مقاله در مورد فرآیندهای ریخته گری تحت فشارو آنالیز تنش و خستگی در اثر فشار

بخشی از مقاله

چکيده:
اين پروژه در قالب چهار فصل آورده شده که در فصل اول اصول کلي فرآيند ريخته گري تحت فشار، آلياژهاي مناسب ازلحاظ ترکيب و دامنه انجمادي ، نقش آکومولاتور، محاسبات مربوط به بسته نگه داشتن قالب و زمان پر شدن قالب و مزايا و محدوديت هاي اين فرآيندها بررسي شده است
در فصل دوم تشريح قالب واجزاي دروني قالب ، جنس قالب و روشهاي پوشش دهي مهندسي سطح ونقش پوشش هاي مصرفي ، تنش گيري قالبها ونکاتي در مورد نگهداري قالب و بررسي

لحيم شدن آلياژهاي آلومينيوم با قالب و نقش عناصرآلياژي برلحيم شدن قالب بررسي شده است .
درفصل سوم مشکلات ريخته گري تحت فشار، تاثير عموامل مختلف برروي عيوب و راهبردهايي جهت بهبود فرآيند و بررسي عيوب قطعات و منشا شکل گيري و راههاي پيش گيري همراه با تصاويرعيوب شرح داده شده است .
درفصل چهارم تاثيرفشار بر روی تنش و خستگی و ایجاد ساختارهای غیر تعادلی بر اثر توزیع فاز بر روی آلیاژهای AL-SI بررسی شده است.

فصل اول
فرآيندهاي ريخته گري تحت فشار

1-1مقدمه :
ريخته گري تحت فشار يکي از اقتصادي ترين روشهاي توليد در صنعت ريخته گري است وازاين رو شگفت انگيز نيست که توليد قطعات دراکثر کشورها سال به سال فزوني يافته است . در حال حاضرسهم اين نوع توليد در جمهوري فدرال آلمان بيش از نصف کل توليدات ريخته گري فلزات غير آهني مي باشد .
اين جهش قابل ملاحظه است که در ريخته گري دايکاست در رقابت با ساير روشهاي ريخته گري و شکل دادن کسب کرده است مديون اقتصادي بودن و گسترده بودن طيف کاربردي آن مي باشد . فرآيندهاي ريخته گري تحت فشار يکي از روشهاي قديمي براي ساختن قطعات فلزي مي باشد . در خيلي از فرآيندهاي ريخته گري پيشين ( که خيلي از آنها امروز هم به کار مي روند) قالبها پس از استفاده بايد خراب شده به خاطر اينکه قطعه پس از انجماد از داخل قالب خارج شود و نياز به قالبهاي دائمي که براي توليدات با تيراژ بالا مورد استفاد قرار مي گيرند بطور آشکار راه ديگر براي توليد قطعات است .
در قرون وسطي صنعتگران استفاده از قالبهاي آهني براي ساختن آلياژهايي از قلع و سرب را

تکميل و انجام دادند و بعد از گذشت قرنها فرآيند قالبهاي دائمي فلزي تکميل تر شدند . بعدها در قرن 19 ميلادي فرآيندها توسعه يافتند که فلز را به درون قالب با اعمال فشار براي ساختن قطعات مورد استفاده قرار مي دادند که به فرايند ريخته گري دايکست معروف شدند .
در ابتدا ماشينهاي ريخته گري تحت فشار براي آلياژهاي روي مورد استفاده قرار مي گرفت اما با نيازمندي به توليد ساير قطعات با فلزات مختلف سبب ترقي و توسعه مواد قالب و فرآيندهاي اين

روش شده است . در سال 1915 آلياژهاي آلومينيوم توسط ريخته گري تحت فشار در تعداد زيادي توليد شدند. بيشتر پيشرفتهاي انجام شده در تکنولوژي ريخته گري تحت فشار در مدت قرن اخير صورت گرفته است که تنوع موجود در سيستمهاي ريخته گري تحت فشار ناشي از شار فلز و رفع وحذف کردن گازها از حفره قالب و واکنش پذيري بين فلز ذوب شده وسيستم هيدروليکي و تلفات حرارتي در طول عمليات تزريق کردن مي باشد . تنوع در اين فرآيند داراي اشکال عمومي با توجه به طراحي مکانيکي و قالب کنترل حرارتي وبه کار گيري آن است .
چهار خانواده ي آلياژي عمده به صورت ريخته گري تحت فشار توليد مي شوند که عبارتند از : آلومينيوم و روي و منيزيم و آلياژهاي پايه مس هستند که در جدول 1-1 نشان داده شده است .

سرب و قلع به طور کمتر و حتي آلياژهاي آهني نيز همچنين مي توانند توسط ريخته گري تحت فشار توليد شوند. سه نوع اصلي از فرآيند ريخته گري تحت فشار که شامل فرآيند محفظه گرم و فرايند محفظه سرد و تزريق مستقيم مي باشد .

فرآيند محفظه گرم ابتدائي ترين فرآيند است که اختراع شده است که اين روش به طور پيوسته و مکرر براي مواد با نقطه ذوب پايين مورد استفاده قرار مي گرفته است (روي وآلومينيم و قلع و براي الياژهاي منيزيم) . بدين ترتيب درفرآيند محفظه گرم که باعث به حداقل رساندن آلياژهاي مذاب در معرض اغتشاش و هواي اکسنده و از دست دادن حرارت در طول مرحله تزريق با نيروي هيدروليکي مي باشد . در اين روش که با طولاني شدن تماس دروني و نزديک بين فلز ذوب شده و موجود

باعث ايجاد بروز مشکلاتي در توليد قطعات با اين فرآيند مي شوند .
در فرآيند محفظه سرد با رفع شدن مشکلات مربوط به مواد با جدا کردن مخزن فلز مذاب براي سيکلهاي بيشتري کاري در نظر گرفته شده است. در ريخته گري تحت فشار محفظه سرد به اندازه گيريهاي خاصي براي پر کردن قالب براي توليد قطعه نياز مي باشد و بلافاصله تزريق فلز مذاب به داخل قالب و فقط در حدود چند ثانيه در حالت تماس با سيستم هيدروليکي خواهد بود که همين در معرض قرار گرفتن کم با سيستم هيدروليکي اجازه ريخته گري آلياژهاي دماي بالا همانند آلومينيوم و مس وحتي برخي از آلياژهاي آهني را مي دهد .

1-2 اصول کلي فرآيند ريخته گري تحت فشار:
ريخته گري تحت فشار (دايکاست) عبارت است از يک روش ريخته گري که در آن فلز مايع تحت تاثير يک فشار نسبتا بالا به داخل قالب هاي دائمي چند تکه تزريق مي شود بنابراين عمل پر کردن قالب همانند ريخته گري ماسه اي و يا ريخته گري با قالب ريژه تحت تاثير نيروي وزن نيست بلکه بر اساس تبديل انرژي فشاري که به فلز ريختگي مايع اعمال مي شود به انرژي جنبشي تبديل شده و به اين ترتيب هنگام عمل ريختن جريانهاي سيالي با سرعت بالا بوجود مي آيد تا اينکه بالا خره در انتهاي پر کردن قالب انرژي جنبشي مواد متحرک به انرژي فشاري و حرارتي تبديل تبديل مي شود .
ريخته گري تحت فشار از درون از ريخته گري با قالب فلزي ريژه توسعه پيدا کرده است و وجه مشترک هر دو روش استفاده از قالب هاي فلزي دائمي است .
اما ريخته گري با قالب هاي فلزي ريژه محدوديت هايي دارد زيرا پر کردن قالب فقط تحت نيروي ثقل انجام مي گيرد و از اين جهت دسترسي به سرعتهاي بالا براي جريان سيال امکان پذير نيست بر اين اساس قطعات ريخته گري جدار نازک با دقت اندازه بالا و همچنين گوشه ها و لبه هاي تيز فقط تحت شرايطي با اين روش قابل توليد هستند .
در ريخته گري تحت فشار (دايکاست) فلز مايع با سرعت زياد به داخل حفره قالب فشرده مي شود و با اين روش بخصوص امکان توليد قطعات رختگي نازک و دقيق با کيفيت سطح بالا فراهم مي گردد

و مي توان از ابعاد بيش از اندازه بزرگ در طراحي قطعات ريختگي اجتناب و در نتيجه در مصرف مواد ريختگي صرفه جويي نمود . از اين جهت ريخته گري تحت فشار به لحاظ فني و اقتصادي مزاياي قابل توجهي دارد بويژه اينکه اين روش نه فقط براي بهره وري بالايي را ميسر مي سازد بلکه کوتاهترين راه توليد يک محصول از فلز مي باشد .
خصوصيت اصلي اين فرآيند ريخته گري تحت فشار عبارت است از ايجاد يک فشار نسبتا زياد هنگام

پر کردن و تزريق مي باشد که فلز مايع با سرعت زياد به داخل حفره قالب جريان مي يابد ازاين جهت عمل پر کردن قالب در اين روش با روش هاي ديگر ريخته گري تفاوت دارد و با توجه به اين حالت نتيجه مي شود که براي طراحي قطعه ريختگي قالب و گلويي تزريق به شرايط مشخصي نياز دارند . بعلاوه توليد انبوه قطعات ريختگي مستلزم تجهيزات ويژه جهت بسته نگه داشتن قالب ريختگي تحت فشار است اين موضوع منجر به توسعه ماشين ريخته گري دايکاست شده که وظيف

ه آن از يک طرف باز کردن وبستن و بسته نگه داشتن قالب دايکاست بوده و از طرف ديگر فشردن فلز مايع به داخل قالب و اعمال فشار کافي تا پايان انجماد آن است .توليد به روش ريخته گري تحت فشار هميشه به صورت سري انجام مي شود و بخصوص براي توليد تيراژمتوسط تا بالا مناسب

است و اين نوع توليد به مقدار زيادي مکانيکي شده و در بسياري از موارد مي توان با خودکار کردن آن در هزينه ها صرفه جويي نمود . پروسه توليد با ماشين ريخته گري تحت فشار اساسا با يک ترتيب از پيش تعيين شده صورت مي پذيرد . اين سيکل ماشيني از طرف اپراتور و يا به طور خودکار تکرار مي گردد و براي دستيابي به مدت زمانهاي کوتاه در هر سيکل و به حداقل رساندن اثرات حرارتي قالب ريخته گري دايکاست قطعات ريخته گري غالبا به صورت جداره نازک طراحي مي گردند و اگر قرار باشد که قطعات ريخته گري به علاوه داراي طراحي پيچيده اي باشند توليد قطعات بدون عيب بعضا دشوار مي گردد و در عين حال ماشين هاي پر قدرت و مدرن ريخته گري دايکاست اين امکان را بوجود آورده اند تا بتوان با فشارهاي تزريق بالا و سرعتهاي پر کردن زياد که در اکثر موارد جهت توليد قطعه ريختگي بي عيب و نقص کافي است کار کرد .
1-3 ماشينهاي ريخته گري تحت فشار:
اين ماشينها داراي وظايفي هستند که عبارتند از:
1- بستن قالب .
2- نگه داشتن دو نيمه قالب بطور مطمئن در کنار يکريگر .
3- وارد ساختن نيرويي بر فلز مذاب براي وارد شدن به قالب .

4- باز کردن قالب از همديگر .
5- بيرون اندازي قطعه ريخته شده از درون قالب .
يک ماشين ريخته گري تحت فشار بايد داراي يک چارچوب قوي طراحي شده براي تقويت و پشتيباني و باز کردن نيمه قالب ها در يک مسير درست و صحيح مي باشد . چارچوب بايد به حد کافي قوي ومحکم باشد چون بيشتراوقات وزن مونتاژ شده قالب بيشترازچندين تن است . همچنين نياز به نيروي قفل شوندگي براي نگه داشتن دو نيمه قالب که اين نيروي قفل شوندگي بايد بيشتر از حداکثر نيروي رشد يافته بوسيله فلز با مراقبت هاي کافي به نشتي گيره در

محل جدايش قالب ها مي باشد . در برخي از ماشينهاي ريخته گري تحت فشار مدرن و جديد نيروي قفل شوندگي ممکن است به نزديکي 1000 تن برسد که بستگي به اندازه قالب و فشار به کاربرده شده دارد . حداکثر نيرويي که منجر به باز شدن قالب مي شود برابر است با حداکثر فشار مذاب ضرب در سطح کل تصوير شده حفره قالب و سيستم راهگاهي است .
سه روش براي بستن و قفل کردن قالبها استفاده شده که عبارتند از:
1- هيدروليک مستقيم

2- هيدروليک با زانويي
3- وسيستم مکانيکي مي باشند .
1-4 فرآيندهاي ريخته گري تحت فشار( DIE CASTING PROCESS):

)High pressure die castingريخته گري تحت فشار با فشار بالا ( -1
-2 ريخته گري تحت فشار با فشار پايين( low pressure die casting)
-3 ريخته گري تحت فشار تحت خلا (vacuum die casting)
1-5 ريخته گري تحت فشار با فشار بالا : (High pressure die casting)
ريخته گري تحت فشار مرسوم (HPDCيک شکل ويژه اي ازفرآيند ( ساخت قطعات با استفاده از قالبهاي فلزي دائمي است که مي توان قطعاتي در محدوده وزني از چند اونس تا نزديک به 25 کيلو گرم را توليد نمود. ريخته گري تحت فشار قديمي براي توليد قطعات بزرگ قابل استفاده نبود اما پس از مطالعه و بررسي کردن اگرچه مي توان قطعات خيلي بزرگ نظير چارچوب در خودرو و يا يکسري از لوازم منزل را مي توان بوسيله تکنولوژي ريخته گري تحت فشار توليد کرد. در فرايند ريخته گري تحت فشار همچنين اجازه تشکيل قطعات درون هم راممکن مي سازند که در اين فرايند شامل قرار دادن

ياتاقان استحکام بالا که در درون قالب قبل از تزريق نصب و جايگذاري شده است . يک توقف و مکث کوتاه مدت مناسب بايد براي نصب و قرارگيري فراهم شده که سيکلهاي ريخته گري تحت فشار منجربه کند شدن بوسيله افزايش عمليات اضافي خواهد شد .
ريخته گري تحت فشار مرسوم مي تواند در محدوده خيلي از آلياژها به کار برده شود که شامل آلومينيوم و روي و منيزيم و سرب و برنج مي باشد .

دو نوع اصلي از فرآيند ريخته گري تحت فشار وجود دارد که عبارتند از:
1- Hot chamber process
2- Cold chamber process
1-5-1 ماشينهاي تحت فشار محفظه گرم (Hot chamber process):
همانطور که درمطالب فوق اشاره شد در ريخته گري تحت فشار(HPDC ) داراي دو نوع کلي مي

باشد که شامل محفظه سرد و محفظه گرم بوده که در اين قسمت به توضيح و بررسي محفظه گرم مي پردازيم .
در اين روش که ماشينها داراي يک کوره مناسب براي ذوب و نگهداري فلز مي باشند که سيستم تزريق کاملا در زير سطح مذاب غوطه ور بوده که درزير سطح فلز مذاب وبا به کار انداختن يک پيستون و حرکت در داخل سيلندر براي اعمال تزريق فلز مذاب به درون قالب فلزي در نظر گرفته شده است .
در اين سيستم هنگامي که پيستون تزريق به سمت بالاحرکت مي کند باز شدن ديوار سيلندرتزريق شده و در تمام اين مدت فلز مذاب با حجم مشخص وارد سيلندر تزريق شده وسپس پيستون توسط نيرويي روبه پايين با سيستم نيوماتيک يا هيدروليکي باعث بسته شدن قسمت باز سيلندر شده و سپس فلز مذاب در داخل سيلندرمحبوس شده و از ميان يک نازل و کانال و مجراي مناسب به سمت بالا وبه درون قالب هدايت مي شود و بعد از يک فاصله زماني از پيش تعيين شده دوباره پيستون به سمت بالا حرکت کرده و به فلز مذاب اجازه وارد شدن به داخل کانال و نازل را ميدهد سپس عمليات تزريق انجام گرفته و قطعه پس از انجماد از داخل قالب به بيرون رانده مي شود.
سرعتهاي تزريق فلزات مذاب و فشار تزريق ها براي فلزات مختلف و قطعات مختلف بطور مناسب قابل کنترل هستند . بيشتر ماشينهاي ريخته گري تحت فشار محفظه گرم زير فشارpsi 2000 مي کنند و براي بدست آوردن يکنواختي و همشکلي قطعات ريخته گري تحت فشار و حداکثر سرعت عملکرد آن بايد يک سيستم کنترل سيکل زماني اتوماتيک از پيش تعيين شده بايد مورد استفاده قرار گيرد . سيکل يک ماشين با فشار يک دکمه آغاز شده و توسط يک سيستم اتوماتيک مداوم ادامه داشته ودر پايان يک سيکل کامل متوقف مي شود . اپراتور پس از خارج سازي قطعه از داخل قالب و بازرسي آن و بر حسب مورد مي توان از يک روان کننده به درون قالب براي شروع سيکل بعدي استفاده نمود .
در اين روش بدليل جلوگيري از جابجايي مذاب از درون کوره ديگر افت دما را نداشته وهمچنين زمان عمليات در اين روش نسبت به روش محفظه سرد کمتر مي باشد .
توصيف و شرح هر يک ازاين روش ها ناشي از طراحي سيستم تزريق مذاب به شيوه هاي مورد استفاده شده دارد . شکل شماتيک ريخته گري تحت فشارمحفظه گرم در شکل 2- 1 نشان داده شده است.

قسمت مهم از سيستم تزريق فلز در داخل فلز مذاب در تمام مدت غوطه ور شده است که اين حالت به کمتر شدن زمان لازم هرسيکل شده و فلز مذاب در هر سيکل مسير کوتاهي را مي پيمايد
ماشينهاي ريخته گري تحت فشار داراي عملکرد سريع زماني بوده که زمان هر دوره براي اجزا کوچک و با وزن کمتراز چند گرم و با زمان کمتر از يک ثانيه و يا زمان 30 ثانيه براي قطعاتي که داراي چندين کيلو گرم مي باشند .
ماشينهاي ريخته گري تحت فشار سنتي براي فلزات با نقطه ذوب پايين مانند سرب و آلياژهاي روي مورد استفاده قرار مي گرفته اند اما فلزات با نقطه ذوب بالا شامل آلياژهاي آلومينيوم سبب خرابي تدريجي سيستم تزريق مي شوند .
1-5-2 ماشينهاي تحت فشار محفظه سرد ( ( Cold chamber process:
برخلاف ماشينهاي ريخته گري تحت فشار محفظه گرم سيستم تزريق محفظه سرد فقط در تماس با فلز مذاب براي يک زمان کوتاه است . در اين روش فلز مايع يا با ملاقه و يا با ساير روشهاي اندازه گيري شده و به داخل محفظه تزريق براي هر سيکل و دوره کاري ريخته مي شود .

در برخي شرايط امکان استفاده از پمپ هاي الکترومغناطيسي وجود دارد که سبب وارد کردن صحيح ميزان فلز به داخل محفظه سرد مي باشد و اين حالت سبب بر طرف نمودن پر کردن محفظه با استفاده از ملاقه دستي مي باشد .
براي فراهم شدن محافظت بيشتر حفره قالب و پيستون معمولا با روغن يا مواد روان ساز اسپري مي شوند که اين تمهيدات سبب افزايش عمر قالب و کاهش چسبندگي قطعات منجمد شده به قالب مي شود .
عملکرد و کارکرد ماشينهاي محفظه سرد در مقايسه با ماشينهاي محفظه گرم آهسته تر بو

ده به خاطر اينکه پر کردن قالب با ملاقه و بطور دستي انجام مي شوند .
آلياژهاي آلومينيوم براي استفاده از ماشينهاي محفظه گرم مناسب نيستند زيرا مذاب آلومينيوم به سهولت و به آساني با فولاد جامد واکنش داده يا آلياژ مي شود که سبب گرفتن آهن از هر فولادي که در مجاورت و تماس با آن قرار مي گيرد مي شود . در ريخته گري تحت فشار محفظه سرد که در خلال اين مدت تماس آلومينيوم مذاب با محفظه سرد و پيستون فقط به صورت لحظه اي است و خورده شدن قطعات آهني بوسيله آلومينيوم در حداقل مقدار خود نگه داشته مي شود .
محفظه سرد براي ريخته گري آلياژهاي آلومينيوم و همچنين ريخته گري تحت فشار آلياژهاي غير آهني با نقطه ذوب بالا بهتر است که در ماشينهاي محفظه سرد باشند . تمام فرآيندهاي ريخته گري تحت فشار از سيکل توليدي مشابهي پيروي مي کنند .
يک ماشين ريخته گري تحت فشار محفظه سرد در شکل 3-1 شرح داده شده است .


براي توضيح وشرح بيشتر مطالب گفته شده در قسمت فوق به شکل ذيل توجه نماييد . در شکل 4-1 تمام مراحل وارد شدن مذاب به داخل قالب يک سيکل فرآيند ريخته گري تحت فشار محفظه سرد شرح داده شده است .

در ابتدا فلز مذاب اندازه گيري شده درون محفظه تزريق ريخته مي شود که پيستون ابتدا با سرعت آهسته به جلو حرکت کرده تا فلز از دهانه تغذيه محفظه انتقال به خارج پاشيده نشود . بنا براين پيستون با سرعت کم آنقدر به جلو مي رود تا ابتدا دهانه تغذيه را کاملا بپوشاند و سپس فلز مذاب در محفظه انتقال سد گرديده و در راهگاه تا نزديکي گلويي تزريق جريان يافته که اين فاصله حرکت مربوط به حرکت نسبتا آهسته پيستون حرکت اوليه و يا اولين فاز پروسه ريخته گري ناميده مي شود .
حرکت اوليه براي اين منظور است که فلز حتي الامکان بدون اينکه با هواي موجود در محفظه انتقال در اثر يک جريان گردابي مخلوط گردد در ابتداي ورود به گلويي تزريق جمع شود . در فاز دوم پيستون مذاب تا سرعت بالا شتاب گرفته و به حرکت خود به داخل محفظه انتقال مي دهد تا با فشار فلز مذاب جمع شده را از طريق گلويي تزريق به درون حفره قالب براند .
اين حرکت دوم پيستون کورس پر کردن و يا کورس ريخته گري ناميده مي شود . بعد ازاتمام پر شد قالب حرکت پيستون مذاب به طور نا گهاني متوقف شده و ازآن به بعد يک فشار نهايي استاتيکي به وجود مي آيد که به فلز مذاب انتقال يافته و يک تراکم نهايي را از طريق پرس نهايي مذاب به نواحي ريختگي در حال انجماد و انقباض ناشي ازآن باعث مي شود . البته اين تراکم نهايي فقط تا موقعي امکانپذير است که هنوز فلز مذاب در سيستم فشار بين محفظه انتقال و حفره قالب موجود بوده و مي تواند در انتقال فشار مشارکت داشته باشد . در صورتي که فلز در يک نقطه ازاين

سيستم منجمد گردد انتقال فشار هيدروليکي فلز بلوکه شده و فشار نهايي استاتيکي در حفره قالب به صفر مي رسد .
البته همانطور که ذکر گرديد بايستي پيستون مذاب قبلا حرکت نسبتا آهسته اي را آغاز کرده باشد تا فلز از دهانه تغذيه محفظه انتقال به خارج پاشيده نشود و هنگام جمع شدن با هوا جريان گردابي ايجاد نکند . اين حرکت آهسته اوليه معمولا از طريق اتصال يک پمپ هيدروليکي فشار پايين به سيلندر محرک صورت مي گيرد و فقط بعد از اتمام حرکت اوليه مخزن فشار در مدار قرار مي گيرد و باعث حرکت پيستون محرک و در نتيجه حرکت پيستون مذاب با سرعت بالا مي شود . جهت ت

کميل موضوع بايستي متذکر شد که در اغلب ماشينهاي رخته گري تحت فشار در انتهاي پر شدن قالب يک مولتي پليکاتور(مبدل فشار) هم متصل مي گردد که کار اين عضو افزايش فشار نهايي جهت دستيابي به يک تراکم نهايي بهينه در قطعه مي باشد .
فرآيندهاي ريخته گري تحت فشار يک روش اقتصادي و با راندمان بالا است و قرار گيري و انجماد در داخل يک قالب ريخته گري تحت فشار بطور کلي سبب کاهش هزينه و نيروي انساني ومراحل کاري مي شود . بيشتر قطعات ريخته گري تحت فشار نياز به عمليات ماشينکاري ندارند بجز براي بر طرف کردن فلزات ريز مانند پليسه که در اطراف خط جدايش وجود داشته و يا ايجاد سوراخ کاري در قطعه ماشينکاري مي شوند . سرعت توليد بالا و مجموعه اي از قالبها باعث توليد هزاران قطعه بدون تغيير مهم در ابعاد آنها مي تواند باشد .
1-6 نموداراعمال فشاروحرکت پيستون تزريق :
در فرايند ريخته گري تحت فشار يکي از عوامل مهمي که در اين فرايند وجود دارد مراحل اعمال فشار و حرکت پيستون در انتقال فلز مذاب به درون حفره قالب مي باشد که روي قطعات ريخته گري شده به اين روش تاثير بسزايي دارند .
در شکل 5-1 منحني حرکت پيستون با گذشت زمان نشان داده شده است .

نمودار 5- 1داراي 5 مرحله مي باشد که هريک از آنها راشرح داده خواهند شد اين مراحل عبارتند از :
1- مرحله پيش از پر کردن .
2- مرحله پر کردن قالب از فلز مذاب .
3- مرحله حرکت وتشديد شدن فشاربر روي فلزمذاب .
4- مرحله ساکن بودن پيستون .
5- مرحله برگشت پيستون رو به عقب .
در مرحله اول که پس از واردشدن فلز مذاب به محفظه تزريق پيستون يک مرحله پيش روي به نام مرحله ما قبل از پرکردن را طي کرده و پس از اين مرحله نوبت به حرکت بعدي پيستون ميرسد که مرحله پر کردن حفره قالب مي باشد سپس نوبت به مرحله حرکت واعمال فشار تشديد شده بر روي فلز در حال انجماد مي رسد بعد از اين روند يک توقف کامل پيستون وجود دارد و بعد

از اين حالت مرحله برگشت پيستون به حالت اول خود را درپيش دارد وبعد از آن دوباره مرحله جديدي آغاز خواهد شد . پس از بررسي نمودار فوق و مراحل حرکت کردن پيستون نوبت به تشريح مراحل اعمال فشار بر روي فلز در توليد قطعات ريخته گري تحت فشار مي رسد که در شکل 6-1 منحني اعمال ميزان فشار با گذشت زمان را نشان مي دهد .

درنمودار شکل فوق نيزکه بر حسب ميزان اعمال فشاربر حسب گذشت زمان ترسيم شده داراي 6 مرحله مي باشند که عبارتند از :

1- مرحله فشار وارده پيش از پر شدن قالب .
2- مرحله فشاراعمالي پر کردن قالب .
3- مرحله اعمال فشار بيشتر براي جبران انقباضات .
4- مرحله اعمال فشار ثابت و کمتر از مرحله قبل .
5- مرحله کاهش فشار سريع و برگشت پيستون به عقب .
6- مرحله حذف فشارو قرارگيري پيستون در موقعيت اوليه .
1-7 ريخته گري تحت فشاربا فشار پايين low pressure die casting)):
اين روش توانايي توليد قطعات با کيفيت بالا را داشته و معمولا براي آلياژهاي آلومينيوم استفاده مي شود از طرفي ازاين روش همچنين مي توان براي منيزيم و ساير آلياژهاي با نقطه ذوب پايين نيز به کار برده مي شود و فرآيند ريخته گري تحت فشار پايين فرآيندي است که دراثراعمال فشارگازي درحدود psi 150-5 بر روي فلز مذاب که اين گازها داري انواع متفاوتي مي باشد که در اين روش از هواي رطوبت گيري شده براي تمام آلياژها به استثناي منيزيم از گاز (SF6) و به ندرت از نيتروژن براي آلياژهاي آلومينيوم استفاده مي شود .
در اين فرآيند که در اثر اعمال شدن فشار گاز مناسب با نوع آلياژ بر روي فلز مذاب و سبب بالا بردن فلز مذاب ازطريق يک لوله عمودي نسوز که (Stalk ) ناميده مي شود که از زير قالب تا داخل فلز مذاب امتداد يافته است . بالا رفتن فلز مذاب از درون يک وان يا بوته اي که پراز فلز مذاب مي باشد به درون حفره قالب با اغتشاش کم وارد شده و مي توان قطعاتي از 150-2 کيلوگرم را توليد نمود که بطور گسترده براي فولاد و چدن عملي باشد . در شکل 7- 1اين فرآيند به طوراجمالي شرح داده شده است .

در اين روش اعمال فشار بر روي مذاب براي وارد شدن به قالب به عوام

لي از جمله :
1- ابعاد قطعه 2- پيچيدگي قطعه 3- ضخامت قطعه بستگي دارد .
در اين روش سبب رساندن مذاب تميزتر از مرکز ذوب و بطور مستقيم وارد حفره قالب مي شود که هرگز از ميان محيط و جو عبور نمي کند . اين روش يک روش قابل توجه براي مصون ماندن فلزات زود اکسيد همانند آلومينيوم مي باشد و با کنترل فشار اعمالي توسط گاز بر روي مذاب حفره قالب مي تواند بطورغيراغتشاشي پر شده که به علاوه اين حالت سبب به حداقل رساندن تخلخل و سرباره در قطعه خواهد شد و سرد شدن قالب در اين روش طوري طراحي شده است که سبب ترويج کردن انجمادجهت داراز قسمت بالا به سمت پايين مي شود . فشار به کار بر

ده شده بطور دائمي سبب تغذيه فلز مذاب براي جبران کردن انقباضات حين انجماد شده و پس از انجماد در اثر برداشت فشار گازي اعمالي بر روي فلز مذاب در نتيجه فلز مذاب ازطريق همان لوله تزريق به درون بوته درزير قالب بر مي گردد . در خلال مدت وارد کردن فشار چون هيچ تغذيه اي استفاده نمي شود و فشار اعمالي گازي تا پايان انجماد باقي مانده و سبب عمل نمودن لوله به عنوان تغذيه مي شود و فلز مذاب تغيه کننده درون لوله مي تواند دوبار بلافاصله استفاده شود . همچنان در اين روش بر خلاف (HPDC) مي توان از ماهيچه هاي فلزي با اشکال ساده ويا ازماهيچه هاي ماسه اي با اشکال پيچيده در اين روش استفاده نمود . خواص مکانيکي بطور 5 درصد بيشتر از ساير روشهاي ريخته گري در قالبهاي دائمي بوده وتا اندازه اي زمان عمليات اين روش طولاني ترمي باشد .

1-8 محاسبه تخلخل هاي ريخته گري تحت فشار:
درريخته گري تحت فشارمرسوم که درقسمت فوق توضيحات لازم مربوط به آن مورد بررسي قرار گرفته شد داراي يکسري مشکلاتي مي باشد که مي توان ازجمله به عيوب مکهاي گازي اشاره نمود که مکهاي گازي دراثرانحلال بالاي گازها در داخل مذاب در حين عمليات تزريق واز طرفي وارد شدن هواي محيط دراثراغتشاشات مذاب درون محفظه تزريق باعث بوجود آوردن يکسري مکهاي گازي مي شوند که وجود مکهاي گازي درون قطعات اثرنا مطلوبي برروي خواص

مکانيکي قطعات خواهند داشت که ازاين
کل تخلخل هاي موجود در يک قطعه ريختگي بوسيله استفاده از معادله (1- 1) زير مشخص مي شود .

(gas contribution) (1-1) %P = (solidification shrinkage) +

درصد تخلخل %P =
β = (%)فاکتور انقباض بر حسب
V* = حجم مايع داخل حفره قالب که درطول انجماد تغذيه اي صورت نگرفته cm3 و برحسب
Vc = cm3 حجم حفره قالب بر حسب
T = (K)دماي گاز داخل حفره قالب بر حسب
P = (atm) فشار گاز موجود در طول انجماد بر حسب
φ = کسري از گازها که در خلل و فرج انقباضي گزارش نشده است
ρ = دانسيته آلياژ مايع در نقطه ذوب برحسب
υ = مقدار گاز موجود در دما و فشار استاندارد برحسب
υ* = حد حلاليت گازدر جامد و در دما و فشار استاندارد برحسب

قسمت اول معادله 1 – 1 نسبت تخلخل هاي حاصل از انقباضات انجمادي و قسمت دوم معادله تخلخل هاي حاصل از گازهاي محبوس شد را شرح مي دهد .
مجموع گازهاي کلي موجود شامل گاز هاي محبوس شده فيزيکي که گازهاي حاصل از تجزيه مواد روان ساز و گازهاي حل شده در آلياژ مي باشد که اين نسبت مي تواند همچنين بوسيله رابطه رياضي زير شرح داده شود .
υ = υEntrined + υ Lube + υSoluble gas (2-1 )

هر يک از گازهاي شرکت کننده درمعادله (2- 1 ) بر حسب سانتيمتر مکعب در دماي استاندارد داراي فشار مشخصي بر 100گرم آلياژ مي باشند . علاوه برخلل و فرج ريز ساختارهاي ذاتي قطعات ريخته گري تحت فشار نمي توانند خواص مکانيکي لازم مورد نياز براي خيلي از کاربردها را تا مين نمايند ازاين روبا درنظرگرفتن تمهيداتي مي توان اين عيوب را تاحد امکان کاهش داده که درنتيجه ازيکسري فرآيندهاي ديگري بهره خواهيم برد .

1-9 فرآيندهاي ريخته گري تحت فشاربا عيوب کمترHigh integrity die casting)) :
براي اين منظوراز سه فرآيند ريخته گري تحت فشار با دقت و درستي بالا که با موفقيت رو به رشد کرده و آماده براي استفاده تجارتي در حجم توليد بالا است استفاده مي شوند که اين فرايندها عبارتند از :
-1 ريخته گري تحت فشار درخلا ) vacuum die casting)
2- ريخته گري کوبشي (squeeze casting )
3- ريخته گري نيمه جامد (semi solid castimg )
1-9-1ريخته گري تحت فشارتحت خلا) vacuum die casting) :
اخيرا پيشرفتهايي در جهت به کاربردن و بر طرف و حذف کردن تمام هواي موجود درداخل محفظه قالب صورت گرفته است که به نام ريخته گري تحت فشار تحت خلا ناميده مي شود که دراثراستفاده از اين سيستم ريخته گري تحت فشار محبوس شدن هواي موجود در داخل قطعات بر طرف خواهد شد .
شکل 8- 1نشان مي دهد که سيستم خلا درماشينهاي تحت فشارمحفظه گرم به کار برده شود .


در عمل همچنان که قالب در حال بسته شدن مي باشد پس از اندکي مکث در حالي قالبها کمي ازهم جدا هستند در يچه سيستم خلا باز مي شود و در کسري از ثانيه تمام فضاي درون قالب تحت پوشش سيستم خلا به قدر کافي از هوا تخليه شده و

سپس قالب بطور کامل بسته مي شود اما براي اين عمل نياز به پيستون مخصوصي براي جلوگيري و متوقف کردن فلز مذاب در حين تخليه فضاي قالب مي باشد .
سپس پيستون اصلي بر اثر اعمال نيرويي بر فلز مذاب سبب انتقال فلز مذاب به درون قالب مي شود و بعد از انجماد کامل فلز، قطعه از درون قالب توسط سيستم پران خارج مي شود و سپس براي انجام سيکل بعدي پيستون تزريق به سمت بالا حرکت

کرده و مقدارمناسبي از فلز مذاب از طريق دريچه وارد سيلندر مي شود .
ريخته گري تحت فشاردرخلا نيز همچنين مي تواند در مورد ماشينهاي محفظه سرد به کار برده شود که در شکل 9-1 نشان داده شده است .

در اين روش دوباره قالب در حالي که هنوز يک مقداراز از همديگر فاصله دارند دريچه خلا باز مي شود و فضاي قالب را کاملا از هوا تخليه کرده و در اين موقع فلز مذاب بوسيله سيستم تحت خلا از طريق سوراخي وارد محفظه سرد مي شود و بعد از يک دوره زماني درست و صحيح براي کشيده شدن مقدار مذاب به داخل محفظه سرد قالب بسته شده و پيستون تزريق سبب اعمال نيرو بر روي مذاب شده و باعث وارد شدن مذاب به محفظه قالب مي شود . يک زائده مخصوصي سبب جلوگيري از وارد شدن فلز مذاب در طول کشيده شدن فلز مذاب در نظر گرفته مي شود . مزيت هر دو نوع ماشين ازماشينهاي تحت خلا سبب تخليه هوا شده و مانع از بوجود آمدن خلل و فرج وفراهم شدن سطح صاف ريختگي بواسطه عدم محبوس شدن هوا درسطح قطعه مي باشد در نتيجه فشاراعمالي کمتري بر روي فلز مذاب لازم مي باشد و ماشينهايي با نيروي کمتري نيزمي توانند به کار برده شوند و به اين علت است که دراثرتخليه کردن هواي قالب جريان فلز مذاب بصورت خيلي راحت تر و آزادانه تر بوده و بدين ترتيب مي توان بخشهاي ورود مذاب را نازکتروکوچکتردر نظر گرفته شوند .

1-9-2 فرآيند ريخته گري کوبشي (squeeze casting ) :
اين روش يکي از روشهايي است که براي توليد قطعاتي که در واقع از نظر شکل نهايي نزديک ابعاد نهايي هستند که ابداع آن در سال 1960 در آمريکا بوده است و براي قطعات آهني و غير آهني که بيشتر حالت گرد و کاسه اي شکل دارند به کار برده مي شوند . در اين روش يک قالب فلزي همانند سمبه و ماتريس داريم که مذاب با حجم مشخص را داخل قالب مي ريزيم و لنگه ديگر قالب را روي لنگه پاييني قرار داده و در اثر فشار بر مذاب که بين سمبه و ماتريس قرار گرفته و منجمد

مي شود که دماي ريختن مذاب داخل قالب نزديک درجه حرارت ذوب است و دماي فوق ذوب از º C55- 6 بالاي خط ليکوئيدوس بوده و فشار اعمالي به مذاب در حدود Mpa 100-55 است و فشار اعمالي براي زمان مشخصي و تا مادامي که قطعه منجمد شود وجود فشار اهميت دارد و پس از

منجمد شدن فشار قطع مي گردد . مدتي که فشار اعمال مي شود در حدود S 120- 20 مي باشد و بستگي به شکل و ابعاد قطعه دارد . ريخته گري کوبشي که با استفاده از سطح تنگه بزرکتر و پر کردن مسطح و هموار به درون قالب مشخص مي شود و همانند ريخته گري تحت فشار در خلا اين فرآيند نيز در به حداقل رساندن گازهاي محبوس شده و گازهاي ناشي از مواد روانساز که در معادله 2-1 تعريف شده موثر مي باشد .

پر کردن مسطح به گازهاي موجود اجازه رهايي از قالب را داده و هواکش هاي موجود در تمام مدت تزريق فلز باز مي باشند . به علاوه سطح راهبار بزرگ باعث اجازه به تشديد فشار باقي مانده در تمام مدت انجماد شده و باعت کاهش انقباضات ناشي از انجماد که در معادله 1-1 تعريف شده است مي شود هر دو تخلخل هاي ناشي از محبوس شدن گازها و انقباضات انجماد با استفاده از روش ريخته گري کوبشي کاهش مي يابند . اين روش داراي مزايايي مي باشد که عبارتند از :
1- استحکام به وزن قطعات بالا مي باشد .
2- راندمان ذوب 100 درصد است .
3- دراثر اعمال فشار قطعه تخلخل گازي نخواهد داشت .
4- قطعات داري ساختار ظريف تري بوده و خواص مکانيکي خوبي دارد .
5- در اثر پايين بودن دماي مذاب انقباض ناشي از مذاب را نداريم .
همچنين اين روش داراي محدوديت هايي نيز مي باشد که به شرح ذيل است .
1- بيشتر براي قطعات کاسه اي شکل استفاده مي شود .
2- قالبها بايد از جنس فولادهاي ابزاري گرم کار باشد .

3- عمر قالب در اين روش کمتر مي باشد .
1-9-3 فرآيند ريخته گري نيمه جامد (semi solid casting) :
در اين روش مذابي را که در اختيار داريم در حال سرد شدن و به هم زدن مي باشد و دمايش پايين مي آيد و شروع به انجماد مي کند و تا بيش از 50 % جامد داريم و مي تواند سياليت خود را حفظ کند و جاري شود که اين روش را Rheocasting نيز مي گويند .
مذابي که وارد قالب مي شود چند ويژگي دارد که مذاب هر چه سردتر باشد طبيعتا ميزان انقباض کمتر خواهد بود و هر چه مذاب سردتر باشد فرسايش قالب نيز کمتر خواهد بود و مذاب

هر چه دمايش پايين باشد جذب گاز آن کمتر خواهد بود .
يکي از نکاتي که در اين روش وجود دارد آن است که وقتي مذاب سرد مي شود و در حالت نيمه جامد است و اولين ساختار بوجود آمده دندريتي بوده و در اثر چرخش مذاب دندريت ها شکسته شده و ساختار ما به سمت کروي و هم محور در مي آيد و سلختار غير دندريتي است و روي خواص مکانيکي و جدايش تاثير بسزايي دارد . در اين روش دماي شکل دادن پايين است و حفره انقباضي و گازي محدود مي شود که مي توان به حد صفر رساند .
ريخته گري نيمه جامد هم نيز يکي از پيچيده ترين فرآيند ريخته گري تحت فشار با بي عيبي بالا مي باشد که در طول ريخته گري نيمه جامد مايع بطور جزئي و جامد فلزي بطور جزئي مخلوط شده و به داخل قالب تزريق مي شود که پر کردن مسطح باعث به حداقل رساندن گازهاي محبوس شده همانند ريخته گري کوبشي مي شوند و به علاوه انقباضات انجماد بطور گسترده اي کاهش يافته و قسمت اعظم فلز تزريق شده به داخل قالب جامد مي باشند . اين روش نيز همانند روشهاي فوق باعث به حداقل رساندن پارامترهاي معادله 1 – 1 تعريف شده را در بردارد .
علاوه بر کاهش تخلخل ها اين روش سبب ايجاد ريز ساختار بي نظير توليد شده در طول ريخته گري نيمه جامد شده و خواص مکانيکي ذاتي اين ريز ساختار بوجود آمده از اين روش عالي تر و بهتر از قطعات ساخته شده به روش ريخته گري تحت فشار مرسوم مي باشند . محصولات توليد شده با فرآيندهاي ريخته گري تحت فشار با بي نقصي بالا داراي مقادير جزئي و يا بدون تخلخل مي باشند که به علاوه خواص مکانيکي اين قطعات بايد در مقايسه با ريخته گري تحت فشار مرسوم بهبود يافته است . اين فرآيندها کاملا باعث کاهش تخلخل و خلل و فرج شده و عمليات بعدي حرارتي را ممکن مي سازد .

1- 10آلياژهاي مناسب درريخته گري تحت فشار:
1-10-1 انواع آلياژهاي مناسب از لحاظ ترکيبي :
درريخته گري تحت فشار همانگونه که در قسمت مقدمه نيز به آن اشاره شد چهار خانواده آلياژي عمده با استفاده از ريخته گري تحت فشار توليد مي شوند که شامل آلياژهاي آلومينيوم ، آلياژهاي روي، آلياژهاي منيزيم و پايه مس مي باشند . در ادامه و تکميل مطالب مي توان اشاره نمود که از آلياژهاي سرب و قلع در اين روش کمتر و به ندرت استفاده شده و همچنين مي توان در بعضي موارد و با در نظر گرفتن تمهيداتي بر حسب مورد حتي آلياژهاي آهني را توسط فرآيندهاي ريخته گري تحت فشار توليد نمائيم .

1-10- 2 آلياژهاي مناسب ازلحاظ دامنه انجمادي :
همانطور که اطلاع داريد در اثر سرد شدن مواد مذاب از دماي بالا به دماي پايين دچاريکسري انقباضاتي مي شوند که اگر تمهيداتي براي اين مسئله در نظر گرفته نشود باعث ايجاد يکسري حفرات انقباضي درقطعات خواهند شد که اين مسئله باعث کاهش خواص مکانيکي قطعات شده و هرچه ميزان اختلاف دماي بين خطوط ليکوئيدوس وساليدوس زياد باشد اين عيبوب مشهود تربوده و مشکل سازترمي باشند .
در فرآيند ريخته گري تحت فشار بدليل عدم وجود سيستم تغذيه گذاري و مذاب رساني قطعات درحين انجماد بايد تا حد امکان از آلياژهايي که داراي دامنه ي انجمادي کمتري(فاصله واختلاف بين خطوط ليکوئيدوس و ساليدوس کمتر باشد)هستند استفاده نمود که ازاين ميان آلياژهايي که داراي ترکيب يوتکتيکي و يا نزديک به يوتکتيک مي باشند در ريخته گري تحت فشارمناسب تربوده و مشکل ايجاد حفرات انقباضي ناشي ازانجماد کمترمشاهده شده ودر نتيجه تا حد امکان بايد از آلياژهايي که داراي دامنه انجمادي کمتري هستند استفاده نماييم .
درشکل 10-1يک آلياژمناسب از لحاظ دامنه انجمادي نشان داده شده است .

1-11 نقش آکومولا توردرريخته گري تحت فشار(Accumulator ) :
فرآيند ريخته گري تحت فشار (HPDC ) داراي قسمت هاي مختلفي مي باشد که يکي از اين قسمت هاي مهم اين فرآيند آکومولاتور مي باشد که در ذيل بطور مختصرشرح داده مي شود .
همانطور که مستحضر هستيد در ريخته گري تحت فشار (HPDC ) از يک سيستم هيدروليکي که در پشت قسمت محفظه تزريق و پيستون تزريق نصب شده استفاده مي شود . اين س

يستم هيدروليکي با استفاه از فشار وارد ه روغن اقدام به هل دادن پيستون کرده و مذاب در داخل محفظه تزريق را به آرامي به سمت جلو هدايت مي کند تا مذاب وارد محفظه قالب شود از آنجايي که سيستم هاي هيدروليکي (داراي ويژگي سرعت کم و قدرت زياد) قادر به ايجاد سرعت بالا براي تزريق نيستند از اين رو در مدار سيستم هيدرليکي درماشين دايکاست از يک سيستم آکومولاتور براي جبران اين سرعت پايين تزريق استفاده شده که اين قسمت وظيفه جبران سرعت ناشي از تزريق را برعهده دارد .
اين سيستم آکومولاتور داراي يک مخزن نيتروژني با فشار خيلي بالا بوده که همين بالا بودن فشارباعث ايجاد سرعت تزريقي بالاتر از سيستم هيدروليکي مي شود . آکومولاتورها به دلايل زير مورد استفاده قرار مي گيرند که شامل :
1- هنگامي که سيستم نياز به شار قابل ملاحظه اي در مدت زمان کوتاه داشته باشد .
2- در مواقعي که سيستمي نياز به قرار داشتن زير فشار را داشته باشد .
3- در موردي که در سيستمي نياز به فشار بيشتري باشد .
فشارهايي که آکومولاتور بر پيستون تزريق وارد مي کند به عواملي نظير ابعاد قطعه و پيچيدگي قطعه و ضخامت قطعه بستگي دارد که بايد از روي اين پارامترها فشارآکومولاتور تنظيم گردد .

در شکل 11-1يک سيستم آکومولاتور و نحوه عملکرد آن در ريخته گري تحت فشار نشان داده شده است .

1-12 محاسبه زمان پر شدن قالب (Filling time ) :
زمان پر شدن محفظه زماني است که مذاب از راهباره وارد محفظه مي شود تا آنکه تمام زوائد و سربا ره گيرها را پر نمايد . محفظه دايکاست نوعا بين 0/01 تا 0/15 ثانيه پر مي شوند و بعد از پر شدن محفظه زمان فشردن بعدي مذاب به عنوان بخشي از زمان پر شدن محفظه لحاظ نمي

شود و معمولا فشرده مذاب پس از پر شدن محفظه به منظور تغذيه انقباضات ناشي از انجماد انجام مي پذيرد.
زمان پر شدن محفظه بر اساس رابطه ي (3-1) قابل محاسبه است :
(3-1)
t: زمان پر شدن محفظه (sec )
K : ثابت تجربي (sec/in يا sec/mm )
Ti : دماي مذاب در حين ورود به قالب
Tf : مينيمم دماي جريان مذاب (ºF يا ºC )
Td :دماي سطح محفظه قالب درست قبل از ورود مذاب (ºF يا ºC )
S : درصد جامد مجاز در مذاب در انتهاي زمان پر شدن (%)
Z : فاکتور تبديل واحدها (ºF/% يا ºC/% )
T : ضخامت قطعه ريختگي (in يا mm ) مي باشند .
درماشينهاي محفظه سرد با انتقال مذاب از کوره ي نگهدارنده به محفظه تزريق دما به ميزان ºC 23/3کاهش مي يابد و يا توقف مذاب در محفظه تزريق مجددا دما ºC 5 کاهش مي يابد از اين رودماي کوره نگهدارنده بايد ºC 3/8 بالاتر از دماي تزريق مذاب باشد .
مينيمم دماي مذاب (Tf ) دمايي ما بين ليکوئيدوس و سوليدوس آلياژ است و نوعا به سوليدوس نزديک تر است اين دما ، دمايي است که پايين تر از آن مذاب جريان نمي يابد و به عنوان يک جامد عمل مي کند .
ثابت تجربي K جهت تنظيم ديگر فاکتورهاي ديگر مورد استفاده و تعيين سرعت خروج گرماي مذاب از درون قالب استفاده مي شود و لذا به عواملي چون جنس مواد قالب و نوع آلياژ ريختگي و شرايط سطحي قالب و پوشش قالب بستگي دارد .
بر اساس نتايج تجربي در يک قطعه دايکاست بزرگ (بالاي kg 9 ) و ضخامت متوسط 5/3 الي 5/5 ميليمتر ثابت تجربي K بهتر است به جاي 866/0 برابر 2/1 باشد . فاکتور S در رابطه ي 4 درصد حجمي جامدي رانشان مي دهد که در شرايط پر شدن قالب به دليل انتقال ح

رارت به وجود مي آيد . با درصدهاي جامد بين 10-15 سطح قطعه بهتر مي شود اما با درصد جامد بالاتر (تا 50درصد) تخلخل قطعه کمتر مي شود . به طور کلي در قطعات ضخيم مي توان فاکتورS بالاتري انتخاب کرد در حالي که در قطعات نازک مقادير پايين تر S بهتر عمل مي کند .
در مورد تعيين ضخامت قطعه ريختگي متداول آن است که ضخامت نوعي قطعه بر مبناي قسمت هاي ضخيم و نازک و ميزان پراکندگي آنها انتخاب شود . در شرايطي که قطعه

قسمت نازکي داشته باشد که دورترين منطقه نسبت به راهباره باشد ضخامت اين قسمت به عنوان فاکتور ضخامت در معادله ي زمان پر شدن انتخاب مي شود . در شرايطي که نازکترين بخش قطعه در کنار راهباره و ضخيمترين بخش آن نسبت به راهباره دورترين فاصله را داشته باشد از ضخامت نوعي استفاده مي شود . درغيراين حالات ضخامت متوسط در معادله ي زمان پر شدن قالب قرار داده مي شود .
1-13محاسبه نيروي بسته نگه داشتن قالب حين تزريق :
فشارهايي که در ريخته گري تحت فشار در فلز مذاب به وجود مي آيند مستلزم داشتن تجهيزات ويژه جهت بسته نگه داشتن قالب مي شود تا از فشاري که براي باز کردن قالب در طي تزريق به وجود مي آيد که باعث پاشيدن فلز ازسطح جدا کننده قالب مي شود اجتناب شده و تلرانسهاي ابعاد قطعه ريختگي تضمين مي گردد .
قالب هاي دايکاست اساسا به صورت دو تکه ساخته مي شوند که يک نيمه قالب به کفشک ثابت (طرف تزريق) و نيمه ديگر به کفشک متحرک (طرف بيرون انداز) بسته مي شود و قسمت متحرک قالب بوسيله ماشين روي خط مستقيم به عقب و جلو مي رود و به اين ترتيب قالب دايکاست باز و بسته مي شود بسته نگه داشتن هر دو نيمه قالب طي تزريق بسته به طراحي ماشين ريخته گري تحت فشار با روش هاي مختلفي صورت مي گيرد .
يک روش اتصال نيرواست که صرفا از طريق اعمال يک نيروي هيدروليکي بر کفکش متحرک بوجود مي آيد و روش ديگر عبارت است از اتصال با فرم که به کمک قفل و بندهاي مکانيکي صورت مي گيرد که درهر دو مورد يک نيروي بسته نگهدارنده FZ ايجاد مي گردد که با نيروي به وجود آمده باز کننده FS در قالب دايکاست مقابله مي کند . نيروي باز کننده نتيجه فشار تزريق است که هنگام پر کردن قالب ايجاد مي گردد براي اين منظور نيروي فشاري که بوسيله ماشين ريخته گري تحت فشار پيستون مذاب را به جلو مي راند تعيين کننده است و از نيروي فشار و سطح پيستون مقدار فشار موثر بدست مي آيد که اين فشار موثرکه در فلز مذاب تشکيل مي گردد ، سعي در باز کردن قالب دارد .
سطح موثر(تصوير سطح تزريق بر روي سطح قالب دايکاست) که به آن سطح باز کننده AS گفته مي شود که اين سطح عبارت است از مجموع تصاوير سطوح قطعه ريختگي مورد نظر وگلويي و راهگاه و همچنين پيستون مذاب مي باشد . نيروي باز کننده FS که به سطح باز کننده قالب AS که از داخل به قالب فشار وارد مي کند طبق رابطه (4-1) برابر است با :

4-15 FS = AS . Pg
نيروي باز کننده FS = (N)
AS = (cm2) سطح باز کننده

فشار تزريق به Pg = (N/cm2)
اصولا اين شرط در نظر گرفته مي شود که بايستي نيروي بسته نگهدارنده بزرگتراز نيروي باز کننده قالب باشد تا از باز شدن قالب طي تزريق جلوگيري شود و به طور کلي براي اين منظور يک ضريب اطمينان 25-10 درصد در نظر گرفته مي شود که طبق رابطه (5-1) برابر است با :
(5-1) FZ = 1.1- 1.25 FS
با توجه به اينکه نيروي بسته نگهدارند قابل دستيابي دريک ماشين ريخته گري تحت فشار يک کميت ثابتي مي باشد ، مقدار آن عملا مرز بالايي از محدوده توانمندي سيستم را نشان مي دهد.