Công nghệ đúc gang thép là gì, quy trình thực hiện ra sao? Là vấn đề đang được rất nhiều người quan tâm khi tìm hiểu về các sản phẩm từ vật liệu gang và công nghệ sản xuất của nó. Vậy, hãy cùng tìm hiểu để có được câu trả lời chính xác ngay sau đây.

Đúc gang, đúc gang thép là gì?

Đúc gang là công nghệ gia công cơ khí đã có từ rất lâu đời, với sự phát triển của khoa học công nghệ, đúc gang cũng ngày càng phát triển với nhiều kỹ thuật, phương pháp hiện đại mang đến sản phẩm chất lượng tốt, mẫu mã đẹp và bền bỉ hơn.

Vật liệu gang có tính ứng dụng rất cao, nhất là trong chế tạo máy móc công nghiệp, thi công xây dựng, sản xuất nắp hố ga, bánh răng… vì vậy gia công đúc gang chính là một công nghệ rất được chú trọng, đòi hỏi cần có kỹ thuật chính xác, quy trình nghiêm ngặt ở từng bước…

Đúc gang thép là phương pháp chế tạo phôi gang thép bằng việc nung nóng chảy hợp kim gang thép, sau đó sẽ cho vào khuôn đúc. Khi kim loại nguội, từ dạng lỏng chuyển sang thể rắn và đông đặc sẽ tiến hành tháo khuôn đúc và thu được vật đúc, sản phẩm theo như thiết kế, kích thước đã làm khuôn đúc.

Để sản phẩm gia công đúc hoàn thiện và đạt yêu cầu như mong muốn thì việc chuẩn bị khuôn đúc là vô cùng quan trọng. Khuôn đúc đúng theo thiết kế, kích thước, áp dụng kỹ thuật và quy trình đúc chính xác thì mới đảm bảo cho chất lượng sản phẩm.

Một số công nghệ đúc gang thép phổ biến

Hiện nay trong chế tạo gia công cơ khí áp dụng rất nhiều công nghệ để sản xuất, với lĩnh vực đúc gang cũng sẽ một số công nghệ cơ bản như:

• Công nghệ đúc gang truyền thống từ mẫu đúc gỗ hay nhôm.
• Công nghệ đúc gang thép khuôn cát: Sử dụng với các vật đúc kích thước lớn, không yêu cầu cao về độ bóng bề mặt.
• Công nghệ đúc gang bằng khuôn máy: Áp dụng khi cần sản phẩm có độ chính xác cao.
• Công nghệ Furan – Đúc gang thép ở Nhật: Áp dụng với vật đúc trọng lượng lớn, có thể lên đén vài tấn.
• Dây chuyền tự động hóa Disa đúc gang thép: Đây là công nghệ tiên tiến mà các nước phát triển đang áp dụng, thường dùng để chế tạo các linh kiện, sản phẩm có độ chính xác cực kỳ cao.

Khám phá về công nghệ đúc gang thép khuôn cát

Khuôn cát trong đúc gang thép là loại khuôn và công nghệ được sử dụng nhiều nhất hiện nay, hầu hết các xưởng đúc ở nước ta hiệu đang đều đang sử dụng công nghệ này.

Đúc gang thép khuôn cát là sử dụng khuôn làm bằng cát để đúc, khuôn chỉ sử dụng được một lần, sau khi vật đúc nguội sẽ đục và phá khuôn và hoàn thành gia công đúc.

Ưu – nhược điểm của công nghệ đúc gang khuôn cát

Ưu điểm của phương pháp đúc trong khuôn cát là:

• Có thể đúc được các sản phẩm có hình dạng, chi tiết phức tạp và kích thước lớn.
• Khuôn cát chỉ sử dụng 1 lần, dễ dàng tách ngang theo đường phân chia nên việc dỡ bỏ để lấy vật đúc nhanh chóng và hiệu quả.
• Chi phí cho công nghệ đúc gang trong khuôn cát rẻ hơn các khuôn đúc khác, khả năng ứng dụng quy mô lớn.

Nhược điểm:

• Vì khuôn bằng cát nên độ bóng, mịn của bề mặt kém.
• Độ chính xác theo thiết kế, kích thước của vật đúc và khuôn đúc thấp.
• Lượng dư vật liệu gia công cao.

Quá trình đúc gang theo công nghệ này sẽ cần có khuôn mẫu, khuôn cát, cát, lò nung… Quy trình cơ bản là gang được nung nóng chảy sau đó đổ vào khoang của khuôn cát, khi vật đúc nguội và đông đặc sẽ tách khuôn cát theo đường phân chia được thiết kế sẵn và có vật đúc hoàn thiện.

Dưới đây sẽ là từng bước cụ thể trong quy trình đúc gang thép khuôn cát:

Bước 1. Lên bản vẽ, thiết kế kỹ thuật của sản phẩm cần đúc theo kích thước, thông số và tiêu chuẩn.

Bước 2. Tạo mẫu đúc, có thể dùng gỗ hoặc nhôm.

Bước 3. Tạo khuôn đúc trên nền cát, đây là quy trình đòi hỏi phải rất tỉ mỉ:

Bước 4. Tạo khuôn trên nền cát phẳng theo hàng:

• Đặt mẫu đúc trên nền cát, nhồi cát vào mỗi nửa mẫu, tạo khoang chính để hình thành khuôn đúc.
• Loại bỏ mẫu đúc và xử lý các chi tiết thừa trên khuôn cát.
• Với loại khuôn yêu cầu về thời gian nướng hay độ nóng thì quá trình hình thành khuôn cần tỉ mỉ, chính xác.
• Tiếp tục cho chất chống dính khuôn để giúp tháo khuôn đúc dễ dàng hơn, tạo vật đúc có độ bóng mịn tốt hơn.

Bước 5. Tiến hành kẹp khung: Đây là công đoạn định vị các lõi và các nửa khuôn, đảm bảo kẹp chặt với nhau, đóng lại an toàn để hạn chế chảy vật liệu ra ngoài.

Bước 6. Nấu gang: Vật liệu gang để có thể nóng chảy cần đưa vào lò và nung ở nhiệt độ từ 1150 – 1200 độ C. Ngoài các thành phần như sắt, cacbon, silic thì cần thêm mangan, crom, niken… theo tỷ lệ tiêu chuẩn để cầu hóa gang.

Bước 7. Rót gang vào khuôn cát: khi gang được nung nóng chảy, cần tiến hành rót ngay và khuôn đã được kẹp chặt, lượng chất lỏng cần đảm bảo đủ lấp đầy toàn bộ khoang trong khuôn một cách nhanh chóng, tránh sự đông đặc sớm, gây ảnh hưởng đến bề mặt và chất lượng vật đúc.

Bước 8. Làm nguội vật đúc: Gang trong khuôn sẽ nguội và đông đặc, nhưng tùy vào độ dày của vật đúc và nhiệt độ của gang mà sẽ có khoảng thời gian nhất định. Trước khhi vật đúc gang nguội hoàn toàn không được mở khuôn.

Bước 9. Loại bỏ khuôn: Khi vật đúc đã đông đặc và nguội hoàn toàn có thể loại bỏ khuôn đúc, thông thường sẽ sử dụng máy rung lắc để đẩy cát ra

Bước 10. Làm sạch bề mặt: Đây là quá trình làm sạch bề mặt vật đúc, loại bỏ cát bám hay lượng vật liệu thừa.

• Cần đưa sản phẩm vào máy bắn bi để loại bỏ phần cát cháy khó làm sạch bằng cách thông thường.
• Tiếp theo sử dụng máy mài để mài nhẵn bề mặt.
• Bước cuối cùng là sơn bintum, đưa sản phẩm lên cẩu trục và sơn tất cả các bề mặt.

Ứng dụng đúc gang trong khuôn cát

Đúc gang thép bằng khuôn cát là công nghệ đã có từ lâu tại Việt Nam và trên thế giới, mặc dù công nghệ này có nhiều nhược điểm nhưng với lợi thế về chi phí và khả năng gia công nhanh nên vẫn được áp dụng trong gia công sản xuất các thiết bị, sản phẩm không yêu cầu cao về độ bóng bề mặt, độ chính xác tuyệt đối như: Nắp hố ga, sóng chắn rác, nắp bể cáp…

Quy trình đúc gang bằng khuôn thép đòi hỏi sự tỉ mỉ, chính xác ở từng công đoạn, từ đó mới tạo ra sản phẩm đảm bảo tiêu chuẩn, đúng kích thước và mẫu mã thiết kế và mẫu mã theo yêu cầu. Với các sản phẩm áp dụng công nghệ sản xuất này như nắp hố ga, song thoát nước, chắn rác là rất phù hợp, vẫn đảm bảo các tiêu chuẩn sản phẩm khi sử dụng, vừa đảm bảo quá trình sản xuất nhanh chóng, hiệu quả… từ đó mang đến cho khách hàng sản phẩm chất lượng – giá cả ưu đãi.