Trong công nghệ luyện kim và đúc kim loại, "Co ngót" (Shrinkage) là một hiện tượng vật lý tất yếu. Khi kim loại chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái rắn (quá trình làm nguội và đông đặc), cấu trúc tinh thể co lại, dẫn đến sự suy giảm tổng thể tích của vật liệu.
Nếu quá trình bù đắp kim loại lỏng không được thiết kế tốt, sự hao hụt thể tích này sẽ để lại các khoảng trống bên trong hoặc trên bề mặt của vật đúc. Đây được gọi là Khuyết tật rỗ co ngót (Shrinkage defects), một trong những nguyên nhân hàng đầu khiến các chi tiết cơ khí bị loại bỏ (NG) do suy giảm độ bền cơ học và chịu lực.
Dưới góc độ kỹ thuật vật liệu, rỗ co ngót được chia làm 2 dạng chính:
Co ngót thể tích (Macro-shrinkage / Shrinkage Cavities): Đây là những lỗ hổng lớn, dễ dàng nhìn thấy bằng mắt thường. Chúng thường xuất hiện ở những vùng kim loại đông đặc cuối cùng (hot spots) do thiếu nguồn cấp kim loại lỏng bù đắp. Co ngót hở (Open shrinkage) xuất hiện trên bề mặt, trong khi co ngót kín (Closed shrinkage) ẩn sâu bên trong vật đúc.
Rỗ co tế vi (Micro-shrinkage / Shrinkage Porosity): Là một mạng lưới các lỗ rỗng li ti, thường xuất hiện dọc theo các ranh giới hạt tinh thể của hợp kim. Dạng này rất khó phát hiện, làm vật liệu bị xốp và cực kỳ dễ nứt gãy khi chịu tải trọng mỏi.
Khuyết tật co ngót thường bắt nguồn từ lỗi thiết kế hệ thống khuôn đúc và mất cân bằng nhiệt động học:
Hệ thống Đậu ngót (Risers) không tối ưu: Đậu ngót là bể chứa kim loại lỏng dự trữ. Nếu kích thước đậu ngót quá nhỏ hoặc đông đặc nhanh hơn vật đúc chính, nó sẽ không thể "bơm" bù phần thể tích bị co ngót.
Tốc độ làm nguội không đồng đều: Các phần dày của vật đúc nguội chậm hơn phần mỏng, tạo ra các "điểm nóng". Giải pháp là sử dụng các vật làm nguội lạnh (Chills) đặt trong khuôn để tản nhiệt nhanh các vùng dày, ép chúng đông đặc đồng thời.
Khi phát hiện một vết rỗ co ngót hở (Open shrinkage) trên bề mặt sản phẩm đúc, câu hỏi đặt ra cho kỹ sư QC là: "Vết rỗ này sâu bao nhiêu? Thể tích bị khuyết là bao nhiêu? Có vượt quá dung sai cho phép hay không?"
Việc dùng thước đo độ sâu là bất khả thi vì hình dạng rỗ co ngót vô cùng phức tạp, hang hốc ngoằn ngoèo. Máy quét 3D cũng sẽ bị "mù" khi tia laser không thể chiếu tới đáy của các hang hốc này.
Giải pháp: Lấy dấu không gian 3D bằng Plastiform Để định lượng chính xác khuyết tật đúc bề mặt, các nhà luyện kim sử dụng hỗn hợp Plastiform bơm lấp đầy hoàn toàn hang rỗ co ngót.
Điểm đáng giá nhất của Plastiform là tính chất Không co ngót (0% Shrinkage).
Khi khối cao su đông cứng và được rút ra, nó chính là hiện thân bằng xương bằng thịt của cái hang rỗ co ngót đó.
Kỹ sư chỉ cần nhúng khối Plastiform này vào nước để đo thể tích (theo nguyên lý Archimedes) hoặc dùng máy quét 3D quét khối cao su để đưa ra báo cáo QC cực kỳ chuẩn xác.
💡 Khuyến nghị từ V-Proud: Không để khuyết tật đúc làm hỏng uy tín nhà máy của bạn. Định lượng rỗ co ngót dễ dàng hơn bao giờ hết với [Cao su đúc Plastiform - Sản phẩm có sẵn tại E-commerce Đo Lường Công Nghiệp].
nguồn bài viết: v-proud.vn / plastiform.info
(84) 896 555 247
