کنم آغاز من این دفتر به نام ایزد منان
کنم از جان و دل حمد و ثنای خالق سبحان
مزین میکنم اوراق دفتررا به نام او
که در شش روز پدید آورد تمام عالم امکان
اشاره گر کند به هرچه موجود باش شود موجود
بود مصداق گفتارم که از خاک آفرید انسان
موضوع :عیوب ریخته گری در قطعات آلومینیومی ریختگی تحت فشار
بررسی انواع عیوب ریخته گری در قطعات آلومینیومی ریختگی تحت فشار (HPDC)
چکیده :
تحقیق به عمل آمده شامل تعدادی از عیوب قطعات آلومینیومی تحت فشار می باشد و سعی بر آن شده که عیبهای مهم آن از جمله
عیب سرد جوشی – عیب نیامد – عیب مک های گازی – عیب مک های انقباضی – عیب آبلگی – عیب مک های سوزنی ( ریزمک ) – عیب ترک خوردگی – عیب سخت ریزه و عیب قطره های سرد مورد بررسی و چاره جوئی قرار گیرد .
یک عیب در دایگست همیشه قراردادی است زیرا به نوع استفاده و نحوه برداشت هر مشتری از عملکرد و کارآیی قطعه بستگی دارد بنابراین آنچه برای یک مشتری عیب محسوب می شود ممکن است برای مشتری دیگر نقطه ضعف به حساب نیاید تعریف این که چه چیز عیب محسوب می شود به عهده مشتری است و مساله اصلی نیازهای خاص هر قطعه می باشد .
مقدمه و تاریخچه
دایکاست یا ریخته گری تحت فشار عبارت است از روش تولید قطعه از طریق فلز مذاب و تحت فشار به درون قالب که پس از بسته شدن قالب ، مواد مذاب به داخل یک نوع پمپ یا سیستم تزریق هدایت شود سپس در حالیکه پیستون پمپ مواد مذاب را با سرعت از طریق سیستم تغذیه قالب به داخل حفره می فرستد ، هوای داخل حفره از طریق سوراخهای هواکش خارج می شود . این پمپ در بعضی از دستگاهها دارای درجه حرارت محیط و در برخی دیگر دارای درجه حرارت مذاب می باشد .
از ابتدای قرن 20 کاربرد قطعات ریخته گری آلومینیوم رشد خود را آغاز نمود اولین محصولات آلومینیوم مختص به وسایل آشپزخانه و قطعات تزئینی بود بعد از جنگ جهانی دوم رشد سریعی در صنعت ریخته گری آلومینیوم بوقوع پیوست و علت اصلی آن نسبت وزن / استحکام عالی آلیاژهای AL بود .
از سال 1945 به دلیل توسعه صنایع ریخته گری تزریقی ، میزان مصرف و کاربرد آلومینیوم ریختگی شدیدا ً افزایش پیدا نمود و بیشترین آن در صنایع اتومبیل سازی بود بخصوص در کشورهایی مثل ژاپن سرعت رشد مصرف آلیاژهای AL به صورت صعودی رو به افزایش بوده است که از طریق مواد آلومینیوم می تواند وزن اتومبیل را کاهش دهند .
بررسی انواع عیوب ریخته گری در قطعات آلومینیومی ریختگی تحت فشار وبررسی جلوگیری از ان
عیب سرد جوشی :
سردجوشی عبارت است از برخورد دو جبهه از فلز مذاب اکسید شده که باعث ناپیوستگی در قطعه ریخته شده می شود . در صورتی که انجماد فلز خیلی پیشرفته باشد اتصال دو جبهه مذاب بطور کامل انجام شده و سردجوشی به صورت کشیدگی در قطعه ظاهر می شود .
نحوه ایجاد عیب سرد جوشی :
سردجوشی نتیجه تقسیم شدن موج مذاب در طول پر شدن قالب می باشد این تقسیم شدن می تواند در اثر وجود یک مانع در راه عبور مذاب ( پین یا ماهیچه ) باشد و یا در اثر یک انسداد ناشی از جاری شدن به صورت جت می باشد حضور اکسید در فلز مذاب قبل از ریخته گری پدیده سردجوشی را شدیدتر می نماید
علل عیب سرد جوشی:
عدم تنظیم حرکت پیستون تزریق
طرح نامناسب سیستم مذاب رسانی
پایین بودن سرعت دومین فاز مرحله تزریق
بیش از حد بودن مقدار مذاب تزریق شونده
سرد بودن قالب
سرد بودن مذاب هنگام تزریق
کوتاه بودن کورس دومین مرحله تزریق
عیب نیامد:
نیامد عیبی است که در اثر نرسیدن مذاب به قسمت هایی از قطعه ایجاد می شود این عیب می تواند در نواحی نازک قطعه ایجاد شود و از نظر ظاهری به عیب سردجوشی شبیه است
نحوه ایجاد عیب نیامد:
عیب نیامد نتیجه تقسیم شدن جبهه مذاب در حین پر شدن قالب است فلز خیلی سرد بوده و یا زمان پر شدن قالب خیلی طولانی می باشد و یا حتی ممکن است جهت حرکت مذاب در قالب در حین پرشدن قالب نامناسب باشد به طوری که مذاب مسیر طولانی را برای رسیدن به هدف بپیماید در این حال قبل از اینکه قالب توسط مذاب پر شود انجماد آغاز شده و نیامد ایجاد می شود .
عیب مک های گازی:
این عیب به صورت مک هایی با دیواره صاف ظاهر می شود که شکل کروی داشته و با سطح خارجی نیز ارتباطی ندارند سطح داخلی این مک ها معمولا ً براق بوده اما گاهی ممکن است تا حدودی اکسیده نیز شده باشد که بستگی به منشا ایجاد مک ها دارد .
نحوه ایجاد عیب مک های گازی
الف ) حبس هوا در حین پر شدن قالب.
ب) حبس هوا در محفظه نگهدارنده مذاب
پ) حبس گاز در محفظه سیلندر تزریق
ت) حبس گاز از طریق مواد مذاب
ث) آزاد شدن گاز حل شده در فلز مذاب
علل عیب مک های گازی:
طرح نامناسب سیستم مذاب رسانی
کم بودن سرعت دومین مرحله تزریق
بالا بودن سرعت دومین مرحله تزریق
طولانی بودن زمان مرحله تزریق
مشکل قالب گیری
عدم وجود هواکش به میزان کافی در قالب
کیفیت نامناسب مذاب
عدم تنظیم سرعت مرحله اول تزریق
عیب مک های انقباضی :
مک های انقباض به صورت حفره با فرم و اندازه متغیر می باشند این مک ها بر عکس مک و حفره های گازی سطوح صاف و براق نداشته و کم و بیش حالت کندگی و سطوح دندریتی دارند .
نحوه ایجاد عیب مک های انقباضی :
در هنگام انجماد فلز دچار انقباض حجمی گردیده و در صورت عدم وجود فلز مذاب جبران کننده انقباض ، این انقباض به صورت یک یا چند حفره ظاهر می گردد این حفره ها می توانند در سطح قطعات ریختگی ظاهر شوند ( مثلا ً در مواردی که مذاب در شمش ریزی منجمد می شود ) و یا برعکس به صورت بسته در داخل قطعه محبوس گردند که معمولا ً در ریخته گری تحت فشار مشاهده می شود .
علل عیب مک های انقباضی:
فشار نامناسب مرحله سوم تزریق
عدم تنظیم حرکت پیستون تزریق
طرح نامناسب سیستم مذاب رسانی
سرعت خیلی پایین مرحله دوم تزریق
گرم بودن قالب
کیفیت نامناسب مذاب
عیب آبلگی :
عیب آبلگی همانند حفره های گازی است اما در سطح قطعه ظاهر می شود همچنین در مورد قطعات نازک این عیب می تواند در دو سطح قطعه نیز ظاهر شوند .
طریقه ایجاد عیب آبلگی:
روش ایجاد آبلگی همانند ایجاد عیب حفره های گازی است ولی در این مورد آزاد شدن هیدروژن حل شده بر خلاف ایجاد حفره های گازی ، به صورت غیر کافی انجام می گیرد در این حال در صورتی که درجه حرارت قطعه در هنگام باز کردن قالب بیش از حد بالا باشد مقاومت مکانیکی آلیاژ بسیار ضعیف بوده و حفره های گازی ایجاد شده تحت فشار فوق العاده قوی موجب تغییر شکل قطعه در نواحی نزدیک سطح می شوند همچنین در صورت نازک بودن قطعه نسبت به قطر حفره گازی نیز عیب فوق به وجود می آید.
علل عیب آبلگی:
عدم تنظیم حرکت پیستون تزریق
سرعت پایین مرحله دوم تزریق
بالا بودن سرعت مرحله دوم تزریق
طولانی بودن زمان مرحله دوم تزریق
مشکل قالب گیری
عدم وجود هواکش به اندازه کافی در قالب
کیفیت نامناسب مذاب
عدم تنظیم سرعت مرحله اول تزریق
عیب مک های سوزنی ( ریزمک) :
ریز مک های سطحی به صورت سوراخ های بسیار ریز ( چند صدم میلی متر ) و اغلب به صورت گروهی مشاهده می گردند .
نحوه ایجاد عیب مک های سوزنی :
الف ) حبس گاز : در این مورد تاول های ریزی به وسیله حباب های گازی که در نواحی بسیار نزدیک سطح محبوس گردیده اند ایجاد می شود .
ب) اکسیدها : اکسیدهای موجود در فلز نیز می توانند عیب فوق را ایجاد نمایند .
علل عیب مک های سوزنی:
طرح نامناسب سیستم مذاب رسانی
طولانی بودن زمان مرحله دوم تزریق
زمان نامناسب قالب گیری
عدم وجود هواکش به میزان کافی در قالب
کیفیت نامناسب آلیاژ مذاب
عدم تنظیم سرعت مرحله اول تزریق
عیب ترک خوردگی :
عیب ترک خوردگی به صورت ایجاد ترک های کم و بیش نازک و عمیق ظاهر می شود در برخی موارد این ترک ها می توانند حتی ضخامت قطعه را نیز طی نمایند .
نحوه ایجاد عیب ترک خوردگی:
این نوع ترک ها بین دانه ای بوده و به فرم های غیرمنظم می باشند این ترک ها هنگامی ایجاد می شوند که آلیاژ در انتهای انجماد تحت تنش باشد . در اغلب موارد خطر ایجادترک در نواحی از قطعه که مستعد ایجاد تنش می باشند و در نقاط گرم بیشتر است .
علل عیب ترک خوردگی :
نامناسب بودن عمل تزریق
فشار نامناسب مرحله سوم تزریق
گرم بودن قالب
گرم بودن مذاب تزریق شونده
مشکل قالب گیری
کیفیت نامناسب مذاب
عیب سخت ریزه :
این عیب به صورت ناهنجاری ساختاری و یا حضور اجسام خارجی می باشد که در حین ساخت و یا فرسایش و یا شکست ابزار برش ایجاد می شوند .
نحوه ایجاد عیب سخت ریزه :
عیب سخت ریزه در ریخته گری تحت فشار می تواند مبدا متفاوتی داشته باشد .
الف ) ترکیبات بین فلزی
ب) اکسیداسیون ، واکنش با دیرگدازه ها
پ) ذرات خارجی
علل عیب سخت ریزه :
نامناسب بودن ترکیب شیمیایی آلیاژ
نامناسب بودن زمان انجماد
وجود ترکیبات بین فلزی در آلیاژ
اکسید شدن آلیاژ و واکنش با دیرگدازه ها
وجود هر گونه ذرات خارجی در آلیاژ
عیب قطره های سرد :
قطرات سرد به صورت طبله های کم و بیش کروی به صورت محبوس در روی قطعه ظاهر می شوند واغلب موارد نیز قابل حل شدن و ایجاد پیوستگی ساختاری با فلز اطراف خود نمی باشند تنها راه تشخیص این عیوب ، بررسی ریز ساختار آنها می باشد .
نحوه ایجاد عیب قطره های سرد :
قطرات سرد قسمت هایی از فلز هستند که به سمت دیواره های قالب و یا ماهیچه پاشیده شده اند و بلافاصله نیز منجمد گردیده اند بدون آنکه بتوانند توسط مذاب بعدی حذف گردند این قطرات منجمد در داخل قطعه محبوس شده ، بدون آنکه ذوب مجدد شده باشند این قطرات فقط باعث ایجاد یک غیرهمگونی در ساختار فلزی می شوند .
علل عیب قطرات سرد:
عدم تنظیم حرکت پیستون تزریق
طرح نامناسب سیستم مذاب رسانی
پایین بودن سرعت مرحله دوم تزریق
سرد بودن مذاب تزریق شونده
کوتاه بودن زمان مرحله دوم تزریق
نتیجه
در تمام تبادل نظرهایی که در هر کارخانه یا کارگاه معین بین افراد صورت می گیرد ( بین کارخانه و فروشندگان ، و بین کارخانه با سایر کارخانه ها ) مشکلات بزرگ زیادی می تواند به دلیل تفاوت در نوع تعریف و فهم هر یک از طرف ها از عیوب ایجاد شود .
نمونه های زیادی وجود دارد که یک اپراتور یا متصدی کنترل کیفی موردی را به عنوان عیب تعریف کند در حالی که این یک عیب نیست این امر موجب اعمال اقداماتی می شود که همیشه پرهزینه بوده واغلب ضرورتی ندارد اطمینان یافتن از این که تمام افراد نام تعریف شده برای عیوب ریختگی و نحوه توصیف آن را به درستی می دانند می تواند تا حد زیادی از بروز چنین مسائلی جلوگیری نماید .
بهترین راه برای حل این مشکل درست کردن یک تابلو عیوب به همراه نمونه ای از قطعات معیوب و برچسب گذاری قطعات با نامی که به عیب مربوط به آنها اختصاص داده شده می باشد به همراه این تابلو ، کتاب عکسی باید وجود داشته باشد که هر یک از عیوب در آن نشان داده شده باشد .
با تشکرازتوجه دوستان