Đúc nhôm là gì? Lợi ích và ứng dụng của đúc nhôm trong ngành công nghiệp

Đúc nhôm là gì? Đúc nhôm là quá trình làm nóng chảy nhôm ở nhiệt độ cao và cho vào khuôn, làm nguội để tạo hình. Với trọng lượng thấp của nhôm khiến nó trở nên lý tưởng cho các ngành công nghiệp yêu cầu các bộ phận bền mà cũng nhẹ, chẳng hạn như hàng không vũ trụ, y tế và điện tử. Kim loại này cũng có khả năng chống ăn mòn vượt trội, tính dẫn điện và nhiệt đặc biệt, khả năng chống lại môi trường khắc nghiệt và khả năng chịu nhiệt độ cao. Khi nhôm được sử dụng để đúc, các bộ phận có bề mặt mịn.

1. Đúc nhôm là gì?

Đúc nhôm là một phương pháp để sản xuất các bộ phận có chất lượng cao và dung sai cao bằng cách đổ nhôm nóng chảy vào một khuôn. Đây là một quy trình hiệu quả để sản xuất các bộ phận phức tạp, chi tiết, khớp chính xác với các thông số kỹ thuật của thiết kế ban đầu.Một lợi ích tích cực của các bộ phận đúc bằng nhôm là lớp oxit nhôm hình thành ngay sau khi bộ phận được lấy ra khỏi khuôn, tạo ra một bức tường bảo vệ chống ăn mòn và rỉ sét.

2. Quá trình đúc nhôm

Một phương pháp điển hình để đúc nhôm là đổ nhôm nóng chảy vào khuôn thép đã được xử lý chính xác để đảm bảo rằng vật đúc sẽ có bề mặt nhẵn. Quy trình cụ thể này là một trong những phương pháp được sử dụng để sản xuất nhôm đúc, mỗi phương pháp được sử dụng để tạo ra các loại bộ phận cụ thể.

Một biến thể trong quy trình đúc nhôm là loại khuôn, có thể được làm vĩnh viễn bằng thép hoặc tạm thời được làm bằng vật liệu phi kim loại. Dưới đây là một số quy trình đúc nhôm phổ biến hiện nay.

2.1. Đúc khuôn vĩnh viễn

Phần lớn chi phí của việc đúc khuôn vĩnh cửu bằng nhôm là gia công và định hình khuôn, thường được làm từ gang xám hoặc thép. Khuôn được tạo hình dạng hình học của bộ phận được thiết kế với thông số kỹ thuật và hình dạng được chia thành hai nửa. Trong quá trình phun, các nửa khuôn nhôm được bịt kín sao cho không có không khí hoặc chất ô nhiễm. Khuôn được làm nóng trước khi đổ nhôm nóng chảy, có thể được múc, đổ hoặc phun.

khi hoàn thành quá trình, khuôn được làm mát để phần nhôm đông lại. Sau khi được làm mát, bộ phận được nhanh chóng lấy ra khỏi khuôn để ngăn ngừa sự hình thành các khuyết tật.

2.2. Đúc cát

Quá trình đúc cát liên quan đến việc đóng gói cát xung quanh một mẫu có thể tái sử dụng có hình dạng, chi tiết và cấu hình của sản phẩm cuối cùng. Bao gồm trong mô hình là các ống dẫn cho phép đổ kim loại nóng chảy vào khuôn và cho nhôm nóng để cung cấp vật đúc trong quá trình hóa rắn để ngăn ngừa độ xốp co ngót. Bao gồm trong mẫu là một ống dẫn cho phép đưa kim loại nóng chảy vào khuôn. Kích thước của mẫu lớn hơn một chút so với sản phẩm để tính đến sự co ngót trong quá trình làm mát. Cát có trọng lượng và độ bền để duy trì hình dạng của hoa văn và có khả năng chống tương tác với kim loại nóng chảy.

2.3. Đúc chết

Đúc khuôn là một quá trình trong đó nhôm nóng chảy được ép dưới áp lực vào khuôn. Các sản phẩm được sản xuất có độ chính xác đặc biệt và yêu cầu hoàn thiện hoặc gia công tối thiểu. Quá trình đúc khuôn diễn ra nhanh chóng, điều này lý tưởng cho việc sản xuất hàng loạt các bộ phận có khối lượng lớn. Hai hình thức đúc khuôn là nóng và lạnh. Sự khác biệt giữa chúng liên quan đến cách kim loại nóng chảy được bơm vào khuôn. Trong quá trình đúc khuôn nóng, buồng nóng được kết nối với nồi nóng chảy và sử dụng pít-tông để ép kim loại nóng chảy qua cổ ngỗng vào khuôn. Trong quá trình đúc khuôn nguội, nồi nóng chảy không được gắn vào hệ thống đúc khuôn và phần nóng chảy nóng chảy được đưa vào buồng lạnh, nơi nó được pít tông ép vào khuôn.

Xem thêm: Phân biệt nhôm đùn và nhôm đúc

3. Lợi ích của việc đúc nhôm

Nhiều lợi ích của việc đúc nhôm được chứng minh bằng việc sử dụng rộng rãi của các nhà sản xuất. Bề mặt hoàn thiện tuyệt vời của các bộ phận bằng nhôm đúc cũng như độ bền và độ ổn định phi thường của chúng là một số lý do mà các kỹ sư chuyển sang sử dụng nhôm và hợp kim của nó khi tạo ra các thiết kế mới. Sự phát triển của nhôm đúc không ngừng thay đổi và tiến bộ khi các cải tiến kỹ thuật mới và cải tiến tạo ra các tùy chọn bổ sung cho sản xuất và thiết kế.

3.1. Thiết kế 

Đúc nhôm có thể tạo ra bất kỳ kích thước, hình dạng, cấu hình hoặc hình thức nào có thể tưởng tượng được. Từ thành phần điện nhỏ nhất có trọng lượng chưa đến một gam đến vỏ hộp số và vỏ ly hợp cho ô tô, quá trình đúc tạo ra từng bộ phận chính xác theo yêu cầu của thiết kế, hoàn hảo mà không cần phải hoàn thiện. Sự ra đời của đúc nhôm đã mang đến cho các kỹ sư cơ hội thiết kế bất kỳ loại cấu hình nào với sự đảm bảo rằng bộ phận sẽ hoạt động như mong đợi. Các thành phần nhôm đúc duy trì tính toàn vẹn của chúng thông qua quá trình lắp ráp, tháo rời, sửa chữa và xử lý lại.

3.2. Tính linh hoạt 

Một loạt các yếu tố thiết kế có thể cung cấp cho các kỹ sư khả năng tận dụng các đặc tính đặc biệt liên quan đến đúc nhôm. Tính linh hoạt của đúc nhôm cho phép linh hoạt mơ ước bất kỳ loại sáng tạo tùy chỉnh nào, bất kể độc đáo hay khác thường như thế nào và có thể biến nó thành hiện thực.

3.3. Tỷ lệ sản xuất 

Các nhà sản xuất không ngừng tìm kiếm các phương pháp nhanh hơn và hiệu quả hơn để sản xuất các sản phẩm chất lượng cao. Tin học hóa đã nâng cao áp lực phải có khả năng giao hàng đúng hạn để đáp ứng nhu cầu của khách hàng. Khi nhu cầu tăng hiệu quả và hiệu suất tăng lên, khuôn đúc nhôm đã thừa khả năng đáp ứng và vượt quá những gì đã trở thành yêu cầu. Các bộ phận, linh kiện và phôi gia công được sản xuất với tốc độ cao, nhanh hơn bất kỳ loại hợp kim nào khác.

3.4. Phí tổn 

Mọi ngành công nghiệp đang tìm kiếm các phương tiện và phương pháp để giảm chi phí nhưng sản xuất các sản phẩm chất lượng cao. Chi phí thấp của quy trình đúc nhôm là yếu tố chính giải thích tại sao các công ty chọn nó để phát triển sản phẩm. Phần lớn tiết kiệm chi phí là do tốc độ sản xuất và loại bỏ nhu cầu hoàn thành các sản phẩm đã hoàn thành. Chi phí nguyên vật liệu thấp hơn, vận hành sản xuất nhanh và loại bỏ khâu hoàn thiện được chuyển cho khách hàng và người tiêu dùng.

3.5. Chống ăn mòn 

Khi nhôm đúc tiếp xúc với không khí, bề mặt của chúng sẽ bị oxy hóa, đây là một đặc tính của kim loại. Yếu tố này là lý do mà nhôm đúc có tuổi thọ và độ tin cậy. Tuổi thọ nâng cao này cung cấp cho người dùng giá trị lớn hơn.

4. Ứng dụng đúc nhôm trong công nghiệp

4.1. Linh kiện máy bay 

Kể từ khi kết thúc Chiến tranh thế giới thứ hai, ngành công nghiệp hàng không vũ trụ đã dựa vào các bộ phận bằng nhôm, chiếm khoảng 80% cấu trúc của một chiếc máy bay. Các bộ phận nhôm đúc có các tính chất và đặc điểm được yêu cầu bởi ngành công nghiệp. Các nhà sản xuất máy bay đã tiết kiệm đáng kể thông qua việc sử dụng các thành phần nhôm đúc.

4.2. Ô tô 

Khi áp lực cải thiện mức tiết kiệm xăng cho phương tiện ngày càng tăng, các nhà sản xuất ô tô đang liên tục tìm cách đưa nhôm đúc có độ bền cao vào thiết kế sản phẩm của họ. Để hỗ trợ cho quá trình này, các nhà sản xuất nhôm đúc đã và đang hoàn thiện, cải tiến các phương pháp, kỹ thuật nhằm hợp lý hóa quy trình sản xuất nhằm gia tăng sản lượng với chi phí hợp lý. Các bộ phận đúc nhôm cho sản xuất ô tô bao gồm máy bơm dầu, vỏ máy bơm nước, đầu nối, bộ phận truyền động và nhiều loại giá đỡ. Độ bền và độ tin cậy của các bộ phận đúc bằng nhôm đã khiến chúng trở thành một phần thiết yếu trong cải tiến và đổi mới thiết kế ô tô.

4.3.Thắp sáng 

Đèn chiếu sáng bằng nhôm đúc tạo ra đèn không độc hại và nhẹ. Khả năng chống ăn mòn của các thiết bị chiếu sáng bằng nhôm đúc khiến chúng trở nên lý tưởng khi sử dụng ngoài trời. Hai quy trình phổ biến để sản xuất thiết bị chiếu sáng là đúc khuôn vĩnh cửu và đúc trọng lực, giúp cho việc tạo ra sản phẩm cuối cùng dễ dàng hơn và có thể được sử dụng cho các dạng nhôm nhẹ hơn. Cũng giống như sản xuất linh kiện ô tô, việc sản xuất máng đèn sử dụng nhôm đúc rất kinh tế và tiết kiệm thời gian. Mỗi quy trình trong số nhiều quy trình sản xuất có thể dễ dàng được điều chỉnh để tạo ra bất kỳ thiết kế nào với độ ổn định và đặc điểm cần thiết. Tính dễ sản xuất, trọng lượng của sản phẩm cuối cùng và khả năng phục hồi đặc biệt của đèn nhôm đúc là những lý do chính khiến nó trở nên phổ biến.

4.4.Thiết bị nông nghiệp 

Nhiều bộ phận đúc bằng nhôm cho nông nghiệp có các yêu cầu và thông số kỹ thuật tương tự như các bộ phận được sản xuất cho ngành công nghiệp ô tô. Sự khác biệt là sức mạnh tăng lên và sự ổn định lâu dài cần có của máy móc nông nghiệp do các điều kiện khắc nghiệt và việc sử dụng liên tục. Một yếu tố bổ sung là chi phí, đây là mối quan tâm chính đối với sản xuất nông nghiệp. Chính vì những lý do này mà nhôm đúc được sử dụng cho vỏ cacte, vỏ hộp số và vỏ động cơ.

4.5. Tản nhiệt 

Chức năng của tản nhiệt là loại bỏ nhiệt từ các bộ phận và linh kiện được thiết kế cho các ứng dụng điện tử. Tản nhiệt nhôm đúc yêu cầu ít gia công hơn, giúp giảm chi phí sản xuất và tăng tốc độ sản xuất. Các tính năng bổ sung của tản nhiệt, chẳng hạn như cánh tản nhiệt, được sản xuất đồng thời nâng cao hơn nữa hiệu quả sản xuất. Tản nhiệt bằng nhôm đúc dẫn điện, có nghĩa là chúng có thể được nối đất. Chúng được đúc với các tính năng bổ sung đi kèm để loại bỏ các hoạt động phụ như gia công và lắp ráp để giảm chi phí.

Đúc nhôm là loại hình phổ biến trong đúc kim loại hiện nay. Hàng nghìn nhà sản xuất trên khắp thế giới dựa vào nhôm để sản xuất các bộ phận và sản phẩm bằng kim loại bền, nhẹ và chống ăn mòn. Nếu bạn đang cần sản xuất các bộ phận phức tạp, chi tiết, khớp chính xác với các thông số kỹ thuật của thiết kế thì đúc nhôm là lựa chọn hoàn hảo.