay khô được rắc khắp phần kéo và trên mẫu.
Chốt rót để tạo đường dẫn cho rót được đặt ở khoảng cách nhỏ khoảng 50 mm so với mẫu. Ngoài ra, chốt nâng cao nếu cần sẽ được giữ ở nơi thích hợp và cát đúc mới được chuẩn bị tương tự như vậylực kéo cùng với cát nền được rắc. Cát được đầm kỹ, cát thừa được cạo và các lỗ thông hơi được tạo khắp nơi trên thân xe giống như khi kéo.
Chốt rót và chốt nâng e được rút cẩn thận ra khỏi bình. Sau đó, chậu rót được cắt ở gần đầu rót. Đối phó được tách biệt khỏi lực cản và bất kỳ cát lỏng lẻo nào trên bề mặt đối phó và kéolực cản được thổi bay nhờ sự trợ giúp của ống thổi. Bây giờ, các nửa đối tượng và mẫu kéo được rút ra bằng cách sử dụng các gai rút và gõ mẫu xung quanh để phóng to một chút khoang khuôn sao chotường khuôn không bị hư hỏng do hoa văn rút lui. Các đường chạy và cổng được cắt vào khuôn một cách cẩn thận để không làm hỏng khuôn. Bất kỳ cát thừa hoặc cát rời nào được tìm thấy trong các đường dẫn và khoang khuôn đều được 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 dẫn, điều này sẽ mang lại cho vật đúc thành phẩm một bề mặt hoàn thiện tốt.
Lõi cát khô được chuẩn bị bằng hộp lõi. Sau khi nướng thích hợp, nó được đặt vào khoang khuôn như trong ảnh. Đối phó được thay thế bằng lực kéo đảm bảo sự liên kết của cả hai bằngghim. Một vật nặng phù hợp được giữ trên nắp để chịu lực tĩnh điện hướng lên trong quá trình đổ kim loại nóng chảy. Bây giờ khuôn như trong ảnh đã sẵn sàng để đổ.
Thời gian đăng: 25/12/2020