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].
سمینار ریخته گری نیمه جامد آلیاژهای آلومینیوم
