ریخته گری در قالب فشار یک فرآیند تولید بسیار کارآمد است که تولید سریع و دقیق مقادیر زیادی از قطعات فلزی را امکان پذیر می کند.این روش تبدیل به یک انتخاب ترجیح داده شده برای صنایع به دنبال افزایش بهره وری در حالی که کاهش هزینه هادر زیر، ما اصول ریختن مرطوب، انواع مختلف آن و کاربردهای موفق آن را بررسی می کنیم.

ریخته گری در قالب قالب یک فرآیند ریخته گری فلزی است که شامل تزریق فلز ذوب شده تحت فشار بالا به حفره قالب فولادی است. قالب ها ، که به طور معمول از فولاد مقاوم به حرارت با کیفیت بالا ساخته شده اند ،برای شکل مطلوب قطعه به دقت ماشینکاری شده اندفلزات رایج استفاده شده شامل آلومینیوم، روی و سایر آلیاژ های غیر آهن است که با سرعت و فشار بالا به قالب وارد می شوند.

• کارایی بالا:ریخته گری می تواند به سرعت تولید قطعات با ابعاد دقیق و کیفیت ثابت را امکان پذیر کند، که آن را برای تولید حجم بالا ایده آل می کند.
• هندسه های پیچیده:این فرآیند می تواند شکل های پیچیده ای را با جزئیات دقیق و دیوارهای نازک تولید کند.
• سطح صاف:قطعات ریخته شده اغلب به دلیل سطح صاف خود نیاز به حداقل پردازش دارند.
• تحملات محدود:روش مطابق با الزامات دقیق ابعاد است.
• کاهش زباله ها:در مقایسه با روش های دیگر ریخته گری، ریخته گری میله تولید ضایعات مواد کمتر است.
• تنوع مواد:با طیف گسترده ای از فلزات غیر آهن سازگار است.
• بهره وری از هزینه:برای تولیدات بزرگ، ریخته گری می تواند هزینه قابل توجهی را کاهش دهد.

ریخته گری مترو به طور گسترده به ریخته گری مترو با فشار پایین (LPDC) و ریخته گری مترو با فشار بالا (HPDC) طبقه بندی می شود. علاوه بر این، بر اساس پیکربندی ماشین،می توان آن را به اتاق گرم و اتاق سرد تقسیم کرد.

LPDC فلز ذوب شده را با فشار نسبتاً پایین (215 PSI) به قالب تزریق می کند. این روش از یک رویکرد ملایم تر و کنترل شده استفاده می کند ، با استفاده از فشار گاز بی اثر ، آلیاژ را به آرامی به قالب فشار می دهد.سرعت پر کردن آهسته تر باعث می شود LPDC مناسب برای برنامه های کاربردی که نیاز به ریخته های با کیفیت بالا.

HPDC در فشار های بسیار بالاتر (1500 ₹ 25400 psi) کار می کند. این فرآیند سریعتر است، با فلز ذوب شده که در عرض 10 ₹ 100 میلی ثانیه از طریق یک پلنگر با سرعت بالا به قالب تزریق می شود.HPDC برای تولید حجم فوق العاده بالا و قطعات مورد نیاز با تحمل بسیار تنگ ایده آل است.

در کاسینگ در اتاق گرم ، فلز در داخل خود ماشین گرم می شود. این روش به طور معمول برای فلزات با نقطه ذوب پایین مانند قلع ، منیزیم و آلیاژ سرب استفاده می شود.مزایای آن عبارتند از بهره وری تولید بالا و از دست دادن فلز کم.

ریخته گری در اتاق سرد شامل پیش گرم کردن فلز در یک کوره جداگانه قبل از انتقال آن به ماشین است. این روش برای فلزات با نقطه ذوب بالاتر مانند مس، مس،و آلومينيوماین باعث به حداقل رساندن اکسیداسیون و ناخالصی ها می شود و از قرار گرفتن در معرض دمای بالا در ماشین جلوگیری می کند.

فرآیند ریخته گری با یک حفره قالب فولادی به دقت طراحی شده آغاز می شود. فلز ذوب شده تحت فشار بالا به قالب فشار داده می شود.قالب شامل دو قسمت اصلی است: یک نیمه متحرک و یک نیمه ثابت که به صفحه های دستگاه ریخته گری فشار متصل است.یک طرف ماشین سیستم تزریق را در خود جای می دهد که از فشار هیدرولیک و گاز تحت فشار برای حرکت یک پیستون استفاده می کند.در انتهای دیگر یک مکانیسم چسبندگی وجود دارد که قالب را در طول جامد شدن محکم بسته می کندقابل توجه است که این فرآیند می تواند فلز ذوب شده را به یک قطعه جامد و نزدیک به شکل خالص در عرض چند ثانیه تبدیل کند.

فلزات غیر فلزی به دلیل روان بودن عالی ، مقاومت در برابر خوردگی و خواص مکانیکی ، به طور گسترده ای در ریخته گری استفاده می شود. مواد کلیدی عبارتند از:

آلیاژ های آلومینیومی (به عنوان مثال، 380، 390، 412، 443 و 518) به دلیل ثبات ابعاد، مقاومت در برابر خوردگی، رسانایی حرارتی و عملکرد در دمای بالا محبوب هستند.آنها به طور گسترده ای در خودرو استفاده می شود، الکترونیک و فضاپیما

آلیاژ های روی (به عنوان مثال، Zamak 2، Zamak 3، Zamak 5) دارای نقطه ذوب پایین تر از آلومینیوم هستند اما قدرت و انعطاف پذیری بالایی دارند.آنها مناسب برای هر دو اتاق گرم و سیستم اتاق سرد و به طور معمول در قفل استفاده می شود، زپ ها و اسباب بازی ها

آلیاژ های منیزیم (به عنوان مثال، AE42، AM60، AS41B، AZ91D) سبک ترین فلزات ساختاری هستند، با قابلیت ماشینکاری عالی و نسبت قدرت به وزن بالا.آنها برای قطعات خودرو و هوافضا ایده آل هستند.

• هزینه های اولیه بالا:طراحي و توليد قالب ها مستلزم سرمايه گذاري زيادي است.
• محدودیت های مادی:فقط فلزات غیر فلزی می توانند استفاده شوند.
• محدودیت اندازه:ابعاد قطعات با ظرفیت ماشین محدود می شوند.
• مشکل سوراخ شدن:گازهای گیر افتاده می توانند قطعات را ضعیف کنند و بر خواص مهر و موم تاثیر بگذارند.
• بسته بندی سرد:ادغام ناقص جریان فلزات ذوب شده می تواند نقاط ضعف ایجاد کند.
• شکل گیری فلاش:فلز اضافی ممکن است در شکاف های قالب نفوذ کند و نیاز به برش داشته باشد.
• پفک زدن:حباب های سطحی ممکن است به دلیل گاز گیر کرده شکل بگیرند.

ریخته گری موفق با طراحی دقیق آغاز می شود. عوامل کلیدی شامل:

مواد را بر اساس هندسه قطعه، کاربرد، تحمل و الزامات پایان سطح انتخاب کنید. آلیاژ های مختلف دارای نقاط ذوب، نرخ انقباض و ویژگی های جریان متفاوت هستند.

استفاده از نرم افزار CAD برای مدل سازی قطعات و شبیه سازی جریان و جامد شدن فلز. این به بهینه سازی سیستم های دروازه، خنک کننده و تهویه هوا برای بهبود کیفیت و کارایی کمک می کند.

طراحی سیستم های گیتینگ و خنک کننده برای اطمینان از پر کردن یکنواخت، اخراج گاز و تثبیت کنترل شده. تهویه مناسب از منافذ جلوگیری می کند، در حالی که خنک سازی کارآمد زمان چرخه را کاهش می دهد.

1. آماده سازی قالب:طراحی و تولید قالب ها از فولاد با کیفیت بالا. استفاده از عوامل آزاد کننده و گرم کردن قالب ها برای به حداقل رساندن شوک حرارتی.
2. تزریق:فلز را به نقطه ذوب گرم کنید، به ماشین منتقل کنید و تحت فشار بالا به قالب تزریق کنید.
3. جامد شدن:فشار را تا زمانی که فلز به طور کامل جامد شود حفظ کنید.
4. خارج کردن:قالب را باز کنید و قطعه را با استفاده از پین های پرتاب کننده خارج کنید.
5. برش:مواد اضافی مانند دروازه ها و فلش ها را حذف کنید.
6. بعد از پردازش:در صورت لزوم، ماشینکاری، رنگ آمیزی یا مونتاژ انجام دهید.

• هندسه، اندازه و پیچیدگی قطعات
• خواص مواد (نقطه ذوب، روان بودن، کوچک شدن)
• مشخصات ماشین (قوه قفل کردن، اندازه صفحه)
• طراحی سیستم دروازه و رانر
• کانال های خنک کننده و گرمایشی
• بهره وری سیستم اخراج
• تهویه هوا برای جلوگیری از گیر شدن گاز
• الزامات پایان سطح
• تعدیل ها و دقت ابعاد
• انتظارات حجم تولید

ضخامت دیوار به طور قابل توجهی بر فرآیند ریخته گری تحت فشار تأثیر می گذارد. دیواره های نازک تر باعث خنک شدن سریعتر و زمان چرخه کوتاه تر می شوند اما برای جلوگیری از نقص ها نیاز به کنترل دقیق پارامترهای تزریق دارند.ضخامت دیواره نامتناسق می تواند منجر به انحراف یا استرس باقیمانده به دلیل نرخ خنک کننده متفاوت شودضخامت دیوار متعادل باعث افزایش قدرت قطعات، کاهش مصرف مواد و بهبود کیفیت کلی می شود.

فشار به طور مستقیم بر کیفیت قطعات تاثیر می گذارد. فشار ناکافی ممکن است باعث عدم تکمیل کامل، ساختارهای ضعیف یا سطوح متخلخل شود.فشار بیش از حد می تواند منجر به شکل گیری فلاش و فرسایش سریع قالب شودانتخاب فشار مطلوب برای دستیابی به کاسینگ های با کیفیت بالا بسیار مهم است.