Khi thiết kế khuôn đậu, cần phải kết hợp các tính chất nhiệt động lực của đúc kim loại, tuổi thọ của khuôn, và các yêu cầu về chất lượng của thỏi,và tập trung vào các thông số quy trình sau::
一. Kích thước khoang và các thông số cấu trúc
•Kích thước và khối lượng khoang: Cần phải phù hợp với trọng lượng (thường là hàng trăm đến vài tấn) và hình dạng (chẳng hạn như hình chữ nhật, hình chữ nhật, hình chữ nhật).trapezoid) của thạch mục tiêu để đảm bảo rằng độ sâu và chiều rộng của khoang phù hợp với khối lượng kim loại nóng chảy để tránh đúc thạch không hoàn chỉnh hoặc lãng phí do sai chiều.
• Độ nghiêng của khoang: Để tạo điều kiện dễ dàng cho việc tháo lắp, tường bên của khoang cần phải được thiết kế với độ nghiêng nhất định (thường là 0,5 - 2 °).và một độ dốc quá lớn có thể ảnh hưởng đến độ chính xác kích thước của thanh.
• Xử lý filet và cạnh: đáy và góc của khoang cần phải được làm tròn ( góc R) để giảm nồng độ căng thẳng và tránh nứt trong khuôn do sốc nhiệt; đồng thời,ngăn ngừa co lại hoặc đóng lạnh ở các góc của thỏi.
二Các thông số nhiệt và làm mát
• Thiết kế độ dày tường: Độ dày tường khuôn cần được tính dựa trên điểm nóng chảy của kim loại đúc (như nhôm khoảng 660 °C, copper about 1083℃) and heat capacity to ensure that it can withstand the thermal shock of high-temperature molten metal and control the heat dissipation rate through reasonable wall thickness (too thick will cool too slowly, quá mỏng sẽ dễ bị biến dạng).
•Cấu trúc hệ thống làm mát: Nếu sử dụng làm mát ép buộc (chẳng hạn như làm mát bằng nước), vị trí, đường kính và khoảng cách của kênh làm mát cần phải được thiết kế. The channel needs to avoid the stress concentration area of the cavity and keep a reasonable distance from the cavity surface (usually ≥50mm) to ensure uniform cooling of the ingot and reduce defects such as shrinkage cavities and cracks.
•Chiều bù giãn nhiệt: Xem xét tốc độ co lại của kim loại nóng chảy (như tốc độ co lại của nhôm là khoảng 1.3% - 2%) và hệ số mở rộng nhiệt của chính khuôn, bù đắp dự trữ trong thiết kế kích thước khoang để tránh sai lệch kích thước thỏi hoặc khóa khuôn.
三. Dòng chảy chất lỏng kim loại và tham số lấp đầy
• Thiết kế cổng và đường chạy: Vị trí cổng nên tránh chất lỏng kim loại trực tiếp tác động đến đáy khoang (để ngăn ngừa phun nước và oxy hóa),và phần cắt ngang của bộ chạy nên phù hợp với tốc độ lưu lượng chất lỏng kim loại để đảm bảo tốc độ điền đồng đều (thường được điều khiển ở 0.5-1.5m/s) và giảm cuộn và lỗ chân lông.
•Cấu trúc lỗ thông gió: Thiết kế các rãnh thông gió (nhiều rộng 0,1-0,3 mm, độ sâu 0,5-1 mm) ở đầu hoặc góc của khoang để tránh không khí đóng gói và lỗ chân lông khi chất lỏng kim loại được lấp đầy,và ngăn ngừa không đầy đủ do áp suất khí ngược.
四Các thông số hiệu suất cơ học
•Sức mạnh và độ cứng của khuôn: Tùy theo trọng lượng của thỏi (chẳng hạn như 500kg-5 tấn) và áp suất tĩnh của kim loại nóng chảy (công thức tính toán:áp suất = mật độ kim loại nóng chảy × chiều cao × gia tốc trọng lực), chọn vật liệu phù hợp (như thép đúc, sắt ductile) và thiết kế cấu trúc xương sườn tăng cường để ngăn chặn khuôn biến dạng hoặc nứt.
• Phù hợp cơ chế giải phóng khuôn: Nếu sử dụng giải phóng khuôn cơ học hoặc thủy lực, cần phải dành cho không gian lắp đặt của thiết bị giải phóng khuôn (chẳng hạn như lỗ phun,vị trí của xi lanh thủy lực) để đảm bảo rằng lực giải phóng khuôn (thường là 1.5-2 lần trọng lượng thỏi) hoạt động đồng đều trên đáy thỏi để tránh làm hỏng thỏi hoặc khuôn.
五Các thông số vật liệu và xử lý bề mặt
• Chống mệt mỏi nhiệt vật liệu: Đối với quá trình nhiệt chu kỳ lặp đi lặp lại (như chất lỏng nhôm 660 °C) và làm mát kim loại nóng chảy,chọn vật liệu dẫn nhiệt vừa phải (như thép đúc dẫn nhiệt khoảng 40-50W/ ((m・K)) và độ bền mệt mỏi nhiệt cao để giảm nứt nhiệt.
•Quá trình xử lý bề mặt: Cải thiện khả năng chịu mòn bề mặt và hiệu suất chống dính của nhôm thông qua nitriding (sự cứng lên đến 50-60HRC), bắn peening hoặc lớp phủ (như lớp phủ gốm),Giảm sức đề kháng tháo khuôn, và giảm xói mòn và mài mòn bề mặt khuôn bởi kim loại nóng chảy.
Các thông số này cần được tối ưu hóa toàn diện kết hợp với các đặc điểm của các kim loại đúc cụ thể (aluminium, đồng, kẽm, vv),hiệu quả sản xuất (chẳng hạn như số lượng đúc mỗi giờ) và tiêu chuẩn chất lượng (chẳng hạn như các yêu cầu phát hiện khiếm khuyết nội bộ cho thỏi), và cuối cùng đạt được mục tiêu của tuổi thọ khuôn dài và chất lượng thạch cao.
Email: cast@ebcastings.com
Khi thiết kế khuôn đậu, cần phải kết hợp các tính chất nhiệt động lực của đúc kim loại, tuổi thọ của khuôn, và các yêu cầu về chất lượng của thỏi,và tập trung vào các thông số quy trình sau::
一. Kích thước khoang và các thông số cấu trúc
•Kích thước và khối lượng khoang: Cần phải phù hợp với trọng lượng (thường là hàng trăm đến vài tấn) và hình dạng (chẳng hạn như hình chữ nhật, hình chữ nhật, hình chữ nhật).trapezoid) của thạch mục tiêu để đảm bảo rằng độ sâu và chiều rộng của khoang phù hợp với khối lượng kim loại nóng chảy để tránh đúc thạch không hoàn chỉnh hoặc lãng phí do sai chiều.
• Độ nghiêng của khoang: Để tạo điều kiện dễ dàng cho việc tháo lắp, tường bên của khoang cần phải được thiết kế với độ nghiêng nhất định (thường là 0,5 - 2 °).và một độ dốc quá lớn có thể ảnh hưởng đến độ chính xác kích thước của thanh.
• Xử lý filet và cạnh: đáy và góc của khoang cần phải được làm tròn ( góc R) để giảm nồng độ căng thẳng và tránh nứt trong khuôn do sốc nhiệt; đồng thời,ngăn ngừa co lại hoặc đóng lạnh ở các góc của thỏi.
二Các thông số nhiệt và làm mát
• Thiết kế độ dày tường: Độ dày tường khuôn cần được tính dựa trên điểm nóng chảy của kim loại đúc (như nhôm khoảng 660 °C, copper about 1083℃) and heat capacity to ensure that it can withstand the thermal shock of high-temperature molten metal and control the heat dissipation rate through reasonable wall thickness (too thick will cool too slowly, quá mỏng sẽ dễ bị biến dạng).
•Cấu trúc hệ thống làm mát: Nếu sử dụng làm mát ép buộc (chẳng hạn như làm mát bằng nước), vị trí, đường kính và khoảng cách của kênh làm mát cần phải được thiết kế. The channel needs to avoid the stress concentration area of the cavity and keep a reasonable distance from the cavity surface (usually ≥50mm) to ensure uniform cooling of the ingot and reduce defects such as shrinkage cavities and cracks.
•Chiều bù giãn nhiệt: Xem xét tốc độ co lại của kim loại nóng chảy (như tốc độ co lại của nhôm là khoảng 1.3% - 2%) và hệ số mở rộng nhiệt của chính khuôn, bù đắp dự trữ trong thiết kế kích thước khoang để tránh sai lệch kích thước thỏi hoặc khóa khuôn.
三. Dòng chảy chất lỏng kim loại và tham số lấp đầy
• Thiết kế cổng và đường chạy: Vị trí cổng nên tránh chất lỏng kim loại trực tiếp tác động đến đáy khoang (để ngăn ngừa phun nước và oxy hóa),và phần cắt ngang của bộ chạy nên phù hợp với tốc độ lưu lượng chất lỏng kim loại để đảm bảo tốc độ điền đồng đều (thường được điều khiển ở 0.5-1.5m/s) và giảm cuộn và lỗ chân lông.
•Cấu trúc lỗ thông gió: Thiết kế các rãnh thông gió (nhiều rộng 0,1-0,3 mm, độ sâu 0,5-1 mm) ở đầu hoặc góc của khoang để tránh không khí đóng gói và lỗ chân lông khi chất lỏng kim loại được lấp đầy,và ngăn ngừa không đầy đủ do áp suất khí ngược.
四Các thông số hiệu suất cơ học
•Sức mạnh và độ cứng của khuôn: Tùy theo trọng lượng của thỏi (chẳng hạn như 500kg-5 tấn) và áp suất tĩnh của kim loại nóng chảy (công thức tính toán:áp suất = mật độ kim loại nóng chảy × chiều cao × gia tốc trọng lực), chọn vật liệu phù hợp (như thép đúc, sắt ductile) và thiết kế cấu trúc xương sườn tăng cường để ngăn chặn khuôn biến dạng hoặc nứt.
• Phù hợp cơ chế giải phóng khuôn: Nếu sử dụng giải phóng khuôn cơ học hoặc thủy lực, cần phải dành cho không gian lắp đặt của thiết bị giải phóng khuôn (chẳng hạn như lỗ phun,vị trí của xi lanh thủy lực) để đảm bảo rằng lực giải phóng khuôn (thường là 1.5-2 lần trọng lượng thỏi) hoạt động đồng đều trên đáy thỏi để tránh làm hỏng thỏi hoặc khuôn.
五Các thông số vật liệu và xử lý bề mặt
• Chống mệt mỏi nhiệt vật liệu: Đối với quá trình nhiệt chu kỳ lặp đi lặp lại (như chất lỏng nhôm 660 °C) và làm mát kim loại nóng chảy,chọn vật liệu dẫn nhiệt vừa phải (như thép đúc dẫn nhiệt khoảng 40-50W/ ((m・K)) và độ bền mệt mỏi nhiệt cao để giảm nứt nhiệt.
•Quá trình xử lý bề mặt: Cải thiện khả năng chịu mòn bề mặt và hiệu suất chống dính của nhôm thông qua nitriding (sự cứng lên đến 50-60HRC), bắn peening hoặc lớp phủ (như lớp phủ gốm),Giảm sức đề kháng tháo khuôn, và giảm xói mòn và mài mòn bề mặt khuôn bởi kim loại nóng chảy.
Các thông số này cần được tối ưu hóa toàn diện kết hợp với các đặc điểm của các kim loại đúc cụ thể (aluminium, đồng, kẽm, vv),hiệu quả sản xuất (chẳng hạn như số lượng đúc mỗi giờ) và tiêu chuẩn chất lượng (chẳng hạn như các yêu cầu phát hiện khiếm khuyết nội bộ cho thỏi), và cuối cùng đạt được mục tiêu của tuổi thọ khuôn dài và chất lượng thạch cao.
Email: cast@ebcastings.com
