CÁC ĐIỂM LƯU Ý KHI LÀM NGUỘI SẢN PHẨM SAU ĐÚC VỚI SẢN PHẨM NẮP GANG VÀ LƯỚI CHẮN RÁC

Trong quy trình sản xuất các sản phẩm gang đúc, hầu hết sự chú ý thường được đổ dồn vào khâu luyện kim, phối liệu và kỹ thuật rót khuôn. Tuy nhiên, có một giai đoạn âm thầm nhưng quyết định trực tiếp đến hình dáng hình học và cơ tính cuối cùng của sản phẩm: quá trình làm nguội sau đúc.

Đối với các sản phẩm có đặc thù hình học riêng biệt như nắp hố ga và song chắn rác, quá trình làm nguội là một thử thách lớn. Nếu không được kiểm soát đúng cách, ứng suất nhiệt sinh ra trong quá trình co ngót sẽ gây ra các khuyết tật nghiêm trọng như cong vênh, nứt vỡ, hoặc biến trắng cục bộ.

Tại sao quá trình làm nguội lại quyết định chất lượng của gang?

Để hiểu rõ tầm quan trọng của khâu làm nguội, chúng ta cần biết hai hiện tượng vật lý xảy ra khi gang chuyển từ thể lỏng sang thể rắn:

• Hiện tượng co ngót và lực căng nội bộ: Gang khi nguội đi sẽ co lại. Nếu các phần trên cùng một sản phẩm nguội với tốc độ khác nhau (chỗ mỏng nguội trước, chỗ dày nguội sau), phần nguội trước sẽ co lại trước và kéo ghì phần nguội sau. Sự “co kéo” không đồng đều này tạo ra một lực căng rất lớn bên trong vật liệu. Khi lực căng này vượt quá sức chịu đựng của gang, sản phẩm sẽ bị cong vênh hoặc nứt toác.
• Sự thay đổi cấu trúc bên trong của gang: Tốc độ nguội quyết định carbon trong gang sẽ biến thành graphite dẻo dai hay cacbit liên kết cứng giòn. Nếu bị làm lạnh quá nhanh (sốc nhiệt), gang sẽ bị hiện tượng “biến trắng” – tức là cấu trúc bên trong trở nên cực kỳ cứng nhưng lại giòn như kính, rất dễ gãy khi chịu va đập.

Do đó, kiểm soát quá trình làm nguội thực chất là việc điều phối sao cho toàn bộ các phần của sản phẩm hạ nhiệt một cách từ tốn và đồng đều nhất.

Những nguyên tắc làm nguội cơ bản tại xưởng đúc

Để giảm thiểu tối đa các lỗi do nhiệt độ gây ra, quy trình vận hành tại xưởng đúc cần tuân thủ ba nguyên tắc cốt lõi sau:

Giữ sản phẩm trong khuôn đủ thời gian (Ủ khuôn)

Khuôn cát không chỉ có vai trò tạo hình mà còn hoạt động như một “tấm chăn ấm” bảo vệ vật đúc. Cát truyền nhiệt rất chậm, giúp sản phẩm nguội đi một cách từ từ và đồng đều ngay bên trong lòng khuôn.

Lỗi thường gặp: Để nhanh chóng lấy khuôn làm mẻ tiếp theo, nhiều xưởng đúc thường dỡ khuôn (cào cát) quá sớm khi sản phẩm còn đỏ rực (trên 600°C). Việc tiếp xúc đột ngột với không khí lạnh bên ngoài sẽ gây sốc nhiệt mạnh cho gang.

Kinh nghiệm từ LSB: Tại xưởng LSB, chúng tôi quy định thời gian lưu khuôn tối thiểu cho từng loại sản phẩm dựa trên độ dày của thành. Sản phẩm chỉ được phép dỡ khuôn khi nhiệt độ đã giảm xuống dưới 450°C. Lúc này, cấu trúc bên trong của gang đã ổn định, nguy cơ bị giòn và nứt vỡ giảm đi đáng kể.

Gang lỏng sau khi rót sẽ được làm nguội chậm trong khuôn

Tuyệt đối không làm mát cưỡng bức

Sau khi dỡ khuôn, sản phẩm vẫn cần được để nguội tự nhiên trong khu vực có mái che của nhà xưởng.

• Tránh gió lùa trực tiếp: Không đặt sản phẩm nóng ở nơi có gió lùa mạnh hoặc dùng quạt công nghiệp thổi thẳng vào vật đúc. Gió thổi vào một phía sẽ làm mặt đó nguội nhanh hơn mặt còn lại, gây ra hiện tượng co kéo làm cong vênh sản phẩm.
• Tránh ẩm ướt: Tuyệt đối không đặt sản phẩm nóng lên nền xưởng ẩm ướt hoặc để nước mưa tạt vào. Nước gặp gang nóng sẽ gây ra hiện tượng “tôi lạnh” cục bộ, khiến bề mặt gang bị hóa cứng, rất khó gia công mài gọt sau này.

Sản phẩm song chắn rác hoàn thiện không bị nứt vỡ

Cách xếp đặt sản phẩm khi còn nóng

Khi mới ra khỏi khuôn ở nhiệt độ khoảng 300°C đến 400°C, gang vẫn chưa đạt được độ cứng tối đa và còn khá “mềm”. Ở trạng thái này, sản phẩm rất dễ bị biến dạng dưới chính trọng lượng của nó nếu không được nâng đỡ phẳng.

• Sản phẩm nóng cần được đặt nằm trên một bề mặt hoàn toàn phẳng và khô ráo.
• Không xếp chồng các nắp gang lệch nhau hoặc đè nặng lên các chi tiết chưa nguội hẳn. Tại LSB, chúng tôi sử dụng các giá đỡ chuyên dụng hoặc các tấm thép phẳng dày để xếp đặt nắp hố ga sau khi dỡ khuôn, đảm bảo sản phẩm luôn giữ được độ phẳng tối đa.

Lưu ý khi làm nguội nắp hố ga gang

Nắp hố ga thường có thiết kế dạng tấm phẳng diện tích lớn, phần rìa xung quanh khá mỏng nhưng phần giữa lại có các gân chịu lực rất dày.

Nguy cơ cong vênh

Do phần tấm phẳng mỏng hơn gân chịu lực, tấm phẳng sẽ nguội trước và co lại trước, trong khi phần gân dày vẫn còn nóng và giãn nở. Khi phần gân nguội đi sau đó, nó sẽ co lại và kéo ghì phần tấm phẳng đã đông cứng, làm nắp hố ga bị uốn cong nhẹ. Hậu quả là nắp bị vênh, khi lắp vào khung sẽ bị bập bênh, phát ra tiếng kêu khó chịu khi xe cộ đi qua.

Giải pháp khắc phục thực tế 

Tối ưu hóa độ dày khi thiết kế: Kỹ sư LSB luôn khống chế tỷ lệ độ dày giữa gân chịu lực và phần tấm nắp không vượt quá tỷ lệ 1,2 : 1. Tại các điểm nối giữa gân và tấm, chúng tôi bo góc tròn lớn để lực căng nhiệt được phân tán đều, không tập trung vào một điểm.

Sau khi dỡ khuôn, các nắp hố ga được xếp đứng sát nhau trên các giá đỡ có khe thoáng vừa phải. Cách xếp này hạn chế sự tỏa nhiệt quá nhanh của phần tấm mỏng, giúp tốc độ nguội của tấm và gân chịu lực diễn ra đồng đều, triệt tiêu lực kéo gây vênh nắp.

Nắp hố ga không bị cong vênh sau quá trình làm nguội

Lưu ý khi làm nguội song chắn rác 

Song chắn rác là sản phẩm cực kỳ nhạy cảm với vết nứt. Cấu trúc của nó gồm nhiều thanh nan song song rất mỏng, được nối chặt vào một khung viền xung quanh có độ dày lớn hơn nhiều lần.

Nguy cơ nứt gãy tại các điểm nối 

Đây là lỗi rất dễ gặp nếu không kiểm soát tốt quá trình làm nguội:

• Các thanh nan mỏng nguội đi rất nhanh và co lại sớm.
• Trong khi đó, phần khung viền dày nguội chậm hơn và chưa co ngót.

Sự chênh lệch này tạo ra một lực kéo căng cực lớn tác dụng lên các thanh nan mỏng. Vì gang ở nhiệt độ cao có độ dẻo dai thấp, các thanh nan mỏng sẽ bị đứt gãy ngay tại vị trí nối với khung viền trước khi kịp nguội hẳn.

Giải pháp khắc phục thực tế của LSB

Để giải quyết triệt để lỗi nứt nan song chắn rác, LSB áp dụng các giải pháp kỹ thuật thực tế sau:

• Ủ nguội hoàn toàn trong khuôn: Song chắn rác là sản phẩm bắt buộc phải được để nguội hoàn toàn trong khuôn cát cho đến khi nhiệt độ xuống dưới 200°C mới được dỡ khuôn. Việc dỡ khuôn sớm đối với song chắn rác gần như chắc chắn sẽ dẫn đến tỷ lệ nứt nan rất cao.
• Thiết kế “gân co ngót” tạm thời: Với các song chắn rác kích thước lớn, chúng tôi bố trí thêm các gân trợ lực co ngót tạm thời nối giữa các nan. Các gân này có nhiệm vụ chia sẻ lực kéo trong quá trình co ngót nhiệt và sẽ được cắt bỏ dễ dàng trong công đoạn làm sạch sau đó.
• Tăng độ lún của cát khuôn: Chúng tôi bổ sung một tỷ lệ bột than phù hợp vào hỗn hợp cát đúc để tăng tính đàn hồi, độ lún của khuôn. Khi kim loại co lại, khuôn cát dễ dàng bị ép lún theo, giảm bớt lực cản cơ học tác dụng lên vật đúc, từ đó ngăn ngừa nứt nóng hiệu quả.

Song chắn rác mới đúc chưa làm nguội của Lương Sơn Bạc

Kiểm soát quá trình làm nguội tuy là một bước đi thầm lặng nhưng lại là thước đo cho sự kỹ lưỡng và tính kỷ luật của một xưởng đúc. Tại Lương Sơn Bạc, chúng tôi tin rằng một sản phẩm bền bỉ không chỉ cần một mẻ nấu chất lượng, mà còn cần cả sự kiên nhẫn và chuẩn xác trong từng phút hạ nhiệt cuối cùng. 

Việc làm chủ tốc độ nguội của gang chính là cách chúng tôi bảo vệ độ phẳng của nắp hố ga và giữ cho các thanh nan song chắn rác luôn nguyên vẹn trước khi bàn giao tới tay khách hàng. Nếu quý khách hàng và đối tác đang tìm kiếm các sản phẩm nắp gang, song chắn rác được kiểm soát kỹ thuật bài bản, hạn chế tối đa các lỗi cong vênh hay nứt ngầm:

👉 Liên hệ với đội ngũ của Lương Sơn Bạc để được hỗ trợ thông tin sản phẩm và nhận báo giá hợp lý cho dự án của bạn.

Công ty TNHH MTV Lương Sơn Bạc

• Địa chỉ: Road 9A, KCN Hòa Khánh, Liên Chiểu, Đà Nẵng.
• Hotline: 0905.468.055 or 032.9304.936
• Email: congtyluongsonbac@gmail.com