ورود به حساب ثبت نام جدید فراموشی کلمه عبور
برای ورود به حساب کاربری خود، نام کاربری و کلمه عبورتان را در زیر وارد کرده و روی “ ورود به حساب” کلیک کنید.





اگر فرم ثبت نام برای شما نمایش داده نمیشود، اینجا را کلیک کنید.









اگر فرم بازیابی کلمه عبور برای شما نمایش داده نمیشود، اینجا را کلیک کنید.





نمایش نتایج: از 1 به 5 از 5
  1. #1
    حسین یعقوبی
    مدیـــریت سـایت
    تاریخ عضویت
    2012/11/06
    محل سکونت
    ı̴̴̡ ̡̡͡|̲̲̲͡͡͡ ̲▫̲͡ ̲̲̲͡͡π̲̲͡͡ ̲̲͡▫̲̲͡͡ ̲|̡̡̡ ̡ ̴̡ı̴
    سن
    28
    نوشته ها
    1,422
    3,901
    4,140

    Post ریخته گری کوبشی

    روش ريخته گري كوبشي يكي از رو شهايي است كه اخيراً دركشورهاي غربي و ژاپن براي توليد قطعات با خواص برتر و نزديك به شكل نهايي، و همچنين توليد كامپوزي تهاي با زمينه فلزي به شدت مورد توجه قرار گرفته است. در ريخته گري كوبشي مذاب پس از ريختن در محفظه قالب، تحت فشار مداوم يك پانچ منجمد مي شود. بررسي پيشنية تاريخي اين روش نشان مي دهد كه اولين بار يك محقق روسي به نام چِرنُف در سال 1878 از نيروي بخار آب براي اعمال فشار بر فلز مذاب استفاده كرد. مهمترين ويژگي هاي مثبت اين روش، رفع يا كاهش تخلخل هاي انقباضي و گازي، توليد قطعه نزديك به شكل نهايي، خواص مكانيكي بالا نزديك به قطعات كار شده، سرعت توليد با لا، افزايش راندمان توليد از طريق حذف راهگاه و تغذيه، دقت ابعادي بالا و قابليت استفاده براي فلزاتي كه قابليت ريخته گري خوب )سياليت خوب( ندارند، مي باشد. اين مزيتها سبب شده است كه اين روش ريخته گرينظر بسياري ازمحققين را به سوي خود جلب كند. اين روش مي تواند در داخل كشور براي توليد قطعات متعدد و متنوع به كار گرفته شود كه با توليد انبوه علاوه بر خواص ذكر شده سرعت توليد بالا رفته و قيمت تمام شده قطعه كاهش مي يابد.

    در اين مقاله به معرفي فرآيند ريخته گري كوبشي و انواع آن، مزايا و محدوديت ها و كاربردهاي فرآيند ريخته گري كوبشي، پارامترهاي فرآيند، مباني تئوريك و بررسي و مقايسة خواص مكانيكي قطعات ريخته گري كوبشي شده با ديگر فرآيندهاي توليد پرداخته خواهد شد.

    مقدمه
    از عمده ترين مشكلات قطعات توليدي به روشهاي سنتي ريخته گري، وجود درصدي تخلخل گازي و انقباضي در قطعات مي باشد. براي كاهش عيوب قطعات ريخته گري خصوصاً تخلخل اخيراً روشهاي جديدي ابداع شده است كه يكي از مهمترين تخلخل اخيراً روشهاي جديدي ابداع شده است كه يكي از مهمترين تخلخل اخيراً روشهاي جديدي ابداع شده است كه يكي از مهمترين صورت كنترل دقيق پارامترها مي توان حذف کرد.

    اين روش در مراجع و مقالات با نامهاي مختلفي چون ريخته گري اكستروژني پرس كردن مذاب، شكل دادن مذاب ، انجماد تحت فشار ، شكل دهي كوبشي و آهنگري مذاب آمده است اولين بار در سال 1878 ميلادي محققي به نام چرنف از كشور روسيه براي انجماد مذاب تحت فشار از نيروي بخار آب استفاده كرد . اولين تحقيق مستند در مورد تاثير فشار بر روي انجماد مذاب آلومينيوم- سيلسيم به سال 1931 توسط ولتر برمي گردد . در همين زمان در روسيه تحقيقات بر روي ساير آلياژها براي كاربرد در روش ريخته گري كوبشي آغاز گرديد. در سال 1960 ريس و كرن ارتباط بين ساختار و خواص آلياژ را پس ازريخته گري كوبشي در شرايط مختلف بررسي كردند. از اين زمان بود كه اين روش در مقياس تجاري در اروپا، شمال آمريكا، ژاپن و روسيه مورد استفاده قرار گرفت و پيشرفته تر شد. البته لازم به ذكر است كه اين كشورها پس از ترجمه كتاب تاليفي پلياتسكي تحت عنوان ”ريخته گرياكستروژني“ به اين روش علاقه مند شدند .





    اخيراً تحقيقات زيادي در اين زمينه انجام شده و مقالات زيادي منتشر گرديده است. در اين تحقيقات اين روش براي ساير فلزات و آلياژها و كامپوزي تهاي زمينه فلزي 12 به كار گرفته شده است. البته قسمت قابل ملاحظ هاي از اين
    در روش غيرمستقيم فلز مذاب توسط يك پيستون با قطر كم به داخل محفظه قالب تزريق مي شود به طوريكه فشار در هنگام انجماد روي فلزاعمال مي گردد. در اين روش نيازي به استفاده از سيستم دقيق توزين مذاب نمي باشد دو عيب اين روش نسبت به روش ريخته گري كوبشي مستقيم عبارتند از:
    -1 نياز اين روش به سيستم راهگاهي بهره ريخته گري اين روش را كاهش ميدهد
    -2 ريخته گريآلياژهاي كارپذير(كه سياليت كمتري در مقايسه با آلياژهاي ريختگي دارند) بدون معايب ريخته گري با اين روش مشكل است.
    مزاياي فرآيند ريخته گري كوبشي
    از مهمترين مزاياي اين روش مي توان به موارد زير اشاره كرد:
    1- -عدم استفاده از سيستم راهگاهي و تغذيه سبب بالا بودن بازده ريخته گري مي شود.
    2- انجماد تحت فشار مذاب ريزساختارهاي مناسب تري ايجاد مي نمايد كه اين امر سبب بهبود قابل ملاحظه خواص مكانيكي قطعه مي شود.
    -3 كيفيت سطحي نمونه هاي توليدي بالا است. البته هرچه سطح دروني قالب و سطح بيروني پانچ صاف تر باشد اين كيفيت سطحي افزايش مي يابد.
    تحقيقات به آلياژهاي آلومينيوم و سيلسيم برمي گردد كه نشان دهنده تمايل زياد براي به كارگيري اين روش در توليد اين آلياژها مي باشد.

    معرفي فرآيند ريخته گري كوبشي

    ريخته گري كوبشي فرآيندي است كه در آن مذاب پس از ريختن در محفظه قالب تحت فشار منجمد مي شودكه مي توان گفت اين روش تركيبي از دو روش توليد، ريخته گري وآهنگري است مراحل توليد قطعه به روش ريخته گري كوبشي همانطور كه درشكل 1 نمايش داده شده است به صورت زير است

    مقدارمعيني از فلز مذاب به داخل يك قالب پيش گرم شده ريخته ميشود

    سنبه متصل به يك پرس هيدروليك حركت كرده و با سطح مذاب در تماس مستقيم قرار مي گيرد و شروع به اعمال فشار مي كند تا فشار به مقدار موردنظر برسد.
    فشار اعمالي توسط پرس تا پايان انجماد بر روي مذاب نگه داشته مي شود
    در پايان سنبه به حالت اول قبل از اعمال فشار برمي گردد و قطعه توسط پران كف قالب كه براي بيرون راندن قطعه تعبيه شده است، خارج مي گردد.

  2. 1
  3. #2
    حسین یعقوبی
    مدیـــریت سـایت
    تاریخ عضویت
    2012/11/06
    محل سکونت
    ı̴̴̡ ̡̡͡|̲̲̲͡͡͡ ̲▫̲͡ ̲̲̲͡͡π̲̲͡͡ ̲̲͡▫̲̲͡͡ ̲|̡̡̡ ̡ ̴̡ı̴
    سن
    28
    نوشته ها
    1,422
    3,901
    4,140
    انواع روش های ریخته گری کوبشی :

    دو نوع مختلف ريخته گري كوبشي مستقيم( 13(DSCو ريخته گري كوبشي غيرمستقيم (ISC) وجود دارد. در ريخته گري كوبشي مستقيم، فشار به تمام سطح مذاب اعمال شده و مذاب تحت اين شرايط منجمد مي شود. اين روش بيشتر براي قطعات با ضريب شكل ( فاكتور رعنائي ) كم كه داراي پهنا و ارتفاع تقريباً نزديك به هم هستند به كار ميرود. اين روش خود نيز به دوروش ديگر، بدون حركت مذاب در درون قالب (غالبا براي توليد شمش) و با حركت مذاب در درون قالب يا اصطلاحاً ريخته گري اكستروژني براي توليد قطعات تقسيم مي شود. اين روش براي گستره وسيعي از آلياژها و كامپوزي تهاي زمينه فلزي به كارگرفته شده است

    13 -در صورت مكانيزه كردن اين روش نياز به اپراتور تا حد زيادي كاهش مي يابد، زيرا كه تنها يك برنامه كامپيوتري مي توانند تمامي مراحل فرآيند را كنترل كند.
    محدوديت هاي فرآيند ريخته گري كوبشي
    دركنارمزاياي ذكر شده در قسمت قبلي ريخته گري كوبشي داراي معايب و محدوديت هائي نيز مي باشد كه مهمترين آنها عبارتند از:
    1- -تجهيزات اوليه اين روش مانند قالب و پرس در مقايسه با ريخته گري ثقلي گران تر مي باشد
    2--قالب به كار رفته به دليل اينكه تحت سيكلهاي حرارتي وتنشي متوالي قرار مي گيردنسبت به قال بهاي دائم مورد استفاده در ريخته گري ثقلي داراي عمر كمتر مي باشد
    3- در اين روش با توجه به اينكه سيستم راهگاهي وجود ندارد و مذابي كه در قالب ريخته مي شود تماماً تبديل به قطعه مي شود، مذاب ريخته شده بايد دقيقاً وزن شود كه اين امر يكي از معايب اين روش مي باشد. البته در ريخته گري كوبشي غيرمستقيم اين مشكل وجود ندارد
    4- با توجه به اينكه مذاب كاملاً تبديل به قطعه مي شود پس مذاب بايد كاملاً تميز و عاري از هرگونه آلودگي و آخال باشد در غير اين صورت آلودگي ها و آخالها در قطعه مي مانند و خواص مكانيكي قطعه را به شدت كاهش ميدهند
    -5- در اين روش با توجه به اينكه پانچ بر مذاب درون قالب فشار اعمال مي کند، نمي توان قطعات خيلي بزرگ را توليد كرد زيرا كه طراحي سيستم اعمال فشار وقالب نه اقتصادي است و نه امكان پذير. پس در اين روش نسبت به روش ثقلي محدوديت وزن و اندازه قطعات وجود دارد .
    6-در اين روش توليد مقاطع خيلي نازك مشكل است و رسيدن به ضخامت كمتر از 4 ميلي متر حتي با روش ريخته گري كوبشي غيرمستقيم كه سرعت سرد شدن كمتري دارد، به سختي امكان پذير مي باشد.
    7-در اين روش به دليل اعمال فشار بالا احتمال پيچش و اعوجاج قطعات نسبت به ريخته گري ثقلي، بويژه در هنگام عمليات حرارتي بيشتر است
    4 كاهش قابل ملاحظه تخلخلهاي گازي و انقباضي يكي ديگر از مزيت هاي ريخته گري كوبشي است و در صورتي كه فشار و ديگر پارامترها به طور صحيح تعيين وكنترل شوند ميتوان تخلخلها را كاملاً حذف كرد.
    5 -با استفاده از ريخته گري كوبشي امكان توليد قطعات نزديك به شكل نهائي وجود دارد. مخصوصاً براي قطعات از جنس آلياژهاي غيرآهني ميتوان به دقت ابعادي 5/0 mm دست يافت.
    -6 اعمال فشار در حين انجماد و تسريع انتقال حرارت، سرعت انجماد و سرعت توليد را افزايش مي دهد. بسته به اندازه قطعه سرعت ريخته گري كوبشي 2 تا 3 برابرسرعت ريخته گريدر قالب فلزي مي باشد.
    -7 با توجه به اعمال فشار در حين انجماد سياليت مذاب اهميت كمتري پيدا مي کند. اصولاً هر آلياژي را كه بتوان ذوب كرد چه ريختگي يا كارپذير، ميتوانبا اين روش با كمترين عيوب،ريخته گري نمود.
    -8 قطعاتي بدون عيب و با كيفيت قطعات آهنگري شده با اين روش قابل توليد هستند. با اين تفاوت كه در روش آهنگري نياز به ستفاده از چند قالب يا چند بار استفاده از يك قالب براي توليد قطعه مي باشد، اما در اين روش تنها نياز به يك بار استفاده از يك قالب داشته و با توجه به اينكه فشار اعمالي در آهنگري بسيار زياد است و بسياري اوقات به صورت ضربه اي و آن هم بر فلزدر حالت جامد اعمال مي شود، استهلاك قالب در روش آهنگري از روش ريخته گري كوبشي بالاتر مي باشد.
    -9 در اين روش اصلاح سازي ساختار ميكروسكپي و بهبود خواص مكانيكي از طريق اعمال فشار بهينه انجام مي شود و استفاده از مواد جوانه زا، گاز زدا و اصلاح ساز به شدت كاهش مي يابد و در بسياري از موارد مورد نياز نمي باشد[
    10 -به دليل استفاده از قالب با كيفيت بالا و استفاده از پوشش بر روي سطح دروني قالب استهلاك قالب كاهش مي يابد و ابعاد قطعات توليدي تكرارپذير بوده كه از اين لحاظ با ريخته گري تحت فشار مشابهت دارد
    -11 به دليل اينكه قطعات توليدي فاقد عيوب ريخته گري هستند، نياز به انجام آزمايشهاي غيرمخرب بر روي قطعات در برخي اوقات رفع مي شود[
    2 در ريخته گري كوبشي حفر ه ها و تخلخلها كاهش يافته و به دام افتادن گازها در حين انجماد رخ نمي دهد، اين قطعات قابليت عمليات حرارتي را دارند. در روشهاي ريخته گري ثقلي و ريخته گري پرفشاربه علت به دام افتادن گازها در حين انجماد و وجود حفر ه ها وتخلخلها در قطعه توليدي، در حين عمليات حرارتي ممكن است قطعه دچارتاول زدگي 19 شود تصوير يك قطعه توليد شده به روش ريخته گري ثقلي كه در حين عمليات حرارتي تاول زده است در شكل 4 ملاحظه مي شود
    تا A در شكل هم مشاهده مي شود اگر بخواهيم طبقه بندي با عالي، خوب، متوسط و ضعيف نشان دهيم ريخته گري كوبشي در هر چهار مورد مقايسه حائز رتبه خوب شده است .
    يك مقايسه ديگر در نمودار گرافيكي شكل 6 آمده است كه در آن جوش پذيري، قابليت عمليات حرارتي، نداشتن تخلخلهاي انقباضي،نداشتن تخلخلهاي گازي، كيفيت سطحي و قابليت توليد كامپوزي تهابا ديگر فرآيندهاي ريخته گري مقايسه شده است. در اين مقايسه نيز ريخته گري كوبشي داراي بيشترين امتياز مي باشد.


    ريخته گري كوبشي بيشترين كاربرد را براي توليد قطعات خودرو دارد. چرخ، پيستون، چرخ دنده، ديسك ترمز، و قطعات ديگر مواردي از كاربرد ريخته گري كوبشي براي توليد قطعات مي باشد. اخيراً ريخته گري كوبشي براي توليد كامپوزي تهاي زمينه فلزي به كار گرفته شده است و هم اكنون متداول ترين روش براي توليد اين قطعات مي با شد.
    پارامترها فرآيند ريخته گري كوبشي
    يكي از پارامترهاي مهم فرآيند ريخته گري كوبشي آلياژ مورداستفاده مي باشد. تركيب شيميايي وخواص فيزيكي آلياژ به دليل اينكه تأثير مستقيم بر عمر قالب دارند از اهميت خاصي برخوردارند. تركيب شيميائي خود تعيين كننده خواص فيزيكي چون دماي ذوب، هدايت حرارتي، ضريب انبساط حرارتي، ضريب انتقال حرارت به قالب، جوش خوردن به قالب و برد انجماد مي باشد. از آنجائي كه دماي ذوب فلز تعيين كننده جنس قالب مورد استفاده است اين روش براي آلياژها با نقطه ذوب پائين نظير آلومينيوم و منيزيم كاربرد بيشتري دارد.
    از ديگر پارامترهاي ريخته گري كوبشي ميتوانبه ميزان فشار اعمالي، دماي ريخته گري، دماي قالب وميزان فوق گداز اشاره كرد. كيفيت مذاب از لحاظ تميز بودن و حضور آخا لها، نوع حركت مذاب در درون قالب (كه م يتواند باعث تلاطم شود)، پوشش قالب و مدت زمان ماندن مذاب در قالب قبل از اينكه روي آن فشار اعمال در ادامه در مورد ، شود از ديگر پارامترهاي مهم م يباشند مهمترين پارامترهاي فرآيند توضيحات بيشتري آورده شده است.
    دماي ريخته گري
    دمائي كه مذاب از آن دما به داخل قالب ريخته مي شود بر كيفيت قطعه و عمر قالب تاثيرگذار است. دماي ريخته گري در روش ريخته گري كوبشي، با توجه به انجماد تحت فشار، نسبت به رو شهاي ديگر ريخته گري پايين تر مي باشد

    دماي پائين بارريزي سبب كاهش سياليت مذاب مي شود كه البته به خاطر اعمال فشار بر مذاب اين مسئله اهميت كمتري دارد. دماي بارريزي بايد به دقت انتخاب شود زيرا كه دماي بارريزي خيلي كم ممكن است بدليل كاهش سياليت سبب پر نشدن كامل قالب (بخصوص در مقاطع نازك) و يا سرد جوشي 21 شود. دماي ريخته گري بسيار بالا ممكن است سبب حركت مذاب در درون فضاي بين سنبه و قالب و تشكيل پليسه شود و در هنگام خروج قطعه سبب گير كردن قطعه در قالب گردد. دماي بارريزي بالا همچنين ممكن است سبب ايجاد . ترك گرم در قالب يا پانچ شود
    دماي بارريزي براي آلياژهاي آلومينيوم بين 19 تا 100 درجه بالاتر از خط ليكوئيدوس انتخاب مي شود كه حد پائين براي آلياژهاي 413 به كار A 390 و براي آلياژهاي 3003 و A 7075 بکار گرفته مي شود. اين فوق گداز براي آلياژها با دماي ذوب بالاتر نظير آلياژهاي مس و فولاد بيشتر بوده و در حدود 30 تا 150 درجه است تا از انجماد اوليه مذاب قبل از اعمال فشار تا حد امكان جلوگيري نمايند.
    دماي قالب
    دماي پيش گرم قالب بايد به گونه اي انتخاب مي شودكه اولاً از انجماد زودهنگام مذاب قبل از اعمال فشار تا حد امكان جلوگيري شود، ثانياً مانع خستگي حرارتي قالب شود و در عين حال از تشكيل عيوب سطحي و جوش سرد قطعه به قالب جلوگيري نمايد. دماي پيش گرم خيلي پائين ضخامت لايه منجمد شده اوليه قبل از اعمال فشار را افزايش داده و دماي خيلي بالا تمايل به جوش خوردن مذاب و قالب را افزايش مي دهد. اين دما در محدوده 150تا 400 درجه سانتي گراد تغيير مي کند كه براي جلوگيري از معايب سطحي و ساير معايب از دماي بالا خودداري م يكنند. براي آلياژهاي آلومينيوم دماي قالب بينِ 200 و 300 درجة سانتي گراد و براي آلياژهاي آهني اين دما بينِ 300 و 400 است .
    كيفيت و كميت مذاب
    در روش ريخته گري كوبشي مستقيم تمام مذاب ريخته شده در قالب تبديل به قطعه مي شود، از اين رو مذاب بايد تميز باشد به همين جهت بايد سرباره و ناخالص يها را تا حد امكان از مذاب حذف كرد. اين كار را ميتوانبا فلاكس زدن، فيلتر كردن مذاب و دراين روش بايد مذاب ، ريخته گرياز كف پاتيل انجام داد به دقت وزن شود زيرا كه ميزان مذاب تعيين كننده ابعاد نهائي قطعه مي باشد.
    ميزان و مدت زمان اعمال فشار
    كه پائين تر از آن (PSC) فشار بهينه بايد از يك ميزان حداقل عيوب انقباضي رخ مي دهد، بيشتر باشد و همچنين بايد از ميزان كه در فشارهاي بالاتر از آن جدايش ماكروسكوپي (PMS) حداكثري فشار اعمالي .[PSC < P < PMS) رخ مي دهد،كمتر باشد ( 14180 ) مگاپاسكال براي جلوگيري از ايجاد حفره - درمحدوده اي گازي و انقباضي در اكثر آلياژهاي آهني و غيرآهني لازم است. در مورد مدت زمان اعمال فشار ميتوانگفت كه مواردي چون نوع آلياژ، شكل قطعه و شرايط انتقال حرارت بر ميزان آن تاثير م يگذارند. فشار اعمالي بايد تا زماني كه انجماد پايان پذيرد اعمال شود، و براي جلوگيري از پارگي گرم ممكن است زما نهاي ، طولاني تري نيز براي اعمال فشار به كارگرفته شود .
    سرعت اعمال فشار
    سرعت بالاي پانچ در هنگام تماس با فلز م يتواند اثرات معكوس داشته باشد مثلاً در خطوط جدايش قالب امكان پليسه شدن وجود دارد، همچنين ممكن است در محل تماس پانچ فشار به طور لحظه اي بالا رود و باعث انجماد زودهنگام شود كه اين خود باعث غيريكنواختي در قطعه مي شود براي بيشتر كارهاي عملي و تجربي براي جلوگيري از انجماد زودهنگام فلز در قالب سرعت پانچ براي اعمال فشار را0/5 انتخاب م يكنند. در حالتي كه فاصله cm/s2آزاد بين سنبه و قالب زياد است از دو سرعت مختلف براي اعمال آزاد بين سنبه و قالب زياد است از دو سرعت مختلف براي اعمال فشار استفاده م يكنند يكي سرعت بالا براي انتقال سنبه به سطح فلز مذاب و ديگري سرعت كم براي اعمال فشار بر مذاب براي انجماد تحت فشار مي باشد.
    دماي اعمال فشار
    اينكه فشار بايد زماني اعمال شود كه فلز كاملاً مذاب است يا اينكه زماني اعمال شود كه مقداري از فلز منجمد شده در بين محققين اختلاف نظر وجود دارد. عده اي از محققين بر اين عقيده اند كه فشار بايد در دمائي اعمال شود كه سياليت مذاب به صفر م يرسد كه اين دما در محدوده بين ليكوئيدوس و ساليدوس قرار دارد. عده ديگر معتقدند كه براي اينكه يك قطعه با روش ريخته گري كوبشي ريخته شود بايد فشار بر فلز كاملاً مذاب اعمال شود. براي رسيدن به دماي موردنظر براي اعمال فشار به مذاب ريخته شده درون قالب زمان داده مي شود كه به اين زمان اصطلاحاً زمان ماند 25 م يگويند. زمان ماند به شكل قطعه و دماي مذاب درون قالب وابسته است و ممكن است بسته به عوامل ذكر شده از چند ثانيه تا چند دقيقه طول بكشد.
    جنس قالب
    قالب بايد از جنسي انتخاب شود كه داراي استحكام بالا در دماي بالا و حفظ آن، تافنس مناسب و ساختار ميكروسكوپي همگن باشد و با مذاب واكنش ندهد. جنس قالب به آلياژي كه ريخته مي شود وابسته است و براي آلياژهاي آلومينيوم واكثرآلياژهاي غيرآهني معمولاً ازفولاد H13 استفاده مي شودكه فولاد گرمكار كروم-موليبدن دار مي باشد و خاصيت مقاومت در دماي بالا و مقاومت به خستگي حرارتي و مقاومت در برابر سايش را توام با هم داراست. هنگامي كه هدف ريخته گري فلزات با دماي ذوب بالاتر مد نظر باشد بايد از آلياژهاي مقاوم تر به دماي بالا نظير آلياژهاي حاوي تنگستن و موليبدن استفاده كرد .
    پوشش قالب و روانكار
    براي جلوگيري از سايش قالب، چسبيدن قطعه به قالب، واكنش مذاب به قالب و همچنين براي سهولت خروج قطعه از قالب قبل از هر ريخته گري درون قالب را با يك ماده مناسب پوشش م يدهند. نوع پوشش به جنس قالب و آلياژ مصرفي ريخته گري وابسته است. معمولاً براي پوشش قالب و سنبه در هر ريخته گري از اسپري كردن محلول كلوئيدي گرافيت و آب بر روي آنها استفاده مي شود. براي شرايط دماي شديدتر نظير ريخته گري كوبشي فولاد از اسپري كردن يك محلول حاوي ذرات سراميكي روي سطح قالب و سنبه استفاده مي شود كه اين محلول معمولاً كلوئيدي از مخلوط پودر آلومينا و چسب در آب مي باشد .
    بررسي مباني تئوريك فرآيند ريخته گري كوبشي و اثر فشار از مهمترين آثار اعمال فشار ميتوانبه موارد زير اشاره نمود:
    الف: تأثير فشار بر دياگرام فازي
    در اثر تغيير فشار دماي ذوب آلياژ نيز تغيير مي کند، البته اگر تغييرات فشار كم باشد ميزان تغييرات دماي ذوب ناچيز است. نقطه ذوب اكثر فلزات و آلياژها به جز عناصري نظيرگاليم، سيليسيم،ژرمانيم و بيسموت با افزايش فشار افزايش مي يابد و اين افزايش از معادله كلازيوس – كلاپيرون رابطه تبعيت مي کند .

  4. 1
  5. #3
    حسین یعقوبی
    مدیـــریت سـایت
    تاریخ عضویت
    2012/11/06
    محل سکونت
    ı̴̴̡ ̡̡͡|̲̲̲͡͡͡ ̲▫̲͡ ̲̲̲͡͡π̲̲͡͡ ̲̲͡▫̲̲͡͡ ̲|̡̡̡ ̡ ̴̡ı̴
    سن
    28
    نوشته ها
    1,422
    3,901
    4,140
    انواع روش های ریخته گری کوبشی :

    دو نوع مختلف ريخته گري كوبشي مستقيم( 13(DSCو ريخته گري كوبشي غيرمستقيم (ISC) وجود دارد. در ريخته گري كوبشي مستقيم، فشار به تمام سطح مذاب اعمال شده و مذاب تحت اين شرايط منجمد مي شود. اين روش بيشتر براي قطعات با ضريب شكل ( فاكتور رعنائي ) كم كه داراي پهنا و ارتفاع تقريباً نزديك به هم هستند به كار ميرود. اين روش خود نيز به دوروش ديگر، بدون حركت مذاب در درون قالب (غالبا براي توليد شمش) و با حركت مذاب در درون قالب يا اصطلاحاً ريخته گري اكستروژني براي توليد قطعات تقسيم مي شود. اين روش براي گستره وسيعي از آلياژها و كامپوزي تهاي زمينه فلزي به كارگرفته شده است

    13 -در صورت مكانيزه كردن اين روش نياز به اپراتور تا حد زيادي كاهش مي يابد، زيرا كه تنها يك برنامه كامپيوتري مي توانند تمامي مراحل فرآيند را كنترل كند.

    محدوديت هاي فرآيند ريخته گري كوبشي

    دركنارمزاياي ذكر شده در قسمت قبلي ريخته گري كوبشي داراي معايب و محدوديت هائي نيز مي باشد كه مهمترين آنها عبارتند از:

    1- -تجهيزات اوليه اين روش مانند قالب و پرس در مقايسه با ريخته گري ثقلي گران تر مي باشد
    2--قالب به كار رفته به دليل اينكه تحت سيكلهاي حرارتي وتنشي متوالي قرار مي گيردنسبت به قال بهاي دائم مورد استفاده در ريخته گري ثقلي داراي عمر كمتر مي باشد
    3- در اين روش با توجه به اينكه سيستم راهگاهي وجود ندارد و مذابي كه در قالب ريخته مي شود تماماً تبديل به قطعه مي شود، مذاب ريخته شده بايد دقيقاً وزن شود كه اين امر يكي از معايب اين روش مي باشد. البته در ريخته گري كوبشي غيرمستقيم اين مشكل وجود ندارد
    4- با توجه به اينكه مذاب كاملاً تبديل به قطعه مي شود پس مذاب بايد كاملاً تميز و عاري از هرگونه آلودگي و آخال باشد در غير اين صورت آلودگي ها و آخالها در قطعه مي مانند و خواص مكانيكي قطعه را به شدت كاهش ميدهند
    -5- در اين روش با توجه به اينكه پانچ بر مذاب درون قالب فشار اعمال مي کند، نمي توان قطعات خيلي بزرگ را توليد كرد زيرا كه طراحي سيستم اعمال فشار وقالب نه اقتصادي است و نه امكان پذير. پس در اين روش نسبت به روش ثقلي محدوديت وزن و اندازه قطعات وجود دارد .
    6-در اين روش توليد مقاطع خيلي نازك مشكل است و رسيدن به ضخامت كمتر از 4 ميلي متر حتي با روش ريخته گري كوبشي غيرمستقيم كه سرعت سرد شدن كمتري دارد، به سختي امكان پذير مي باشد.
    7-در اين روش به دليل اعمال فشار بالا احتمال پيچش و اعوجاج قطعات نسبت به ريخته گري ثقلي، بويژه در هنگام عمليات حرارتي بيشتر است
    4 كاهش قابل ملاحظه تخلخلهاي گازي و انقباضي يكي ديگر از مزيت هاي ريخته گري كوبشي است و در صورتي كه فشار و ديگر پارامترها به طور صحيح تعيين وكنترل شوند ميتوان تخلخلها را كاملاً حذف كرد.
    5 -با استفاده از ريخته گري كوبشي امكان توليد قطعات نزديك به شكل نهائي وجود دارد. مخصوصاً براي قطعات از جنس آلياژهاي غيرآهني ميتوان به دقت ابعادي 5/0 mm دست يافت.
    -6 اعمال فشار در حين انجماد و تسريع انتقال حرارت، سرعت انجماد و سرعت توليد را افزايش مي دهد. بسته به اندازه قطعه سرعت ريخته گري كوبشي 2 تا 3 برابرسرعت ريخته گريدر قالب فلزي مي باشد.
    -7 با توجه به اعمال فشار در حين انجماد سياليت مذاب اهميت كمتري پيدا مي کند. اصولاً هر آلياژي را كه بتوان ذوب كرد چه ريختگي يا كارپذير، ميتوانبا اين روش با كمترين عيوب،ريخته گري نمود.
    -8 قطعاتي بدون عيب و با كيفيت قطعات آهنگري شده با اين روش قابل توليد هستند. با اين تفاوت كه در روش آهنگري نياز به ستفاده از چند قالب يا چند بار استفاده از يك قالب براي توليد قطعه مي باشد، اما در اين روش تنها نياز به يك بار استفاده از يك قالب داشته و با توجه به اينكه فشار اعمالي در آهنگري بسيار زياد است و بسياري اوقات به صورت ضربه اي و آن هم بر فلزدر حالت جامد اعمال مي شود، استهلاك قالب در روش آهنگري از روش ريخته گري كوبشي بالاتر مي باشد.
    -9 در اين روش اصلاح سازي ساختار ميكروسكپي و بهبود خواص مكانيكي از طريق اعمال فشار بهينه انجام مي شود و استفاده از مواد جوانه زا، گاز زدا و اصلاح ساز به شدت كاهش مي يابد و در بسياري از موارد مورد نياز نمي باشد[
    10 -به دليل استفاده از قالب با كيفيت بالا و استفاده از پوشش بر روي سطح دروني قالب استهلاك قالب كاهش مي يابد و ابعاد قطعات توليدي تكرارپذير بوده كه از اين لحاظ با ريخته گري تحت فشار مشابهت دارد
    -11 به دليل اينكه قطعات توليدي فاقد عيوب ريخته گري هستند، نياز به انجام آزمايشهاي غيرمخرب بر روي قطعات در برخي اوقات رفع مي شود.

    12- در ريخته گري كوبشي حفر ه ها و تخلخلها كاهش يافته و به دام افتادن گازها در حين انجماد رخ نمي دهد، اين قطعات قابليت عمليات حرارتي را دارند. در روشهاي ريخته گري ثقلي و ريخته گري پرفشاربه علت به دام افتادن گازها در حين انجماد و وجود حفر ه ها وتخلخلها در قطعه توليدي، در حين عمليات حرارتي ممكن است قطعه دچارتاول زدگي 19 شود تصوير يك قطعه توليد شده به روش ريخته گري ثقلي كه در حين عمليات حرارتي تاول زده است در شكل 4 ملاحظه مي شود .


    تا A در شكل هم مشاهده مي شود اگر بخواهيم طبقه بندي با عالي، خوب، متوسط و ضعيف نشان دهيم ريخته گري كوبشي در هر چهار مورد مقايسه حائز رتبه خوب شده است .
    يك مقايسه ديگر در نمودار گرافيكي شكل 6 آمده است كه در آن جوش پذيري، قابليت عمليات حرارتي، نداشتن تخلخلهاي انقباضي،نداشتن تخلخلهاي گازي، كيفيت سطحي و قابليت توليد كامپوزي تهابا ديگر فرآيندهاي ريخته گري مقايسه شده است. در اين مقايسه نيز ريخته گري كوبشي داراي بيشترين امتياز مي باشد.


    ريخته گري كوبشي بيشترين كاربرد را براي توليد قطعات خودرو دارد. چرخ، پيستون، چرخ دنده، ديسك ترمز، و قطعات ديگر مواردي از كاربرد ريخته گري كوبشي براي توليد قطعات مي باشد. اخيراً ريخته گري كوبشي براي توليد كامپوزي تهاي زمينه فلزي به كار گرفته شده است و هم اكنون متداول ترين روش براي توليد اين قطعات مي با شد.

    پارامترها فرآيند ريخته گري كوبشي

    يكي از پارامترهاي مهم فرآيند ريخته گري كوبشي آلياژ مورداستفاده مي باشد. تركيب شيميايي وخواص فيزيكي آلياژ به دليل اينكه تأثير مستقيم بر عمر قالب دارند از اهميت خاصي برخوردارند. تركيب شيميائي خود تعيين كننده خواص فيزيكي چون دماي ذوب، هدايت حرارتي، ضريب انبساط حرارتي، ضريب انتقال حرارت به قالب، جوش خوردن به قالب و برد انجماد مي باشد. از آنجائي كه دماي ذوب فلز تعيين كننده جنس قالب مورد استفاده است اين روش براي آلياژها با نقطه ذوب پائين نظير آلومينيوم و منيزيم كاربرد بيشتري دارد.
    از ديگر پارامترهاي ريخته گري كوبشي ميتوانبه ميزان فشار اعمالي، دماي ريخته گري، دماي قالب وميزان فوق گداز اشاره كرد. كيفيت مذاب از لحاظ تميز بودن و حضور آخا لها، نوع حركت مذاب در درون قالب (كه م يتواند باعث تلاطم شود)، پوشش قالب و مدت زمان ماندن مذاب در قالب قبل از اينكه روي آن فشار اعمال در ادامه در مورد ، شود از ديگر پارامترهاي مهم م يباشند مهمترين پارامترهاي فرآيند توضيحات بيشتري آورده شده است.
    دماي ريخته گري
    دمائي كه مذاب از آن دما به داخل قالب ريخته مي شود بر كيفيت قطعه و عمر قالب تاثيرگذار است. دماي ريخته گري در روش ريخته گري كوبشي، با توجه به انجماد تحت فشار، نسبت به رو شهاي ديگر ريخته گري پايين تر مي باشد

    دماي پائين بارريزي سبب كاهش سياليت مذاب مي شود كه البته به خاطر اعمال فشار بر مذاب اين مسئله اهميت كمتري دارد. دماي بارريزي بايد به دقت انتخاب شود زيرا كه دماي بارريزي خيلي كم ممكن است بدليل كاهش سياليت سبب پر نشدن كامل قالب (بخصوص در مقاطع نازك) و يا سرد جوشي 21 شود. دماي ريخته گري بسيار بالا ممكن است سبب حركت مذاب در درون فضاي بين سنبه و قالب و تشكيل پليسه شود و در هنگام خروج قطعه سبب گير كردن قطعه در قالب گردد. دماي بارريزي بالا همچنين ممكن است سبب ايجاد . ترك گرم در قالب يا پانچ شود

    دماي بارريزي براي آلياژهاي آلومينيوم بين 19 تا 100 درجه بالاتر از خط ليكوئيدوس انتخاب مي شود كه حد پائين براي آلياژهاي 413 به كار A 390 و براي آلياژهاي 3003 و A 7075 بکار گرفته مي شود. اين فوق گداز براي آلياژها با دماي ذوب بالاتر نظير آلياژهاي مس و فولاد بيشتر بوده و در حدود 30 تا 150 درجه است تا از انجماد اوليه مذاب قبل از اعمال فشار تا حد امكان جلوگيري نمايند.
    دماي قالب
    دماي پيش گرم قالب بايد به گونه اي انتخاب مي شودكه اولاً از انجماد زودهنگام مذاب قبل از اعمال فشار تا حد امكان جلوگيري شود، ثانياً مانع خستگي حرارتي قالب شود و در عين حال از تشكيل عيوب سطحي و جوش سرد قطعه به قالب جلوگيري نمايد. دماي پيش گرم خيلي پائين ضخامت لايه منجمد شده اوليه قبل از اعمال فشار را افزايش داده و دماي خيلي بالا تمايل به جوش خوردن مذاب و قالب را افزايش مي دهد. اين دما در محدوده 150تا 400 درجه سانتي گراد تغيير مي کند كه براي جلوگيري از معايب سطحي و ساير معايب از دماي بالا خودداري م يكنند. براي آلياژهاي آلومينيوم دماي قالب بينِ 200 و 300 درجة سانتي گراد و براي آلياژهاي آهني اين دما بينِ 300 و 400 است .
    كيفيت و كميت مذاب
    در روش ريخته گري كوبشي مستقيم تمام مذاب ريخته شده در قالب تبديل به قطعه مي شود، از اين رو مذاب بايد تميز باشد به همين جهت بايد سرباره و ناخالص يها را تا حد امكان از مذاب حذف كرد. اين كار را ميتوانبا فلاكس زدن، فيلتر كردن مذاب و دراين روش بايد مذاب ، ريخته گرياز كف پاتيل انجام داد به دقت وزن شود زيرا كه ميزان مذاب تعيين كننده ابعاد نهائي قطعه مي باشد.
    ميزان و مدت زمان اعمال فشار
    كه پائين تر از آن (PSC) فشار بهينه بايد از يك ميزان حداقل عيوب انقباضي رخ مي دهد، بيشتر باشد و همچنين بايد از ميزان كه در فشارهاي بالاتر از آن جدايش ماكروسكوپي (PMS) حداكثري فشار اعمالي .[PSC < P < PMS) رخ مي دهد،كمتر باشد ( 14180 ) مگاپاسكال براي جلوگيري از ايجاد حفره - درمحدوده اي گازي و انقباضي در اكثر آلياژهاي آهني و غيرآهني لازم است. در مورد مدت زمان اعمال فشار ميتوانگفت كه مواردي چون نوع آلياژ، شكل قطعه و شرايط انتقال حرارت بر ميزان آن تاثير م يگذارند. فشار اعمالي بايد تا زماني كه انجماد پايان پذيرد اعمال شود، و براي جلوگيري از پارگي گرم ممكن است زما نهاي ، طولاني تري نيز براي اعمال فشار به كارگرفته شود .

    سرعت اعمال فشار

    سرعت بالاي پانچ در هنگام تماس با فلز م يتواند اثرات معكوس داشته باشد مثلاً در خطوط جدايش قالب امكان پليسه شدن وجود دارد، همچنين ممكن است در محل تماس پانچ فشار به طور لحظه اي بالا رود و باعث انجماد زودهنگام شود كه اين خود باعث غيريكنواختي در قطعه مي شود براي بيشتر كارهاي عملي و تجربي براي جلوگيري از انجماد زودهنگام فلز در قالب سرعت پانچ براي اعمال فشار را0/5 انتخاب م يكنند. در حالتي كه فاصله cm/s2آزاد بين سنبه و قالب زياد است از دو سرعت مختلف براي اعمال آزاد بين سنبه و قالب زياد است از دو سرعت مختلف براي اعمال فشار استفاده م يكنند يكي سرعت بالا براي انتقال سنبه به سطح فلز مذاب و ديگري سرعت كم براي اعمال فشار بر مذاب براي انجماد تحت فشار مي باشد.

    دماي اعمال فشار

    اينكه فشار بايد زماني اعمال شود كه فلز كاملاً مذاب است يا اينكه زماني اعمال شود كه مقداري از فلز منجمد شده در بين محققين اختلاف نظر وجود دارد. عده اي از محققين بر اين عقيده اند كه فشار بايد در دمائي اعمال شود كه سياليت مذاب به صفر م يرسد كه اين دما در محدوده بين ليكوئيدوس و ساليدوس قرار دارد. عده ديگر معتقدند كه براي اينكه يك قطعه با روش ريخته گري كوبشي ريخته شود بايد فشار بر فلز كاملاً مذاب اعمال شود. براي رسيدن به دماي موردنظر براي اعمال فشار به مذاب ريخته شده درون قالب زمان داده مي شود كه به اين زمان اصطلاحاً زمان ماند 25 م يگويند. زمان ماند به شكل قطعه و دماي مذاب درون قالب وابسته است و ممكن است بسته به عوامل ذكر شده از چند ثانيه تا چند دقيقه طول بكشد.

    جنس قالب

    قالب بايد از جنسي انتخاب شود كه داراي استحكام بالا در دماي بالا و حفظ آن، تافنس مناسب و ساختار ميكروسكوپي همگن باشد و با مذاب واكنش ندهد. جنس قالب به آلياژي كه ريخته مي شود وابسته است و براي آلياژهاي آلومينيوم واكثرآلياژهاي غيرآهني معمولاً ازفولاد H13 استفاده مي شودكه فولاد گرمكار كروم-موليبدن دار مي باشد و خاصيت مقاومت در دماي بالا و مقاومت به خستگي حرارتي و مقاومت در برابر سايش را توام با هم داراست. هنگامي كه هدف ريخته گري فلزات با دماي ذوب بالاتر مد نظر باشد بايد از آلياژهاي مقاوم تر به دماي بالا نظير آلياژهاي حاوي تنگستن و موليبدن استفاده كرد .

    پوشش قالب و روانكار

    براي جلوگيري از سايش قالب، چسبيدن قطعه به قالب، واكنش مذاب به قالب و همچنين براي سهولت خروج قطعه از قالب قبل از هر ريخته گري درون قالب را با يك ماده مناسب پوشش م يدهند. نوع پوشش به جنس قالب و آلياژ مصرفي ريخته گري وابسته است. معمولاً براي پوشش قالب و سنبه در هر ريخته گري از اسپري كردن محلول كلوئيدي گرافيت و آب بر روي آنها استفاده مي شود. براي شرايط دماي شديدتر نظير ريخته گري كوبشي فولاد از اسپري كردن يك محلول حاوي ذرات سراميكي روي سطح قالب و سنبه استفاده مي شود كه اين محلول معمولاً كلوئيدي از مخلوط پودر آلومينا و چسب در آب مي باشد .
    بررسي مباني تئوريك فرآيند ريخته گري كوبشي و اثر فشار از مهمترين آثار اعمال فشار ميتوانبه موارد زير اشاره نمود:

    الف: تأثير فشار بر دياگرام فازي
    در اثر تغيير فشار دماي ذوب آلياژ نيز تغيير مي کند، البته اگر تغييرات فشار كم باشد ميزان تغييرات دماي ذوب ناچيز است. نقطه ذوب اكثر فلزات و آلياژها به جز عناصري نظيرگاليم، سيليسيم،ژرمانيم و بيسموت با افزايش فشار افزايش مي يابد و اين افزايش از معادله كلازيوس – كلاپيرون رابطه تبعيت مي کند .

  6. 1
  7. #4
    حسین یعقوبی
    مدیـــریت سـایت
    تاریخ عضویت
    2012/11/06
    محل سکونت
    ı̴̴̡ ̡̡͡|̲̲̲͡͡͡ ̲▫̲͡ ̲̲̲͡͡π̲̲͡͡ ̲̲͡▫̲̲͡͡ ̲|̡̡̡ ̡ ̴̡ı̴
    سن
    28
    نوشته ها
    1,422
    3,901
    4,140

    ریخته گری کوبشی تحت فشار

    ریخته گری تحت فشار کوبشی


    مقدمه


    ریخته گری تحت فشار با نام آهنگری فلز مایع نیز شناخته می شود. در این فرایند فلز مذاب داخل قالب ( درون یک صفحه قالب ) جای گرفته و صفحه دیگر قالب با فشار هیدرولیکی بسته می شود و تا انجماد مذاب فشار ادامه دارد. فشار بالای به کار برده شده و انجماد سریع در سطح قطعه به دلیل سرعت بالای انتقال حرارت قالب باعث نزدیک شدن خواص مکانیکی قطعه ریخته گری به خواص مکانیکی قطعه کار شده می شود. فرآیند ریخته گری تحت فشار خودکار (اتوماتیک) شده است و می تواند به آسانی قطعاتی با کیفیت بالا را تولید نماید. این فرایند در سال 1960 در ایالات متحده معرفی شد و پس از منتشر شدن به صرفه بودن این روش برای ریخته گری آلیاژهای غیر آهنی پذیرفته شد و گسترش یافت.


    آلیاژهای آلومینیوم ، منیزیم و مس به سهولت با این روش قابلیت تولید دارند. برخی ترکیبات آهنی با شکلهای ساده نیز با این روش تولید شده اند به عنوان مثال چرخ سنگ شکن نیکل سخت ( hard nickel ) با استفاده از این فرایند تولید شده است. به رغم عمر کوتاه سنبه با گوشه های تیز در تولید آلیاژهای آهنی با این حال به دلیل کاهش هزینه های تولیدی از لحاظ نیروی انسانی و صرفه جویی در مواد این فرایند برای این گونه تولیدها نیز اتخاذ می شود.




    مزایای ریخته گری تحت فشار


    با در نظر گرفتن اهمیت کم کردن مواد مصرفی در فرایند های تولید مواد با استحکام بالا ، روش ریخته گری تحت فشار به عنوان یک جایگزین مناسب در برابر شیوه های سنتی ریخته گری و آهنگری محسوب می شود. به وسیله تحت فشار قرار دادن مذاب وقتی که نزدیک به انجماد است می توان به قطعاتی با چگالی بالا دست یافت. قابلیت تشکیل ساختار نزدیک به توری و توری شکل از مزیتهای کلیدی این فرآیند است. تلرانس 0.05 mm ( 0.002 in ) برای آلیاژهای غیر آهنی غیر متعارف نیست. بازدهی 100% در تعداد بالا معمول نیست. بهبودی خواص مکانیکی از مزیتهای دیگر فرایند ریخته گری فشاری می باشد. ریخته گری فشاری با موفقیت برای آلیاژهای غیر آهنی و آهنی که به طور سنتی تولید شده اند به کار می رود..


    از کاربردهای آن میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
    پیستون آلومینیومی ماشین ، دیسک ترمز چرخ خودرو ، چرخ کامیون ، بوشها و دنده های برنجی و برنزی ، اجزا فولادی موشکها ، چرخ دنده های دیفرانسیل ، قسمتهای چدنی و پوسته چدن نشکن خمپاره.


    ریخته گری فشاری یکی از روشهای کارآمد ، ساده و اقتصادی برای تولید تعداد بالای قطعات به روش خودکار ( اتوماتیک ) می باشد. خواص مکانیکی بالا در این فرایند قابل حصول می باشد. اصلاح و بی عیبی ساختار در فرایند ریخته گری تحت فشار باعث می شود که روش مناسبی برای ریخته گری و تولید قطعات کاربردی حساس به حساب آید.



    شرح مراحل ( Process Description )


    همان طور که در شکل زیر نشان داده شده است مذاب به داخل قالب از پیش گرم شده و روغن کاری شده ( پوشش داده شده ) ریخته شده و فورج می شود. بار اعمال شده تا موقع انجماد باقی می ماند. بیرون اندازی قطعه ریخته شده توسط قالب انجام می شود. کاربرد فشار 55-100Mpa ( 8-15 Ksi )باعث میشود که عیوب گازی حذف شوند به طوری که گویی عملیات استاندارد گاز زدایی برای قطعه انجام شده است. به علت استفاده از فوق ذوب بسیار پایین حفرات انقباضی بسیار محدود اند. و این به دلیل نیاز کم به سیالیت است چون فشار اعمال شده توان پر کردن قالب را دارد. در قطعات بزرگتر به دلیل وجود مناطق داغ ( اختلاف دما در نقاط مختلف قطعه ) احتمال به وجود آمدن حفرات انقباضی بیشتر است. در آلیاژهای با دامنه انجماد طولانی و استفاده از این روش به سالم بودن قطعه اطمینان بیشتری می دهد. فرایند ریخته گری فشاری با فرستادن ذوب به درون یک قالب از یش گرم شده و ایجاد فشار هیدرولیک آغاز می شود. این فشار به 140Mpa می رسد و فلز تحت فشار منجمد می شود.

    مراحل کار (Process Variables )


    تعدادی متغیر تحت کنترل برای دست یابی به قطعه سالم وجود دارد. متغیرهای زیر با توجه به آلیاژ و شکل قطعه تعریف شده اند.


    - حجم مذاب (Melt Volume ): تعیین میزان دقیق مذاب بسیار مهم و الزامی است.


    - دمای ریخته گری (Casting temperatures ) : دمای ذوب به شکل قطعه و نوع آلیاژ بستگی دارد و فوق ذوب تا 55°C می رسد.


    - دمای شکل دهی (Tooling temperatures ) : محدوده 190-315 °C ( 375-600 °F ) به سادگی به کار برده می شود.و دمای پایین تر برای قطعات بزرگتر به کار برده می شود. دمای سنبه حدود 30 تا 15 درجه پایین تر نگه داشته می شود تا لقی لازم برای ورود به ماتریس حفظ شود.


    - زمان نگه داری (Time delay ) : بایستی زمان نگه داری بین ریختن مذاب و ورود سنبه و خروج قطعه حداقل ممکن باشد تا از حساسیت قطعات برای ایجاد عیوب کاسته شود و در مقاطع نازک توان پر شدن قالب وجود داشته باشد .


    - میزان فشار (Pressure levels ) : استفاده از 50-140Mpa یا 7.5-20Ksi معمول می باشد، که این فشار بستگی به شکل هندسی قطعه نیز دارد. انتخاب این فشار بر حسب خواص مکانیکی مورد نظر برای قطعه می باشد. ایتم های حین فشار زمان نگه داری برای قطعات حدود 20Kg از 30-120 sec می باشد. به هر حال مهمترین عامل در زمان نگه داری شکل قطعه می باشد که خود زمان نگه داری متناسب با میزان فشار و دما ی مذاب می تواند تغییر کند.


    - روغن کاری (Lubrication ) : برای ریخته گری Al-Mg و Al-Cu گرافیت یک روان کننده خوب است که روی قالب پیش گرم شده پاشیده می شود ولی بایستی مواظب بود در جاهایی که سوراخهای ریز خروج هوا وجود دارد زیاد پاشیده نشود و برای ریخته گری آلیاژهای آهنی نوع سرامیکی روانساز از جوش خوردن قطعه به قالب جلوگیری می کند.





    کنترل کیفیت (Quality Control )

    عموما پارامترهای هر فرایند برای هر شکل از قطعات تعریف شده اند. با حفظ یکسانی و یکنواختی شرایط می توان قطعاتی با کیفیت بالا به دست آورد. عدم توجه به این پارامترها عیوب زیر را به همراه دارد : آخالهای اکسیدی ، تخلخل ، جدایش ، تاول ، جوش خوردن ، سرد بودن مذاب ، ترک گرم ، پارگی مقاطع ، جدایش محوری ، جدایش در زمان خروج

    عیوب فوق به علل زیر به وجود می آیند :
    آخالهای اکسیدی : به خاطر کثیف بودن قالب و عدم تصفیه مذاب ایجاد می شود. که با استفاده از صافی و عدم تلاطم مذاب این آخالها به حداقل می رسند. عدم ورود ذرات خارجی در زمان باز بودن قالب نیز مفید است ، همچنین تخلخل می تواند در مواقعی که فشار به میزان کافی نباشد ایجاد شود. به کار بردن 70Mpa فشار یک قاعده کلی است. اگرچه با فشار 50Mpa نیز قطعاتی سالم به دست خواهد آمد ولی افزایش فشار باعث به وجود آمدن پایین ترین میزان عیب ریخته گری می شود.


    جدایش فشار پایین (segregation ) تقریبا شبیه microsegregation می باشد. با این تفاوت که به ندرت اتفاق می افتد. که به صورت ایجاد مناطق جامد در مناطق مایع به وجود می آید و باعث جدایش مکانیکی ساختار می شود . که باعث افت خواص مکانیکی و مناطق حساس به خوردگی می شود. این نقص می تواند توسط طراحی صحیح اصلاح شود. با افزایش درجه حرارت قالب یا به وسیله کوتاه کردن زمان فرآیند می توان این مشکل را برطرف ساخت.







    جدایش محوری (Centerline segregation ) : این یکی از نقص های معمول در این فرآیند است که در آلیاژهای آلومینیوم با درصد عناصر آلیاژی بالا رخ میدهد. هنگامی که انجماد از دیواره ها آغاز می شود عنصر آلیاژی با دمای بالاتر جدایش پیدا کرده و به خاطر تفاوت غلظت و عدم محلول سازی خوب شروع به انجماد می کند . که با افزایش درجه حرارت قالب ، به حداقل رساندن زمان پر شدن قالب یا توسط انجام محلول سازی خوب مذاب این مشکل رفع می شود.


    تاول زدن (Blistering) : هوا یا گاز در حین عملیات حرارتی بعدی ممکن است به صورت تاول زیر سطح دیده شوند. برای رفع این مشکل بایستی مذاب گاز زدایی شود ، از تلاطم جلوگیری شود ، سرعت پر کردن قالب زیاد نباشد و درجه حرارت ریخته گری خیلی زیاد نباشد. برای جلوگیری از سرد جوشی بایستی درجه حرارت قالب را افزایش داد.

    ترک گرم (Hot tearing ) : در آلیاژهایی که دامنه انجماد طولانی دارند به عنوان مثال (off eutectic composition ) زمانیکه جامد و مایع با هم در یک پهنه بالایی دمایی قرار دارند. انقباض حاصل از انجماد سطوح سخت قالب می تواند گسیختگی را ایجاد نماید. روشهای برای دوری کردن از ترک گرم وجود دارند که عبارتند از : کاهش فوق ذوب ، کاهش دمای قالب ، افزایش زمان فشار و افزایش شیب دیواره ها.


    چسبیدن : گاهی اوقات امکان چسبیدن یک لایه از قطعه به قالب یا سنبه وجود دارد که به خاطر بالا بودن دمای قالب یا سنبه یا به خاطر عدم کافی بودن روان ساز می باشد. که توصیه شده دمای قالب پایین تر آید یا درجه حرارت فوق ذوب پایین آید. در آلیاژهای پر سیلیسیم دیده شده وقتی یک اندازه بزرگ دانه در حدود 0.5 تا 2mm در سطح وجود دارد در موقع ماشینکاری یا پرداخت سطح کنده شده. که عامل آن استفاده از سنبه یا قالب سرد بوده است. این عیب توسط افزایش زمان ریخته گری یا افزایش درجه حرارت مرتفع می شود.


    جدایش در زمان خروج : اگر در زمان ریختن مذاب اکسیدی تشکیل شود ، در زمان خروج قطعه ممکن است که این تکه از اکسید از قطعه جدا شود همچنین اگر زودتر از بقیه قسمتها منجمد شود باعث ایجاد جدایش مکانیکی می شود. جدایش فشار کاری توسط افزایش دمای فشار کاری یا دمای ریخته گری حل می شود.که با کم کردن زمان تکمیل قالب می توان تشکیل اکسید روی سطح نیمه جامد فلزی در قالب را کاهش می دهد.




    ریز ساختار


    با استفاده از روش ریخته گری فشاری می توان به نرخ افزایش چگالی بالایی دست یافت که این نرخ افزایش چگالی حتی با فشار متوسط می تواند باعث ایجاد یک رابطه منطقی میان انجماد و انتقال حرارت شود. که این نرخ افزایش انتقال حرارت در حدود ده برابر است. همچنین نتایج بهتری در خواص به دست می آید که به خاطر دانه بندی بهتر و اندازه دانه کوچکتر می باشد و این ریز دانه تر شدن به دلیل ایجاد هسته های زیاد انجماد می باشد. به علاوه در این روش به دلیل وجود فشار نیاز به سیالیت بالایی ندارد. به دلیل سرعت انجماد متناسب از جدایش در بعضی از آلیاژها جلوگیری می شود.




    کاربرد محصولات


    قطعات تولید شده توسط این روش در تعدادی از فلزات و آلیاژهای گوناگون شامل گروهای آلومینیومی ، یک پوسته چدن نشکن و یک دنده مخروطی فولادی است. همچنین یک سری تیغه های برشی فولادی ، سوپر آلیاژها ، رینگ آلومینیومی خودرو ، پیستون ، چرخ دنده های برنجی و بتازگی از این روش امکان پذیر شده است


  8. 3
  9. #5
    آسمون
    ناظـم سایـت
    تاریخ عضویت
    2012/11/06
    محل سکونت
    زیر چتر آسمون...
    سن
    27
    نوشته ها
    1,608
    3,143
    2,397

    روش ریخته گری کوبشی

    روش ریخته گری کوبشی

    [Only Registered and Activated Users Can See Links. Click Here To Register...]


    شرح :

    بررسی پیشنیه تاریخی این روش نشان می دهد که اولین بار یک محقق روسی به نام چِرنُف در سال ۱۸۷۸ از نیروی بخار آب برای اعمال فشار بر فلز مذاب استفاده کرد. مهمترین ویژگی های مثبت این روش، رفع یا کاهش تخلخل های انقباضی و گازی، تولید قطعه نزدیک به شکل نهایی، خواص مکانیکی بالا نزدیک به قطعات کار شده، سرعت تولید با لا، افزایش راندمان تولید از طریق حذف راهگاه و تغذیه، دقت ابعادی بالا و قابلیت استفاده برای فلزاتی که قابلیت ریخته گری خوب )سیالیت خوب( ندارند، می باشد. این مزیتها سبب شده است که این روش ریخته گرینظر بسیاری ازمحققین را به سوی خود جلب کند. این روش می تواند در داخل کشور برای تولید قطعات متعدد و متنوع به کار گرفته شود که با تولید انبوه علاوه بر خواص ذکر شده سرعت تولید بالا رفته و قیمت تمام شده قطعه کاهش می یابد. در این مقاله به معرفی فرآیند ریخته گری کوبشی و انواع آن، مزایا و محدودیت ها و کاربردهای فرآیند ریخته گری کوبشی، پارامترهای فرآیند، مبانی تئوریک و بررسی و مقایسه خواص مکانیکی قطعات ریخته گری کوبشی شده با دیگر فرآیندهای تولید پرداخته خواهد شد. از عمده ترین مشکلات قطعات تولیدی به روشهای سنتی ریخته گری، وجود درصدی تخلخل گازی و انقباضی در قطعات می باشد. برای کاهش عیوب قطعات ریخته گری خصوصاً تخلخل اخیراً روشهای جدیدی ابداع شده است که یکی از مهمترین تخلخل اخیراً روشهای جدیدی ابداع شده است که یکی از مهمترین تخلخل اخیراً روشهای جدیدی ابداع شده است که یکی از مهمترین صورت کنترل دقیق پارامترها می توان حذف کرد.

    قالب بندی : PDF

    تعداد صفحات :۲۲

    حجم :۵۴۷KB

    [Only Registered and Activated Users Can See Links. Click Here To Register...]

    [Only Registered and Activated Users Can See Links. Click Here To Register...]

    [Only Registered and Activated Users Can See Links. Click Here To Register...]
    .
    [Only Registered and Activated Users Can See Links. Click Here To Register...]











نمایش نتایج: از 1 به 5 از 5

اطلاعات موضوع

کاربرانی که در حال مشاهده این موضوع هستند

در حال حاضر 1 کاربر در حال مشاهده این موضوع است. (0 کاربران و 1 مهمان ها)

کلمات کلیدی این موضوع

مجوز های ارسال و ویرایش

  • شما نمیتوانید موضوع جدیدی ارسال کنید
  • شما امکان ارسال پاسخ را ندارید
  • شما نمیتوانید فایل پیوست کنید.
  • شما نمیتوانید پست های خود را ویرایش کنید
  •