وقتی «قسمت ریخته‌گری فولاد» را می‌شنوید، بیشتر ذهن‌ها مستقیماً به شکل نهایی می‌پرند - هندسه روی نقاشی. این اولین تصور غلط است. بخش واقعی فقط شکل نیست. این کل تاریخچه فلز مذاب، رفتار قالب، تنش های خنک کننده در داخل قفل شده، و کارهای دستی که اغلب نادیده گرفته می شوند پس از تکان دادن است. این یک تبدیل مواد با حافظه است، نه یک کپی پیست ساده از CAD.
بازی پوسته: بیش از شن و ماسه
ریخته گری قالب پوسته، یکی از روش های اصلی ما در QSY است. مردم فکر می کنند که این فقط در مورد سطح بهتر است، و اینطور است - ما در مورد Ra 6.3 تا 12.5 میکرومتر مستقیماً از قالب صحبت می کنیم. اما نکته اصلی در قابلیت جمع شدن شن های متصل به رزین است. برای یک مجتمع قسمت ریخته گری فولاد با کانال‌های داخلی یا بخشهای جدار نازک، اگر آن پوسته درست در حین سرد شدن تسلیم نشود، اشک داغ می‌شوید. نه ترک‌هایی که فوراً می‌بینید، بلکه ضعف‌های ظریف مویی هستند که فقط در آزمایش فشار یا ماشینکاری ظاهر می‌شوند. ما این را به سختی سالها قبل در سری محفظه پمپ یاد گرفتیم. ابعاد عالی، پرداخت زیبا، اما میزان شکست 30% در تست هیدرولیک. مقصر؟ فرمول پوسته برای انقباض انجماد فولاد کم کربن خاص بسیار قوی بود. ما مجبور بودیم محتوای رزین را برای آن کار خاص جمع آوری کنیم و کمی از استحکام قالب اولیه را برای جمع شدن بهتر قربانی کنیم. این هرگز یک تنظیم مناسب برای همه نیست.
و سیستم دروازه برای قالب های پوسته جانوری متفاوت است. از آنجایی که قالب نازک و دقیق است، فلز سریعتر جریان می یابد، سریعتر سرد می شود. شما نمی توانید همان محاسبات رایزر را برای یک قالب ماسه سبز حجیم استفاده کنید. ما اغلب از رایزرهای کوچکتر و پرتعدادتر که نزدیک به بخشهای ضخیم قرار می گیرند استفاده می کنیم. کمتر کتاب درسی به نظر می رسد، اما کار می کند. هدف تغذیه انقباض بدون ایجاد مراکز گرمایی عظیم است که به مناطق جداسازی تبدیل می شوند. گاهی اوقات، ظریف ترین راه حل در نرم افزار شبیه سازی نیاز به یک ترفند عملی و زشت در کف ریخته گری دارد.
انتخاب مواد در اینجا نیز حیاتی است. قالب گیری پوسته با کربن و فولادهای کم آلیاژ به زیبایی کار می کند. اما وقتی وارد برخی از گریدهای با استحکام بالا، خاموش کردن و تمپر می شویم، خنک شدن سریع ذاتی پوسته نازک می تواند منجر به سختی بالاتر از حد مطلوب در مناطق نازک شود و ماشینکاری بعدی را به یک کابوس تبدیل کند. شما باید از همان ابتدا ریزساختار ریخته گری را در نظر بگیرید، حتی گاهی اوقات ترکیب فولاد را کمی با آسیاب تنظیم کنید تا چرخه حرارتی خاص خود را جبران کنید. این یک مکالمه است، نه فقط یک دستور.
ریخته گری سرمایه گذاری: دقت با هزینه (پیچیدگی)
ریخته گری سرمایه گذاری، یا موم گمشده، جایی است که معجزات تقریباً خالص را به دست می آورید. تلورانس در ± 0.005 اینچ در هر اینچ امکان پذیر است. اما عبارت ممکن انجام دادن کار زیاد است. فرآیند تزریق الگوی موم خود متغیرهایی را معرفی می کند - دمای تزریق، فشار، دمای قالب. یک نوسان چند درجه ای می تواند انقباض موم را تغییر دهد که مستقیماً در پوسته سرامیکی و در نهایت به فلز پخش می شود. ما یک بار دو هفته را صرف تعقیب یک رانش ابعادی در یک جزء شیر فولادی ضد زنگ کردیم. همه چیز در این فرآیند در مشخصات بود. بالاخره آب و هوا را بررسی کردیم. یک هفته مرطوب تابستانی بود. الگوهای موم رطوبت هوا را بین تزریق و مونتاژ جذب می‌کردند و تا حد کمی متورم می‌شدند. رفع؟ صحنه سازی تحت کنترل آب و هوا برای درختان مومی. یک جزئیات کوچک و غیر فنی با پیامدهای فنی عظیم.
فرآیند پوسته سازی در ریخته گری سرمایه گذاری هنر لایه هاست. هر غوطه ور شدن دوغاب، هر کاربرد گچ بری ماسه، بر نفوذپذیری و استحکام پوسته نهایی تأثیر می گذارد. بیش از حد قابل نفوذ است و فلز ممکن است نفوذ کند و باعث ایجاد یک سطح ناهموار شود. بیش از حد متراکم است و در حین ریزش یا سوختن در دمای بالا در معرض ترک خوردن پوسته قرار می‌گیرید. برای انتقادی قسمت ریخته گری فولاد مانند یک تیغه توربین یا یک جزء ایمپلنت پزشکی، ممکن است از یک ماده نسوز متفاوت برای پوشش اولیه (شاید زیرکونیا به جای سیلیس) برای بی اثری شیمیایی بهتر در برابر آلیاژ فولاد واکنش پذیر استفاده کنیم. این در بروشور استاندارد نیست. از سالها آزمون و خطا و چند انبوه قراضه گران قیمت ساخته شده است.
سپس موم زدایی وجود دارد. اتوکلاو بخار رایج است، اما برای خوشه های بزرگتر یا پیچیده تر، از شلیک فلاش استفاده می شود. این مرحله را اشتباه بگیرید، و پوسته از موم در حال انبساط به دام افتاده می ترکد. پوسته ترک خورده همیشه به معنای نشتی فلز قابل مشاهده نیست. گاهی اوقات فقط باعث ایجاد باله یا رگه روی سطح ریخته گری می شود. ممکن است تا زمانی که سرامیک از بین نرود، آن را نبینید. به همین دلیل است که سیاهههای مربوط به کنترل فرآیند برای هر خوشه طلایی هستند. باید ردیابی کنید آیا منحنی فشار اتوکلاو در آن روز معمولی بود؟ آیا دمای خوشه قبل از موم زدایی ثابت بود؟ کار پلیسی است
ماشینکاری CNC: جایی که ریخته گری واقعاً ظهور می کند
اینجا جایی است که بازیگران نظری با واقعیت بی رحمانه روبرو می شوند. الف قسمت ریخته گری فولاد یک بلوک یکنواخت از مواد بیلت نیست. اولین برش شما همه چیز را به شما می گوید. صدای ابزار، رنگ تراشه، نحوه جاری شدن مایع برش. ما بخش ماشینکاری CNC خودمان را دقیقاً برای این حلقه بازخورد در داخل اجرا می کنیم. اگر انسجام می خواهید، نمی توانید ریخته گری را از ماشین کاری جدا کنید.
اولین چالش ایجاد داده است. صفرهای خود را از کجا بر روی یک سطح ناهموار و مانند ریخته گری جمع می کنید؟ ما اغلب بر روی سطوح غیر بحرانی، مخصوصاً برای ماشینکاری مبدا، لنت‌های کوچک و برجسته می‌زنیم. آنها در مرحله آخر ماشینکاری می شوند. اگر برای این در طراحی الگو برنامه‌ریزی نکنید، ماشین‌کار را مجبور می‌کنید تا قطعه‌ای را پیدا کند که باعث تغییرپذیری می‌شود. من دیده‌ام که قطعات از بین رفته‌اند، زیرا قالب ریخته‌گری کمی در قالب جابجا شده است، و بدون یک پد آماری قابل اعتماد، ماشین‌کار سوراخ‌هایی را ایجاد می‌کند که از نظر فنی برای چاپ می‌باشند، اما قطعه را غیرعملکرد می‌کنند.
نقص های پنهان خود را در اینجا نشان می دهد. یک تخلخل کوچک انقباضی، که در صورت میکرو بودن برای اشعه ایکس نامرئی است، باعث می شود ابزار هنگام برخورد با آن نقطه به هم بخورد یا حتی بشکند. یک نقطه سخت ناشی از خنک شدن سریع، در چند ثانیه یک درج کاربید را از بین می برد. ماشینکاران ما بازرسان نهایی کیفیت هستند. آنها این برخوردها را ثبت می کنند: ساییدگی بیش از حد ابزار در صورت B، مشکوک به تغییر سختی موضعی. آن چوب به متالورژی ریخته گری برمی گردد. شاید لازم باشد دمای ریختن یا محل قرارگیری رایزر را برای آن منطقه تغییر دهیم. این رویکرد یکپارچه در QSY چیزی است که یک ریخته گری خوب را به یک جزء قابل اطمینان و ماشینکاری تبدیل می کند. این جادو نیست. این ارتباط است که در یک عملیات 30 ساله ساخته شده است.
و تثبیت. ماشینکاری ریخته گری مانند ماشینکاری جوش نیست. شما نمی توانید با نیروی بی پروا فشار بیاورید. ریخته گری ها تنش پسماند دارند. بستن بیش از حد در واقع می‌تواند قطعه را مخدوش کند، بنابراین آن را مربع می‌سازید تا پس از رها شدن از حالت تحمل خارج شود. ما قبل از ماشینکاری برای قطعات حیاتی از بازپخت تنش‌زدایی استفاده می‌کنیم و وسایلی را طراحی می‌کنیم که محکم نگه می‌دارند، اما امکان حرکت طبیعی را فراهم می‌کنند. گاهی اوقات، یک پاس خشن می‌گیرید، گیره‌ها را شل می‌کنید، اجازه می‌دهید شل شود، دوباره گشتاور بزنید، سپس به پاس پایانی بروید. زمان بیشتری می برد، اما بخش را ذخیره می کند.
پیچ و خم مواد: فولاد فقط فولاد نیست
مشخص کردن فولاد بی معنی است. آیا ما از 1020 کم کربن صحبت می کنیم؟ فولاد آلیاژی 4340؟ 17-4 PH ضد زنگ؟ یا قلمروهای عجیب آلیاژهای ضد زنگ دوبلکس یا آلیاژهای مبتنی بر کبالت مانند Stellite 6؟ هر کدام مانند یک حیوان متفاوت در ریخته گری رفتار می کنند. را قسمت ریخته گری فولاد برای یک پمپ دوغاب صفحه پوشیده از آلیاژ کبالت-کروم تقریباً هیچ وجه اشتراکی از نظر فرآیندی با یک دنده فولاد کربنی 1045 ندارد.
فولادهای کربنی نسبتا بخشنده هستند، اما مستعد انقباض هستند و نیاز به تغذیه قوی دارند. فولادهای کم آلیاژی مانند 4140 سختی پذیری بهتری دارند که برای خواص نهایی عالی است اما اگر طراحی قالب بیش از حد سفت باشد می تواند منجر به ترک خوردن در هنگام خنک شدن شود. فولادهای زنگ نزن آستنیتی (304، 316) نرخ انقباض بالایی دارند - تقریباً دو برابر فولاد کربنی - و مستعد پارگی داغ هستند. سیستم های دروازه آنها باید طوری طراحی شوند که محدودیت های حرارتی را به حداقل برسانند. دمای ریختن تنگ تر است. بیش از حد گرم، و شما جدایی ناخالص و دانه های درشت را دریافت می کنید. خیلی سرد، و غبار اجرا می شود یا سرد بسته می شود.
سپس درجات سخت شدن بارش مانند PH 17-4 را دارید. خواص نهایی فوق‌العاده است، اما فرآیند ریخته‌گری باید کاملاً تمیز باشد تا از آخال‌هایی که به تمرکزکننده استرس تبدیل می‌شوند، جلوگیری شود. و عملیات حرارتی پس از ماشینکاری غیر قابل مذاکره است. شما بدون آن مشخصات را دریافت نمی کنید. ما اغلب پس از ماشینکاری خشن، درمان محلول (شرط A) را انجام می دهیم، سپس ماشین نهایی و سپس عملیات پیری را انجام می دهیم. این رقص چرخه های حرارتی و حذف مواد است. اشتباه گرفتن به معنای بخشی است که به درستی اندازه گیری می کند اما در این زمینه زودرس شکست می خورد. تجربه ما با آلیاژهای خاص در طول دهه‌ها به این معنی است که این پروتکل‌ها را - که اغلب به صورت سفارشی برای کاربرد یک مشتری خاص توسعه می‌دهند - به یک ریتم در اختیار داریم.
شکست به عنوان یک معلم: داستان های حیاط قراضه
شما از ریختن کامل درس نمی گیرید. شما از کسانی که اشتباه می کنند یاد می گیرید. در اوایل زمان من در اینجا، سفارشی برای براکت‌های چدن داکتیل با مقطع ضخیم داشتیم - اصول مشابهی در مورد فولاد اعمال می‌شود. آنها پس از عملیات حرارتی همچنان در ناحیه وب ترک می خوردند. ریخته گری های زیبا، سپس پینگ - یک کرک. ما در ابتدا چرخه عملیات حرارتی را مقصر دانستیم. پس از تجزیه و تحلیل متالورژیکی، گسل در خود ریخته گری بود: تخلخل ریز انقباض که به عنوان آغازگر ترک عمل می کرد. رایزرها به اندازه کافی بزرگ بودند، اما اشتباه قرار گرفتند. آنها بالای بخش را تغذیه می کردند، اما تخلخل در یک نقطه داغ حرارتی در محل اتصالی که شبیه سازی از دست داده بود، شکل می گرفت. ما مجبور شدیم یک خنک کننده کوچک و خارجی اضافه کنیم - یک تکه مس که در دیواره قالب قرار داده شده است - تا ابتدا آن اتصال را مجبور کنیم که جامد شود. مشکل حل شد. اکنون، برای هر هندسه ضخیم و متقاطع، ما در مورد لرز به همان اندازه فعالانه فکر می کنیم که به افزایش دهنده ها فکر می کنیم.
کلاسیک دیگر: غلط اجرا بر روی بخش های نازک. در این نقشه یک دیوار 3 میلی متری در یک منطقه خاص وجود دارد. شما می ریزید و آن قسمت ناقص است. پاسخ آسان افزایش دمای ریختن است. اما این می تواند باعث مشکلات دیگری مانند سوختن ماسه یا دانه های بزرگتر شود. گاهی اوقات پاسخ بهتر این است که دمای قالب محلی را با قرار دادن بخش نزدیک‌تر به دروازه یا حتی استفاده از آستین‌های گرمازا در اطراف قسمت‌های خاصی از سیستم دروازه افزایش دهید تا سیال فلز برای مدت طولانی‌تری در آن مسیر خاص بماند. این در مورد هدایت گرما است، نه فقط افزودن بیشتر در سطح جهانی.
این درس ها در اکثر کتاب های درسی وجود ندارد. آنها در هزینه ضایعات فلزی و تحویل تاخیری نوشته شده اند. آنها شما را مجبور می کنند که به کل سیستم - الگو، قالب، فلز، سرعت خنک شدن، تکان دادن، تمیز کردن، ماشینکاری- به عنوان یک فرآیند به هم پیوسته نگاه کنید. تغییر در مرحله یک به مرحله دهم می رسد. این هنر واقعی ساختن است قسمت ریخته گری فولاد. این یک سری عملیات مجزا نیست. این یک دگرگونی مداوم است که شما سعی می کنید به سمت یک نتیجه گیری موفقیت آمیز پیش بروید. و برخی روزها، فلز ایده های خاص خود را دارد. شما فقط باید دفعه بعد دقیق تر گوش کنید.
