Nấu chảy và rót hợp kim đúc là hai công đoạn quan trọng trong quá trình sản xuất vật đúc. Chất lượng của hai công đoạn này ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng sản phẩm cuối cùng. Bài viết này sẽ đi sâu vào các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng nấu chảy và rót hợp kim đúc.
 

1. Tính đúc của hợp kim

• Tính chảy loãng:
  • Khả năng điền đầy kim loại lỏng vào khuôn.
  • Ảnh hưởng bởi thành phần hóa học, nhiệt độ nấu chảy, loại khuôn đúc và công nghệ rót.
  • Tính chảy loãng cao giúp điền đầy tốt vào khuôn phức tạp, thành mỏng.
• Độ co ngót:
  • Sự giảm kích thước và thể tích của vật đúc khi đông đặc.
  • Gây ra các khuyết tật rỗ co, lõm co và biến dạng.
  • Phụ thuộc vào loại vật liệu, nhiệt độ và kết cấu đúc.
• Tính thiên tích:
  • Sự không đồng đều thành phần hóa học trong vật đúc khi kết tinh.
  • Gây ra sự phân bố không đều về tổ chức và cơ tính.
  • Có hai loại: thiên tích vùng và thiên tích nội bộ hạt.
  • Phụ thuộc vào loại hợp kim và chế độ làm nguội.
• Tính hòa tan khí:
  • Sự xâm nhập của khí vào hợp kim đúc trong quá trình nấu, rót và kết tinh.
  • Gây ra các khuyết tật rỗ khí, lẫn xỉ.
  • Các loại khí hòa tan: oxy, nitơ, hydro, carbonic.

2. Nấu chảy gang

• Vật liệu nấu chảy:
  • Kim loại: gang thỏi lò cao, thép phế liệu, phế liệu lò, ferro hợp kim.
  • Nhiên liệu: than cốc, than gầy nhiệt luyện, than đá.
  • Chất trợ dung: đá vôi, đôlômit, huỳnh thạch.
• Thiết bị nấu chảy:
  • Lò đứng: phổ biến, chiếm ít diện tích, công suất cao, tiêu hao ít nhiên liệu.
  • Cấu tạo lò đứng: bộ phận đỡ lò, thân lò, thiết bị tiếp liệu, thiết bị gió nóng, hệ thống gió, thiết bị làm nguội, ống khói, lò trước, đường dẫn gang.
• Quá trình nấu chảy:
  • Nạp liệu vào lò.
  • Thổi gió vào lò để đốt cháy nhiên liệu.
  • Kim loại nóng chảy và chảy ra lò trước.
  • Xỉ được tách ra khỏi kim loại lỏng.

3. Rót hợp kim lỏng vào khuôn

• Chuẩn bị khuôn:
  • Lắp ráp khuôn và kẹp chặt.
  • Bố trí khuôn ở vị trí thuận lợi cho quá trình rót.
• Chuẩn bị kim loại lỏng:
  • Đưa kim loại lỏng từ lò nấu vào thùng rót.
  • Đảm bảo không có xỉ lỏng lẫn vào.
• Nhiệt độ rót:
  • Gang: 1200 - 1350°C.
  • Thép cacbon và thép hợp kim: 1500 - 1600°C.
  • Hợp kim đồng: 1040 - 1170°C.
  • Hợp kim nhôm: 700 - 750°C.
• Quá trình rót:
  • Rót kim loại lỏng vào khuôn liên tục và đều đặn.
  • Tránh tạo bọt khí và xỉ.

4. Dỡ khuôn và làm sạch vật đúc

• Dỡ khuôn:
  • Dỡ vật đúc ra khỏi khuôn sau khi đã kết tinh và nguội.
  • Phá thao trong các lỗ của vật đúc.
  • Cơ khí hóa quá trình dỡ khuôn và phá thao.
• Làm sạch vật đúc:
  • Đánh sạch lớp đất cát cháy dính vào vật đúc.
  • Cắt bỏ đậu ngót, đậu rót.
  • Sử dụng các phương pháp làm sạch bằng tay hoặc bằng máy.

5. Đúc thép

• Phân loại:
  • Thép cacbon đúc.
  • Thép hợp kim đúc.
• Đặc điểm:
  • Tính đúc kém hơn gang.
  • Nhiệt độ chảy cao, độ quá nhiệt lớn, độ co lớn, hòa tan khí nhiều.
  • Dễ xảy ra khuyết tật rỗ khí, rỗ co, thiên tích.
  • Yêu cầu kết cấu vật đúc đơn giản, chiều dày thành đều đặn.
  • Khuôn đúc cần có tính bền nhiệt, tính lún, tính thông khí tốt.
• Nấu chảy thép:
  • Lò chuyển: nấu luyện nhanh, năng suất cao, khó điều chỉnh thành phần.
  • Lò điện hồ quang: chất lượng cao, dễ điều chỉnh thành phần.

6. Đúc hợp kim màu

• Đúc hợp kim nhôm:
  • Tính đúc tốt.
  • Dễ bị oxy hóa, độ co lớn, dễ nứt nóng.
  • Khuôn cát, khuôn kim loại, hệ thống rót hợp lý.
  • Nấu chảy trong lò điện trở.
• Đúc hợp kim đồng:
  • Đồng nguyên chất: tính đúc kém, dễ thiên tích, dễ hòa tan khí.
  • Hợp kim đồng thanh: tính đúc tốt, dùng trong công nghiệp.
  • Hợp kim đồng thau: tính đúc tốt, dùng cho chi tiết chịu lực.
  • Khuôn cát, khuôn sét, khuôn kim loại, hệ thống rót hợp lý.
  • Nấu chảy trong lò nồi graphit, lò điện, lò cảm ứng.

Nấu chảy và rót hợp kim đúc là hai công đoạn quyết định chất lượng sản phẩm đúc. Việc kiểm soát tốt các yếu tố ảnh hưởng đến tính đúc của hợp kim, quá trình nấu chảy và rót kim loại lỏng sẽ giúp tạo ra các sản phẩm đúc chất lượng cao.