LỊCH SỬ NGHỀ ĐÚC potx

LỊCH SỬ NGHỀ ĐÚC

Lịch sử 5000 năm của nghề đúc kim loại

Hình 1: Nấu kim loại và đúc ở Ai Cập năm 1450 trước Công nguyên

(bức tranh được khắc trong hầm mộ của kim tự tháp ở Thung lũng của những vì vua)

Hình 2: Vật đúc bằng phương pháp mẫu chảy thời kỳ đồ đồng ở châu Âu

Hình 3: Mũi giáo đúc, niên đại thời kỳ đồ đồng (900 đến 800 trước Công nguyên)

Hình 4: Súng thần công thời kỳ Trung cổ

Hình 5: Vỏ động cơ tàu thủy (diesel)

Tạo mẫu

5000 BC Khuôn đúc bằng đá ở vùng Cận Đông

3000 BC Đúc bằng mẫu chảy ở vùng Cận Đông và Ấn Độ

1500 BC Ống be thay cho ống thổi ở Ai Cập

................

Lò và Kỹ thuật nấu kim loại

3000 BC Lò nấu đồng ở Trung Quốc

................

1700 Than cốc thay thế cho củi dùng cho lò cao ở Anh

1865 Lò đứng ra đời

1879 Lò hồ quang (Werner v. Siemens)

1935 Lò cảm ứng

Vật liệu đúc

5000 BC Vàng được gia công và đúc ở vùng Cận Đông

3000 BC Đúc đồng (Cu-As-Pb) ở Ấn độ

2700 BC Thời kỳ đồ đồng ở Châu Âu

1100 BC Thời kỳ đồ sắt ở châu Âu

500 BC Đúc gang ở Trung Quốc

1400 Đúc gang ở châu Âu

Đúc súng thần công và đạn

1630 Bằng sáng chế đầu tiên của Anh về ủ gang

1800 Tìm ra các kim loại nhẹ (Ti 1791, Mg 1808, Al 1825)

1845 Đúc thép

1909 Đúc hợp kim Mg

1921 Al được sử dụng làm vật liệu đúc

PHẦN I

CÔNG NGHỆ ĐÚC

Chương 1

KHÁI NIỆM VỀ QUÁ TRÌNH SẢN XUẤT ĐÚC

1.1. Phân loại các phương pháp đúc

1.1.1. Định nghĩa: Đúc là quá trình điền đầy kim loại ở thể lỏng vào lòng khuôn đúc có hình

dạng và kích thước định sẵn. Kim loại đông đặc, ta được vật đúc khi dỡ khuôn. Nếu vật đúc

được tiếp tục gia công bằng cắt gọt, áp lực...ta gọi là phôi đúc.

1.1.2. Đặc điểm:

- Đúc được nhiều vật liệu (nấu chảy được) khác nhau

- Vật đúc có kết cấu phức tạp, khối lượng lớn

- Sản phẩm chất lượng cao, kích thước chính xác, độ bóng bề mặt cao. Có thể cơ khí

hóa và tự động hóa. (Đúc mẫu chảy, đúc liên tục...)

- Giá thành hạ

Khuyết điểm

- Dễ bị các khuyết tật: rỗ co, rỗ khí, nứt, lẫn tạp chất

- Đúc trong khuôn cát độ bóng thấp, độ chính xác thấp

- Tốn kim loại cho hệ thống rót, đậu ngót,...

1.1.3. Phân loại các phương pháp đúc

- Đúc trong khuôn cát

- Đúc đặc biệt

9 Đúc trong khuôn kim loại;

9 Đúc li tâm;

9 Đúc liên tục;

9 Đúc chính xác: đúc trong khuôn vỏ mỏng, đúc mẫu chảy.

1.2. Sự kết tinh của kim loại vật đúc trong khuôn

Quá trình kết tinh của kim loại đúc phụ thuộc vào các yếu tố:

- Tính chất lý nhiệt và nhiệt độ rót của hợp kim đúc

- Tính chất lý nhiệt của vật liệu khuôn

- Công nghệ đúc

Quá trình kết tinh gồm các giai đoạn:

a. Giai đoạn điền đầy kim loại lỏng vào khuôn: tính từ lúc bắt đầu rót kim loại nóng

chảy vào khuôn cho đến khi kim loại lỏng điền đầy hệ thống rót và đậu ngót.

b. Giai đoạn hạ nhiệt độ từ nhiệt độ rót đến nhiệt độ điểm lỏng: kim loại nóng chảy

bắt đầu truyền nhiệt vào khuôn, hướng tản nhiệt luôn vuông góc với thành khuôn. Kim

loại ở bên dưới lòng khuôn và phần kim loại tiếp xúc với lòng khuôn bắt đầu đông

đặc.

c. Giai đoạn kết tinh tính từ nhiệt độ điểm lỏng đến nhiệt độ điểm đặc (khoảng đông

đặc): có hai cơ chế đông đặc:

9 Đông đặc theo lớp: Những kim loại nguyên chất, hợp kim cùng tinh hoặc

khoảng kết tinh hẹp thường đông đặc theo lớp.

9 Đông đặc thể tích: những hợp kim có khoảng nhiệt độ kết tinh lớn thường xảy

ra đông đặc thể tích.

d. Giai đoạn nguội trong khuôn: được tính từ nhiệt độ điểm đặc trở xuống (khi kim loại

đã đông đặc hoàn toàn) cho đến khi lấy vật đúc ra khỏi khuôn.

e. Giai đoạn nguội ngoài khuôn: được tính từ lúc vật đúc được lấy ra khỏi khuôn. Thời

điểm này tùy thuộc vào công nghệ đúc cũng như hợp kim đúc.

1.3. Tổ chức kim loại vật đúc

Gồm 3 vùng:

- Vỏ ngoài cùng có lớp hạt kim loại nhỏ, đẳng trục.

- Vùng có cấu trúc nhánh cây

- Vùng hạt to, đẳng hướng.

Sự hình thành khuyết tật đúc:

- Lõm co và rỗ co

Lõm co hình thành do kim loại co thể tích khi đông đặc, nằm ở phía trên cùng của vật đúc, tại

đó kim loại đông đặc sau cùng. Để khắc phục lõm co ta phải thiết kế đậu ngót để bổ sung

thêm kim loại lỏng cho thể tích vật đúc.

Rỗ co tương tự lõm co, nhưng phân bố trong vật đúc, kích thước to nhỏ khác nhau. Sự hình

thành rỗ co, xốp co là do những nơi mà vật đúc có thể tích lớn, vì tốc độ nguội của vùng này

nhỏ hơn xung quanh nên khi kim loại co không được bổ sung thêm.

- Rỗ khí: do khí xâm nhập vào hợp kim lỏng khi nấu hoặc rót, hoặc các phản ứng sinh

khí trong quá trình đúc

- Thiên tích: là sự không đồng đều về thành phần hóa học, do kim loại kết tinh ở các

giai đoạn khác nhau.

- Nứt

Đúng

Sai

- Cháy cát

- Lệch khuôn

Ö Các khuyết tật trên làm giảm tiết diện chịu lực, giảm cơ tính của vật đúc