Đúc khuôn vĩnh viễn là gì?

Đúc khuôn vĩnh viễn đề cập đến quá trình đúc sử dụng khuôn kim loại đặc biệt (khuôn) để nhận kim loại đúc lỏng nóng chảy. Nó phù hợp để sản xuấtvật đúcvới số lượng lớn. Quá trình đúc này được gọi là đúc khuôn kim loại hoặc đúc khuôn trọng lực, vì kim loại đi vào khuôn dưới tác dụng của trọng lực.

So với đúc cát, đúc khuôn vỏ hoặc đúc đầu tư, trong đó cần phải chuẩn bị khuôn cho mỗi lần đúc, đúc khuôn vĩnh viễn có thể tạo ra các vật đúc có hệ thống đúc giống nhau cho từng bộ phận đúc.

Vật liệu khuôn đúc vĩnh viễn được quyết định bằng cách xem xét nhiệt độ đổ, kích thước vật đúc và tần suất của chu trình đúc. Họ xác định tổng lượng nhiệt mà khuôn phải chịu. Gang xám hạt mịn là vật liệu khuôn được sử dụng phổ biến nhất. Gang hợp kim, thép cacbon và thép hợp kim (H11 và H14) cũng được sử dụng cho khối lượng rất lớn và các chi tiết lớn. Khuôn than chì có thể được sử dụng để sản xuất khối lượng nhỏ từ nhôm và magie. Tuổi thọ của khuôn sẽ thấp hơn đối với các hợp kim có nhiệt độ nóng chảy cao hơn như đồng hoặc gang xám.

Để tạo ra bất kỳ phần rỗng nào, lõi cũng được sử dụng trong khuôn đúc cố định. Các lõi có thể được làm từ kim loại hoặc cát. Khi lõi cát được sử dụng, quá trình này được gọi là đúc bán cố định. Ngoài ra, lõi kim loại phải được lấy ra ngay sau khi hóa rắn; mặt khác, việc chiết xuất nó trở nên khó khăn vì bị co rút. Đối với các hình dạng phức tạp, lõi kim loại có thể gập lại (lõi nhiều mảnh) đôi khi được sử dụng trong các khuôn cố định. Việc sử dụng chúng không được phổ biến vì thực tế là rất khó để định vị lõi một cách an toàn dưới dạng một mảnh duy nhất cũng như do có thể xảy ra các biến thể về kích thước. Do đó, với lõi có thể thu gọn, nhà thiết kế phải cung cấp dung sai thô cho các kích thước này.

Trong chu trình đúc thông thường, nhiệt độ sử dụng khuôn phụ thuộc vào nhiệt độ đổ, tần số chu kỳ đúc, trọng lượng đúc, hình dạng đúc, độ dày thành đúc, độ dày thành khuôn và độ dày của lớp phủ khuôn. Nếu quá trình đúc được thực hiện với khuôn nguội, một vài lần đúc đầu tiên có thể sẽ bị lỗi cho đến khi khuôn đạt đến nhiệt độ vận hành. Để tránh điều này, khuôn phải được làm nóng trước đến nhiệt độ hoạt động, tốt nhất là trong lò nướng.

Các vật liệu thường được đúc trong khuôn vĩnh cửu là hợp kim nhôm, hợp kim magiê, hợp kim đồng, hợp kim kẽm và gang xám. Trọng lượng đúc đơn vị dao động từ vài gram đến 15 kg đối với hầu hết các vật liệu. Tuy nhiên, đối với nhôm, có thể sản xuất các vật đúc lớn có khối lượng lên tới 350 kg trở lên. Đúc khuôn cố định đặc biệt phù hợp với việc sản xuất khối lượng lớn các vật đúc nhỏ, đơn giản với độ dày thành đồng đều và không có cấu trúc phức tạp.

Ưu điểm của quá trình đúc khuôn vĩnh viễn:
1. Do sử dụng khuôn kim loại nên quy trình này tạo ra vật đúc hạt mịn với các đặc tính cơ học vượt trội
2. Chúng tạo ra bề mặt hoàn thiện rất tốt ở mức 4 micron và hình thức đẹp hơn
3. Có thể đạt được dung sai kích thước chặt chẽ
4. Sẽ tiết kiệm chi phí cho sản xuất quy mô lớn vì giảm được lao động chuẩn bị khuôn
5. Có thể tạo ra các lỗ lõi nhỏ so với đúc cát
6. Các phần chèn có thể dễ dàng được đúc tại chỗ

 

So sánh các quá trình đúc khác nhau
Mặt hàng	Đúc cát	Đúc khuôn vĩnh viễn	Đúc khuôn	Đúc đầu tư	Đúc khuôn vỏ liên kết hóa học
Dung sai kích thước điển hình, inch	± 0,010"	± 0,010"	± 0,001"	± 0,010"	± 0,005"
	± 0,030"	± 0,050"	± 0,015"	± 0,020"	± 0,015"
Chi phí tương đối về số lượng	Thấp	Thấp	Thấp nhất	Cao nhất	Cao trung bình
Chi phí tương đối cho số lượng nhỏ	Thấp nhất	Cao	Cao nhất	Trung bình	Cao vừa phải
Trọng lượng đúc cho phép	không giới hạn	100 lbs.	75 lbs.	Ounce đến 100 lbs.	Vỏ oz. Đến 250 lbs. không nướng 1/2 lb. - tấn
Phần mỏng nhất có thể đúc được, inch	1/10"	1/8"	1/32"	1/16"	1/10"
Bề mặt hoàn thiện tương đối	Khá đến tốt	Tốt	Tốt nhất	Rất tốt	Vỏ tốt
Tương đối dễ đúc thiết kế phức tạp	Khá đến tốt	Hội chợ	Tốt	Tốt nhất	Tốt
Tương đối dễ dàng thay đổi thiết kế trong sản xuất	Tốt nhất	Nghèo	Nghèo nhất	Hội chợ	Hội chợ
Phạm vi của các hợp kim có thể được đúc	không giới hạn	Ưu tiên đế nhôm và đồng	Cơ sở nhôm thích hợp hơn	không giới hạn	Không giới hạn