Khuôn làm lạnh là khuôn có thể tái sử dụng để rót kim loại. Nó có thể tháo rời (gồm hai phần) hoặc không (khuôn lắc). Đúc khuôn có một số ưu điểm so với đúc vỏ, nhưng cũng có một số nhược điểm, ví dụ, khi đúc gang, vật đúc cần phải xử lý nhiệt thêm.
Lợi ích
Trong quá trình hình thành vật đúc, có sự truyền nhiệt mạnh mẽ từ kim loại nóng chảy sang khuôn. Điều này dẫn đến mật độ cao hơn, tính chất cơ học của kim loại tốt hơn, độ chính xác cao hơn, cấu trúc tốt hơn và ít nhám hơn so với đúc cát.
Quy trình đúc khuôn cũng khác ở chỗ khuôn kim loại (khuôn làm lạnh) có thể được tái sử dụng. Nó được làm bằng vật liệu có độ bền cao, do đó bề mặt làm việc của khuôn được thực hiện chính xác hơn. Điều này cải thiện chất lượng bề mặt của vật đúc, và do tính dẫn nhiệt cao của khuôn, vật đúc nhanh chóng đông cứng.
Một ưu điểm khác của đúc khuôn so với khuôn cát là các vật đúc tạo thành được xử lý cơ học ít hơn, và điều này làm giảm mức tiêu thụ vật liệu đúc.
Sức khỏe và sinh thái
Đúc nguội giúp tăng năng suất lao động lên gấp 2-3 lần, vì từ quá trìnhCác hoạt động tốn thời gian như chuẩn bị hỗn hợp, làm sạch và đúc sản phẩm bị loại trừ. Vì diện tích sản xuất cũng giảm nên chi phí sửa chữa và xây dựng nhà xưởng mới đang trở nên thấp hơn đáng kể.
Nhiều hoạt động làm việc không lành mạnh bị loại bỏ khỏi quy trình, chẳng hạn như gõ khuôn, làm sạch vật đúc và sứt mẻ. Điều này không chỉ góp phần cải thiện điều kiện làm việc mà còn góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Flaws
Việc sản xuất một khuôn làm lạnh khá tốn kém do sự phức tạp của quy trình. Nếu có các đường cắt trong vật đúc, chi phí của khuôn sẽ tăng lên do thiết kế phức tạp: sử dụng các miếng chèn, cát dùng một lần và các thanh kim loại tách rời.
Tuổi thọ của khuôn được xác định bởi số lượng vật đúc chất lượng tốt có thể có được trong đó. Tính ổn định của hình dạng quyết định tính khả thi về kinh tế của quá trình, đặc biệt là trong quá trình đúc thép và gang. Tăng tuổi thọ của khuôn là một trong những thách thức công nghệ chính trong lĩnh vực sản xuất này.
Do nóng chảy làm nguội nhanh và đặc nên khi đúc vào khuôn rất khó thu được sản phẩm có thành mỏng dài. Điều này cũng làm cho gang có một lớp cứng, bị tẩy trắng. Hình dạng dễ uốn, có thể dẫn đến ứng suất và vết nứt trong vật đúc. Khi sử dụng lõi cát dùng một lần, độ chính xác của vật đúc giảm, độ nhám bề mặt tăng lên tại điểm tiếp xúc với lõi.
Bánh đúc chất lượng
Đúc và khuôn tương tác với hiệu quả cao. Quá trình đúc cứng và nguội trong khuôn cát lâu hơn nhiều so với trong khuôn, tuy nhiên, khả năng lấp đầy của khuôn cát thường tốt hơn, điều này làm cho quá trình sản xuất bằng khuôn đúc của vật đúc không chất lỏng tốn nhiều công sức hơn và cũng có những hạn chế đối với các thông số như kích thước của vật đúc và độ dày tối thiểu của các bức tường. Đúc khuôn nhôm (cũng như đồng và các kim loại màu khác) là phổ biến nhất ở Nga.
Tuy nhiên, do làm nguội nhanh, có thể thu được cấu trúc hạt mịn, không xốp, không chỉ làm tăng độ bền mà còn tăng độ dẻo của vật đúc kết quả. Trong quá trình sản xuất các sản phẩm gang bằng phương pháp đúc lạnh, một số vấn đề nảy sinh: do sự kết tinh đặc biệt trong vật đúc nên có thể hình thành cacbit, ferit-graphit eutectics. Điều này làm giảm độ dẻo dai và khả năng chống mài mòn của gang. Lớp bề mặt được tẩy trắng trong vật đúc như vậy rất cứng, vì vậy các sản phẩm chỉ thích hợp để cắt sau khi xử lý nhiệt (ủ), giúp loại bỏ sự lạnh giá.
Cấu trúc hình dạng
Khuôn làm lạnh, theo quy luật, là hai nửa khuôn được gắn chặt bằng kẹp (ghim), và ngay trước khi bắt đầu đổ kim loại nóng chảy, các nửa khuôn được cố định bằng khóa. Lợi nhuận cung cấp cho quá trình đúc thông qua cái gọi là lỗ thông hơi và nút thông hơi. Khuôn kim loại không có chức năng kết nối được gọi là khuôn lắc.
Trước khi đổ, bề mặt làm việc của khuônđược xử lý bằng một lớp chất bảo vệ khuôn khỏi bị sốc nhiệt khi nhiệt độ tăng mạnh. Biện pháp này cũng ngăn việc đúc dính với khuôn.
Thép và gang
Đúc chết thép và gang xảy ra bằng cách sử dụng bột thạch anh, than chì, thủy tinh nước và đất sét chịu lửa làm lớp phủ chịu lửa. Trước khi đổ, khuôn phải được làm nóng đến một nhiệt độ nhất định, điều này phụ thuộc vào độ dày của thành khuôn và hợp kim được sử dụng.
Yêu cầu chính mà vật liệu làm khuôn phải đáp ứng là khả năng chống sốc nhiệt, điều không thể tránh khỏi khi rót kim loại nóng chảy. Để sản xuất khuôn mẫu, gang xám, gang dẻo, kết cấu, thép cacbon và hợp kim, cũng như hợp kim đồng và nhôm được sử dụng.
Khuôn làm lạnh có lót
Đây là một loại công nghệ kết hợp ưu điểm của vỏ và khuôn đúc, trong khi nhược điểm của cả hai phương pháp đều được làm mịn. Công nghệ này được đặc trưng không chỉ bởi khả năng chống nứt mà còn bởi độ dẻo, giúp sản xuất vật đúc có độ chính xác cao và so với đúc vỏ, vật liệu đúc đắt tiền được tiêu thụ tối thiểu.
Khuôn kim loại có lót được chế tạo bằng cách lấp đầy khoảng trống giữa mô hình kim loại của vật đúc và bề mặt bên trong của khuôn. Các phương pháp phun cát và thạch được sử dụng phổ biến nhất. Để lấp đầy, một hỗn hợp cát-nhựa được lấy, trong đó chất kết dính là nhựa phenol-fomanđehit (2-2,6%) vàurotropin (xấp xỉ 10% trọng lượng), cũng như các hợp chất tự cứng (chất kết dính - thủy tinh lỏng) và các hợp chất gốm (chất kết dính - ethyl silicate). Khuôn làm lạnh và mô hình đúc, có nhiệt độ 200 độ, truyền nhiệt của hỗn hợp, làm cứng và tạo thành một lớp lót dày 3-5 mm. Que thông thường hoặc thanh vỏ được sử dụng để tạo lỗ trong vật đúc.
Quá trình đúc
Khuôn làm lạnh, được phủ một lớp vật liệu chịu lửa, nóng lên. Nhiệt độ hoạt động ít nhất phải là hai trăm độ, nhưng không chỉ phụ thuộc vào hợp kim được sử dụng để đổ, mà còn phụ thuộc vào kích thước của vật đúc, độ dày thành của nó và vào các đặc tính được yêu cầu của nó. Sau khi gia nhiệt, các thanh, gốm hoặc cát có thể được lắp vào khuôn, tất nhiên, nếu điều này được yêu cầu theo kế hoạch đúc, và sau đó các nửa khuôn được kết nối và khóa chặt bằng kẹp đặc biệt. Nếu quá trình đúc diễn ra trong máy khuôn, thì cơ cấu khóa khuôn riêng của nó được sử dụng. Sau những biện pháp chuẩn bị này, kim loại nóng chảy có thể được đổ vào khuôn làm lạnh.
Khi vật đúc đã đạt được độ bền nhất định, các thanh kim loại có thể được lấy ra khỏi nó một phần. Điều này sau đó tạo điều kiện thuận lợi cho việc loại bỏ cuối cùng các lõi khỏi vật đúc do giảm áp lực lên chúng từ kim loại đông đặc.
Sau khi vật đúc nguội đến nhiệt độ mong muốn, có thể mở khuôn. Ở giai đoạn này, các thanh kim loại được lấy ra và đưa vật đúc ra khỏi khuôn. Các lõi cát bị loại bỏ, lợi nhuận, tăng và spruesđược cắt bỏ và việc kiểm tra chất lượng của sản phẩm được thực hiện, sau đó toàn bộ quy trình có thể được lặp lại.
Trước khi thực hiện một vật đúc mới, mặt phẳng chia cắt và bề mặt khuôn được kiểm tra cẩn thận. Chế phẩm chịu lửa được áp dụng một hoặc hai lần mỗi ca, tuy nhiên, trong trường hợp bị tách lớp khỏi bề mặt làm việc, cần phải phục hồi lớp. Nếu sản phẩm có thành mỏng, khuôn được làm nguội mạnh; nếu quá trình đúc được thực hiện đủ lớn, thì khuôn có thể nóng lên trên nhiệt độ hoạt động và sau đó hệ thống làm mát được cung cấp đặc biệt được sử dụng để khuôn sẽ được làm mát trong mọi trường hợp trước khi đúc tiếp theo.
Đúc nguội không liên quan đến bất kỳ thao tác phức tạp và tốn thời gian nào, ngoại trừ quá trình làm nguội vật đúc đến nhiệt độ mong muốn. Hầu hết các thao tác đều có thể được thực hiện tự động bằng máy móc, đây là một trong những ưu điểm quan trọng của phương pháp này, nhưng cái chính là khuôn không phải là hình thức dùng một lần.