Việc sơn mẫu rất quan trọng. Lớp sơn ngăn không cho kim loại lỏng thâm nhập và gây xói mòn cát trong quá trình rót. Ngoài ra, lớp sơn còn có tác dụng bảo vệ cấu trúc vật đúc. Chiều dày lớp sơn cần đƣợc khống chế chặt chẽ. Lớp sơn phủ maaix có thể đƣợc thực hiện bằng cách nhũng mẫu vào sơn, phun sơn hoặc bằng cọ
Việc rót kim loại lỏng vào khuôn trong công nghệ đúc trong khuôn mẫu hóa khí phải được thực hiện chặt chẽ hơn nhiều sơ với các phương pháp đúc thông thường và thường được thực hiện bằng các cơ cấu rót được cơ khí hóa. Khí tạo ra do mẫu polystyrene bay hơi đi qua lớp sơn phủ lên mẫu và qua cát đƣợc lèn chặt, sau đó qua các lỗ thoát khí trên vách hòm khuôn và theo hệ thống hút ra ngoài. Nếu tốc độ rót khuôn quá thấp, có thể gâp sụp cát cục bộ, còn khi tốc độ rót quá nhanh, có thể gây nên hiện tường phun trào do tốc độ hóa khí của mẫu lớn hơn tốc độ thoát khí.
Phương pháp này được phát minh từ rất sớm. Năm 1943, phương pháp này bắt đầu được sử dụng để đúc thép thỏi.
Qui trình đúc liên tục
8.1 NGUYÊN LÝ
8.1.1 Đúc liên tục theo phương đứng
Sơ đồ đúc liên tục theo phương thẳng đứng và phương ngang
Kim loại lỏng đƣợc rót liên tục vào một đầu của khuôn kim loại đƣợc làm nguội bằng nước (còn được gọi là buồng kết tinh), vật đúc đã kết tinh đến đâu sẽ được kéo ra đến đấy ở đầu kia của buồng kết tinh. Tốc độ kéo thỏi phải phù hợp với tốc độ kết tinh của kim loại lỏng.
phương pháp này thường được sử dụng để đúc thỏi, ống , đường ray…
8.1.2 Đúc liên tục theo phương ngang
So với phương pháp đúc liên tục thẳng đứng thì phương pháp đúc liên tục nằm ngang có các ƣu điểm: không phải xây dựng giàn khung thiết bị cao hoặc công trình ngầm, dễ cắt thỏi.
Nhƣợc điểm: khó áp dụng đối với thỏi lớn vì tốc độ kéo chậm ; điều kiện nguội của mặt trên và mặt dưới khác nhau làm chất lượng thỏi đúc không đồng đều.
8.2 ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐÚC LIÊN TỤC 8.2.1 Ƣu điểm
Có thể chế tạo thỏi, ống, tấm dài tùy ý theo phương pháp đúc đứng hoặc ngang
Năng suất cao, tỷ lệ kim loại thành phẩm lớn vì không tốn kim loại cho hệ thống rót và đậu ngót
Sản phẩm có nhiều hình dạng: thỏi, tấm, ống tùy theo phương pháp đúc
Dễ cơ khí hóa và tự động hóa quá trình
Tiêu tốn năng lƣợng thấp
Có thể chế tạo phôi đặc (thanh có tiết diện thay đổi, các loại rail…), các loại phôi rỗng (bạc, ống…), tấm.
8.2.2 Nhƣợc điểm
Toàn bộ tạp chất tập trung ở tâm
Cần đầu tư nhà xưởng lớn
Vật đúc có bề mặt cứng, khó gia công
9.1 ĐÚC TRONG KHUÔN ĐIỆN TỪ
Để tránh cho tổ chức vật đúc có hình nhánh cây, vật liệu,tạp chất phân bố đều người ta đã tìm ra 1 phương pháp đúc sử dụng máy khuấy đảo bằng từ. Ta gọi phương pháp này là đúc liên tục trong khuôn điện từ.
Với phương pháp này thì phôi đúc được tạo hình liên tục nhờ từ trường. Kim loại lỏng không tiếp xúc với thành khuôn, mà một cuộn cảm ứng dùng dòng điện xoay chiều thay cho khuôn. Lực điện từ do dòng cảm ứng sinh ra trong kim loại lỏng sẽ tương tác với từ trường của cuộn cảm ứng làm ép kim loại lỏng theo hướng kính. Quá trình rót qua vòng cảm ứng, làm nguội và kéo xuống liên tục sẽ tạo ra thỏi đúc. Tiết diện thỏi đúc có thể tròn, vuông , chữ nhật hoặc phức tạp.
Ưu điểm:
Mặt ngoài vật đúc đẹp
Tốc độ đúc cao
Thỏi đúc có tổ chức sít chặt, hạt nhỏ mịn, không bị rỗ, do đó độ bền của sản phẩm đúc cao hơn so với phương pháp đúc liên tục thông thường
Không cần bôi trơn khuôn
Giảm lượng nước làm nguội
9.2 ĐÚC TRONG KHUÔN MÀNG MỎNG – CHÂN KHÔNG
Đƣợc nghiên cứu từ thập niên 70 của thế kỷ 20 và đang dần dần thay thế đúc trong khuôn cát. Hợp kim làm khuôn của phương pháp đúc này chỉ là cát, không dùng chất dính và dùng các phương pháp vật lý( từ , chân không..) để giữ các hạt cát khô nằm cố định trong khuôn khi rót; đúc xong có thể phá dỡ khuôn dễ dàng, cát đƣợc sử dụng lại hầu nhƣ hoàn toàn.
9.2.1 Phạm vi sử dụng
Sản phẩm đúc bằng phương pháp này thường chiếm 1 tỷ lệ khá nhỏ trong tổng sản lƣợng đúc nhƣng lại là những sản phẩm đặc biệt, dùng trong ngành công nghiệp đặc biệt nhƣ các chi tiết trong khung kính hiển vi hồng ngoại, khung cho động cơ xe máy, chế tạo mẫu cho pp đúc áp lực
Hiện nay nhiều phụ tùng xe máy bằng hợp kim nhôm đƣợc chế tạo bằng công nghệ khuôn màng mỏng – chân không mà một trong các công ty đi tiên phong là Harley Division.
Hiện công nghệ này đã và đang được sử dụng nhiều ở các nước: nhật, Mỹ, Đức, Nga, Hàn Quốc…
9.2.2 Nguyên lý
Phương pháp đúc màng mỏng chân không được tiến hành như sau:
Mẫu của khuôn màng mỏng chân không đƣợc chế tạo có các lỗ thông hơi trên bề mặt mẫu. Mẫu đƣợc gắn lên tấm mẫu rỗng có lỗ hút chân không.
Màng mỏng làm bằng chất dẻo có độ dày từ 0,05 – 0,15mm. Màng mỏng đƣợc nung nóng trong thời gian thích hợp để có độ dẻo cao, độ biến dạng tốt.
Màng sau khi đã nung sẽ đƣợc phủ lên tấm mẫu đã đƣợc hút chân không với độ chân không 250 – 600 mmHg. Áp suất chân không thông qua các lỗ thông trên mẫu hút cho màng mỏng ép sát vào bề mặt mẫu.
Hòm khuôn đƣợc đặt lên trên mẫu đã phủ màng mỏng plastic. Thành hòm khuôn có kết cấu đặc biệt để có thể hút chân không bên trong hòm khuôn.
Cát khô đƣợc cho vào hòm khuôn. Cát phải sạch, không đƣợc lẫn chất kết dính hay chất kết dính nào khác và phải có mật độ, độ minh thích hợp. Sau đó, tiến hành rung lèn chặt cát với biên độ , tần số và thời gian thích hợp để mật độ , độ sít chặt của cát trong khuôn là phù hợp nhất mà không phân bố lại độ hạt.
Tạo hình phễu rót và làm phẳng bề mặt cát ở trên mặt khuôn. Sau đó, phủ màng mỏng bằng plastic lên bề mặt khuôn. Tấm màng mỏng này có thể không cần nung nóng vì nó chỉ ép sát vào mặt phẳng cát không đòi hỏi độ mềm, độ biến dạng cao.
Tiến hành hút chân không trong hòm khuôn. Áp chân không hút màng mỏng ép chặt vào cát làm khuôn để các hạt cát liên kết chặt với nhau tạo thành khuôn màng mỏng chân không cứng và bền vững . áp suất chân không trong hòm khuôn cân bằng với áp suất chân không trong tấm mẫu. tiếp tục tiến hành nhả chân không ở tấm mẫu, làm điều hòa áp suất không khí trong tấm mẫu và tách lấy tấm mẫu ra khỏi khuôn ta đƣợc nửa hòm khuôn với lòng khuôn có biên dạng vật đúc. Và tiếp tục tiến hành làm tương tự với nửa hòm khuôn còn lại.
Sơn lên màng mỏng một lớp sơn, sau đó ráp nửa khuôn trên và nửa khuôn dưới, rồi tiến hành rót kim loại vào. Trong quá trình rót kim loại vẫn tiến hành rút chân không.
Sau khi vật đúc đông đặc và nguội đến nhiệt độ thích hợp, nhả chân không trong các hòm khuôn. Cát đƣợc nhả chân không rơi tự do ra khỏi hòm khuôn thành vật liệu rời không có hiện thượng dính thành từng mảng như các phương pháp dùng chất dính kết khác. Cát sau khi nguội đƣợc sử dụng lại