96/08/27 شنبه 23:10

باکس ورورد


ثبت نام
کلمه عبور جدید
مقالات ساخت و تولید

> بررسی نقش ساده سازی در طراحی مهندسی

> توصیه هایی جهت استانداردسازی طراحی مهندسی

> اهداف و مزایای استاندارد سازی فرآیند طراحی و تولید محصولات صنعتی

> بررسی نقش استاندارد سازی در طراحی محصولات صنعتی

> روش محاسبه سرعت اسپیندل و تغذیه در فرزکاری

> بررسی نکات مهم در طراحی قطعات مکانیکی برای تراشکاری

> معرفی کتاب آموزش نرم افزار تحلیل المان محدود Ansys Workbench

> نکات مهم در طراحی قطعات برای سوراخکاری

> راهنمای جامع گرفتن و بستن قطعه کار در ماشینهای فرز CNC - قسمت سوم

> بررسی عیوب سطحی قطعه کار و مشکلات فرزکاری

> دانلود رایگان کتاب ماشینکاری فلزات اثر Thomas Childs

> کاربردهای تیغه فرز انگشتی تک پر (Single Flute) در فرزکاری

> پارامترهای مهم ماشینکاری و براده برداری در دستگاه فرز CNC

> الزامات اولیه در انتخاب متریال و فرآیند تولید در طراحی مهندسی

> راهنمای جامع گرفتن و بستن قطعه کار در ماشینهای فرز CNC – قسمت اول

> راهنمای جامع گرفتن و بستن قطعه کار در ماشینهای فرز CNC – قسمت دوم

> معرفی نقاط مرجع در ماشینهای فرز CNC

> طراحی برای تولید و مونتاژ (Design for Manufacturing & Assembly) چیست؟

> آموزش زبان برنامه نویسی G Code و M Code دستگاه فرز CNC

> اصول طراحی قطعات مکانیکی برای ماشینکاری

جستجوی پیشرفته آگهی ها
کلمات کلیدی:
روش جستجو:
به صورت عادی
مقادیر شامل تمام کلمات باشد (AND)
مقادیر شامل یک از کلمات باشد(OR)

موقعیت جغرافیایی:


دانلود رایگان

آرشیو مطالب

پرینت
بازدید: ٣١٢١
93/07/10 پنجشنبه 00:00

ریخته گری آلیاژهای آلومینیوم و انواع عیوب ریخته گری آلومینیوم

آلومینیوم یکی از عناصر گروه سوم در جدول تناوبی است . مهمترین آلیاژهای صنعتی و تجارتی آلومینیوم عبارتند از : آلیاژهای این عنصر و عناصری مانند منیزیم، سیلیسیم، و مس. آلومینیوم و آلیاژ های آن به دلیل نقطه ذوب پایین و برخورداری از سیالیت نسبتا خوب وهمچنین گسترش خواص مکانیکی و فیزیکی در اثر آلیاژ سازی و قبول پدیده های عملیات حرارتی و عملیات مکانیکی، در صنایع امروز اهمیت زیادی برخوردارند و روز به روز موارد مصرف این آلیاژها توسعه می یابد.

برخی از ویژگیهای مطلوب و جالب توجه آلیاژهای آلومینیوم عبارتند از: جذب لرزش (دمپینگ)، وزن نسبتاً کم، قابلیت انعطاف، استحکام دینامیکی خوب، استمرار استحکام، قابلیت تغییر شکل بالا، مقاومت در برابر ترک، عدم شکنندگی در درجه حرارتهای خیلی پایین، مقاومت سایشی مطلوب، پایداری شکل، توزیع تنش مطلوب، به صرفه بودن طراحی قطعات ریختگ‍ی آلومینیم از لحاظ اقتصادی، هدایت حرارتی بالا، غیر قابل اشتعال بودن، هدایت الکتریکی قابل قبول، مقاومت در برابر اتصال کوتاه، ظرفیت حرارتی زیاد، مقاومت در برابر آب دریا وخوردگی، داشتن سطح تزیینی و براق، غیر سمی بودن، قابلیت انعکاس بالا، کیفیت فرزکاری مطلوب، بازیابی آسان و سیالیت مطلوب در هنگام ریخته‌گری. هر کدام از این ویژگیها باعث شده است تا قطعات ریختگ‍ی Al ، جایگزین آلیاژهای تجاری دیگر در صنعت شود.  

آلیاژهای آلومینیوم در اولین ریخته گری مرحله به دو دسته تقسیم میگردند:

١- آلیاژهای نوردی٢- آلیاژ های ریختگ‍ی، آلیاژ ریخته گ‍ری آلومینیوم از طرق مختلف ریخته گری (ریخته گری ماسه ای، ریخته گری پوسته ای ،ریخته گری فلزی، ریخته گری تحت فشار) شکل می‌گیرند و بطور مستقیم و یا بعد از عملیات حرارتی در صنعت استفاده می شوند . مواد مختلفی که در ریخته گری آلیاژهای آلومینیوم بکار میروند، بر اساس نوع ترکیب  خواسته شده و شرایط ترمودینامیکی عبارتند از: شمش‌های اولیه، شمش های دوباره ذوب، قراضه‌ها، برگشتیها، و آلیاژسازها.

تفاوت عمده بین شمش های اولیه و شمش های دوباره ذوب آن است که شمش های اولیه که از کارخانجات ذوب و ریخته گری بدست می آیند حاوی مقادیر زیادی ناخالصی و گاز می باشند که تاثیر منفی و نامطلوب در قطعه ایجاد می کنند، در حالی که شمش های ثانویه در اثر خروج ناخالصی ها و سایر موارد (بر اساس تصفیه) از کیفیت ترکیبی برتری برخوردار می‌باشند.در ریخته‌گری آلیاژهای آلیومینیوم ، بسیاری از عناصر به صورت ناخالصی‌های فلزی، ترکیبات بین فلزی، گازهاو اینکلوژنها از منابع متنوع و متعدد به مذاب افزوده می‌شود که در صورت عدم کنترل دقیق بر آنها و یا انجام عملیات خاص جهت حذف این مواد و یا تقلیل خواص مضر آن، آلیاژ ریخته گری شده از کیفیت مطلوب برخوردار نخواهد بود. وجود مواد اکسیدی، حبابهای گازی، و درشت بودن شبکه از جمله مسائلی است که در ذوب آلومینیوم همواره مورد توجه و بررسی قرار می گیرد.

عملیات کیفی در مذاب آلومینیوم به دسته های مختلف تقسیم میگردد:

١-کیفیت ترکیب  ٢-گاززدایی )با گازهای بی اثر،با کلرو ترکیبات قابل تبخیر آن و یا به روش ذوب در خلاء)٣-اکسیژن زدایی (خارج کردن مواد غیر فلزی با فلاکس ها).

به دلیل اشکالات متالورژیکی ناشی از مصرف فلاکس‌ها، سیستم فیلتر کردن در صنایع آلومینیوم توسعه روزافزون یافته است و این امر با استفاده از مواد متخلخل در سیستم راهگاهی و یا در مخازن نگهداری مذاب و یا در سیستمهای فیلتر مجزا انجام می‌گیرد که هر یک در نوع خود از مزایا و محدودیت هایی برخوردار است .

ساختمان ریخته گری آلیاژ های آلومینیوم:

 ساختمان ریخته گ‍ری آلیاژهای آلومینیوم دقیقاً به کلیه اعمال اساسی و کیفی در جریان ذوب و ریخته‌گری آلومینیوم و انجماد آن بستگی داردکه بخصوص در مورد آلیاژهای آلومینیوم نوردی و آلیاژهای آلومینیومی که عملیات حرارتی معینی را پذیرا می‌شوند، مختصات نهایی و خواص عمومی آلیاژها به ساختمان قطعه پس از انجام عملیات بعدی نیز وابستگی شدید دارد.

بدیهی است ساختمان کریستالی ریز و یکنواخت، خواص مکانیکی مطلوب‌تر و اشکالات کمتری را ایجاد می‌نماید و در این میان تاثیر سرعت سرد کردن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است . در قطعات ریخته گ‍ری با مقاطع یکنواخت تحت درجه حرارت بارریزی ثابت، شبکه کریستالی در قالب های ماسه ای، فلزی و تحت فشار به ترتیب ریزتر و یکنواخت‌تر می‌گردد. قطعاتی که مقاطع یکنواختی ندارند، با ایجاد مبرد در ماسه و تغییر سرعت سرد کردن در مقاطع مختلف به شبکه یکنواخت دست می یابند که نهایتاً زمان انجماد در تمام مقاطع یکسان می گردد و در این حالت، استفاده از منابع تغذیه برای جلوگیری از شکستگی های گرم و رفع کسری‌های ناشی از انقباض مورد توجه قرار می‌گیرد. تعداد کانال های فرعی در توزیع یکنواخت حرارت، عامل بسیار مهمی است و از این رو استفاده از چند کانال فرعی در انجماد یکنواخت آلیاژ تاثیر خوبی دارد.

از آنجا که فاصله انجماد، شدیداً تحت تاثیر نوع آلیاژ آلومینیوم می‌باشد، برای حذف مشکلات مربوط به فاصله انجماد زیاد و نوع انجماد خمیری، حتی‌المقدور بایستی قطر متوسط قطعه یا شمش آلومینیوم را کاهش داد و در عین حال نیز از عوارض ناشی از سگرگاسیون ترکیبات بین فلزی در حد امکان جلوگیری نمود. از طرف دیگر ابعاد کوچکتر شمش آلومینیوم باعث تقلیل تخلخل و حباب های ناشی از وجود گاز هیدروژن در قطعه می‌گردد که این امر نیز ناشی از افزایش سرعت سرد کردن است .

مشخصات قالب ریخته گری آلومینیوم :

آلیاژهای آلومینیوم با کلیه روش‌های ریخته‌گری (ریخته‌گری در ماسه، ریخته‌گری در گچ، ریخته‌گری پوسته‌ای و در سرامیک)و در قالب های فلزی و تحت فشار قابلیت ریخته‌گری دارند. تمام آلیاژهای صنعتی و تجارتی عنصر آلومینیوم بایکی از روشهای فوق تولید می‌گردد که از آن میان، ریخته‌گری در ماسه، در قالب های فلزی و تحت فشار از گسترش بیشتری برخوردار است . به دلیل نقطه ذوب و وزن مخصوص کم این آلیاژها، قالب های مورد استفاده کمتر تحت تاثیر واکنشهای حرارتی و هیدروستاتیکی مذاب قرارمی گیرند و از این رو سطح ریخته گ‍ری شده و دقت ابعادی آن از کیفیت بهتری نسبت به سایر آلیاژهای سنگین و آهنی برخودار است. لازم به تذکر است که روش ریخته گ‍ری و کنترل شرایط ریخته گ‍ری در کیفیت خواص مکانیکی محصول نهایی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است و فقط ترکیب شیمیایی آلیاژ ریخته‌گری نمی‌تواند خواص مکانیکی و فیزیکی را تعیین کند.

نکته حائز اهمیت در ریخته‌گری با قالب‌های ماسه‌ای آن است که وزن مخصوص کم آلیاژهای آلومینیوم و کاهش نیروهای هیدروستاتیکی و شرایط تسهیلی خروج گازها از محفظه قالب باعث می‌شود که مقاومت در حالت تر ماسه کم شود. جهت تقلیل تولید گاز و همچنین استحکام کم قالب، رطوبت از ۵% تجاوز نمی کند و در غیر این صورت بخار ناشی از فعل و انفعالات رطوبت قالب و مذاب باعث ایجاد تخلخل بخصوص در پوسته خارجی و قسمتهای نزدیک به پوسته می‌گردد. برای ایجاد قابلیت نفوذ در ماسه و استحکام سطح آزاد ماسه (در قطعات بزرگ) معمولاً مواد سلولزی و خاک اره به ماسه می‌افزایند. در شرایط عمومی، قالب‌های ماسه از«ماسه سوزی» و فعل و انفعالات شدید مذاب و قالب برکنار می باشند و به همین دلیل در این قالب‌ها هیچ گونه مواد پوششی(Coatings) بکار نمی رود.

ایجاد سرعت انجماد و تشکیل انجماد پوسته‌ای، می‌تواند به مقدار زیادی از فعل و انفعالات قالب و فلز آلومینیوم مذاب جلوگیری کند و در نتیجه در اغلب کارگاهها با افزایش رطوبت ماسه به میزان ٨%، جهت انجماد و انجماد پوسته ای را تسهیل می کنند. با توجه به توضیحات فوق، ریخته‌گری آلومینیوم در ماسه خشک در صنایع ریخته‌گری آلومینیوم از اهمیت کمتری برخوردار است و فقط در مورد قطعات بزرگ بکار می‌رود.

سیستم راهگاهی در ریخته گری آلومینیوم :

 ایجاد سیستم راهگاهی و تغذیه‌گذاری در ریخته‌گری آلیاژهای آلومینیوم از دیر باز به عنوان عامل موثر در ایجاد قطعه سالم شناخته شده است. قابلیت اکسیداسیون و جذب گاز در شرایط مختلف، حرکت مذاب و تلاطم آن را تشدید می‌کند و بخصوص فعل و انفعالات ناشی از مواد قالب در سطح قطعه ریخته گ‍ری، تولید تخلخل (Porosity) می‌نماید و همچنین دخول گازهای ناشی از تلاطم مذاب باعث پرشدن قالب و ایجاد محفظه های هوا در سطح قطعه می گردد. لذا، ایجاد سیستم راهگاهی مطلوب در حذف تلاطم مذاب و ایجاد حرکت آرام و یکنواخت ماده مذاب آلومینیوم در پر کردن قالب و نصب سیستم تغذیه گذاری صحیح در جهت حذف انقباضات متمرکز و پراکنده در قطعه ریختگ‍ی الزامی است .

چنانچه مذاب مستقیماً به دهانه راهگاه ریخته شود، سرعت خطی آن افزایش می یابد و در نتیجه تلاطم مذاب و حرکت گردابی آن تشدید می‌گردد و باعث دخول گاز، تخریب و دخول مواد قالب واکسید های فراوان به قطعه ریختگ‍ی خواهد شد، از این رو ساختن حوضچه بالای راهگاه به صورت‌های مختلف قیفی ویا مکعبی الزامیست. در مورد قطعات ریخته گ‍ری با کیفیت بسیار خوب، حوضچه بالایی می‌تواند همراه با مانع و فیلترهای مشبک بکار رود. در ریخته‌گری آلیاژهای آلومینیوم ، طویل نمودن حوضچه و یا سایر اجزاء سیستم راهگاهی در جهت حذف تلاطم مذاب در حد امکان، توصیه می شود.

 

سیستم تغذیه گذاری در ریخته گری آلومینیوم :

 اصولاً سیستم تغذیه‌گذاری برای تصحیح انجماد آلیاژ آلومینیوم و برای حل دو مسئله اساسی بکار می‌رود:

الف)جلوگیری از انقباضات بزرگ: محفظه های انقباضی وکشیدگی تغذیه که معمولاً در قسمتهای ضخیم قطعه پدید می‌آید. ب)جلوگیری از انقباضات میکروسکوپی و پراکنده: که بخصوص هسته های مناسبی برای رشد گازهای مولکولی هستند.

آلومینیوم و آلیاژهای آن، انقباض حجمی زیادی در فاصله انجماد دارند و از اینرو در مقایسه با سایر آلیاژها به تعداد تغذیه‌های بیشتر و بزرگتری نیاز دارند و بالطبع راندمان ریخته گ‍ری قطعات آلومینیومی پایین تر از سایر آلیاژها و برحسب وزن قطعه برابر 45-25 درصد معمولی است. در مورد اندازه منبع تغذیه هنوز مطالعات زیادی در حال انجام است ولی طبیعتاً بایستی اندازه تغذیه به گونه‌ای باشد که مذاب درون آن زمان بیشتری را طی کند و همچنین اصول جهت انجماد از قسمت های دیگر به منبع تغذیه کاملاً رعایت شود.

با وجود آنکه به سهولت و با محاسبات ساده، جبران کمبودهای ناشی از انقباض در فاز جامد، در مورد انقباضات متمرکز امکان‌پذیر می‌باشد، حذف انقباضات پراکنده، به دلیل دامنه انجماد طولانی آلیاژهای آلومینیوم و انجماد خمیری آن دشوار و گاه غیرممکن است. تعقیب شیب حرارتی از قسمت‌های مختلف قالب ریخته گری و استفاده از مبرد و ایجاد جهت انجماد اکیداً توصیه می‌شود ولی حذف کامل این انقباضات به دلیل انجماد خمیری و همچنین در اثر وجود گاز های حل شده در مذاب بطور کلی امکان‌پذیر نیست.

در رابطه با انتخاب محل تغذیه، در آلیاژهای آلومینیوم کمتر از تغذیه اتمسفری استفاده می‌شود و تغذیه های فوقانی که ماکزیمم نیروهای متالواستاتیکی را در قسمتهای تحتانی مذاب ایجاد می‌کنند، استفاده زیادی دارند. در این مواقع به محل اتصال تغذیه توجه می‌شود. نکات حائز اهمیت در انجماد اتصالات، بایستی مراعات شود؛ چون در غیر این صورت همیشه در سطح فوقانی قطعه ریخته گ‍ری، انقباضات و شکستگی‌ های گرم و سرد پدیدار می‌گردد .

 

بررسی فرآیند تصفیه در مذاب آلومینیوم:

تصفیه فلز مایع به یکی از فرایندهای ضروری در تولید فلزات خالصتر تبدیل شده است. این موضوع خصوصاً در صنعت ریخته گری آلومینیم که با افزایش تقاضا برای کیفیت بالای محصولات روبرو است، صادق است. تصفیه آلومینیم به عنوان آخرین تکنیک خالص‌سازی مورد استفاده قبل از ریخته‌گری فلز بسیار گسترش یافته است وضرورت تحقیقات بیشتر بر روی این فرایند احساس می‌شود. خارج کردن ناخالصی‌های جامد سیالیت فلز را بهبود می‌بخشد و در نتیجه قابلیت ریخته گ‍ری را زیاد می‌کند. بعلاوه، ساختار بدست آمده منجر به خواص مکانیکی مطلوب می‌شود، مثلاً استحکام و انعطاف‌پذیری افزایش و قابلیت شکلپذیری و ماشینکاری بهبود می‌یابد، همچنین فلز بدون ناخالصی ساییدگی ابزار را کم می‌کند؛ اما فرایند تصفیه، فرایندی ناپایدار است یعنی با زمان تغییر می‌کند. این موضوع به دلیل آن است که ذرات گیر افتاده درون فیلتر، خواص فیلتر را تغییر می‌دهند و به اصطلاح" پیری فیلتر" رخ می‌دهد. پژوهش‌‌های بسیاری بر روی پیری فیلتر و همچنین تغییرات بازده تصفیه و افت فشار در هنگام رسوب ذرات درون فیلتر‌های سرامیکی مشبک مورد استفاده در تصفیه مذاب آلومینیم، انجام شده است. در مطالعات گرفته به این نتیجه رسیده‌اند که از زمانی که ذرات درون فیلتر وارد می شوند، پیری فیلتر آغاز می‌شود و ساختار درونی فیلتر در نتیجه تجمع پیوسته ذرات گیرافتاده، تغییر می‌کند. در طی این فرایند، متغیر‌هایی چون تخلخل فیلتر، قطر معادل شبکه فیلتر یا سطح مخصوص نیز با زمان تغییر می‌کنند. بسته به چگونگی انباشتگی ذرات، تاثیر آنها متفاوت است. اگر ذرات بصورت یکنواخت در بافت فیلتر رسوب کنند، باعث افزایش قطر شبکه و اثر منفی بر بازده تصفیه می‌شوند؛ اما اگر ذرات بصورت دندریتی و خوشه‌ای تجمع یابند، اثر مطلوبی بر بازده تصفیه خواهند گذاشت زیرا خوشه‌های دندریتی بعنوان بافت‌های فیلتر جدید با قطری کمتر از قطر شبکه در حالت قبل عمل می‌کنند. می‌دانیم که سه مدل برای رسوب ذرات ناخالصی بر بافت فیلتر وجود دارد: مدل پوشش صاف، مدل دندریتی و مدل صرفاً تغییر تخلخل. مشاهداتی که روی فیلتر‌های مصرف شده در تصفیه آلومینیوم صورت گرفته، نشان می‌دهد که ذرات بصورت توده درون فیلتر گیرافتاده‌اند و بیانگر آن است که مدل "صرفاً تغییر تخلخل" برای توصیف فرایند ‌هایی که درون فیلتر حین عمل تصفیه مذاب آلومینیوم رخ می‌دهد، مناسبتر است. نتایجی که بر پایه مدل صرفاً تغییر تخلخل بدست می‌آید، بیانگر آن است که گرادیان‌های فشار از دهانه ورودی تا خروجی فیلتر تغییر می‌کنند و بیشترین گرادیان در دهانه ورودی فیلتر وجود دارد. در همه شرایط، گرادیان فشار با گذشت زمان و با افزایش غلظت ذرات ورودی، زیاد می‌شود. نرخ این تغییرات از ورودی تا خروجی کاهش می‌یابد؛ البته تغییرات فوق برای دوساعت تصفیه و غلظت ذرات کمتر از 1ppmبسیار ناچیز و اندک است؛ اما هنگامی که غلظت ذرات به 10ppm می‌رسد، این تغییرات محسوس می‌شود.

نکته قابل توجه دیگر در حرکت مذاب، عدم تلاطم و جریان آرام سیال، حین پر کردن قالب است. با توجه به آنکه داشتن اطلاعات مربوط به خواص سیلانی مذاب و علی الخصوص افت فشار مذاب در سیستم فیلتر، جهت پیش بینی رفتار مذاب و سرعت خروجی مذاب از سیستم فیلتر مفید می‌باشد،تاثیر فیلتر در کاهش نرخ جریان و چگونگی حضور فیلتر در داخل سیستم راهگاهی سوال برانگیز بوده است . در بخشی از تحقیقاتی که توسط آقای دکتر حبیب‌اله‌زاده و پروفسور جان کمپل انجام شده‌ است، چگونگی سیلان آلیاژهای آلومینیوم-سیلیس در داخل سیستم خاصی از فیلتر، شامل ورودی و خروجی مذاب، تله حباب‌گیر و فیلتر سرامیکی- اسفنجی با تخلخل 20ppi و با بکارگیری دستگاه فیلمبرداری با اشعه ایکس مطالعه گردیده است. عدد رینولدز بدست آمده در این پژوهش حدوداً صد برابر کمتر از عدد مورد نیاز برای حضور جریان آشفته بوده و حاکی از جریانی بسیار آرام و لایه‌ای در فیلتر می‌باشد. در خارج از فیلتر نیز، عدد رینولدز بدست آمده، دلالت بر حضور جریانی نسبتاً لایه‌ای دارد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که: سیستم  فیلتر صحیح می‌تواند براحتی شدت جریان‌های متلاطم مذاب را تخفیف بخشد، و باعث افت فشار در جریان مذاب بدلیل تبرید و اصطکاک فیلتر ‌شود و در نتیجه میزان عیوب ریخته گری را در قطعه کاهش دهد؛ اما باید به این نکته نیز توجه کرد که میزان افت فشار و کاهش شدت جریان باعث عیب نیامد در قطعه نشود.

 

بررسی انواع عیوب ریخته گری در قطعات آلومینیومی در ریخته گری تحت فشار

عیب سرد جوشی

سردجوشی عبارت است از برخورد دو جبهه از فلز مذاب اکسید شده که باعث ناپیوستگی در قطعه ریخته گری 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 عیب نیامد. نیامد عیبی است که در اثر نرسیدن مذاب به قسمت هایی از قطعه ریخته گری 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 منشأ ایجاد مک ها دارد .

نحوه ایجاد عیب مک های گازی

الف ) حبس هوا در حین پر شدن قالب ریحته گری : پرشدن قالب های ریخته گری تحت فشار معمولا ً به صورت تلاطمی انجام شده و این تلاطم باعث حبس هوا در قالب می شود .

ب) حبس هوا در محفظه نگهدارنده مذاب : در ماشین های محفظه سرد در هنگام اولین فاز تزریق ذوب هوا می تواند وارد مذاب شده و در هنگام پر شدن قالب هوا در بخش های زیادی از مذاب محبوس گردد .

پ) حبس گاز در محفظه سیلندر تزریق : این حالت در اثر تبخیر و یا تجزیه ماده حلال موجود در روانساز پیستون ایجاد می شود در نتیجه در هنگام ورود مذاب به این قسمت ها باید ماده روانساز به صورت خشک باشد .

ت) حبس گاز از طریق مواد مذاب : همان فرآیند ذکر شده در فوق می باشد که ناشی از تبخیر ناقص روانساز قالب ریخته گری و یا تجزیه آن هنگام رسیدن مذاب می باشد .

ث) آزاد شدن گاز حل شده در فلز مذاب : آلومینیوم و آلیاژهای آن به راحتی آب و دیگر ترکیبات هیدروژن دار ( مانند روغن و گریس ) را تجزیه می نمایند هیدروژن آزاد شده در هنگام این تجزیه در فلز حل شده و هر چه دما باشد میزان ورود هیدروژن به فلز نیز بیشتر خواهد بود برعکس حلالیت هیدروژن در آلومینیوم در حالت جامد عملا ً ناچیز است در نتیجه در حین انجماد هیدروژن حل شده در مذاب آزاد شده و ایجاد سوراخ های ریز می نماید.

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 ریخته گری 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 .

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 آلیومینیوم 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 ریخته گری نسبت به قطر حفره گازی نیز عیب فوق به وجود می آید.

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 .

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 ریخته گری 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 ایجاد ترک در نواحی از قطعه که مستعد ایجاد تنش می باشند و در نقاط گرم بیشتر است .

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 (دایکاست) می تواند مبدأ متفاوتی داشته باشد .

الف ) ترکیبات بین فلزی

الف – 1 – ترکیبات m-Al(Fe,Mn)Si

این ترکیبات بر روی برش های قطعات به صورت سوزن های کوتاه دیده می شود که در حقیقت به صورت ذرات بریده مشاهده می شود .

الف – 2 – ترکیبات x-Al(Fe,Mn)Si

این ترکیبات به فرم خطوط چینی ریز مشاهده می شوند این ترکیبات نسبت به ترکیبات قسمت قبل (m-Al(Fe,Mn)Si) بر روی خواص مکانیکی ضرر کمتری داشته و در فرآیند ساخت عملا ً مشکلی را ایجاد نمی نمایند .

الف – 3 – ترکیبات c-Al(Fe,Mn)Si

این ترکیبات به شکل بلورهای چند وجهی با طول متغیر می باشند این نوع ترکیبات هنگامی ایجاد می شوند که درجه حرارت حمام مذاب به کمتر از حد معینی باشد که این حد بستگی به مقدار آهن ، منگنز و کروم در آلیاژ دارد.

ب) اکسیداسیون ، واکنش با دیرگدازه ها

آلیاژهای آلومینیوم مخصوصا ً در حالت مایع طبیعتا ً بسیار اکسید شونده هستند وی حمام آلیاژ مذاب معمولا ً لایه ای از اکسید آلومینیوم ایجاد می شود که به آن اکسید آلومینیوم گاما می گویند این لایه به شدت محافظت کننده است اما طی چند ساعت یا چند ده ساعت به اکسید آلومینیوم آلفا تبدیل می شود سرعت تبدیل تابعی از درجه حرارت می باشد از طرفی سرعت اکسیداسیون همچنین به حضور برخی عناصر آلیاژی و از همه مهم تر در ریخته گری تحت فشار بستگی به حضور فلز روی در آلیاژ دارد .

پ) ذرات خارجی

آزمایش سیستماتیک بر روی تعداد زیادی از نمونه ها به کمک میکروسکوپ الکترونیکی نشان داده اند که اغلب ذرات خارجی موجود در قطعات ریخته گری ، متشکل از ذرات دیرگدازنشان داده اند که اغلب ذرات خارجی موجود در قطعات ، متشکل از ذرات دیرگداز ،(احتمالا ً با شکل تغییر یافته در اثر واکنش با آلومینیوم و یا ذرات بوته ) می باشند .

عیب قطره های سرد

قطرات سرد به صورت طبله های کم و بیش کروی به صورت محبوس در روی قطعه ریخته گری ظاهر می شوند و اغلب 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 سرد جوشی در ریخته گری

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 ریخته گری

سرد بودن مذاب هنگام تزریق

کوتاه بودن کورس ( زمان ) دومین مرحله تزریق

 

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 ریخته گری

کیفیت نامناسب مذاب ( تمیز نبودن یا حضور اکسیدها

عدم تنظیم سرعت مرحله اول تزریق

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 ریخته گری

کیفیت نامناسب مذاب ( تمیز نبودن یا حضور اکسیدها)

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 ( تمیز نبودن یا وجود اکسیدها)

عدم تنظیم سرعت مرحله اول تزریق

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 ( تمیز نبودن یا وجود اکسیدها)

عدم تنظیم سرعت مرحله اول تزریق

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 ( تمیز نبودن یا وجود اکسیدها

علل عیب سخت ریزه

نامناسب بودن ترکیب شیمیایی آلیاژ

نامناسب بودن زمان انجماد

وجود ترکیبات بین فلزی در آلیاژ

اکسید شدن آلیاژ آلومینیوم و واکنش با دیرگدازه ها

وجود هر گونه ذرات خارجی در آلیاژ آلومینیوم

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.

 

مراجع:

"ریخته‌گری فلزات غیر آهنی"، دکتر جلال حجازی، انتشارات جامعه ریخته‌گران ایران،1360

"چرا کاربرد ریختگ‍ی های آلومینیم گسترش می‌یابند؟"، سلیمان روشندل، ویژه نامه ریخته‌گری، انتشارات جامعه ریخته‌گران ایران، شماره 27

" شبیه سازی و بررسی سیلان مذاب درون فیلتر" ، دکتر علی حبیب اله زاده- جان کمپبل، نشریه ریخته گری ، انتشارات جامعه ریخته گران ایران، شماره 70m

انواع لوله در صنعت تاسیسات و لوله های پنج لایه جدید انواع لوله در صنعت تاسیسات و لوله های پنج لایه جدید
انواع لوله ها در صنعت تاسیسات و بررسی لوله های پلاستیکی و پلی اتیلنی , لوله های چند لایه , پنج لایه و کاربرد آنها در صنعت تاسیسات ...
بازدید: ١٣٠٢
:. آشنایی با توربوماشین , کاربرد و انواع آن :. آشنایی با توربوماشین , کاربرد و انواع آن
آشنایی با انواع توربوماشین های , کاربرد توربوماشین ها در صنعت , انواع توربو ماشین ها و مزیت های یک توربوماشین ...
بازدید: ٢۵٩١
:. چدن چیست و انواع چدن کدام اند؟ :. چدن چیست و انواع چدن کدام اند؟
چدن چیست و انواع مختلف چدن و کاربردهای مختلف چدن در صنعت چیست؟ ...
بازدید: ۴٩۶٨

طراحی سایت و سئو توسط ضابط