Đúc chết là gì
Đúc khuôn là một quá trình sản xuất được sử dụng để sản xuất các bộ phận kim loại có độ chính xác kích thước và bề mặt hoàn thiện cao.Nó liên quan đến việc ép kim loại nóng chảy vào khoang khuôn dưới áp suất cao.Khoang khuôn được tạo ra bởi hai khuôn thép cứng được gia công thành hình dạng mong muốn.
Quá trình này bắt đầu bằng việc nấu chảy kim loại, thường là nhôm, kẽm hoặc magiê trong lò nung.Kim loại nóng chảy sau đó được bơm vào khuôn ở áp suất cao bằng máy ép thủy lực.Kim loại đông đặc nhanh chóng bên trong khuôn, hai nửa khuôn được mở ra để giải phóng phần hoàn thiện.
Đúc khuôn được sử dụng rộng rãi để sản xuất các bộ phận có hình dạng phức tạp và thành mỏng, chẳng hạn như khối động cơ, vỏ hộp số và các bộ phận ô tô và hàng không vũ trụ khác nhau.Quá trình này cũng phổ biến trong sản xuất hàng tiêu dùng, như đồ chơi, đồ dùng nhà bếp và đồ điện tử.
Đúc áp lực
Đúc khuôn là một quá trình khá chuyên biệt đã phát triển chủ yếu trong thế kỷ 20.Quy trình cơ bản bao gồm: kim loại nóng chảy được đổ/phun vào khuôn thép và thông qua áp suất cao, không đổi và tăng cường (trong khuôn đúc áp lực) và làm nguội kim loại nóng chảy sẽ đông đặc lại để tạo thành vật đúc rắn.Thông thường, quá trình này chỉ mất vài giây và là cách nhanh chóng để tạo thành sản phẩm kim loại từ nguyên liệu thô.Đúc khuôn phù hợp với các vật liệu như thiếc, chì, kẽm, nhôm, magie cho đến hợp kim đồng và thậm chí cả hợp kim sắt như thép không gỉ.Các hợp kim chính được sử dụng ngày nay trong đúc áp lực là nhôm, kẽm và magie.Từ những máy đúc khuôn đầu tiên định hướng các dụng cụ khuôn theo hướng thẳng đứng cho đến tiêu chuẩn phổ biến hiện nay về định hướng và vận hành theo chiều ngang, bốn giai đoạn căng thanh giằng và quy trình được điều khiển hoàn toàn bằng máy tính, quy trình này đã được cải tiến trong suốt nhiều năm.
Ngành công nghiệp này đã phát triển thành một cỗ máy sản xuất trên toàn thế giới, sản xuất các bộ phận cho nhiều ứng dụng khác nhau, nhiều ứng dụng trong số đó sẽ do chính chúng ta tiếp cận vì ứng dụng sản phẩm đúc khuôn rất đa dạng.
Lợi ích của việc đúc áp lực
Một số lợi ích của việc đúc khuôn áp suất cao:
• Quy trình này phù hợp với sản xuất số lượng lớn.
• Sản xuất các vật đúc khá phức tạp một cách nhanh chóng so với các quy trình tạo hình kim loại khác (ví dụ: gia công).
• Các bộ phận có độ bền cao được sản xuất ở trạng thái đúc (tùy theo thiết kế bộ phận).
• Độ lặp lại kích thước.
• Có thể cắt thành mỏng (ví dụ 1-2,5mm).
• Dung sai tuyến tính tốt (ví dụ: 2mm/m).
• Độ hoàn thiện bề mặt tốt (ví dụ: 0,5-3 µm).
Quá trình đúc khuôn áp suất buồng nóng bao gồm quá trình nấu chảy phôi kim loại trong lò nung được đặt gần/không thể tách rời với nửa tấm cố định của máy đúc khuôn và phun kim loại nóng chảy qua một pít tông chìm trực tiếp qua cổ ngỗng và vòi phun vào công cụ chết.Cổ ngỗng và vòi phun cần được gia nhiệt để ngăn kim loại bị đóng băng trước khi nó đi vào khoang khuôn, toàn bộ phần tử gia nhiệt và kim loại nóng chảy của quá trình này là nơi xuất phát của buồng nóng được chỉ định.Trọng lượng của vật đúc được quyết định bởi hành trình, chiều dài và đường kính của pít tông cũng như kích thước ống bọc/buồng và vòi phun cũng đóng một vai trò cần được xem xét khi thiết kế khuôn.Khi kim loại đã đông cứng trong khoang khuôn (chỉ mất vài giây), nửa trục lăn chuyển động của máy trong đó nửa chuyển động của khuôn được cố định để mở ra và vật đúc được đẩy ra khỏi mặt khuôn và lấy ra khỏi dụng cụ.Sau đó, các mặt khuôn được bôi trơn thông qua hệ thống phun, khuôn đóng lại và quá trình quay lại.
Nhờ hệ thống phun/nung chảy kim loại “đóng” này và chuyển động cơ học tối thiểu trong quá trình đúc khuôn buồng nóng có thể mang lại hiệu quả kinh tế tốt hơn cho sản xuất.Hợp kim kim loại kẽm chủ yếu được sử dụng trong đúc khuôn áp suất buồng nóng có điểm nóng chảy khá thấp, mang lại lợi ích hơn nữa cho độ mài mòn thấp trên máy (nồi, cổ ngỗng, ống bọc ngoài, pít tông, vòi phun) và độ mài mòn thấp trên dụng cụ khuôn (vì vậy dụng cụ dài hơn tuổi thọ so với các dụng cụ đúc khuôn bằng nhôm – tùy thuộc vào sự chấp nhận về chất lượng đúc).
Cái tên buồng lạnh xuất phát từ quá trình kim loại nóng chảy được đổ vào buồng lạnh/ống bọc được gắn qua trục lăn bán khuôn cố định vào mặt sau của dụng cụ bán khuôn cố định.Lò nung/giữ kim loại nóng chảy thường được đặt càng gần đầu phun của máy đúc khuôn càng tốt để người vận hành thủ công hoặc muôi rót tự động có thể chiết xuất kim loại nóng chảy cần thiết cho mỗi lần bắn/chu kỳ bằng một cái muôi và đổ kim loại nóng chảy vào một lỗ rót bên trong ống bọc/buồng bắn.Đầu pít tông (là một bộ phận có thể đeo và thay thế được, được gia công chính xác theo đường kính trong của ống bắn với khả năng giãn nở nhiệt) được kết nối với ram của máy sẽ đẩy kim loại nóng chảy qua buồng bắn và vào khoang khuôn.Máy đúc khuôn khi được nhắc sẽ tiến hành công đoạn đầu tiên để đẩy kim loại nóng chảy qua lỗ đổ trên ống bọc.Các giai đoạn tiếp theo diễn ra dưới áp suất thủy lực tăng lên từ thanh nén để bơm kim loại nóng chảy vào khoang khuôn.Toàn bộ quá trình chỉ mất vài giây, áp suất nhanh và mạnh cũng như sự giảm nhiệt độ kim loại khiến kim loại đông đặc lại trong khoang khuôn.Nửa trục lăn chuyển động của máy đúc khuôn mở ra (trong đó nửa chuyển động của dụng cụ khuôn được cố định vào) và đẩy vật đúc đã đông đặc ra khỏi mặt khuôn của dụng cụ.Vật đúc được loại bỏ, các mặt khuôn được bôi trơn bằng hệ thống phun và sau đó chu trình được lặp lại.
Máy buồng lạnh thích hợp cho việc đúc khuôn nhôm, các bộ phận trên máy (ống phun, đầu pít tông) có thể được thay thế theo thời gian, ống bọc có thể được xử lý bằng kim loại để tăng độ bền.Hợp kim nhôm được nấu chảy trong nồi nấu bằng gốm do nhiệt độ nóng chảy tương đối cao của nhôm và nhu cầu giảm nguy cơ thu được sắt vốn là rủi ro trong nồi nấu kim loại màu.Bởi vì nhôm là một hợp kim kim loại tương đối nhẹ nên nó có thể đúc các vật đúc khuôn lớn và nặng hoặc khi cần tăng độ bền và độ nhẹ trong vật đúc.
