Quy trình đúc gang bằng khuôn cát tươi: Từ tạo khuôn đến gia công hoàn thiện tại DISOCO

Công nghệ và dịch vụ

Đúc gang bằng khuôn cát tươi – Công nghệ sản xuất nền tảng của ngành cơ khí

Đúc gang bằng khuôn cát tươi (Green Sand Casting) là một trong những công nghệ đúc được sử dụng phổ biến nhất trong ngành cơ khí chế tạo. Nhờ khả năng sản xuất linh hoạt nhiều loại chi tiết với hình dạng và kích thước khác nhau, công nghệ này được ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như ô tô, động cơ điện, máy công nghiệp, bơm, van và thiết bị cơ khí.Tại Công ty TNHH MTV Diesel Sông Công (DISOCO), quy trình đúc gang bằng khuôn cát tươi được triển khai trên hệ thống dây chuyền đúc tự động và bán tự động, kết hợp cùng hệ thống kiểm soát chất lượng và gia công cơ khí sau đúc. Việc kiểm soát đồng bộ từng công đoạn giúp doanh nghiệp sản xuất các sản phẩm gang xám (FC) và gang cầu (FCD) đáp ứng yêu cầu về chất lượng, độ chính xác và tính ổn định của nhiều ngành công nghiệp trong nước và quốc tế.

Đúc gang bằng khuôn cát tươi là gì?

Đúc gang bằng khuôn cát tươi (Green Sand Casting) là phương pháp tạo hình vật đúc bằng khuôn được chế tạo từ hỗn hợp cát silica, bentonite và nước. Sau khi gang nóng chảy được rót vào khuôn và đông đặc, khuôn cát sẽ được phá bỏ để lấy sản phẩm.Đây là công nghệ được sử dụng rộng rãi nhờ khả năng sản xuất đa dạng từ những chi tiết đơn giản đến các sản phẩm có kết cấu phức tạp. Ngoài ra, cát khuôn sau khi xử lý có thể được tái sử dụng, giúp tối ưu chi phí sản xuất và phù hợp với cả sản xuất đơn chiếc lẫn sản xuất hàng loạt.

Các thành phần chính trong quá trình đúc

Để tạo ra một sản phẩm gang đúc hoàn chỉnh, quy trình đúc khuôn cát sử dụng ba thành phần chính:

• Vật mẫu (Pattern): Là bản sao của sản phẩm, dùng để tạo hình lòng khuôn. Sau khi khuôn được tạo xong, vật mẫu được lấy ra và tiếp tục sử dụng cho các lần sản xuất tiếp theo.
• Khuôn cát (Mold): Là khuôn tạo nên hình dạng bên ngoài của sản phẩm. Gang nóng chảy sẽ được rót vào lòng khuôn và đông đặc theo hình dạng này.
• Lõi cát (Core): Được sử dụng khi sản phẩm có lỗ hoặc khoang rỗng bên trong. Lõi được đặt vào khuôn trước khi rót gang và sẽ được phá bỏ sau khi sản phẩm đông đặc để tạo nên kết cấu rỗng theo thiết kế.

Quy trình đúc gang bằng khuôn cát tươi tại DISOCO

Bước 1. Chuẩn bị và xử lý cát khuôn

Chất lượng của khuôn cát là yếu tố quan trọng quyết định độ chính xác và chất lượng bề mặt của vật đúc. Hỗn hợp cát khuôn được phối trộn từ cát silica, bentonite, nước và các phụ gia theo tỷ lệ phù hợp nhằm đảm bảo độ bền, khả năng thông khí và tính ổn định trong quá trình đúc.Tại DISOCO, hệ thống xử lý cát được vận hành đồng bộ nhằm kiểm soát chất lượng cát trước khi đưa vào tạo khuôn, góp phần đảm bảo sự ổn định của từng mẻ sản xuất.

Bước 2. Chế tạo lõi cát

Đối với các sản phẩm có khoang rỗng, lỗ hoặc đường dẫn bên trong, lõi cát sẽ được chế tạo riêng trước khi lắp vào khuôn.Lõi cát phải đảm bảo đúng hình dạng thiết kế, đủ độ bền trong quá trình lắp ráp và rót gang, đồng thời có thể dễ dàng phá bỏ sau khi sản phẩm đông đặc.Để đáp ứng nhiều dạng sản phẩm khác nhau, DISOCO áp dụng công nghệ làm lõi Shell Core và Phenix, giúp nâng cao độ chính xác của các chi tiết có kết cấu phức tạp.

Bước 3. Tạo khuôn cát

Sau khi cát khuôn đạt yêu cầu, vật mẫu được đặt vào hòm khuôn và tiến hành đầm chặt cát xung quanh. Khi vật mẫu được lấy ra, phần không gian còn lại sẽ tạo thành lòng khuôn có hình dạng giống sản phẩm cần đúc.Tại DISOCO, công đoạn này được thực hiện trên dây chuyền đúc khuôn cát tự động SINTO (Nhật Bản), giúp nâng cao năng suất, độ đồng đều và tính ổn định của từng khuôn đúc.

Bước 4. Lắp lõi và ghép khuôn

Sau khi tạo khuôn, các lõi cát được đặt vào đúng vị trí theo bản vẽ kỹ thuật để tạo nên các khoang rỗng hoặc đường dẫn bên trong sản phẩm.Hai nửa khuôn sau đó được ghép kín, cố định và kiểm tra trước khi chuyển sang công đoạn rót kim loại.

Bước 5. Nấu luyện gang

Gang nguyên liệu được nấu chảy trong lò trung tần đến nhiệt độ thích hợp trước khi rót vào khuôn. Trong suốt quá trình này, thành phần hóa học và nhiệt độ kim loại được kiểm soát nhằm đảm bảo đúng mác vật liệu theo yêu cầu.DISOCO hiện sản xuất các sản phẩm gang xám (FC) và gang cầu (FCD), đồng thời thực hiện kiểm tra thành phần hóa học bằng hệ thống phân tích chuyên dụng trước khi rót.

Bước 6. Rót gang vào khuôn

Gang nóng chảy được đưa vào lòng khuôn thông qua hệ thống rót. Kim loại sẽ điền đầy toàn bộ khoang khuôn và bao quanh lõi cát để tạo nên hình dạng hoàn chỉnh của sản phẩm.DISOCO sử dụng hệ thống rót tự động, giúp kiểm soát ổn định lượng kim loại, nhiệt độ và tốc độ rót, hạn chế các khuyết tật như thiếu kim loại, cuốn khí hoặc lẫn xỉ.

Bước 7. Làm nguội và đông đặc

Sau khi rót, gang nóng chảy bắt đầu đông đặc trong khuôn. Thời gian làm nguội được tính toán phù hợp với kích thước, chiều dày và kết cấu của từng sản phẩm nhằm đảm bảo cơ tính và hạn chế biến dạng.

Bước 8. Phá khuôn và lấy vật đúc

Khi sản phẩm đã đông đặc hoàn toàn, khuôn cát được phá để lấy vật đúc ra ngoài.Đối với các sản phẩm sử dụng lõi cát, phần lõi bên trong cũng được phá bỏ để tạo nên các khoang rỗng hoặc đường dẫn theo thiết kế.

Bước 9. Làm sạch và phun bi

Sau khi phá khuôn, sản phẩm tiếp tục được:

• Cắt bỏ hệ thống rót và đậu ngót.
• Loại bỏ ba via.
• Phun bi làm sạch cát và lớp oxit bám trên bề mặt.

Công đoạn này giúp cải thiện chất lượng bề mặt trước khi chuyển sang kiểm tra hoặc gia công cơ khí.

Bước 10. Kiểm tra chất lượng

Trước khi xuất xưởng, sản phẩm được kiểm tra theo các tiêu chí kỹ thuật như:

• Thành phần hóa học.
• Cơ tính.
• Kích thước.
• Ngoại quan.
• Khuyết tật bề mặt và bên trong (khi cần).

Việc kiểm soát chất lượng xuyên suốt quy trình giúp đảm bảo các sản phẩm đáp ứng yêu cầu của khách hàng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.

Bước 11. Gia công cơ khí và hoàn thiện sản phẩm

Bên cạnh việc cung cấp phôi gang đúc, DISOCO còn thực hiện các công đoạn gia công cơ khí sau đúc như:

• Tiện CNC.
• Phay CNC.
• Khoan, doa.
• Mài.
• Xử lý bề mặt.
• Sơn hoàn thiện.

Nhờ đó, khách hàng có thể lựa chọn từ phôi đúc đến chi tiết đã gia công hoàn chỉnh, góp phần rút ngắn thời gian sản xuất và tối ưu chuỗi cung ứng.

Năng lực đúc gang khuôn cát tại DISOCO

Trải qua nhiều năm phát triển trong lĩnh vực đúc gang, DISOCO đã đầu tư đồng bộ từ dây chuyền đúc khuôn cát, hệ thống nấu luyện, kiểm soát chất lượng đến gia công cơ khí sau đúc, đáp ứng nhu cầu sản xuất từ phôi gang đến chi tiết hoàn thiện cho nhiều ngành công nghiệp.Một số năng lực nổi bật của DISOCO gồm:

1. Hệ thống đúc khuôn cát tự động

✔ Dây chuyền SINTO (Nhật Bản) ✔ Công suất: 10.000 tấn/năm ✔ Tốc độ tạo khuôn: 30 giây/khuôn ✔ Kích thước hòm khuôn: 700 × 600 × 500 mm ✔ Hệ thống lò nấu:

• 01 cặp lò 1 tấn/mẻ
• 01 cặp lò 1,5 tấn/mẻ

✔ Khối lượng sản phẩm: 1 – 70 kg

2. Hệ thống đúc khuôn cát bán tự động

✔ Công suất: 5.000 tấn/năm✔ Công nghệ khuôn: Green Sand (Cát + Bentonite)✔ Công nghệ chế tạo lõi:

• Shell Core
• Phenix

✔ Khối lượng sản phẩm: 1 – 100 kg

3. Hệ thống kiểm soát chất lượng toàn diện, từ kiểm soát cát khuôn, phân tích thành phần hóa học, kiểm tra cơ tính, tổ chức kim tương đến đo kiểm kích thước và kiểm tra không phá hủy (NDT), giúp đảm bảo chất lượng ổn định cho từng sản phẩm.

4. Gia công hoàn thiện sau đúc: Cung cấp từ phôi gang đúc đến chi tiết gia công hoàn thiện theo yêu cầu khách hàng

Nếu doanh nghiệp đang tìm kiếm đối tác sản xuất các sản phẩm gang đúc bằng công nghệ khuôn cát, DISOCO sẵn sàng đồng hành từ giai đoạn tư vấn kỹ thuật, lựa chọn vật liệu đến sản xuất và gia công hoàn thiện theo yêu cầu.