پاورپوینت ارزیابی عیوب و اشکالات ریخته گری تحت فشار

پاورپوینت ارزیابی عیوب و اشکالات ریخته گری تحت فشار

1-عیوب سطحی:
عیوب در ریختگری تحت فشار:

عیوب در ریختگری تحت فشار:
2-تخلخل گازی:
1-عیوب سطحی:

عیوب در ریختگری تحت فشار:
3-تاول:
2-تخلخل گازی:
1-عیوب سطحی:

عیوب در ریختگری تحت فشار:
4-تخلخل انقباضی:
3-تاول:
2-تخلخل گازی:
1-عیوب سطحی:

عیوب در ریختگری تحت فشار:
4-تخلخل انقباضی:
3-تاول:
2-تخلخل گازی:
1-عیوب سطحی:
5-جوشک:

عیوب در ریختگری تحت فشار:
4-تخلخل انقباضی:
3-تاول:
2-تخلخل گازی:
1-عیوب سطحی:
5-جوشک:
6-پلیسه:

عیوبی که عموماً به آنها جریان سرد یا نیامد اطلاق می شود یا عیوب سطحی به عیوبی اطلاق می شود که در بیشتر موارد قابل رویت بوده و گاهی سبب عدم پذیرش قطعه می شود . این عیب معمولاً به عنوان یک عیب ناشی از نحوه جریان فلزمذاب شناخته
می شود.

1- عیوب سطحی :

این عیب به این دلیل ایجاد می شود که همیشه بین زمان رسیدن فلز مذاب به یک محل مشخص در قالب و وقوع انجماد سریع فلز یک رقابت وجود دارد اگر زمانی که دو جریان فلز مذاب به هم می رسند، فلز به طور جزئی منجمد شده باشد چروک ها یا روی هم آمدگی و یا لایه لایه شدگی هایی در سطح قطعه ایجاد می شود که این موارد مشخصه های عیوب سطحی هستند. این عیب اغلب در جاهایی که قالب سردتراست مثل انتهای زائده های نازک و ضخیم به چشم می خورد.(شکل1)
1- عیوب سطحی :

نمونه هایی از عیوب سطحی از نوع جریان سرد

1- طراحی نامناسب سیستم راهگاهی (که برای برطرف کردن این عیب باید سیستم راهگاهی مناسبی طراحی شود).
2- ضخامت دیواره : با توجه به فرمول

هرچه بیشترباشد گرمای بیشتری گرفته می شود m
و باعث به وجود آمدن عیوب سطحی در قطعه می شود

Q=mc
علل به وجود آمدن این عیب و برطرف کردن آن:

3- شکل قطعه ریختگی : وقتی ضخامت قالب یک نواخت نباشد اولاً مقدار گرمایی که باید از مذاب گرفته شود در قسمتهای ضخیم قطعه بیشتر است در همین قسمتهای ضخیم قطعه قالب نیز نازکتر بوده که طبق رابطه فوق افزایش دمای بیشتری خواهد داشت در نتیجه بین اجزاء ضخیم و نازک قالب تنش های حرارتی اعمال شده که باعث به وجود آمدن یک عیب در قطعه می شود.
علل به وجود آمدن این عیب و برطرف کردن آن:

4- زمان پرشدن : یک اصل مهم در این زمینه این است که هر چه زمان پرشدن کمتر باشد، سطح تمام شده قطعه بهتر است.در واقع باید به خاطرداشت که هیچ یک از عیوب سطحی در اثر کوتاه بودن زمان پر شدن رخ نمی دهند.

5- دمای قالب : پایین بودن دمای قالب سبب سرد شدن جریان فلزمذاب و در نتیجه افزایش میزان فلز منجمد شده در مسیر جریان فلز می شود. اگر درصد فلز جامد در مسیر جریان بالا باشد ، می تواند سبب عدم چسبندگی مناسب بین قسمت های مختلف جریان و در نتیجه تشکیل چروک یا ایجاد جریان سرد شود، این عیوب متداولترین نوع عیوب سطحی را تشکیل
می دهند.
علل به وجود آمدن این عیب و برطرف کردن آن:

6- دمای فلز : دمای فلز نیز می تواند عیوب سطحی را تحت تاثیر قرار دهد؛ بدیهی است که هر چه فلزداغ تر
باشد؛ سطح تمام شده بهتر خواهد بود گرچه همیشه افزایش دمای فلز باعث به وجود آمدن عیب های دیگری نیزمی شود.
علل به وجود آمدن این عیب و برطرف کردن آن:

تخلخل یکی از بزرگترین مشکلات در دایکست به شمار
می آید. و تخلخل داخلی ناشی از انواع گازهای حبس شده در قطعه می باشد.
2-تخلخل گازی:

تشخیص تخلخل گازی : تخلخل های گازی تقریباً همیشه به شکل حباب های حبس شده در قطعه هستند که به طور نمونه شبیه به یک سری حفره گرد و با سطح صاف در قطعه ریختگی ظاهر می شوند. مشخصه کلیدی برای شناسایی تخلخل گازی دیواره صاف این نوع تخلخل است.(مانند شکل)
2-تخلخل گازی:

تصویر میکروسکپی از تخلخل گازی ( احتمالا ناشی از بخار) در یک قطعه ریختگی با بزرگنمایی x50

نمونه ای از تخلخل گازی در یک مقطع ضخیم

تخلخل گازی در دایکست از سه منبع اصلی سرچشمه می گیرد:

1- هوای حبس شده: که بستگی به دو فاکتور زیر دارد:
الف) مقدار مذاب ریخته به داخل سیلندر.
ب) سرعت پیستون.
منابع ایجاد تخلخل گازی

الف) هوای حبس شده متداولترین نوع گازهای محبوس در قطعات دایکست به شمار می آید که به دلیل سرعت زیاد پیستون حجم زیادی از گاز داخل قالب محبوس می شود.
نتایج برخی از تحقیقات نشان داده است که برای به حداقل رساندن هوای محبوس باید 50% محفظه پر باشد. اگر درصد پر شدن از 50% کمتر باشد فلز تمایل به تشکیل موجی خواهد داشت که بین سر پیستون و قالب به سمت جلو و عقب حرکت می کند. با شروع حرکت پیستون به سمت جلو موجی در جلوی سر پیستون ایجاد می شود و این موج می تواند به موج منعکس شده در میانه های سیلندر برخورد کند. این موضوع سبب ایجاد اغتشاش و در نتیجه حبس هوا می شود .(شکل 4و8)
منابع ایجاد تخلخل گازی

درصد پرشدن بر حسب هوای محبوس

اتفاقاتی که در اثر برخرد موج جلو پیستون با موج منعکس شده رخ می دهد

ب) تحقیقات نشان داده است که در شروع حرکت پیستون به سمت جلو انتخاب نرخ شتاب پیستون از حالت توقف تا رسیدن به سرعت اولیه یک فاکتور حیاتی است. اگر این شتاب خیلی سریع باشد موج جلوی سر پیستون خرد شده و حباب های هوا را در خود حبس می کند.(شکل4و9)
واگر شتاب خیلی کند باشد نیز موجی که به سمت قالب حرکت
می کندمنعکس شده وبا پیستون برخردمی کند که باعث حبث هوا
می شود.
منابع ایجاد تخلخل گازی

سه نوع مشکل حبس هوا در سیلندر تزریق.اولین وضعیت موج دار شدن را نشان می دهد وقتی که شتاب سریع است و وضعیتهای دیگر زمانی رخ می دهد که شتاب بسیار آهسته است

2- بخار : وقتی فلز مذاب در هنگام پر شدن قالب به آب برخورد می کند، بخار تولید می شود. هر جا که قطره ای آب در قالب از قبل وجود داشته باشد، یک حباب گازی از بخار تولید می شود این حباب گازی حجمی حدود 1500 برابر یا بیشتر نسبت به حجمی که از قبل توسط آب اشغال شده بود می طلبد. منابع وجود آب عبارتست از :
منابع ایجاد تخلخل گازی

الف) استفاده از روان کارهایی که پایه آنها آب زیاد است .
ب) نشتی لوله های آب
ج) نشتی اتصالات رزوه شده لوله آب
د) ترک خوردگی قالب در محل لوله های آب
و) چکه کردن اسپری کننده روی قالب در هنگام بسته شدن آن
ﻫ ) رسیدن سیال هیدرولیک به قالب
منابع ایجاد تخلخل گازی

احتمالاً مهم ترین فاکتور در این زمینه این است که قالب باید در هنگام بسته شدن کاملاً خشک باشد. در واقع نمی توان چنین فرض کرد که آب باقیمانده در قالب قبل از رسیدن فلز تبخیر می شود.
3- روان کار قالب : روان کار قالب یا روان کار پیستون وققتی فلز با آن برخورد می کند ممکن است تبخیر شود، بجوشد و یا اینکه بسوزد. در هر یک از این موارد مقداری گاز تولید می شد که این گاز در فلز حبس می شود. زیرا تولید آن حین جریان یافتن فلز صورت گرفته است. بهترین راه حل در اینجا استفاده از حداقل مقدار ممکن این مواد و به کارگیری مناسب آنها و نیز در مواقع لزوم تغییر سیلندر و سر پیستون است.
منابع ایجاد تخلخل گازی

تاول ها همان حفرات گازی هستند(درست همانند حفرات داخل قطعه ریختگی) .
این عیوب در نزدیکی سطح قطعه ایجاد می شوند و به همین دلیل بیشتر قابل رویت هستند.(شکل 5)

3- تاول ها :

نمونه هایی از عیب تاول

طی فرآیند انجماد، گاز داخل قطعه تحت فشار قرار دارد
(137-1000barیا 2000-15000psi)
وقتی قطعه ریختگی از قالب خارج می شود سطح آن داغ است و احتمالاً دمای آن حدود315 درجه سانتی گراد می باشدو فلز ریخته شده هنوز کاملاً نرم و قابل انعطاف است. در این شرایط گاز تحت فشار به پوسته نرم فلز فشار وارد می کند و یک تاول روی سطح آن ایجادمی نماید.
3- تاول ها :

تخلخل انقباضی به این دلیل رخ می دهد که اغلب فلزات ریختگی(به جز تعدادی نادر که استثناء می باشند) در اثرتغییر حالت جای کمتری را اشعال می کنند. به عبارت دیگر وقتی فلز از حالت مایع به جامد تبدیل می شود، نسبت به حالتی که مایع بوده است جای کمتری اشغال می کند.
4- تخلخل انقباضی :

یکی از راههای کنترل این نوع تخلخل تغییر محل نقطه داغ
می باشد این مساله می تواند تا حدودی به وسیله تغییر دمای قالب کنترل شود.
هم چنین باید به خاطر داشته باشید که تغییر محل نقطه داغ مقدار تخلخل را تغییر نداده بلکه فقط محل آن را تغییر
می دهد.
این موارد در شکل 1-6 و 2-6 و 3-6 نشان داده شده اند.
اصلاح تخلخل انقباضی با دمای قالب :

شکل 1-6 نمونه ای را نشان می دهد که ناحیه نزدیک گلویی تزریق گرمتر است و لوله های آب دور قطعه پیچیده شده اند( و باعث سرد شدن خارج قطعه که قبلاً هم سردتر بوده است، می شوند.) مثالی که به طور نمونه محل تخلخل انقباضی را نشان می دهد

اگر شرایط دمایی قالب به حالتی که در شکل 2-6 نشان داده شده است تغییر داده شود، تخلخل انقباضی به سمت موقعیت جدید منطقه گرم حرکت خواهد کرد (تغییر دمای قالب می تواند محل تخلخل انقباضی را تغییردهد احتمالا اندازه آن را تغییر نمی دهد)

تخلخل خط مرکزی (تعدیل در دمای قالب و انجماد به طور یکنواخت)

1- تغییر در ضخامت قسمت های مختلف قالب
تا حدودی باعث تغییر محل این تخلخل ها می شود.
2- کنترل دمایی قالب با اسپری قالب و جریان آب
و روغن امکان پذیر است. استفاده از اسپری معمولاً
راحت ترین و موثرترین راه کنترل دمای سطح قالب
است.
یک شکل دیگر از تخلخل های انقباضی (شکل7)
فاکتورها موثر در رفع این عیب :

جداره یک حفره انقباضی-توجه داشته باشید که ظاهر خشن وناصاف به دلیل وجود ساختار دنده ریتی است

یعنی چسبیدن قطعه ریختگی به قالب و افت کیفیت سطحی قطعه.

جوشک در اینجا به عنوان عیبی تعریف می شود که وقتی فلز مذاب (معمولاً آلومینیم) در تماس با فولاد قالب قرار گیرد، تشکیل ترکیبی می دهد که این ترکیب جزئی از سطح فولاد قالب می گردد.(شکل8)
5-جوشک :

نمونه ای از عیب جوشک در قالب ریخته گری آلومینیم

آلومینیم و فولاد تمایل طبیعی شدیدی برای واکنش با یکدیگردارند و به طور طبیعی ترکیبات بین فلزی مختلفی را تشکیل می دهند این تمایل در صورت بالا بودن دمای قالب تشدید می شود.
در جوشک آلومینیم به مقدار کمی در فولاد قالب نفوذ می کند و در صورتی که مقداری آلومینیم در قالب باقی مانده باشد. جوشک به سرعت بر می گردد. یعنی اتصال آلومینیم و فولاد از بین می رود . و سطح قالب برجسته می شود. بنابراین برای آنکه بتوان پس از وقوع پدیده برجستگی جوشک از قالب استفاده نمود، می بایست تمام آلومینیم از قالب برداشته شود.
5-جوشک :

برای خارج کردن کامل آلومینیم لازم است که لایه ای نازک از فولاد قالب برداشته شود که این لایه برداری در حدود ده هزارم است اما ممکن است به هزارم یا بیشتر نیز افزایش پیدا کند . وقتی با پولیشکاری مقداری از فولاد برداشته می شود، ابعاد قالب اندکی تغییر می نماید. بنابراین با تکرار این روش برخی از ابعاد بحرانی و دقیق قالب از حالت استاندارد خارج می شوند روش دیگر برای خارج نمودن آلومینیم استفاده از محلولهای بازی قوی یا محلولهای ممانعت شده اسیدی می باشد. با این روش آلومینیم فرو رفته در قالب با ایجاد کمترین تغییر در فولاد ازآن خارج
می شود. اما استفاده از این روش نیازمند دقت زیاد و توجه به ملاحضات ایمنی می باشد.
5-جوشک :

یعنی بیرون زدن مواد اضافی از سطح جدایش قطعه که اغلب با انحراف ابعادی قطعه همراه می باشد.
6- پلیسه:

پایان
عیوب در ریختگری تحت فشار: