CFVN Company Limited

Bài 2: Khuôn đúc
・鋳型（いがた, igata）– Khuôn đúc
　　　　Kanji: 鋳 (chú) – 型 (hình)

・中子（なかご, nakago）– Ruột ,lõi,khố
　　　　Kanji: 中 (trung) – 子 (tử)

・型枠（かたわく, katawaku）– Bao khuôn
　　　　Kanji: 型 (hình) – 枠 (quách)

[Bài 9] TÍNH TIẾT DIỆN NÚT THẮT – CỔNG RÓT CHUẨN KỸ THUẬT
“Choke” hay “nút thắt” là phần tiết diện nhỏ nhất trong hệ thống dẫn – quyết định tốc độ dòng chảy.
📌Bài này có lẽ phức tạp nhất trong lượt chia sẻ này, nội dung mình để dưới phần bình luận

📌 Cách tính:
Sử dụng công thức kết hợp giữa thể tích sản phẩm, thời gian rót, độ cao miệng rót và hệ số ma sát.

📌 Bài 10: So sánh 3 phương án thiết kế đường dẫn – khi nào dùng loại nào?

[Bài 8] THỰC CHIẾN 😎
CÁCH TÍNH THỜI GIAN RÓT – 3 PHƯƠNG PHÁP THỰC TẾ
Thời gian rót được phải được thay đổi một cách hợp lý dựa trên hình dạng của vật đúc, độ dày, thành phần hoá học, và nhiệt độ rót. Dựa trên nghiên cứu khoa học cũng như kinh nghiệm thì có nhiều phương pháp quyết định thời gian, và việc lựa chọn phương pháp nào cũng là một vấn đề cần đem ra thảo luận.
8.1 Phương pháp đơn giản nhất
Phương trình tính đơn giản nhất, là phương trình của H.W.Dietert được áp dụng với vật đúc có khối lượng dưới 450kg như sau:
T = s√W (1)
T: thời gian rót (s)
W: khối lượng đúc (kg)
s: hằng số quyết định bởi độ dày vật đúc
Độ dày 2.8~3.6mm s= 1.64
4.0~8.0mm s= 1.84
8.2~15.6mm s= 2.24
Tuy nhiên hằng số s thay đổi dựa theo tình hình thực tế của mỗi công trường, hình dạng sản phẩm, độ phức tạp của đường dẫn cũng như thành phần cấu tạo hoá học của gang. Do vậy, tốt nhất nên dựa trên kết quả thực tế để xác định hệ số riêng cho công trường của mình.

8.2 Phương pháp hơi phức tạp
Phức tạp hơn phương trình (1) một chút là phương trình của Wallce & Evance. Ở đây thời gian đúc được tính toán dựa trên thành phần đương lượng Cacbon (số CE = C+1/3 Si), nhiệt độ rót, độ dày trung bình của sản phẩm cũng như khối lượng đúc.
T = k(1.41+d/14.6)√W (2)
T: thời gian đúc (s)
k: hằng số lưu động của gang nóng chảy
k = (378.5×CE%+2.92×t^℃-3900)/(40×25.4)
d: độ dày trung bình của sản phẩm (mm)
t: nhiệt độ rót (℃)
W: khối lượng vật đúc (kg)　(sản phẩm + đậu ngót)

Phạm vi áp dụng của phương trình (2) là dành cho những vật đúc có khối lượng dưới 450kg. Tuy nhiên với những vật đúc có khối lượng đến 4500kg thì thay W thành W^(1/3), đến 11000kg là W^(2/7) và lớn hơn 11000kg là W^(2/4) vào phương trình này.
Ngoài 2 phương pháp trên cũng có một số phương pháp tính thời gian rót được đề xuất. Ví dụ như Trung tâm nghiên cứu đúc của hiệp hội đúc nhật bản có đưa ra báo cáo GIRI No.231. Theo đó thời gian được tính như bảng tính 2.9 phía dưới. Hình 2.10 là biểu đồ tính toán dựa trên dữ liệu trong bảng tính 2.9.

Với sản phẩm dưới 100kg thì cần theo phương trình 2, chú ý đến những thay đổi nhỏ của thành phần cấu tạo cũng như nhiệt độ rót. Tuy nhiên với những vật lớn thì cần quan tâm đến mức đó. Hình 2.10 lấy tiêu chuẩn của vật đúc có độ dày trung bình là 30mm. Trong trường hợp độ dày trung bình của vật đúc thay đổi thì sẽ cần tìm theo kinh nghiệm của mỗi công trường.

Theo bảng tính 2.9 thì giá trị thời gian thu được từ là “một điểm”. Nhưng cũng có trường hợp phải rót nhanh và rót chậm so với thời gian đúc tiêu chuẩn. Đây là lý do vì sao có một khoảng chiều rộng trong hình 2.10. Hầu hết các giá trị thu được từ các không thức tính thời gian, hay những con số báo cáo trước đó đều nằm trong dải này. Trong trường hợp sản phẩm có độ dày tương đối nhỏ thì sẽ sử dụng đường cong dưới, và trong trường hợp độ dày lớn sẽ sử dụng đường cong trên. Tuy nhiên thời gian đúc tính theo hình 2.10 cũng chỉ mang tính tham khảo, để có 1 con số thích hợp cần dựa trên kinh nghiệm thực tế của từng công trường. Lại nữa, trong trường hợp của gang cầu thì sử dụng những giá trị gần đường cong trên.

8.3 Phương pháp tính dựa vào tốc độ dòng chảy trong khuôn
Thông thường tốc độ của gang được khuyến cáo là từ 0.6 đến 0.9 m/s, trong trường hợp sản phẩm lớn hơn như với khuôn cát tự cứng (ví dụ như Furan) thì chọn tốc độ 0.9m/s. Từ đây ta có thể tính được lưu lượng khi đúc sản phẩm tầm trung là 1.4~2.4kg/s/〖cm〗^2 và sản phẩm lớn sẽ nằm trong khoảng2 .4~7.2kg/s/〖cm〗^2

Như trên,dù có nhiều cách để tính toán thời gian đúc, nhưng những giá trị thu được chỉ mang tính chất tham khảo, cần có sự tính toán hợp lý thời gian đúc phù hợp với từng công trường.

[Bài 7] 8 BƯỚC THIẾT KẾ HỆ THỐNG DẪN CHUẨN NHẬT BẢN
[第7回] 日本規格に基づく湯道設計の8ステップ

※日本語は下にあります。
※Hình ảnh đính kèm thuộc sở hữu khóa đào tạo chuyên viên hiệp hội đúc Nhật Bản.

Một hệ thống dẫn hiệu quả không thể làm theo cảm tính – cần có quy trình rõ ràng.
Hệ thống dẫn có nhiều vai trò, quan trọng nhất là dẫn kim loại nóng chảy nhẹ nhàng vào không gian khuôn.
Ngoài ra, nó còn giúp:

Tách cát, lớp sơn khuôn b**g, tạp chất trong kim loại

Đẩy không khí và khí gas phát sinh trong khuôn ra ngoài

Đậu ngót cũng là một phần quan trọng của hệ thống dẫn, tác dụng của nó sẽ được phân tích trong chương sau.

📌 8 bước thiết kế hệ thống dẫn:
① Tính khối lượng rót (gồm sản phẩm + đậu ngót)
② Xác định thời gian rót phù hợp
③ Xác định tỉ lệ tiết diện: miệng rót : đường dẫn : cổng vào
④ Tính tiết diện từng vị trí
⑤ Thiết kế hình dạng – kích thước đường dẫn
⑥ Thiết kế hình dạng – kích thước miệng rót
⑦ Xem xét có cần phễu rót hay không
⑧ Kiểm tra tổng thể và tinh chỉnh

➡️ Mỗi bước đều có công thức và tiêu chuẩn kỹ thuật rõ ràng – mình sẽ chia sẻ ở các bài tiếp theo.
📌 Bài 8: Hướng dẫn tính thời gian rót – có công thức minh họa.
効果的な湯道システムは感覚に頼らず、明確な手順に基づいて設計する必要があります。
湯道の主な役割は、溶湯をスムーズに型空間へ導入することです。
さらに以下の効果もあります：

砂や剥離した塗型、不純物を分離する

型内で発生する空気やガスを排出する

押湯も湯道システムにおける重要な要素であり、その役割については次章で解説します。

📌 湯道設計の8ステップ：
① 製品＋押湯を含めた注湯量を計算する
② 適切な注湯時間を設定する
③ 湯口 : 湯道 : ゲートの断面比を決定する
④ 各部位の断面積を算出する
⑤ 湯道の形状・寸法を設計する
⑥ 湯口の形状・寸法を設計する
⑦ 湯口杯の有無を検討する
⑧ 全体をチェックし、微調整する

➡️ 各ステップには明確な計算式や技術基準があり、次回以降で詳しく紹介していきます。
📌 第8回：注湯時間の計算方法と具体例を解説。

[Giải lao] Câu chuyện vui trong xưởng đúc.
［休憩］日本の鋳造工場での面白い話
日本語は下にあります。

🇻🇳 Tiếng Việt:
Ở một nhà máy đúc tại Nhật, có lần một hậu bối lần đầu tham gia rót gang.
Tiền bối nói:
👷‍♂️ Tiền bối: “Gang còn khó tính hơn cả con người. Sơ hở một chút là nó giận ngay đấy.”
Cậu hậu bối nghe xong hốt hoảng hỏi: “Ơ? Gang cũng biết giận ạ!?” 😳

Thực ra, gang tất nhiên không “giận”, mà ý của tiền bối là: chỉ cần sai một chút về nhiệt độ hay điều kiện rót thì ngay lập tức sẽ sinh ra lỗi đúc.

👉 Ở các xưởng đúc Nhật, những cách nói vui như thế vừa hài hước, vừa giúp nhắc nhở hậu bối phải luôn cẩn thận trong từng thao tác.

🇯🇵 日本語:
日本のある鋳造工場での出来事。後輩が初めて注湯作業に参加しました。
すると先輩が言いました：
👷‍♂️ 先輩: 「鉄は人間より気難しいぞ。ちょっと油断するとすぐ怒るんだ。」
後輩は真剣に聞いて、慌てて「えっ？鉄って怒るんですか！？」と返しました。😳

もちろん鉄が本当に怒るわけではありません。
先輩の意味は「温度管理や注湯条件を少しでもミスすると、すぐに欠陥になる」という鋳造の教訓です。

👉 日本の現場では、こうしたユーモラスなたとえ話を交えながら、後輩に技術の厳しさを伝えることがよくあります。

[Bài 6] 7 NGUYÊN TẮC VÀNG KHI BỐ TRÍ KHUÔN VÀ CỔNG DẪN
[第6回] 鋳型と湯口配置における7つの鉄則
※日本語は下にあります。

Khi thiết kế khuôn mẫu, ngoài việc tính toán dòng chảy, cũng cần lưu ý cách bố trí tổng thể để giảm lỗi đúc.

📌 7 nguyên tắc nên nhớ:
①Tránh chia khuôn phức tạp – hạn chế sử dụng lõi nếu không cần thiết.
②Đặt phần dày của sản phẩm ở khuôn dưới → dễ bổ sung gang, dễ đậu ngót.
③Đặt phần cần chỉnh lưu ở khuôn trên → dòng chảy ổn định hơn.
④Miệng rót nên bố trí đối xứng – đơn giản hóa hệ thống dẫn.
⑤Nhiều sản phẩm trong 1 khuôn → cổng vào giống nhau.
⑥Nếu có 2 loại sản phẩm → bố trí cùng phía hoặc cân bằng 2 bên.
⑦Đậu ngót dùng chung cho nhiều sản phẩm khi có thể → tăng hiệu quả sử dụng.

➡️ Những nguyên tắc này giúp tăng tỷ lệ đúc thành công và tiết kiệm vật liệu.

📌 Bài 7: Các bước thiết kế hệ thống dẫn – theo chuẩn Nhật Bản.

鋳型を設計する際は、流れの計算だけでなく、欠陥を減らすための全体配置にも注意する必要があります。

📌 覚えておくべき7つの鉄則：
①複雑な型割りは避ける – 不要な場合は中子の使用を最小限にする。
②製品の厚肉部は下型に配置する → 金属補給や押湯がしやすい。
③流れを整える必要がある部分は上型に配置する → 流れが安定する。
④湯口（注湯口）は対称に配置する → 湯道システムを簡略化できる。
⑤1つの鋳型に複数製品を入れる場合 → 湯口形状は同じにする。
⑥異なる2種類の製品がある場合 → 同じ側に配置するか、左右でバランスを取る。
⑦可能な場合、複数製品に共用押湯を使う → 材料使用効率が向上する。

➡️ これらの鉄則を守ることで、歩留まりを上げ、材料を節約できます。

📌 第7回：日本規格に基づく湯道設計の8ステップ。

[Bài 5] ĐỊNH LUẬT STOKES – VÌ SAO CÓ THỨ NỔI LÊN TRONG GANG LỎNG?
[第5回] ストークスの法則 – なぜ溶融鉄中で浮き上がるものがあるのか？
※日本語は下にあります。

Trong gang nóng chảy, ngoài nền kim loại lỏng còn có những hạt nhẹ hơn như:
Graphite(kokuen),Xỉ,Cát,Bọt khí hoặc mảnh b**g sơn khuôn.
📌 Những hạt này có xu hướng nổi lên trong gang lỏng nếu tỉ trọng nhỏ hơn tỉ trọng gang.
Tốc độ nổi được tính bằng định luật Stokes:
💡 Kích thước hạt ảnh hưởng cực mạnh (tốc độ tỉ lệ với
Đường kính hạt Vận tốc nổi (cm/s) Thời gian nổi 10 cm
2 µm 0.00079 ~3.5 giờ
10 µm 0.0197 ~8.5 phút
50 µm 0.79 ~12.6 giây
🔍 Ý nghĩa thực tế:
Hạt rất nhỏ (ví dụ graphite mịn) → nổi rất chậm, có thể “bị kẹt” khi sản phẩm đông đặc nhanh. graphite mà ko kẹt lại, phân bố đề trong gang thì ... ko còn là gang 🙂
Hạt lớn hơn → nổi nhanh hơn, dễ thoát ra khỏi khuôn nếu có thời gian và đường thoát.
📌 Kết luận:
Muốn giảm lỗi do xỉ/khí → thiết kế hệ thống dẫn và cổng rót sao cho dòng chảy êm, tạo điều kiện cho các hạt nhẹ nổi lên ở vùng đậu ngót hoặc trong hệ thống dẫn thay vì trong lòng sản phẩm.
📌 Stokes cũng là chìa khóa trong tính độ nhớt chất lỏng.
Bài 6 sẽ nói về 7 nguyên tắc vàng khi bố trí khuôn và cổng dẫn để hỗ trợ cả việc loại bỏ các hạt nổi này.

溶融鋳鉄の中には、金属液の母相以外にも以下のような比重の軽い粒子が存在します：
黒鉛、スラグ、ガス、型塗料の剥離片、砂
📌 これらの粒子は、比重が鋳鉄より小さい場合、液中で浮き上がる傾向があります。
その浮上速度はストークスの法則で計算されます。

💡 粒径は浮上速度に大きく影響します（速度は粒径の二乗に比例）：
粒径 浮上速度 (cm/s) 10cm 浮上にかかる時間
2 µm 0.00079 約3.5時間
10 µm 0.0197 約8.5分
50 µm 0.79 約12.6秒

🔍 実際の意味：
ごく微細な粒子（例：微細黒鉛）は浮上が非常に遅く、製品が早く凝固すると「閉じ込められる」可能性があります。黒鉛が閉じ込められず均一に分布しなければ…それはもう鋳鉄ではありません🙂

粒径が大きいほど浮上が速く、十分な時間と逃げ道があれば鋳型から排出されやすくなります。ここは設計者のウデ（職人の言い方っぽいですが基本がありながらの工場によって多少変更する必要があります）

📌 結論：
スラグやガスによる欠陥を減らすためには、湯道や湯口を静かな流れになるよう設計し、軽い粒子が製品内部ではなく押湯や湯道内で浮上・滞留できるようにすることが重要です。

📌 ストークスの法則は液体の粘度計算にも応用されます。

次回（第6回）では、これらの浮上粒子を排除するためにも役立つ「鋳型と湯口配置の7つの鉄則」について解説します。