تکنولوژی ساخت ( ماشین ابزار )
High feed towards technology, iran is the best
درباره وبلاگ


به نام خدا
این وبلاگ درراستای تحقق نیاز های آموزشی و کاربردی در زمینه صنعت ساخت و تولید کشور و نیز آشنایی علاقمندان با این صنعت مادر فعالیت دارد. تمامی مطالب این وبلاگ بصورت اختصاصی و کاملا معتبر میباشند. حتی الامکان سعی میکنم مطالب جدید و به روز رو در وبلاگ قرار بدم. درصورت داشتن هرگونه سوال یا نظر و پیشنهاد میتوانید با شماره من ( 09906125821 ) و یا قسمت تماس با مدیر با من در ارتباط باشید.

مدیر وبلاگ : علی خوب بخت
نویسندگان
یکشنبه 20 مرداد 1398 :: نویسنده : علی خوب بخت
به نام خدا

گرانول چیست ؟ تولید گرانول چگونه است؟

گرانول اسم پلیمر خاصی نیست. به نوعی از شکل پلیمر بدست آمده در پتروشیمی که بصورت دانه بوده و برای مصارف و کاربردها باید ذوب و شکل دهی شود گرانول می گویند.


در واقع وقتی پلیمر تولید میشود در دستگاه اکسترودر (چیزی شبیه چرخ گوشت) ذوب شده و در سر اکسترودر یک کاتر یا هر چیزی شبیه آن پلیمر خروجی را مرتباً قطع میکند و گرانول تولید می شود.

همه مواد پلیمری بسته به کاربرد و میزان ویسکوزیته و عوامل دیگر مثل نوع پلیمریزاسیون و… میتوانند تبدیل به گرانول شوند. ولی اگر شرایط پلیمریزاسیون و عوامل دیگر پیچیده باشد پلیمر بصورت پودر یا محلول یا … تولید میشود.

هدف اصلی در تولید یک پلیمر بدست آوردن یک ماده با خواص مطلوب است. و به دست آوردن این خواص و کنترل آن در حین فرآیند شدن پلیمر بستگی به عوامل زیادی از جمله دما ، فشار ، کاتالیزور و…. دارد و پلیمری که بار اول ذوب و شکل دهی شده مطمئناً خواص بهتری نسبت به پلیمرهای بازیافتی چند بار ذوب شده دارد. بعضی از پلیمرها پس از چند بار ذوب و شکل دهی باز خواص خود رو حفظ میکنند. ولی بعضی از آنها مثل PVC پلی وینیل کلراید که مصرف زیادی در پروفیل در و پنجره، سفره و انواع ورق ها، کابل ها ، لوازم خانگی و… دارند پس از بازیافت خواص خود را از دست میدهند.

با استفاده از گرانول تولیدی ، اقدام به تولید کفپوش دانه لاستیکی می نمایند.

یکی از رو به گسترش ترین و مهمترین بخش های صنعت پلاستیک ، بخش بازیافت ضایعات پلاستیک به گرانول های قابل استفاده مجدد برای سایر تولید کنندگان می باشد ، چرا که مواد اولیه این صنعت لاستیک های فرسوده و دپو شده در مناطق کشور بوده که به فراوانی در ایران یافت می شوند و سالیانه چندین هزار تن به حجم آنها اضافه می گردد. همچنین محصول تولید شده این ماشین آلات ، پودر لاستیک و گرانول لاستیک استاندارد ، ماده اولیه صنایع بسیاری مانند تولید انواع کف پوش ها ، انواع تقویت کننده ها و جایگزین در رنگها ، آسفالت ، بتن ، همچنین به عنوان سوخت اصلی کوره ، ماده اولیه لاستیک سازی و … می باشد و کاربرد بسیار در داخل و خارج از کشور دارد.

تهیه یک گرانول یکدست و با کیفیت که باعث افت کیفیت محصول نگردد و مشکلات فرایندی و کیفی برای مصرف کننده به همراه نداشته باشد همواره از مهمترین نگرانی های فعالان صنعت بازیافت است .

تولید گرانول

گرانول های پلاستیک گلوله های کوچکی از پلاستیک هستند که داخل دستگاه های مختلف شکل دهی پلاستیک ریخته شده و به انواع مختلف قطعات تبدیل می شوند.

سیستم ماشینهای شکل دهی به پلاستیک (شامل انواع خطوط اکستروژن و تزریق و …) بگونه ای ساخته شده اند که بهتر است مواد اولیه ورودی آنها بشکل ساچمه های کوچک پلاستیکی باشد.

مواد پلاستیکی بازیافتی که آسیاب شده اند و دارای شکل های ورقه ای یا گوشه های تیز هستند نمیتوانند براحتی در قیف های ورودی این دستگاه ها مورد استفاده قرار بگیرن و البته زمان میکس شدن هم بدلیل عدم یکنواختی اندازه آنها با مواد دیگر همیشه یک ترکیب غیر یکنواخت دارند.

لذا مصرف کنندگان این مواد ترجیح میدهند مواد خریداری شده آنها مثل مواد اولیه نو بصورت گرانول یا همان ساچمه های کوچک پلاستیکی باشد که این کار بوسیله خطی به اسم خط تولید گرانول انجام می شود.

این خطوط به دو روش عمل میکنند :

روش اول : خطوط تولید گرانول رشته ای

تولید گرانول رشته ای که ساخت ماشین آلات آن ساده تر بوده و معمولا در ایران مورد استفاده قرار میگیرد روشی است که در آن پلاستیک پس از ذوب شدن در دستگاه اکسترودر و عبور از صافی های فلزی بشکل رشته هایی از پلاستیک مذاب در آمده و پس از عبور از یک استخر آب به داخل یک دستگاه آسیاب کوچک هدایت میشوند و پس از تکه تکه شدن خشک می شوند. این روش ساده بوده اما گرانول های تولید شده با آن شباهتی به گرانول های مواد اولیه نو ندارد و دارای گوشه های تیز و خرده های پلاستیک هست.

خود خط نیز ثبات نداشته و رشته ها مدام قطع میشود و نیاز به اپراتور تمام وقت دارد.

روش دوم : خطوط تولید گرانول خشک

در این روش پلاستیکهای خرد شده پس از ذوب شدن در اکسترودر و عبور از صافی از سوراخهای ریزی خارج میشود و به همان شکل مذاب بوسیله ی تیغه ای که با سرعت زیاد برش میخورد. و همزمان بوسیله ی یک مکنده مکیده شده و با عبور از مسیر های لوله ای سرد و خشک میشود. سپس با ورود به مخزن بزرگتری دچار افت فشارشده و بر اثر این افت فشار گرانولها که سنگینترند به پایین مخزن سقوط کرده و هوا از بالای آن خارج میشود.

ساخت ماشین آلات آن نیاز به دقت بالاتری داشته و باید از کنترلهای دور در قسمتهای مختلف آن استفاده کرد در کل قیمت خط بالاتر بوده اما گرانولهای تولید شده بسیار شبیه به گرانولهای خریداری شده از پتروشیمی بوده و خود خط تولید نیز در زمان کار کاملا دارای ثبات میباشد.

دستگاه گرانول ساز  اکسترودر

بیرون رانی مرحله ی آخر بسیاری از خطوط بازیافت پلاستیک است. خارج کننده ها معمولا مواد یکدست را دریافت می کنند. اگر خط بازیافت در مراحل تمیز کردن و خشک کردن درست عمل نکند ، خارج کننده نیز درست عمل نخواهد کرد. این مساله معمولا در دیگر مراحل خط بازیافت اتفاق می افتد.

یک دستگاه اکسترودر باید این ویژگی ها را در تمام مراحل داشته باشد :

یک وسیله ی تخلیه ی خوب با یک پمپ خلاء قوی جهت افزایش تاثیر گازگیری ، اگر تخلیه کننده دو تا باشد نتیجه بهتر است.

اکسترودر های تک پیچه مورد استفاده ترین هستند. اکسترودر تک پیچه فقط یک پمپ است. خارج کننده های تک پیچه از لحاظ اجرا آسانترند و به سختی دچار نقص می شوند و از انواع دیگر هم ارزانترند. در خارج کننده های تک پیچه فراوری در سطح بالایی است و هزینه ی نگهداری پایین است.

گاز های پر خطر و شیمیایی موجود در مواد مورد استفاده از طریق جذب در سیستم خلاء از بین می روند و گاز ایجاد شده پس از این مرحله در تطابق با استاندارد های اروپایی و مد نظر قرار دادن بهداشت انسانها از هر نوع عنصر خطرناکی پاک می شود.

بسته به ماده ای که مورد استفاده قرار می گیرد دستگاه خارج کننده با ظرفیتی حدود ۱۰۰ تا ۱۲۰۰ کیلوگرم درساعت عمل می کند.

--------------------------------

موفق و پیروز باشید





نوع مطلب : اطلاعات فنی، مهندسی مواد - کلیدفولاد، 
برچسب ها : گرانول، پتروشیمی، نفت و گاز، پلاستیک خام، محصولات پتروشیمی، اکسترودر، گرانول رنگی،
لینک های مرتبط :
شنبه 19 مرداد 1398 :: نویسنده : علی خوب بخت

اثر عناصر آلیاژی بر چدن خاکستری

سیلیسیوم : در بین عناصر آلیاژی قوی ترین عامل گرافیت زا به شمار می رود. این عنصر احتمالا با آهن ترکیب Fe3Si تشکیل داده و از خود ، گرافیت آزاد به جای گذاشته که بیشترین مقدار موثر آن حدود ۳% است.

نیکل : نیز به گرافیته شدن کمک می کند ولی تاثیر آن تنها به اندازه نصف تاثیر سیلیسیوم می باشد. نیکل وزن مخصوص چدن را زیاد کرده و از میزان تخلخل آن به نحو قابل توجهی می کاهد. نیکل همراه با کمی سیلیسیوم با تغییر ساختار پرلیت درشت به پرلیت ریز و نهایتا به مارتنزیت ، زمینه چدن را به طور یکنواخت سخت و مقاوم می سازد ، به ریز شدن دانه کمک کرده و پراکندگی گرافیت را در یک حالت بسیار ریز افزایش می دهد و در نتیجه استحکام و سختی را بهبود می بخشد. این عنصر در ترکیبات چدن با عناصری نظیر کروم جهت حصول یکنواختی ریخته گری قطعات با ضخامت متغیر ، کاربرد وسیعی دارد.

کروم : کاربید های پایداری تشکیل داده و به تشکیل پرلیت لایه ای و سخت تر کمک می کند. بنابراین استحکام ، سختی و مقاومت به فرسایش را افزایش می دهد. در مقادیر ۱٫۵-۱ درصد مقاومت به نرم شدن و اکسیده شدن را زیاد می کند و از گرافیته شدن قسمت های نازک تر جلوگیری می کند.

مولیبدن : هنگام سرد کردن ، سرعت تبدیل آستنیت به پرلیت را کاهش داده و در نتیجه پرلیت بسیار ریزی تشکیل می دهد که به نحو قابل توجهی استحکام ، سختی و عمر خستگی را زیاد می کند. مولیبدن موثرترین عنصر آلیاژ دهنده برای افزایش استحکام چدن بوده و یکنواختی ساختاری در قطعات سنگین را زیاد می کند و سختی  پذیری را بهبود می بخشد.

مس : تشکیل گرافیت را تسریع می کند ولی فقط حدود یک پنجم قدرت گرافیت کنندگی سیلیسیوم را دارد ، مقاوم کننده متوسط زمینه چدن بوده و نقاط سمنتیتی حجیم را تجزیه می کند. سختی چدن هایی را که خاصیت تبریدی زیادی دارند کم می کند ولی در چدن های خاکستری معمولی باعث افزایش سختی ، مقاومت به سایش و خوردگی می شود.

وانادیم : به نحو موثری به ریزتر شدن ذرات چدن کمک کرده و سختی چدن و پایداری کاربید را زیاد می کند. همچنین سختی تبریدی ، سفتی و مقاومت به سایش را افزایش می دهد.

فسفر : که مقدار آن در چدن خاکستری اصولا بین ۰٫۸-۰٫۰۲% می باشد. فسفر سیالیت ذوب را افزایش می دهد و در مقادیر بالاتر از ۰٫۱۵% اغلب به صورت اجزای یوتکتیک (استدیت) با نقطه ذوب ۹۸۰-۹۵۰ درجه سانتی گراد یافت می شود. به علت وضعیت جدایی یا تفکیکی استدیت معمولا الگوی سلولی با مشخصه اندازه سل یوتکیتیک که در طول انجماد توسعه پیدا می کند به خود می گیرد. مقدار فسفر اضافی سبب افزایش سختی و استحکام کششی می شود و شکنندگی چدن ها به علت تشکیل استدیت بالا می رود.

ترکیب شیمیایی مذاب و سرعت سرد شدن مبنای اصلی در تعیین خواص چدن خاکستری می باشد. چدن های خاکستری با نام آلیاژ آهن-کربن-سیلیسیوم-فسفر شناخته می شوند و هر کدام این عناصر روی ساختار میکروسکوپی خواص مکانیکی و سختی اثرات مهمی دارند. با افزایش میزان کربن در مذاب ، استحکام و سختی قطعه ریختگی کاهش می یابد زیرا مقدار گرافیت بیشتر و اندازه آن درشت تر می شود. از طرف دیگر ، نگهداری ذوب در دما های بالا و یا دما های ریخته گری به علت تاثیر روی نوع ، شکل و پراکندگی گرافیت ، اثرات قابل توجهی بر خواص مکانیکی قطعه ریختگی دارد.

دسته بندی چدن های خاکستری

معمولا چدن ‌های خاکستری را بر مبنای حداقل استحکام کششی که در یک اندازه مقطع معین به‌ دست می‌آید دسته ‌بندی می ‌کنند. بیشتر چدن ‌های خاکستری طبق ASTM با مشخصات A48 دسته‌بندی می‌شوند ، که دارای گروه‌ هایی با استحکام کششی ۲۰۰۰۰ تا psi ۶۰۰۰۰ می‌باشند (جدول زیر). مشخصات دیگر برای محصولات خاص به‌ کار می‌رود. استحکام چدن ‌های خاکستری بیشتر به ساختار زمینه و اندازه ، توزیع و نوع رشته‌های گرافیت بستگی دارد.

بر مبنای مقدار کربن ، چدن‌ های خاکستری را به‌ صورت هیپو یوتکتیک و هایپر یوتکتیک دسته‌بندی می‌کنند. مثلا ؛ چدن خاکستری با%۲Si دارای ترکیب یوتکتیکی با ۳٫۶%C است. هر چدن خاکستری با کمتر از۳٫۶C % و %۲Si به‌عنوان هایپو یوتکتیکی ، و چدنی با بیش از ۳٫۶C % و %۲Si به‌ عنوان هایپر یوتکتیکی دسته‌بندی می ‌شود.

 

گروه

حداقل استحکام کششی psi
۲۰A۲۰۰۰۰
۳۰A۳۰۰۰۰
۴۰A۴۰۰۰۰
۵۰A۵۰۰۰۰
۶۰A۶۰۰۰۰

 

خواص چدن خاكستری از ابعاد , مقدار , و توزیع پولك های گرافیت , و سختی نسبی فلز زمینه در پیرامون گرافیت, تأثیر می پذیرد. این عوامل را می توان با كنترل مقدار كربن و سیلیسیم فلز مذاب و آهنگ سرمایش قطعه ریختگی تنظیم كرد. هرچه چدن آهسته تر سرد شود و مقدار كربن و سیلیسیم آن بیشتر باشد, تمایل به ایجاد پولك های بیشتر و بزرگتر گرافیت, ساختار زمینه نرم تر , و استحكام كمتر افزایش می یابد. گرافیت پولكی خواص بی همتایی به چدن خاكستری می بخشد كه از جمله می توان به ماشینكاری پذیری عالی در ترازهایی از سختی با بیشترین مقاومت در برابر سایش , توانایی مقاومت در برابر برهم سایی, و میرایی لرزه عالی ناشی از خطی نبودن رابطه تنش- كرنش در تنش های نسبتاً كم اشاره كرد.

چندین عامل بر هسته زایی و رشد پولك های گرافیت تأثیر می گذارند. مقدار گرافیت و نیز ابعاد و توزیع آن تأثیر مهمی برخواص چدن دارند.

در سیستم آهن-كربن پایدار ، تمامی كربن بصورت گرافیت ظاهر می‌شود.

انواع چدن‌ های خاكستری از نظر شكل گرافیت

  • چدن‌ های خاكستری با گرافیت كلوخه‌ای یا شكوفه‌ای یا چدن‌ های مالیبل یا چكش‌خوار
  • چدن خاكستری با گرافیت ورقه‌ای یا فلسی یا پولكی
  • چدن خاكستری با گرافیت كروی یا چدن داكتیل یا SG و یا چدن نشكن
  • چدن خاكستری چشم گاوی ( این نوع چدن ما بین خاكستری و سفید می‌ باشد كه به علت گرافیت های نسبتاً بزرگ در بین فاز روشن رنگ فریت به این اسم مشهور است )

در سیستم آهن كربن ناپایدار نمی‌توان گفت تمام كربن به صورت گرافیت آزاد رسوب می‌كند چون شرایط تبرید و انجماد در نوع چدن حاصل نقش دارد.

انواع چدن‌ها از نظر فاز زمینه

  • زمینه فریتی
  • زمینه فریتی-پرلیتی
  • زمینه پرلیتی
  • زمینه مارتنزیتی
  • زمینه آستنیتی
  • زمینه بینیتی

 ۴- چدن داكتیل

این چدن را گاهی به نام چدن با گرافیت كروی یا SG نیز می شناسند. در چدن داكتیل می توان به تركیبی غیر متعارف از خواص دست یافت زیرا در این نوع چدن , گرافیت به جای پولك های جداگانه به صورت كره یا گویچه ظاهر می شود. این شیوه انجماد با افزودن مقداری اندك , ولی كاملاً معین از منیزیم به چدن مذابی با تركیب شیمیایی مناسب به دست می آید. چدن پایه ازلحاظ دارا بودن بعضی عنصر های فرعی كه مانع تشكیل گرافیت كروی می شوند ، محدودیت زیادی دارد

زیاد بودن مقدار كربن وسیلیسیم در چدن داكتیل از لحاظ فرایند ریخته گری مزایایی در بر دارد , اما گویچه های گرافیت بر خواص مكانیكی تأثیر جزئی می گذارند. رابطه تنش كرنش در چدن داكتیل همانند چدن چكش خوار خطی است و این نوع چدن گستره وسیعی از استحكام تسلیم را ارائه می كند و همان گونه كه از نام آن بر می آید داكتیل است. قطعات ریختگی چدن داكتیل در گستره وسیعی از ابعاد مختلف ومقاطع گوناگون , از بسیار نازك تا بسیار ضخیم , تولید می شوند.

رده های مختلف این نوع چدن با تنظیم ساختار زمینه در پیرامون گرافیت , به حالت سیاه تاب یا با انجام عملیات گرمایی تولید می شوند. بین رده های معمولی این نوع چدن , از لحاظ تركیب شیمیایی تفاوت اندكی وجود دارد, و این گونه تنظیم ها را برای بهبود ریزساختار زمینه مطلوب انجام می دهند. برای تنظیم ساختار زمینه چدن داكتیل در حالت سیاه تاب یا آماده سازی آن برای عملیات گرمایی می توان عنصر های آلیاژی را به چدن افزود. چدن های داكتیل و چدن های داكتیل آلیاژی با تركیب شیمیایی خاص , خواص غیر متعارفی دارند كه در كاربردهای ویژه به كار می آیند.

۵- چدن با گرافیت فشرده

گرافیت موجود در این نوع چدن به صورت پولك های كلفت دیده می شود كه در درون هر سلول به یكدیگر متصل اند. این ساختار گرافیت و خواص ناشی از آن , حالتی بینابین چدن خاكستری و چدن داكتیل است. شكل گرافیت فشرده مدت هاست كه شناخته شده و آن را شبه پولك , پولك متراكم , شبه گره ای , و گرافیت كرم مانند نیز می نامند. فرایند تولید این نوع چدن مشابه چدن داكتیل و مستلزم كنترل دقیق متالورژیكی و افزودن عناصر خاكی كمیاب است , اما تولید چدن با گرافیت فشرده مستلزم افزودن عنصر آلیاژی دیگری از قبیل تیتانیم نیز هست تا تشكیل گرافیت كروی به حداقل برسد. چدن با گرافیت فشرده , استحكام كششی بیشتری دارد و تا حدودی نیز داكتیل است. با افزودن عنصر های آلیاژی , یا انجام عملیات گرمایی می توان ساختار زمینه این چدن را تنظیم كرد.

۶- چدن های آلیاژی

این دسته از چدن ها شامل چدن های سفید آلیاژی , چدن های خاكستری آلیاژی , و چدن های داكتیل آلیاژی است. چدن های چكش خوار پر آلیاژ نمی شوند زیرا وجود عناصر آلیاژی مانع از انجام فرایند چكش خواری می شود. چدن های با گرافیت فشرده هنوز عمر چندانی ندارند و نمی توان نقش آنها را در عرصه چدن های آلیاژی ارزیابی كرد.

چدن های آلیاژی در مواردی كه مستلزم مقاومت فوق العاده در برابر سایش , گرما, یا خوردگی است, به كار می روند. به علاوه هنگامی كه خواص فیزیكی غیر متعارف , از قبیل انبساط گرمایی اندك , یا خواص غیر مغناطیسی در نظر باشد از این چدن ها استفاده می شود. قطعات ریختگی چدن آلیاژی به وسیله ریخته گری هایی تولید می شوند كه در این زمینه تخصص دارند, زیرا افزودن۳ تا ۳۰ درصد عنصر آلیاژی به چدن مذاب مستلزم در اختیار داشتن تجهیزات ذوب , فنون ریخته گری , و كنترل كیفیت ویژه است. شناسایی و تعیین خواص ویژه  مورد نیاز در چدن های آلیاژی غالباً بسیار دشوار است, بنابراین همواره آنها را بر اساس تركیب شیمیایی مشخص می كنند. خواص مكانیكی مورد نظر را نیز , در مواردی كه اهمیت داشته باشند , می توان مشخص كرد. چدن های آلیاژی را بر اساس نوع كاربرد غیر متعارف و مشخصه های ویژه آنها دسته بندی می‌كنند.

تغییر كربن معادل در چدن های خاكستری

مقدار گرافیت های ورقه ای مهم ترین عاملی است كه بر روی استحكام و خواص دیگر چدن خاكستری تأثیر می گذارد و تغییر در مقدار آن ها علت اصلی تغییر استحكام چدن هاست كه با استاندارد انگلیسی BS1452 مشخص شده و تا ردیف های ۲۶۰ و یا ۳۰۰ تغییر می كند.

ساختار زمینه در صورتی پرلیتی كامل است كه مقدار سیلیسیم كمتر یا مقدار منگنز زیادتر باشد و به همین ترتیب بر اثر وجود مقادیر بسیار كم و جزئی از عناصر پایدار كننده پرلیت از قبیل : آرسنیك , كرم , مس , نیكل و قلع در مواد اولیه یا قراضه های برگشتی می توان زمینه ای كاملاً پرلیتی به دست آورد.

در مورد چدن هایی كه دارای استحكام كمتری هستند , ساختار زمینه دارای اهمیت كمتری نسبت به نوع گرافیت ها در چدن است, در صورتی كه در چدن های با استحكام و مقاومت زیاد , نوع ساختار زمینه اهمیت زیادی دارد به طوری كه در چنین مواردی سعی می شود تا ساختارهایی كاملاً پرلیتی و یا بینیتی تولید گردد.

تأثیر تغییر ضخامت در ساختار میكروسكوپی چدن خاكستری

به همان ترتیب كه در استاندارد BS1452:1977 نشان داده شده است , با افزایش ضخامت قطعه در چدن خاكستری , استحكام افت می كند و به همین دلیل معمولاً یك نمونه میله ای با قطر ۳۰ میلی متر به عنوان مرجع برای استحكام و ساختار مورد استفاده قرار می گیرد.

تلقیح مواد گرافیت زا در چدن خاكستری

تلقیح یك ماده جوانه زا در چدن خاكستری عبارت است از اضافه كردن مقدار كمی از آن ماده به منظور آزاد شدن گرافیت ها از حالت تركیبی سمنتیت كه در این حال سلول های یوتكتیكی در ساختار چدن افزایش پیدا كرده و هم چنین فوق تبرید در حین انجماد نیزكاهش می یابد.

در حقیقت تلقیح و اضافه كردن مواد گرافیت زا به عنوان كاتالیزور باعث سریع تر جدا شدن گرافیت ها از حالت تركیبی گردیده و اغلب در چدن های با استحكام بیشتر و كربن كمتر مورد استفاده قرار می گیرد و در نتیجه گرافیت های آزاد به ویژه در مقاطع نازك تر قطعه به سهولت ایجاد می شود ولی در صورت عدم استفاده از چنین موادی كاربیدها و به ویژه سمنتیت در جداره خارجی و قسمت های نازك تر قطعه به وجود می‌آید.

به طور كلی مواد جوانه زا اغلب به صورت تركیبات آلیاژی شامل عنصر جوانه زاست كه به طور مثال مواد جوانه زایی كه در چدن ها مورد استفاده قرار می گیرد, معمولاً سیلیسیم و كلسیم سیلیسید است كه از عنصر سیلیسیم غنی است, هم چنین در مورد چدن ها از SMZ نیز استفاده می شود.

یك ماده جوانه زای مناسب عبارت از ماده ای است كه افزودن مقادیر كمی از آن بدون آن كه تغییر قابل ملاحظه ای در تركیب شیمیایی آلیاژ كند اثر مناسب و كافی بر روی ساختار داخلی ایجاد كند.

استحكام چدنی كه قبل از تلقیح یك ماده جوانه زا دارای ساختاری گرافیتی است, معمولاً پس از تلقیح به دلایل زیر افزایش می یابد :

الف) افزایش در تعداد سلول های یوتكتیكی

ب) گرافیت های فوق تبرید اغلب همراه با فریت هستند و در صورت ایجاد گرافیت های بدون جهت در این حالت, اغلب زمینه به صورت كاملاً پرلیتی می گردد كه در نتیجه استحكام را افزایش می دهد.

ج) مواد جوانه زای سیلیسیم دار معمولاً حاوی آلومینیم هستند و وجود آلومینیم در چدن های پرلیتی باعث ازدیاد در استحكام آنها می گردد.

چدن سفید

تمام كربن یوتكتیكی در چدن های غیر آلیاژی قطعاتی كه در حین انجماد در قالب های ماسه ای دارای ضخامت های نازك و متوسطی بوده و حاوی مقدار سیلیسیم كمتری باشند, بدون استفاده از تلقیح مواد جوانه زا به كاربید آهن تبدیل می گردند. چنین چدن هایی دارای مقاطع شكست سفید بوده و به چدن های سفید موسوم هستند.

این نوع چدن ها به صورت غیر آلیاژی و نیز همراه با مقادیر قابل توجهی از عناصر كاربیدزا مانند كرم یا وانادیم مورد استفاده قرار می گیرند. مقاومت در مقابل ساییدگی و سایش چدن های سفید دلیل اصلی استفاده از این نوع چدن ها در صنعت محسوب می گردد.

چدن مختلط

در صورتی كه تركیب شیمیایی چدنی كه در یك قالب ماسه ای ریخته گری می گردد در حد وسط یك چدن خاكستری و چدن سفید قرار گیرد ، دارای ساختاری مخلوط از گرافیت و كاربید آهن (یوتكتیكی) خواهد بود كه به چدن مخلوط مشهور است. این نوع چدن دارای سطح مقطع شكست مخلوط از سفید و خاكستری بوده و در بسیاری موارد به عنوان یك چدن مقاوم در مقابل سایش نیز مورد استفاده قرار می گیرد.

به همین ترتیب , در یك حالت دیگر و در شرایطی كه سرعت سرد شدن قسمت های مختلف یك قطعه به دلیل اختلاف ضخامت متفاوت باشد در این صورت مقطع نازك تر دارای ساختار چدن سفید و مقطع ضخیم تر به صورت ساختار یك چدن خاكستری منجمد می گردد و در نتیجه حد وسط دو مقطع مورد نظر ساختار مخلوط از دو نوع ساختار را خواهد داشت.

موارد استفاده

برای ساخت پل ، لوله‌ها ، درپوش چاه‌ های خیابان ، ماشین آلات و بسیاری چیزهای دیگر تا زمان جایگزین شدن استیل استفاده می‌شد. شكل توسعه یافته اش به عنوان خرپای سقف ، شاقول كردن ، خطوط گازی و هم چنین پنجره‌ های دكوراتیو استفاده می‌شده است.

معایب و مزایا

چدن دارای مزیت‌ها و معایبی در معماری است. در فشرده سازی قوی و در كشش و خمش ضعیف است. مقاومت و سختی آن مخصوصاً در حرارت بالا (هنگام آتش‌سوزی) بسیار پایین می‌آید.


-----------------------------------
موفق و پیروز باشید




نوع مطلب : مهندسی مواد - کلیدفولاد، اطلاعات فنی، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
شنبه 19 مرداد 1398 :: نویسنده : علی خوب بخت
به نام خدا


چدن به آلیاژ هایی از آهن و كربن كه بین ۲٫۱ الی ۶٫۲ درصد كربن داشته باشند ، گفته می‌شود. رنگ مقطع شكست این آلیاژ به عنوان شناسه نامگذاری انواع مختلف آن به كار می رود. بیش از ۹۵ درصد وزنی چدن را آهن تشكیل میدهد و عناصر آلیاژی اصلی آن كربن و سیلیسیم هستند. به طور معمول بین ۲٫۱ تا ۴ درصد كربن و ۱ تا ۳ درصد سیلیسیم دارد و به عنوان آلیاژی سه گانه شناخته می شود. با این وجود ، انجماد آن از روی دیاگرام فازی دوتایی آهن- كربن بررسی میشود. جایی كه نقطه یوتكتیك در دمای ۱۱۵۴ درجه سانتی گراد و ۴/۳ درصد كربن اتفاق می افتد كه حدود ۳۰۰ درجه كمتر از نقطه ذوب آهن خالص است. چدنها ، به استثنا نوع داكتیل ، ترد هستند و به دلیل نقطه ذوب پایین ، سیالیت ، قابلیت ریخته گری ، ماشین كاری ، تغییر شكل ناپذیری و مقاومت به سایش به موادی مهندسی با دامنه وسیعی از كاربرد تبدیل شده و در تولید لوله ها ، ماشینها ، قطعات صنعت خودرو مانند سرسیلندر ، بلوك سیلندر و جعبه گیربكس به كار میروند. چدن همچنین به تضعیف و تخریب ناشی از اكسیداسیون (خوردگی) مقاوم است.

واژه چدن مشخص كننده گروه كاملی از فلزات با خواص گوناگون و متنوع است. این واژه  نامی عمومی شبیه فولاد است كه باز هم به گروه خاصی از فلزات اطلاق می شود. فولادها و چدن ها از آهن , همراه با كربن به عنوان عنصر آلیاژی اصلی, تشكیل می شوند. فولادها كمتر از دو درصد و غالباً كمتر از یك درصد كربن دارند در حالی كه چدن ها بیشتر از دو درصد كربن دارند. چدن با حداكثر دو درصد كربن ، به صورت آلیاژی تك فاز منجمد ، و تمام كربن آن در آستنیت حل می شود. بنابراین طبق تعریف چدن ها به صورت آلیاژ های ناهمگن منجمد می شوند و همواره ریز ساختار آنها بیش از یك تشكیل دهنده دارد. چدن علاوه بر كربن باید حاوی مقدار قابل توجهی سیلیسیم , معمولاً از یك تا سه درصد , نیز باشد. و بنابراین چدن را باید آلیاژ آهن-كربن-سیلیسیم دانست. وجود سیلیسیم و كربن بسیار زیاد در چدن ها از آنها آلیاژ های ریختگی عالی می سازد. دمای ذوب این آلیاژها از دمای ذوب فولاد بسیار كمتر است. چدن مذاب از فولاد سیال تر است و با مواد قالب كمتر وارد واكنش می دهد. تشكیل گرافیت با چگالی كم ، در حین انجماد چدن به كاهش تغییر حجم فلز از حالت مذاب به جامد می انجامد و تولید قطعات ریختگی پیچیده تر را ممكن می كند. اما چدن ها به اندازه ای داكتیل نیستند كه بتوان آنها را نوردكاری یا آهنگری كرد.

عناصر آلیاژی

 خواص چدن با افزودن عناصر آلیاژی مختلف تغییر می كند. بعد از كربن ، سیلیسیم مهمترین عنصر محسوب می‌شود چرا كه كربن را از حالت محلول خارج كرده ، آن را به فرم گرافیت در می آورد كه تولید چدنی نرمتر ، با انقباض كمتر كرده ، استحكام و چگالی را كاهش می دهد. گوگرد نیز هنگام اضافه شدن سولفید آهن تولید می‌كند كه مانع تشكیل گرافیت شده سختی را افزایش میدهد. مشكل گوگرد اینست كه گرانروی چدن را در حالت مذاب بالا برده و عیوب ساختاری را افزایش میدهد. برای خنثی كردن اثرات گوگرد از منگنز استفاده می‌شود تا به جای سولفید آهن ، سولفید منگنز تشكیل شود. سولفید منگنز از مذاب سبكتر است بنابراین بر روی سطح مذاب و درون سرباره شناور میشود. مقدار منگنز مورد نیاز برای خنثی كردن گوگرد برابر است با ۱٫۷مقدار گوگرد +۰٫۳%. افزودن منگنز بیش از این مقدار باعث تولید كاربید منگنز می‌شود كه خود به بالا رفتن سختی و سرعت انجماد منجر میشود. تنها در مورد چدن خاكستری افزایش منگنز تا یك درصد استحكام و چگالی را افزایش میدهد. نیكل نیز از آلیاژ ساز های بسیار معمول است كه ساختار پرلیت و گرافیت را پالایش داده به افزایش چقرمگی كمك می‌كند و گاه حتی تفاوت سختی در ضخامت های مختلف را از بین میبرد. كروم به مقدار جزیی به ملاقه مذاب افزوده می‌شود تا گرافیت آزاد را كاهش داده ، مذاب را سرد كند و از آنجا كه تثبیت كننده قوی كاربید به شمار میرود عمدتاً همراه با نیكل افزوده میشود. مقدار بسیار اندكی قلع را نیز می توان به جای ۰٫۵ درصد كروم افزود. بین ۰٫۵ تا ۲٫۵ درصد مس هم در ملاقه یا كوره به مذاب اضافه می‌شود تا انجماد را كاهش ، گرافیت را پالایش و سیالیت را افزایش دهد. افزودن ۰٫۳ تا ۱ درصد مولیبدن باعث افزایش انجماد ، پالایش گرافیت و پرلیت می‌شود و معمولاً همراه با نیكل مس و كروم افزوده می‌شود تا خواص استحكامی را بهبود بخشد.

 تیتانیوم به عنوان گاززدا و اكسیدزدا استفاده می‌شود اما سیالیت را هم افزایش میدهد. اضافه نمودن ۰٫۱۵ تا ۰٫۵درصد وانادیوم ، سمنتیت را تثبیت كرده سختی و مقاومت به سایش و گرما را افزایش میدهد. همچنین افزودن ۰٫۱ تا ۰٫۳ درصد زیركنیوم به تشكیل گرافیت ، احیا و افزایش سیالیت منجر می شود. به مذاب چدن مالیبل ، حدود ۰٫۰۰۲ تا ۰٫۰۱ درصد وزنی بیسموت اضافه می‌شود تا بتوان درصد سیلیسیم را افزایش داد. در چدن سفید عنصر بور به منظور تولید شدن چدن مالیبل افزوده می‌شود تا از اثر زمخت شدن در اثر وجود بیسموت كاسته شود.

تولید چدن خام

چدن از طریق ذوب مجدد سنگ آهن به همراه آهن و فولاد قراضه بدست می آید و با طی مراحلی برای حذف عناصر ناخواسته مانند فسفر و گوگرد همراه است. بسته به نوع كاربرد ، میزان كربن و سیلیسم تا حد مطلوب (به ترتیب ۲ تا ۳٫۵ و ۱ تا ۳ درصد وزنی) كاهش داده می شوند. سایر عناصر نیز حین ریخته گیری و قبل از شكل گیری نهایی ، به مذاب افزوده می شوند. چدن به جز موارد خاص كه در كوره بلند موسوم به كوره كوپل ذوب میشود ، عمدتاً در كوره‌ های القای الكتریكی تولید می گردد. پس از تكمیل ذوب ، مذاب به كوره نگهدارنده یا قالب ریخته میشود.

انواع چدن  

انواع گوناگون چدن را می توان بر اساس ریزساختار دسته بندی كرد. این دسته بندی بر شكل بخش عمده كربن موجود در چدن مبتنی است. بر این اساس پنج نوع اصلی چدن وجود دارد :

– چدن سفید (WHITE CAST IRON)

– چدن چكش خوار (MALIBLE CAST IRON)

– چدن خاكستری (GRAY CAST IRONS)

– چدن داكتیل-كروی و نشكن (DUCTILE CAST IRON)

– چدن با گرافیت فشرده-كرمی شكل (COMPACTED GRAPHITE CAST IRON)

به هر نوع از این چدن ها می توان تا حدودی عنصر های آلیاژی افزود ، یا آنها را مورد عملیات گرمایی قرار داد ، بدون این كه نوع چدن تغییر كند. چدن های آلیاژی را كه معمولاً حاوی بیش از سه درصد عنصر آلیاژی هستند می توان به طور جداگانه به عنوان چدن سفید ، خاكستری ،  یا داكتیل دسته بندی كرد.

۱- چدن سفید        

هرگاه تركیب شیمیایی چدن مناسب باشد , یا آهنگ سرمایش آن در حین انجماد به اندازه كافی تند باشد , چدن به گونه ای منجمد می شود كه همه كربن موجود در آن با آهن به صورت كاربید آهن تركیب می شود. این تركیب كه سمنتیت نیز نامیده می شود سخت و ترد است و تركیب غالب در ریز ساختار چدن سفید محسوب می شود. بنابراین چدن سفید سخت و ترد و مقطع شكست آن سفید و بلورین است زیرا اساساً گرافیت ندارد. استحكام فشاری چدن سفید بسیار زیاد و مقاومت آن در برابر سایش عالی است. این نوع چدن در حالت گداخته سختی خود را تا مدت محدودی  حفظ می كند.

با افزایش آهنگ انجماد موضعی چدن , می توان نواحی گزیده ای از قطعه ریختگی را به چدن سفید تبدیل كرد. قابلیت ریخته گری چدن سفید به خوبی چدن های دیگر نیست زیرا دمای انجماد آن معمولاً بالاتر است , و كربنی كه به صورت كاربید آهن است منجمد می شود. بنابراین دیگر گرافیت در به حداقل رسانیدن انقباض در حین انجماد نقشی ندارد. بخشی از قطعه ریختگی كه با آهنگی معتدل جامد می شود, هم گرافیت دارد و هم كاربید آهن. این ساختار را چدن ابلق می نامند.

چدن سفید سخت می تواند در قطعه ریختگی از چدن نرم نیز به وجود آید. دلیل این امر سرمایش سریع مقطعی نازك یا گوشه ای تیز از قطعه یا وجود پره ای بر روی قطعه ریختگی است كه از وجود درزی در قالب ناشی شده است و باعث گرماگیری و افزایش آهنگ انجماد می‌شود.

۲- چدن چكش خوار

مشخصه این نوع چدن این است كه بخش عمده كربن موجود در ریزساختار آن به صورت گره های نامنظم گرافیت دیده می شود. این نوع گرافیت كربن بازپختی نام دارد زیرا در حالت جامد و در حین عملیات گرمایی تشكیل می شود.برای تولید چدن چكش خوار, چدن را به صورت چدن سفید با تركیب شیمیایی مناسب می ریزند. پس از آن كه قطعات ریختگی را از قالب بیرون آوردند, آنها را به مدت طولانی در دمایی بالاتر از ۹۰۰ درجه سلسیوس تحت عملیات گرمایی قرار می دهند. این عملیات كاربید آهن را تجزیه می كند و كربن آزاد را به صورت گرافیت در چدن رسوب می دهد. آهنگ سریع انجماد كه برای تولید چدن سفید ضرورت دارد باعث محدودیت ضخامت مقاطع ریختگی چدن چكش خوار می شود.

با تنظیم ساختار زمینه در پیرامون گرافیت می توان به گستره وسیعی از خواص مكانیكی در چدن چكش خوار دست یافت. زمینه های پرلیتی و مارتنزیتی با سرمایش سریع در حوالی دمای بحرانی و افزودن عنصرهای آلیاژی به دست می آیند. چدن های چكش خواری كه در زمینه خود مقداری كربن تركیبی داشته باشند غالباً به عنوان چدن چكش خوار پرلیتی شناخته می شوند, اگرچه ممكن است ریزساختار آنها مارتنزیتی یا پرلیتی كروی شده باشد.

۳- چدن خاكستری

هنگامی كه تركیب چدن مذاب و آهنگ سرمایش آن مناسب باشد, كربن موجود در آن در حین انجماد جدا می شود و پولك های گرافیت را تشكیل می دهد كه درون هر سلول اوتكتیك به یكدیگر متصل اند. گرافیت در درون مذاب از ناحیه لبه رشد می كند و پولك مشخصه چدن خاكستری را تشكیل می دهد. هنگامی كه چدن خاكستری می شكند , بخش عمده شكست در پولك های گرافیت رخ می دهد, و به همین دلیل رنگ مقطع شكست آن خاكستری است. از آنجا كه بخش عمده قطعات ریختگی چدنی را از جنس چدن خاكستری می سازند , واژه عمومی چدن را , غالباً به غلط در مورد چدن خاكستری به كار می برند.

چدن‌ خاکستری (Gray Cast Iron) سیال‌ ترین آلیاژ آهنی بوده و مقاطع پیچیده و نازک را می ‌توان از آن تولید کرد. اگر ترکیب شیمیایی چدن در گستره چدن خاکستری و آهنگ انجماد مناسب و درستی باشد ، کربن موجود در آهن به هنگام انجماد جدا شده و رشته‌های گرافیتی را تشکیل می‌دهند (شکل زیر). این چدن ها در سختی ‌هایی که مقاومت سایش خوب دارند دارای تراش ‌پذیری عالی هستند. سطح شکست چدن خاکستری به رنگ خاکستری دوده‌ای است و از این رو چدن خاکستری نامیده می‌شوند.

چدن خاکستری دارای ویژگی‌های متعدد و مفیدی بوده و برای ریخته گری در اشکال پیچیده و در ابعاد کوچک و بزرگ هنوز مورد علاقه مهندسان طراح می ‌باشد. امروزه ، به علت ارزانی و سادگی انجام کار ، حدود ۷۵% وزنی تمام قطعات ریختگی از چدن خاکستری است. در این نوع چدن ، گرافیت رشته ‌ای موجب ایجاد خواص ویژه‌ای مانند ؛ تراش‌ پذیری عالی در سختی هایی که مقاومت سایشی بالاست ، مقاومت به ‌خوردگی سایشی با روغنکاری محدود ، و قدرت جذب ارتعاش عالی می شود. وقتی استحکام فشاری ، پایداری ابعاد ، و قرار گرفتن دقیق تحت تنش مورد نیاز باشد ، چدن خاکستری با فولاد های پر استحکام قابل مقایسه است.

مقدار ، اندازه ، شکل و پراکندگی گرافیت یا کاربید ، مبانی اصلی تعیین کننده خواص استحکامی چدن های خاکستری می باشند و کنترل آنها اهمیت زیادی در تولید چدن خاکستری دارد. ساختار گرافیت در چدن های خاکستری ممکن است در اثر تغییرات ذوب ، جوانه زایی ، سرعت انجماد و تاثیر بعضی از عناصر هر چند جزیی تغییر زیادی پیدا کند. گرافیت می تواند به صورت ورقه های درشت یا ریز به صورت پراکنده به وجود آید.

ادامه در پست بعد...






نوع مطلب : مهندسی مواد - کلیدفولاد، اطلاعات فنی، 
برچسب ها : انواع چدن ها، چدن، چدن سفید، چدن چکش خوار، چدن خاکستری، چدن داکتیل، چدن با گرافیت فشرده،
لینک های مرتبط :
شنبه 19 مرداد 1398 :: نویسنده : علی خوب بخت
به نام خدا

فورج (آهنگری) به فرایندی گفته می شود كه قطعه با تغییر شكل پلاستیك به دلیل اعمال نیرو های فشاری تولید می شود.

فورج یكی از قدیمی ترین فرایند های فلزكاری شناخته شده می باشد (با قدمتی در حدود ٤٠٠٠ سال قبل از میلاد مسیح) از این روش برای ساختن قطعات با اشكال ، اندازه و جنس های مختلف استفاده می شود. با این روش می توان جریان فلز و ساختار دانه ­ای آن را كنترل نمود و در نتیجه به استحكام و چقرمگی خوبی دست یافت . از این روش برای تولید قطعاتی كه درشرایط كاری تنش بالا و بحرانی كار می كنند استفاده میشود (شكل۱) از قطعات معروفی كه امروزه با استفاده از این روش تولید می­شوند میتوان به میل لنگ ، شاتون ، دیسك های توربین ها ، چرخدنده ها ، چرخ ها و ابزارآلات اشاره نمود. فورج را می­توان در دمای اتاق (فورج سرد) یا در دماهای بالاتر (فورج گرم و فورج داغ بسته به دما) انجام داد.

شكل ١ - قطعه ساخته شده با سه روش :  (a) ریخته گری ،  (b) ماشینكاری ، (c) فورج

در فورج سرد به نیروهای فوق العاده بزرگی برای شكل دادن قطعه نیاز است و ماده خام بایستی به اندازه كافی قابلیت چكش ­خواری داشته باشد ، در عوض قطعه تولیدی با این روش دارای سطح پایانی و دقت ابعادی خوبی است. در فورج داغ به نیروی كمتری نیاز است ولی قطعات تولیدی با این روش دارای سطح پایانی و دقت ابعادی چندان خوبی نیستند.

معمولا قطعات تولیدی توسط فورج به عملیات اضافی (پایانی) جهت تبدیل شدن به قطعه مناسب كار و حصول دقت مطلوب نیاز دارند. با استفاده از روش فورج دقیق می­توان این عملیات را به حداقل رساند. قطعه ه­ایی كه با استفاده از فورج تولید می شود را نیز می توان با سایر روشها نظیر ریخته­ گری ، متالورژی پودر و ماشینكاری تولید نمود ولی همانطور كه انتظار میرود هر كدام از این روش ها دارای مزایا و محدودیت های مربوط به خود از نظر استحكام ،چقرمگی ، دقت ابعادی ، سطح پایانی و نقص های ساختاری هستند.

 فورج با قالب باز

آسانترین روش فورج ، فورج با قالب باز می ­باشد. در این روش قطعه كار بین قالبهای تختی كه فلز را به طور كامل محدود نمی­كنند كوبیده می­ شود. در این روش قطعه به شكل قالب درنمی ­آید ، بلكه به كمك حركت های دست ، پرس و پتك شكل می ­یابد. با استفاده از این روش قطعاتی با وزن ۵۰۰-۱۵ کیلوگرم تا حتی ۳۰۰ تن ساخته شده است. اندازه این قطعات ممكن است از قطعات كوچك تا شفتهایی با طول ۲۳ متر (مورد استفاده در پروانه كشتی ها) متغیر باشد.

فرایند فورج با قالب باز را می­توان به صورت قرار دادن قطعه مابین دو كفه قالب و كاهش ارتفاع قالب به سبب نیروهای فشاری (شكل ٢) تعریف نمود. به این روش چاق كردن (Upsetting)  و یا فورج با قالب تخت نیز گفته می­شود. اگر شرایط كاملا ایده ­آل باشد (اصطكاك وجود نداشته باشد) قطعه به صورت شكل ۲ - b درمی ­آید و در حالت واقعی به سبب نیرو های اصطكاكی قطعه بشكه­ ای شكل میشود. این فرایند همچنین كلوچه ­ای شدن یا بشكه ­ای شدن نیز نامیده می­شود. بعضی از این نوع قالب­ها ممكن است V شكل یا نیم ­دایره­ ای باشند.

شكل ٢ (a) – یك قطعه مكعبی كه بین دو قالب تخت در حال چاق شدن است.

(b) تغییر شكل یكنواخت در نبود اصطكاک.

(c) تغییر شكل با وجود اصطكاك. توجه شود كه بشكه ­ای شدن مكعب به سبب نیرو های اصطكاك بین قطعه و سطح قالب می ­باشد.

 فورج با قالب  حفره­ دار و قالب بسته

در فورج با قالب حفره­ دار قطعه خام توسط نیرو های فشاری پرس به شكل حفره های قالب در می آید (شكل ٣) توجه شود كه مقدای از ماده بین دو نیمه قالب به صورت زائده باقی می ­ماند. زائده نقش بسیار مهمی در جریان ماده درقالب ­های حفره ­دار ایفا می كند. این زائده كوچك سریعا خنك می شود و به سبب مقاومت اصطكاكی ، ماده داخل حفره های قالب را تحت فشار بالا قرار می دهد و باعث پر شدن كامل حفره های قالب می شود.

شكل ٣- مراحل شكل دهی بیلت در قالب حفره دار. توجه شود كه مقداری از ماده اضافی به صورت زائده در بین دو نیمه قالب باقی می­ ماند كه بعدا بایستی بریده شود.

ماده خام (استوک) ممكن است از فرایند هایی نظیر ریخته گری ، متالورژی پودر ، برشكاری و یا فورج بدست آمده باشد. این استوک روی نیمه پایینی قالب قرار میگیرد و با پایین آمدن نیمه بالایی قالب به تدریج شكل می­گیرد ، همانطور كه در شكل ٤ شكل ­دهی یك شاتون نشان داده شده است.

شكل ٤ (a) – مراحل فورج شاتون مورد استفاده در موتور های احتراق داخلی. به مقدار زائده مورد نیاز برای اطمینان از پر شدن كامل حفره های قالب توجه شود (b). مراحل باریك سازی و (c)  لبه زنی به منظور توزیع ماده به منظور آماده سازی قطعه خام برای فورج.

 

از فرایند های ماقبل شكل دهی نظیر باریك سازی  و لبه زنی برای توزیع ماده به قسمتهای مختلف استوک استفاده می­ شود. در باریك سازی ماده از یك ناحیه به سمت بیرون دور میشود و در لبه زنی در یك ناحیه جمع می­گردد. سپس قطعه توسط فرایند لقمه كاری و با استفاده از قالب های لقمه زنی به صورت ظاهری شاتون درمی آید. در آخرین عملیات فورج قطعه توسط قالب های حفره دار به شكل نهایی را به خود می گیرد. در انتها زائده برشكاری می شوند. در شكلهای ٥ و-a ٦ مثال هایی از فورج در قالب های بسته آورده شده است. البته در فورج دقیق یا بدون زائده ، زائده ای شكل نمیگیرد و ماده قالب را به طور كامل پر میكند (سمت راست شكل۶-b) برای تولید یك قطعه با ابعاد و تولرانس های دقیق طراحی صحیح قالب ضروری می باشد. در این روش استوک كوچكتر از اندازه باعث پر نشدن كامل قالب و استوک بزرگتر از اندازه موجب ایجاد فشار های فوق العاده كه سبب تخریب قالب می شود ، میگردد. در جدول ١ مزایا و معایب هركدام از روشهای معمول فورج آمده است.

شكل ٥- برش زائده یك قطعه فورج شده. به ماده نازك كنده شده توسط پانچ در وسط توجه شود.

شكل ٦- مقایسه بین فورج با قالب بسته و فورج دقیق یا بدون زائده یك قطعه

 سكه زنی

سكه زنی اساسا یك فرایند فورج قالب بسته برای شكل دادن سكه ها ، مدال ها و جواهرات می باشد. برای رسیدن به ابعاد دقیق به فشار هایی تا پنج یا شش برابر استحكام ماده نیاز است. در این فرایند از مواد روانكار نمیتوان استفاده نمود زیرا باعث پر شدن حفره های قالب شده و در این فشار های اعمالی رفتار غیر قابل تراكم داشته و ازشكل دهی دقیق قطعه جلوگیری می­كنند. از فرایند سكه زنی با فورج برای ایجاد دقت ابعادی روی سایر قطعات نیز استفاده می­ شود. این فرایند ، اندازه كردن نامیده می شود. فرایند اندازه كردن به همراه فشارهای بالا و تغییر شكل قطعه می باشد. حك كردن حروف و اعداد روی قطعات را می توان با فرایندی شبیه به سكه زنی با سرعت انجام داد.

 طراحی قالب های فورج

طراحی قالب های فورج به دانش زیادی درباره خواص استحكام ، چكش خواری ، حساسیت به نرخ تغییر شكل و دما ، اصطكاك و شكل قطعه نیاز دارد. اعوجاج قالب تحت بارهای بالا ، خصوصا در تولید قطعات با تولرانس كم قابل ملاحظه می باشد. مهمترین قانون در طراحی قالب این است كه قطعه در هنگام عملیات فورج در جهتی كه دارای كمترین مقاومت است جریان می­ یابد. بنابراین قطعه (شكل میانی) بایستی به گونه ای شكل داده شود تا تمامی حفره های قالب پر شود. در شكل-a ٤ مثالی از شكل­ دهی میانی یك شاتون آمده است.

شكل دهی اولیه : در شكل دهی اولیه قطعه ، ماده نباید به آسانی به سمت زائده حركت كند. الگوی جریان دانه ای بایستی مطلوب باشد و لغزش های شدید بین قطعه و قالب بایستی به حداقل برسد تا فرسایش كاهش یابد. انتخاب اشكال نیازمند تجربه زیادی بوده ، شامل محاسبات سطوح مقطع در هر موقعیتی از فورج می باشد. از آنجایی كه ماده در این فرایند تحت تغییر شكل های مختلفی در مناطق مختلف حفره های قالب می باشد ، خواص مكانیكی بستگی به موقعیت فورج دارد.

طراحی قالب : در شكل ٧ اجزای استاندارد قالب های مختلف فورج بسته معمولی آمده است. در ادامه درباره این اجزا توضیح داده شده است.

شكل ٧- اجزای استاندارد قالب های مختلف فورج بسته معمولی

 

در اغلب قطعات فورج شده ، خط جدایش (Parting line)  درست در مكان بزرگترین سطح مقطع قطعه قرار دارد. در قطعات متقارن خط جدایش معمولا خط مستقیمی در مركز قطعه می باشد اما در قطعات پیچیده این خط در یك صفحه قرار ندارد. این قالب ها به گونه ای طراحی می شوند تا هنگام كار قفل شده و از حركتهای عرضی قالب جلوگیری شود. در این حالت تعادل نیروها و هم محوری قطعات قالب حفظ می گردد. بعد از آنكه قالب پر شد به اضافه مواد اجازه داده می شود كه به داخل سیم­راهه  (Gutter) راه پیدا كند. این موضوع باعث می شود كه این مواد اضافی باعث بالا بردن فشار قالب نشوند. معمولا ضخامت زائده (Flash) برابر % ۳ بیشترین ضخامت قطعه فورج كاری می باشد. طول تكه مسطح (Land) معمولا دو تا پنج برابر ضخامت زائده می باشد. در طی سالها چند طراحی مختلف برای سیم راه ارائه شده است. در اغلب قالب های فورج به زاویه شیب (Draft angle) مناسب برای بیرون آمدن قطعه از قالب نیاز می باشد. قطعه در هنگام خنك شدن هم از نظر طولی و هم از نظر شعاعی منقبض می شود بنابراین زوایای شیب داخلی بزرگتر از زوایای شیب خارجی ساخته می شوند. زوایای داخلی در حدود ٧ تا ١٠ درجه و زوایای خارجی در حدود ٣ تا ٥ درجه می باشند. انتخاب صحیح اندازه شعاع ها و گوشه ها به منظور اطمینان خاطر از جریان آرام فلز به داخل حفره ها و افزایش عمر قالب بسیار مهم است. معمولا شعاع های كوچك غیرمطلوب می باشد ، چرا كه جریان فلز را با سختی مواجه كرده ، فرسایش قالب را بالا میبرد (به دلیل ایجاد تمركز تنش و حرارت) قوس­های كوچك همچنین سبب ایجاد تركهای ناشی از خستگی درقالب می شود. بنابراین مقدار این قوس ها تا آنجایی كه طراحی قطعه فورج كاری اجازه می دهد باید بزرگ باشد.

در فرایند فورج ، خصوصا برای قطعات پیچیده می توان از قالب های چندتكه به جای قالب های یك تكه استفاده نمود  (شكل۸) این موضوع باعث كاهش هزینه های ساخت قالب های مشابه می شود. این تكه ها (مغزی ها) را میتوان از مواد پر استحكام تر و سخت تر ساخت. در صورت فرسایش و شكست این تكه ها آنها را به راحتی میتوان تعویض نمود.

شكل ٨- مغزی های استفاده شده در قالب فورج هوزینگ اكسل خودرو

 جنس قالب ها و روانكار ها

 اغلب عملیات فورج خصوصا در مورد قطعات بزرگ ، در دما های بالا انجام می شود. بنابراین مواد قالب بایستی (الف) دارای استحكام و چقرمگی در دما های بالا باشند ، (ب) سختی پذیر بوده و بتوان آنها را بصورت یكنواخت سختكاری نمود ، (ج) در مقابل شوك­های حرارتی و مكانیكی مقاوم باشند و (د) در مقابل سایش به سبب پوسته شدن در فورج داغ مقاوم باشند.

انتخاب جنس قالب به فاكتور هایی نظیر ابعاد قالب ، تركیب و خواص قطعه ، پیچیده بودن قطعه ، دمای فورج ، نوع فرایند فورج ، هزینه مواد قالب و تیراژ قطعه بستگی دارد. همچنین انتقال حرارت از قطعه داغ به قالب (و بنابراین اعوجاج قالب) فاكتور مهمی می باشد. از موادی كه معمولا در ساخت قالب های فورج استفاده می شوند ، می توان به فولاد های دارای كرم ، نیكل ، مولیبدن و وانادیم اشاره نمود.

 روانكارها به شدت بر میزان اصطكاك و سایش تاثیر می گذارند. بنابراین در مقدار نیروها و جریان فلز به داخل حفره ها موثرند. همچنین به عنوان عایق حرارتی بین قطعه داغ و قالب نسبتا خنك عمل كرده ، باعث پایین آمدن نرخ خنك شوندگی قطعه و بهبود جریان فلز می گردد. نقش مهم دیگر روانكار عمل كردن به عنوان عامل جدایش و جلوگیری كننده از چسبیدن قطعه به قالب می باشد.

در فرایند فورج از روانكار های مختلفی می توان استفاده نمود. در فورج داغ از گرافیت ، دیسولفید مولیبدن و در بعضی اوقات از شیشه به عنوان روانكار استفاده میشود. در فورج سرد ، از روغنهای معدنی و صابون ها به عنوان روانكار استفاده می شود. در فورج داغ معمولا قالب مستقیما به روانكار آغشته می شود ؛ در فورج سرد قطعه به روانكار آغشته می شود. روش كاربرد و یكنواخت نمودن ضخامت روانكار روی استوک در كیفیت محصول مهم است.

----------------------------------

موفق و پیروز باشید






نوع مطلب : مهندسی مواد - کلیدفولاد، اطلاعات فنی، 
برچسب ها : فورج، نورد، ریخته گری، آهنگری، فورج گرم، فورج سرد، قالب فورج،
لینک های مرتبط :
شنبه 19 مرداد 1398 :: نویسنده : علی خوب بخت
به نام خدا

یکی از راحت ترین و پر مصرف ترین و مهم ترین روش های رایج برای شکل دادن به پلیمرها (بسپارها) استفاده از ماشین تزریق است. پس از پیدایش و توسعه پلاستیک ها تلاش ها برای ساخت دستگاه هایی که بتوان به وسیله آنها به سادگی مواد اولیه پلاستیک را به شکل دلخواه در آورد آغاز شد و به اختراع ماشین تزریق انجامید. 

اما قبل از ساخت ماشین های تزریق مدرن امروزی ، کار شکل دهی به پلاستیک ها خیلی مشکل بود. ابتدا قالب هایی با صرف دقت و زحمات بسیار تهیه می شد و در گیره های دستی تعبیه می شد و سیلندری با پیستون روی آن نصب می گردید و اطراف سیلندر را با شعله های آتش ، گرم می کردند و پس از ذوب شدن مواد ، با فشار فلکه بالای پیستون مواد داخل سیلندر به داخل قالب ، تزریق می شد و پس از سرد شدن مواد داخل قالب ، گیره ها را باز و تکه های قالب را از هم جدا و محصول تولید شده را از آن خارج می کردند و تمام این مراحل با دست انجام می شد ، تا زمانی که ماشین های تزریق مدرن امروزی تولید شدند. اولین دستگاه تزریق که به صورت ابتدایی کار می کرد در آمریکا و در سال ۱۸۷۲ ساخته شد و اولین ماشین تزریق پیشرفته و دارای پیچ نیز در سال ۱۹۴۶ در آمریکا توسط جیمز واتسون (James Watson) به ثبت رسید.

 وظیفه اصلی دستگاه ماشین تزریق تبدیل مواد پلاستیک جامد (دانه های ریز یا گرانول های پلیمر) به پلاستیک سیال و روان و انتقال آن به قالب می باشد به نحوی که همیشه مواد سیال آماده تزریق داخل قالب باشند.

 انواع دستگاه تزریق پلاستیک :

  1.  عمودی
    ۲- افقی

 انواع دستگاه تزریق از جهت سیستم انتقال مواد : 

  1. پیستونی
    ۲- ماردونی (پیچی)

 انواع دستگاه تزریق از جهت حرکت صفحه متحرک : 
۱- دستگاه های بازویی

۲- دستگاه های جکی

 قسمت های مختلف ماشین تزریق : 

  1. قسمت تزریق
    ۲- قسمت قالب گیری

 

واحد تزریق

در این واحد عمل ذوب و اختلاط و تزریق مواد انجام می شود. به این ترتیب که ابتدا مواد پلاستیک داخل قیف (Hopper) ریخته شده و از قیف بتدریج بداخل سیلندر (Barrel) راه می یابد و با گردش مارپیچ (Screw) به جلو رانده می شود. پوسته سیلندر بوسیله گرمکن های برقی (Heater) که در طول جدار خارجی سیلندر قرار گرفته اند کاملاً گرم شده به صورت سیال در می آیند و به جلوی سیلندر می رسند. مارپیچ با چرخش به دور خود عمل مواد گیری را (مانند چرخ گوشت) انجام می دهد و یک حرکت افقی نیز رو به جلو دارد. در همین حال یعنی زمانی که مارپیچ به جلو می رود موادی که قبلاً در سر سیلندر و پشت سوپاپ جمع شده اند در اثر فشار مارپیچ به داخل قالب (Mold) تزریق می شوند. بعد از مدت معینی که توسط کاربر دستگاه تعیین شده است با قطع فشار پشت مارپیچ و تجدید عمل مواد گیری ، سیلندر تزریق به عقب برگشت می کند.

 

اجزای مختلف قسمت تزریق : 

  1. مارپیچ
    ۲- نازل
    ۳- سیلندر تزریق
    ۴- قیف مواد
    ۵- گرمکن
    ۶- حرارت سنج
    ۷- ترمو کوپل

 

واحد قالب گیر (Mold Clamping)

قسمت قالب گیر محفظه بزرگی است که قالب و اجزایش روی آن نصب می شوند. واحد قالب گیر دارای ۲ قسمت اصلی است : قسمت ثابت و قسمت متحرک

قدرت یک دستگاه تزریق بر حسب میزان تناژ نیروی دو فک نگهدارنده قالب (حداکثر نیروی وارده به پشت صفحه متحرک) بیان می شود ، یک دستگاه تزریق ۶۰۰ تنی دستگاهی است که نیروی فشارنده این فک ها به قالب بسته تا ۶۰۰ تن امکان پذیر است. به طور کلی در ماشین های تزریق جهت ایجاد فشار پشت قالب از دو سیستم استفاده می شود : سیستم مکانیکی و سیستم هیدرولیکی. قالب از یک طرف به مرکز قسمت ثابت و از طرف دیگر به مرکز قسمت متحرک متصل می شود و چون قالب برای به بیرون پراندن قطعه تولید شده همیشه از وسط باز می شود در نتیجه وقتی صفحه مذکور باز می شود نیمی از قالب را با خود به عقب می برد با این کار قطعه تولیدی به بیرون می پرد سپس صفحه متحرک دوباره به جای خود باز گشته و قالب بسته می شود تا عمل تزریق مجدد انجام گیرد. پس از بسته شدن قالب و مستقیم گشتن بازو ها با ایجاد فشار (حداقل بیش از فشار تزریق) مواد مذاب را در داخل قالب تزریق حفظ می کند زیرا اگر فشار پشت قالب از فشار تزریق کمتر باشد درز میان دو صفحه قالب ، باز شده و مواد پلاستیک به خارج می ریزد و یا دور خارجی قطعه تولید شده پلیسه تشکیل می شود.

 

شیوه تزریق پلاستیک یکی از مهمترین و پرکاربردترین روشهای شکل دهی پلاستیـک وتـــولیدمحصـــولات پلاستیکی در صنایــع محســوب می شود. در این روش مــاده  اولیــه کــه یکی از انـــواع تــرموپلاستها می باشد ، طی عملیات خاصی به داخل کویتی های ( Cavity ) قالب رانده شده و پس از خنک کاری از قالب بیـرون می آیند.

 این روش بیشتر در پروسه های تولید انبوه (Mass – Production) و مدل سازی ( Prototyping ) مورد استفاده قرار می گیرد . تزریق پلاستیک نسبتا شیوه جدیدی در تولید محصولات به حساب می آید. اولین دستگاه تزریق پلاستیک در سال ۱۹۳۰ میلادی ساخته شد و کم کم در اختیار صنایع قرار گرفت .

در ادامه ۶ مرحله از یک پروسه تزریق پلاستیک معرفی و بررسی می شود :

 یک ماشین تزریق از سه قسمت اصلی تشکیل شده است :

۱) قالب

۲) Clamping

۳) فاز تزریق

Clamping قسمتی از دستگاه را شامل می شود که که در حین پروسه تزریق قالب را بسته نگه می دارد و پس از آن باز می کند. اساسا قالبها از دو نیمه تشکیل می شوند که در هنگام تزریق باید توسط این بخش در کنار هم فیکس شوند .

  • Injection ( تزریق ) :

در فاز تزریق مواد پلاستیک که معمولا به فرم گرانول ( دانه دانه ) می باشند ، وارد قیفی در قسمت بالایی دستگاه می شوند و از آنجا وارد سیلندری می شوند که توسط هیترهایی احاطه شده است . گرانول ها پس از حرارت دیدن به حالت مذاب یا رزین در می آیند . در داخل سیلندر مواد به وسیله مارپیچی زیر و رو می شوند . با چرخش  مارپیچ مواد نیز به سمت جلو رانده می شوند . و هنگامی که ماده کافی در قسمت جلویی مارپیچ ذخیره شد ، عملیات تزریق توسط نازل صورت می گیرد . و مواد مذاب به داخل راهگاه قالب رانده می شوند . سرعت و میزان فشار وارده به میزان چرخش مارپیچ  و نیز قطر نازل بستگی دارد . در برخی از ماشینهای تزریق پلاستیک به جای مارپیچ از یک پیستون منگنه ای استفاده می شود .

  • Dwelling :

فاز Dwelling شامل یک مکث در پروسه تزریق می شود تا هم مذاب در داخل کویتی ها به صورت کامل پر شود و هم گاز های ایجاد شده از محفظه های تعبیه شده خارج شوند .

  • Cooling ( خنک کاری ) :

در این مرحله مذاب خنک می شود تا به حالت جامد در آمده و قابلیت خروج از قالب را پیدا کند . در غیر این صورت احتمال تغییر شکل محصول زیاد می باشد .

  • Mold Opening ( بازشدن قالب ) :

در این قسمت بخش Clamping  از هم باز می شود تا دو نیمه قالبها نیز از هم باز شوند و آماده بیرون اندازی شوند .

  • Ejection ( بیرون اندازی ) :

چند میله به همراه یک صفحه عملیات خروج قطعه از قالب را انجام می دهند . رانرها و راهگاههای قطعه کار که به صورت غیر قابل استفاده و زاید می باشند از قطعه جدا و تمیز سازی می شوند تا مجددا برای ذوب شدن آماده شوند .

امتیازات شیوه تزریق پلاستیک :

۱- سرعت بالای تولید

۲- تنوع وسیع مواد مورد استفاده در این روش

۳- صرفه جویی در نیروی انسانی

۴- کمترین میزان اتلاف مواد

۵- کاهش عملیات بعد از تزریق در تولید محصول

محدودیت های شیوه تزریق پلاستیک :

۱- هزینه های بالای تجهیزات و دستگاهها

۲- بالا بودن هزینه های تولید و انجام پروسه

۳- طراحی بعضی قسمتهای دستگاه بر حسب قالب مورد استفاده


------------------------------------------
موفق و پیروز باشید





نوع مطلب : ماشین ابزار و CNC، اطلاعات فنی، مهندسی مواد - کلیدفولاد، 
برچسب ها : تزریق پلاستیک، انواع تزریق پلاستیک، دستگاه تزریق پلاستیک، اجزای تزریق پلاستیک، قالب تزریق پلاستیک، فرایند تزریق پلاستیک، ماشین های تزریق پلاستیک،
لینک های مرتبط :
شنبه 19 مرداد 1398 :: نویسنده : علی خوب بخت
به نام خدا



آلیاژ های حافظه‌دار به دسته‌ای از آلیاژ ها گفته می‌شود که قادرند تغییر شکل و کرنش‌ های دائمی که بر آن‌ ها اعمال می‌شود را بازیابی نموده و در نهایت به‌ شکل اولیه‌ی خود بازگردند.

آلیاژ های حافظه دار دارای دو فاز ثابت هستند . یک فاز در دمای بالا كه آستنیت ( Austenite )  نامیده می شود و ساختمان آن مكعبی بوده و به علت دارا بودن تقارن بالا محكم تر است . فاز دیگر با دمای پایین كه مارتنزیت ( Martensite ) نامیده می شود. شكل آن منوكلینیك بوده و نسبت به آستنیت تقارن كمتری دارد. فاز مارتنزیت از نوع فاز ترموالاستیك بوده و دارای دو خصوصیت لغزنده بودن و انرژی كم فصل مشترك است .

برای مشاهده ادامه مطالب بر روی ادامه مطلب کلیک کنید




ادامه مطلب


نوع مطلب : اطلاعات فنی، مهندسی مواد - کلیدفولاد، 
برچسب ها : آلیاژ حافظه دار، آلیاژ حافظه ای، آلیاژ SMA، آلیاژ نیکل - تیتانیوم، فنر حافظه دار، آلیاژ سوپر الاستیک، عینک حافظه دار،
لینک های مرتبط :
شنبه 19 مرداد 1398 :: نویسنده : علی خوب بخت
به نام خدا

متالورژی پودر روشی برای ساخت و تولید قطعات فلزی و سرامیک است که اساس آن بر فشردن پودر مواد به شکل مورد نظر و تف جوشی  آن است. تف جوشی در درجه حرارتی زیر نقطه ذوب صورت می‌ پذیرد.

متالورژی پودر بخشی کوچک ولی بسیار مهم از صنایع فلزی می‌باشد. اولین کاربرد متالورژی پودر برای تولید پلاتین با دانسیته کامل بود که درقرن ۱۹ میلادی صورت گرفت چون در آن زمان امکان ذوب پلاتین به دلیل نقطه ذوب بالا وجود نداشت. در اوایل قرن بیستم فلز های دیر گدازی مانند تنگستن ، مولیبدن توسط روش متالورژی پودر شکل داده شدند. کاربید های سمانته و یاتاقانهای برنزی متخلخل نسل بعدی قطعات متالورژی پودر بودند. به این صورت قطعات متالورژی پودر در انواع صنایع مانند لوازم خانگی ، اسباب بازی سازی و الکترونیک کاربرد پیدا نمود. آخرین کاربرد های قطعات متالورژی پودر در صنایع خودرو سازی بود که موازی با رشد صنایع اتومبیل سازی رشد نمود به صورتی که امروزه بقای صنعت متالورژی پودر در کشور های صنعتی بسیار وابسته به صنعت خودرو سازی می‌باشد.

در سال‌ های ۱۹۵۰-۱۹۶۰ روشهای نوین مانند پرس پودر و ایزو استالیک گرم در صنعت متالورژی پودر بکار گرفته شد. این روشها با تولید قطعات با دانسیته بالا توان رقابتی قطعات متالورژی پودر را افزایش دادند.

نگرش متالوژی پودر به قطعه‌سازی با روشهای سنتی تولید قطعات متفاوت بوده و در این تكنولوژی توزیع فازها و ریزساختارها قابل كنترل می باشد. دامنه استفاده از متالوژی پودر بسیار گسترده بوده و در این رابطه كافی است به زمینه‌ هایی چون تولید رشته‌ های لامپ ، بوشهای خود روانساز ، متعلقات گیربكس اتومبیل . اتصالات الكتریكی ،‌ المانهای سوخت نیروگاه های هسته‌ای ، اجزا ترمیمی ارتوپدی ، ‌صافی های دما بالا ، مواد ضدسایش ، اشاره شود. فعالیتهای متالوژی پودر را می توان به ۳ بخش تقسیم كرد. در بخش اول كه به نام تكنولوژی پودر از آن یاد می‌شود ،‌ پودر موردنیاز (دانه‌ های ریز یك جامد كه بزرگترین بعد آنها كمتر از mm 1 است) فراوری می‌شود كه شامل تولید ، طبقه‌بندی ، تعیین خواص متالوژیكی و بسته‌یبندی در مرحله دوم فعالیتهای شكل‌دهی ، مانند فشردن ،‌ تف جوشی ،‌ آهنگری و نورد و ستیزه كردن روی پودر صورت می گیرد كه باعث می شود پودر های فلزی در لایه‌ های سطحی خود به یكدیگر جوش خورده و شكل قالب را به خود بگیرند.

گرچه روش متالورژی پودر امکانات ویژه‌ای را جهت تولید بعضی قطعات خاص فراهم ساخته‌ است ، که تولید آنها از طریق روشهای دیگر غیر ممکن یا بسیار مشکل می‌ باشد ولی زمینه‌ هایی که باعث فراگیر شدن استفاده از این روش گردیده‌ است ، عبارت‌اند از :

  • زمینه‌ های اقتصادی
  • بهره‌ وری انرژی
  • انطباق زیست محیطی
  • ضایعات بسیار پائین

متالورژی پودر تکنولوژی ای است ، پویا . در طول سالها عوامل موثر بر این فن آوری بهبود داده شده‌اند. از نقاط ضعف این فناوری در رقابت با دیگر فرایند های تولید است. توجیه استفاده از روش متالورژی پودر بر اساس تیراژ تولید می‌باشد. این امر در استفاده از متالورژی پودر در صنایع اتومبیل سازی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.


با وجود اینکه از نظر تاریخی متالورژی پودر از قدیمی‌ترین روشهای شکل دادن فلزات است ، اما تولید در مقیاس تجارتی با این روش ، از جدید ترین راه‌ های تولید قطعات فلزی است. در دوران باستان از روشهای متالورژی پودر برای شکل دادن فلزاتی با نقطه ذوب بالاتر از آنچه در آن زمان داشتند ، استفاده می‌شد. اولین بار در اوایل قرن نوزدهم بود که پودر فلزات با روشی مشابه آنچه امروزه بکار می‌رود ، با متراکم نمودن به صورت یکپارچه در آورده شد.

متالورژی پودر فرایند قالب گیری قطعات فلزی از پودر فلز توسط اعمال فشارهای بالا می‌باشد. پس از عمل فشردن و تراکم پودرهای فلزی ، عمل تف جوشی در دمای بالا در یک اتمسفر کنترل شده ، انجام پذیرفته که در آن فلز متراکم ، جوش خورده و به صورت ساختمان همگن محکمی پیوند می‌خورد. با توجه به گفته‌ های بالا تکنیک برتر در متالورژی پودر از mim می‌توان نام برد. در روشMIM قطعاتی که تحت اعمال فشار شکل پذیر نیستند ، به صورت تزریق پودر و پلیمر شکل می‌گیرد.


خواص فیزکی ماده متراکم سینتر شده شبیه به خواص فلز سازنده اصلی است. عمل سینتر کردن معمولا ً در حدود ۸۰ درصد نقطه ذوب سازنده اصلی انجام میگیرد تا امکان چسبیدن ذره ­ها در امتداد فصل مشترک ذره های پودر وجود داشته باشد. تراکم فلزات پودر شده در حدیده بوسیله پرس کردن همزمان با سنبه های بالا و پایینی تحت فشارهای حدود ۳۰ تن در اینچ مربع روی آن پرس می کنند. از جمله قطعات نمونه ­ای که بوسیله این فرآیند تولید می شوند می توان ابزار برش ، اجزا ماشین ،قطعات اتومبیل ، فیلتر های متخلخل و مواد مغناطیسی را نام برد .

تکنیک این فرآیند در شکل دادن فلزات با قابلیت انعطاف کم ونقطه ذوب بسیار بالا مانند تنگستن و بسیاری از فلزات دیر گداز دیگر نیز بسیار سودمند و ثمربخش است. امروزه موارد استعمال اصلی این فرآیند را به پنج قسمت تقسیم می کنند.

۱) آلیاژ کردن فلز های غیرقابل آلیاژ :

عده ­ای از فلزات را که در حالات جامد با مایع بطور دو جانبه محلول نیستند می توان بوسیله این فرآیند با یکدیگر ترکیب کرد . این برای صنعت برق که در آن جاروبک های موتور از پودر های مس و گرافیت ونیکل یا تنگستن ومس استفاده می شود ، اهمیت بسزائی دارد.

 

۲) ترکیب کردن فلزها و غیر فلزها :

نمونه هایی از ترکیبات فلز- غیر فلز عبارتند از :

مواد اصطکاکی ساخته شده از مس ، آهن ، یاتاقانهای بدون روغنکاری ساخته شده از آهن و تفلون وترکیبات فلز- سرامیک بسیار مقاوم به گرما مانند (AL2o3). ترکیب فلز- سرامیک معمولا ً بنام سرمیت معروف است و موارد استعمال زیادی در پمپ های مخصوص عملیات سخت و تجهیزات انرژی هسته ای پیدا کرده است.

۳) ترکیب کردن فلز های دارای نقطه ذوب بالا با یگدیگر برای ریخته گری :

نقاط ذوب فلزاتی نظیر تنگستن و مولیبدن بسیار بالا است ، به همین جهت ذوب و ریخته­ گری آنها بسیار دشوار می باشد ، در صورتیکه همین فلزات بوسیله تکنیک های فلز پودر در پائین تر از نقاط ذوب سینتر می­شوند. متراکم کردن و سینتر کردن فلزات پودری تنها روشی است که بوسیله آنها می­توان مواد و اکسید های سینتر شده را ساخت.

۴) ساخت فلزات برای خواص ساختمانی بی نظیر :

یکی از خصوصیات بی نظیر فرایند متالورژی پودر اینست که بوسیله آن می توان یاتاقانهائی تولید کرد که بخودی خود روغن کاری می شوند و دارای شبکه خلل وفرج بهم پیوسته که با ماده روغنکاری پرمی شود. صافی های متخلخل نیز که برای نفوذ ، جدایش و تنظیم جریان سیال بکار می­روند ، بوسیله این فرآیند ساخته می­شوند. یکی از خصوصیات مطلوب و منحصر به فرد قطعاتی که بوسیله این فرآیند تولید می شود اینست که از شدت و قدرت ارتعاش می­کاهد.

۵) تولید اقتصادی قطعات ظریف ودقیق :

برای تولید قطعات اقتصادی و همچنین قطعاتی که از حساسیت بسیار بالایی برخوردار هستند از این فرآیند استفاده می شود. متالورژی پودر روش بسیار خوبی برای تولید اقتصادی بوش ها ، بادامکها ، چرخ دنده ها و سایر قطعات می­باشد.

-----------------------------------------

موفق و پیروز باشید






نوع مطلب : مهندسی مواد - کلیدفولاد، اطلاعات فنی، 
برچسب ها : متالورژی پودر، روش متالورژی پودر، انواع روش های متالورژی، تف جوشی، سینترینگ، تنگستن، مولیبدن،
لینک های مرتبط :
شنبه 19 مرداد 1398 :: نویسنده : علی خوب بخت
به نام خدا

اگر در حالی که قالب حول محور خودش درحال چرخش است ، مذاب را درون قالب بریزیم ، از روش ریخته گری گریز از مرکز استفاده کرده ایم
ریخته گری گریز از مرکز ، در اوایل سال ۱۸۰۰ میلادی پیشنهاد شد. با وارد شدن فلز مذاب به قالب در حال چرخش ، مذاب با نیروی گریز از مرکز ، به دیواره چسبیده و حفره قالب را پر میکند. پیشروی انجماد از سطح بیرون به سمت داخل است.

شماتیک فرآیند ریخته گری گریز از مرکز

برای مشاهده ادامه مطالب بر روی ادامه مطلب کلیک کنید




ادامه مطلب


نوع مطلب : مهندسی مواد - کلیدفولاد، اطلاعات فنی، 
برچسب ها : ریخته گری، انواع ریخته گری، ریخته گری گریز از مرکز، گریز از مرکز حقیقی، نیمه گریز از مرکز، ریخته گری دقیق، ریخته گری قالب،
لینک های مرتبط :
شنبه 19 مرداد 1398 :: نویسنده : علی خوب بخت

رقم های سوم و چهارم در گروه ۱xxx اهمیت بیشتری داشته و نشان دهنده حداقل خلوص آلومینیوم است. به عنوان مثال آلیاژ ۱۱۴۵ دارای حداقل خلوص ۹۹/۴۵% است. در سایر گروه های آلیاژی رقم های سوم و چهارم مانند شماره سریال آلیاژ هستند. رقم دوم ، رابطه نزدیک میان آلیاژها را نشان می دهد. به عنوان مثال :

آلیاژ های ۵۳۵۲ ، ۵۰۵۲ و ۵۲۵۲ از نظر ترکیب شیمایی اختلاف کمی دارند.

نماد های معرف نوع عملیات حرارتی (T)

عملیات حرارتی آلیاژ های آلومینیوم به شکل زیر تقسیم بندی می شود:

 

نماد های معرف نوع عملیات حرارتی (T)
T1به طور طبیعی پیر شده
T2از دمای تولید خنک شده ، کار سرد شده ، پیرسختی طبیعی شده است. (فقط برای قطعات ریخته گری کاربرد دارد.)
T3محلول سازی شده ، کار سرد شده و تا شرایط پایدار به طور طبیعی پیر می شود.
T4محلول سازی شده و تا شرایط پایدار به طور طبیعی پیر می شود.
T5از دمای بالای فرآیند شکل دهی سردشده و به طور مصنوعی پیر شده است.
T6محلول سازی شده و به طور مصنوعی پیر شده است.
T7محلول سازی شده و پایدار شده است.
T8محلول سازی شده ، کار سرد شده و به طور مصنوعی پیر شده است.
T9محلول سازی شده ، به طور مصنوعی پیر شده و بعد کار سرد شده است.
T10پیر سختی مصنوعی و بعد کار سرد شده است.

 

در انگلستان سه نوع نامگذرای اصلی برای آلومینیوم و آلیاژ های آن استفاده می شود :

۱- مشخصات فنی استاندارد انگلیسی (BS) برای کاربرد های مهندسی عمومی

۲- مشخصات فنی برای کاربرد های هوانوردی (گروه L)

۳- مشخصات فنی DTD توسط وزارت تکنولوژی برای کاربرد های خاص هوانوردی

 

آلومینیم خالص تجاری (۱xxx)

درجه خلوص آلومینیوم تجاری در محدوده ۹۹/۳ تا ۹۹/۷ درصد تغییر می کند. ترکیبات نامحلول تجاری در آلومینیوم خالص تجاری معمولا آهن و سیلیسیم است و مقدار این ترکیبات به درصد خلوص و توزیع آن ها و هم چنین نوع و میزان محصول بستگی دارد. برخی از آلیاژ های این گروه به همراه درصد خلوص  کاربرد آن ها در جدول زیر نمایش داده شده است.

 

ترکیب شیمیایی و کاربرد آلومینیم خالص تجاری
آلیاژدرصد خلوصکاربردها
۱۰۵۰۹۹/۵۰لوله های مارپیچ ، اکسترود
۱۰۶۰۹۹/۶۰تجهیزات شیمیایی ، تانکر های راه آهن
۱۱۰۰۹۹/۰۰قطعات کار شده ، ظرف تو خالی ، مخازن کوچک
۱۱۴۵۹۹/۴۵ورق خازن ها - خازن های ظریف
۱۱۷۵۹۹/۷۵صفحات منعکس کننده
۱۲۰۰۹۹/۰۰لوله های مارپیچ ، حدیده کاری شده
۱۲۳۰۹۹/۳۰روکش برای قطعات و ورق ها
۱۲۳۵۹۹/۳۵لوله برای مخازن
۱۳۵۰۹۹/۵۰هادی های الکتریکی

 

آلیاژهای غیر قابل عملیات حرارتی آلومینیوم

– آلیاژهای آلومینیوم -منگنز (۳xxx)

حلالیت منگنز در آلومینیم ۱/۸۲ درصد است ولی مقدار منگنز در آلیاژهای آلومینیوم برابر با ۱/۲۵ درصد است. علت این اختلاف حضور آهن به عنوان ناخالصی است که باعث کاهش حلالیت می شود. تنها آلیاژ پرمصرف آلومینیوم – منگنز ، آلیاژ ۳۰۰۳ است. افزودن منگنز به آلومینیوم از طریق تشکیل محلول جامد و توزیع ظریف رسوب های نامحلول ، استحکام آن را افزایش می دهد. افزدون یک درصد منیزیم منجر به افزایش بیشتر استحکام می شود. آلیاژهای گروه ۳xxx دارای استحکام متوسط ، انعطاف پذیری بالا و مقاومت خوردگی مطلوبی هستند. این آلیاژها برای ساخت قوطی های نوشابه ، وسایل آشپزخانه و پخت و پز به کار می روند. 

– آلیاژهای آلومینیم-منیزیم (۵xxx)

آلومینیم و منیزیم در محدوده وسیعی از ترکیب شیمایی تشکیل محلول جامد می دهند و آلیاژهای کارپذیری تولید می کنند که حاوی ۰/۸ الی ۵ درصد منیزیم است. مستحکم ترین آلیاژ این گروه ۵۴۵۶ است که استحکام کششی آن برابر با ۳۱۰ مگا پاسکال است. اگر در این آلیاژها مقدار منیزیم بیش از ۴-۳ درصد باشد ، فاز β یا Mg5Al8 روی مرز دانه ها و نوارهای لغزشی رسوب می کند و همین موضوع منجر به خوردگی بین دانه ای و ایجاد ترک در اثر خوردگی تنشی می شود. افزودن کروم و منگنز می تواند از این مسئله جلوگیری کند. این آلیاژها در بدنه کامیون ها ، مخازن بزرگ حمل بنزین ، شیر و دانه های غلات ، مخازن تحت فشار (به خصوص در دما های پایین) ، بدنه قایق های کوچک و کشتی های اقیانوس پیما مورد استفاده قرار می گیرند.

 

آلیاژهای عملیات حرارتی پذیر آلومینیوم

– آلیاژهای آلومینیوم-مس و آلومینیوم-مس-منیزیم  (۲xxx)

تغییراتی که در حین پیر کردن آلیاژهای آلومینیوم-مس رخ می دهد ، بسیار بیشتر از سایر آلیاژها مورد توجه قرار گرفته است ، اما تنها چند آلیاژ تجاری بر پایه این سیستم وجود دارد. آلیاژ ۲۰۱۱ قابلیت ماشین کاری خوبی دارد ولی امروزه آلیاژ ۲۲۱۹ به علت خواص مناسب تر ، جای آلیاژ ۲۰۱۱ را گرفته است. آلیاژ ۲۲۱۹ دارای خواص کششی بالا ، استحکام خزشی خوب و چقرمگی زیادی است.

آلیاژهای آلومینیم-مس-منیزیم در سال ۱۹۰۶ ، به طور اتفاقی در برلین ساخته شدند و تحقیقات انجام شده روی این آلیاژ منجر به پیدایش آلیاژ دورآلومین شد. معمولا این آلیاژها و سایر آلیاژهای گروه ۲xxx به وسیله روش نوردی با آلومینیم یا آلیاژ آلومینیم- روی پوشش داده می شوند تا مقاومت به خوردگی مطلوبی را ایجاد کنند. در یک استحکام کششی برابر ، آلیاژ های گروه ۲xxx از آلیاژ های گروه ۷xxx چقرمگی شکست پایین تری را نشان می دهند. دلیل این مسئله ، اندازه بزرگ ترکیبات بین فلزی در آلیاژهای ۲xxx است. با کاهش مقادیر آهن ، سیلیسم و مس ، چقرمگی شکست و انعطاف پذیری بهبود می یابد. این آلیاژها در هواپیما و صنایع اتومبیل سازی به کار می روند.

– آلیاژهای آلومینیوم-منیزیم-سیلیسیم (۶xxx)

آلیاژهای آلومینیوم- منیزیم- سیلیسیم به عنوان آلیاژ های ساختمانی به کار می روند. این آلیاژها دارای خواص جوش پذیری ، مقاومت در برابر خوردگی و خوردگی تنشی هستند. این آلیاژها بیشتر به صورت اکسترود شده به کار می روند. آلیاژ های این گروه به سه دسته تقسیم بندی می شوند :

۱- آلیاژهایی با مقدار منیزیم و سیلیسیم بین ۰/۸ تا ۱/۲ درصد که به آسانی اکسترود می شوند. محصول خروجی از اکستروژن قابلیت کوئنچ دارد و نیاز به عملیات محلول سازی جداگانه نیست.

۲- آلیاژهای دو دسته دیگر حاوی مقادیر منیزیم و سیلیسم بیش از ۱/۴ درصد هستند. این آلیاژها پس از اکسترود شدن به عملیات محلول سازی و کوئنچ نیاز دارند.

۳- آلیاژهای دسته سوم دارای مقدار سیلیسمی بیش از مقدار مورد نیاز برای تشکیل Mg2Si هستند. افزایش مقدار سیلیسم منجر به ریز شدن اندازه ذرات Mg2Si و رسوب سیلیسم می شود و به پیرسختی کمک زیادی می کند.

– آلیاژهای آلومینیوم-روی-منیزیم و آلومینیوم-روی-منیزیم-مس (۷xxx)

آلیاژهای آلومینیوم-روی-منیزیم در میان کلیه آلیاژهای آلومینیوم بیشترین پتانسیل پیرسختی را دارند. در آلیاژ های پر استحکام این گروه از مس به مقدار کمتر از ۰/۳ درصد ، برای افزایش مقاومت به خوردگی تنشی استفاده می شود. آلیاژ هایی که فاقد مس یا دارای مقادیر اندکی مس هستند ، به آسانی جوشکاری می شوند. این آلیاژها در دمای محیط به طور قابل ملاحظه ای پیرسخت شده و محدوده وسیع دمایی برای عملیات محلول سازی آن ها وجود دارد. بنابراین در هنگام جوشکاری ، استحکام آلیاژ بازیابی می شود و نیاز به عملیات حرارتی دیگری نیست. آلیاژهای آلومینیوم-روی-منیزیم در ابتدا برای ساخت پل های نظامی سبک مورد استفاده قرار گرفتند. امروزه برای کنترل ساختار این آلیاژها از عناصر کروم ، منگنز و زیرکونیوم استفاده می شود.

آلیاژهای آلومینیوم-روی-منیزیم-مس بیشترین میزان پیرسختی را از خود نشان می دهند. نیاز صنایع نظامی به استفاده از آلیاژهای هواپیمایی که نسبت استحکام به وزن آن ها بالا باشد ، در نهایت منجر به تولید آلیاژهای گروه Al-Zn-Mg-Cu شد. آلیاژ ۷۰۷۵ شناخته شده ترین آلیاژ این گروه است.

آلیاژ های کارشده آلومینیوم

در میان آلیاژ های کار پذیر آلومینیوم ، آلیاژ های سری ۲xxx ، ۶xxx ،۷xxx قابلیت انجام عملیات حرارتی را دارند.

در میان آلیاژ های کار پذیر آلومینیوم ، آلیاژ های آلومینیوم -منگنز (۳xxx) و آلیاژ های آلومینیوم-منیزیم (۵xxx) قابلیت انجام عملیات حرارتی را ندارند.

آلیاژ های ریختگی آلومینیوم

بر اساس استاندارد آمریکا ، برای شناسایی این آلیاژ ها از چهار رقم استفاده می شود. در گروه ۱ دو رقم دوم و سوم حداقل درصد آلومینیوم را مشخص می کند و رقم آخر پس از اعشار نشان دهنده شکل محصول است. اگر این رقم صفر باشد نشان دهنده قطعه ریختگی و اگر یک باشد نشان دهنده شمش است. در گروه های ۲ تا ۹، دو رقم دوم و سوم اعدادی هستند که معرف آلیاژ های مختلف آن گروه هستند. آخرین رقم در این گروه ها نیز معرف شکل محصول است.

 

آلیاژهای آلومینیوم ریختگی
آلومینیوم با خلوص حداقل ۹۹ درصد۱xx.x
آلیاژ های آلومینیوم با عناصر مهم آلیاژی
مس۲xx.x
سیلیسیم با مس یا منیزیم۳xx.x
سیلیسیم۴xx.x
منیزیم۵xx.x
استفاده نشده (رزرو)۶xx.x
روی۷xx.x
قلع۸xx.x
عناصر دیگر۹xx.x

اگر در آلیاژ اصلی و یا ناخالصی ها تغییری ایجاد شود ، در ابتدای نام گذاری آن ، یک حرف از حروف الفبای انگلیسی اضافه می شود ولی ، از حروف I، O، Q و X استفاده نمی شود. از حرف X برای آلیاژهای تجربی و یا آزمایشی استفاده می شود.

 

آلیاژ های ریختگی آلومینیوم-سیلیسیم

از جمله ویژگی های این گروه سیالیت بالا ، مقاومت به خوردگی بالا ، جوش پذیری خوب و ماشینکاری دشوار است. هم چنین حضور سیلیسم ، ضریب انبساط حرارتی را کاهش می دهد. ترکیب یوتکتیک این سیستم برابر با Al-12/7% Si است. انجماد آهسته آلیاژ خالص Al-Si منجر به تولید ریزساختار بسیار درشتی می شود که در آن صفحات سیلیسیم در زمینه آلومینیوم قرار گرفته اند. اگر از ریخته گری پیوسته که سرعت سرد کردن آلیاژ در آن زیاد است استفاده شود ، ساختار این آلیاژ ریز شده ، سیلیسیم به شکل الیافی در آمده و در نتیجه ، انعطاف پذیری و استحکام کششی افزایش می یابد.

آلیاژ های ریختگی آلومینیوم-مس

اغلب آلیاژ های این گروه امروزه مورد استفاده قرار نمی گیرند و ترکیبات موجود از عناصر آلیاژی دیگری نیز برخوردارند. برای ریخته گری این آلیاژ باید از تغذیه های کافی استفاده شود تا نقصی در محصول نهایی پیش نیاید. این آلیاژها خاصیت پیرسختی مطلوبی دارند. آلیاژهایی مانند ۲۳۸ و ۲۴۲ برای ساخت پیستون دیزل و سر سیلندرهای موتور هواپیما به کار می روند. یکی از آلیاژوهای جدید این گروه که در آمریکا با نام ۲۰۱ شناخته می شود ، در ترکیب خود حاوی مقادیری از نقره است. حضور نقره به طور چشمگیری فرآیند رسوب گذاری در آلیاژ را تغییر می دهد و منجر به تشکلیل رسوبات تتا (CuAl2) می شود.

آلیاژ های ریختگی آلومینیوم-منیزیم

ویژگی آلیاژ های این گروه مقاومت به خوردگی بالا ، قابلیت ماشین کاری مطلوب و ظاهر جالب آن ها پس از آبکاری است. به علت حضور منیزیم در این آلیاژ ، اکسید شدن در مذاب افزایش می یابد و باید کنترل زیادی در حین عملیات ذوب و ریخته گری انجام شود. هم چنین بخار ناشی از رطوبت ماسه می تواند با منیزیم ترکیب شده و منجر به تولید MgO و هیدروژن شود که موجب زبر شدن و تیرگی سطح قطعه می شود. برای جلوگیری از این اتفاق ، ۵/۱ درصد اسید بوریک به ماسه اضافه می کنند ، به این ترتیب یک لایه شیشه ای تشکیل می شود و از تماس بخار با مذاب جلوگیری می کند. مقدار منیزیم در آلیاژ های این گروه بین ۴ تا ۱۰ درصد است. اکثر این آلیاژها در قالب های ماسه ای ریخته گری می شوند.

آلیاژ های آلومینیوم-روی-منیزیم

در گذشته آلیاژ های آلومینیم روی به طور گسترده مورد استفاده قرار می گرفتند ولی امروزه به جز آلیاژ هایی که به عنوان آند فدا شوند مورد استفاده قرار می گیرند ، بقیه آلیاژ های این گروه از رده خارج شده اند. امروزه ترکیباتی که حاوی عناصر آلیاژی مس ، کروم ، آهن و منگنز هستند ، مورد استفاده قرار می گیرند. این آلیاژها از در قالب ماسه ای ریخته گری می شوند و در صورت استفاده از قالب های دائمی ، ترک داغ ایجاد می شود. نقطه ذوب یوتکتیکی این آلیاژها نسبتا بالا بوده و همین ویژگی ، این آلیاژها را برای لحیم کاری سخت مناسب می کند. این آلیاژها هم چنین قابلیت ماشین کاری خوب و پایداری ابعادی و مقاومت خوردگی مطلوبی دارند ولی این آلیاژها برای کاربرد های دما بالا مناسب نیستند و در اثر پیر شدن بیش از حد نرم می شوند.

-------------------------------------

موفق و پیروز باشید





نوع مطلب : مهندسی مواد - کلیدفولاد، اطلاعات فنی، 
برچسب ها :
لینک های مرتبط :
شنبه 19 مرداد 1398 :: نویسنده : علی خوب بخت
به نام خدا

برای بررسی آلومینیوم و آلیاژ های آن (Aluminum & Aluminum Alloys) ابتدا به تاریخچه آن پرداخته می شود. آلومینیوم در سال ۱۸۵۵ برای نخستین بار در کشور فرانسه و به روش احیا کلرید آلومینیوم با سدیم تهیه شد. مصرف نظامی این عنصر سبب گردید که این فلز مورد توجه قرار گیرد. در سال ۱۸۸۶ ، هال ( Hall ) در آمریکا و هرولت ( Heroult ) در فرانسه به طور مستقل از هم به روشی اقتصادی برای تولید آلومینیوم دست یافتند. ابداع این روش جدید منجر به کاهش قابل ملاحظه قیمت آلومینیوم شد که در نتیجه آن در عرض دو سال بعد قیمت آلومینیوم به هر کیلو ۴ دلار افت پیدا کرد. از این پس لزوم تولید آلومینیوم به عنوان یک فلز کاربردی تجاری ، به در دسترس بودن مقادیر زیاد انرژی برق ارزان قیمت منوط شد.

برای مشاهده ادامه مطالب بر روی ادامه مطلب کلیک کنید




ادامه مطلب


نوع مطلب : مهندسی مواد - کلیدفولاد، اطلاعات فنی، 
برچسب ها : آلومینیوم، آلیاژ های آلومینیوم، آلیاژ آلومینیوم سری 2xxx، آلیاژ آلومینیوم سری 3xxx، آلیاژ آلومینیوم سری 4xxx، آلیاژ آلومینیوم سری 5xxx، انواع آلیاژ های آلومینیوم،
لینک های مرتبط :
به نام خدا

به آلیاژی از آهن و کربن که مقدار کربن آن کمتر از 2 درصد باشد , فولاد (Steel) گفته می شود. با توجه به تنوع بالای فولادها و کاربرد وسیع آنها در زندگی بشر , تولید کننده گان فولاد و موسسات استانداردمختلف , روشها و استانداردهای گوناگونی برای دسته بندی و نامگذاری آنها ارائه داده اند که از آن جمله می توان به استانداردهای ASTM (American Society for testing & materials , AISI (American iron & Steel) , SAE (Society of automotive engineers) , DIN (Deutsches Institut fur Normung) , JIS (Japanese industrial standards)  , BS (British Standard) , GOST , AFNOR و … اشاره نمود. از میان تمامی استانداردهای موجود , دو استاندارد آلمانی DIN و آمریکایی AISI/SAE در ایران بیش از سایرین متداول می باشد.

نامگذاری فولادها در استاندارد آلمانی DIN :

در این استاندارد هر نوع فولاد با یک نماد (Symbol) و یک عدد استاندارد (Standard Number) شناخته می شود که هر کدام معادل یکدیگر هستند.

عدد استاندارد فولاد یک عدد پنج رقمی است به شکل X.XXXX که در آن , عدد سمت چپ X.XXXX, گروه اصلی ماده را نشان می دهد که برای فولادها این عدد 1 می باشد. دو رقم بعدی X.XXXX به ترکیب شیمیایی فولاد اشاره دارد و دو رقم آخر X.XXXX نیز صرفا شمارنده بوده و نشان دهنده مفهوم خاصی نیست. در جدول زیر رابطه بین نوع فولاد و دو رقم میانی عدد استاندارد را مشاهده می کنید :

در استاندارد آلمانی DIN علاوه بر عدد استاندارد , برای هر نوع فولاد یک نماد استاندارد نیز وجود دارد که ترکیبی است از حروف و اعداد که عموما نشان دهنده ترکیب شیمیایی و در برخی موارد بیانگر میزان استحکام کششی فولاد مربوطه است. برای نماد فولادهای ساختمانی معمولی (General Structural Steel) ابتدا دو حرف St و سپس مقدار حداقل استحکام کششی  نهایی بر حسب کیلوگرم بر میلیمتر مربع ذکر می شود مانند آلیاژ فولادی St37  که نشان دهنده فولاد ساختمانی معمولی با حداقل استحکام کششی 37 کیلوگرم بر میلیمتر مربع یا 370 مگاپاسکال می باشد. برای نامگذاری سایر انواع آلیاژ های فولادی ,از ترکیبی از حروف و اعداد که نشان دهنده درصد کربن و درصد فلزات آلیاژی است , استفاده می شود. برای فولادهای کربنی ابتدا حرف C و سپس مقدار کربن بر حسب صدم درصد ذکر می شود مانند C45 که فولاد کربنی با 0.45 درصد کربن می باشد. برای فولادهای کم آلیاژ ابتدا مقدار کربن بر حسب صدم درصد و سپس مقدار درصد آلیاژ های غالب به ترتیب عنوان می شود. وقتی برای عنصری عددی ذکر نشده باشد به معنای ناچیز بودن آن عنصر آلیاژی است مانند 41CrMo4 که نشان دهنده وجود 0.41 درصد کربن , یک درصد کروم و درصد ناچیزی مولیبدن است. لازم به توضیح است که در فولادهای کم آلیاژ , درصد عناصر آلیاژی که در نماد استاندارد آمده باید بر ضریب خاصی تقسیم شود که برای هر عنصر متفاوت می باشد. در جدول زیر ضرایب مورد اشاره برای عناصر مختلف لیست شده اند.

در فولادهای پر آلیاژ که مجموع عناصر آلیاژی آنها بیش از 5 درصد می باشد , نماد استاندارد با حرف انگلیسی X شروع شده و پس از بیان مقدار کربن به صدم درصد, به ترتیب نام عناصر آلیاژی و سپس درصد هر کدام ذکر می شود. در این گروه از فولادها , درصد هر عنصر بدون تاثیر هر گونه ضریبی , مستقیما بیان می شود. به عنوان مثال , نماد آلیاژ X32CrMoV3 13 بیانگر 0.32 درصد کربن, 3 درصد کروم , 13 درصد مولیبدن و درصد کمی وانادیوم می باشد.

نامگذاری فولادها در استاندارد آمریکایی AISI / SAE :

در استاندارد آمریکایی , تمامی آلیاژهای فولادی با یک عدد چهار رقمی XXXX شناخته می شوند. در این روش نامگذاری , اولین عددXXXX معرف گروه فولاد , دومین عدد XXXX نشان دهنده درصد تقریبی عنصر آلیاژی اصلی و دو رقم آخر XXXX نیز بیانگر مقدار کربن بر حسب صدم درصد می باشد. گروه های مختلف فولاد طبق استاندارد AISI / SAE در جدول زیر مشخص شده است.

به عنوان مثال آلیاژ فولاد 1060 از گروه فولادهای کربنی با 0.6 درصد کربن و آلیاژ فولاد 4130 از نوع مولیبدنی با حدود 1 درصد مولیبدن و 0.3 درصد کربن است.

---------------------------------------------------------------

منبع : وبسایت چمفر

موفق و سربلند باشید






نوع مطلب : مهندسی مواد - کلیدفولاد، آموزش، اطلاعات فنی، 
برچسب ها : استاندارد های فولاد، استاندارد DIN، استاندارد AISI، طبقه بندی فولاد ها، نامگذاری فولاد ها، عناصر آلیاژی، فولاد ها،
لینک های مرتبط :
با سلام و خسته نباشید خدمت عزیزان و عرض معذرت بابت تاخیرات پیش آمده .

در این پست قصد دارم به موضوع جنس ابزار های برشی بپردازیم و مختصری راجع به تاریخچه آنها بدانیم.

با ما همراه باشید...


توسعه ابزار های برشی در سال 1980 به اوج خود رسید. بهبود جنس ابزار های براده برداری در ابتدای قرن بیستم از فولاد های ابزار تا کاربید های سمانته روکش دار , سرعت ماشینکاری را به میزان زیادی افزایش داد. اگر ماشینکاری یک قطعه کار در سال 1900 , صد دقیقه طول میکشید در سال 1980 با ابزار های کاربید سمانته این زمان به یک دقیقه کاهش یافته بود. از نظر عمر ابزار نیز میتوان گفت اگر در سال 1910 تعداد قطعه های قابل تولید ربا یک لبه برش از جنس HSS تقریبا دو قطعه بوده است , در سال 1980 با ابزار های کاربید سمانته روکش دار به 60 قطعه افزایش یافته است.
ابزار های ماسینکاری را از نظر جنس میتوان به سه گروه تقسیم نمود :

..........
جهت مشاهده ادامه مطالب بر روی ادامه مطلب کلیک کنید






ادامه مطلب


نوع مطلب : ابزارشناسی، ماشین ابزار و CNC، مهندسی مواد - کلیدفولاد، 
برچسب ها : ابزار شناسی، ابزار های برشی، کاربید سمانته، سرامیک، سرمت، فولاد ابزار آلیاژی، جنس ابزار های برشی،
لینک های مرتبط : شرکت سندویک،


آمار وبلاگ
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :
Free counters!
 
 
 
شبکه اجتماعی فارسی کلوب | Buy Mobile Traffic | سایت سوالات