فرآیند دایکاست پرفشار(HPDC)
HPDC یک روش ساخت اجزا کارآمد برای تولید محصولات مختلف که با امکانات ریخته گری بسیار سریع به همراه فرآیند تزریق فشار بالا ساخته می شوند، می باشد. چهار گروه از فلزات اصلی که در این تکنولوژی مورد استفاده قرای می گیرند عبارتند از: آلومینوم- روی- منیزنم و آلیاژهای پایه مسی.
ریخته گری دایکاست فشار بالا HPDC یک فرآیند تولید حجم بالاست که برای قطعات با اندازه ها و اشکال مختلف به کار میرود برخی از ویژگی های این فرآیند وجود دارند که باید تعریف شوند. ریخته گری یک آلیاژ مذاب در قالب به صورت کامل در چند میلی ثانیه انجام می شود. یک اثر کوئیچینگ قابل ملاحظه با نرخ تولید بالا محتمل است. کاربرد فرآیند فشار بالا قادر سازی آلیاژ فلزی برای برقراری تماس خوب با دیواره قالب است که باعث : افزایش نرخ خنک سازی ، افزایش جریان حرارت و افزایش ضریب انتقال حرارت در سطح تماس قالب – مذاب و همچنین ساخت شکل نهایی قطعه .
عیوب ریخته گری مانند مک انقباضی که بدلیل بجود آمدن انقباض در طول انجماد رخ میدهند در این فرآیند کاهش می یابند. قطعات با اشکال پیچیده به طور مستقیم از حالت مایع حتی برای یک آلیاژ مذاب با غلظت بالا تولید شده است. با به حساب آوردن این واقعیت ها این انتظار میرود که اشکال با ابعاد بسیار بزرگتر و با سیستم های آلیاژی مختلف بتوانند با فرآیند دایکاست پرفشار شکل داده شوند.از خصیصه های فرآیند HPDC، سرعت بالای مذاب در طول پرشدن قالب و نرخ انجماد قطعه است. چنین شرایطی نیاز به یک رویکرد پیچیده تر به مطالعه پدیده های در طول فرآیند HPDC دارد.
فرآیند HPDC به طور کامل خودکار، برای حجم تولیدت بالا، فرآیندی با بهره وری بالا برای تولید قطعات ریخته گری با اشکال پیچیده و جدار نازک نزدیک به شکل نهایی در بازه وزنی چند گرم تا ۱۵کیلو گرم است. این فرآیند به طور سنتی در ساخت بدنه ها و غیره استفاده می شده . ولی تغییراتی کرده، در حال حاضر محصولات جلوبندی و پنل ابزار با آلیاژ های منیزیم و ستون B ( ستون بین درب های عقب و جلو اتومبیل) اتومبیل از آلیاژهای آلومینیوم با این روش ساخته می شوند.
چهار فلز اصلی به همراه ترکیبات آلیاژی مختلف که معمولا در ماشین های با محفظه سرد یا داغ به کار می روند عبارتند از آلومینیوم، روی، منیزیم و آلیاژهای پایه مسی. سیستم تزریق در ماشین های محفظه گرم در فلز مذاب غوطه ور است بنابراین فشار محدود است. این سیستم در تماس با آلومینوم سریعا تنزل می یابد. در فرآیند محفظه سرد مخزن مواد از سیستم تغذیه جداست. فلز به درون یک ماسوره راهگاه همانطور که در شکل ۱ می بینید پر می شود.( منیزنم به صورت خودکار اندازه گیری می شود) دمای ماسوره راهگاه ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد است.
شکل ۱) تصویری از دایکاست پرفشار با محفظه سرد
یک سیکل تولید در HPDC شامل :
- اندازه گیری مواد برای ورود به ماسوره راهگاه
- حرکت پیستون
- پر شدن سریع قالب
- دمای قالب فولادی ۳۰۰-۲۰۰ درجه سانتیگراد، پراکندگی گرمای نهان
- در طول انجماد، قطعه توسط پیستون برای تغذیه انقباض های انجمادی تحت فشار هیدرولیکی قرار میگیرد. نیروی قفل شوندگی بیش از ۴۰۰۰ تن به صورت تجاری برای استقامت در برابر فشارهای بزرگ در دسترس هستند.
- قالب باز می شود
- سپس قطعه خارج می شود. انرژی هیدرولیکی بوسیله سیستم کامپیوتری اجازه کنترل موقعیت ماده، سرعت و شتاب پیستون برای بهینه کردن جریان فلز و فشار را در طول پر شدن و انجماد را دارد، اعمال میشود.
حفره قالب ممکن است بوسیله سیستم خلا برای کاهش هوای گیرافتاده در طول مراحل پر شدن و همچنین تولید قطعه ای یکنواخت، از هوا تخلیه شود. روش دیگری که برای کاهش تلاطم میتواند استفاده شود فلزکاری نیمه جامد(ssm) است. یک زمان پرشدن قالب کوتاه به همراه قطعات جدار نازک با نره سرد شدن بالا(معمولا ۱۰۰۰-۱۰۰). این یک اندازه دانه ریز به همراه خواص مکانیکی معقول را ارائه میدهد.اگر چه این خواص میتوانند با نزدیکی روابط متقابل بین محصول با طراحی فرآیند مانند اصلاح متال هندلینگ، کنترل فرآیند دقیق، و بهینه کردن راهگاه ها و طراحی قالب بهبود یابند. ظرفیت سیستم تزریق به صورت نمودار P-Q2 که ماشبن تزریق در اختیار قرار میدهد تعریف می شود. استنتاج می شود که فشارP با مربع نرخ جریان متناسب است.
خصوصیات قالب بوسیله معادله P=(kdie/Ga)Q2 تعریف میشود. موقعیت کاری از تقاطع خط قالب با خط ماشین در نمودارP-Q2 تعریف میشود. بعلاوه زمان مناسب، ثبات ابعادی خوب و ارزیابی صحیح از جریان حرارت و سیال پیشنیازهایی برای ریختهگری بهتر هستند. ظاهرا عوامل کوچک مانند مقدار روانکاری، ترکیب و کاربرد روشهای آن میتواند تبدیل به عوامل با اهمیت زیاد در خصوصیات قطعه ریخته گری نهایی شوند.
منبع : اینترنت
ترجمه : ایران ملد
