دایکاست صفر تا 100 دستگاه ریخته گری

[supsystic-slider id=1 position=”center”]

شاید بتوان بهترین روش برای تولید و ساخت اجزا و قطعات فلزی با استحکام،ظریف و با طول عمر بالا را روش  ریخته گری تحت فشار یا دایکاست معرفی کرد.این روش از انواع روشهای ریخته گری با قالب های دائمی ریخته گری قالب های فلزی به نام ریخته‌گری تحت فشار یا (DIE CASTING) می باشد.

در روش دایکست با استفاده از قالبهای فلزی در مرحله اول قالب را طبق طرح مورد نظر ساخته و آماده میکنیم و در مرحله بعد با ذوب کردن مواد و همچنین وارد کردن فشار همزمان برای به جریان درآمدن و حرکت مواد مذاب انجام می شود. یکی از اصول مهم اینکه قالب باید توسط گیره و بست محکم شود و در صورت نیاز کارهای بعدی روی قطعه انجام گیرد. در این نوع ریخته‌گری مواد مذاب با فشار زیاد به داخل قالب تزریق می‌شود.

ریخته گری تحت فشار (دایکست  (DIE CASTING))

شاید بتوان بهترین روش برای تولید و ساخت اجزا و قطعات فلزی با استحکام،ظریف و با طول عمر بالا را روش  ریخته گری تحت فشار معرفی کرد.این روش از انواع روشهای ریخته گری با قالب های دائمی ریخته گری قالب های فلزی به نام ریخته‌گری تحت فشار یا (DIE CASTING) می باشد.

در روش دایکست با استفاده از قالبهای فلزی در مرحله اول قالب را طبق طرح مورد نظر ساخته و آماده میکنیم و در مرحله بعد با ذوب کردن مواد و همچنین وارد کردن فشار همزمان برای به جریان درآمدن و حرکت مواد مذاب انجام می شود. یکی از اصول مهم اینکه قالب باید توسط گیره و بست محکم شود و در صورت نیاز کارهای بعدی روی قطعه انجام گیرد. در این نوع ریخته‌گری مواد مذاب با فشار زیاد به داخل قالب تزریق می‌شود.

در روش دایکست متفاوت با روشهای دیگر ریخته گری که در آن مواد مذاب با توجه به مقدار فشار وزن خود به داخل قالب می روند،این مواد با فشار به داخل قالب ها تزریق می شوند و در همان حالت یعنی تحت فشار مواد مذاب منجمد می‌شود و امکان تولید قطعات با استحکام بالا را می‌دهد. ریخته‌گری تحت فشار کوتاه‌ترین راه تولید یک محصول از فلز است.

این روش، از این نظر که در آن فلز مذاب به درون حفره‌ای به شکل قطعه ریخته شده و پس از سرد شدن قطعه مورد نظر به دست می‌آید، بسیار شبیه ریخته‌گری ریژه است ، تنها اختلاف بین این دو روش نحوه پر کردن حفره قالب است.

استفاده از دایکست یا روش ریخته‌گری تحت فشار زمانی است که اهداف زیر را  مد نظر داشته باشیم :

تولید تیراژ بالا و یا هنگامی که بخواهیم تعداد بسیار زیادی از قطعات که از کیفیت سطحی خوب برخوردار باشند را تولید کنیم.

برای ما دقت بالا در اندازه بسیار مهم می باشد.

ساختن دیواره‌ها و پله‌های نازک از جنس فلزات سبک در قالب‌های فلزی دائم.

ریخته گری یکی از فرایندهای تولید است که بر مبنای ذوب، انجماد و شکل گیری ماده مذاب درون قالبی که بر آن مبنا طراحی شده، صورت می گیرد. در این بین ریخته گری تحت فشار یا دایکست یکی از شناخته شده ترین روش های ریخته گری محسوب می شود که به سبب تولید قطعات نازک با استحکام بالا به یکی از روش های محبوب ریخته گری تبدیل شده است که در این مطلب سعی میکنیم به معرفی آن بپردازیم.

منظور از دایکاست چیست؟

دایکست (دایکاست) نوعی روش ریخته گری است از فشار برای هدایت مواد مذاب به درون قالب تزریق استفاده می شود. در اصل همین اعمال فشار باعث حذف حباب ها و جاهای خالی در قالب و درنتیجه افزایش استحکام قطعات می شود.

تاریخچه استفاده از روش دایکاست :

شروع استفاده از این روش به سال ۱۸۲۸ برمی گردد؛ جایی که این ماشین ها اولین بار به منظور استفاده در صنعت چاپ بر سر زبان ها افتادند. در سال ۱۸۴۹ ثبت اختراع این روش صورت گرفت ؛

برای ماشین های دستی کوچکی که با هدف استفاده برای چاپ مکانیزه طراحی شده بودند. در نهایت در سال ۱۹۶۶ شرکت جنرال موتورز با بهره گیری از مفاهیم دقت، قابلیت اطمینان و تراکم ، فرایندی به اسم آکوراد (Acurad) را در صنعت دایکست مطرح کرد.

امروزه ریخته گری تحت فشار به عنوان یکی از مهم ترین روش های تولید قطعات صنعتی مطرح شده است. دایکست سریع ترین راه تولید محصول از یک فلز است. به طور کلی محصولات ریخته گری دایکاست به مراتب مرغوب تر از قطعاتی هستند که از همان جنس به روش ریخته گری ماسه ای یا توسط قالب فلزی ساخته شده اند. بدون شک ریخته گری تحت فشار اقتصادی ترین و مناسب ترین روش ساخت محصولات تولیدی است که تنها با مختصری ماشین کاری تکمیل می گردد.

دایکست یک فرایند تولید است که می تواند بخش های هندسی پیچیده فلز را از طریق استفاده از قالب های قابل استفاده مجدد، تولید کند. این فرایند شامل استفاده از یک کوره، فلز مذاب، ماشین دایکست و قالب می باشد. این فلز، معمولاً یک آلیاژ غیرآهنی مانند آلومینیوم یا روی است، که در کوره ذوب شده و سپس در قالب در ماشین دایکست تزریق می گردد.

قالب های DIE CAST دایکاست

هدایت کردن فلز مذاب به درون حفره قالب توسط کانال هایی انجام می گیرد که به آن سیستم مدخل تزریق –راهگاه- گلویی گفته می شود.

هر قالب از دو قسمت تشکیل شده است تا بتوان قطعه را بعد از انجماد از حفره قالب بیرون آورد.

اجزاء آن که با فلز ریختگی مذاب در تماس هستند از فولاد گرم کار و یا از آلیاژهای مخصوص نسوز و مقاوم در برابر تغییر دما ساخته می شود.

هر قالب بصورت دو تکه است یعنی قالب ازیک نیمه ثابت(طرف تزریق)ویک متحرک (طرف بیرون انداز)تشکیل شده است.

نیمه ثابت قالب به کفشک ثابت ماشین ریخته گری تحت فشار مونتاژ می شود.

نیمه متحرک قالب به کفشک متحرک محکم می شود.

هر دو نیمه قالب در حالت آماده تزریق بسته هستند و با نیروی بسته نگهدارنده ای که از طرف ماشین ایجاد می گردد، در حالت بسته نگه داشته می شوند.

سطح تماس هر دو نیمه قالب ، سطح جدایش قالب میباشد.

برای اجتناب از نفوذ فلز مذاب به خارج بایستی سطح قالب کاملاً آب بندی و از این جهت به صورت سطح سنگ زنی شده و یا هم سطح شده باشد.

دقت انطباق صفحات قالب که روی هم قرار می گیرند اهمیت زیادی دارند.

تخلیه هوای قالب دایکاست

باید در موقع تزریق مقدار گازهای محبوس در ساختار قطعه محبوس در ساختار قطعه تا حد امکان کم باشد.

و این تعداد کم تخلخل های گازی با ابعاد کوچک میکروسکوپی به هم فشرده شوند.
بدین ترتیب اولاً باید در پروسه تزریق تا حد امکان هیچ هوایی از تجهیزات تزریق به درون مذاب نفوذ نکند

و ثانیاً هوای موجود در کانال تغذیه و حفره قالب بتواند هنگام تزریق بطور کامل خارج گردد.

گرم کردن قالب دایکاست

قالب باید بر روی ماشین DIE CAST قبل از شروع بکار تا دمای لازم گرم گردد.

تحت هیچ شرایطی نبایستی با یک قالب سرد و یا به قدر کافی خنک نشده ریخته گری را آغاز نمود،

در غیر این صورت تنش های حرارتی بالایی در سطح خارجی قالب پدید می آیند،

که معمولاً از بین نمی روند و باعث تشکیل ترک های زود رس ناشی از سوختگی می گردند.
برای گرم کردن از دستگاه های گرم کننده به تنهایی و همراه با دستگاه های خنک کننده استفاده می شود.

خنک کردن قالب دایکاست

برای بدست اوردن قطعه تزریقی بایستی فلز مذاب منجمد، تا دمای انجماد سرد گردد.

برای این که بتوان قطعه تزریقی را از قالب گرفت باید آن را تا دمای پایین تر خنک کرد.

در ضمن بایستی این گرما از خود قالب هم خارج شود و این وظیفه سیستم خنک کننده قالب است.

به عنوان ماده خنک کننده ، معمولاً از آب و بعضاً نیز از روغن موجود در دستگاههای تنظیم دما ،

در صورتی که هم برای گرم کردن و هم برای خنک کردن بکار رود استفاده می شود.

فلزات قابل استفاده در ریخته گری دایکاست

دایکاست معمولا با استفاده از آلیاژهای غیر آهنی انجام می شود. معمولا انتخاب مواد برای ریخته گری دایکست با توجه به عواملی مثل نقطه ذوب، استحکام، مقاومت به خوردگی و قیمت تمام شده تعیین می شود. محبوب ترین آلیاژهایی که برای این منظور استفاده می شوند عبارتند از:

آلیاژهای آلومینیوم: آلومینیوم به دلیل ویژگی هایی مثل وزن سبک، مقاومت خوردگی بالا، خواص مکانیکی منناسب و هدایت حرارتی و الکتریکی بالا یکی از آلیاژهای پرطرفدار در ریخته گری دایکاست محسوب می شود.

آلیاژهای مس: سختی بالا، مقاومت خوردگی بالا، مقاومت به سایش بالا و بهترین خواص مکانیکی در بین آلیاژهای ریختگی تحت فشار باعث اهمیت آلیاژهای مس به منظور ریخته گری دایکست شده است.

آلیاژهای منیزیوم: آلیاژهای منیزیوم سبک ترین آلیاژها برای ریخته گری تحت فشار محسوب می شوند که نسبت استحکام به وزن بسیار بالایی دارند. گمان می کنیم همین دلیل کافی باشد تا این آلیاژها به عنوان یکی دیگر از کاندیدهای ریخته گری دایکست معرفی شوند.

آلیاژهای روی: روی آسان ترین فلزی است که می تواند ریخته شود، شکل پذیری بالایی دارد، استحکام ضربه بالایی دارد و در کل برای ریخته گری اقتصادی محسوب می شود.

فرایندهای ریخته گری تحت فشار

ریخته گری تحت فشار را از از منظرهای مختلفی می توان دسته بندی کرد. اگر از منظر فشار وارد شده فرایند دایکست را بررسی کنیم، می توان این روش را به دو دسته ریخته گری تحت فشار بالا و ریخته گری تحت فشار کم دسته بندی کرد. اما اگر این کار با توجه به ماشین ریخته گری انجام شود، این فرایند را می توان به دو دسته ریخته گری تحت فشار با محفظه داغ و ریخته گری تحت فشار با محفظه کم تقسیم بندی می کنند.

ریخته گری دایکاست محفظه داغ:
در این روش، از مخزنی از مخزنی از فلز مذاب استفاده می شود که با فرورفتن پمپ دستگاه در داخل آن، مذاب به داخل قالب هدایت می شود. معمولا این روش برای فلزات زودگداز مثل روی، قلع و  سرب که فرایند در دمای زیر ۴۰۰ درجه سانتیگراد انجام می شود، صورت می پذیرد.

مزایای استفاده از این روش ریخته گری :           

میتوان به تلنراس های دقیق تری دست یافت
به علت سرعت سرد کردن زیاد خواص مکانیکی قطعه بهبود میبابد
صافی سطح بسیار خوبی دارد
مذاب در مجاری باریک تری جریان میبابد بنابراین میتوان قطعات کوچکتری را ریخته گری کرد.
نیازی به ماشین کاری ندارد و از پرداخت سطح خوبی برخوردار است.
اشکال پیچیده‌تری را می‌توان تولید کرد.

تولید انبوه و با صرفه

تولید قطعه مرغوب با سطح مقطع نازک

تولید قطعات پیچیده

قطعات تولید شده در این سیستم از پرداخت خوبی برخوردار است.

قطعه تولید شده استحکام خوبی دارد.

امکان تولید بیشتر در زمان کوتاه تر

امکان تولید قطعات به صورت سری

سرعت بسیار بالای فرایند

سهولت هدایت مذاب به داخل قالب

معایب استفاده از این روش ریخته گری :

هزینه بالا

وزن قطعات در این سیستم، محدودیت دارد.

از فلزاتی که نقطه ذوب پایینی در حدود آلیاژ مس دارند فقط می‌توان استفاده نمود.

بالا بودن هزینه سنگین تعمیر و نگهداری قالب و دستگاه دایکست.

برای  فلزات با نقطه ذوب بالا مثل فولاد، چدن و غیره به هیچ عنوان کارایی ندارد

قابلیت استفاده تنها برای آلیاژهای با دمای پایین

انواع ماشینهای دایکاست :

ماشین های دایکست به طور کلی به دو نوع تقسیم می شوند:

ماشین های دایکاست با محفظه گرم ( مورد استفاده برای آلیاژهای با دمای ذوب پایین، مانند روی) ماشین‌های با محفظه تزریق گرم (به انگلیسی: Hot chamber): در این نوع سیلندر تزریق داخل مذاب و کوره بوده و فلزاتی مانند سرب خشک و روی، تزریق می‌شود و مذاب اتوماتیک تزریق می‌شود. وزن قطعاتی که می توان با این روش تزریق کرد بستگی به عوامل زیر دارد:

1. آلیاژ مورد تزریق
2. اندازه سطح خارجی قطعه
3. نیرویی که دو کفه قالب را بسته نگه می دارد

ماشین های دایکاست با محفظه سرد( مورد استفاده برای آلیاژهای با دمای ذوب بالا، مانند آلومینیوم) ماشین‌های با محفظه تزریق سرد (به انگلیسی: cold chamber): در این نوع سیلندر تزریق خارج از مذاب بوده و فلزاتی مانند AL و Cu و mg تزریق می‌شود و مواد مذاب توسط دست به داخل سیلندر تزریق منتقل می‌شود. مهمترین محدودیتهای این سیستم عبارتند از :

1- لزوم داشتن وسایل جنبی برای تهیه و انتقال آن به سیلندر تزریق
2- طولانی تر بودن مراحل مختلف تزریق به دلیل جدا بودن وسایل جنبی از دستگاه
3-امکان ایجاد نقص در قطعه تولیدی به دلیل افت درجه حرارت مذاب

ماشین های دایکاست با سیستم خلأ یا مکش

سیستم مکش یا خلأ را برای ماشینهای سرد یا گرم می توان به کار برد،همان طور که در شکل بالا مشاهده می کنید یک نوع ماشین با محفظه تزریق گرم مجهز به سیستم مکش نشان داده شده است.قسمتی که قالب درآن قرار دارد دارای یک پوسته و واشر می باشد که پس از بسته شدن پرس رابطه قالب رابا هوای محیط بیرون کاملأ قطع می کند. در نتیحه هوای داخل قالب و سیستم تزریق را می توان کاملأ تخلیه نمود.

پس از ایجاد خلأ پیستون تزریق و مسدود کنند مسیر تغذیه هر دو بالا رفته و مقدار از پیش تعیین شده ای از مذاب به داخل مجرای گردن غازی مکیده می شود.پس از آن پیستون تزریق،مواد رابا فشار داخل قالب می راند. در صورتی که طراحی گلویی وراهگاه قالب ودیگرفاکتورهای مهم رعایت گردند،قطعه تولید شده باروش فوق دارای کمترین حباب هوا و پرداخت نسبتأ خوب می باشد.روش ایجاد خلأ در دستگاه می تواند تمام عیوب را بپوشاند و یک قطعه خوب از قالب بیرون بیاورد.

تفاوت بین این ماشین ها به طور دقیق در بخش تجهیزات و ابزار خواهد بود. با این حال در هر دو ماشین، بعد از اینکه فلز ذوب شده به درون قالب تزریق شد، به سرعت سرد و جامد می شود که ریخته گری نامیده می شود.

تولید محصولات بی عیب و نقص در ریخته گری تحت فشار مستلزم کنترل و مراقبت دقیق شرایط تولید و مراحل مختلف آن است. در تولید این محصولات ممکن است عیب‌های ریختگی پدید آیند، که برای رفع آنها باید ارتباط میان مهندسی فرآیند و تئوری فیزیکی آن را شناخت. این عیوب ممکن است علل گوناگونی داشته باشند. به علاوه بایستی دقت و رعایت اندازه‌ها در قطعه تزریقی به بهترین وجه ممکن از طریق ساخت دقیق قالب ها و رعایت شرایط یکنواخت تزریق صورت گیرد.

به طور کلی محصولات ریخته گری تحت فشار به مراتب مرغوب تر از قطعاتی هستند که از همان جنس به روش ریخته گری ماسه ای و یا با قالب فلزی ساخته شده اند. بدون تردید ریخته گری تحت فشار اقتصادی ترین و مناسب ترین روش ساخت محصولات تولیدی است که تنها با مختصری ماشینکاری تکمیل می گردند.

جدول مقایسه ویژگی های انواع دستگاه دایکست

ویژگیهای ماشین های دایکست با محفظه گرم	ویژگیهای ماشین های دایکست با محفظه سرد
مجرای گردن غازی سیلندر تزریق در مواد مذاب غوطه ور است	محفظه تزریق به صورت سرد عمل کرده وفقط از حرارت موادمذاب که در داخل آن ریخته می شود حرارت میگیرد
دردرجه حرارتی معادل نقطه ذوب مواد تزریقی کار می کند	قسمت پیشانی تزریق برای مقاومت دربرابر مواد مذاب با آب خنک می شود
مواد مذاب در حداقل افت به داخل حفره قالب تزریق می شوند	معمولا برای تزریق آلومینیوم ،منیزیوم وآلیاژهای مس استفاده می شود.
قطعات مختلف از وزن چند گرم تا نزدیک به ۲۵کیلو گرم را می توان با این سیستم تولید کرد	اثرات حرارت فلز مذاب روی بخش تزریق دستگاه ناچیز است
وقتی پیستون در بالا قرار دارد،مواد مذاب به داخل سیلندر فشار یا سیلندر تزریق راه یافته وپس از پایین آمدن پیستون ابتدا دریچه تغذیه بسته می شود، سپس مواد مذاب با فشار از طریق مجرای گردن غازی به داخل حفره راه می یابد	با این سیستم،فشار تزریق را می توان به مراتب بالا برد.
نیروی لازم که به پیستون تزریق می شود بسته به طرح دستگاه می تواند پنوماتیک ویا هیدرولیک باشد	مورد استفاده برای آلیاژهای با دمای ذوب بالا
قیمت

بخشی از انواع برندهای دستگاه دایکست در ایران
ایزومی	تهران ماشین
و نگارتن	ماشین آلات تولید شرکت  LK
ایدرا	پولاک

ریخته‌گری تحت فشار بر اساس نیروی فشار اعمال شده به دو دسته تقسیم می‌شود:

۱-ریخته‌گری تحت فشار بالا

۲-ریخته‌گری تحت فشار کم

روش ریخته‌گری تحت فشاربالا کاربرد وسیع‌تری نسبت به روش ریخته‌گری تحت فشار کم دارد و در صنعت اصطلاحاً به آن (ریخته‌گری تحت فشار) یا (دایکست) گفته می‌شود؛ بنابراین زمانی که اصطلاح تحت فشار آورده شد، مقصود ریخته‌گری تحت فشار بالا می‌باشد.

ریخته‌گری در قالب‌های فلزی تحت فشار کم

به‌طور کلی در این روش قطعات ریختگی که اصولاً از نوع فلزات سبک هستند را به وسیله قالب‌های فلزی دائم بر روی ماشین‌های خاص ریخته‌گری کم فشار تولید می‌کنند. در این فرایند، بوته مذاب فلزات سبک که در داخل محفظه‌های گرمی در بسته قرار دارد، از طریق لوله انتقال مذاب با قالب فلزی در تماس قرار می‌گیرد. هوای فشرده یا همان گاز را به منظور پر کردن قالب به محفظه مذاب هدایت می‌کنند تا در نتیجه فشاری در حدود ۰٫۲ تا ۰٫۵ بار بر آن اعمال شود و مذاب از طریق لوله انتقال به سمت بالای قالب فرستاده می‌شود تا در نهایت قالب پر شود.

لازم به توضیح است که در مرحله انجماد مذاب، فشار اعمالی بایستی همچنین برقرار باشد تا ساختار بلوری متراکم و یکنواختی به وجود بیاید.

نکته: پیش از خارج نمودن قطعه، فشاری که اعمال می‌شود بایستی قطع شود تا مذاب بتواند در لوله به سمت پایین هدایت شود.

ماشینهای ریخته‌گری کم فشار

در حال حاضر ماشین‌های ریخته‌گری کم فشار به صورت تمام خودکار تنظیم می‌شوند و همچنین قالب‌های فلزی با سطح جدایش عمودی یا افقی دارند که مجهز به کشش ماهیچه و بیرون اندازهای هیدرولیکی یا پنوماتیکی هستند.

نکته: دمای قالب‌های فلزی در هنگام کار دستگاه چیزی در حدود ۳۰۰ تا ۳۸۰ درجه سانتیگراد می‌باشد.

روش کار قالب‌های فلزی دایکاست

بر روی صفحه پایینی ماشین، نصفه زیری قالب فلزی به عنوان نصفه ثابت قالب محکم می‌شود و نصفه متحرک قالب بالایی بر روی صفحه متحرک ماشین محکم می‌شود که غالباً ماهیچه‌های فولادی نیز به‌طور هیدرولیکی روی آن کار گذاشته می‌شود.

ترک‌های قالب‌های ریخته‌گری تحت فشار

ترک خوردن یک از عیوب سطحی بسیار مهمی است که درقالب‌های دایکست ساخته شده از آلومینیوم اتفاق می‌افتد. قالب‌های ریخته‌گری تحت دمای بالا و بارهای مکانیکی قرار می‌گیرند و ترک‌های قالب‌ها که در نتیجه سیکل‌های گرمایی ایجاد می‌شوند، به‌طور محسوسی منجر به کوتاه شدن نیمه عمر قالب می‌گردند و ترک‌ها منجر به کاهش کیفیت سطح قالب‌ها و در نتیجه کاهش کیفیت سطح قطعات ریختگی می‌شوند.

بارهای مکانیکی و گرمایی منجر به تنش‌های موضعی بالا و در نتیجه ایجاد ترک‌های سطحی می‌شوند. عمیق‌ترین ترک‌ها قبل از ۲۰۰۰ سیکل اتفاق می‌افتد و به صورت تصاعدی در سیکل‌های بعدی گسترش می‌یابد. این ترک‌ها در نزدیکی راهباره قالب، جایی که شیب‌های دمایی به خاطر دمای بالاتر مذاب، بیشتر هستند، اتفاق می‌افتند و ترک‌ها همچنین در مناطقی که تمرکز تنش بالاتری دارند، مثل لبه‌ها و گوشه‌هایی با زاویه کوچک، زودتر اتفاق می‌افتند. ترک‌هایی که زودتر تشکیل می‌شوند معمولاً حین سیکل‌های بعدی عمیق‌تر و طولانی‌تر می‌شوند.

عمق ترک‌های مشاهده شده از حدود چند دهم میلی‌متر تا ۷۵ میلی‌متر تغییر می‌کند. ریز ساختار ماده قالب در نزدیکی سطح به تدریج و در اثر گرمادهی زیاد به وسیلهٔ آلیاژ آلومینیوم مذاب نرم می‌شود که باعث بازپخت مارتنزیت و در نتیجه کاهش سختی می‌گردد. نرم شدن سطحی، شروع ترک‌ها و گسترش بیشتر آن‌ها را افزایش می‌دهد.