ریخته گری فلزات نیمه جامد
آنچه در این مطلب میخوانید:
ریخته گری نیمه جامد
ریخته‌گری فلزات نیمه جامد (SSM) که گاهی اوقات به عنوان ریخته‌گری نیمه جامد نیز نامیده می‌شود، نشان‌دهنده پیشرفت قابل توجه اخیر در فرآیند ایجاد ریخته‌گری فلزات با کیفیت بالا از فلزات غیرآهنی خاص است. این فرآیند عمدتاً برای ریخته‌گری محصولات پیچیده با شکل‌های نزدیک به شبکه و دقت استثنایی استفاده می‌شود.
ریخته گری نیمه جامد فلز
اساساً، ریخته‌گری فلز نیمه جامد به خاصیتی به نام «تیکسوتروپی» بستگی دارد که در ژل‌های خاصی مشاهده می‌شود که در صورت تکان دادن یا هم زدن، سیال می‌شوند و در صورت عدم هم زدن دوباره نیمه جامد می‌شوند. متالورژی ها این مشاهدات را در فرآیند ریخته گری با استفاده از آلیاژهای فلزات غیرآهنی خاص حاوی عناصری مانند مس، آلومینیوم یا منیزیم اعمال کردند.
ریخته گری نیمه جامد فلزی مستلزم استفاده از مواد سیال با ویسکوزیته کم (البته مذاب) است. ریخته گری در محدوده دمایی رخ می دهد که در آن حدود 30 تا 65 درصد فلز در حالت جامد باقی می ماند و 70 تا 35 درصد ویسکوز می شود. ریخته گری فلز نیمه جامد در دماهای متغیر بر اساس ترکیب آلیاژهای مورد استفاده انجام می شود. بسیاری از مزایای ریخته گری و آهنگری را با هم ترکیب می کند.
تاریخ و توسعه
متالورژها استفاده از ریخته گری نیمه جامد را به صورت انتخابی در طول دهه 1970 برای ساخت قطعات فلزی بسیار قوی آغاز کردند. با این حال، این شکل از ریخته گری تا دهه 1990، با معرفی تیکسوکستینگ در محیط های تجاری تولید انبوه، فراگیر نشد. تکنیک جدید شامل ساخت بیلت های پیش ساخته ویژه اولیه و سپس تزریق آنها به قالب برای به دست آوردن قطعات با تخلخل کاهش یافته بود. در طول این قرن، بسیاری از تولیدکنندگان شروع به استفاده از رئوکاست، روشی کم‌هزینه‌تر که شامل ریخته‌گری مستقیم قطعات از دوغاب نیمه جامد است، کردند.
امروزه، ساخت قطعات فلزی معمولاً به ریخته گری نیمه جامد برای تولید قطعات با کیفیت بالاتر متکی است. این فرآیند ریخته گری برای توسعه سریع قطعات قوی در تلورانس های تنگ به خوبی عمل می کند. به عنوان مثال، می تواند اجزای پیچیده دیواره نازک تولید کند که سفتی فشار را نشان می دهد. فرآیند ریخته‌گری مواد نیمه جامد، تأسیسات تولیدی را قادر می‌سازد تا بسیاری از مزایای ریخته‌گری با قالب را با اثرات تلطیف آهنگری ترکیب کنند. این می تواند دانه های داخلی ریزتر و یکنواخت تری را در قطعات فلزی تولید کند.
فرآیندهای ریخته گری فلز نیمه جامد
تولیدکنندگان از انواع فرآیندهای ریخته گری برای تولید قطعات با استفاده از این فناوری جدید استفاده می کنند. چهار مورد از محبوب ترین روش های فعلی به شرح زیر است:
تیکسوکستینگ
امروزه تولیدکنندگان در سراسر جهان هنوز از تیکسوکستینگ برای تولید قطعات فلزی ریخته‌گری شده با کیفیت بسیار بالا استفاده می‌کنند. ابتدا، ماشین‌ها با هم زدن فلز مذاب در حین ریخته‌گری، یک شمش از پیش ریخته‌گری شده ویژه را تشکیل می‌دهند تا حضور حباب‌های هوا در داخل مواد کاهش یابد. سپس یک دستگاه دایکاست قبل از تزریق مستقیم این ماده به قالب فولادی، بیلت را دوباره به حالت نیمه مذاب گرم می کند.
ریوکاست
چندین روش برای ریوکاست وجود دارد. این فرآیند از فلز مذاب برای ایجاد دوغابی از مواد نیمه جامد استفاده می‌کند، در برخی موارد با چرخاندن مخلوط با سرعت‌های تعیین‌شده و افزودن تراشه‌های آلومینیومی به زیرلایه. پس از ریخته‌گری، سازنده می‌تواند دوغاب اضافی را با برگرداندن آن به شکل مذاب در کوره ریخته‌گری (یا ماشین ریخته‌گری) دوباره استفاده کند.
تیکسومولدینگ
در این فرآیند، تولیدکنندگان با وارد کردن تراشه‌ها به داخل بشکه گرم شده در حجم تعیین‌شده در شرایط بسیار کنترل‌شده، دوغاب فلزی ایجاد می‌کنند. وقتی تراشه ها به دمای نیمه جامد می رسند، ماشین ها به طور خودکار دوغاب را به قالب تزریق می کنند. برخی از تولیدکنندگان از این فرآیند برای کار با آلیاژهای منیزیم استفاده می کنند.
روش القای کرنش و مذاب فعال شده (“SIMA”)
فرآیند القای کرنش و فعال شده با ذوب امروزه در برخی تنظیمات، تیکسومولدینگ را افزایش می دهد. فلز گرم شده تا دمای تعیین شده ذوب می شود، سپس با ساختار دانه های داخلی ریزتر در محیط های بسیار کنترل شده دوباره متبلور می شود. تولید کنندگان مواد را در شرایط نیمه گرم شده به منظور تولید اجزای فلزی کوچک با کیفیت بالا، نورد سرد می کنند.
برنامه های کاربردی
ریخته گری نیمه جامد در قرن حاضر کاربردهای زیادی دارد. به عنوان مثال، خودروسازان اغلب به این فرآیند تولید برای ایجاد قطعات فلزی با استحکام بالا و در عین حال سبک وزن برای وسایل نقلیه در حجم بالا متکی هستند. از تولید پایه‌های تعلیق آلومینیومی گرفته تا قاب‌های کامپیوتری با دیواره نازک آلیاژی منیزیم، این شکل از ریخته‌گری اهمیت تجاری دارد. همچنین اغلب در تولید نمونه های اولیه سریع نقش دارد.
مزایای SMM
پیشرفت ها در ریخته گری فلزات نیمه جامد اخیراً تعدادی از مزایای کلیدی در تنظیمات ساخت فلزات ایجاد کرده است.
این نوع ریخته گری برای بسیاری از تولیدکنندگان جذابیت های اقتصادی قابل توجهی دارد. شرکت‌هایی که از فرآیندهای تولید خودکار استفاده می‌کنند می‌توانند حجم بالایی از قطعات فلزی با کیفیت بالا را در یک دوره زمانی نسبتاً کوتاه و با ضایعات بسیار کم تولید کنند. به عنوان مثال، با استفاده از SSM به جای ریخته‌گری شن و ماسه، شرکت‌ها از هزینه‌های مرتبط با آلودگی‌زدایی سایت‌های محیطی و تلاش‌های پاکسازی سرب جلوگیری می‌کنند.
استفاده از دماهای پایین‌تر، بار کمتری را بر تاسیسات شرکت وارد می‌کند. همچنین معمولاً به سازنده اجازه می دهد از قالب برای مدت زمان طولانی تری استفاده کند. این صرفه جویی در هزینه تولید درازمدت ممکن است در ابتدا هزینه های بالاتر مرتبط با اجرای تیکسوکستینگ یا ریوکستینگ خودکار را جبران کند.
علاوه بر این، قطعات قابل عملیات حرارتی که از طریق ریخته‌گری نیمه جامد تولید می‌شوند، تمام مزایای اجزای تولید شده با استفاده از ریخته‌گری معمولی را ارائه می‌دهند. آنها معمولاً عملکرد مکانیکی خوبی را نشان می دهند و به سایر اجزای داخل یک مجموعه می چسبند.
همچنین ریخته گری نیمه جامد فلزی به دلیل کاهش تخلخل و تلرانس های تنگ، امکان تولید قطعات فلزی بسیار با کیفیت را فراهم می کند. این قطعات اغلب به دلیل این عوامل، پرداخت بهتری را نشان می دهند. به عنوان مثال، در طول ریخته گری تیکسو، فرآیند گرم کردن مجدد بیلت و تزریق آن به قالب دوم، امکان ایجاد ساختارهای داخلی بسیار قوی، ظریف تر (و دانه بندی یکنواخت تر) را فراهم می کند. شرکت ها می توانند با استفاده از این فناوری، هم قطعات پیچیده و هم قطعاتی با دیواره های نازک و مقاوم در برابر فشار ایجاد کنند.
کلام آخر
معمولاً قطعات قوی‌تر و کم‌تخلخل‌تری نسبت به ریخته‌گری با دایکاست در تلورانس‌های خالص‌تر تولید می‌کند.
مطالب ارائه شده در مقاله روندهای بازار و چشم انداز آینده صنعت فولاد فقط برای اهداف اطلاعات عمومی است.شرکت آرمان گستر اقتدار ضمانت یک خرید مطمئن را به شما می دهد و مرجع تخصصی خرید و فروش آهن آلات و کلیه مقاطع فولادی است که شما در جهت ثبت درخواست میتوانید با واحد مشاوره و فروش شرکت آرمان گستر اقتدار (آهن آرمان) در ارتباط باشید.
در حالی که مطمئن شدیم اطلاعات دقیق و قابل اعتمادی ارائه می دهیم، اما خوانندگان باید با یک متخصص واجد شرایط یا وکیل برای هر گونه نگرانی و سؤال خاص مشورت کنند.برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد انواع آهن آلات و فولاد و موضوعات مرتبط دیگر مقالات ما را مطالعه فرمایید.
شما میتوانید برای مشاوره خرید آهن آلات و مقاطع فولادی ، برای پروژه های خود و دریافت قیمت روز با شماره 02158336،شرکت آرمان گستر اقتدار( آهن آرمان) تماس بگیرید تا کارشناسان ما، پاسخگوی سوالات شما باشند.
