Quá trình đúc là một phương pháp sản xuất quan trọng trong lĩnh vực tạo hình kim loại. Cốt lõi của nó là đổ kim loại nóng chảy vào khuôn đúc trọng lực và đợi cho nó nguội và đông đặc lại để tạo thành vật đúc cần thiết. Trong quá trình đúc, việc tạo ra khí bên trong khuôn có ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng vật đúc, hiệu quả sản xuất và an toàn vận hành.

Phân tích nguồn khí
Trong quá trình đúc, việc tạo ra khí chủ yếu đến từ các khía cạnh sau:
Sự bay hơi của chất lỏng kim loại: Một số hợp kim kim loại giải phóng khí khi nóng chảy ở nhiệt độ cao. Ví dụ, hợp kim nhôm có thể giải phóng hydro ở nhiệt độ cao, điều này không thể bỏ qua.
Phân hủy vật liệu khuôn: Một số vật liệu khuôn sẽ trải qua quá trình phân hủy nhiệt ở nhiệt độ cao và giải phóng khí. Hiện tượng này đặc biệt rõ ràng khi sử dụng lớp phủ hữu cơ hoặc vật liệu polyme nhất định.
Độ ẩm của môi trường đúc: Sau khi độ ẩm trong môi trường đúc tiếp xúc với kim loại nóng chảy có thể hình thành hơi nước và làm tăng sinh khí.
Phản ứng hóa học: Phản ứng hóa học giữa các kim loại hoặc hợp kim khác nhau cũng có thể dẫn đến giải phóng khí, đặc biệt khi thành phần hợp kim phức tạp hoặc phản ứng đang diễn ra.

Ảnh hưởng của khí đến chất lượng vật đúc
Ảnh hưởng của khí đến chất lượng đúc trong quá trình đúc chủ yếu được thể hiện ở các khía cạnh sau:
Độ xốp và tạp chất: Nếu khí không được thải ra kịp thời, các lỗ rỗng hoặc tạp chất có thể được hình thành bên trong vật đúc. Những khuyết tật này không chỉ ảnh hưởng đến hình thức bên ngoài của vật đúc mà còn làm giảm đáng kể các tính chất cơ học của nó, chẳng hạn như độ bền và độ dẻo dai, do đó rút ngắn tuổi thọ của sản phẩm.
Khuyết tật bề mặt: Việc giữ khí có thể gây ra các khuyết tật như bong bóng và vết nứt trên bề mặt vật đúc. Những khuyết tật bề mặt này không chỉ ảnh hưởng đến hình thức bên ngoài của vật đúc mà còn có thể gây ra các vấn đề nghiêm trọng hơn trong quá trình xử lý và sử dụng tiếp theo.
Khiếm khuyết về thay đổi pha: Trong một số trường hợp, sự hiện diện của khí sẽ gây ra sự thay đổi pha không đồng đều trong vật đúc trong quá trình hóa rắn, do đó sẽ ảnh hưởng đến cấu trúc vi mô của vật đúc và dẫn đến suy giảm hiệu suất.

Ảnh hưởng của khí đến hiệu quả sản xuất
Việc tạo ra khí không chỉ ảnh hưởng đến chất lượng của vật đúc mà còn ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả của quá trình đúc:
Thời gian làm mát kéo dài: Việc giữ khí có thể làm tốc độ làm mát của chất lỏng kim loại trong khuôn chậm lại, do đó kéo dài chu kỳ đúc. Điều này không chỉ ảnh hưởng đến hiệu quả sản xuất mà còn có thể dẫn đến tăng chi phí sản xuất.
Làm lại và loại bỏ: Do các khuyết tật do khí gây ra, vật đúc có thể cần phải làm lại hoặc loại bỏ, điều này trực tiếp làm tăng chi phí sản xuất và giảm hiệu quả sản xuất.
Hao mòn thiết bị: Việc tạo ra khí cũng có thể làm tăng độ mài mòn của khuôn và thiết bị đúc, ảnh hưởng đến tuổi thọ của thiết bị, do đó làm tăng chi phí bảo trì và thay thế.

Tác động của gas tới sự an toàn
Trong quá trình đúc, việc tạo ra khí cũng có thể gây ra mối đe dọa cho sự an toàn của người vận hành:
Nguy cơ nổ: Một số loại khí (như hydro) có nguy cơ nổ trong điều kiện nhiệt độ cao, đặc biệt là trong môi trường hạn chế. Nếu khí không thể được thải ra một cách hiệu quả, nó có thể gây ra áp suất tích tụ, do đó gây ra nguy cơ nổ.
Giải phóng khí độc: Một số vật liệu đúc có thể giải phóng khí độc ở nhiệt độ cao, gây nguy hiểm cho sức khỏe của người vận hành. Vì vậy, điều đặc biệt quan trọng là phải đảm bảo thiết kế thông gió và thoát khí tốt trong quá trình đúc.