Thực đơn
Đúc khuôn
Bốn bước trong đúc khuôn truyền thống hay đúc áp lực,[6] cũng là cơ sở cho bất kỳ biến thể đúc nào: chuẩn bị khuôn, bơm kim loại lỏng vào khuôn, tháo rút và lắc khuôn (lấy vật đúc). Khuôn được chuẩn bị bằng cách phun chất bôi trơn vào lòng khuôn. Chất bôi trơn vừa giúp kiểm soát nhiệt độ khuôn và hỗ trợ quá trình tháo khuôn. Sau đó đóng khuôn lại và bơm kim loại nóng chảy vào khuôn dưới áp suất cao từ 10 và 175 mêgapascal (1.500 và 25.400 psi). Khi lòng khuôn đã đầy, áp suất được duy trì cho đến khi vật đúc đông đặc. Sau đó mở khuôn và tháo rút (khác nhau vì có thể một khuôn có nhiều lòng, tạo ra nhiều vật đúc cho mỗi mẻ) nhờ chốt đẩy đẩy ra. Cuối cùng là quá trình lắc khuôn bao gồm việc tách mảnh vụn, bao gồm rãnh phân chia, rãnh chính, thân đậu rót và ba via. Việc này thường được thực hiện bằng cách sử dụng khuôn cắt đặc biệt trong máy ép điện hoặc máy ép thủy lực. Các phương pháp khác để loại bỏ là cưa và mài. Một phương pháp ít tốn công hơn là đập nếu các rãnh phân chia mỏng và dễ bị phá vỡ; để tách các rãnh này khỏi thành phẩm. Phế liệu này sẽ được nấu chảy để tái chế.[19] Hiệu suất xấp xỉ 67%.[27]
Phun áp suất cao giúp cho việc điền đầy khuôn nhanh chóng, với yêu cầu toàn bộ lòng khuôn phải được lấp đầy trước khi quá trình đông đặc bắt đầu. Điều này để tránh khuyết điểm đúc do gián đoạn vật liệu ngay cả khi hình dạng vật đúc có những thành mỏng khó lấp đầy. Vấn đề là lấp đầy quá nhanh khiến không khí chưa kịp thoát ra ngoài tạo nên rỗ xốp. Giảm thiểu hiện tượng này bằng cách đặt các lỗ thông hơi dọc theo đường phân khuôn. Tuy nhiên, ngay cả trong một quá trình tinh chế cao vẫn sẽ tồn tại lỗ xâm kim trong vật đúc.[28]
Sau khi loại bỏ via thừa, vật đúc được kiểm tra khuyết điểm. Các khuyết điểm thường thấy nhất là khuyết vật liệu và nứt nguội. Những khuyết điểm này có thể do khuôn nguội, nhiệt độ kim loại thấp, kim loại bẩn, thiếu lỗ thông hơi hoặc quá nhiều chất bôi trơn. Các khuyết điểm khác có thể kể như rỗ xốp, rỗ co, vết nứt nóng và vân song. Vân song là vết dòng chảy trên bề mặt vật đúc do rót kém, góc nhọn hoặc quá nhiều chất bôi trơn.[29]
Chất bôi trơn còn gọi là sơn khuôn, chất tách khuôn. Chất bôi trơn từ nước được dùng nhiều nhất vì lý do sức khỏe, môi trường và an toàn. Không giống như chất bôi trơn gốc dung môi, nếu nước được xử lý thích hợp để loại bỏ tất cả các khoáng chất, sẽ không để lại bất kỳ chất gì trong khuôn. Nếu nước không được xử lý đúng cách, các khoáng chất có thể gây khuyết điểm bề mặt và đứt đoạn.
Ngày nay, nhũ tương "nước trong dầu" và "dầu trong nước" được sử dụng, vì nước sẽ làm nguội bề mặt khuôn bằng cách bay hơi lắng đọng dầu hỗ trợ quá trình phun. Hỗn hợp nhũ tương phổ biến gồm tỷ lệ nước và dầu là 30:1. Trong các trường hợp cực hạn, tỷ lệ này có thể lên tới 100:1.[30] Dầu được sử dụng bao gồm dầu cặn nặng (HRO - Heavy residual oil), mỡ động vật, dầu thực vật, dầu tổng hợp và hỗn hợp các thành phần này. Ở nhiệt độ phòng, HRO có dạng sệt ở nhưng với nhiệt độ cao trong khuôn đúc, dầu tạo thành một màng mỏng. Các chất khác như than chì, nhôm, mica,... được thêm vào để kiểm soát độ nhớt và nhiệt tính của nhũ tương. Các chất phụ gia hóa học khác được dùng để ức chế quá trình gỉ sét và oxy hóa. Ngoài ra, chất nhũ hóa được thêm vào để cải thiện quá trình tạo nhũ tương, như xà phòng, este, ôxít etylen.[31]
Trước đây thường dùng chất bôi trơn gốc dung môi như dầu diesel và dầu hỏa. Những thứ này khá tốt để lấy chi tiết ra khỏi khuôn nhưng mỗi lần đẩy ra đều tạo nên phản ứng nổ nhỏ, làm cho carbon tích tụ dần trên lòng khuôn. Lợi điểm là các chất này dễ thoa đều hơn so với chất bôi trơn từ nước.[32]
Ưu điểm của đúc khuôn:[12]
Nhược điểm chính của đúc áp lực là chi phí vốn rất cao. Cả thiết bị đúc cần thiết, khuôn đúc và các thành phần liên quan đều rất tốn kém so với hầu hết các quá trình đúc khác. Vì vậy, để đúc khuôn có tính kinh tế, cần phải sản xuất khối lượng lớn. Các nhược điểm khác là:
Thực đơn
Đúc khuônLiên quan
Tài liệu tham khảo
WikiPedia: Đúc khuôn