متالورژی

ريخته گري دايكاست يكي از اقتصادي ترين روشهاي توليد در صنعت ريخته گري است به همين دليل است كه توليد قطعات دايكاست در اكثر كشورها سال به سال فزوني يافته است. در حال حاضر براي نمونه، سهم اين نوع توليد در جمهوري فدرال آلمان بيش از نصف كل توليدات ريخته گري فلزات غير آهني مي باشد.

 اين جهش قابل ملاحظه است. كه ريخته گري دايكاست در رقابت با ساير روشهاي ريخته گري و شكل دادن كسب كرده است، مديون سرعت توليد، اقتصادي بودن و طيف كاربردي وسيع آن مي باشد.

كشورمان، ايران، نيز از اين عرصه به دور نبوده است و مضافا اين كه پروسه ريخته‌گري يك پروسه با مصرف انرژي بالايي بوده و توليد قطعات ريخته گري از جمله قطعاتي است كه توليد آن در ايران قابل رقابت با ساير كشورهاي ديگر است. به همين دليل رشد و توسعه و آموزش صحيح اين شاخه صنعت بي دليل به نظر نمي رسد.

 ريخته گري دايكاست عبارتست از يك روش ريخته گري كه در آن فلز مايع از طريق وارد شدن در داخل حفره قالب فلزي كه به نام Die ناميده مي شود، توليد گردد. حال اگر در اين روش مذاب تنها از طريق سنگيني وزن خودش جريان يابد روش را دايكاست ثقلي و چنانچه مذاب تحت تاثير يك فشار نسبتا بالا به داخل قالبهاي دائم وارد شود روش را دايكاست تحت فشار (دايكاست) نامند.

ريخته گري ثقلي اساس و زير بناي ريخته گري تحت فشار است و قالب ريژه زيربناي قالبهاي دايكاست تحت فشار است

ویژگی:

دراین روش از قالب های فلزی استفاده میشود.تفاوت اساسی روشهای تحت فشاروریژه در روش پرشدن قالب است. در روش ریژه پرشدن قالب براساس نیروی ثقلی مذاب میباشد در حالی که ریخته گری تحت فشارپرشدن قالب در اثر فشار وارد بر مذاب بوده و انجماد نیز تحت فشار انجام میگیرد به همین دلیل در روش ریخته گری تحت فشار امکان تولید قطعات پیچیده تر وجود داشته و از لحاظ مک وحفره های گازی ونیز خواصه مکانیکی شرایط بهتری نسبت به ریخته گری در قالب های ریژه دارد

ریخته گری تحت فشار بر اساس نیروی فشار اعمال شده به دو دسته تقسیم میشود

1-ریخته گری تحت فشار بالا

2-ریخته گری تحت فشار کم

 روش ریخته گری تحت فشار بالا کاربرد وسیعتری نسبت به روش ریخته گری تحت فشار کم دارد ودرصنعتاصطلاحا به آن (ریخته گریه تحت فشار )ویا (دایکست)گفته میشود بنابراین زمانی که اصطلاح تحت فشار آورده شد مقصود ریخته گری تحت فشار بالا می باشد

مزایا و محدودیتها

-مزایا و محدودیت ها : فرآیند ریخته گری تحت فشار علاوه بر مزایا و محدودیت های روش ریخته گری در قالبهای ویژه ، نسبت به روش ریخته گری در قالب های موقت و نیز روش ریژه دارای مزایا و محدودیتهایی است که عبارتند از:

الف ) مزایا :

-   قابلیت تولید قطعات با اشکال پیچده تر نسبت به روش ریژه .

-  امکان تولید قطعات نازک و با ضخامت کم و طویل و نیز دقت ابعادی بالاتر نسبت به روشهای دیگر .

-  بالا بودن راندمان تولید در این روش بویژه هنگامی که از قابلیت با چند محفظه استفاده شود .

-  تولید قطعات با کیفیت سطوح بهتر نسبت به ریژه و کاهش عملیات تمام کاری و تقلیل محوطه کار

-       قابلیت تکرار تولید قطعات یکنواخت .

-       کاهش سیستمهای راهگاهی و در نتیجه کاهش مصرف مذاب .

-       کاهش قیمت تمام شده قطعات .

-       بهبود خواص مکانیکی قطعه ریختگی نسبت به روشهای دیگر .

ب ) محدودیتها و معایب :

- محدودیت و ابعاد و وزن قطعات ریخته گری و سیستم راهگاهی .

- وابستگی شدید به طراحی قطعات ریخته گری و سیستم راهگاهی .

- گران بودن تجهیزات ( ماشینها ، قالبها و.............. ) بنابراین فقط در تعداد زیادی مقرون به صرفه می باشد .

- با چند استثناء ، استفاده تجاری از این روش در فلزات با نقطه ذوب بالاتر از مس عمل نمی باشد .

– طرز کار ماشینهای ریختگری تحت فشار : در این قسمت به منظور درک بهتر دانش آموزان از روش کار ماشینهای تحت فشار به تشریح یک سیستم ساده از اساس کار ماشین دیکاست پرداخته می شود . اگر چه جزییات ماشینهای ریخته گری تحت فشار بالا با هم تفاوت دارد اما اساس کار همه آنها مشابه می باشد . شکل ( 5-6 ) به طور شماتیک اساس کار ماشینهای ریخته گری تحت فشار را نشان می دهد .

همانگونه که در این شکل مشاهده می شود یک ماشین ریخته گری تحت فشار از قسمتهای زیر تشکیل شده است :

( G ) : بستر یا پایه که قطعات بر روی آن سوار می باشد .

( A ) : صفحه تنظیم که به سیستم قفل کننده اتصال دارد .

(B  ) : صفحه متحرک که بر روی پایه ماشین سر خرده و حرکت می کند .

( C ) : صفحه ثابت که به سیستم تزریق H متصل است . این صفحه ها به وسیله چهار راهنمای D به یکدیگر متصل هستند . در روی صفحه ثابت ( C  ) سیستم تزریق قرار دارد .

(F  ) : سیستم قفل کننده (F  ) در پشت صفحه تنظیم (A  ) قرار دارد  

قالب را نشان ما می دهد . این سیستم شامل سیلندر فشار ، پلانچر ، گردن غاری و نازل می باشد . در داخل گردن غاری سیلندر فشار و نیز پلانچر که در داخل مذاب غوطه ور است ، قرار دارد و بنابراین درجه حرارت این مجموعه به اندازه درجه حرارت مذاب خواهد بود این سیستم به مذاب این امکان را می دهد که در حداقل زمان و با حداقل کاهش درجه حرارت ، مذاب به داخل قالب تزریق گردد.

هنگامی که پلانچر در قسمت بالا قرار دارد شکل ( 7-6 ) مذاب از داخل بوته توسط سوراخ مدخل ورودی به داخل سیلندر وارد می شود . هنگامی که قالب بسته و قفل می شود ، جک هیدرولیکی نیروی لازم را برای به حرکت در آوردن پلانچر به طرف پایین فراهم می آورد .

در این حالت (( مدخل ورودی )) بسته می شود . با حرکت درآمدن پلانچر به طرف پایین مذاب تحت فشار وارد قسمت (( گردن غازی )) شده و عبور از نازل وارد محفظه قالب می شود . بعد از عمل تزریق و پس از منجمد شدن در داخل مذاب محفظه قالب ، جک

هیدرولیکی در جهت معکوس عمل نموده و پلانچر را به طرف بالا هدایت می کند . در این هنگام درب مدخل ورودی باز شده و مذاب لازم وارد (( سیلندر فشار )) می شود . در این حالت ماشین برای عملیات بعدی آماده است .

اندازه قطعات ریختگی تولید شده توسط فرآیند محفظه گرم می تواند از چند گرم تا حدود 25 کیلو گرم باشد . فلزات و آلیاژهایی که توسط این روش تهیه می شوند به دلیل تماس قسمتهایی از ماشین با مذاب بایستی دارای نقطه ذوب پایین باشند . و معمولاً آلیاژهای روی ، سرب ، قلع و اخیراً منیزیم را می توان به این روش تولید نمود .

روش ریخته گری تحت فشار با محفظه سرد : ماشینهای ریخته گری تحت فشار با محفظه سرد کاربرد و سریعتری دارد و توسط آن می توان آلیاژهایی دارای نقطه ذوب بالاتر ( حدود مس ) را تولید نمود . شکل ( 8-6 ) یک ماشین با محفظه سرد را نشان می دهد .

شکل ( 9-6 ) سیستم تزریق این ماشین را به طور شماتیک نشان می دهد . در این ماشینها محفظه تزریق بجز خود مذاب گرم نمی شود ..

با بسته و قفل شدن قالب و جمع شدن سیلندر پلانچر ، مذاب از دریچه بارریزی به داخل منطقه تزریق وارد می شود . ( موقعیت 1 در تصویر 9-6 ) در این حالت سیلندر تزریق ، پلانچر را در داخل محفظه تزریق به طرف جلو هدایت می کند . (( نوک پلانچر )) ابتدا دریچه بارریزی را می بندد و سپس مذاب را با فشار به داخل محفظه می راند ( موقعیت 2 تصویر 9-6 ) پس از انجماد مذاب ، قالب باز شده و پلانچر به حالت اولیه خود برمی گردد.

روش ریخته گری تحت فشار با محفظه سرد برای آلیاژهای آلومینیم ، منیزیم و مس کابرد زیادی دارد . مهمترین مزیت روش محفظه سرد آزاد بودن تجهیزات از تماس دائم با مذاب می باشد . ( زیرا محفظه تزریق و پلانچر در داخل مذاب غوطه ور نیستند ) از دیگر مزیتهای این فرآیند بالا بودن فشار تزریق است .

مهم ترین محدودیتهای این فرآیند عبارتند از :

-         زمان طولانی تر تزریق نسبت به روش محفظه گرم .

-         امکان عیوب قطعات ناشی از کاهش درجه حرارت مذاب .

4 – 2 – 6 – قالب : قالبهای مورد استفاده در ریخته گری تحت فشار از دو نیمه تشکیل شده است .

نیمه اول ثابت شده است که قسمت تزریق مذاب در آن تعبیه شده و با محفظه تزریق به وسیله نازل ارتباط دارد . نیمه دوم قالب متحرک بوده و سیستم بیرون انداز در آن قرار دارد و در بیشتر موارد راه بارها نیز روی آن تعبیه شده است . محفظه قالب در دو نیمه طوری ساخته می شود که هنگام باز کردن قالب قطعه ریختگی از قالب  نیمه ثابت قالب آزاد شده وروی نیمه متحرک قالب باقی بماند و سپس به وسیله بیرون انداز که در نیمه متحرک قالب قرار دارد ، از قالب جدا می شود . اگر محور ماهیچه های موازی با جهت حرکت قالب باشند ، نیازی به خارج کردن آنها قبل از باز کردن قالب نیست . به این ماهیچه ها، ثابت می گویند و باز شدن دو نیمه قالب ، آنها نیز از قطعه ریختگی آزاد می شوند . ماهیچه های متحرک نامیده می شوند . این ماهیچه ها به وسیله سیستم جداگانه ای قبل از خارج شدن قطعه ریختگی از آن خارج می شوند .

5 – 2- 6 – ریخته گری تحت فشار کم : فشار تزریق مذاب در این فرآیند کمتر از یک اتمسفر می باشد . لذا محدودیت موجود در روش ریخته گری تحت فشار بالا در استفاده از ماهیچه ای موقت ( ماسه ای ) حذف می گردد . به این ترتیب امکان تولید کلیه قطعات که توسطروش ریژه تولید می گردد ، توسط این فرآیند و با کیفیت بالاتر وجود دارد و بعلاوه امکان تولید قطعات پیچیده که به دلیل پر نشدن قالب ، در روش ریژه وجود ندارد ، با کمک این روش امکان پذیر می گردد . از دیگر مزایای این فرآیند نسبت به روش ریژه می توان از کیفیت بالا تر سطوح ریختگری ، خواص مکانیکی و متالوژیکی بالاتر ، سرعت تولید زیادتر نام برد . محدودیت اصلی این روش ، بالا بودن قیمت تجهیزات و قالب نسبت به فرآیند ریخته گری در قالب ریژه می باشد . شکل 10- 6 این فرآیند را نشان می دهد .

روش کار : در شکل 11 – 6 به طور شماتیک روش کار این فرآیند قالب از ماهیچه گذاری و بسته شدن ، 180 چرخنده  و به طور معکوس روی کوه القایی مخصوص قرار می گیرد . از قسنت دیگر کوره فشار هوا بر سطح مذاب در کوره اعمال می گردد ، بدین ترتیب مذاب از پایین با فشار کم ( حدود 5/0 اتمسفر ) به داخل قالب تزریق می شود

پس از انجماد کامل قطعه ، قالب 180 چرخنده و به حالت اولیه خود بر می گردد  ، دو نیمه قالب باز شده و قطعه توسط بیرون انداز از قالب جدا می شود آنگاه دو نیمه قالب در داخل مواد پوششی غوطه ور شده تا پوشش لازم در سطح قالب بوجود آید . در پایان عملیات ماهیچه گذاری در آن انجام می شود و دوره عملیات جدید آغاز می گردد . ماشینهای ریخته گری تحت فشار کم معمولاً دارای چند استگاه کاری بوده و در نتیجه سیعت تولید در آنها افزایش می یابد