Đúc kim loại nói chung và các phương pháp đúc vật liệu khác nói riêng, đều ít nhiều xảy ra các khuyết tật trong sản phẩm đúc. Các khuyết tật trong vật đúc kim loại có thể chia ra thành: khuyết tật về ngoại quan (cong vênh, rỗ khí, đường hàn, vết nứt, cát cháy...), khuyết tật về kích thước (sai lệch về kích thước giữa sản phẩm đúc và sản phẩm thiết kế), và khuyết tật về vật liệu (không đúng mác vật liệu, lẫn nhiều tạp chất...)
Trong bài viết này Eurocast Jsc tổng hợp một số lỗi, khuyết tật thường gặp trong đúc kim loại như sau:
Nhóm 1: Sai hình dáng và kích thước và trọng lượng.
Khuyết tật thiếu hụt: Hình dạng vật đúc không đầy đủ.
- Kim loại lỏng thoát ra do lượng kim loại không đủ.
- Độ chảy loãng thấp, nhiệt độ rót thấp, ráp không kín, kẹp chặt hay thiếu lực.
- Hệ thống thoát khí không đạt yêu cầu tạo áp lực trong khuôn làm kim loại không điền đầy được.
- Kích thước hệ thống rót nhỏ.
- Thành vật đúc lỏng.
- Khắc phục: Tính toán lượng kim loại chính xác, hệ thống rót hợp lý, nấu chảy kim loại ở nhiệt độ thích hợp, kẹp khuôn tạo độ thoát khí tốt.
Hiện tượng thiếu hụt vật liệu trong đúc kim loại
Khuyết tật lệch: Là sự xê dịch tương đối giữa các phần của vật đúc
- Nguyên nhận: Có thể do đặt mẫu sai, định vị mẫu không tốt, ráp khuôn thiếu chính xác và kẹp khuôn lỏng.
- Khắc phục: Định vị lõi chính xác, kẹp chặt khuôn tránh bị xê dịch.
Hiện tượng lệch các phần của khuôn trong đúc kim loại
Khuyết tật ba via: Là phần kim loại thừa ra. Nó hình thành ở mặt phân khuôn, gối lõi.
- Lực kẹp không đủ.
- Nắp ráp kém chính xác.
- Khuôn ăn khớp kém.
- Khắc phục: Cắt mài phần kim loại thừa.
Khuyết tật bavia trong đúc kim loại
Khuyết tật lồi: Là phần nhô lên trên vật đúc.
- Đầm chặt kém, không đều.
- Áp suất của kim loại lên phần đầm yếu.
- Khắc phục: Khi làm nguội đầm chặt, đều khuôn
Hiện tượng lồi trên bề mặt vật đúc
Khuyết tật cong vênh: Là sự tháy đổi hình dạng, kích thước vật đúc.
- Kết cấu vật đúc không hợp lý.
- Vật đúc không đảm bảo độ cứng vững.
- Do mẫu bị cong vênh.
- Công nghệ rót, làm nguội không hợp lý.
- Do ứng suất bên trong vật đúc kết tinh.
- Khắc phục: Thiết kế chọ hình dạng, vật liệu, công nghệ phù hợp.
Hiện tương cong vênh trong đúc kim loại
Khuyết tật sứt trong đúc kim loại
Thao tác cơ học khi phá khuôn, các hệ thống rót, làm sạch hoặc va chạm trong quá tình vận chuyển làm sứt mẻ vật đúc dẫn đến các hình dạng thiếu hụt, khác hình dạng vật đúc.
- Khắc phục: Kiếm tra khuôn trước khi đúc, hộp lõi kích thước mẫu, tránh va chạm làm vật bị vỡ
- Khắc phục: Nhóm sai lệnh này do kích thước khuôn mẫu, hộp lõi kích thước, hộp lõi thiết kế sai. Lắp ráp và kiểm tra khuôn cẩn thận
Nhóm 2: Khuyết tật trên bề mặt sản phẩm đúc kim loại
Khuyết tật cháy cát: Do vật lệu khuôn bị cháy dưới tác dụng của nhiệt độ rót bám dính lên bề mặt vật đúc làm giảm trạng thái bề mặt.
- Độ bền nhiệt của hỗn hợp kém, nhiều tạp chất.
- Nhiệt độ rót quá cao.
- Hệ thống rót thiếu hợp lý để kim loại tập chung cục bộ làm cháy hỗn hợp.
- Lớp sơn khuôn không đảm bảo.
- Khắc phục: Điều chỉnh lại nhiệt độ và bố trí hệ thống rót hợp lý.
Hiện tượng cháy cát trong đúc kim loại (đúc khuôn cát)
Khuyết tật đường hàn: Là hiện tượng khuôn liên tục trên bề mặt vật đúc.Do sự tiếp giáp các dòng chảy của kim loại.
- Rót thiếu liên tục.
- Độ chảy loãng kém, nhiệt độ rót thấp.
- Hệ thống rót không hợp lý.
- Khắc phục: Chọn vật lệu làm khuôn chịu nhiệt tốt, ít tạp chất, sơn khuôn, kim loại nấu ở nhiệt độ khong quá cao.
Khuyết tật đường hàn trong đúc kim loại
Hiện tượng lõm: là những lỗ có hình dạng và kích thước khác nhau làm giảm chiều dày vật đúc.
- Do khuôn bị vỡ để lại hiện tượng hôn hợp chiếm chõ trong long khuôn.
- Khắc phục: Pha trộn nguyên liệu làm khuôn có độ kết dính tốt, nén chặt khuôn nhưng vẫn cần đảm bảo thoát khí.
Hiện tượng lõm trong đúc kim loại
Nhóm 3: Khuyết tật nứt trong đúc kim loại
Nứt: Là khuyết tật tương đối phổn biến và nguy hiểm đối với vật đúc.
- Chủ yếu do ứng suất bên trong.
- Do có giọt không đều giữa các vùng không đều giữa các vùng khác nhau trong vật đúc cả khi kết tinh và làm nguội theo nhiệt độc có nứt nóng và nứt nguội.
Khuyết tật nứt trong đúc kim loại
Nứt nóng: Sinh ra ở nhiệt độ cao do đó bên mặt vế nứt bị oxy hóa làm cho bề mặt không sạch. Loại nứt này sinh ra khi kết tinh.
- Nguyện nhân: Do kim loại bị kìm hãm bởi đọ lún vủa khuôn và lõi kém. Những kim loại có độ kéo dài nhỏ ít bị nứt nóng.
Hiện tượng nứt nóng trong đúc kim loại
Nứt nguội: Xảy ra ở nhiệt độ thấp nên bề mặt nứt sạch do không bị oxy hóa.
Hiện tượng nứt nguội trong đúc kim loại
- Kết cấu vật đúc: Thiết kế vật đúc cần đảm bảo chiều dày đồng đều hoặc sai lệnh trong phạm vi cho phép. Những chỗ giao nhau cần phải có góc lượn phù hợp.
- Về công nghệ: Bảo đảm độ lún của khuôn lõi, bố trí hệ thống rót thích hợp. Xương lõi khuôn đặt sát bề mặt làm giảm tính lún.
Nhóm 4: Lỗ hổng trong vật đúc.
Hiện tượng rỗ khí: Trong vật đúc tồn tại những không gian dạng cầu nhẵn chứa khí có áp suất với kích thước khác nhau đó là rỗ khí. Rỗ khí làm mất khả năng liên tục của kim loại, làm giảm độ bền, độ dẻo của vật đúc.
- Nguyên nhân: Do không không khí không thoát được, bị dồn nén phân bố và phân tán trong kim loại cho tới khi áp suất khí bằng áp suất kim loại.
- Biện pháp:”Giảm lượng khí sinh ra và rót kim loại lỏng vào khuôn, ngăn ngừa không cho nguồn tạo khí tiếp xúc với kim loại lỏng khi rót.
- Cần đảm bảo:
- Vật liệu nấu sạch, khô.
- Rút ngắn thời gian nấu chảy, nhất là thời gian quá nhiệt.
- Khuôn và lõi cần thông khí tốt.
- Dặt đậu hơi đúng và hợp lý.
- Khử khí trước khi rót bằng cách thổi vào kim loại lỏng chất khí hòa tan có áp suất riêng nhỏ hơn.
- Tốt nhất nấu trong chân không.
Hiện tượng rỗ khí trong đúc kim loại
Hiện tượng rỗ co: Là những phần không gian nhỏ trong vật đúc không điền đầy kim loại, không chứa khí, hình dạng và kích thước khác nhau và không nhẵn bóng như rỗ khí. Tùy theo tính chất hợp kim đúc và kết cấu vật đúc mà rỗ co tập trung hay phân tán.
- Chủ yếu cho kết cấu không hợp lý.
- Bố trí hệ thống rót, đậu ngót không hợp lý lên không đón được hướng đông đặc.
- Thiết kế cại vật đúc.
- Bố trí lại hệ thống rót đậu ngót.
Hiện tượng rỗ co trong đúc kim loại
Nhóm 5: Lẫn tạp chất.
Hiện tượng lẫn tạp chất: Đó là những phần không chứa kim loại mà chứa tạp chất như xỉ, cát hoặc các phi kim.
- Do lọc xỉ không tốt.
- Không khử hết oxi khi nấu.
- Nhiệt độ rót thấp.
- Độ bền kim loại kém.
- Hệ thống rót thiếu hợp lý.
- Cải thiện việc lọc xỉ, chọn vật liệu phù hợp
- Khử hết oxi, bố trí lại hệ thống rót.
- Nâng nhiệt độ rót.
Nhóm 6: Sai tổ chức.
Hiện tượng sai tổ chức: Nhóm này có tổ chức kim loại, hình dạng và kích thước, số lượng hạt kim loại không đúng theo yêu cầu. Những phần vật đúc thì nguội nhanh thì hạt nhỏ, độ cứng lớn khó gia công cắt gọt.
- Tốc độ nguội không đều.
- Khống chế nguội không hợp lý sẽ gây ra thiên tích về thành phần hóa học và tổ chức trong kim loại.
- Khắc phục: Hiệu chỉnh việc làm nguội cho phù hợp
Sai tổ chức kim loại trong đúc kim loại
Nhóm 7: Sai thành phần hóa học và cơ tính.
Sai thành phần hóa học và cơ tính: Thành phần hóa học sai với yêu cầu do mẻ liệu tính toán sai. Điều này đãn tới sai lệnh cơ tính hóa tính vật đúc.
- Khắc phục: Pha trộn chính xác phù hợp với vật đúc, quá trình nấu hợp lý, khuấy đều kim loại khi rót vào khuôn