So sánh và ưu điểm của quy trình đúc áp suất thấp và quy trình đúc khuôn áp suất cao [Hội nghị ngành nhôm SMM]

Vào ngày 16 tháng 4, tại Hội nghị Công nghiệp Nhôm và Triển lãm Công nghiệp Nhôm AICE 2025 SMM (lần thứ 20) - Diễn đàn Phát triển Công nghiệp Đúc khuôn nhôm, do Công ty TNHH Thông tin & Công nghệ SMM, Trung tâm Giao dịch Kim loại SMM và Công ty TNHH Công nghệ Thông tin Aisi Sơn Đông đồng tổ chức, và do Công ty TNHH Công nghệ Zhongyifeng Jinyi (Tô Châu) và Công ty TNHH Dịch vụ Đầu tư Qianrun huyện Lạc Trí đồng tài trợ, ông Wenping Zhu, chuyên gia đúc hợp kim nhôm toàn cầu, chuyên gia đặc biệt/giám đốc và giảng viên đào tạo chứng nhận kỹ sư đúc khuôn cao cấp của Công ty TNHH Đầu tư Eaton (Trung Quốc), đã chia sẻ so sánh giữa quy trình đúc áp suất thấp và đúc khuôn áp suất cao, cũng như ưu và nhược điểm của chúng. **Sự khác biệt trong nguyên lý quy trình** **Đúc áp suất thấp** Phạm vi áp suất: 0,01-0,1 MPa (áp suất thấp). Nguyên lý: Sử dụng khí nén để từ từ ép kim loại nóng chảy từ lò giữ kim loại kín vào khuôn thông qua ống nạp. Kim loại lấp đầy khoang khuôn từ trên xuống dưới dưới áp suất thấp và đông cứng dưới áp suất. Đặc điểm: Đổ đầy mịn, tính lưu động kim loại tốt, ít lỗ rỗng và tạp chất. **Đúc khuôn áp suất cao** Phạm vi áp suất: 10-200 MPa (áp suất cực cao). Nguyên lý: Kim loại nóng chảy được bơm vào khuôn thép với tốc độ cao dưới áp suất cao (do xi lanh phun cung cấp), nhanh chóng lấp đầy khuôn và đông cứng dưới áp suất cao. Đặc điểm: Tốc độ đổ đầy nhanh (cấp độ mili giây), phù hợp với các bộ phận mỏng có cấu tạo phức tạp, nhưng dễ bị kẹt khí. Đúc áp suất thấp và đúc khuôn áp suất cao là hai quy trình đúc kim loại phổ biến, chủ yếu được sử dụng để tạo hình các kim loại không phải sắt như hợp kim nhôm và hợp kim magiê. Chúng có sự khác biệt đáng kể về nguyên lý, ứng dụng và đặc điểm sản phẩm. **So sánh đặc điểm quy trình** **Đúc áp suất thấp** Ưu điểm: Mật độ đúc tốt, tính chất cơ học cao, ít khuyết tật lỗ rỗng, có thể sản xuất các bộ phận lớn hơn. Nhược điểm: Chu kỳ dài, chi phí khuôn cao hơn, không phù hợp với các bộ phận siêu mỏng. Chi phí sản xuất cao hơn, độ dày thành phải >3,5 mm, tốt nhất là trên 4 mm. **Đúc khuôn áp suất cao** Ưu điểm: Hiệu quả sản xuất cao (có thể sản xuất nhiều bộ phận mỗi phút), phù hợp với các bộ phận mỏng có cấu tạo phức tạp, độ chính xác bề mặt cao. Độ chính xác kích thước cao, dư lượng gia công nhỏ. Nhược điểm: Lỗ rỗng bên trong thường gặp trong các sản phẩm đúc, thường không thể xử lý nhiệt (lỗ rỗng có thể giãn nở), chi phí khuôn cực cao. Độ dày thành lớn hơn 2 mm là đủ. Đúc áp suất thấp có thể thiết kế các dầm kín với đường kính tùy ý, và đã giới thiệu ưu điểm của nó về độ cứng xoắn của dầm kín. Độ chính xác kích thước cao và độ dày thành siêu mỏng là những ưu điểm đáng kể của đúc khuôn. Ngoài ra, các sản phẩm đúc khuôn áp suất cao hợp kim magiê cũng đã được giới thiệu. **Những đột phá và định hướng phát triển của đúc áp suất thấp** 1. Đổi mới vật liệu: Đột phá trong hợp kim nhôm hiệu suất cao • Phát triển các hợp kim có độ bền và độ dẻo dai cao: Để đáp ứng nhu cầu của xe năng lượng mới và hàng không vũ trụ, phát triển các loại hợp kim nhôm mới (như hợp kim nhôm cao silic, hợp kim nhôm-liti) để cải thiện độ bền cụ thể và hiệu suất nhiệt độ cao của các sản phẩm đúc. Độ bền kéo đột phá 380 MPa cho A356. • Ứng dụng vật liệu composite: Đột phá trong công nghệ đúc cho các vật liệu composite ma trận nhôm (như nhôm tăng cường hạt SiC) để đạt được độ cứng và khả năng chống mài mòn cao hơn, được sử dụng cho các bộ phận khung gầm và hệ thống truyền động. 2. Nâng cấp quy trình: Cải thiện thông minh và hiệu quả • Phát triển các phương pháp đúc áp suất thấp với chu kỳ hiệu quả, • Công nghệ đúc ống nạp, • Công nghệ đúc bơm điện từ • Tối ưu hóa thuật toán AI để cải thiện năng suất và thời gian chu kỳ. • Khuôn cát/khuôn kim loại in 3D **Những đột phá và định hướng phát triển của đúc khuôn áp suất cao** Đột phá công nghệ: Nâng cao hiệu suất và giới hạn quy trình, chủ yếu tập trung vào loại bỏ khuyết tật • 1. Đúc khuôn tích hợp siêu lớn Cần có những đột phá về khả năng chịu nhiệt của vật liệu khuôn, tấn trọng ép (hơn 12.000 tấn) và công nghệ chân không. • 2. Phổ biến đúc khuôn áp suất cao chân không (VHPDC) Giảm lỗ rỗng thông qua chân không (tỷ lệ lỗ rỗng <1%), cho phép các sản phẩm đúc được xử lý nhiệt và hàn, mở rộng các ứng dụng (như các bộ phận an toàn kết cấu). • 3. Đúc khuôn áp suất cao bán rắn (SSM-HPDC) 1. Nguyên lý: Ép bùn bán rắn (tỷ lệ pha rắn 30%-50%) vào khuôn để giảm nhiễu loạn và lỗ rỗng. 2. Ưu điểm: Tính chất cơ học gần với rèn, chất lượng bề mặt tốt hơn, được sử dụng cho vỏ động cơ có độ bền cao, các bộ phận treo. • Đổi mới vật liệu áp suất cao mới: Các hợp kim đa chức năng có độ bền và độ dẻo dai cao 1. Phát triển các hợp kim nhôm có độ bền cao mới Mục tiêu: Độ bền kéo đột phá 400 MPa (như các loại hợp kim Al-Si-Mg-Cu), thay thế một số bộ phận thép. 2. Hợp kim nhôm chịu nhiệt cao Nhu cầu: Thích ứng với điều kiện gần nguồn nhiệt của vỏ động cơ (như nhiệt độ hệ thống truyền động điện >150℃). 3. Ứng dụng hiệu quả của nhôm tái chế Xu hướng: Cải thiện độ tinh khiết của nhôm tái chế thông qua công nghệ tinh luyện (hàm lượng Fe <0,15%), giảm chi phí và lượng khí thải carbon. • Các ứng dụng và phát triển của đúc khuôn áp suất cao hợp kim magiê và đúc khuôn bán rắn, cũng như phát triển và nghiên cứu các nguyên liệu hợp kim magiê phù hợp với đúc khuôn, cũng đã được trình bày chi tiết. **Những đột phá và định hướng phát triển của cả hai quy trình đúc** • Sản xuất xanh: Kinh tế tuần hoàn và carbon thấp 1. Nâng cấp thiết bị tiết kiệm năng lượng: Máy đúc khuôn do động cơ servo điều khiển (tiêu thụ năng lượng giảm 40%), hệ thống thu hồi nhiệt thải. 2. Chất tách khuôn và sơn bảo vệ môi trường: Xu hướng thay thế các chất tách khuôn dầu bằng các chất tách khuôn nước, xử lý thụ động không chứa crôm. 3. Hệ thống tái chế vòng kín: Mô hình các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) hợp tác với các công ty nhôm để thiết lập mạng lưới tái chế phế liệu. • Thiết bị và công nghệ tiết kiệm năng lượng, thân thiện với môi trường và carbon thấp Phân tích công nghệ phun nhiều xi lanh và công nghệ phun vi chính xác. • Thông minh và số hóa: Kiểm soát quy trình chính xác 1. Tối ưu hóa quy trình do AI điều khiển Giám sát thời gian thực. xx đã ra mắt máy đúc khuôn thông minh, cải thiện năng suất 15%. 2. Song sinh kỹ thuật số và khuôn thử nghiệm ảo Tích hợp các thuật toán AI vào các nền tảng mô phỏng như MAGMA và ProCAST. 3. Hệ thống truy xuất nguồn gốc blockchain Chức năng: Ghi lại các thông số quy trình và nguồn gốc vật liệu của từng sản phẩm đúc, đáp ứng nhu cầu truy xuất nguồn gốc chất lượng của ngành công nghiệp ô tô. • Mở rộng ứng dụng: Từ ô tô đến nhiều lĩnh vực 1. Hàng không vũ trụ và robot Khung máy bay không người lái. Khớp nối cánh tay robot. 2. Điện tử tiêu dùng: Khung điện thoại di động/máy tính 3. Xe thương mại, lĩnh vực thiết bị chung. • Tự động hóa xung quanh, hậu xử lý Phát hiện trực tuyến, thông minh, phản hồi tự động và điều chỉnh tham số tự động. 》Nhấn vào đây để xem báo cáo đặc biệt về Hội nghị Công nghiệp Nhôm và Triển lãm Công nghiệp Nhôm AICE 2025 SMM (lần thứ 20).