Yarı katı metal döküm - Semi-solid metal casting

Yarı katı metal döküm (SSM) bir net şekle yakın varyantı basınçlı döküm.[1] İşlem günümüzde alüminyum, bakır gibi demir dışı metallerle kullanılmaktadır.[2] ve magnezyumun yanı sıra, şu anda uygun kalıp malzemelerinin bulunmadığı daha yüksek sıcaklık alaşımlarıyla da çalışabilir. Süreç aşağıdakilerin avantajlarını birleştirir: döküm ve dövme. İşlem, akışkan özelliğinden sonra adlandırılır tiksotropi, bu sürecin işlemesini sağlayan olgudur. Basitçe, tiksotropik sıvılar kesildiklerinde akarlar, ancak durduklarında kalınlaşırlar.[3] Bu tür bir süreç için potansiyel ilk olarak 1970'lerin başında fark edildi.[3] Üç farklı süreç vardır: thixocasting, reocasting, Thixomolding. SIMA "Alüminyum alaşımlarını sıcak ve soğuk işleme kullanarak tiksok döküm için hazırlamak için özel bir işlem" anlamına gelir.

SSM, metali kendi arasına yerleştiren bir sıcaklıkta yapılır. Liquidus ve katılaşma sıcaklık. İdeal olarak, metal% 30 ila 65 katı olmalıdır. Yarı katı karışımın kullanılabilir olması için düşük bir viskoziteye sahip olması gerekir ve bu düşük viskoziteye ulaşmak için malzemenin sıvı fazla çevrili küresel bir primere ihtiyacı vardır.[2] Mümkün olan sıcaklık aralığı malzemeye bağlıdır ve alüminyum alaşımları için 50 ° C'ye kadar çıkabilir, ancak dar erime aralığı için bakır alaşımları bir derecenin yalnızca birkaç onda biri olabilir.[4]

Yarı katı döküm tipik olarak üst düzey uygulamalar için kullanılır. Alüminyum alaşımları için tipik parçalar, yapısal tıbbi ve havacılık parçaları, basınç içeren parçalar, savunma parçaları, motor yatakları, hava manifoldu sensör kablo demetleri, motor blokları ve yağ pompası filtre muhafazalarını içerir.[5]

Süreçler

Yarı katı dökümler üretmek için bir dizi farklı teknik vardır. Alüminyum alaşımları için daha yaygın işlemler şunlardır: thixocasting ve reocasting.

Magnezyum alaşımlarında en yaygın işlem kalıplama.[6]

Thixocasting

Thixocasting, normal olarak kalıp dökülürken eriyiğin kuvvetli bir şekilde karıştırılmasıyla üretilen dendritik olmayan bir mikro yapıya sahip bir ön döküm kütüğü kullanır. İndüksiyonla ısıtma normalde kütükleri yarı katı sıcaklık aralığına yeniden ısıtmak için kullanılır ve yarı katı malzemeyi sertleştirilmiş çelik kalıplara enjekte etmek için kalıp döküm makineleri kullanılır. Thixocasting, Kuzey Amerika, Avrupa ve Asya'da ticari olarak gerçekleştirilmektedir. Thixocasting, dövme veya haddehane yapmak için kullanılan aynı ideal sürekli işleme koşulları altında üretilen ön döküm kütük kullanımından kaynaklanan ürün tutarlılığı nedeniyle son derece yüksek kaliteli bileşenler üretme yeteneğine sahiptir.[7] En büyük dezavantajı, kullanılması gereken özel kütüklerden dolayı pahalı olmasıdır. Diğer dezavantajlar arasında sınırlı sayıda alaşım bulunur ve hurda doğrudan yeniden kullanılamaz.[8]

Yeniden döküm

Bir kütüğü yeniden ısıtan tiksokastlamanın aksine, reocast, tipik bir kalıp döküm fırınında üretilen erimiş metalden yarı katı bulamacı geliştirir.[7] Bu, tiksokastlamaya göre büyük bir avantajdır çünkü tipik kalıp döküm alaşımları biçiminde daha ucuz hammadde ile sonuçlanır ve doğrudan geri dönüşüme izin verir.[8]. Bununla birlikte, reocasting aynı zamanda proses kontrol sorunları da ortaya çıkarır, öyle ki bir ilk aktivite artışından sonra, çok az materyal reocasting yoluyla işlenir.

Thixomolding

Magnezyum alaşımları için tiksomolding, enjeksiyon kalıplamaya benzer bir makine kullanır. Tek aşamalı bir işlemde, oda sıcaklığında magnezyum alaşımlı yongalar, hacimsel bir besleyici aracılığıyla ısıtılmış bir varilin arka ucuna beslenir. Namlu, magnezyum yongaların oksidasyonunu önlemek için bir argon atmosferi altında tutulur. Bir vidalı konveyör namlu içinde bulunan magnezyum yongaları yarı katı sıcaklık aralığında ısıtıldıkça ileri doğru besler. Vida dönüşü, yarı katı döküm için gereken küresel yapıyı oluşturmak için gerekli kesme kuvvetini sağlar. Yeterince bulamaç biriktiğinde vida, bulamacı çelik bir kalıba enjekte etmek için ileri doğru hareket eder.[9]

Gerilme kaynaklı eriyik aktifleştirilmiş (SIMA)

SIMA yönteminde malzeme önce SMM sıcaklığına ısıtılır. Katılaşma sıcaklığına yaklaştığında, taneler ince taneli bir yapı oluşturmak için yeniden kristalleşir. Katılaşma sıcaklığı geçtikten sonra, tane sınırları eriyerek SSM mikro yapısını oluşturur. Bu yöntemin işe yaraması için malzeme yarı sert tavlanmış durumda ekstrüde edilmeli veya soğuk haddelenmelidir. Bu yöntemin boyutu, 37 mm'den (1,5 inç) küçük çubuk çaplarıyla sınırlıdır; bu nedenle sadece daha küçük parçalar dökülebilir.[10]

Avantajlar

Yarı katı dökümün avantajları aşağıdaki gibidir:[11]

  • Karmaşık parçalar net şekil üretti
  • Gözeneklilik içermez
  • Azaltılmış büzülme
  • Mükemmel mekanik performans
  • Basınç sızdırmazlığı
  • Sıkı toleranslar
  • İnce duvarlar
  • Isıl işlem görebilir (T4 / T5 / T6)
  • İyi yüzey kalitesi

Yüksek bütünlüklü parçalar üretmek için yüksek konsolidasyon basınçları kullanılır ve yarı katı metali kalıplamak için gereken sıcaklıklar normal dökümden daha düşüktür, geleneksel takım çeliği malzemeleri tipik olarak üretim uygulamalarında kullanılır. Uygun yüksek sıcaklıkta kalıp malzemelerinin olmaması, yüksek erime noktalı metallerin dökümünü sınırlar, örneğin takım çeliği ve stelit sadece deneysel uygulamalara. Diğer avantajlar şunlardır: kolayca otomatikleştirilebilir, tutarlı, üretim oranları eşit veya daha iyidir basınçlı döküm oranlar, hava sıkışması yok, düşük küçülme oranlar ve düzgün mikro yapı.[3]

Dezavantajları

Tiksotropi (yarı katı hal), fiziksel veya reolojik anlamda, bu işlem ortam sıcaklığı gibi koşullara çok duyarlıdır. Bu nedenle, üretim tesisleri, daha pahalı ekipman ve daha iyi operatör eğitimi talep ederek, proses koşulları üzerinde daha yüksek derecede kontrole ihtiyaç duyar.

Ayrıca bakınız

Referanslar

Notlar

  1. ^ "MyNADCA'ya hoş geldiniz!". diecasting.org. Alındı 2015-08-20.
  2. ^ a b Young, s. 1.
  3. ^ a b c Lowe, Anthony; Ridgway, Keith; Atkinson, Helen (Eylül 1999), "Thixoforming", Malzeme Dünyası, 7 (9): 541–543.
  4. ^ Vinarcik, Edward J. (2003), Yüksek bütünlüklü döküm prosesleri, 1, Wiley-IEEE, s. 91–101, ISBN  978-0-471-20131-1.
  5. ^ P. Kapranos, Proc. 10th Inter. Conf. Alaşımların ve Kompozitlerin Yarı Katı İşlenmesi, Aachen, Almanya ve Liege, Belçika, 2008
  6. ^ S. LeBeau & R Decker, "Tiksomoldlanmış Magnezyum Alaşımlarının Mikroyapısal Tasarımı", Proc. 5th Inter. Conf. Alaşımların ve Kompozitlerin Yarı Katı İşlenmesi, Golden, Colorado, 1998
  7. ^ a b Stephen P. Midson, Alüminyum Alaşımlarının Yarı Katı Dökümü: Bir Güncelleme, Basınçlı Döküm Mühendisi, Eylül 2008
  8. ^ a b John L., Jorstad (Eylül 2006), "Basınçlı Dökümde Alüminyum Geleceğin Teknolojisi", Basınçlı Döküm Mühendisliği: 18–25, arşivlendi orijinal (PDF) 2010-12-11 tarihinde.
  9. ^ Stephen P. Midson, Robert K. Kilbert, Stephen E. Le Beau & Raymond Decker, "Yapısal Uygulamalarda Kullanılan Magnezyum Tiksomoldlu Yarı Katı Bileşenlerin Üretilmesi için Yönergeler", Proc. 8. Inter. Conf. Alaşımların ve Kompozitlerin Yarı Katı İşlenmesi, Limasol, Kıbrıs, 2004
  10. ^ Young, s. 2.
  11. ^ Stephen P. Midson, NADCA Semi-Solid & Squeeze Casting Conference, Rosemont, Illinois, 1996

Kaynakça

Dış bağlantılar