سمینار ریخته گری نیمه جامد آلیاژهای آلومینیوم

اختصاصی از حامی فایل سمینار ریخته گری نیمه جامد آلیاژهای آلومینیوم دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

نام محصول : سمینار ریخته گری نیمه جامد آلیاژهای آلومینیوم

فرمت : word

تعداد صفحات: 36

درس ریخته­ گری

زبان : فارسی

1           مقدمه

فرایند ریخته­گری و شکل­دهی در حالت نیمه­جامد در چند دهه­ی اخیر به عنوان یک روش موفق و قابل اعتماد جهت ساختن قطعاتی با ابعاد نزدیک به نهایی و ریز ساختار یکنواخت مورد توجه قرار گرفته است. از جمله مهم­ترین مزایای این فرایند، دمای پایین فرایند، کاهش مصرف انرژی، کاهش میزان حلالیت گازها و در نتیجه حفرات گازی، کاهش انقباض حین انجماد، افزایش عمر قالب، بهبود خواص مکانیکی و ... می­باشد [1].

در فرایندهای نیمه­جامد از مخلوط­های مذاب-جامد به عنوان مواد اولیه جهت شکل­دهی یا ریخته­گری استفاده می­شود. با اعمال تنش برشی بر آلیاژ نیمه­جامد (ذرات جامد+ فاز مذاب) می­توان ساختار دندریتی فاز جامد آن را به ساختار گلبولی (کروی) تبدیل ‌کرد. روش­های مختلفی برای تولید آلیاژهای نیمه­جامد از قبیل همزدن مکانیکی، الکترومغناطیسی، SIMA، NRC، سطح شیبدار و ... مورد استفاده قرار می­گیر­ند. روش ریخته‌گری به کمک سطح شیبدار به عنوان روشی ساده، سریع و کم‌هزینه برای تولید شمش‌های نیمه­جامد می­باشد [1].

2          تاریخچه

آغاز شکل­دهی نیمه­جامد فلزات به ابتدای دهه­ی 70، یعنی زمانی که اسپنسر، فلمینگز و همکارانش رفتار سیلان فلزات را در حالت نیمه­جامد بررسی می­کردند، باز­می­گردد. اولین گام­های صنعتی­کردن این فرآیند به سرعت توسط شرکت­های Alumax و ITT-TEVES برای تولید قطعات اتومبیل، از جمله قطعات شاسی اتومبیل، سیلندر ترمز، زه­ها و سایر قطعات برداشته شد. ثبت اختراعات بسیاری به ویژه در زمینه­ی تولید شارژ اولیه­ی نیمه­جامد باعث پیشرفت­های وسیع در آن زمان گردید. در اواخر دهه­ی 80 میلادی تحقیقات در اروپا نیز آغاز شد. با به کارگیری روش­های مختلف هم­زنی الکترومغناطیسی مذاب که توسط پچینی از فرانسه، اورمت  از ایالات­متحده و ساگ از استرلیا انجام شد، مواد شارژ اولیه در ابعاد و کیفیت­های متنوع تولید شده و در دسترس قرار گرفت  [2].

3         اهمیت و ارزش موضوع

در مقایسه با روش­های ریخته­گری متداول، ویسکوزیته­ی بالای فلز نیمه­جامد از تلاطم ماکروسکوپی مذاب جلوگیری کرده و در نتیجه عیوب ناشی از به دام ­افتادن هوا را کاهش می­دهد. مزیت دیگر فرایندهای شکل­دهی نیمه­جامد، کسر حجمی بالای جامد (تا حدود 40%) در این فرایندهاست که باعث کاهش انقباض انجمادی و مک­های انقباضی ناشی از آن می­شود. به همین دلیل است که در قطعات تولیدی به این روش، تغییرات بیشتری را در سطوح مقاطع می­توان در طراحی قطعه به کار برد. علاوه بر موارد فوق، مقدار حلالیت کمتر گاز نیز منجر به تشکیل ریز ساختاری مناسب برای جوشکاری و عملیات حرارتی قطعات (حتی در مورد قطعات بسیار ظریف) می­شود. این امر یکی از موارد مورد بحث برای قطعات آلومینیمی است که در حال حاضر با روش ریخته­گری تیکسو به تولید انبوه می­رسند؛ از طرفی نیز دمای کاری پایین­تر فرآیند­های نیمه­جامد، باعث افزایش قابل توجه طول عمر ابزار و قالب در مقایسه با ریخته­گری در قالب­های دائمی متداول می­شود [2].

    در مقایسه با روش آهنگری متداول، نیروهای اعمالی در شکل­دهی نیمه­جامد به طور قابل ملاحظه کمتر بوده و می­توان قطعاتی را با هندسه پیچیده، که امکان آهنگری آن­ها وجود ندارد، تولید کرد. علاوه بر این، توانایی فرایند نیمه­جامد در تولید قطعه با ابعاد نزدیک به ابعاد نهایی می­تواند از هزینه­های ماشینکاری بکاهد. با این حال آلیاژهای کارشده­ی استحکام بالای پایه آلومینیمی، که معمولاً آهنگری می­شود برای فراوری به روش نیمه­جامد مناسب نیستند. دلیل عمده این امر تمایل شدید این آلیاژها به ترک گرم حین انجماد است؛ بنابراین خواص مکانیکی بالایی که از طریق آهنگری قطعات می­توان به دست آورد، در روش­های نیمه­جامد قابل حصول نمی­باشد. از طرفی نیز چرخه­ی تولید در آهنگری بسیار کوتاه­تر از چرخه­های شکل­دهی نیمه­جامد است. از این رو جایگزینی آهنگری با شکل­دهی نیمه­جامد تنها در صورتی بهره اقتصادی به همراه خواهد داشت که بتوان قطعاتی با ارزش­تر تولید کرد. چنین شرایطی فقط با افزایش پیچیدگی هندسی قطعه، کاهش وزن قطعات از طریق جایگزینی فولاد با آلومینیم و یا تولید قطعات کامپوزیتی امکان­پذیر است. در صورتی که بتوان از میزان ماشینکاری نهایی و عملیات مونتاژ نیز کاست، سود حاصل از روش­های نیمه جامد بیشتر خواهد بود [1و 2].