Đúc nhôm hoạt động như thế nào？

Đúc khuôn là phương pháp đúc kim loại bao gồm việc đổ kim loại nóng chảy vào khoang khuôn để nó đông cứng lại tạo thành hình dạng của khuôn.

Kỹ thuật tạo hình kim loại này cho phép linh hoạt về kích thước và hình dạng bộ phận, ngay cả đối với các hình dạng phức tạp có các khoang bên trong hoặc các phần rỗng.

Đúc khuôn không dành riêng cho kim loại, nó cũng có thể được sử dụng cho các vật liệu phi kim loại như thủy tinh, gốm sứ, và nhựa.

Hầu hết các diecast kim loại đều được chế tạo bằng kim loại màu như kẽm, nhôm, đồng, magie, và chì.

Đúc nhôm là một quy trình sản xuất linh hoạt và hiệu quả được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau.

Từ ô tô đến hàng tiêu dùng, các bộ phận bằng nhôm đúc được đánh giá cao về độ bền của chúng, độ bền, và tính chất nhẹ.

Blog này sẽ khám phá chi tiết về quá trình đúc khuôn nhôm, bao gồm quá trình, thuận lợi, các loại, và ứng dụng.

Đúc nhôm là gì?

Đúc khuôn nhôm liên quan đến việc bơm nhôm nóng chảy vào khuôn thép hoặc khuôn, dưới áp lực cao. Quá trình này cho phép sản xuất các hình dạng phức tạp với độ chính xác và chất lượng bề mặt cao.

Áp suất cao đảm bảo nhôm lấp đầy mọi kẽ hở của khuôn, tạo ra các bộ phận chính xác, đáng tin cậy, và sẵn sàng cho sản xuất hàng loạt.

Đúc nhôm hoạt động như thế nào?

Đúc nhôm là một quy trình sản xuất sử dụng phun áp suất cao để ép nhôm nóng chảy vào khoang khuôn làm từ thép công cụ cứng.

Quá trình này được sử dụng rộng rãi để tạo ra các bộ phận phức tạp và chính xác đòi hỏi độ lặp lại và tính nhất quán cao. Dưới đây là lời giải thích chi tiết về cách thức hoạt động của khuôn đúc nhôm:

1. Thiết kế và chuẩn bị khuôn

• Giai đoạn thiết kế: Quá trình bắt đầu với việc thiết kế khuôn bằng CAD (Thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính) phần mềm.
  Các kỹ sư tạo mô hình 3D chi tiết của bộ phận và khoang khuôn, đảm bảo rằng thiết kế phù hợp với các tính năng như gạch chân, góc dự thảo, và những dòng chia tay.
• Chế tạo dụng cụ: Sau khi thiết kế được hoàn thiện, khuôn được chế tạo bằng thép công cụ chất lượng cao. Khuôn gồm có hai nửa, nửa nắp và nửa đầu phun, chúng kết hợp với nhau để tạo thành khoang xác định hình dạng của bộ phận.

2. nóng chảy và tiêm

• Chuẩn bị kim loại: Các thỏi nhôm được đưa vào lò nấu chảy và nung nóng cho đến khi đạt trạng thái nóng chảy.
  Nhiệt độ phải được kiểm soát cẩn thận để tránh quá nóng, có thể làm suy giảm tính chất của kim loại.
• tiêm: Đúc khuôn trong buồng lạnh, nhôm nóng chảy được chuyển vào xi lanh phun. Sau đó, một pít tông đẩy kim loại nóng chảy vào khoang khuôn ở áp suất cực cao (lên đến 17,000 psi).
  Đúc khuôn trong buồng nóng, hệ thống phun chìm trong kim loại nóng chảy, sau đó được bơm trực tiếp vào khuôn.

3. Làm mát và hóa rắn

• Quá trình làm mát: Ngay khi nhôm lấp đầy khoang khuôn, giai đoạn làm mát bắt đầu. Khuôn thường được làm mát bằng nước để tăng tốc quá trình đông đặc, đảm bảo làm mát đồng đều và giảm thiểu cong vênh hoặc biến dạng của bộ phận.
• kiên cố hóa: Thời gian làm nguội rất quan trọng vì nó quyết định các đặc tính cuối cùng của bộ phận. Làm mát thích hợp đảm bảo rằng bộ phận này chắc chắn và không có các khuyết tật như độ xốp hoặc lỗ co ngót.

4. Đẩy và cắt tỉa

• Phóng ra: Sau khi nhôm nguội và đông đặc, khuôn được mở, và chi tiết được đẩy ra khỏi khuôn. Phía đẩy của khuôn chứa các chốt đẩy chi tiết ra khỏi khoang.
• Cắt tỉa: Bộ phận này sau đó được cắt tỉa để loại bỏ bất kỳ vật liệu dư thừa nào (đèn flash) có thể đã hình thành xung quanh các cạnh trong quá trình tiêm. Việc này có thể được thực hiện thủ công hoặc sử dụng máy cắt tỉa tự động.

5. Hoàn thiện bề mặt

• Xử lý hậu kỳ: Tùy thuộc vào yêu cầu, phần có thể trải qua bổ sung xử lý bề mặt chẳng hạn như đánh bóng, bức vẽ, anod hóa, hoặc mạ để tăng cường vẻ bề ngoài hoặc bảo vệ chống ăn mòn.
• Kiểm soát chất lượng: Mỗi bộ phận đều được kiểm tra để đảm bảo đáp ứng các thông số kỹ thuật cần thiết. Các phương pháp kiểm tra phổ biến bao gồm kiểm tra trực quan, Phân tích tia X, và thử nghiệm thẩm thấu thuốc nhuộm để xác định bất kỳ khuyết tật bên trong hoặc bề mặt nào.

Các loại quy trình đúc khuôn nhôm

Có một số loại quy trình đúc nhôm:

• Đúc khuôn áp suất cao (HPDC): Tốt nhất cho sản xuất khối lượng lớn với độ chính xác kích thước tuyệt vời.
• Đúc khuôn áp suất thấp (LPDC): Cung cấp khả năng kiểm soát tốt hơn cho kích thước lớn hơn, các bộ phận có thành dày hơn.
• Đúc khuôn trọng lực: Sử dụng trọng lực thay vì áp lực, lý tưởng cho các bộ phận đơn giản hơn và khối lượng sản xuất thấp hơn.
• ép đúc: Kết hợp lợi ích của việc đúc và rèn để tạo ra các bộ phận có độ bền cao.

Vật liệu hợp kim nhôm cho các bộ phận đúc

Hợp kim nhôm được sử dụng rộng rãi trong đúc khuôn do tính chất đặc biệt của chúng, như nhẹ, cường độ cao, chống ăn mòn, và độ dẫn nhiệt tuyệt vời.

Các hợp kim nhôm khác nhau có những đặc tính khác nhau khiến chúng phù hợp cho các ứng dụng cụ thể trong đúc khuôn. Dưới đây là tổng quan về các hợp kim nhôm được sử dụng phổ biến nhất trong các bộ phận đúc khuôn:

1. Hợp kim nhôm A380

• Tổng quan: A380 là một trong những hợp kim đúc nhôm phổ biến nhất. Nó mang lại sự cân bằng tốt về tính chất cơ học và khả năng đúc.
• Thuộc tính chính:

• • Tính lưu loát tuyệt vời, cho phép nó lấp đầy các khuôn phức tạp.
  • Khả năng chống nứt cao dưới nhiệt và áp suất.
  • Độ dẫn nhiệt và điện tốt.
  • Nhẹ với sức mạnh vừa phải.

• Ứng dụng: A380 được sử dụng rộng rãi trong phụ tùng ô tô, vỏ điện tử, hộp số, và các bộ phận của động cơ.

2. Hợp kim nhôm A360

• Tổng quan: A360 cung cấp khả năng chống ăn mòn và tính chất cơ học tốt hơn so với A380 nhưng khó đúc hơn một chút.
• Thuộc tính chính:

• • Độ bền và độ giãn dài cao hơn A380.
  • Độ kín áp suất cao, làm cho nó phù hợp với các bộ phận đòi hỏi tính toàn vẹn cao.
  • Khả năng chống ăn mòn tốt hơn trong môi trường biển.

• Ứng dụng: Lý tưởng cho các bộ phận kết cấu, thùng có thành mỏng, và các bộ phận tiếp xúc với môi trường ẩm ướt hoặc ăn mòn.

3. Hợp kim nhôm ADC12

• Tổng quan: ADC12 là hợp kim nhôm tiêu chuẩn Nhật Bản tương tự A380 nhưng có một số khác biệt về thành phần và tính chất.
• Thuộc tính chính:

• • Khả năng đúc và chảy tuyệt vời.
  • Độ ổn định kích thước cao và dễ gia công.
  • Chống ăn mòn tốt và dẫn nhiệt.

• Ứng dụng: Thường được sử dụng trong linh kiện ô tô, điện tử tiêu dùng, và các bộ phận phần cứng nói chung.

4. Hợp kim nhôm A383

• Tổng quan: A383 là sự thay thế cho A380 và có khả năng chống nứt nóng tốt hơn, làm cho nó trở nên lý tưởng cho các bộ phận phức tạp đúc khuôn.
• Thuộc tính chính:

• • Cải thiện khả năng làm đầy khuôn.
  • Độ bền và độ dẻo cao.
  • Khả năng chống ăn mòn và mài mòn tuyệt vời.

• Ứng dụng: Thích hợp cho các thành phần phức tạp, chẳng hạn như vỏ điện tử, đầu nối, và các bộ phận khung gầm.

5. Hợp kim nhôm A413

• Tổng quan: A413 được biết đến với độ kín áp suất tuyệt vời và độ bền cao, làm cho nó phù hợp với các bộ phận và bộ phận thủy lực đòi hỏi tính chất cơ học tốt.
• Thuộc tính chính:

• • Tính lưu loát vượt trội, làm cho nó lý tưởng cho tường mỏng, vật đúc phức tạp.
  • Chống ăn mòn tốt.
  • Tỷ lệ cường độ trên trọng lượng cao.

• Ứng dụng: Thường được sử dụng trong xi lanh thủy lực, bộ phận máy nén, và phụ kiện máy bay.

6. Hợp kim nhôm A390

• Tổng quan: Hợp kim A390 được thiết kế để có khả năng chống mài mòn cao và đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng liên quan đến tiếp xúc trượt hoặc mài mòn nặng.
• Thuộc tính chính:

• • Cực kỳ cứng và chống mài mòn.
  • Hàm lượng silicon cao mang lại sức bền tuyệt vời.
  • Độ dẫn nhiệt tốt.

• Ứng dụng: Thường được sử dụng trong các bộ phận của động cơ ô tô như khối xi lanh và piston.

Chọn hợp kim nhôm phù hợp để đúc khuôn

Việc lựa chọn hợp kim nhôm thích hợp để đúc khuôn phụ thuộc vào một số yếu tố, bao gồm cả ứng dụng dự định, yêu cầu tính chất cơ và nhiệt, và sự cân bằng mong muốn giữa khả năng đúc và chi phí.

Điều quan trọng là phải tham khảo ý kiến ​​​​của các chuyên gia đúc khuôn để xác định hợp kim phù hợp nhất đáp ứng các yêu cầu về thiết kế và chức năng cụ thể.

Đúc nhôm có yêu cầu hoàn thiện sau không?

Đúng, Đúc nhôm thường yêu cầu hoàn thiện sau để nâng cao chất lượng thẩm mỹ và chức năng của các bộ phận. Các phương pháp xử lý sau hoàn thiện phổ biến bao gồm mài giũa, anod hóa, sơn tĩnh điện, và vẽ tranh.

Các quá trình này có thể cải thiện khả năng chống ăn mòn, cung cấp tùy chọn màu sắc, và đạt được bề mặt mịn hoặc có kết cấu.

Ưu điểm của bộ phận đúc nhôm

• Nhẹ và cường độ cao: Nhôm nhẹ hơn đáng kể so với thép nhưng vẫn giữ đủ độ bền cho các ứng dụng kết cấu.
• Khả năng chống ăn mòn và dẫn nhiệt tuyệt vời: Nhôm tự nhiên tạo thành lớp oxit bảo vệ chống ăn mòn và dẫn nhiệt hiệu quả.
• Khả năng tạo ra các hình dạng phức tạp với độ chính xác cao: Quá trình đúc khuôn cho phép tạo ra các thiết kế phức tạp với dung sai chặt chẽ.
• Hiệu quả chi phí cho sản xuất hàng loạt: Khi chi phí thiết lập ban đầu được trang trải, đúc khuôn trở nên kinh tế cao cho các đơn đặt hàng khối lượng lớn.

Đúc nhôm VS Đúc cát VS Đúc chân không

Việc lựa chọn phương pháp đúc thích hợp phụ thuộc vào yêu cầu thiết kế cụ thể và các đặc tính cần thiết cho một bộ phận..

Các kỹ thuật đúc khác nhau mang lại những lợi ích khác nhau, đặc biệt liên quan đến hệ thống phun của họ, chẳng hạn như đúc nhôm, đúc cát, và đúc khuôn chân không.

Đúc nhôm

Đúc nhôm liên quan đến việc bơm nhôm nóng chảy vào khoang khuôn ở áp suất và tốc độ cao.

Quá trình này vừa nhanh chóng vừa mang lại hiệu quả cao, làm cho nó trở nên lý tưởng cho hoạt động sản xuất quy mô lớn.

Các bộ phận được sản xuất bằng phương pháp này có chất lượng bề mặt tuyệt vời và thường yêu cầu xử lý hậu kỳ tối thiểu..

Do tính chất nhẹ của nhôm, nó thường được sử dụng để tạo ra các bộ phận có thành mỏng mà không làm giảm độ bền.

Tuy nhiên, vì nhôm có nhiệt độ nóng chảy cao, nó được đúc bằng máy đúc buồng lạnh.

Việc phun áp suất cao đôi khi có thể dẫn đến kẹt khí, dẫn đến độ xốp trong lần đúc cuối cùng.

Đúc cát

Đúc cát liên quan đến việc đổ kim loại nóng chảy vào khuôn cát mà không cần áp dụng áp lực.

Đây là một trong những phương pháp lâu đời nhất và được sử dụng rộng rãi nhất để sản xuất phôi và các bộ phận phức tạp., chẳng hạn như khối động cơ ô tô, trục khuỷu, và đầu xi lanh.

Vì khuôn cát phải đập vỡ mới lấy được vật đúc, quá trình này tương đối chậm và không lý tưởng cho sản xuất hàng loạt.

Đúc chân không

Đúc khuôn chân không là kỹ thuật tiên tiến sử dụng chân không để hút kim loại nóng chảy vào khuôn.

Phương pháp này ngăn chặn hiệu quả sự tích tụ không khí trong khoang khuôn và loại bỏ khí hòa tan, do đó làm giảm nguy cơ độ xốp bề mặt trong sản phẩm cuối cùng.

Đúc khuôn chân không cho phép sản xuất các phần có thành mỏng với bề mặt hoàn thiện vượt trội, tăng cường tính chất cơ học của các bộ phận đúc và giảm nhu cầu gia công thêm.

Tuy nhiên, cấu trúc niêm phong của khuôn phức tạp hơn, và quá trình tổng thể tốn kém hơn so với các phương pháp đúc khác.

Mỗi phương pháp đúc—đúc khuôn nhôm, đúc cát, và đúc khuôn chân không—mang lại những ưu điểm độc đáo và phù hợp cho các ứng dụng khác nhau dựa trên các đặc tính mong muốn, khối lượng sản xuất, và cân nhắc chi phí.

Lựa chọn phương pháp phù hợp đảm bảo chất lượng và hiệu quả tối ưu trong quá trình sản xuất.

Mẹo thiết kế cho các bộ phận nhôm đúc

• Lựa chọn vật liệu: Chọn hợp kim nhôm phù hợp dựa trên tính chất cơ học.
• Phụ cấp gia công: Tính đến mọi gia công cần thiết sau đúc.
• Co rút trong quá trình thiết kế: Thiết kế khuôn có xét đến độ co ngót của nhôm khi làm nguội.
• Độ dày của tường: Độ dày thành đồng đều tránh các khuyết tật như cong vênh.
• Sức mạnh một phần: Gia cố các khu vực cần cường độ cao hơn mà không tăng thêm trọng lượng.
• Quá trình lắp ráp: Thiết kế các bộ phận để lắp ráp dễ dàng.
• Thiết kế Xuất Hiện: Xem xét độ hoàn thiện bề mặt và tính thẩm mỹ trong quá trình thiết kế.

Những thách thức trong đúc nhôm

• Khiếm khuyết tiềm ẩn: Các vấn đề như độ xốp, sự co lại, và nứt có thể xảy ra nếu các thông số của quá trình không được kiểm soát chặt chẽ.
• Mặc và bảo trì khuôn: Việc sử dụng khuôn thường xuyên dẫn đến hao mòn, cần bảo trì thường xuyên và thay thế thường xuyên.
• Cân bằng tốc độ sản xuất với kiểm soát chất lượng: Đảm bảo sản xuất tốc độ cao không ảnh hưởng đến chất lượng của các bộ phận.

Kiểm soát và kiểm tra chất lượng trong đúc nhôm

• Phương pháp kiểm tra chung: Các kỹ thuật như kiểm tra bằng tia X và kiểm tra chất thấm thuốc nhuộm được sử dụng để phát hiện các khuyết tật bên trong và khuyết tật bề mặt.
• Duy trì dung sai chặt chẽ: Chất lượng nhất quán được đảm bảo thông qua việc kiểm tra nghiêm ngặt và tuân thủ các dung sai quy định.

Các ứng dụng của bộ phận đúc nhôm

• Công nghiệp ô tô: Linh kiện động cơ, vỏ hộp số, và bánh xe.
• Công nghiệp hàng không vũ trụ: Các thành phần và vỏ kết cấu nhẹ.
• Công nghiệp điện và điện tử: Tản nhiệt, đầu nối, và thùng loa.
• Hàng tiêu dùng: Bộ phận thiết bị, tay cầm, và đồ đạc.

Xu hướng tương lai về đúc nhôm

• Những tiến bộ trong Tự động hóa và AI: Tăng cường sử dụng robot và trí tuệ nhân tạo để đạt hiệu quả và độ chính xác cao hơn.
• Phát triển hợp kim nhôm mới: Nghiên cứu các hợp kim mới mang lại đặc tính hiệu suất được cải thiện.
• Tính bền vững và tái chế: Tập trung vào các hoạt động bền vững và khả năng tái chế của nhôm trong quy trình đúc khuôn.

Nhận Dịch Vụ Đúc Nhôm Tại ĐÂY

DEZE cung cấp dịch vụ đúc nhôm chuyên nghiệp được thiết kế để đáp ứng nhu cầu đa dạng của nhà sản xuất.

Với trang thiết bị hiện đại và kỹ thuật viên giàu kinh nghiệm, DEZE đảm bảo rằng mọi bộ phận đều đáp ứng các tiêu chuẩn cao nhất về chất lượng và độ chính xác.

Phần kết luận

Đúc nhôm là một kỹ thuật sản xuất linh hoạt và hiệu quả, cung cấp một cách tiết kiệm chi phí để sản xuất chất lượng cao, bộ phận phức tạp.

Từ ô tô đến hàng không vũ trụ, ứng dụng của khuôn đúc nhôm rất rộng lớn, và những tiến bộ trong công nghệ tiếp tục đẩy xa ranh giới của những gì có thể.

Hiểu quá trình, các loại, và ứng dụng giúp doanh nghiệp lựa chọn phương pháp phù hợp với nhu cầu của mình.

Nội dung tham khảo：https://dz-machining.com/aluminum-casting/

Câu hỏi thường gặp

Q: Số lượng đặt hàng tối thiểu để đúc khuôn nhôm là bao nhiêu?

MỘT: Số lượng đặt hàng tối thiểu thay đổi tùy thuộc vào độ phức tạp của bộ phận và yêu cầu cụ thể của dự án.

Q: Đúc nhôm có thể được sử dụng cho các bộ phận nhỏ?

MỘT: Đúng, đúc khuôn nhôm phù hợp cho cả chi tiết nhỏ và lớn, miễn là các cân nhắc về thiết kế là phù hợp.

Q: Mất bao lâu để tạo ra một khuôn đúc nhôm mới?

MỘT: Thời gian cần thiết để chế tạo một khuôn mới phụ thuộc vào độ phức tạp của nó và thời gian hoàn thành của nhà sản xuất..

Bằng cách hiểu được sự phức tạp của việc đúc khuôn nhôm, các nhà sản xuất có thể tận dụng công nghệ này để sản xuất mạnh mẽ, đáng tin cậy, và các bộ phận tiết kiệm chi phí cho nhiều ứng dụng.