انقباض در ریخته گری سرمایه گذاری یک سردرد رایج است که می تواند ابعاد و کیفیت محصول نهایی را به هم بزند. بهعنوان یک تامینکننده ریختهگری سرمایهگذاری، من بیش از آنچه که بتوانم حساب کنم با این موضوع برخورد کردهام. در این وبلاگ، من چند روش عملی برای جبران انقباض و اطمینان از دریافت ریخته گری درجه یک را به اشتراک خواهم گذاشت.
درک انقباض در ریخته گری سرمایه گذاری
قبل از اینکه به راه حل ها بپردازیم، اجازه دهید به سرعت بفهمیم که انقباض چیست. هنگامی که فلز مذاب در طی فرآیند ریخته گری سرمایه گذاری سرد می شود و جامد می شود، به طور طبیعی منقبض می شود. این انقباض یا انقباض می تواند منجر به کوچکتر شدن قطعات از مشخصات طراحی اصلی شود. دو نوع اصلی انقباض وجود دارد: انقباض انجماد و انقباض حرارتی. انقباض انجماد زمانی اتفاق میافتد که فلز از حالت مایع به حالت جامد تبدیل میشود و انقباض حرارتی با ادامه سرد شدن فلز جامد تا دمای اتاق اتفاق میافتد.
عوامل موثر بر انقباض
عوامل متعددی می توانند بر میزان انقباض در ریخته گری سرمایه گذاری تأثیر بگذارند. نوع فلزی که استفاده میشود، بزرگ است. فلزات مختلف دارای ضرایب مختلف انبساط حرارتی و خصوصیات انجماد هستند. به عنوان مثال، فولاد و آلومینیوم با سرعت های مختلف جمع می شوند. طراحی ریخته گری نیز نقش دارد. اشکال پیچیده با ضخامت دیواره های متفاوت می توانند انقباض ناهمواری را تجربه کنند که منجر به اعوجاج می شود. سیستم دروازه ای که جریان فلز مذاب را به داخل قالب کنترل می کند، می تواند به جبران انقباض کمک کند یا مانع از آن شود. یک سیستم دروازه ای که طراحی ضعیفی دارد ممکن است باعث خنک شدن ناهموار و افزایش انقباض شود.
جبران انقباض
1. اصلاحات طراحی
یکی از موثرترین راهها برای جبران انقباض، اصلاح طراحی است. هنگام ایجاد الگوی ریخته گری سرمایه گذاری، می توانید مواد اضافی را به مناطقی که انقباض انتظار می رود اضافه کنید. این به عنوان کمک هزینه انقباض شناخته می شود. کمک هزینه انقباض معمولاً درصدی به ابعاد قطعه نهایی اضافه می شود. درصد دقیق بستگی به نوع فلز و فرآیند ریخته گری دارد. به عنوان مثال، برای ریختهگریهای آلومینیومی معمولاً از میزان انقباض حدود 1.2٪ - 1.8٪ استفاده میشود، در حالی که برای ریختهگریهای فولادی، میتواند حدود 2٪ - 2.5٪ باشد.
همچنین می توانید طراحی قطعه را برای کاهش تاثیر انقباض بهینه کنید. به عنوان مثال، سعی کنید ضخامت دیوارها را تا حد امکان یکنواخت نگه دارید. این به اطمینان از خنک شدن یکنواخت کمک می کند و احتمال انقباض ناهموار را کاهش می دهد. اگر نیاز به تغییر ضخامت دیوار دارید، انتقال را تدریجی انجام دهید. یکی دیگر از نکات طراحی استفاده استراتژیک از دنده ها و باس ها است. این ویژگی ها می تواند به تقویت قطعه و همچنین کنترل انقباض کمک کند. ما را بررسی کنیدرئیس سنسور دما ریخته گری سرمایه گذاریبرای نمونه ای از ریخته گری با طراحی خوب که انقباض را در نظر می گیرد.
2. طراحی قالب و انتخاب مواد
قالب نقش مهمی در جبران انقباض دارد. نوع مواد قالب می تواند بر سرعت خنک شدن فلز مذاب تأثیر بگذارد. برای مثال، قالبهای سرامیکی اغلب در ریختهگری سرمایهگذاری استفاده میشوند، زیرا میتوانند دماهای بالا را تحمل کنند و دقت ابعادی خوبی را ارائه دهند. با این حال، آنها همچنین دارای خواص حرارتی متفاوتی در مقایسه با سایر مواد قالب هستند. می توانید مواد قالبی را انتخاب کنید که ضریب انبساط حرارتی مشابهی با فلز ریخته گری داشته باشد. این کمک می کند تا اطمینان حاصل شود که قالب و ریخته گری با سرعت مشابهی منقبض می شوند و استرس روی ریخته گری را کاهش می دهد و اعوجاج را به حداقل می رساند.
طراحی قالب نیز می تواند بهینه شود. به عنوان مثال، استفاده از یک قالب چند تکه می تواند امکان کنترل بهتر فرآیند خنک سازی را فراهم کند. می توانید قالب را به گونه ای طراحی کنید که در مناطقی که انقباض نگران کننده است، خنک کننده بیشتری را فراهم کند. سیستم دروازه و بالا آمدن در قالب نیز مهم است. یک سیستم دروازه ای که به خوبی طراحی شده است، تضمین می کند که فلز مذاب قالب را به طور یکنواخت پر می کند و برای جبران انقباض در طول انجماد، منبع پیوسته فلز را فراهم می کند. رایزرها که مخازن فلز مذاب هستند، می توانند در حین انقباض، ریخته گری را تغذیه کنند و از ایجاد حفره ها جلوگیری کنند.
3. کنترل فرآیند
کنترل دقیق فرآیند برای جبران انقباض ضروری است. شما باید دمای فلز مذاب را به دقت بررسی و کنترل کنید. اگر فلز خیلی داغ باشد، ممکن است در طول خنک شدن بیشتر منقبض شود. از طرف دیگر، اگر خیلی سرد باشد، ممکن است به درستی در قالب جریان نداشته باشد و منجر به نقص های دیگری شود. سرعت ریختن هم مهم است. سرعت پایین ریختن می تواند باعث شود که فلز قبل از اینکه کل قالب را پر کند شروع به انجماد کند، در حالی که سرعت ریختن سریع می تواند باعث تلاطم و گیر افتادن هوا شود.
سرعت خنک کننده ریخته گری یکی دیگر از عوامل مهم است. میتوانید با تنظیم دمای قالب، استفاده از کانالهای خنککننده در قالب یا استفاده از روشهای خنککننده خارجی، سرعت خنکسازی را کنترل کنید. به عنوان مثال، می توانید از یک ژاکت خنک شده با آب در اطراف قالب برای تسریع فرآیند خنک سازی در مناطق خاص استفاده کنید. با کنترل سرعت خنک کننده، می توانید اطمینان حاصل کنید که ریخته گری به طور یکنواخت جمع می شود و خطر اعوجاج را کاهش می دهد.
4. عملیات پس از ریخته گری
گاهی اوقات، حتی با بهترین طراحی و کنترل فرآیند، ممکن است هنوز مقداری انقباض رخ دهد. در چنین مواردی می توان از عملیات پس از ریخته گری برای اصلاح ابعاد استفاده کرد. ماشینکاری یک عملیات معمول پس از ریخته گری است که می توان از آن برای حذف مواد اضافی یا رساندن قطعه به ابعاد مورد نظر استفاده کرد. با این حال، ماشینکاری باید به دقت برنامه ریزی شود تا از حذف مواد بیش از حد یا وارد کردن تنش های جدید به قطعه جلوگیری شود.
همچنین می توان از عملیات حرارتی برای کاهش تنش های داخلی در ریخته گری و بهبود پایداری ابعادی آن استفاده کرد. برای مثال می توان از آنیل برای کاهش سختی ریخته گری و انعطاف پذیری بیشتر استفاده کرد. این می تواند به اصلاح هرگونه اعوجاج جزئی ناشی از انقباض کمک کند.
واقعی - نمونه های جهانی
بیایید نگاهی به چند نمونه واقعی از نحوه عملکرد این روش های جبران انقباض بیندازیم. ما را در نظر بگیریدریخته گری هشت شکل یاتاقان. این قسمت پیچیده دارای ضخامت دیواره های متفاوتی است که می تواند منجر به انقباض ناهموار شود. برای جبران این، یک کمک هزینه انقباض به طرح الگو اضافه کردیم. ما همچنین سیستم دروازه را برای اطمینان از پر شدن و خنک شدن یکنواخت قالب بهینه کردیم. در طول فرآیند ریختهگری، دما و سرعت ریختن را به دقت کنترل کردیم. پس از ریختهگری، از ترکیب ماشینکاری و عملیات حرارتی برای رسیدن به ابعاد نهایی و بهبود کیفیت قطعه استفاده کردیم.
مثال دیگر ماستبلوک لنگر لوازم جانبی ساختمانی. این قطعه به دقت ابعادی بالایی نیاز دارد. ما از یک قالب سرامیکی با سیستم دروازه ای طراحی شده برای کنترل انقباض استفاده کردیم. این قالب به گونه ای طراحی شده بود که خنک کننده بیشتری را در مناطقی که انتظار انقباض وجود داشت، ارائه دهد. با کنترل دقیق سرعت خنکسازی و استفاده از ماشینکاری پس از ریختهگری، ما توانستیم یک بلوک لنگر با کیفیت بالا تولید کنیم که الزامات ابعادی دقیق را برآورده میکند.
نتیجه گیری
جبران انقباض در ریخته گری سرمایه گذاری یک فرآیند چند وجهی است که به ترکیبی از اصلاحات طراحی، طراحی قالب و انتخاب مواد، کنترل فرآیند و عملیات پس از ریخته گری نیاز دارد. با درک عوامل موثر بر انقباض و اجرای روش های جبران صحیح، می توانید اطمینان حاصل کنید که ریخته گری های سرمایه گذاری شما از ابعاد و استانداردهای کیفی مورد نظر برخوردار است.
اگر در بازار ریختهگریهای سرمایهگذاری با کیفیت بالا هستید و میخواهید در مورد اینکه چگونه میتوانیم به شما در جبران انقباض کمک کنیم بیشتر بدانید، در تماس با ما دریغ نکنید. ما اینجا هستیم تا در مورد نیازهای خاص شما صحبت کنیم و بهترین راه حل ها را برای نیازهای ریخته گری سرمایه گذاری شما ارائه دهیم.
مراجع
- کمپبل، جی (2003). ریخته گری. باترورث - هاینمن.
- Flemings، MC (1974). پردازش انجماد. مک گراو - هیل.
- Samuel, F., & Samuel, AM (Eds.). (2013). آلیاژهای آلومینیوم: ساخت، خصوصیات و کاربردها. انتشارات وودهد.