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
