Kiểm soát kỹ thuật chính của quá trình đúc dầu bôi trơn bằng không khí

1. Kiểm soát nhiệt độ đúc
Nhiệt độ đúc là thông số chính ảnh hưởng đến chất lượng của phôi và sự an toàn của quá trình đúc. Nhiệt độ rót phôi tròn hợp kim nhôm thường nằm trong khoảng từ 680°C đến 760°C, và giá trị cụ thể cần được điều chỉnh theo các yếu tố như loại hợp kim, thông số kỹ thuật của phôi và tốc độ đúc. Việc tăng nhiệt độ rót có thể tăng cường độ chảy của nhôm lỏng, giảm thiểu các khuyết tật rót không đủ và nứt lạnh. Tuy nhiên, nhiệt độ quá cao có thể làm tăng độ hòa tan của khí và các phản ứng oxy hóa, dẫn đến các khuyết tật như lỗ rỗ và váng, đồng thời làm trầm trọng thêm hiện tượng co ngót khi đông đặc và tăng nguy cơ nứt, biến dạng. Trong điều kiện đúc trượt dầu khí, do hiệu ứng cách nhiệt của đệm khí, sự phân bố nhiệt độ của kim loại nóng chảy trong khoang lỏng đồng đều hơn, cho phép khả năng chảy và điền đầy tốt ở nhiệt độ rót tương đối thấp.

2. Kiểm soát tốc độ đúc
Tốc độ đúc là thông số quy trình nhạy cảm nhất ảnh hưởng đến chất lượng trong đúc trượt dầu khí. Như đã đề cập ở trên, tốc độ đúc có tác động đáng kể đến cấu trúc đông đặc của phôi - khi tốc độ đúc tăng lên, tỷ lệ hạt nổi ở trung tâm phôi tăng lên, dẫn đến hạt mịn hơn; Tuy nhiên, tốc độ quá cao có thể dẫn đến sự sâu hóa các khoảng trống lỏng, tăng sự phân tách, và thậm chí hình thành các vết nứt trung tâm [90]. Đúc trượt dầu khí cho phép tốc độ cao hơn so với đúc DC truyền thống do hiệu ứng đệm khí, nhưng về cơ bản yêu cầu tối ưu hóa và kết hợp dựa trên các yếu tố toàn diện như cấp hợp kim, đường kính phôi, điều kiện làm mát, v.v., để đạt được sự cân bằng tốt nhất giữa chất lượng bề mặt, cấu trúc bên trong và hiệu quả sản xuất.

3. Tối ưu hóa các thông số nước làm mát
Lưu lượng nước làm mát, nhiệt độ nước, áp suất nước và chất lượng nước ảnh hưởng trực tiếp đến tốc độ đông đặc và phân bố trường nhiệt độ của phôi. Độ chính xác điều khiển lưu lượng nước làm mát của máy đúc hiện đại có thể đạt ± 2%, với phạm vi điều chỉnh từ 200-10000 L/min. Nhiệt độ nước làm mát thường được kiểm soát trong khoảng từ 20°C đến 35°C. Trong đúc trượt dầu khí, việc kiểm soát chính xác các thông số nước làm mát còn quan trọng hơn so với đúc truyền thống do sự tối thiểu hóa làm mát sơ cấp và sự chiếm ưu thế của làm mát thứ cấp. Làm mát bằng nước quá mức có thể gây ra ứng suất nhiệt quá lớn trên bề mặt phôi, dẫn đến nứt; Làm mát bằng nước không đủ có thể làm cho vỏ đông đặc quá mỏng, dễ dẫn đến tai nạn rò rỉ nhôm. Công nghệ làm mát DualJet của Wagstaff đạt được làm mát thứ cấp đồng đều và hiệu quả bằng cách tối ưu hóa góc phun và bố trí tia nước làm mát.

4. Kiểm soát chính xác các thông số cung cấp dầu và khí
Cung cấp dầu và khí là một yếu tố kiểm soát độc đáo phân biệt đúc trượt dầu khí với các quy trình truyền thống. Hệ thống cung cấp dầu cần cài đặt tần số xung và chu kỳ làm việc theo thông số kỹ thuật của phôi và cấp hợp kim, cung cấp dòng dầu bôi trơn xung phù hợp và ổn định cho mỗi khuôn đúc. Tiêu thụ dầu quá mức có thể gây ra khói và ô nhiễm bề mặt trong quá trình đốt dầu; Nếu lượng dầu quá thấp, màng dầu và khí sẽ không hoàn chỉnh, dẫn đến các khuyết tật bề mặt. Khí nén cần duy trì áp suất và lưu lượng khô và ổn định. Độ ẩm có trong khí sẽ phân hủy và tạo ra khí hydro ở nhiệt độ cao, trực tiếp gây ra các khuyết tật lỗ rỗ trong phôi.
Việc kiểm soát tỷ lệ dầu và khí là khó khăn kỹ thuật. Dầu và khí cần được đo lường chính xác riêng biệt trước khi đi vào cấu trúc lỗ rỗ của vòng than chì. Sau khi đạt được sự trộn lẫn đồng đều trong các vi lỗ của vòng than chì, một lớp màng hai pha khí-dầu ổn định được hình thành trên bề mặt bên trong của khuôn đúc. Sự ổn định của quy trình này trực tiếp quyết định tính đồng đều và nhất quán về chất lượng của toàn bộ chiều dài phôi.

5. Tự động hóa và kiểm soát thông minh
Các máy đúc cao cấp hiện đại đã đạt được khả năng kiểm soát tự động hóa toàn bộ quy trình. Việc điều chỉnh vòng kín theo thời gian thực về tốc độ đúc, lưu lượng nước làm mát, nhiệt độ nước, các thông số cung cấp dầu và khí được thực hiện thông qua PLC. Tất cả các thông số quan trọng có thể được thiết lập bằng các công thức quy trình và tự động thực hiện. Ví dụ, đường cong tốc độ tăng dần chậm trong giai đoạn đầu của quá trình đúc có thể được cài đặt trước, và tốc độ hoặc các thông số cung cấp dầu có thể được tự động điều chỉnh khi phát hiện dao động mức chất lỏng trong quá trình đúc. Sau khi giới thiệu kiểm soát vòng kín, sự dao động của tốc độ đúc có thể giảm từ ± 20% trong kiểm soát vòng hở xuống dưới ± 0.2%, và chất lượng bề mặt cũng như năng suất được cải thiện đáng kể.