پیش گرم قالب سرامیکی جهت ذوب ریزی

برای کاهش عیوب ریخته گری دقیق و قالب گیری سرامیکی راه های مختلفی از قبیل پیش گرم قالب، ذوب ریزی در خلا و ریخته گری در حالت گریز از مرکز پیشنهاد می شود. در این میان پیش گرم از اهمیت ویژه ای برخوردارداست.
قالب های سرامیکی به دلیل کاهش شوک های حرارتی می بایست پیش گرم شوند.

تفاوت پخت با پیش گرم
قالب های سرامیکی به منظور حذف رطوبت (آزاد و شیمیایی) و از بین بردن هرگونه ماده آلی باقیمانده در قالب سرامیکی و زینتر می باست تا درجه حرارت مورد نیاز پخته شوند. دمای پخت ممکن است از دمای پیش گرم بیشتر باشد. گاهی پخت و پیش گرم را در یک مرحله انجام می دهند. گاهی هم پس از پخت به قالب اجازه سرد شدن داده و عملیات پیش گرم را جدا انجام می دهند. با این کار امکان بازرسی و در صورت لزوم تعمیر قالب وجود دارد. به دلیل اثرات دمای پخت بر استحکام قالب لازم است دمای پخت نیز بررسی شود تا مشکلی برای قالب حین پیش گرم به وجود نیاید.

دمای پخت
محدوده دمایی پخت بین 870 تا 1100 درجه سانتی گراد برای قالب های سرامیکی کامل می باشد. برای قالب های ترکیبی(سرامیک و ماسه پشتیبان) نیز دمای قالب نباید کمتر از 480 درجه سانتی گراد باشد. در قالب های ترکیبی دمای بالای 650 درجه ممکن است باعث اختلاف انبساط بین لایه های رویی و پشتیبان به علت انضباض چسب سیلیکات سدیم موجود در لایه پشتیبان گردد. این امر می تواند سبب تغییر شکل قالب شود. با این وجود برخی از منابع، پخت قالب های ترکیبی را در دماهای بالا مانند 800 تا 1000 درجه بدون اثرهای مخرب دانسته اند. مدت زمان معمول برای پخت قالب ها بین 4 تا 6 ساعت است. در صورتی که پخت و پیش گرم در یک مرحله انجام شود، پس از پخت به قالب اجازه می دهیم تا دمای پیش گرم مناسب جهت ذوب ریزی خنک شود.

دمای پیش گرم
محدوده دمایی پیش گرم معمولا از 150 تا 550 درجه سانتی گراد برای آلیاژهای آلومینیوم، 425 تا 650 درجه سانتی گراد برای بسیاری از آلیاژهای پایه مس و 870 تا 1100 درجه برای فولاد ها و سوپرآلیاژها می باشد. توصیه می شود در قالب های سرامیکی، با در نظر گرفتن شکل قطعه و جنس الیاژ ریختگی، درجه حرارت قالب در شروع ذوب ریزی می بایست در محدوده 400 تا 450 درجه سانتی گراد باشد تا با کاهش انتقال حرارت بین قالب و مذاب، اجماد دیرتر انجام شود. در انجماد جهت دار نیز قالب تا دمایی بالاتر از دمای انجماد فلز پیش گرم می شوند. فرآیند پخت و پیش گرم در کوره های گازی و الکتریکی انجام می شود.

علت پیش گرم
تاخیر در انجماد اجازه می دهد تمام مقاطع نازک قطعه و لبه های تیز قطعه کامل پر شود. قالب پیش گرم نشده انرژی حرارتی زیادی را از مذاب مایع می گیرد که منجر به انجماد زودرس می شود. اگر انجماد سریع اتفاق بیفتد، حفره های گازی در قطعه ریخته شده ایجاد می شود.
حین انجماد و تغییر فاز مایع به جامد دگرگونی هایی در قالب سرامیکی ایجاد می شود که منجر به تغییر حجم مذاب می شود. این تغییر حجم باعث ایجاد ترک در قالب سرامیکی می شود. این اتفاق به خروج بهتر قطعه ریخته شده از درون قالب کمک می کند.
حتی در در حالت وکیوم که تبادل گاز نیز حذف می شود، شود باز هم نیاز به پیش گرم می باشد.

مزایای پیش گرم

• حذف کامل رطوبت
• پر کردن مقاطع نازک کمتر از 5 میلی متر
• پر کردن لبه های تیز و گوشه های قطعه
• کاهش شوک های حرارتی مذاب
• کاهش عیوب ریخته گری از جمله ترک گرم، حفره های گازی و نیامد یا سرد جوشی

برای مطالعه بیشتر: انتقال حرارت در ریخته گری دقیق

+ نوشته شده در دوشنبه ۱۵ اسفند ۱۴۰۱ ساعت 14:15 توسط میرسیدی  |