SỰ KẾT TINH LIM LOẠI VÀ VẬT ĐÚC TRONG KHUÔN

Kim loại lỏng sau khi điền đầy vào lòng khuôn sẽ nhanh chóng chuyển dần sang trạng thái đặc trong quá trình kết tinh và phụ thuộc vào nhiều yếu tố:

+ Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ rót của hợp kim đúc.

+ Tính chất lý nhiệt của khuôn.

+ Công nghệ đúc.

Sự kết tinh của kim loại và vật đúc trong khuôn có thể chia làm các quá trình sau:

 

* Giai đoạn 1: Tính từ khi bắt đầu rót cho đến khi điền đầy khuôn. Thời gian rót đầy khuôn phải đảm bảo nhanh nên giai đoạn này chưa hạ nhiệt đáng kể.

* Giai đoạn 2: kim loại lỏng trong lòng khuôn sẽ truyền nhiệt đến thành khuôn, tùy theo tính chất của từng loại vật liệu và vị trí tập trung kim loại khác nhau thì thời gian truyền nhiệt khác nhau. Thông thường phần kim loại ở đáy khuôn do được rót vào trước sẽ kết tinh trước sau đó tới các thành bên. Hướng tản nhiệt vuông góc với thành khuôn.

* Giai đoạn 3: giai đoạn kết tinh kim loại. Khi ở trong khuôn kim loại kết tinh theo hướng từ dưới lên và từ ngoài vào trong theo các thành bên. Ở giai đoạn này thường sẽ xảy ra 02 trường hợp:

  + Đông đặc theo lớp: những kim loại nguyên chất, những hợp kim cùng tinh hoặc khoảng kết tinh hẹp thường đông đặc theo lớp.

            Nhìn theo biểu đồ kết tinh trên, đường cong tăng dần từ hai phía thành khuôn và cao nhất ở tâm, đồng nghĩa với tốc độ truyền nhiệt của kim loại thấp dần từ ngoài vào trong. Khi nhiệt độ hạ xuống nhiệt độ kết tinh sẽ bắt đầu hình thành lớp tinh thể. Tương ứng các khoảng thời gian khác nhau thì các lớp có khoảng đông đặc khác nhau. Khi đường cong của đồ thị tiến dần đến đường ngang và nằm dưới đường nhiệt độ đông đặc thì cũng là lúc kim loại đông đặc hoàn toàn.

  + Đông đặc thể tích: những hợp kim có khoảng kết tinh lớn thường xảy ra đông đặc thể tích.

  Do đặc thù kết tinh theo thể tích, trong cùng một khoảng độ dày có thể cùng tồn tại cả hai điểm lỏng và đặc. Khi đường nhiệt1hạ dần xuống tới đường nhiệt 2 thì một khoảng lớn thể tích tồn tại ở hai pha lỏng và đặc.

  Đông đặc thể tích ảnh hưởng rất lớn đến hình thành tổ chức vật đúc sau khi đông đặc.

* Giai đoạn 4: đây là thời điểm xảy ra sự chuyển biến pha ứng với từng hợp kim đúc và từng nhiệt độ. Quá trình kết tinh lại ở giai đoạn này cũng phụ thuộc vào kết cấu vật đúc.

* Giai đoạn 5: tùy vào từng loại vật liệu và công nghệ đúc mà ta có thể xác định thời gian lấy vật thể ra khỏi khuôn. Khi lấy vật thể ra khỏi khuôn thì nhiệt độ sẽ giảm nhanh hơn. Để tránh hiện tượng ứng suất dư, bị hóa cứng bề mặt, và để ổn định các thành phần hóa học mà ta có thể cho vật đúc vào lò ủ hoặc buồng ủ để tránh hạ nhiệt nhanh.

Nguồn : Sưu tầm tổng hợp

Biên soạn: TNTD, v.rubber