Chương 1. Tình hình đúc áp lực cao trên thế giới Đúc áp lực ra đời vào khoảng đầu thế kỷ 19, mặc dù một vài ý tưởng hình thành ngành đúc áp lực đã có từ sớm hơn. Hiện nay, lĩnh vực đúc áp lực cao trên thế giới phát triển rất mạnh, đặc biệt là ở các nước như: Nhật, Mỹ, Đức, Án Độ, Canada,. Quá trình thiết kế khuôn đúc áp lực có sự hỗ trợ của các phần mềm mô phỏng như: Magma, Procast, Vissim,.kết hợp với các biện pháp công nghệ xử lý chân không hoá khuôn, tỉnh luyện kim loại,.
đã tạo ra được vật đúc có chất lượng cao về độ chính xác hình dáng, kích thước cũng như tô chức bên trong vật đúc. Nhu cầu về sản phẩm, khuôn đúc áp lực cao ở Việt Nam Trong thời kỳ hội nhập như hiện nay, các nhà đầu tư nước ngoài theo xu hướng đồ xô vào Việt Nam đặt hàng các sản phẩm đúc áp lực, với sản lượng rất lớn, hình dạng phong phú và yêu cầu chất lượng từ thấp đến cao. Tại Việt Nam, với giá nhân công rẻ, lực lượng lao động đồi dào, các doanh nghiệp đầu tư lắp ráp máy cần có nhà cung cấp tại chỗ để giảm chỉ phí vận chuyền. Mặt khác, theo chỉ thị nội địa hoá các loại máy, thiết bị đơn giản như: xe máy, động cơ Diezen, máy nông nghiệp, máy phát điện, thiết bị dân dụng,.
đã mở ra một nhu cầu mới về sản phẩm đúc áp lực với số lượng lớn. Với trình độ, thiết bị ở trong nước hiện nay chỉ đáp ứng phần nhỏ các sản phẩm có yêu cầu thấp và trung bình về chất lượng. Vì vậy, để phát triển sản phẩm đúc áp lực nói chung, lĩnh vực chế tạo máy nói riêng, chúng ta phải nâng cao cả về chất lượng và số lượng để đáp ứng nhu cầu và tăng khả năng cạnh tranh với các nước trong khu vực. Đặc biệt, lĩnh vực quan tâm nhất hiện nay là các chỉ tiết xe ôtô.
Cụ thể như các hang xe may LIFAN, SYM, YAMAHA, SUZUKI. riéng công ty HONDA Việt Nam trong năm 2005 và 2006 mỗi năm đã sản xuất | triéu chiếc xe máy các loại, năm 2007 tăng lên 1,2 triệu chiếc. Trong năm 2008, công ty có kế hoạch sản xuất tăng lên 1,5 triệu chiếc. Trong mỗi chiếc xe máy có khoảng 10 chỉ tiết được chế tạo bằng phương pháp đúc áp lực.
Như vậy, mỗi năm hãng xe HONDA Việt Nam cần đến hơn 10 triệu chi tiết đúc áp lực. Hiện tại, chưa có nhà cung cấp Việt Nam nào có thể đáp ứng được nhu cầu này. Trong miền Nam, các công ty sản xuất và lắp ráp động cơ Diezen như: VIKYNO, VINAPPRO, CƠ KHÍ AN GIANG,. với sản lượng các loại mỗi năm khoảng 60.000 máy (trong đó xuất khẩu chiếm khoảng 60%) và hàng năm đang có chiều hướng gia tăng.
Nhu cầu về sản phẩm đúc áp lực của các công ty này cũng rất lớn. Ngoài ra, còn có các sản 1 phẩm phục vụ trong ngành điện, gia dụng, ôtô, xe máy,. Hiện nay, lĩnh vực đang được quan tâm hướng đến là ôtô. Với việc gia tăng số lượng sản phẩm đúc áp lực ở Việt Nam như hiện nay, nhu cầu về thiết kế chế tạo khuôn đúc áp lực cũng tăng theo.
Để nâng cao chất lượng và ôn định sản xuất, các doanh nghiệp trong nước thường đặt chế tạo và nhập ngoại khuôn từ Nhật Bản, Hàn Quốc, Đài Loan. Cũng có một số công ty trong nước đã nghiên cứu thiết kế chế tạo khuôn đúc áp lực thấp và cao. Tuy nhiên, những nghiên cứu này chủ yếu dựa trên các kết cấu khuôn nhập ngoại và kinh nghiệm đề thiết kế chế tạo nên chất lượng sản phâm đúc không ồn định. Việc nghiên cứu thiết kế chế tạo khuôn đúc áp lực nhằm nâng cao chất lượng thay thế hàng nhập ngoại là rất cần thiết, giúp các cơ sở sản xuất hạ giá thành sản phẩm và có thê chủ động trong sản xuất.
Các dạng sản phẩm đúc áp lực cao và các sản phẩm tiêu biểu - Sản phẩm đúc áp lực cao rất đa dạng về hình dáng và kết cầu, phục vụ trong nhiều lĩnh vực khác nhau như chế tạo chỉ tiết máy, thiết bị điện, y tế, giáo dục, hàng không,. chúng được phân loại theo nhóm như sau: + Các sản phẩm có dạng ống trụ. + Các sản phẩm có dạng thanh, dạng càng. + Các sản phẩm có dạng tắm.
+ Các sản phẩm có dạng hộp, đây là loại thường gặp nhiều nhất. - Các sản phẩm đúc áp lực cao thường có bẻ dày từ 0,8 mm đến 10 mm, nhưng trên thực tế thì bề dày 2 mm đến 6 mm sẽ cho kết quả đúc tốt nhất. Vì bề dày càng lớn thì khả năng bị rỗ xốp càng cao, khi bề dày càng nhỏ thì khả năng điền đầy càng kém do quá trình nguội nhanh. Các sản phẩm dạng hộp.
Sản phẩm nắp hông động cơ Diezen b. Các sản phẩm dạng thanh, dạng càng. Sản phẩm tay cay dùng trong nông nghiệp c. Các sản phẩm dạng trụ, dạng đĩa.
Các sản phẩm này có yêu cầu cao về độ bóng bề mặt, thành mỏng đều để giảm tiêu hao nguyên vật liệu và giảm khối lượng sản phẩm. Đặc biệt trong các chỉ tiết máy còn đòi hỏi độ bền cho tính năng sử dụng. Phương pháp đúc áp lực cao sẽ mang lại hiệu quả cao, đáp ứng được những yêu cầu nêu trên. Sản phẩm dùng trong chỉ tiết máy 1.
Mục tiêu của đề tài Nhu cầu về sản lượng thân bơm BRA 50 trên thị trường hiện nay là rất lớn. Chỉ tính riêng sản lượng của Nhà máy cơ khí chính xác số 1 thuộc Tổng công ty Máy Động lực và Máy Nông nghiệp đã đạt khoảng 10. Thân bơm BRA50 là loại bơm dầu sử dụng cho các ben thủy lực, làm việc trong chế độ khắc nghiệt chịu áp suất lớn lên đến 200kg/cm”, nên đòi hỏi chỉ tiết phải có cơ tính tốt. Từ nhu cầu về sản lượng và điều kiện kỹ thuật của sản phẩm, thân bơm BRA50 phù hợp với việc chế tao hàng loạt và có chất lượng ồn định.
Đúc chỉ tiết thân bơm BRA50 bằng phương pháp đúc áp lực sẽ đảm bảo được độ sít chặt của hợp kim nhôm silic sau khi đông đặc cũng như cơ tính của chỉ tiết được cải thiện nhiều đo hạt tinh thé rất nhỏ mịn. Bởi vì chỉ tiết thân bơm được điền đầy với vận tốc cao, đông đặc trong điều kiện áp lực lớn. Với việc sử đụng công nghệ đúc thân bơm BRA50 bằng khuôn kim loại thì việc kiểm soát nhiệt độ khuôn là khó khăn, dẫn đến độ ổn định của sản phẩm bị ảnh hưởng nhiều, nên sản lượng rất thấp. Khi đúc sản phẩm bằng phương pháp đúc áp lực sẽ cho sản lượng rất lớn gấp nhiều lần so với đúc trong khuôn kim loại, ngoài ra chất lượng sản phẩm rất ổn định.
Các thông số yêu cầu kỹ thuật của thân bơm BRA 50 Bề mặt chỉ tiết nhăn đẹp Thử áp lực đạt 200kg/cm” Trọng lượng phôi đúc: 2,9 kg Tổng điện tích hình chiếu bề mặt (tính cho nửa khuôn cối): 260 cm”. Kích thước bao lớn nhất của phôi đúc: 147x115. Kích thước bao lớn nhất dự kiến của khuôn: 500x500 Các thông số kỹ thuật của máy đúc áp lực ZITAI ZDC420TP.S Lực khóa khuôn: 420 Tấn Kích thước mép trục dẫn: 650x650mm Trọng lượng đúc tối đa: 5,05kg Khoảng cách 2 mặt kẹp khuôn 300 ~ 1000mm Áp lực bắn tối đa: 210kg/cm”. Tiết diện bề mặt vật đúc lớn nhất: 760 cm”.
Trên cơ sở các thông số kỹ thuật của sản phẩm thân bơm BRA50 và các thông số kỹ thuật của máy đúc áp lực 420 tấn, nhận thấy khuôn đúc áp lực thân bơm BRA50 được thiết kế để đúc trên máy đúc ZITAI ZDC420TPS hoàn toàn đảm bảo và đáp ứng về mặt kỹ thuật. Chuong 2: LUA CHON VAT LIEU, XAY DUNG QUY TRINH CHE TẠO KHUON THAN BOM BRA 50 2. Phân loại vật liệu chế tạo khuôn đúc áp lực Vật liệu chế tạo khuôn ép nóng: Nhóm vật liệu này thông thường được sử dụng đề chê tạo các loại khuôn đúc áp lực thâp và cao, đúc các sản phâm có thành phân hợp kim cơ sở như: nhôm, kẽm, magiê, đông. Trong các mác thép dùng để chế tạo khuôn đúc áp lực, thành phần hóa học đều có các nguyên tố có ảnh hưởng lớn đến tính thấm tôi, độ dai, độ bền và độ cứng nhiệt ở nhiệt độ cao, tính chống ôxy hóa ở nhiệt độ cao và đặc biệt là làm mịn độ hạt của vật liệu như: Molipđen, Vanađi, Crôm.
Nhóm các loại thép chế tạo khuôn ép nóng (Bảng 2.1) được chia thành 3 nhóm chính sau đây: Thông thường các mác thép như SKDó, SKD7, SKD61, SKD62 được sử dụng để chế tạo khuôn đúc áp lực để đúc các sản phẩm hợp kim cơ sở nhôm. Các mác thép như SKD4, SKD5, SKD8 thường được sử dụng để chế tạo khuôn đúc áp lực để đúc các sản phẩm hợp kim cơ sở đồng, các mác thép này có hàm lượng Vônfram trong khoảng 4-10%. Các mác thép như SKT3, SKT4 thường được sử dụng để chế tạo khuôn đúc áp lực dé duc các sản phẩm hợp kim cơ sở magiê, kẽm. Cac mac hop kim dùng để chế tạo khuôn ép nóng theo tiêu chuẩn JIS của Nhật Bảng [1] Thép C Si Mn Cr Mo w V Neuyen to SKD4 |0,25~0,35| <0,40 | <0,60 |2,0~30) - |5,0~60/03~05] — SKDS5 |0,25~0,35| <0,40 | <0,60 |2,0~30) - |9,0~100/03~05] — SKD6 |0,32 ~ 0,42/0,8~1,2| <0,50 |45~5,5/10~15| — [03~05] — SKD61] 0,32 ~ 0,42/0,8~ 1,2! <0,50 [45~5,5|1,0~15| — |08~12| — SKD62/ 0,32 ~ 0,42|0,8~ 1,2] <0,50 }4,5~5,5/1,0~ 1,5] 1,0 ~ 1,5 | 0,2 ~ 0,6 — SKD7 |0.4~0,7 — SKD8 |0,35~0,45| <0,50 | <0,60 |4,0~4,7|0,3~0,5|3,8~4,5 | 1,7~2,2 | Co 3,8-4,5 SKT3 |0,50~0,60| <0,35 |0,6~1,0|0,9~1,2|03~0,5| — | (<0,20/® |Ni0,25~0,6 SKT4 |0,50~0,60| <0,35 |0,6~1,0/0,7~1,0/0,2~0,5) — | (<0,20)® [Ni 1,30-2,0 (3): Số trong ngoặc là thành phần có thể thêm vào Ngoài bảng thành phần các mác thép dùng chế tạo khuôn ép nóng có thể tra cứu các mác thép tương đương như ở bảng 2.
Đối chiếu các mác thép dùng chế tạo khuôn ép nóng [1] Nhật Nga |Thuyđiển| Anh Mỹ JIS TOCT SS BS ASTM UNS No ISO 1 30WCrV5 | SKD4 — — — — 2 | 30WCrV9 | SKDS5 | 3X2B8® 2730 BHI2 HI0 T20821 3 | 35CrMoV5 | SKD6 |4XSM®C| — | BHII | HII | T20810 4 | 40CrMoV5 |SKD6I|4X5M®ICL — | BHI3 | HI3 | T20813 5 — SKD6ø|_— — — | BHI2 | HI2 | T20812 6 — SKD7 — — — — 7 — SKD8 — — — — 8 — SKT3 — — — — 9 |SSNiCrMoV2} SKT4 | SXHM ~2550 |BH244/5| L6 T61206 Từ bảng đối chiếu các mác thép dùng chế tạo khuôn ép nóng, người thiết kế khuôn có thể chọn mác thép theo tiêu chuẩn của các nước khác.