مقالات ترجمه شده دانشگاهی ایران

انجماد مبردها ریخته‌ گری قالب دائمی آلیاژ آلومینیوم

انجماد مبردها ریخته‌ گری قالب دائمی آلیاژ آلومینیوم

انجماد مبردها ریخته‌ گری قالب دائمی آلیاژ آلومینیوم – ایران ترجمه – Irantarjomeh

 

مقالات ترجمه شده آماده گروه متالورژی
مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات رایگان

مطالعه ۲۰ الی ۱۰۰% رایگان مقالات ترجمه شده

۱- قابلیت مطالعه رایگان ۲۰ الی ۱۰۰ درصدی مقالات ۲- قابلیت سفارش فایل های این ترجمه با قیمتی مناسب مشتمل بر ۳ فایل: pdf انگیسی و فارسی مقاله همراه با msword فارسی -- تذکر: برای استفاده گسترده تر کاربران گرامی از مقالات آماده ترجمه شده، قیمت خرید این مقالات بسیار کمتر از قیمت سفارش ترجمه می باشد.  

چگونگی سفارش

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه (شماره حساب) ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.com شامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر -- مقالات آماده سفارش داده شده عرفا در زمان اندک یا حداکثر ظرف مدت چند ساعت به ایمیل شما ارسال خواهند شد. در صورت نیاز فوری از طریق اس ام اس اطلاع دهید.

قیمت

قیمت این مقاله: ۱۰۰۰۰ تومان (ایران ترجمه - irantarjomeh)

توضیح

بخش زیادی از این مقاله بصورت رایگان ذیلا قابل مطالعه می باشد.

مقالات ترجمه شده متالورژی - ایران ترجمه - irantarjomeh

انجماد مبردها ریخته‌ گری قالب دائمی آلیاژ آلومینیوم

شماره       
۱
کد مقاله
MTL01
مترجم
گروه مترجمین ایران ترجمه – irantarjomeh
نام فارسی
آنالیز انجماد تأثیر انباره‌های گرمایی/ مبردها در ریخته‌ گری قالب دائمی آلیاژ آلومینیوم
نام انگلیسی
Solidification Analysis of Heat Sink/Chill Effectiveness in Permanent-Mold Casting of an Aluminum Alloy
تعداد صفحه به فارسی
۲۱
تعداد صفحه به انگلیسی
۸
کلمات کلیدی به فارسی
ریخته‌گری، آلیاژ آلومینیوم
کلمات کلیدی به انگلیسی
Casting, Aluminum Alloy
مرجع به فارسی
تکنولوژی و مدیریت ریخته‌گری
مرجع به انگلیسی
FOUNDRY MANAGEMENT & TECHNOLOGY
سال
۲۰۰۵
کشور
ایالات متحده

انجماد مبردها ریخته‌ گری قالب دائمی آلیاژ آلومینیوم

 

انباره‌های گرمایی/ مبردها  در ریخته‌گری قالب دائمی‌آلیاژ آلومینیوم
بررسیها نشان می‌دهند که انباره‌های حرارتی خاص می‌توانند سرعت انجماد در توپی یک چرخ را تا ۳۳ درصد زیاد نموده، تخلخل را ۴۲ درصد کاهش داده و به میزان قابل توجهی از پارگی انقباضی بکاهند.
در سالهای اخیر رشد قابل ملاحظه‌ای در تقاضای قطعات ریخته‌گری آلومینیوم با شکل‌های پیچیده برای ساختارهای مورد استفاده در صنایع اتومبیل و هوانوردی حاصل شده است. برای پاسخ به این تقاضاها روشهای ریخته‌گری سنتی مانند ریخته‌گری قالب ماسه‌ای‌، ریخته‌گری ثقلی و ریخته‌گری قالب دائمی‌کم فشار (PM) با فرآیندهای نیمه جامد جدید ادغام شده‌اند.
دو مشکل اصلی در ریخته‌گری آلیاژهای مبتنی بر آلومینیوم  PM  که محدوده انجماد در حد متوسط تا طولانی را شامل می‌شوند عبارتند از وجود نقایص حفره‌ای یا تخلخل و سطح بالایی از تنشهای باقیمانده که معمولا سبب بروز پارگی انقباضی می‌شود.
تعدادی از تکنیکهای مدنظر برای بهبود و رفع این مشکل به کارگرفته شده است. بعلاوه برای کنترل مقدار گاز و کاهش جذب اکسید، یک عنصر کلیدی ویژه برای پیدایش کیفیت مطلوب، و به منظور تحقق یک ریخته‌گری آلومینیوم بدون نقص، فرآیند انجماد بصورت ترتیبی و جهت‌دار بکار گرفته شده است. بطور معمول این امر می‌تواند با استفاده از یک طرح مناسب ریخته‌گری و قراردهی سیستم تغذیه‌ای مطلوب عملی گردد.
در بسیاری از حالات موارد مرتبط با تعدیل یا تنظیمات طراحی ریخته‌گری اجازه نمی‌دهد که انجماد به صورت جهت‌دار صورت گیرد. مثلا در ریخته‌گری چرخها و پولی‌های دارای توپی‌های بزرگ این فرآیند بدون ادوات سرد کننده موضعی مانند پره‌ها و انباره‌های گرمایی یا گرماگیرها مشکل است. جدیدترین تحقیقات نشان می‌دهند که پره‌های خنک کننده در پیکربندیهای مختلف می‌توانند انتقال حرارت موضعی را افزایش داده و تخلخل قطعه را کاهش دهند.
همچنین به خوبی نشان داده شده است که نصب مبردهای خارجی، که دارای عملکردی نظیر انباره‌های حرارتی می‌باشند،‌ روشی موثرتر و دقیقتری برای کنترل رفتار انجماد بشمار می‌آید. این مبردها از موادی ساخته شده‌اند که رسانایی گرمایی بالاتری نسبت به مواد تشکیل دهنده قالب دارند. این ادوات به همان ترتیبی که انجماد جهت‌دار را بهبود می‌بخشند و در رفع نقصهای مربوطه انقباض موثر می‌باشند، می‌توانند تنشهای باقیمانده و پارگیهای انقباضی مرتبط در اتصالات نازک و ضخیم جداره‌ها را نیز کاهش دهند. مهمترین مزیت استفاده از این ادوات این است که اندازه، شکلها و جنس‌های متنوعی از آنها موجود است. اثر مثبت مبردها‌‌ بر بهبود ساختار میکروسکوپی قطعه و بهبود خواص مکانیکی آلیاژهای آلومینیومی‌ریخته‌گری حاوی  سیلیکون نیز گزارش شده است.
با این وجود، چند اصل پیشنهادی در خصوص کاربرد مبردها برای ریخته‌گری PM باید در نظر گرفته شود. با افزایش استفاده آلیاژهای آلومینیوم برای ساخت قطعات ریخته‌گری حساس و ایمن در صنایع اتومبیل‌سازی و هوانوردی این پیشنهاد‌ها از اهمیت ویژه‌ای برخوردار می‌گردند.
در مورد طراحی قطعات ریخته‌گری PM باید گفت که تعیین تعداد و مکان گرماگیرها با استفاده از  روش آزمون و خطا بسیار گران تمام می‌شود. با بکارگیری نرم‌افزارهای معاصر کامپیوتری می‌توان  فرآیند پرنمودن قالب، رفتار انجماد، تشکیل تنش داخلی و بی‌نظمی‌های ریخته‌گری را شبیه‌سازی نمود. بنابراین شبیه‌سازی ریخته‌گری و انجماد قابلیت آشکار سازی نقاط بحرانی قطعه به منظور برطرف نمودن نقایص احتمالی را دارا می‌باشد.
هدف این مطالعه تحقیق روی قابلیتهای نصب انباره‌های گرمایی خارجی به منظور برطرف نمودن پارگیهای انقباضی و تشکیل چروکیدگی از طریق شتاب دادن به سرعت سرد شدن در نقاط بحرانی بروش ریخته‌گری PM آلومینیوم است. از آنجائیکه این پارگیها و چروگیدگیها‌ از جمله مشکلات معمول در ریخته‌گری بشمار می‌آیند، توسعه روشهایی که در مرحله طراحی بتوانند از این عیوب جلوگیری کنند، به طور قابل ملاحظه‌ای از هزینه‌های تولید و خدمات خواهد کاست.
رویه‌های آزمایشی
ریخته‌گری آزمایشی و قالب دائمی ‌با طراحی درج مبرد: یک چرخ آلیاژ آلومینیوم A206 به عنوان قطعه ریخته‌گری مورد مطالعه انتخاب شد. این چرخ شامل توپی سنگین، هشت پره و یک لبه بیرونی است. شکل ۱ نشان دهنده طرح سیستم با ورودی مواد به صورت عمودی برای یک قالب دائمی‌ دوچرخه می‌باشد. مدل جامد اولیه با استفاده از نرم‌افزار Pro-E2000 ساخته شد.
 
شش پیکر‌بندی مختلف برای زائده‌های تبرید در طول آزمایشات مدلسازی انجماد صورت گرفته است [شکل۳].
·                   مبرد- هوایی مسی با سطح صاف (F۱)
·                   مبرد – آبی مسی با سطح صاف (F۲)
·                    مبرد – آبی مسی با سطح نیمکره‌ای (S۱) که در محل توپی از گودی کافی برخوردار است.
·                    مبرد- آبی مسی با سطح نیمکره (S۲) که در محل توپی از گودی کافی برخوردار است.
·                   مبرد – آبی  فولادی با سطح صاف (F۳)
مبرد – آبی  فولادی با سطح نیمکره‌ای (S۳) که در محل توپی از گودی کافی
پارامترهای  شبیه‌سازی کامپیوتری
نرم‌افزار شبیه‌سازی AFSolid 2000 (نگارش ۲۴-۵) بر اساس روش تفاضل متناهی، که اجازه شبیه‌سازی سه بعد حقیقی رفتار انجماد و پر شدگی را می‌داد، در این مطالعه بکار گرفته شد. نقطه Niyama به میزان ۶۵% و نقطه شکست بحرانی ۶۰% تنظیم شد.
برای همه شبیه‌سازی‌ها روال شبکه‌بندی با ۱۵۰۰۰۰۰ گره انجام شد. هر شبیه‌سازی شامل پنج چرخه قالبگیری و تخلیه با زمان باز ماندن قالب به مدت ۳۰ ثانیه می‌بود. انجام این پنج چرخه شبیه‌سازی برای اطمینان از توزیع دمای پایدار در قالب صورت گرفت.
برای کلیه پیکربندی‌های مبردها، یک ترموکوپل مجازی در هر توپی قرار گرفته شده بود که اجازه می‌داد تا شبیه‌سازی تغییرات دمایی در طول انجماد انجام پذیرد. شرایط مربوط به تماس گرمایی و خنک‌سازی آب توسط نرم‌افزار AFSolid 2000  (نسخه۲۴-۵) شبیه‌سازی شد.
 
تعیین اطلاعات خط مبنا
مدلسازی انجماد اولیه، وجود مشکلات اصلی مورد انتظار در ریخته‌گری آزمایشی را تأیید می‌نماید:
·    تخلخل بالا در توپی که بخاطر انجماد زودرس پره‌هایی می‌باشد که از  طریق آنها توپی تغذیه می‌شود.
·          شکستگی‌های گرم در اتصالات پره‌ها به توپی، بواسطه کاهش گرادیان دمایی غیرقابل قبول
اینگونه تصور می‌شود که با استفاده از مبردهای خارجی قرار داده شده در ناحیه توپی می‌توان هر دو مشکل فوق را حل نمود.
کارایی مبردها / انباره‌های گرمایی: برای برآورد میزان کارایی مبردها، تعدادی از عوامل همانند زمان انجماد در مرکز توپی، چگالی حداقل در سطح توپی و بیشترین مقدار ارزشی معیار Niyama  مورد استفاده قرار گرفت.
هر کدام از این معیارها برای قالب‌گیری‌های از مرجع یکسان- بدون مبردها و با استفاده از آنها-  استفاده نموده و سرانجام فاکتور بهبودی به صورت زیر محاسبه گردید:
نتایج و آنالیز آنها
زمان انجماد: این موضوع بطور گسترده‌ای مشخص شده است که هرچه زمان انجماد کمتر شود، ساختار میکروسکوپی قطعه بهبود می‌یابد. مثلا ساختار یکنواخت و ریز از تجزیه و جدایی آلیاژ جلوگیری می‌کند و موارد دیگر. در این حالت، به هنگامی‌که فلز در منطقه توپی بعد از انجماد پره‌های چرخ هنوز به صورت مذاب باقی مانده است، به این معنی است که باید زمان انجماد توپی را کاهش داد. زیرا پره‌ها خود محل تغذیه مذاب به توپی هستند. کاهش زمان انجماد در توپی می‌تواند انجماد توپی و پره‌ها را توأم کند و این خود می‌تواند از چروگیدگی‌ جلوگیری کند. شکل ۴ نشان دهنده زمان انجماد در توپی با ریخته‌گری مرجع بر حسب ثانیه‌ها (a) و ارتقای این پارامتر بواسطه بکارگیری مبردهای مختلف است(b).
 
نتیجه‌گیری
در نتیجه شبیه‌سازی‌های مختلف انجام شده پیشنهادات ذیل را می‌توان ارائه داد:
·  مطالعات کاربرد پیکربندیهای مختلف انباره‌های گرمایی/ مبردهای خارجی، این موضوع را پیشنهاد می‌دارند درجات مختلف کاهش تخلخل در نواحی مستعد چروکیدگی را می‌توان با ارتقای انجماد ترتیبی  در ریختگری PM آلومینیوم A-206  ممکن ساخت.
·        مبردها‌‌ی هوای- سرد مسی اجازه نرخهای انجماد افزایشی در نواحی توپی تا ۹%، کاهش سطح تخلخل تا ۱۶% و کاهش خطر پارگی انقباضی تا ۱۹% را می‌دهند.
·         مبردها‌‌ی آب- سرد مسی مسطح، اجازه نرخ انجماد افزایشی در نواحی توپی تا ۲۴ درصد، کاهش سطح تخلخل تا ۲۰ درصد و کاهش خطر  پارگی انقباضی تا ۲۴ درصد را فراهم می‌آورند.
·        مبردهای سردکننده- آب فولادی اجازه نرخ انجماد افزایشی در نواحی توپی تنها تا ۸%، کاهش سطح تخلخل تنها تا ۲/۰% و کاهش خطر پارگی انقباضی تا ۱۴ درصد را فراهم می‌آورند.
·        مبردها‌‌ی مس- هوا نیمکره‌ای، اجازه تحصیل سرعت انجماد در توپی به میزان ۱۴ درصد را داده، درجه تخلخل را تا ۳۵ درصد کاهش و همچنین ریسک پارگی یا شکستگی را تا ۱۳ درصد کاهش می‌دهند.
·        مبردها‌‌ی مس- آب نیمکره‌ای، اجازه تحصیل سرعت انجماد در توپی به میزان ۳۳ درصد را داده و درجه تخلخل را تا ۴۲ درصد کاهش داده و همچنین شکستگی یا پارگی را تا ۱۷ درصد کاهش می‌دهند.
·        سرد کننده‌های فولاد- آب نیمکره‌ای اجازه تحصیل سرعت انجماد را به میزان ۸ درصد داده،  درجه تخلخل را تا ۳/۰ درصد افزلیش داده و شکستگی را تا ۱۷ درصد کاهش می‌دهند.
·        تغییر شکل مبردها‌‌ از مسطح به نیمکره‌ای روی سرعت انجماد اثر بیشتری در مقایسه با تغییر سیال هوا به آب، دارد.
اصلاح رفتار انجماد وضعی با بکار بردن مبردها‌‌ی خارجی در ریخته‌گری ماسه‌ای یک پدیده معمول است. ولی کنترل انجماد به وسیله این روش در ریخته‌گری قالب دائمی ‌پیچیده‌تر از ریخته‌گری ماسه‌ای است. رسانایی گرمایی ماده سازنده قالب در ریخته‌گری PM بسیار بیشتر از ریخته‌گری ماسه‌ای است. اختلافات بین انتقال حرارت قالب ماسه‌ای به دائمی ‌بیشتر از اختلاف انتقال حرارت قالب دائمی ‌به قالب دائمی ‌با سرد کننده است. مورد دوم توضیح دهنده آن است که چرا دخول سرمایی برای قالب دائمی می‌بایست به میزان قابل توجهی دارای قدرت بیشتری در زمینه انتقال دمایی داشته باشد.
سرانجام باید خاطرنشان کرد که گرچه شبیه‌سازی کامپیوتری بهبود قابل ملاحظه‌ای را در زمینه استفاده از مبردها‌‌ نشان می‌دهد ولی نتایج حاصله باید از طریق کارهای عملی تأیید شوند. دلیل این امر آن است که فرضیه‌های مختلفی در خصوص تماس گرمایی در زمینه پرسازی و سردسازی، علاوه بر کاربرد معیارهای مختلفی که در این مقایسه‌های مورد استفاده قرار می‌گیرند، وجود دارد.

انجماد مبردها ریخته‌ گری قالب دائمی آلیاژ آلومینیوم

 

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

لطفا به جای کپی مقالات با خرید آنها به قیمتی بسیار متناسب مشخص شده ما را در ارانه هر چه بیشتر مقالات و مضامین ترجمه شده علمی و بهبود محتویات سایت ایران ترجمه یاری دهید.
تماس با ما

اکنون آفلاین هستیم، اما امکان ارسال ایمیل وجود دارد.

به سیستم پشتیبانی سایت ایران ترجمه خوش آمدید.