متالورژی ، علم ناشناخته

برای سربلندی کشورمان ، باید به سرآغاز هایمان پایان دهیم

 
روش های جلوگیری از ایجاد عیوب در قطعات ریختگی
نویسنده : مصطفی زارع - ساعت ۱۱:٥٩ ‎ق.ظ روز ۱۳٩٠/٢/۱٢
 

 

روش های جلوگیری از ایجاد عیوب در قطعات  ریختگی

 مشکلات تزریق :

 مشکلات مربوط به تزریق مذاب منجر به ایجاد ترک در حد قابل توجهی می شوند به خصوص هنگامی که بیرون اندازه ها به طور موضعی روی قطعه فشار وارد کرده و قطعات هنگام خروج دچار تغییر شکل شوند در این حال فشار زیادی بر قطعات وارد شده و منجر به شکست یا ایجاد ترک می گردد جهت حل این عیب سه راه حل وجود دارد .

 

الف ) کوتاه کردن بیرون اندازه ها .

ب) افزایش ضخامت راهگاه در محل تماس با قطعه .

پ) بازبینی نحوه توزیع بیرون اندازه ها روی قطعه و یا افزایش قطر آنها .

 

 اضافه فشار یا زمان بالا آمدن ذوب :

تأثیر فشار اضافی در فاز سوم با دو فاکتور در ارتباط می باشد مقدار فشار اعمال شده و تأخیر در کاربرد این فشار

الف ) مقدار فشار اعمال شده : فشار اضافی اثر مطلوبی بر کاهش عیوب به ویژه در مورد مک های انقباضی به وسیله اعمال فشار در فاز یوتکتیکی دارد  در این حال تأثیر این فشار اضافی بر روی حفره های گازی کمتر محسوس می باشد حداکثر فشار قابل اعمال بستگی به نیروی بسته شدن قالب دارد .

ب) تأخیر در اعمال فشار : با ایجاد تأخیر در اعمال فشار اضافی در مرحله سوم ریخته- گری تحت فشار ، انجماد سریعا ً انجام می پذیرد به همین دلیل لازم است فشار مرحله سوم بلافاصله پس از پر شدن قالب اعمال گردد در غیر این صورت قسمت های نازک قطعات منجمد گردیده و مانع هر گونه انتقال فشار بر بقیه قسمت های قطعه می گردد .

 گریپاژ یا توقف نابهنگام پیستون تزریق : حرکات ناگهانی پیستون تزریق عامل ایجاد انواع عیوب است از جمله سرد جوشی ، نیامد، مک های انقباضی  و حتی عیب قطرات سرد ، گریپاژ پیستون به راحتی قابل تشخیص است به شرط آنکه منحنی جابجایی و فشار آن را در اختیار داشته باشیم .

 

منشأ گریپاژ پیستون اغلب در سرد شدن نامناسب پیستون بوده که خود دو علت دارد .

الف ) کارکرد نامناسب سیستم خنک کننده پیستون تزریق .

ب) دبی غیر کافی آب که ، نیاز به بازبینی و رگلاژ دارد .

از طرفی علت های  دیگری نیز جهت گریپاژ پیستون وجود دارند :

الف ) سرد شدن بیش از حد پیستون تزریق

ب) بسته شدن شیر تزریق و یا دیگر عیوب مربوط به سیستم هیدرولیک

پ) گرفتگی فلر در سیلندر تزریق

ت) طرح سیستم تغذیه قالب

 

چند عامل جهت نامناسب بودن قالب را می توان ذکر نمود :

الف ) روش طراحی سیستمی که از طریق تجربی طراحی شده باشد و یا حتی بدتر از آن طراحی بدون محاسبه موجب ایجاد عیوب می گردد .

ب ) کوتاه بودن طول راهگاه ورودی مذاب در این حال برخی نقاط قطعه به سختی از مذاب تغذیه شده و یا برعکس موجب چرخش مجدد مذاب در داخل قالب می گردد .

پ) تعداد بیش از حد راهگاه ورودی مذاب در صورتی که قطعه توسط مقدار بیش از حد راهگاه ورودی مذاب پر شود (3 و یا بیشتر ) و فاصله آنها زیاد باشد در طول پر شدن قالب خطر جوش خوردگی نا مناسب وجود دارد ( عیوب سردجوشی و نیامد )

ت) نوع سیستم راهگاهی برای قطعه ریختگی نامناسب باشد فرم قطعه یک پارامتر مهم جهت انتخاب سیستم راهگاهی به بهترین شکل ممکن به منظور پر شدن صحیح قالب می باشد .

 

 میزان کردن نامناسب ذوب با مقدار بیش از حد ذوب :

 مقدار نامناسب مذاب عامل مهمی در پیدایش عیوب است در نتیجه هنگامی که مذاب در حد بیش از اندازه در داخل محفظه ریخته شود پر شدن قالب در همان مرحله اول تزریق انجام شده و فلز به طور غیر عادی سرد می شود و عیوب سرد جوشی و یا نیامد انجام می شوند .

 

سرعت پایین مرحله دوم تزریق :

جهت پرکردن  قالب در شرایط بهینه لازم است که مذاب به حالت پودری در قالب جاری شود در این حال فلز به صورت قطرات ریزی در آمده که موجب کاهش خطر حبس هوا در قالب می شوند این امر از ایجاد حفره های گازی ، آبلگی ، زیر حفره ، نیامد و کشیدگی جلوگیری می نماید

در برخی موارد در قطعاتی که ضخیم باشند این مزیت وجود دارد که قالب می تواند با سرعت مرحله دوم کمتری پر شود در اکثر قریب به اتفاق قطعات ریختگی تحت فشار ، سرعت مرحله دوم بالایی لازم است .

 

 سرعت مرحله دوم تزریق بیش از حد زیاد باشد :

اگر سرعت حرکت پیستون تزریق بیش از  حد زیاد باشد سرعت تزریق مذاب در قالب و در نتیجه سرعت پر شدن قالب نیز بیش از اندازه خواهد بود در ریخته گری تحت فشار عملا ً دو سیستم جریان مذاب مشاهده می شود .

اول سیستم فورانی (جت ) که برای پر شدن قالب و سلامت داخلی قطعات مضر می باشد این مسئله در سرعت های بیش از حد پایین مرحله دوم تزریق مشاهده می شود .

دوم سیستم اسپری شدن مذاب است که بهترین حالت ممکن را جهت رسیدن به سرعت کافی تزریق مذاب به دست می دهد ( بستگی ضخامت راهگاه ورودی مذاب دارد ) با وجود این در محدوده سیستم اسپری شدن مذاب برای سرعت های نسبتا ً بالا یک سری مشکلات نیز ممکن است ایجاد شوند در نتیجه هنگامی که سرعت مرحله دوم تزریق خیلی زیاد است هوای داخل قالب زمان لازم برای خروج از محفظه قالب را نداشته و می تواند منجر به ایجاد عیوب حفره های گازی و سوزنی شدن گردد در این حال لازم است که سرعت مرحله دوم تزریق کاهش یابد .

باید خاطر نشان شود که سرعت بیش از حد مرحله دوم تزریق در برخی موارد منجر به فرسایش شدید قالب نیزمی شود که عمر قالب را کوتاه می نماید .

 

سرد بودن قالب :

 سرد بودن قالب موجب ایجاد عیوب مختلفی می شود راه حل های مختلفی جهت جلوگیری از آن می توان پیشنهاد نمود .

الف ) کاهش میزان روغن کاری

ب) افزایش آهنگ تولید (در صورت امکان )

پ) افزایش دمای مذاب تزریق شونده به منظور افت حرارتی قالب

ت) افزایش زمان انجماد به منظور کاهش اتلاف حرارتی قالب

 

بیش از حد گرم بودن قالب :

هنگامی که قالب بیش از حد گرم باشد چندین راه قابل ارائه هستند .

الف ) افزایش میزان روغن کاری ، چون روغن کاری موجب سرد شدن قابل توجه قالب می گردد

ب) کنترل شرایط سرد وگرم شدن قالب .

پ) کاهش سرعت تولید .

 

سرد بودن بیش از حد مذاب در حین تزریق :

 به منظور کاهش خطر ایجاد عیوب ریخته گری مانند سردجوشی ، نیامد ، ترک خوردگی و قطرات سرد باید مذاب در منطقه بالای سولیدوس بوده و این مسأله در تمام مرحله پر شدن قالب رعایت شود در صورت سرد بودن بیش از حد مذاب ، چندین راه حل وجود دارند که عبارتند از :

الف ) افزایش دمای مذاب در کوره نگهدارنده با وجود این نباید بالاتر از محدوده c 710 باشد .

ب) کاهش زمان انتقال مذاب ازکوره ذوب به کوره نگهدارنده به منظور کاهش اتلاف حرارتی در ملاقه و ریختن فلز گرم تر به داخل کوره های نگهدارنده .

پ) کاهش زمان نگهداری مذاب پیش از بارریزی ، زیرا مذاب در کوره نگهدارنده مرتبا ً سردتر می شود .

ت) در انتها مؤثرترین راه حل را می توان کاهش زمان پر شدن قالب عنوان کرد .

 

 گرم بودن بیش از حد مذاب در هنگام تزریق :

مذاب بیش از حد گرم در هنگام تزریق می تواند باعث ایجاد عیوبی نظیر ترک خوردن ( فلز بیش از حد گرم در حین تزریق می تواند تغییر شکل دهد ) و یا کشیدگی انقباضی گردد ( به علت افزایش درجه حرارت قالب ) برای رفع این مسأله دو راه حل وجود دارد که عبارتند از :

 

الف ) کاهش درجه حرارت مذاب در کوره نگهدارنده ، البته نباید دما را بیش از حد کاهش داد زیرا در این صورت عیوب دیگری مانند سردجوشی و ... به وجود خواهند آمد .

ب) افزایش زمان پر کردن قالب هدف از این کار از بین بردن تأثیر گرم شدن قالب در حین پر شدن و به دست آوردن فلز سردتر در انتهای پر شدن قالب می باشد .

 

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 .

به همین دلایل ( و دلایل دیگر) برای یک تولید کننده قطعات دایکاست داشتن تعاریف خوب و مناسب از عیوب برای دیگران مزیت بزرگی به شمار می آید یک فاکتور ساده ولی حیاتی در این زمینه وجود افرادی هست که در یک کار گاه به یک زبان صحبت کنند و درک خوبی از هم داشته باشند .

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 .