فرآیندهای ریخته گری تحت فشاربا عیوب کمترHigh integrity die casting)
استاد محترم: جناب آقای مهندس اسدی
تهیه و تنظیم: معین اسکندری
شماره دانشجویی: ٣٨٦٠٧٨١٨
فرآیندهای ریخته گری تحت فشاربا عیوب کمترHigh integrity die casting)) :
برای این منظوراز سه فرآیند ریخته گری تحت فشار با دقت و درستی بالا که با موفقیت رو به رشد کرده و آماده برای استفاده تجارتی در حجم تولید بالا است استفاده می شوند که این فرایندها عبارتند از :
-1 ریخته گری تحت فشار درخلا( vacuum die
casting)
2- ریخته گری کوبشی (squeeze casting )
3- ریخته گری نیمه جامد (semi solid castimg )
1ریخته گری تحت فشارتحت خلا) vacuum die casting) :
اخیرا پیشرافتهایی در جهت به کاربردن و بر طرف و حذف کردن تمام هوای موجود درداخل
قطعات بر طرف خواهد شد .
که در اثر استفاده از این سیستم ریخته گری تحت فشار محبوس شدن هوای موجود در داخل
محفظه قالب صورت گرفته است که به نام ریخته گری تحت فشار تحت خلا نامیده می شود
تصویرشماتیک سیستم ریخته گری تحت فشاردرخلا محفظه گرم:
در عمل همچنان که قالب در حال بسته شدن می باشد پس از اندکی مکث در حالی قالبها کمی از هم جدا هستند در یچه خلا باز می شود و در کسری از ثانیه تمام فضای درون قالب تحت پوشش سیستم خلا به قدر کافی از هوا تخلیه شده و سپس قالب بطور کامل بسته می شود اما برای این عمل نیاز به پیستون مخصوصی برای جلوگیری و متوقف کردن فلز مذاب در حین تخلیه فضای قالب می باشد .
سپس پیستون اصلی بر اثر اعمال نیرویی بر فلز مذاب سبب انتقال فلز مذاب به درون قالب می شود و بعد از انجماد کامل فلز قطعه از درون قالب توسط سیستم پران خارج می شود و سپس برای انجام سیکل بعدی پیستون تزریق به سمت بالا حرکت کرده و مقدارمناسبی از فلز مذاب از طریق دریچه وارد سیلندر می شود .
ریخته گری تحت فشاردرخلا نیز همچنین می تواند در مورد ماشینهای محفظه سرد به کار برده شود که در شکل نشان داده شده است .
در این روش دوباره قالب در حالی که هنوز یک مقداراز از همدیگر فاصله دارند دریچه خلا باز می شود و فضای قالب را کاملا از هوا تخلیه کرده و در این موقع فلز مذاب بوسیله سیستم تحت خلا از طریق سوراخی وارد محفظه سرد می شود و بعد از یک دوره زمانی درست و صحیح برای کشیده شدن مقدار مذاب به داخل محفظه سرد قالب بسته شده و پیستون تزریق سبب اعمال نیرو بر روی مذاب شده و باعث وارد شدن مذاب به محفظه قالب می شود . یک زائده مخصوصی سبب جلوگیری از وارد شدن فلز مذاب در طول کشیده شدن فلز مذاب در نظر گرفته می شود . مزیت هر دو نوع ماشین ازماشینهای تحت خلا سبب تخلیه هوا شده و مانع از بوجود آمدن خلل و فرج وفراهم شدن سطح صاف ریختگی بواسطه عدم محبوس شدن هوا درسطح قطعه می باشد در نتیجه فشاراعمالی کمتری بر روی فلز مذاب لازم می باشد و ماشینهایی با نیروی کمتری نیزمی توانند به کار برده شوند و به این علت است که دراثرتخلیه کردن هوای قالب جریان فلز مذاب بصورت خیلی راحت تر و آزادانه تر بوده و بدین ترتیب می توان بخشهای ورود مذاب را نازکتروکوچکتردر نظر گرفته شوند .
3 فرآیند ریخته گری نیمه جامد (semi solid casting) :
مذابی که وارد قالب می شود چند ویژگی دارد که مذاب هر چه سردتر باشد طبیعتا میزان انقباض کمتر خواهد بود و هر چه مذاب سردتر باشد فرسایش قالب نیز کمتر خواهد بود و مذاب هر چه دمایش پایین باشد جذب گاز آن کمتر خواهد بود .
در این روش مذابی را که در اختیار داریم در حال سرد شدن و به هم زدن می باشد و دمایش پایین می آید و شروع به انجماد می کند و تا بیش از 50 % جامد داریم و می تواند سیالیت خود را حفظ کند و جاری شود که این روش را Rheocasting نیز می گویند .
یکی از نکاتی که در این روش وجود دارد آن است که وقتی مذاب سرد می شود و در حالت نیمه جامد است و اولین ساختار بوجود آمده دندریتی بوده و در اثر چرخش مذاب دندریت ها شکسته شده و ساختار ما به سمت کروی و هم محور در می آید و ساختار غیر دندریتی است و روی خواص مکانیکی و جدایش تاثیر بسزایی دارد . در این روش دمای شکل دادن پایین است و حفره انقباضی و گازی محدود می شود که می توان به حد صفر رساند .
ریخته گری نیمه جامد هم نیز یکی از پیچیده ترین فرآیند ریخته گری تحت فشار با بی عیبی بالا می باشد که در طول ریخته گری نیمه جامد مایع بطور جزئی و جامد فلزی بطور جزئی مخلوط شده و به داخل قالب تزریق می شود که پر کردن مسطح باعث به حداقل رساندن گازهای محبوس شده همانند ریخته گری کوبشی می شوند و به علاوه انقباضات انجماد بطور گسترده ای کاهش یافته و قسمت اعظم فلز تزریق شده به داخل قالب جامد می باشند .
علاوه بر کاهش تخلخل ها این روش سبب ایجاد ریز ساختار بی نظیر تولید شده در طول ریخته گری نیمه جامد شده و خواص مکانیکی ذاتی این ریز ساختار بوجود آمده از این روش عالی تر و بهتر از قطعات ساخته شده به روش ریخته گری تحت فشار مرسوم می باشند . محصولات تولید شده با فرآیندهای ریخته گری تحت فشار با بی نقصی بالا دارای مقادیر جزئی و یا بدون تخلخل می باشند که به علاوه خواص مکانیکی این قطعات باید در مقایسه با ریخته گری تحت فشار مرسوم بهبود یافته است . این فرآیندها کاملا باعث کاهش تخلخل و خلل و فرج شده و عملیات بعدی حرارتی را ممکن می سازد .