Chi tiết kỹ thuật và quy trình công nghệ đúc sắt thép 

1. Khái niệm đúc sắt thép 

Đúc gang thép hay đúc gang là quá trình sản xuất phôi bằng cách nung nóng chảy kim loại sắt thép. Sau đó rót kim loại nóng chảy ấy vào trong khuôn để có hình dạng và kích cỡ của vật đúc. Đợi đến khi kim loại nóng chảy đã khô thì ta thu lại vật đúc theo ý muốn.

2. Các công nghệ đúc sắt thép phổ biến hiện nay

Phương pháp sản xuất sắt thép trong khuôn cát được xem là thông dụng nhất tại nhiều xưởng đúc Việt Nam. Nguyên nhân chính do làm gang thép khuôn cát chi phí thấp nhưng lại có thể tạo nên được vô số những sản phẩm từ một vài trăm gram cho đến hàng tấn, từ kết cấu hình thù cơ bản tới phức tạp.

Ngoài ra các kỹ thuật đúc sắt thép phổ biến khác có thể kể đến: 

• Đúc sắt thép theo phương pháp truyền thống: mẫu đúc thường làm từ gỗ hoặc nhôm
• Đúc gang thép dùng công nghệ Furan: kỹ thuật này rất phổ biến ở Nhật và thường ứng dụng trong sản xuất những bộ phận gang thép lớn có khối lượng cao khoảng một vài tạ đến hàng tấn.
• Đúc gang thép dùng khuôn máy: kỹ thuật này chỉ sử dụng khi chế tạo những vật có bề mặt phẳng, mỏng và trọng lượng thấp, hay một số bộ phận được sản xuất hàng loạt với độ chính xác cao.
• Dây chuyền tự động hoá Disa: điểm nổi bật nhất của công nghệ trên đó là có khả năng tạo khuôn cực cao dựa theo dây chuyền thuỷ lực. Bên cạnh đó, các sản phẩm sau khi hoàn thành có độ chính xác rất cao.

3. Quy trình đúc sắt thép truyền thông 

Bước 1: Tạo lõi (thao)

Các chi tiết phải thực hiện gồm có: khung thao, ống thao, lỗ thông hơi và dụng cụ dùng để chế làm thao. Hỗn hợp tạo thao nên được làm bằng những vật liệu sau: 

• Cát + bột đất sét + mùn cưa + nước, có độ cứng nhẹ, dễ dàng thao tác khi tháo bỏ vật đúc 
• Cát + khí CO2 + nước thuỷ tinh, có tính ứng dụng cao, khó thao tác lúc tháo thao.
• Nước thuỷ tinh là một loại hóa chất công nghiệp có tính ăn mòn cao, sử dụng để chế tạo vật liệu không dính, cách nhiệt, cách âm.....

Bước 2: Tạo khuôn đúc

Khu vực để tạo khuôn đúc cần đặt trên nền cát rộng. Cát đúc sẽ được trộn cùng bột than, bột đất sét và các chất phụ gia cùng với nước theo tỉ lệ.

Ở công đoạn tiếp theo, 1 nửa mẫu sẽ được giữ ở dưới bề mặt nền cát trong nửa hòm khuôn dưới (1 nửa còn lại để trong phần hòm khuôn trên). Thợ khuôn tiến hành đổ cát vào hòm rồi nén chặt. Đồng thời tạo ra hệ thống chiết, đỗ hơi và đậu khô.

Một số xưởng sản xuất còn phủ lên 1 lớp phấn có chức năng chịu nhiệt và giảm lượng cát thừa bám vào khuôn chứa khi tiến hành đổ kim loại nóng chảy. Tiếp tục lấy vật mẫu rời từ khuôn rồi cho khối (lõi) vào trong khuôn chứa (nếu cần thiết). Ở kỹ thuật sản xuất gang thép thông thường, bước đưa vật mẫu ra từ khuôn là quan trọng nhất. Do đó yêu cầu thợ phải có kinh nghiệm, khéo tay và tính toán chuẩn xác. 

Tiến hành ngược lại với một nửa khuôn trên. Cuối cùng là đậy khuôn trên tương ứng với một nửa khuôn dưới nền đất. Mỗi khuôn đúc sau khi tạo hình sẽ được điều chỉnh nhằm hạn chế biến dạng khuôn, giảm sai số về khối lượng và kích thước sản phẩm đúc.

Bước 3: Luyện sắt thép nóng chảy

Nguyên liệu nung luyện gang phải được chọn lựa kỹ càng nhằm bảo đảm sản phẩm sau đúc có chất lượng tốt. Hiện nay nhiều xưởng tại Việt Nam sử dụng lò điện hoặc hơi nước trong việc luyện gang thép.

Bước 4: Rót kim loại nóng chảy vào khuôn đúc 

Đây cũng là công đoạn quan trọng  của quy trình sản xuất gang thép, yêu cầu sự chính xác nhưng mềm mại. Có thể dùng gầu đứng hay gầu xoay để đổ gang nóng chảy vào khuôn.

Bước 5: Làm nguội khuôn đúc

Thời gian để các sản phẩm đúc nguội phụ thuộc nhiều vào kích thước vật. Các chi tiết đúc càng lớn thì thời gian làm nguội càng lâu. Nếu các sản phẩm gang thép mỏng bị dỡ ra khỏi nền cát sớm sẽ gây ra cong vênh. Chính vì vậy nên đợi từ 12h - 48h để làm nguội. 

Bước 6: Làm sạch vật đúc

 Sử dụng máy bắn bi để loại bỏ các bụi cát bám trên vật đúc là cách đơn giản nhất. Các viên bi kim loại cọ sát trên sản phẩm đánh bay cát ra ngoài vật.

Bước 7: Kiểm tra thành phẩm 

• Kiểm tra kích thước: có đúng, hình dáng vật liệu có biến dạng méo mó hoặc cong vẹo. 
• Kiểm tra bên ngoài: biến dạng và khuyết tật khi nhìn trên tay (lõm) , độ nhẵn của vật liệu.