بخشی از مقاله
ريخته گري تحت فشار نوعي ريخته گري مي باشد كه مواد مذاب تحت فشار بداخل قالب تزريق مي شود . اين سيستم بر خلاف سيستم ريژه كه مذاب تحت نيروي وزن خود بداخل قالب مي رود امكانات توليد قطعات محكم وبدون مك مي باشد. دايكاست كوتاهترين راه توليد يك محصول از فلز مي باشد .
مزاياي ريخته گري تحت فشار:
1-توليد انبوه و با صرفه
2-توليد قطعه مرغوب باسطح مقطع نازك
3-توليد قطعات پيچيده
4-قطعات توليد شده در اين سيستم از پرداخت خوبي بر خوردار است.
5-قطعه توليد شده استحكام خوبي دارد.
6-در زمان كوتاه توليد زيادي را امكان مي دهد.
معايب ريخته گري تحت فشار :
1-هزينه بالا
2-وزن قطعات در اين سيستم محدويت دارد حداكثر 3 8 K g
3-از فلزاتي كه نقطه ذوب آنها در حدود آلياژ مس مي باشد مي توان استفاده نمود.
ماشينهاي دايكاست:
اين ماشينها دو نوع كلي دارند:
1-ماشينهاي با محفظه تزريق سرد: cold chamber در اين نوع سيلندر تزريق خارج از مذاب بوده و فلزاتي مانند A L و C u و m g تزريق مي شود و مواد مذاب توسط دست به داخل سيلندر تزريق منتقل مي شود .
2-ماشينهاي با محفظه تزريق گرم : Hot chamber در اين نوع سيلند تزريق داخل مذاب و كوره بوده و فلزاتي مانند سرب خشك و روي تزريق مي شود و مذاب اتوماتيك تزريق مي شود.
محدوديتهاي سيستم سرد كار افقي:
1-لزوم داشتن كوره هاي اصلي و فرعي براي تهيه مذاب و رساندن مذاب به داخل سيلندر تزريق
2- طولاني بودن مراحل كاري
3-امكان بوجود آمدن نقص در قطعه بدليل افت حرارت مذاب آكومولاتور يك سيلندر دو طرفه بازشوكه داخل آن يك پيستون شناور وجود دارد كه يك سمت آن فشار گازاز نوع گاز بي اثر مانند گاز ازت كه در سيستم با D Oمشخص مي باشد ، تحت فشار است و در سمت ديگر فشار روغن كه در سيستم با P N مشخص مي باشد.
وظيفه آكو مولاتور:
چون پيستون شناور آكومولاتور بوسيله فشار روغن شارژ شده است و پشت آن هم فشار متراكم گاز وجود دارد در زمان تزريق وقتي فشار روغن در يك سمت كم مي شود . فشار گاز با سرعت زيادي پيستون را به سمت روغن هدايت نموده و باعث سرعت زيادي در ضربه دوم تزريق شده و مذاب را در مدت زمان كوتاه بداخل حفره قالب مي راند .
نقش آكومولاتور:
اگر اين اجزاء عمل نكند و در واقع نقشي در تزريق مذاب نداشته باشد قطعات داراي مك و بد تزريقي بوده و استحكام لازم راندارد.
بسته نگه داشتن قالب : (قفل قالب D I E L O C K )
فشارهايي كه در ريخته گري تحت فشار در فلز مذاب به وجود مي آيند مستلزم داشتن تجهيزات ويژه جهت بسته نگهداشتن قالب مي باشد تااز فشاري كه براي باز كردن قالب در طي تزريق بوجود مي آيدوباعث پاشيدن فلزاز سطح جدا كننده قالب مي شود اجتناب شده و تلرانسهاي اندازه قطعه ريختگي تضمين گردد. قالبهاي دايكاست بصورت دو تكه ساخته مي شوند يك نيمه قالب به كفشك ثابت ( طرف تزريق) و نيمه ديگر به كفشك متحرك ( طرف بيرون انداز) بسته مي شود .
قسمت متحرك قالب بوسيله ماشين روي خط مستقيم به جلو و عقب مي رود و به اين ترتيب قالب دايكاست باز و بسته مي شود. بسته نگهداشتن هردونيمه قالب طی تزريق ،بسته به طراحي ماشين ريخته گري تحت فشار با روشهاي مختلف صورت مي گيرد. يك روش اتصال با نيرو است كه از طريق اعمال يك نيروي هيدروليكي بر كفشك متحرك به وجود مي آيد.روش ديگر،اتصال با فرم به كمك قفل و بند هاي مكانيكي صورت مي گيرد اين قفل و بند ها فقط با يك نيروي كوچك پيش تنش كار مي كنند .
در هر دو مورد يك بسته نگهدارنده ايجاد مي گردد كه با نيروي به وجود آمده باز كننده در قالب دايكاست مقابله مي كند. نيروي باز كننده نتيجه فشار تزريق است كه هنگام پر كردن قالب ايجاد مي گردد.
سيستم قفل قالب به روش اتصال با نيرو معمولا شامل قسمتهاي زير است :
1-دوميز ثابت جلو و عقب و يك ميز متحرك مياني
2-چهار عدد بازوي راهنما و هشت عدد مهرة فيكس
3-سيلندر محرك ميز متحرك
قدرت قفل شوندگي قالب بستگي به موارد زير دارد:
1-قدرت پمپ
2-قدرت سيلندر محرك ميز
3-قدرت چهار عدد ميله راهنما
4-زاويه شيب گوه ها
قالبهاي دايكاست:
قالب دايكاست عبارت است يك قالب دائمي فلز ي بر روي يك ماشين ريخته گري تحت فشار كه براي توليد قطعات ريختگي تحت فشار بكار مي رود. هدايت كردن فلز مذاب به درون حفره قالب توسط كانالهايي انجام مي گيرد كه به آن سيستم مدخل تزريق – راهگاه - گلويي گفته مي شود . هر قالب دايكاست از دو قسمت تشكيل شده است تا بتوان قطعه را بعد از انجماد از حفره قالب بيرون آورد. اجزاء قالب دايكاست كه با فلز ريختگي مذاب در تماس هستند از فولاد گرم كار و يا از آلياژهاي مخصوص نسوز و مقاوم در برابر تغيير دما ساخته مي شود .
ساختمان قالب:
در زير جنبه هاي مهم طراحي قالب را مورد برسي قرار مي دهيم:
تقسيم قالب:
همانطور كه ذكر شدهر قالب دايكاست بصورت دو تكه است يعني قالب ازيك نيمه ثابت(طرف تزريق)ويك متحرك (طرف بيرون انداز)تشكيل شده است . نيمه ثابت قالب (نيمه تزريق قالب)به كفشك ثابت ماشين ريخته گري تحت فشار مونتاژ مي شود . در حالي كه نيمه متحرك قالب (نيمه بيرون انداز قالب )به كفشك متحرك محكم مي شود هر دو نيمه قالب در حالت آماده تزريق بسته هستند و با نيروي بسته نگهدارنده اي كه از طرف ماشين ايجاد مي گردد،در حالت بسته نگه داشته مي شوند .
سطح تماس هر دو نيمه قالب ، سطح جدايش قالب ناميده مي شود. براي اجتناب از نفوذ فلز مذاب به خارج بايستي سطح قالب كاملاً آب بندي و از اين جهت به صورت سطح سنگ زني شده و يا هم سطح شده باشد .دقت انطباق صفحات قالب كه روي هم قرار مي گيرند اهميت زيادي دارند .بهتر است كه لبة خارجي در هر دو صفحه قالب حدواً 1 m m تا 2 m m تحت زاويه 4 5 پخ زده شوند . به اين ترتيب از خرابي لبه ها توسط ضربه يا برخورد كه منجر به تغيير شكل لبه ها مي گردد و مي توانند دقت انطباق را بر هم بزنند اجتناب مي شود .
در خاتمه يك مطلب در مورد تعيين ابعاد سطح جدايش قالب ذكر مي گردد كه سطح جدايش دور تا دور حفره قالب يك سطح به اندازه كافي بزرگ آب بندي را بوجود بياورد.
تخليه هواي قالب :
يكي از شرايط مهم براي توليد قطعات مهم توليد تزريقي بدون عيب آن است كه در موقع تزريق مقدار گازهاي محبوس در ساختار قطعه محبوس در ساختار قطعه تا حد امكان كم باشد . و اين تعداد كم تخلخلهاي گازي با ابعاد كوچك ميكروسكوپي به هم فشرده شوند . بدين ترتيب دو خواسته مطرح مي گردد .
اولاً بايد در پروسه تزريق تا حد امكان هيچ هوايي از تجهيزات تزريق به درون مذاب نفوذ نكند و ثانياً هواي موجود در كانال تغذيه و حفره قالب بتواند هنگام تزريق بطور كامل خارج گردد.
فشردن تخلخلهاي باقيمانده درقطعه از طريق اعمال فشار نهايي بعد از پر شدن قالب صورت مي گيرد اين فشار نهايي را مي توان از طريق اتصال يك مولتي بليكاتور افزايش داد.اولين خواسته به خصوص به واحد ريخته گري و در اينجا قبل از هر چيز به سيستم كنترل محرك ريختگي و مربوط مي باشد . بايستي توجه داشت كه پيستون مذاب آهسته حركت كرده و فلز مذاب قبل از آنكه با سرعت براي پوشيدن قالب شتاب بگيرد در محفظه انتقال جمع گردد .تجمع در محفظه انتقال بدون تشكيل يك موج برگشتي از نفوذ هوا به درون محفظه انتقال جلوگيري كرده و شرايط را براي خروج بلا مانع هواي وارد شده از طريق جريان فلز به درون كانال تغذيه وحفره قالب و سپس از آنجا توسط كانالهاي تخليه هوا به بيرون آماده فرايندهاي ويژه ، مانند حركت شتابدار پيستون مذاب ، تأثيرمبتني بر كاهش هوا و ناخالصيهاي گازي در فلز تزريقي مي گذارند.
درخواست دوم مربوط به تخليه هواي حفره قالب مربوط است . هواي نفوذ ي توسط جريان فلز بايستي به راحتي خارج گردد. بنابر اين بايستي كانالهايي براي تخليه هوا در نظر گرفت تا هواي گازهاي قالب بتوانند از طريق آنها به بيرون انتقال يابند تخليه ناقص هوا از قالب يكي از علتهاي رايج عدم نفوذ كيفيت قطعه مي باشد . برحسب تجربه پايين بودن بيش از اندازه سرعت فلز باعث عيوب ريختگي مانند سطح خارجي زبرورگه دار تزريق سرد و ناخالصيهاي گازي مي گردد .
بنابر اين سرعت جريان فلز مذاب د رحفره قالب تاوقتي كه قالب كاملاً پر شود با ازدياد فشار گاز ( در نتيجه تخليه خيلي آهسته هوا) كاهش مي يابد. فشار گاز در حفره قالب از گلوئي تا اخرين ناحيه پر شده حفره قالب افزايش مي يابد ، با توجه به ميزان اثر گذاري تخليه هواي قالب ، اندازه حد اكثر فشار گاز متفاوت است . تجمع عيوب ريختگي در آخرين قسمت هاي پر شده قطعه تزريقي هميشه نمايانگر آن است كه تخليه هوا ناقص انجام گرفته است . بهبود و توسعه تخليه هواي قالب در اين نقاط از حفره قالب خطر عيوب ريختگي را كاهش مي دهد ، زيرا به اين ترتيب فشار گاز پايين آمده و متناسب با آن سرعت جريان فلز مذاب كمتر مي گردد .
به اين ترتيب بايستي در قالب دايكاست كانالهايي با ابعاد كافي براي سطح مقطع جهت تخليه هوا تغيير گردند همه سطوح انطباقي قسمت هاي قالب در حفره قالب (مغزيها قالب، ماهيچه ها ثابت و متحرك ، پينهاي پران ) و طبيعتاً سطح جدايش قالب نيز در تخليه هوا مؤثر هستند اما معمولاً اين مقاطع كه در تخليه هوا نقش دارند به آن اندازه اي نيستند كه هواي موجود در قالب تزريق را در مدت زمان بسيار كوتاه پر شدن قالب بطور كامل تخليه نمايند . سطوح جدايش قالب بويژه در قالب هاي جديد غالباً با دقت زيادي ماشينكاري و آب بندي مي گردند . بطوري كه سهم آنها در تخليه هوا ناچيز است .
كانال هاي تخليه هوا در سطح جدايش قالب مرز كاري مي گردند و از كناره حفره قالب يا از سر باره گيره ها بصورت خط مستقيم تا لبة خارجي هدايت مي شود.
عرض كانال ها در حدود 10mm تا 15mm و عمق آنها 0.1mm تا 0.2 mm است فلز مذاب به درون كانال هاي تخليه هوا نفوذ مي كنند ، اما طول نفوذ براي يك كانال با عمق 0.2mm بسيار كوتاه است . براي جلوگيري از تخلخل هاي ايجاد شده در اينجا ، كانالهاي تخليه هوا در سر باره گيره ها قرار داده مي شود و اين سر باره گيره ها در پليسه گيري ان جدا مي گردند.
طول كانالهاي تخليه هوا بايد حداقل 100 mm باشد و به همان اندازه بايستي ما براي آن بر روي سطح جدايش در اختيار باشد . وجود كانالهاي تخليه هوا فقط در يكي از دونيمه قالب در سطح جدايش كافي است.
بهتر است هميشه از ماهيچه هاي ثابت موجود در قالب دايكاست نيز جهت تخليه هواي قالب بهره برد. براي اين منظور با يك لقي انطباق حدوداً 0.05 mm در صفحه قالب قرار داده مي شوند.
بايد به فاصله تقريباً 100mm از پشت ديواره قالب ، يك گاه در نظر گرفته شود تا هواي رانده شده جمع آوري و سپس از طريق سطح ايجاد شده بر روي شفت ماهيچه به خارج انتقال يابد.همچنين سطوح لغزش ماهيچه هاي متحرك ، كه داراي يك لقي انطباق زياد در حدود 0.1 mm هستند و نيز پينهاي پران كه معمولاً بالقي كمتر از 0.03 mm نصب مي گردند در تخليه هوا مؤثرند.
در حالي كه روشهاي ممكن جهت تخليه هواي قالب كه از آنها نام برده شد ، تنها براي آن بكار مي روند تا هواي رانده شده از فلز تزريقي را از حفره قالب دور نگهدارند و از تشكيل يك فشار معكوس و مزاحم گاز در حفره قالب جلوگيري كنند ، بايستي از طرف ديگر تدابيري نيز جهت انتقال هواي محبوس در جريان فلز به بيرون انديشد معمولاً تا حدودي تشكيل حركت گردابي در جريان پر كننده اجتناب ناپذير است، بطوري كه مثلاً در تغيير مسير جريان و در برخورد ماهيچه هاي بر آمده و ديوارهاي قالب و همچنين توسط يك جريان برگشتي امكان تشكيل گرداب وجود دارد بعلاوه باقيمانده مواد جدايش با جريان تزريق همراه شده و يا توسط آن شسته مي شوند از اين رو اتخاذ تدابير بايستي هوا ، گازهاي قالب و يا اكسيد هاي به وجود آمده توسط حركت گردابي فلز مذاب جمع اوري و از حفره قالب خارج گردند براي اين منظور از قسمتهاي بنام سر باره گيرها مناطق فرز گازي شده كوچكي در صفحه قالب نزديك كنارحفره قالب مي باشند كه توسط يك گلويي نازك به حفره قالب متصل مي گردند.به اين ترتيب فلز مذاب به درون سر باره گير سر ريز مي شود .
با توجه به اينكه بخصوص ابتداي جريان تزريق ، يعني جبهه جريان ، از هوا ، اكسيدها و باقيمانده مواد جداكننده فني مي باشد سر باره گيرها بويژه در جايي در نظر گرفته مي شوند كه در آنجا جبهه جريان به ديواره قالب پرتاب مي گردد. بنابراين سر باره گير فلز تزريقي را كه ديگر شرايط مطلوب كيفي را دار نمي باشد گرفته و از حفره قالب دور مي كند .
براي طراحي صحيح سر باره گير بايستي تصور روشني از نحوه تغييرات جريان داشت. سرباره گيره ها بر حسب نوع گلويي ، كه نحوه تغييرات جريان را مشخص ميكنند هميشه در ناحيه انتهاي جريان پركننده قرار داده مي شوند .
