ریخته گری نیمه جامد

ریخته گری نیمه جامد به ریخته گری آلیاژهای گفته می شود که دمای انجماد آنها در محدوده ی بین خطوط لیکوئیدوس





دانشــنـامه

لیکوئیدوس
چیست ؟



در نمودارهای فازی، خطی است که آغاز انجماد و یا پایان ذوب را برای یک آلیاژ نشان می دهد. بالای این خط، محلول به صورت مذاب، تک فاز و همگن است.

و سالیدوس باشد ، ریخته گری اینگونه از مواد از حدود ۳۰ سال  پیش مورد توجه قرار گرفته است . بعنوان یک تعریف ساده  ماده نیمه جامد مخلوطی از فاز جامد و مایع بوده و فرایند نیمه جامد تشکیل یک مخلوط از ذرات کروی فاز جامد معلق در فاز مایع است .

فرآیندهای نیمه جامد ، از جمله روش های نوین تولید مواد بوده که عمری در حدود ۳۰ سال دارند. این روش ها مشتمل بر شکل دهی مخلوطی نیمه جامد-نیمه مذاب با استفاده از روش های ریخته گری و فرم دهی مکانیکی می باشند. نکته کلیدی این فرایندهای ساخت مواد، ایجاد ساختاری غیردندریتی در مخلوط نیمه جامد است. در این تحقیق نیز پس از ارایه مختصری از تاریخچه و تعریف فرایند به معرفی ۱۱ روش ایجاد ساختار غیردندریتی پرداخته شده است. سپس به طور اجمالی نحوه تبدیل ساختار دندریتی به کروی مطرح شده و نهایتاً شرایط مواد مصرفی در این فرایند و مزایا و معایب و برخی از کاربردهای این روش بررسی شده است.

انجماد دندریتی معمول ترین نوع انجماد در قطعات ریختگی است. در این فرایند، از روی هر یک از جوانه های موجود در مذاب، یک شاخه ستونی جوانه زده و در جهات جلو و پهنا رشد می نماید و سپس بازوهای ثانویه ای از آن منشعب می شوند. این روش به دلیل تحقیقات موسسه ی علمی ماساچوست در سال ۱۹۹۷ پیشرفت کرد.وقتی محققان دریافتند انجماد ناتمام فلز thixotropic است و می تواند در زیر فشار تغییر شکل دهد. با فهمیدن رفتار فلز نیمه جامد، چندین فرآیند جدید شکل دادن توسعه یافت که پایه اصلی آنها مبنی بر فورج، ریخته گری تحت فشار، نورد، اکستروژن و ترکیبی ازاین فرایندها بود. این فرآیند در بسیاری از فلزات از جمله Al٬Mg٬Zn٬Ti٬Cu و بسیاری از آلیاژهای آهنی کاربرد دارد. بیشترین آلیاژهای تجاری که مورداستفاده قرارمی گیرند، AlوMgهستند که به روش ریخته گری تحت فشار تولید می شوند.این آلیاژها به علت دامنه ی انجمادشان برای استفاده در ریخته گری نیمه جامد مناسب هستند.

روش های شکل دهی نیمه جامد مشتمل بر شکل دهی مخلوطی نیمه جامد- نیمه مذاب با استفاده از روش های ریخته گری و فرم دهی مکانیکی می باشند. نکته کلیدی این فرایندهای ساخت مواد، ایجاد ساختاری غیردندریتی در مخلوط نیمه جامد است. در این تحقیق نیز پس از ارایه مختصری از تاریخچه و تعریف فرایند به معرفی ۱۱ روش ایجاد ساختار غیردندریتی پرداخته شده است. «اصول و مبانی فرآیند فلز نیمه جامد» کتابی دانشگاهی در زمینه شناخت و کاربرد فلز نیمه‌جامد و صنایع وابسته به آن است.در بخشی از این کتاب می‌خوانیم:«شکل‌دهی نیمه‌جامد فلزات یک فناوری جذاب است که امکان تولید اجزا و قطعات با هندسه‌ی پیچیده و نزدیک به شکل نهایی را در یک گام فراهم می‌کند و بطور همزمان خواص مکانیکی بالایی نیز می‌تواند به علت رفتار جریانی و ریزساختار منحصر به فرد آلیاژ حاصل شود.

با وجود گذشت بیش از چهل سال از ابداع فرآیند فلز نیمه‌جامد، تحقیق، توسعه و بکارگیری گسترده آن در صنایع خودروسازی، هوافضا، الکترونیک و همچنین انتشار تعداد بسیار زیادی مقاله در این زمینه، تعداد اندکی کتاب لاتین منتشر شده است که هیچکدام بطور جامع و بنیادی به موضوع نپرداخته‌اند. کتاب حاضر، حاوی مطالب بنیادی و ضروری جهت کسب دانش در زمینه فرآیند فلز نیمه‌جامد، شامل مکانیزم‌های تشکیل ساختار نیمه‌جامد، روش‌های اندازه‌گیری کسر جامد دوغاب، رئولوژی و رفتار سیلانی دوغاب، روش‌های تولید و شکل‌دهی مواد اولیه با ساختار غیر دندریتی و کامپوکستینگ است.»