پشـتیبانی

09960666468

ریخته گری کوبشی

فرمت » ریخته گری » ریخته گری کوبشی
ریخته گری کوبشی

امتیاز

اشتراک گذاری

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars

ریخته گری کوبشی

ریخته گری کوبشی یا اسکوئیز کستینگ (squeeze casting)، یکی از روش های ریخته گری است که می توان آن را ترکیب ریخته گری کلاسیک و تحت فشار در نظر گرفت. فرایند ریخته گری کوبشی در سال 1960، در آمریکا برای اولین در زمان انقلاب صنعتی معرفی شد. پس از آن تا همین امروز روش ریخته گری کوبشی کاربرد های فراوانی در صنعت برای ساخت انواع فلزات داشته است. در ریخته گری کوبشی ، دو فرایند فورج و ریخته گری همزمان انجام می شود. همین موضوع سبب می شود قطعاتی با اشکال پیچیده و خواص مکانیکی فوق العاده را بتوان با این روش تولید کرد. برای مثال امروزه کمپانی بزرگ خودرو سازی پورشه آلمان از این روش برای تولید سیلندر های نسل جدید موتور V6 خود استفاده می کند.

با به کار گیری ریخته گری کوبشی ، تولید کنندگان می تواند حجم بالایی از محصولات بدون تخلخل را تولید کنند. در روش های مرسوم ریخته گری، حباب های هوا در زمان مذاب ریزی ممکن است به دام افتاده و سبب ایجاد  انواع عیوب ریخته گری شوند. همین موضوع سبب می شود تا مشتری نارضایتی خود را اعلام کرده و قطعه مرجوع شود. اما با استفاده از ریخته گری کوبشی بسیاری از این مشکلات بر طرف می شود.  در ادامه به بررسی مکانیزم عملکرد این نوع ریخته گری پرداخته خواهد شد.

ریخته گری کوبشی

شماتیک فرایند ریخته گری کوبشی

مکانیزم ریخته گری کوبشی

در ریخته گری کوبشی ، فلز مایع تحت فرایند فورج قرار می گیرد. در حقیقت ریخته گری کوبشی ، یک روش اصلاح شده ریخته گری معمولی در قالب برای ساخت قطعات سبک است. در این روش، مذاب پس از ورود به داخل قالب بسته، تحت فشار هیدرولیکی قرار می گیرد و منجمد می شود. فشاری که وارد می شود باعث می شود تا سرعت انتقال فرایند بالا رفته و نهایتا قطعه ای تولید شود که ریزدانه بوده و تخلخل کم و خواص مکانیکی بسیار خوبی دارد.

در ریخته کوبشی از آنجایی که فشار بالایی به مذاب اعمال می شود، تخلخل های گازی و انقباضی که در حین انجماد رخ می دهند به حداقل می رسند. هرچه فشار به قطعه افزایش یابد سرعت سرد شدن نیز بیشتر می شود. با این کار همچنین دانه بندی و مورفولوژی ساختار نیز ریزتر می شود. علاوه بر آن به منظور کاهش هرچه بیشتر احتمال وقوع اکسیداسیون و تخلخل می توان این فرایند را تحت خلا نیز انجام داد.

ریخته گری کوبشی

قطعات تولید شده به روش ریخته گری کوبشی

فرایند ریخته گری کوبشی، بسیار ساده بوده و پتانسیل بسیار خوبی برای عملکرد خودکار و سریع همراه با تولید بالا دارد. در بین دیگر روش های ریخته گری، روش ریخته گری کوبشی از جمله روش هایی است که می توان به خواص مکانیکی بسیار بالا در قطعات ریختگی شده رسید.

شیوه ریخته گری کوبشی

همانطور که بیان شد، این روش ترکیبی از فرایند های ریخته‌ گری و فورج است. در این روش ابتدا در قسمت پایینی حفره قالب پر می شود. البته باید توجه داشت حتما باید قالب پیش گرم شود. در مرحله بعد در زمانی که فلز شروع به انجماد می کند، پانچ به سمت پایین فشار وارد می کند. این فشار تا لحظه ای که انجماد تکمیل می شود ادامه پیدا می کند.

اگرچه فشار هیدرولیک اعمالی در این فرایند کمتر از فشار در فورج است اما قابلیت تولید محصولاتی با دقت عالی با این روش وجود دارد. در مرحله آخر این فرایند نیز پس از تکمیل انجماد، سنبه به طرف بالا حرکت کرده و با استفاده از یک ابزار مخصوص، قطعه از درون قالب خارج می شود. فشار وارد شده با این روش چیزی در حدود 100 مگاپاسکال یا بیشتر است. این فشار به کل مذاب وارد می شود تا زمانی که مذاب منجمد شود.

ریخته گری کوبشی

شماتیک دستگاه مورد استفاده در ریخته گری کوبشی

علاوه بر این روش، روش غیر مستقیم نیز برای برای ریخته گری کوبشی وجود دارد. روش غیر مستقیم در ریخته گری کوبشی همانند دایکست بوده و در آن تجهیزات خاصی به کار گرفته می شود. این نوع ریخته گری به دو صورت عمودی یا افقی انجام می شود. ابتدا مواد مذاب به شات اسلیو عمودی یا شات اسلیو افقی ریخته می شود. سپس جریان مذاب با استفاده از دروازه های بزرگی که برای این کار تعبیه شده اند، به قالب تزریق می شود. فرایند تزریق با سرعتی کم، یعنی چیزی حدود نیم متر بر ثانیه یا کمتر صورت می گیرد.

در مرحله بعد، جریان مذاب با استفاده از فشاری در محدوده ۵۵ تا ۳۰۰ مگاپاسکال منجمد می شود. از مزیت های این روش این است که قطعات نهایی دارای استحکام کششی خوبی خواهند بود. 

پارامترهای موثر بر ریخته گری کوبشی

دمای انجام فرایند ریخته گری کوبشی به قطعه ای که قرار است با این روش تولید شود بستگی دارد. اما معمولا این دما 6 تا 55 درجه سانتی گراد از نقطه ذوب قطعه مورد نظر بالا تر است. علاوه بر دمای ریخته گری، دمای قالب نیز از دیگر پارامتر های موثر است. معمولا این دما و دمای ابزار آلات بین 190 تا 315 درجه سانتی گراد می باشد.

ریخته گری کوبشی

شماتیک ریخته گری کوبشی

پارامتر بعدی تاخیر زمانی است. تاخیر زمانی به صورت فاصله زمانی بین ریختن مذاب و فشار دادن مذاب با پانچ تعریف می شود. در این زمان شبکه های نازکی درون حفره قالب شروع به انجماد می کند. علاوه بر موارد ذکر شده پارامتر فشار و همچنین زمان اعمال فشار نیز در ریخته گری کوبشی پر اهمیت است. فشار وارد شده معمولا بین 50 تا 300 مگاپاسکال است و زمان آن نیز برای مثال برای یک قطعه 9 کیلوگرمی حدودا بین 30 تا 120 ثانیه است. همچنین روغن کاری نیز در ریخته گری آلیاژهای آلومینیم، منیزیم و مس مهم است. به این صورت که پیش از ریخته گری، به عنوان روان کننده از اسپری کردن گرافیت کلوئیدی روی قالب گرم استفاده می شود.

مزایای ریخته گری کوبشی

مزیت اصلی ریخته گری کوبشی زمانی خود را نشان می دهد که یک شرکت به دنبال تولید قطعاتی با تخلخل بسیار کم و کیفیت بالا با استفاده از آلیاژ های سبک باشد. با به کار گیری ریخته گری کوبشی ، تخلخل و حباب ها به حداقل می رسند. نتیجتا با کاهش حباب ها کیفیت و خواص قطعات نیز بهبود پیدا می کند. علاوه بر آن، انقباض های ناشی از ریخته گری کوبشی پایین است و ضایعات تولیدی به حداقل می رسند. همین موضوع سبب می شود تا این روش ریخته گری یکی از اقتصادی ترین روش های تولید محسوب شود. همچنین در ریخته گری کوبشی ، استحکام فشاری قطعات تولید شده نیز بالاست و در آن، قابلیت تولید آلیاژ های آهنی و غیر آهنی وجود دارد.

ریخته گری کوبشی

ماشین ریخته گری کوبشی

با استفاده ریخته گری کوبشی نسبت به دیگر روش های ریخته گری می توان محدوده وسیع تری از اشکال را تولید کرد. همچنین با استفاده از این روش، نیاز به ماشین کاری پس از ریخته گری کاهش پیدا می کند. ریزساختار به دست‌ آمده ریزدانه بوده و همین موضوع سبب تقویت خواص مکانیکی قطعه خواهد شد. همچنین بافت قطعه تولیدی به گونه ای است که قطعه خواص ایزوتروپیک دارد. علاوه بر موارد ذکر شده، استفاده حداکثری از مذاب با ریخته گری کوبشی امکان پذیر بوده به گونه ای که هدر رفت به حداقل مقدار خود می رسد.

معایب ریخته گری کوبشی

افزون بر مزیت های زیادی که این روش ریخته گری دارد، مانند هر روش دیگری معایب خود را نیز داراست. برای مثال مشکلی که در این زمینه وجود دارد این است که قالب در روش ریخته گری کوبشی به کندی پر می شود. همین موضوع سبب می شود تا فلز پیش از اتمام فرایند ریخته گری سخت شود و تولید کنندگان با مشکل مواجه شوند. از همین رو محصولاتی وجود دارد که روان کننده بوده و می توان با استفاده از آن ها این مشکل را تا حدی برطرف کرد.

ریخته گری کوبشی

فرایند ریخته گری در قالب دائمی

در صورتی که قصد تولید قطعات بسیار بزرگ را داشته باشیم، با این روش ممکن است نقص های انقباضی شدیدی به وجود آید. به همین دلیل تولید قطعات حجیم با روش ریخته گری کوبشی توصیه نمی شود. همچنین با زیاد شدن اندازه قطعه، نیاز به طراحی سنبه ها و قالب های بزرگ تر و با استحکامی بیشتر وجود دارد. زیرا فشار اعمالی بر مذاب نیز زیاد می شود. علاوه بر آن، با وجود این که معمولا ریخته گری فرایند ارزان تری نسبت به فرایند های شکل دهی نظیر فورج است، تجهیزات این روش بسیار گران قیمت هستند.

همان طور که گفته شد سرعت این فرایند بالا نیست. یکی از دلایل این موضوع و همچنین از دلایل زیاد شدن هزینه های این روش این است که ریخته گری کوبشی نیاز به نظارت و کنترل دقیق دارد. همچنین در ریخته گری کوبشی فلزاتی که فعالیت شیمایی بالایی داشته و سریعا اکسید می شوند، به ایجاد خلا مناسب نیاز بوده که خود چالش بر انگیز است.

کاربردهای قالب گیری ریخته گری کوبشی

با استفاده از روش ریخته گری کوبشی می توان رنج وسیعی از قطعات را تولید کرد. برای مثال تولید آلیاژ هایی از فلزات آهنی و غیر آهنی نظیر منیزیم و آلومینیوم و غیره با این روش قابل تولید است. با استفاده از این روش، تولید قاب شاسی اتوموبیل، ملخک موتور قایق و پره های توربین (پره های کوچک) نیز تولید می شود. همچنین قاب شاسی ماشین ها، قسمت آلومینیومی فرمان ماشین و غیره از دیگر مواردی اند که با این روش می توان آن ها را تولید کرد.

ریخته گری کوبشی

شماتیک فرایند ریخته گری کوبشی

امتیاز

اشتراک گذاری

1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars

بیشتر بخوانید:

ساخت قالب ریخته گری آلومینیوم

ساخت قالب ریخته گری آلومینیوم اولین گام در فرآیند ریخته گری آلومینیوم است. در فرآیند ساخت قطعات فلزی با ریخته گری ، قالب سازی ، پایه

ریخته گری برنج

ریخته گری برنج یک فرایند کار گرم فلزی با قدمت بالا است. این فرایند سابقه ای در حدود 6000 سال دارد. در واقع فرآیند ريخته ‌گري

درآمد تولید شمش آلومینیوم

درآمد تولید شمش آلومینیوم را می توان با کسر هزینه ی خرید مواد اولیه از درآمد فروش شمش آلومینیوم به دست آورد. میزان درآمد تولید شمش

ریخته گری استیل 316

ریخته گری استیل 316 یا فولاد زنگ نزن 316 ، به فرایند ذوب فولاد زنگ نزن 316 و استفاده از قالب های ریخته گری به منظور

0 دیدگاه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

تخصص دارید؟ به ما بپیوندید