ثانیأ طراحی سیستم تغذیه قالب باید به نحوی باشد که با ایجاد تغییرات لازم در قالب بتوان آن را در ماشین تزریق با محفظه گرم به کاربرد.این تغییرات عبارتند از:

1.در سوراخ تزریق قالبی که قبلأ با ماشین تزریق محفظه سرد کار می کرده است،یک بوش تزریق قرار داده شود.

2.در ابتدای بوش تزریق یک قسمت گود و مناسب برای قرار گرفتن نازل ماشین با محفظه گرم تعبیه شود.

3.در نیمه متحرک قالب ودر جلو سوراخ تزریق باید یک مخروط پای سوراخ تزریق نصب شود.

4.به تعداد کانالهای خنک سازی اطراف بوش تزریق اضافه شود ودر داخل مخروط ودر اطراف آن نیز کانالهای لازم ایجاد شود.

5.باید در اطراف مخروط و هر راهگاهی که اضافه می شود، پینهای پران تعبیه شود.

6.توسط روش سعی وخطا، عمق گلوییهای تزریق وعمق راهگاهها ،متناسب با ریخته گری قطعات از جنس آلیاژروی تعیین شود.

شیب دیواره در قالب آلومینیومی بیش از شیب دیواره در قالب قطعات روی است، لذا شیب موجود مشکلی را به وجود نمی آورد.همچنین چون ضریب انقباض برای آلیاژروی تنها حدود 0.001 میلیمتر بر میلیمتر کمتر از مقداری است که برای آلیاژآلومینیوم در نظر گرفته می شود،تفاوت در ضریب انقباض برای تولید قطعات کوچک، مشکلی را در زمینۀ تغییر جنس مذاب ایجاد نمی کند.

اگر بخواهیم از قالبی که قبلأ درآن آلیاژآلومینیوم تزریق می کرده ایم ،برای تولید قطعات از جنس آلیاژ منیزیم استفاده کنیم، چون در تزریق هردو نوع آلیاژاز ماشین با محفظه سرد استفاده می شود،تغییر اساسی در سیستم تزریق لازم نیست. تنها باید قالب را برای اطمینان از مقاومت در برابر افزایش سرعت تزریق آزمایش کرد،زیرا برای تولید قطعات آلیاژمنیزیم ،سرعت پیستون ماشین تزریق باید افزایش یابد. به علت تفاوت در خواص دو نوع فلزممکن است برای فلزمنیزیم مجبوربه انجام اصلاحات جزئی درروش ریخته گری بشویم. میزان حرارتی که نیم کیلو منیزیم ایجاد می نماید برابر حرارت ایجاد شده توسط همین وزن آلومینیوم است،ولی از آنجا که وزن یک حجم مشخص از منیزیم 3/1 کمتر از وزن همین حجم ازآلومینیوم است، میزان حرارت تولید شده نیز 3/1 کمتر از حراراتی است  که توسط آلیاژآلومینیوم ایجاد می گردد(چون حجم قالب تغییر نکرده است).لذا برای آلیاژمنیزیم یا باید سرعت آن خنک کننده را کاهش داد ویا سرعت تزریق را افزایش داد. بهتر است برای تسریع در روند ریخته گری سرعت تزریق را افزایش داد.ضریب انقباض برای قطعات از جنس آلیاژمنیزیم 0.001 میلیمتر بر میلیمتر بزرگتر از ضریب انقباض برای آلیاژهای آلومینیوم است؛ این میزان تفاوت برای قطعات کوچک قابل اغماض است،ولی برای تولید قطعات بزرگ حتمأ باید آن را درنظر گرفت.

 

پرداخت سطح حفرۀ قالب

در دایکاست،حفرۀقالب به اندازۀ کافی باید صاف وصیقلی باشد تا مذاب بتواند با حداقل اغتشاش آن را پر کند. میزان پرداخت مورد نیاز سطح به نحوۀ کاربرد قطعه بستگی دارد.مثلأ اگر قرارباشد قطعه ای تحت عملیات رنگ کاری یا آبکاری قرار گیرد، باید از پرداخت سطح خوبی برخوردار باشد. یکی از روشهای پرداخت سطح حفرۀ قالب باکیفیت خوب، پرداخت توسط ذرات بسیار ریزالماس می باشد.با ادامۀ عمل تزریق این پرداخت خوب کمی تغییر می کند(خش برمی دارد)،ولی با مقدار کمی پرداختکاری مجدد،صافی اولیۀ خود را به دست می آورد. این نوع پرداخت سطح برای قالبهایی به کار می رود که مذاب تزریق شده درآنها دارای نقطه ذوب پایین باشد. برای قالبهایی که آلیاژمس در آنها تزریق می شود،پرداخت خیلی خوب ،نا مناسب است زیرا تماس  آلیاژمس مذاب با سطح قالب به دلیل دمای بالای مس مذاب، پرداخت اولیه سطح حفره قالب را از بین می برد ولذا از همان ابتدا سطح آن را پرداخت مات می کنند. مزیت پرداخت مات یا پرداخت کند در این است که، در هنگام روغنکاری سطح حفره ،روغن را بهتر در خود نگاه می دارد وباعث طول عمربیشتر قالب می گردد.پرداخت مات،معمولأ توسط عمل ذره پاشی مرطوب صورت می گیرد،زیرا ذره پاشی خشک توسط ذرات آسیاب شده فولاد یا ماسه،برای قالب،خشن ونامناسب است واحتمال کنده شدن فلز از سطوح ظریف حفره قالب وجود دارد.بهتر است حفره قالبهایی که برای تولید قطعات آلومینیومی به کارمی روند توسط کروم یا الکترولیز نیکل آبکاری شود.همچنین برای تولید قطعات از جنس آلیاژ روی نیز آبکاری حفره قالب توسط الکترولیز نیکل مناسب است.

فرسایش قالب

عواملی که بر سرعت فرسایش قالب مٶثر هستند عبارتند از: دمای فلز مذاب وچگونگی طراحی قالب. هنگامی که دمای ریخته گری فلز کمتر از دمای ریخته گری آلیاژروی باشد معمولأ تا500000 تزریق فرسایش قابل توجیهی درقالب به وجود نمی آید. هرچه میزان این حرارت بیشتر شود سرعت فرسایش قالب افزایش می یابد.هر چه قدر طراحی تغذیه پیچیده تر باشد، سرعت فرسایش به ویژه با ازدیاد درجه حرارت بیشتر می شود. همچنین فرسودگی قالب در نقاط تجمع فلز مذاب بیشتر است.

اگر چه سرعت فرسایش برای دوآلیاژ با یک فلز مبنا یکسان است ولی استثناهایی برای این مطلب وجود دارد. به عنوان مثال آلیاژآلومینیوم با سیلیسیم بالا نسبت به آلیاژآلومینیوم با سیلیسیم پایین قالب را سریعتر فرسوده می کند.برای آلیاژ با سیلیسیم بالا (حدود %90 سیلیسم )دیده شده است که پس از 12000تزریق،قطر بوش تزریق به اندازه 0.25 میلیمتر خورده شده است. در حالی که برای آلیاژآلومینیوم با سیلیسیم پایین (حدود %5 سیلیسیم )،این میزان خوردگی پس از 20000تزریق اتفاق می افتد. یکی از روشهایی که توسط آن از فرسایش سریع قالب جلوگیری می شود،استفاده از آستر ویا اجزای جاسازی شده قابل تعویض درحفره قالب است. این اجزا در نواحی از قالب به کار می روند که احتمال فرسایش بیشتر باشد. پس از فرسایش این اجزا می توان با تعویض آنها، قالب را بازسازی کرد. روش دیگری از فرسودگی سریع سطح حفره قالب،آبکاری آن است. بااین روش مقاوت سطح حفره قالب در برابر فشار تزریق وحرارت مذاب افزایش می یابد.

 

درجه حرارت قالب 

قالبهای ریخته گری تحت فشار همانند یک مبدل حرارتی هستند ولذا باید مطابق با ضخامت وشکل قالب دارای تعادل حرارتی باشد. حداکثر درجه حرارت قالب به عوامل زیر بستگی دارد:

همه پارامترهای، دمای فلز مذاب،وزن مذاب تزریق،سرعت تزریق وسطح وشکل حفرۀ قالب،نحوۀ خنک سازی قالب را مشخص می کنند.درجه حرارت بهینۀ قالب برای یک قطعۀ مشخص با توجه به ضخامت ونوع پرداخت آن معین می شود.

وقتی قالب به درجه حرارت بهینه می رسد باید دقت این دما بین c 10_+ حفظ شود.در جوار سطوحی از قالب که باید گرم نگه داشته شوند،می توان قطعات مسی یا گرم کن های نواری قرار داد.این ابزار حرارتی هم می توانند در داخل قالب جا زده شوند وهم در خارج آن نصب شوند. به کمک راهگاه نیز می توان برخی از سطوح قالب را گرم نگه داشت.

اگر بخشهای نازک حفره دور از راهگاه اصلی قرارداشته باشند،باید سرباره گیرهایی در پیرامون این بخشها تعبیه شود. این سربارگیره ها جریان فلزرا افزایش می دهند وگرمای لازم را در این مقاطع فراهم می کنند.به عکس در مجاورت بوش تزریق وقبل از راهگاه،لوله های حاوی آب خنک از افزایش گرما واحتمال جوش خوردن قطعه به قالب در این نقاط جلوگیری می کنند.وقتی درجه حرارت قالب خیلی پایین باشد،مذاب به سرباره گیرها راه نیافته ومتوقف می شود ودر نتیجه ایجاد سرد جوشی وخلل وفرج  در قطعه می کند وآثار جریان روی قطعه دیده می شود.با برسی قطعات به دست آمده از چند تزریق اولیه نحوه جریان فلز مذاب در حفرۀ قالب مشخص می شود که از روی آن می توان برای تعیین ابعاد مناسب گلویی تزریق وسرباره گیرها استفاده کرد. اگر قالبی بیش از حدی که برای پر کردن وپرداخت سطح قطعه لازم است،گرم شود،ممکن است ترکهای گرما خستگی در سطح آن ایجادشود.این ترکها باعث کاهش عمر قالب و پران ضعیف قطعه می شوند. اگر در این قطعه اشکالی ایجاد شود،سیکل ریخته گری به هم می ریزد ودر نتیجه تنظیم درجه حرارت قالب با اشکال روبه رو می شود.اگر خنک  سازی قالب به حد کافی انجام نگیرد یا در مقاطع ضخیم آن ماهیچه استفاده نشود،لکه های حرارتی ایجاد شده باعث انقباض یا کاهش حجم مذاب در این نواحی می شود.

 

درجه حرارت قالب برای آلیاژهای روی

برای ریخته گری آلیاژروی محدودۀ درجه حرارت قالب بین 165 تا 245 درجه سانتیگراد است. برای داشتن پرداخت سطح خوب، حد پایین درجه حرارت برای قطعات با مقاطع ضخیم وحد بالا برای قطعات نازک تعیین می شود.

 

درجه حرارت قالب برای آلیاژهای آلومینیوم

دمای قالب ریخته گری آلیاژهای آلومینیوم معمولا بالاتر از دمای قالب برای آلیاژهای روی است و محدودۀ آن بین 220 تا 315 درجه سانتیگراد با متوسط حدود c˚260 قرار دارد.به علت آنکه آلیاژهای آلومینیوم در درجه حرارتهای بالا ذوب می شوند وامکان اکسیده شدن آنها زیاد است،ریخته گری این آلیاژها به طور قابل توجهی مشکلتر از ریخته گری آلیاژهای روی است ولذا دست یابی به یک پرداخت سطح خوب مشکل است. در اثر افزایش درجه حرارت قالب و برخورد مذاب آلیاژآلومینیوم با  سطح حفرۀ قالب احتمال خوردگی زیاد می شود. همچنین ماهیچه هایی که در نقاطی قرار دارند که خنک سازی آنها مشکل است نیز در معرض این خوردگی قرار می گیرند. در این موارد نیتروژن دهی ماهیچه ها به جلوگیری از خوردگی آنها در اثر برخورد مذاب کمک می کند.

 

درجه حرارت قالب برای آلیاژهای منیزیم

درجه حرارت بهینه برای آلیاژمنیزیم بین 245 تا 275 درجه سانتیگراد است.درعمل بسته به شکل قالب واندازه قطعه ریخته گری، درجه حرارت بین 230 تا 290 درجه سانتیگراد تغییر می کند.

 

درجه حرارت قالب برای آلیاژهای مس

درجه حرارت قالب برای آلیاژهای مس بین 350 تا 705 درجه سانتیگراد تغییرمی کند وبه اندازه قالب وقطعه ریخته گری بستگی دارد.برای ازدیاد عمر قالب معمولأ حد پایین را رعایت می کنند، اما برای ریختن قطعات دقیق ممکن است، عمر قالب را فدای ازدیاد درجه حرارت کنند. محدوده نسبتأ وسیع درجه حرارت به دلیل فوق است. قالبهایی که برای ریخته گری آلیاژهای مس به کار می روند، در مقابل ترکهای سطحی گرما خستگی حساس هستند ومعمولأ پس از شروع به کار قالب جدید،سطح حفرۀ آن آثار این ترکها را نشان می دهد وبعد از چند هزار تزریق بر روی کل سطح حفره قالب آثار خستگی حرارتی ظاهر می شود. این آثار برروی قطعات ریخته گری نیز ظاهر می شوند وباید قبل از آبکاری  آنها را توسط سنگ زنی  ونمد کاری ازروی سطح قطعه زدود. برای جلوگیری از ایجاد ترکهای سطحی گرما خستگی، باید قالب را تا حد ممکن خنک کرد. بعضی اوقات گرم کردن قالب مقاومت آن را در برابرافزایش می دهد. در چنین موارد می توان از گرم کن های مادون قرمز برای پیش گرم کردن استفاده کرد.

 

روانسازی قالب

روانسازی حفره قالب باعث جلوگیری از چسبیدن قطعه به قالب ودر نتیجه پرداخت بهتر سطح آن میشود. روانسازی یا روغن کاری قالب به فلز مذاب اجازه می دهد که آسانتر به درون حفره قالب جریان یابد. انتخاب روغن به دمای فلز، دمای قالب و نوع آلیاژی که ریخته می شود بستگی دارد.

هیچ روغنی نمی تواند برای همه نوع آلیاژمناسب باشد. بعضی از انواع روغنها پس از تماس با فلز مذاب تجزیه شده وبه یک نوع پودر کربندار تبدیل می شوند که پس از خروج قطعه از قالب بر روی سطح آن باقی می ماند. هر گونه پسمانده کربندار را می توان توسط جت هوا از روی قالب زدود.

اگر نقطه اشتعال روغن دقیق انتخاب شده باشد، مقداری از آن روی  سطح قالب باقی می ماند به طوری که تا روغنکاری بعدی 5 تا 6 مرتبه تزریق می توان آن انجام داد. اگر دمای کربنیزه شدن  روغن بسیار بالا باشد، روغن جذب سطح قطعه شده وبه صورت لکه های روغنی بر روی آن نمودار می شود. از طرف دیگر اگر دمای کربونیزه شدن روغن پایین باشد کل روغن در مرتبع اول تزریق  میسوزد. به طور کلی روغن انتخاب شده باید به طور آهسته کربنیزه شود تا کمترین میزان گاز تولید گردد، به عبارت دیگر روغن انتخاب شده نباید بسوزد. 

6 ماشینهای دایکاست با سیستم تزریق محفظه سرد عمودی

پرداخت سطح قطعات تولید شده وروشهای پیشگیری از عیوب قطعات

برای آنکه قطعه دارای ظاهری خوب باشد باید همگن وعاری از هرگونه عیبی باشدکه از عدم کنترل جریان مذاب ناشی می شود.

  1. خطوط جریان :خطوط جریان به سبب مناسب نبودن سیستم راهگاهی، فشار تزریق نامناسب،روغنکاری نامناسب گلویی تزریق و همچنین فشار روبه روی مذاب در حفرۀ قالب،به وجود می آید.برای جلوگیری از ایجاد ای خطوط باید مقدار روغنکاری کنترل شود.اندازه گلویی تزریق بزرگ شود وبرتعداد هواکشهای سرباره گیرها افزوده شود.

2.تخلخل سطحی :تخلخل در سطح قطعه براثرایجاد تلاطم درفلز مذاب در هنگام ذوب وریزش وتزریق آن به وجود می آید.این عیب با رعایت نکات زیر برطرف می شود:1.کاهش در تلاطم فلز مذاب در هنگام ریزش آن در سیلندر محفظه سرد 2.کاهش سرعت پیستون 3.کاهش در سرعت وتغییر جهت دادن مذاب در سیستم راهگاهی وحفره قالب  4.استفاده از سرباره گیرها وهواکشهای بزرگتر 5.افزایش مساحت گلویی تزریق برای کاهش فوران مذاب از گلویی تزریق به داخل حفره.

3.درز سطحی:وقتی در قطعه درزهای سطحی ایجاد می شودکه دو جریان مجزا از فلز مذاب بدون اینکه به هم جوش خورده ودر هم ادغام شوند،منجمد گردند.این عیب با استفاده از روشهای زیربرطرف می شود:افزایش دمای قالب ومذاب، روانسازی مذاب جهت خارج کردن اکسیدهایی که باعث کاهش سرعت جریان مذاب می شوند،افزایش فشار تزریق وافزایش تعدادوابعاد هواکشها.

4.زبری سطحی قطعه:زبری سطحی قطعه در اثرچسبیدن قطعه به قالب به وجود می آید.این عیب از طریق کاهش دمای فلز مذاب وقالب، اصلاح مدل حفرۀ قالب جهت جلو گیری از بر خورد نا مطلوب مذاب با سطح قالب، افزایش روغنکاری حفره ودر بعضی موارد توسط تنظیم صحیح درصد عناصر آلیاژاصلاح می شود.همچنین اگر احتمال بدهیم قطعه به دیوارۀ قالب یا سطح ماهیچه ها چسبیده ودر حین پران شدن خراشیده می شود باید بر میزان شیب دیواره ها افزود.

5.پرزها:پرز وقتی در سطح قطعه ایجاد می شود که دمای ذوب بعضی از اجزای آلیاژ پاینتراز اجزای دیگر باشد، در نتیجه در مرحله پران قطعه این اجزا که هنوز به طور کامل منجمد نشده اند پوسته قطعه را شکافته وبیرون می زنند. در این صورت اگر نتوان نوع آلیارژ را تغییر داد، باید از ضخامت مقاطع ضخیم قطعه کاست ویا مذاب را گاززدایی کردو همچنین به مذاب، فرصت برای خنک شدن داد.

5.توّرق قطعه:این عیب در سطح قطعه ایجاد می شود وعلت آن این است که قسمت جلو یا پیشتاز جریان مذاب به علت نازکی دچار انجماد زودرس شده وسپس توسط بقیه مذاب غوطه ور می شود، بدون اینکه دوباره ذوب شود. بنابراین این مسئله بصورت یک عیب باقی می ماند. برای از بین بردن این عیب باید قبل از هر تزریق از تمیز بودن قالب اطمینان حاصل کرد. همچنین اندازه گلویی تزریق را فشار داد تا اثرات پیشتاز جریان به حداقل ممکن برسد.در بعضی موارد،افزایش دمای قالب هم    می تواند این عیب را رفع کرد.

6.زنگ زدن مذاب:زنگ زدگی می تواندبراثر وجود نمک های کلسیم یا آهن در قسمت آب موجود در مخلوط روغنکاری قالب به وجود آید. همچنین در ریخته گریهایی که درجه حرارت کار بسیار بالااست، ممکن است سطح قطعه دچار رنگ شدگی گرمایی شود. در قطعاتی که از جنس آلیاژ     آلومینیوم –سیلیسیم هستند، توسط انتشار و پراکندگی ذرات سیلیسیم، نوارهای خاکستری رنگ در جلو گلویی تزریق تشکیل می شود که ناشی از سرعت سرد شدن قالب است.این اشکال با رعایت نکات زیر رفع می گردد:1.مکان گلویی تزریق عوض شود ویا اندازه آن بزرگتر گردد 2.جهت تزریق فلز مذاب در حفرۀ قالب تغییر کند 3.نگهداری دمای قالب به صورت یکنواخت تر ودر حدی بالاتر باشد.

 

 

منابع:

١.طراحی وساخت قالبهای دایکاست

مولف:(   (Brunhuberمترجم: مهندس فرامرزی

 

٢.ریخته گری تحت فشار(دایکاست)

ترجمه وتدوین:دکتر محمود فرزین، مهندس محمدرضا اشرف

 

3.شرکت دایکاست آلومینا

مهندس هاشم صالحی

مهندس امید ضیایی

 

 

فهرست مطالب

مقدمه : 1

آشنایی با ماشینهای دایکاست: 2

ماشینهای دایکاست با سیستم تزریق محفظه گرم 2

ماشینهای دایکاست با سیستم تزریق محفظه سرد عمودی 4

ماشینهای دایکاست با سیستم خلأ یا مکش 6

قالبهای دایکاست 7

پینهای پران 7

ماهیچه ها یا نرگی قالب 9

راهای خروج هوای داخل حفره 9

سرباره گیرها 9

انواع مختلف قالب 10

قابلهای تک حفره ای 11

قالبهای چند حفره ای 11

قالبهای ترکیبی 12

قالب با یک کفشک وحفرههای قابل تعویض 13

طراحی قالب: 15

انقباض مواد 15

شیب دیواره ها 16

شکل و محل خط جدایش قالب 16

کشوییها 16

ماهیچه گذاری 17

سیستم راهگاهی 17

راهگاهها 18

شیارهای هواکش 18

خنک سازی قالب 19

تأثیر نوع فلز ریخته گری در طرح قالب 20

پرداخت سطح حفرۀ قالب 21

فرسایش قالب 22

درجه حرارت قالب 22

درجه حرارت قالب برای آلیاژهای روی 23

درجه حرارت قالب برای آلیاژهای آلومینیوم 23

درجه حرارت قالب برای آلیاژهای منیزیم 24

درجه حرارت قالب برای آلیاژهای مس 24

روانسازی قالب 24

  • small-slides0.jpg
  • small-slides1.jpg
  • small-slides2.jpg
  • small-slides3.jpg