فایل ورد کامل مقاله فرآیندهای ریخته‌گری تحت فشار و تحلیل تنش و خستگی ناشی از فشار؛ بررسی علمی اصول مهندسی و کاربردهای صنعتی

توجه : به همراه فایل word این محصول فایل پاورپوینت (PowerPoint) و اسلاید های آن به صورت هدیه ارائه خواهد شد

 فایل ورد کامل مقاله فرآیندهای ریخته‌گری تحت فشار و تحلیل تنش و خستگی ناشی از فشار؛ بررسی علمی اصول مهندسی و کاربردهای صنعتی دارای ۱۲۰ صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد فایل ورد کامل مقاله فرآیندهای ریخته‌گری تحت فشار و تحلیل تنش و خستگی ناشی از فشار؛ بررسی علمی اصول مهندسی و کاربردهای صنعتی  کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی فایل ورد کامل مقاله فرآیندهای ریخته‌گری تحت فشار و تحلیل تنش و خستگی ناشی از فشار؛ بررسی علمی اصول مهندسی و کاربردهای صنعتی،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن فایل ورد کامل مقاله فرآیندهای ریخته‌گری تحت فشار و تحلیل تنش و خستگی ناشی از فشار؛ بررسی علمی اصول مهندسی و کاربردهای صنعتی :

چکیده:
این پروژه در قالب چهار فصل آورده شده که در فصل اول اصول کلی فرآیند ریخته گری تحت فشار، آلیاژهای مناسب ازلحاظ ترکیب و دامنه انجمادی ، نقش آکومولاتور، محاسبات مربوط به بسته نگه داشتن قالب و زمان پر شدن قالب و مزایا و محدودیت های این فرآیندها بررسی شده است
در فصل دوم تشریح قالب واجزای درونی قالب ، جنس قالب و روشهای پوشش دهی مهندسی سطح ونقش پوشش های مصرفی ، تنش گیری قالبها ونکاتی در مورد نگهداری قالب و بررسی

لحیم شدن آلیاژهای آلومینیوم با قالب و نقش عناصرآلیاژی برلحیم شدن قالب بررسی شده است .
درفصل سوم مشکلات ریخته گری تحت فشار، تاثیر عموامل مختلف برروی عیوب و راهبردهایی جهت بهبود فرآیند و بررسی عیوب قطعات و منشا شکل گیری و راههای پیش گیری همراه با تصاویرعیوب شرح داده شده است .
درفصل چهارم تاثیرفشار بر روی تنش و خستگی و ایجاد ساختارهای غیر تعادلی بر اثر توزیع فاز بر روی آلیاژهای AL-SI بررسی شده است.

فصل اول
فرآیندهای ریخته گری تحت فشار

۱-۱مقدمه :
ریخته گری تحت فشار یکی از اقتصادی ترین روشهای تولید در صنعت ریخته گری است وازاین رو شگفت انگیز نیست که تولید قطعات دراکثر کشورها سال به سال فزونی یافته است . در حال حاضرسهم این نوع تولید در جمهوری فدرال آلمان بیش از نصف کل تولیدات ریخته گری فلزات غیر آهنی می باشد .
این جهش قابل ملاحظه است که در ریخته گری دایکاست در رقابت با سایر روشهای ریخته گری و شکل دادن کسب کرده است مدیون اقتصادی بودن و گسترده بودن طیف کاربردی آن می باشد . فرآیندهای ریخته گری تحت فشار یکی از روشهای قدیمی برای ساختن قطعات فلزی می باشد . در خیلی از فرآیندهای ریخته گری پیشین ( که خیلی از آنها امروز هم به کار می روند) قالبها پس از استفاده باید خراب شده به خاطر اینکه قطعه پس از انجماد از داخل قالب خارج شود و نیاز به قالبهای دائمی که برای تولیدات با تیراژ بالا مورد استفاد قرار می گیرند بطور آشکار راه دیگر برای تولید قطعات است .
در قرون وسطی صنعتگران استفاده از قالبهای آهنی برای ساختن آلیاژهایی از قلع و سرب را

تکمیل و انجام دادند و بعد از گذشت قرنها فرآیند قالبهای دائمی فلزی تکمیل تر شدند . بعدها در قرن ۱۹ میلادی فرآیندها توسعه یافتند که فلز را به درون قالب با اعمال فشار برای ساختن قطعات مورد استفاده قرار می دادند که به فرایند ریخته گری دایکست معروف شدند .
در ابتدا ماشینهای ریخته گری تحت فشار برای آلیاژهای روی مورد استفاده قرار می گرفت اما با نیازمندی به تولید سایر قطعات با فلزات مختلف سبب ترقی و توسعه مواد قالب و فرآیندهای این

روش شده است . در سال ۱۹۱۵ آلیاژهای آلومینیوم توسط ریخته گری تحت فشار در تعداد زیادی تولید شدند. بیشتر پیشرفتهای انجام شده در تکنولوژی ریخته گری تحت فشار در مدت قرن اخیر صورت گرفته است که تنوع موجود در سیستمهای ریخته گری تحت فشار ناشی از شار فلز و رفع وحذف کردن گازها از حفره قالب و واکنش پذیری بین فلز ذوب شده وسیستم هیدرولیکی و تلفات حرارتی در طول عملیات تزریق کردن می باشد . تنوع در این فرآیند دارای اشکال عمومی با توجه به طراحی مکانیکی و قالب کنترل حرارتی وبه کار گیری آن است .
چهار خانواده ی آلیاژی عمده به صورت ریخته گری تحت فشار تولید می شوند که عبارتند از : آلومینیوم و روی و منیزیم و آلیاژهای پایه مس هستند که در جدول ۱-۱ نشان داده شده است .

سرب و قلع به طور کمتر و حتی آلیاژهای آهنی نیز همچنین می توانند توسط ریخته گری تحت فشار تولید شوند. سه نوع اصلی از فرآیند ریخته گری تحت فشار که شامل فرآیند محفظه گرم و فرایند محفظه سرد و تزریق مستقیم می باشد .

فرآیند محفظه گرم ابتدائی ترین فرآیند است که اختراع شده است که این روش به طور پیوسته و مکرر برای مواد با نقطه ذوب پایین مورد استفاده قرار می گرفته است (روی وآلومینیم و قلع و برای الیاژهای منیزیم) . بدین ترتیب درفرآیند محفظه گرم که باعث به حداقل رساندن آلیاژهای مذاب در معرض اغتشاش و هوای اکسنده و از دست دادن حرارت در طول مرحله تزریق با نیروی هیدرولیکی می باشد . در این روش که با طولانی شدن تماس درونی و نزدیک بین فلز ذوب شده و موجود

باعث ایجاد بروز مشکلاتی در تولید قطعات با این فرآیند می شوند .
در فرآیند محفظه سرد با رفع شدن مشکلات مربوط به مواد با جدا کردن مخزن فلز مذاب برای سیکلهای بیشتری کاری در نظر گرفته شده است. در ریخته گری تحت فشار محفظه سرد به اندازه گیریهای خاصی برای پر کردن قالب برای تولید قطعه نیاز می باشد و بلافاصله تزریق فلز مذاب به داخل قالب و فقط در حدود چند ثانیه در حالت تماس با سیستم هیدرولیکی خواهد بود که همین در معرض قرار گرفتن کم با سیستم هیدرولیکی اجازه ریخته گری آلیاژهای دمای بالا همانند آلومینیوم و مس وحتی برخی از آلیاژهای آهنی را می دهد .

۱-۲ اصول کلی فرآیند ریخته گری تحت فشار:
ریخته گری تحت فشار (دایکاست) عبارت است از یک روش ریخته گری که در آن فلز مایع تحت تاثیر یک فشار نسبتا بالا به داخل قالب های دائمی چند تکه تزریق می شود بنابراین عمل پر کردن قالب همانند ریخته گری ماسه ای و یا ریخته گری با قالب ریژه تحت تاثیر نیروی وزن نیست بلکه بر اساس تبدیل انرژی فشاری که به فلز ریختگی مایع اعمال می شود به انرژی جنبشی تبدیل شده و به این ترتیب هنگام عمل ریختن جریانهای سیالی با سرعت بالا بوجود می آید تا اینکه بالا خره در انتهای پر کردن قالب انرژی جنبشی مواد متحرک به انرژی فشاری و حرارتی تبدیل تبدیل می شود .
ریخته گری تحت فشار از درون از ریخته گری با قالب فلزی ریژه توسعه پیدا کرده است و وجه مشترک هر دو روش استفاده از قالب های فلزی دائمی است .
اما ریخته گری با قالب های فلزی ریژه محدودیت هایی دارد زیرا پر کردن قالب فقط تحت نیروی ثقل انجام می گیرد و از این جهت دسترسی به سرعتهای بالا برای جریان سیال امکان پذیر نیست بر این اساس قطعات ریخته گری جدار نازک با دقت اندازه بالا و همچنین گوشه ها و لبه های تیز فقط تحت شرایطی با این روش قابل تولید هستند .
در ریخته گری تحت فشار (دایکاست) فلز مایع با سرعت زیاد به داخل حفره قالب فشرده می شود و با این روش بخصوص امکان تولید قطعات رختگی نازک و دقیق با کیفیت سطح بالا فراهم می گردد

و می توان از ابعاد بیش از اندازه بزرگ در طراحی قطعات ریختگی اجتناب و در نتیجه در مصرف مواد ریختگی صرفه جویی نمود . از این جهت ریخته گری تحت فشار به لحاظ فنی و اقتصادی مزایای قابل توجهی دارد بویژه اینکه این روش نه فقط برای بهره وری بالایی را میسر می سازد بلکه کوتاهترین راه تولید یک محصول از فلز می باشد .
خصوصیت اصلی این فرآیند ریخته گری تحت فشار عبارت است از ایجاد یک فشار نسبتا زیاد هنگام

پر کردن و تزریق می باشد که فلز مایع با سرعت زیاد به داخل حفره قالب جریان می یابد ازاین جهت عمل پر کردن قالب در این روش با روش های دیگر ریخته گری تفاوت دارد و با توجه به این حالت نتیجه می شود که برای طراحی قطعه ریختگی قالب و گلویی تزریق به شرایط مشخصی نیاز دارند . بعلاوه تولید انبوه قطعات ریختگی مستلزم تجهیزات ویژه جهت بسته نگه داشتن قالب ریختگی تحت فشار است این موضوع منجر به توسعه ماشین ریخته گری دایکاست شده که وظیف

ه آن از یک طرف باز کردن وبستن و بسته نگه داشتن قالب دایکاست بوده و از طرف دیگر فشردن فلز مایع به داخل قالب و اعمال فشار کافی تا پایان انجماد آن است .تولید به روش ریخته گری تحت فشار همیشه به صورت سری انجام می شود و بخصوص برای تولید تیراژمتوسط تا بالا مناسب

است و این نوع تولید به مقدار زیادی مکانیکی شده و در بسیاری از موارد می توان با خودکار کردن آن در هزینه ها صرفه جویی نمود . پروسه تولید با ماشین ریخته گری تحت فشار اساسا با یک ترتیب از پیش تعیین شده صورت می پذیرد . این سیکل ماشینی از طرف اپراتور و یا به طور خودکار تکرار می گردد و برای دستیابی به مدت زمانهای کوتاه در هر سیکل و به حداقل رساندن اثرات حرارتی قالب ریخته گری دایکاست قطعات ریخته گری غالبا به صورت جداره نازک طراحی می گردند و اگر قرار باشد که قطعات ریخته گری به علاوه دارای طراحی پیچیده ای باشند تولید قطعات بدون عیب بعضا دشوار می گردد و در عین حال ماشین های پر قدرت و مدرن ریخته گری دایکاست این امکان را بوجود آورده اند تا بتوان با فشارهای تزریق بالا و سرعتهای پر کردن زیاد که در اکثر موارد جهت تولید قطعه ریختگی بی عیب و نقص کافی است کار کرد .
۱-۳ ماشینهای ریخته گری تحت فشار:
این ماشینها دارای وظایفی هستند که عبارتند از:
۱- بستن قالب .
۲- نگه داشتن دو نیمه قالب بطور مطمئن در کنار یکریگر .
۳- وارد ساختن نیرویی بر فلز مذاب برای وارد شدن به قالب .

۴- باز کردن قالب از همدیگر .
۵- بیرون اندازی قطعه ریخته شده از درون قالب .
یک ماشین ریخته گری تحت فشار باید دارای یک چارچوب قوی طراحی شده برای تقویت و پشتیبانی و باز کردن نیمه قالب ها در یک مسیر درست و صحیح می باشد . چارچوب باید به حد کافی قوی ومحکم باشد چون بیشتراوقات وزن مونتاژ شده قالب بیشترازچندین تن است . همچنین نیاز به نیروی قفل شوندگی برای نگه داشتن دو نیمه قالب که این نیروی قفل شوندگی باید بیشتر از حداکثر نیروی رشد یافته بوسیله فلز با مراقبت های کافی به نشتی گیره در

محل جدایش قالب ها می باشد . در برخی از ماشینهای ریخته گری تحت فشار مدرن و جدید نیروی قفل شوندگی ممکن است به نزدیکی ۱۰۰۰ تن برسد که بستگی به اندازه قالب و فشار به کاربرده شده دارد . حداکثر نیرویی که منجر به باز شدن قالب می شود برابر است با حداکثر فشار مذاب ضرب در سطح کل تصویر شده حفره قالب و سیستم راهگاهی است .
سه روش برای بستن و قفل کردن قالبها استفاده شده که عبارتند از:
۱- هیدرولیک مستقیم

۲- هیدرولیک با زانویی
۳- وسیستم مکانیکی می باشند .
۱-۴ فرآیندهای ریخته گری تحت فشار( DIE CASTING PROCESS):

)High pressure die castingریخته گری تحت فشار با فشار بالا ( -۱
-۲ ریخته گری تحت فشار با فشار پایین( low pressure die casting)
-۳ ریخته گری تحت فشار تحت خلا (vacuum die casting)
۱-۵ ریخته گری تحت فشار با فشار بالا : (High pressure die casting)
ریخته گری تحت فشار مرسوم (HPDCیک شکل ویژه ای ازفرآیند ( ساخت قطعات با استفاده از قالبهای فلزی دائمی است که می توان قطعاتی در محدوده وزنی از چند اونس تا نزدیک به ۲۵ کیلو گرم را تولید نمود. ریخته گری تحت فشار قدیمی برای تولید قطعات بزرگ قابل استفاده نبود اما پس از مطالعه و بررسی کردن اگرچه می توان قطعات خیلی بزرگ نظیر چارچوب در خودرو و یا یکسری از لوازم منزل را می توان بوسیله تکنولوژی ریخته گری تحت فشار تولید کرد. در فرایند ریخته گری تحت فشار همچنین اجازه تشکیل قطعات درون هم راممکن می سازند که در این فرایند شامل قرار دادن

یاتاقان استحکام بالا که در درون قالب قبل از تزریق نصب و جایگذاری شده است . یک توقف و مکث کوتاه مدت مناسب باید برای نصب و قرارگیری فراهم شده که سیکلهای ریخته گری تحت فشار منجربه کند شدن بوسیله افزایش عملیات اضافی خواهد شد .
ریخته گری تحت فشار مرسوم می تواند در محدوده خیلی از آلیاژها به کار برده شود که شامل آلومینیوم و روی و منیزیم و سرب و برنج می باشد .

دو نوع اصلی از فرآیند ریخته گری تحت فشار وجود دارد که عبارتند از:
۱- Hot chamber process
۲- Cold chamber process
۱-۵-۱ ماشینهای تحت فشار محفظه گرم (Hot chamber process):
همانطور که درمطالب فوق اشاره شد در ریخته گری تحت فشار(HPDC ) دارای دو نوع کلی می

باشد که شامل محفظه سرد و محفظه گرم بوده که در این قسمت به توضیح و بررسی محفظه گرم می پردازیم .
در این روش که ماشینها دارای یک کوره مناسب برای ذوب و نگهداری فلز می باشند که سیستم تزریق کاملا در زیر سطح مذاب غوطه ور بوده که درزیر سطح فلز مذاب وبا به کار انداختن یک پیستون و حرکت در داخل سیلندر برای اعمال تزریق فلز مذاب به درون قالب فلزی در نظر گرفته شده است .
در این سیستم هنگامی که پیستون تزریق به سمت بالاحرکت می کند باز شدن دیوار سیلندرتزریق شده و در تمام این مدت فلز مذاب با حجم مشخص وارد سیلندر تزریق شده وسپس پیستون توسط نیرویی روبه پایین با سیستم نیوماتیک یا هیدرولیکی باعث بسته شدن قسمت باز سیلندر شده و سپس فلز مذاب در داخل سیلندرمحبوس شده و از میان یک نازل و کانال و مجرای مناسب به سمت بالا وبه درون قالب هدایت می شود و بعد از یک فاصله زمانی از پیش تعیین شده دوباره پیستون به سمت بالا حرکت کرده و به فلز مذاب اجازه وارد شدن به داخل کانال و نازل را میدهد سپس عملیات تزریق انجام گرفته و قطعه پس از انجماد از داخل قالب به بیرون رانده می شود.
سرعتهای تزریق فلزات مذاب و فشار تزریق ها برای فلزات مختلف و قطعات مختلف بطور مناسب قابل کنترل هستند . بیشتر ماشینهای ریخته گری تحت فشار محفظه گرم زیر فشارpsi 2000 می کنند و برای بدست آوردن یکنواختی و همشکلی قطعات ریخته گری تحت فشار و حداکثر سرعت عملکرد آن باید یک سیستم کنترل سیکل زمانی اتوماتیک از پیش تعیین شده باید مورد استفاده قرار گیرد . سیکل یک ماشین با فشار یک دکمه آغاز شده و توسط یک سیستم اتوماتیک مداوم ادامه داشته ودر پایان یک سیکل کامل متوقف می شود . اپراتور پس از خارج سازی قطعه از داخل قالب و بازرسی آن و بر حسب مورد می توان از یک روان کننده به درون قالب برای شروع سیکل بعدی استفاده نمود .
در این روش بدلیل جلوگیری از جابجایی مذاب از درون کوره دیگر افت دما را نداشته وهمچنین زمان عملیات در این روش نسبت به روش محفظه سرد کمتر می باشد .
توصیف و شرح هر یک ازاین روش ها ناشی از طراحی سیستم تزریق مذاب به شیوه های مورد استفاده شده دارد . شکل شماتیک ریخته گری تحت فشارمحفظه گرم در شکل ۲- ۱ نشان داده شده است.

قسمت مهم از سیستم تزریق فلز در داخل فلز مذاب در تمام مدت غوطه ور شده است که این حالت به کمتر شدن زمان لازم هرسیکل شده و فلز مذاب در هر سیکل مسیر کوتاهی را می پیماید
ماشینهای ریخته گری تحت فشار دارای عملکرد سریع زمانی بوده که زمان هر دوره برای اجزا کوچک و با وزن کمتراز چند گرم و با زمان کمتر از یک ثانیه و یا زمان ۳۰ ثانیه برای قطعاتی که دارای چندین کیلو گرم می باشند .
ماشینهای ریخته گری تحت فشار سنتی برای فلزات با نقطه ذوب پایین مانند سرب و آلیاژهای روی مورد استفاده قرار می گرفته اند اما فلزات با نقطه ذوب بالا شامل آلیاژهای آلومینیوم سبب خرابی تدریجی سیستم تزریق می شوند .
۱-۵-۲ ماشینهای تحت فشار محفظه سرد ( ( Cold chamber process:
برخلاف ماشینهای ریخته گری تحت فشار محفظه گرم سیستم تزریق محفظه سرد فقط در تماس با فلز مذاب برای یک زمان کوتاه است . در این روش فلز مایع یا با ملاقه و یا با سایر روشهای اندازه گیری شده و به داخل محفظه تزریق برای هر سیکل و دوره کاری ریخته می شود .

در برخی شرایط امکان استفاده از پمپ های الکترومغناطیسی وجود دارد که سبب وارد کردن صحیح میزان فلز به داخل محفظه سرد می باشد و این حالت سبب بر طرف نمودن پر کردن محفظه با استفاده از ملاقه دستی می باشد .
برای فراهم شدن محافظت بیشتر حفره قالب و پیستون معمولا با روغن یا مواد روان ساز اسپری می شوند که این تمهیدات سبب افزایش عمر قالب و کاهش چسبندگی قطعات منجمد شده به قالب می شود .
عملکرد و کارکرد ماشینهای محفظه سرد در مقایسه با ماشینهای محفظه گرم آهسته تر بو

ده به خاطر اینکه پر کردن قالب با ملاقه و بطور دستی انجام می شوند .
آلیاژهای آلومینیوم برای استفاده از ماشینهای محفظه گرم مناسب نیستند زیرا مذاب آلومینیوم به سهولت و به آسانی با فولاد جامد واکنش داده یا آلیاژ می شود که سبب گرفتن آهن از هر فولادی که در مجاورت و تماس با آن قرار می گیرد می شود . در ریخته گری تحت فشار محفظه سرد که در خلال این مدت تماس آلومینیوم مذاب با محفظه سرد و پیستون فقط به صورت لحظه ای است و خورده شدن قطعات آهنی بوسیله آلومینیوم در حداقل مقدار خود نگه داشته می شود .
محفظه سرد برای ریخته گری آلیاژهای آلومینیوم و همچنین ریخته گری تحت فشار آلیاژهای غیر آهنی با نقطه ذوب بالا بهتر است که در ماشینهای محفظه سرد باشند . تمام فرآیندهای ریخته گری تحت فشار از سیکل تولیدی مشابهی پیروی می کنند .
یک ماشین ریخته گری تحت فشار محفظه سرد در شکل ۳-۱ شرح داده شده است .

برای توضیح وشرح بیشتر مطالب گفته شده در قسمت فوق به شکل ذیل توجه نمایید . در شکل ۴-۱ تمام مراحل وارد شدن مذاب به داخل قالب یک سیکل فرآیند ریخته گری تحت فشار محفظه سرد شرح داده شده است .

در ابتدا فلز مذاب اندازه گیری شده درون محفظه تزریق ریخته می شود که پیستون ابتدا با سرعت آهسته به جلو حرکت کرده تا فلز از دهانه تغذیه محفظه انتقال به خارج پاشیده نشود . بنا براین پیستون با سرعت کم آنقدر به جلو می رود تا ابتدا دهانه تغذیه را کاملا بپوشاند و سپس فلز مذاب در محفظه انتقال سد گردیده و در راهگاه تا نزدیکی گلویی تزریق جریان یافته که این فاصله حرکت مربوط به حرکت نسبتا آهسته پیستون حرکت اولیه و یا اولین فاز پروسه ریخته گری نامیده می شود .
حرکت اولیه برای این منظور است که فلز حتی الامکان بدون اینکه با هوای موجود در محفظه انتقال در اثر یک جریان گردابی مخلوط گردد در ابتدای ورود به گلویی تزریق جمع شود . در فاز دوم پیستون مذاب تا سرعت بالا شتاب گرفته و به حرکت خود به داخل محفظه انتقال می دهد تا با فشار فلز مذاب جمع شده را از طریق گلویی تزریق به درون حفره قالب براند .
این حرکت دوم پیستون کورس پر کردن و یا کورس ریخته گری نامیده می شود . بعد ازاتمام پر شد قالب حرکت پیستون مذاب به طور نا گهانی متوقف شده و ازآن به بعد یک فشار نهایی استاتیکی به وجود می آید که به فلز مذاب انتقال یافته و یک تراکم نهایی را از طریق پرس نهایی مذاب به نواحی ریختگی در حال انجماد و انقباض ناشی ازآن باعث می شود . البته این تراکم نهایی فقط تا موقعی امکانپذیر است که هنوز فلز مذاب در سیستم فشار بین محفظه انتقال و حفره قالب موجود بوده و می تواند در انتقال فشار مشارکت داشته باشد . در صورتی که فلز در یک نقطه ازاین

سیستم منجمد گردد انتقال فشار هیدرولیکی فلز بلوکه شده و فشار نهایی استاتیکی در حفره قالب به صفر می رسد .
البته همانطور که ذکر گردید بایستی پیستون مذاب قبلا حرکت نسبتا آهسته ای را آغاز کرده باشد تا فلز از دهانه تغذیه محفظه انتقال به خارج پاشیده نشود و هنگام جمع شدن با هوا جریان گردابی ایجاد نکند . این حرکت آهسته اولیه معمولا از طریق اتصال یک پمپ هیدرولیکی فشار پایین به سیلندر محرک صورت می گیرد و فقط بعد از اتمام حرکت اولیه مخزن فشار در مدار قرار می گیرد و باعث حرکت پیستون محرک و در نتیجه حرکت پیستون مذاب با سرعت بالا می شود . جهت ت

کمیل موضوع بایستی متذکر شد که در اغلب ماشینهای رخته گری تحت فشار در انتهای پر شدن قالب یک مولتی پلیکاتور(مبدل فشار) هم متصل می گردد که کار این عضو افزایش فشار نهایی جهت دستیابی به یک تراکم نهایی بهینه در قطعه می باشد .
فرآیندهای ریخته گری تحت فشار یک روش اقتصادی و با راندمان بالا است و قرار گیری و انجماد در داخل یک قالب ریخته گری تحت فشار بطور کلی سبب کاهش هزینه و نیروی انسانی ومراحل کاری می شود . بیشتر قطعات ریخته گری تحت فشار نیاز به عملیات ماشینکاری ندارند بجز برای بر طرف کردن فلزات ریز مانند پلیسه که در اطراف خط جدایش وجود داشته و یا ایجاد سوراخ کاری در قطعه ماشینکاری می شوند . سرعت تولید بالا و مجموعه ای از قالبها باعث تولید هزاران قطعه بدون تغییر مهم در ابعاد آنها می تواند باشد .
۱-۶ نموداراعمال فشاروحرکت پیستون تزریق :
در فرایند ریخته گری تحت فشار یکی از عوامل مهمی که در این فرایند وجود دارد مراحل اعمال فشار و حرکت پیستون در انتقال فلز مذاب به درون حفره قالب می باشد که روی قطعات ریخته گری شده به این روش تاثیر بسزایی دارند .
در شکل ۵-۱ منحنی حرکت پیستون با گذشت زمان نشان داده شده است .

نمودار ۵- ۱دارای ۵ مرحله می باشد که هریک از آنها راشرح داده خواهند شد این مراحل عبارتند از :
۱- مرحله پیش از پر کردن .
۲- مرحله پر کردن قالب از فلز مذاب .
۳- مرحله حرکت وتشدید شدن فشاربر روی فلزمذاب .
۴- مرحله ساکن بودن پیستون .
۵- مرحله برگشت پیستون رو به عقب .
در مرحله اول که پس از واردشدن فلز مذاب به محفظه تزریق پیستون یک مرحله پیش روی به نام مرحله ما قبل از پرکردن را طی کرده و پس از این مرحله نوبت به حرکت بعدی پیستون میرسد که مرحله پر کردن حفره قالب می باشد سپس نوبت به مرحله حرکت واعمال فشار تشدید شده بر روی فلز در حال انجماد می رسد بعد از این روند یک توقف کامل پیستون وجود دارد و بعد

از این حالت مرحله برگشت پیستون به حالت اول خود را درپیش دارد وبعد از آن دوباره مرحله جدیدی آغاز خواهد شد . پس از بررسی نمودار فوق و مراحل حرکت کردن پیستون نوبت به تشریح مراحل اعمال فشار بر روی فلز در تولید قطعات ریخته گری تحت فشار می رسد که در شکل ۶-۱ منحنی اعمال میزان فشار با گذشت زمان را نشان می دهد .

درنمودار شکل فوق نیزکه بر حسب میزان اعمال فشاربر حسب گذشت زمان ترسیم شده دارای ۶ مرحله می باشند که عبارتند از :

۱- مرحله فشار وارده پیش از پر شدن قالب .
۲- مرحله فشاراعمالی پر کردن قالب .
۳- مرحله اعمال فشار بیشتر برای جبران انقباضات .
۴- مرحله اعمال فشار ثابت و کمتر از مرحله قبل .
۵- مرحله کاهش فشار سریع و برگشت پیستون به عقب .
۶- مرحله حذف فشارو قرارگیری پیستون در موقعیت اولیه .
۱-۷ ریخته گری تحت فشاربا فشار پایین low pressure die casting)):
این روش توانایی تولید قطعات با کیفیت بالا را داشته و معمولا برای آلیاژهای آلومینیوم استفاده می شود از طرفی ازاین روش همچنین می توان برای منیزیم و سایر آلیاژهای با نقطه ذوب پایین نیز به کار برده می شود و فرآیند ریخته گری تحت فشار پایین فرآیندی است که دراثراعمال فشارگازی درحدود psi 150-5 بر روی فلز مذاب که این گازها داری انواع متفاوتی می باشد که در این روش از هوای رطوبت گیری شده برای تمام آلیاژها به استثنای منیزیم از گاز (SF6) و به ندرت از نیتروژن برای آلیاژهای آلومینیوم استفاده می شود .
در این فرآیند که در اثر اعمال شدن فشار گاز مناسب با نوع آلیاژ بر روی فلز مذاب و سبب بالا بردن فلز مذاب ازطریق یک لوله عمودی نسوز که (Stalk ) نامیده می شود که از زیر قالب تا داخل فلز مذاب امتداد یافته است . بالا رفتن فلز مذاب از درون یک وان یا بوته ای که پراز فلز مذاب می باشد به درون حفره قالب با اغتشاش کم وارد شده و می توان قطعاتی از ۱۵۰-۲ کیلوگرم را تولید نمود که بطور گسترده برای فولاد و چدن عملی باشد . در شکل ۷- ۱این فرآیند به طوراجمالی شرح داده شده است .

در این روش اعمال فشار بر روی مذاب برای وارد شدن به قالب به عوام

لی از جمله :
۱- ابعاد قطعه ۲- پیچیدگی قطعه ۳- ضخامت قطعه بستگی دارد .
در این روش سبب رساندن مذاب تمیزتر از مرکز ذوب و بطور مستقیم وارد حفره قالب می شود که هرگز از میان محیط و جو عبور نمی کند . این روش یک روش قابل توجه برای مصون ماندن فلزات زود اکسید همانند آلومینیوم می باشد و با کنترل فشار اعمالی توسط گاز بر روی مذاب حفره قالب می تواند بطورغیراغتشاشی پر شده که به علاوه این حالت سبب به حداقل رساندن تخلخل و سرباره در قطعه خواهد شد و سرد شدن قالب در این روش طوری طراحی شده است که سبب ترویج کردن انجمادجهت داراز قسمت بالا به سمت پایین می شود . فشار به کار بر

ده شده بطور دائمی سبب تغذیه فلز مذاب برای جبران کردن انقباضات حین انجماد شده و پس از انجماد در اثر برداشت فشار گازی اعمالی بر روی فلز مذاب در نتیجه فلز مذاب ازطریق همان لوله تزریق به درون بوته درزیر قالب بر می گردد . در خلال مدت وارد کردن فشار چون هیچ تغذیه ای استفاده نمی شود و فشار اعمالی گازی تا پایان انجماد باقی مانده و سبب عمل نمودن لوله به عنوان تغذیه می شود و فلز مذاب تغیه کننده درون لوله می تواند دوبار بلافاصله استفاده شود . همچنان در این روش بر خلاف (HPDC) می توان از ماهیچه های فلزی با اشکال ساده ویا ازماهیچه های ماسه ای با اشکال پیچیده در این روش استفاده نمود . خواص مکانیکی بطور ۵ درصد بیشتر از سایر روشهای ریخته گری در قالبهای دائمی بوده وتا اندازه ای زمان عملیات این روش طولانی ترمی باشد .

۱-۸ محاسبه تخلخل های ریخته گری تحت فشار:
درریخته گری تحت فشارمرسوم که درقسمت فوق توضیحات لازم مربوط به آن مورد بررسی قرار گرفته شد دارای یکسری مشکلاتی می باشد که می توان ازجمله به عیوب مکهای گازی اشاره نمود که مکهای گازی دراثرانحلال بالای گازها در داخل مذاب در حین عملیات تزریق واز طرفی وارد شدن هوای محیط دراثراغتشاشات مذاب درون محفظه تزریق باعث بوجود آوردن یکسری مکهای گازی می شوند که وجود مکهای گازی درون قطعات اثرنا مطلوبی برروی خواص

مکانیکی قطعات خواهند داشت که ازاین
کل تخلخل های موجود در یک قطعه ریختگی بوسیله استفاده از معادله (۱- ۱) زیر مشخص می شود .

(gas contribution) (1-1) %P = (solidification shrinkage) +

درصد تخلخل %P =
= (%)فاکتور انقباض بر حسب
V* = حجم مایع داخل حفره قالب که درطول انجماد تغذیه ای صورت نگرفته cm3 و برحسب
Vc = cm3 حجم حفره قالب بر حسب
T = (K)دمای گاز داخل حفره قالب بر حسب
P = (atm) فشار گاز موجود در طول انجماد بر حسب
= کسری از گازها که در خلل و فرج انقباضی گزارش نشده است
= دانسیته آلیاژ مایع در نقطه ذوب برحسب
= مقدار گاز موجود در دما و فشار استاندارد برحسب
* = حد حلالیت گازدر جامد و در دما و فشار استاندارد برحسب

قسمت اول معادله ۱ – ۱ نسبت تخلخل های حاصل از انقباضات انجمادی و قسمت دوم معادله تخلخل های حاصل از گازهای محبوس شد را شرح می دهد .
مجموع گازهای کلی موجود شامل گاز های محبوس شده فیزیکی که گازهای حاصل از تجزیه مواد روان ساز و گازهای حل شده در آلیاژ می باشد که این نسبت می تواند همچنین بوسیله رابطه ریاضی زیر شرح داده شود .
= Entrined + Lube + Soluble gas (2-1 )

هر یک از گازهای شرکت کننده درمعادله (۲- ۱ ) بر حسب سانتیمتر مکعب در دمای استاندارد دارای فشار مشخصی بر ۱۰۰گرم آلیاژ می باشند . علاوه برخلل و فرج ریز ساختارهای ذاتی قطعات ریخته گری تحت فشار نمی توانند خواص مکانیکی لازم مورد نیاز برای خیلی از کاربردها را تا مین نمایند ازاین روبا درنظرگرفتن تمهیداتی می توان این عیوب را تاحد امکان کاهش داده که درنتیجه ازیکسری فرآیندهای دیگری بهره خواهیم برد .

۱-۹ فرآیندهای ریخته گری تحت فشاربا عیوب کمترHigh integrity die casting)) :
برای این منظوراز سه فرآیند ریخته گری تحت فشار با دقت و درستی بالا که با موفقیت رو به رشد کرده و آماده برای استفاده تجارتی در حجم تولید بالا است استفاده می شوند که این فرایندها عبارتند از :
-۱ ریخته گری تحت فشار درخلا ) vacuum die casting)
۲- ریخته گری کوبشی (squeeze casting )
۳- ریخته گری نیمه جامد (semi solid castimg )
۱-۹-۱ریخته گری تحت فشارتحت خلا) vacuum die casting) :
اخیرا پیشرفتهایی در جهت به کاربردن و بر طرف و حذف کردن تمام هوای موجود درداخل محفظه قالب صورت گرفته است که به نام ریخته گری تحت فشار تحت خلا نامیده می شود که دراثراستفاده از این سیستم ریخته گری تحت فشار محبوس شدن هوای موجود در داخل قطعات بر طرف خواهد شد .
شکل ۸- ۱نشان می دهد که سیستم خلا درماشینهای تحت فشارمحفظه گرم به کار برده شود .

در عمل همچنان که قالب در حال بسته شدن می باشد پس از اندکی مکث در حالی قالبها کمی ازهم جدا هستند در یچه سیستم خلا باز می شود و در کسری از ثانیه تمام فضای درون قالب تحت پوشش سیستم خلا به قدر کافی از هوا تخلیه شده و

سپس قالب بطور کامل بسته می شود اما برای این عمل نیاز به پیستون مخصوصی برای جلوگیری و متوقف کردن فلز مذاب در حین تخلیه فضای قالب می باشد .
سپس پیستون اصلی بر اثر اعمال نیرویی بر فلز مذاب سبب انتقال فلز مذاب به درون قالب می شود و بعد از انجماد کامل فلز، قطعه از درون قالب توسط سیستم پران خارج می شود و سپس برای انجام سیکل بعدی پیستون تزریق به سمت بالا حرکت

کرده و مقدارمناسبی از فلز مذاب از طریق دریچه وارد سیلندر می شود .
ریخته گری تحت فشاردرخلا نیز همچنین می تواند در مورد ماشینهای محفظه سرد به کار برده شود که در شکل ۹-۱ نشان داده شده است .

در این روش دوباره قالب در حالی که هنوز یک مقداراز از همدیگر فاصله دارند دریچه خلا باز می شود و فضای قالب را کاملا از هوا تخلیه کرده و در این موقع فلز مذاب بوسیله سیستم تحت خلا از طریق سوراخی وارد محفظه سرد می شود و بعد از یک دوره زمانی درست و صحیح برای کشیده شدن مقدار مذاب به داخل محفظه سرد قالب بسته شده و پیستون تزریق سبب اعمال نیرو بر روی مذاب شده و باعث وارد شدن مذاب به محفظه قالب می شود . یک زائده مخصوصی سبب جلوگیری از وارد شدن فلز مذاب در طول کشیده شدن فلز مذاب در نظر گرفته می شود . مزیت هر دو نوع ماشین ازماشینهای تحت خلا سبب تخلیه هوا شده و مانع از بوجود آمدن خلل و فرج وفراهم شدن سطح صاف ریختگی بواسطه عدم محبوس شدن هوا درسطح قطعه می باشد در نتیجه فشاراعمالی کمتری بر روی فلز مذاب لازم می باشد و ماشینهایی با نیروی کمتری نیزمی توانند به کار برده شوند و به این علت است که دراثرتخلیه کردن هوای قالب جریان فلز مذاب بصورت خیلی راحت تر و آزادانه تر بوده و بدین ترتیب می توان بخشهای ورود مذاب را نازکتروکوچکتردر نظر گرفته شوند .

۱-۹-۲ فرآیند ریخته گری کوبشی (squeeze casting ) :
این روش یکی از روشهایی است که برای تولید قطعاتی که در واقع از نظر شکل نهایی نزدیک ابعاد نهایی هستند که ابداع آن در سال ۱۹۶۰ در آمریکا بوده است و برای قطعات آهنی و غیر آهنی که بیشتر حالت گرد و کاسه ای شکل دارند به کار برده می شوند . در این روش یک قالب فلزی همانند سمبه و ماتریس داریم که مذاب با حجم مشخص را داخل قالب می ریزیم و لنگه دیگر قالب را روی لنگه پایینی قرار داده و در اثر فشار بر مذاب که بین سمبه و ماتریس قرار گرفته و منجمد

می شود که دمای ریختن مذاب داخل قالب نزدیک درجه حرارت ذوب است و دمای فوق ذوب از C55- 6 بالای خط لیکوئیدوس بوده و فشار اعمالی به مذاب در حدود Mpa 100-55 است و فشار اعمالی برای زمان مشخصی و تا مادامی که قطعه منجمد شود وجود فشار اهمیت دارد و پس از

منجمد شدن فشار قطع می گردد . مدتی که فشار اعمال می شود در حدود S 120- 20 می باشد و بستگی به شکل و ابعاد قطعه دارد . ریخته گری کوبشی که با استفاده از سطح تنگه بزرکتر و پر کردن مسطح و هموار به درون قالب مشخص می شود و همانند ریخته گری تحت فشار در خلا این فرآیند نیز در به حداقل رساندن گازهای محبوس شده و گازهای ناشی از مواد روانساز که در معادله ۲-۱ تعریف شده موثر می باشد .

پر کردن مسطح به گازهای موجود اجازه رهایی از قالب را داده و هواکش های موجود در تمام مدت تزریق فلز باز می باشند . به علاوه سطح راهبار بزرگ باعث اجازه به تشدید فشار باقی مانده در تمام مدت انجماد شده و باعت کاهش انقباضات ناشی از انجماد که در معادله ۱-۱ تعریف شده است می شود هر دو تخلخل های ناشی از محبوس شدن گازها و انقباضات انجماد با استفاده از روش ریخته گری کوبشی کاهش می یابند . این روش دارای مزایایی می باشد که عبارتند از :
۱- استحکام به وزن قطعات بالا می باشد .
۲- راندمان ذوب ۱۰۰ درصد است .
۳- دراثر اعمال فشار قطعه تخلخل گازی نخواهد داشت .
۴- قطعات داری ساختار ظریف تری بوده و خواص مکانیکی خوبی دارد .
۵- در اثر پایین بودن دمای مذاب انقباض ناشی از مذاب را نداریم .
همچنین این روش دارای محدودیت هایی نیز می باشد که به شرح ذیل است .
۱- بیشتر برای قطعات کاسه ای شکل استفاده می شود .
۲- قالبها باید از جنس فولادهای ابزاری گرم کار باشد .

۳- عمر قالب در این روش کمتر می باشد .
۱-۹-۳ فرآیند ریخته گری نیمه جامد (semi solid casting) :
در این روش مذابی را که در اختیار داریم در حال سرد شدن و به هم زدن می باشد و دمایش پایین می آید و شروع به انجماد می کند و تا بیش از ۵۰ % جامد داریم و می تواند سیالیت خود را حفظ کند و جاری شود که این روش را Rheocasting نیز می گویند .
مذابی که وارد قالب می شود چند ویژگی دارد که مذاب هر چه سردتر باشد طبیعتا میزان انقباض کمتر خواهد بود و هر چه مذاب سردتر باشد فرسایش قالب نیز کمتر خواهد بود و مذاب

هر چه دمایش پایین باشد جذب گاز آن کمتر خواهد بود .
یکی از نکاتی که در این روش وجود دارد آن است که وقتی مذاب سرد می شود و در حالت نیمه جامد است و اولین ساختار بوجود آمده دندریتی بوده و در اثر چرخش مذاب دندریت ها شکسته شده و ساختار ما به سمت کروی و هم محور در می آید و سلختار غیر دندریتی است و روی خواص مکانیکی و جدایش تاثیر بسزایی دارد . در این روش دمای شکل دادن پایین است و حفره انقباضی و گازی محدود می شود که می توان به حد صفر رساند .
ریخته گری نیمه جامد هم نیز یکی از پیچیده ترین فرآیند ریخته گری تحت فشار با بی عیبی بالا می باشد که در طول ریخته گری نیمه جامد مایع بطور جزئی و جامد فلزی بطور جزئی مخلوط شده و به داخل قالب تزریق می شود که پر کردن مسطح باعث به حداقل رساندن گازهای محبوس شده همانند ریخته گری کوبشی می شوند و به علاوه انقباضات انجماد بطور گسترده ای کاهش یافته و قسمت اعظم فلز تزریق شده به داخل قالب جامد می باشند . این روش نیز همانند روشهای فوق باعث به حداقل رساندن پارامترهای معادله ۱ – ۱ تعریف شده را در بردارد .
علاوه بر کاهش تخلخل ها این روش سبب ایجاد ریز ساختار بی نظیر تولید شده در طول ریخته گری نیمه جامد شده و خواص مکانیکی ذاتی این ریز ساختار بوجود آمده از این روش عالی تر و بهتر از قطعات ساخته شده به روش ریخته گری تحت فشار مرسوم می باشند . محصولات تولید شده با فرآیندهای ریخته گری تحت فشار با بی نقصی بالا دارای مقادیر جزئی و یا بدون تخلخل می باشند که به علاوه خواص مکانیکی این قطعات باید در مقایسه با ریخته گری تحت فشار مرسوم بهبود یافته است . این فرآیندها کاملا باعث کاهش تخلخل و خلل و فرج شده و عملیات بعدی حرارتی را ممکن می سازد .

۱- ۱۰آلیاژهای مناسب درریخته گری تحت فشار:
۱-۱۰-۱ انواع آلیاژهای مناسب از لحاظ ترکیبی :
درریخته گری تحت فشار همانگونه که در قسمت مقدمه نیز به آن اشاره شد چهار خانواده آلیاژی عمده با استفاده از ریخته گری تحت فشار تولید می شوند که شامل آلیاژهای آلومینیوم ، آلیاژهای روی، آلیاژهای منیزیم و پایه مس می باشند . در ادامه و تکمیل مطالب می توان اشاره نمود که از آلیاژهای سرب و قلع در این روش کمتر و به ندرت استفاده شده و همچنین می توان در بعضی موارد و با در نظر گرفتن تمهیداتی بر حسب مورد حتی آلیاژهای آهنی را توسط فرآیندهای ریخته گری تحت فشار تولید نمائیم .

۱-۱۰- ۲ آلیاژهای مناسب ازلحاظ دامنه انجمادی :
همانطور که اطلاع دارید در اثر سرد شدن مواد مذاب از دمای بالا به دمای پایین دچاریکسری انقباضاتی می شوند که اگر تمهیداتی برای این مسئله در نظر گرفته نشود باعث ایجاد یکسری حفرات انقباضی درقطعات خواهند شد که این مسئله باعث کاهش خواص مکانیکی قطعات شده و هرچه میزان اختلاف دمای بین خطوط لیکوئیدوس وسالیدوس زیاد باشد این عیبوب مشهود تربوده و مشکل سازترمی باشند .
در فرآیند ریخته گری تحت فشار بدلیل عدم وجود سیستم تغذیه گذاری و مذاب رسانی قطعات درحین انجماد باید تا حد امکان از آلیاژهایی که دارای دامنه ی انجمادی کمتری(فاصله واختلاف بین خطوط لیکوئیدوس و سالیدوس کمتر باشد)هستند استفاده نمود که ازاین میان آلیاژهایی که دارای ترکیب یوتکتیکی و یا نزدیک به یوتکتیک می باشند در ریخته گری تحت فشارمناسب تربوده و مشکل ایجاد حفرات انقباضی ناشی ازانجماد کمترمشاهده شده ودر نتیجه تا حد امکان باید از آلیاژهایی که دارای دامنه انجمادی کمتری هستند استفاده نماییم .
درشکل ۱۰-۱یک آلیاژمناسب از لحاظ دامنه انجمادی نشان داده شده است .

۱-۱۱ نقش آکومولا توردرریخته گری تحت فشار(Accumulator ) :
فرآیند ریخته گری تحت فشار (HPDC ) دارای قسمت های مختلفی می باشد که یکی از این قسمت های مهم این فرآیند آکومولاتور می باشد که در ذیل بطور مختصرشرح داده می شود .
همانطور که مستحضر هستید در ریخته گری تحت فشار (HPDC ) از یک سیستم هیدرولیکی که در پشت قسمت محفظه تزریق و پیستون تزریق نصب شده استفاده می شود . این س

یستم هیدرولیکی با استفاه از فشار وارد ه روغن اقدام به هل دادن پیستون کرده و مذاب در داخل محفظه تزریق را به آرامی به سمت جلو هدایت می کند تا مذاب وارد محفظه قالب شود از آنجایی که سیستم های هیدرولیکی (دارای ویژگی سرعت کم و قدرت زیاد) قادر به ایجاد سرعت بالا برای تزریق نیستند از این رو در مدار سیستم هیدرلیکی درماشین دایکاست از یک سیستم آکومولاتور برای جبران این سرعت پایین تزریق استفاده شده که این قسمت وظیفه جبران سرعت ناشی از تزریق را برعهده دارد .
این سیستم آکومولاتور دارای یک مخزن نیتروژنی با فشار خیلی بالا بوده که همین بالا بودن فشارباعث ایجاد سرعت تزریقی بالاتر از سیستم هیدرولیکی می شود . آکومولاتورها به دلایل زیر مورد استفاده قرار می گیرند که شامل :
۱- هنگامی که سیستم نیاز به شار قابل ملاحظه ای در مدت زمان کوتاه داشته باشد .
۲- در مواقعی که سیستمی نیاز به قرار داشتن زیر فشار را داشته باشد .
۳- در موردی که در سیستمی نیاز به فشار بیشتری باشد .
فشارهایی که آکومولاتور بر پیستون تزریق وارد می کند به عواملی نظیر ابعاد قطعه و پیچیدگی قطعه و ضخامت قطعه بستگی دارد که باید از روی این پارامترها فشارآکومولاتور تنظیم گردد .

در شکل ۱۱-۱یک سیستم آکومولاتور و نحوه عملکرد آن در ریخته گری تحت فشار نشان داده شده است .

۱-۱۲ محاسبه زمان پر شدن قالب (Filling time ) :
زمان پر شدن محفظه زمانی است که مذاب از راهباره وارد محفظه می شود تا آنکه تمام زوائد و سربا ره گیرها را پر نماید . محفظه دایکاست نوعا بین ۰/۰۱ تا ۰/۱۵ ثانیه پر می شوند و بعد از پر شدن محفظه زمان فشردن بعدی مذاب به عنوان بخشی از زمان پر شدن محفظه لحاظ نمی

شود و معمولا فشرده مذاب پس از پر شدن محفظه به منظور تغذیه انقباضات ناشی از انجماد انجام می پذیرد.
زمان پر شدن محفظه بر اساس رابطه ی (۳-۱) قابل محاسبه است :
(۳-۱)
t: زمان پر شدن محفظه (sec )
K : ثابت تجربی (sec/in یا sec/mm )
Ti : دمای مذاب در حین ورود به قالب
Tf : مینیمم دمای جریان مذاب (F یا C )
Td :دمای سطح محفظه قالب درست قبل از ورود مذاب (F یا C )
S : درصد جامد مجاز در مذاب در انتهای زمان پر شدن (%)
Z : فاکتور تبدیل واحدها (F/% یا C/% )
T : ضخامت قطعه ریختگی (in یا mm ) می باشند .
درماشینهای محفظه سرد با انتقال مذاب از کوره ی نگهدارنده به محفظه تزریق دما به میزان C 23/3کاهش می یابد و یا توقف مذاب در محفظه تزریق مجددا دما C 5 کاهش می یابد از این رودمای کوره نگهدارنده باید C 3/8 بالاتر از دمای تزریق مذاب باشد .
مینیمم دمای مذاب (Tf ) دمایی ما بین لیکوئیدوس و سولیدوس آلیاژ است و نوعا به سولیدوس نزدیک تر است این دما ، دمایی است که پایین تر از آن مذاب جریان نمی یابد و به عنوان یک جامد عمل می کند .
ثابت تجربی K جهت تنظیم دیگر فاکتورهای دیگر مورد استفاده و تعیین سرعت خروج گرمای مذاب از درون قالب استفاده می شود و لذا به عواملی چون جنس مواد قالب و نوع آلیاژ ریختگی و شرایط سطحی قالب و پوشش قالب بستگی دارد .
بر اساس نتایج تجربی در یک قطعه دایکاست بزرگ (بالای kg 9 ) و ضخامت متوسط ۵/۳ الی ۵/۵ میلیمتر ثابت تجربی K بهتر است به جای ۸۶۶/۰ برابر ۲/۱ باشد . فاکتور S در رابطه ی ۴ درصد حجمی جامدی رانشان می دهد که در شرایط پر شدن قالب به دلیل انتقال ح

رارت به وجود می آید . با درصدهای جامد بین ۱۰-۱۵ سطح قطعه بهتر می شود اما با درصد جامد بالاتر (تا ۵۰درصد) تخلخل قطعه کمتر می شود . به طور کلی در قطعات ضخیم می توان فاکتورS بالاتری انتخاب کرد در حالی که در قطعات نازک مقادیر پایین تر S بهتر عمل می کند .
در مورد تعیین ضخامت قطعه ریختگی متداول آن است که ضخامت نوعی قطعه بر مبنای قسمت های ضخیم و نازک و میزان پراکندگی آنها انتخاب شود . در شرایطی که قطعه

قسمت نازکی داشته باشد که دورترین منطقه نسبت به راهباره باشد ضخامت این قسمت به عنوان فاکتور ضخامت در معادله ی زمان پر شدن انتخاب می شود . در شرایطی که نازکترین بخش قطعه در کنار راهباره و ضخیمترین بخش آن نسبت به راهباره دورترین فاصله را داشته باشد از ضخامت نوعی استفاده می شود . درغیراین حالات ضخامت متوسط در معادله ی زمان پر شدن قالب قرار داده می شود .
۱-۱۳محاسبه نیروی بسته نگه داشتن قالب حین تزریق :
فشارهایی که در ریخته گری تحت فشار در فلز مذاب به وجود می آیند مستلزم داشتن تجهیزات ویژه جهت بسته نگه داشتن قالب می شود تا از فشاری که برای باز کردن قالب در طی تزریق به وجود می آید که باعث پاشیدن فلز ازسطح جدا کننده قالب می شود اجتناب شده و تلرانسهای ابعاد قطعه ریختگی تضمین می گردد .
قالب های دایکاست اساسا به صورت دو تکه ساخته می شوند که یک نیمه قالب به کفشک ثابت (طرف تزریق) و نیمه دیگر به کفشک متحرک (طرف بیرون انداز) بسته می شود و قسمت متحرک قالب بوسیله ماشین روی خط مستقیم به عقب و جلو می رود و به این ترتیب قالب دایکاست باز و بسته می شود بسته نگه داشتن هر دو نیمه قالب طی تزریق بسته به طراحی ماشین ریخته گری تحت فشار با روش های مختلفی صورت می گیرد .
یک روش اتصال نیرواست که صرفا از طریق اعمال یک نیروی هیدرولیکی بر کفکش متحرک بوجود می آید و روش دیگر عبارت است از اتصال با فرم که به کمک قفل و بندهای مکانیکی صورت می گیرد که درهر دو مورد یک نیروی بسته نگهدارنده FZ ایجاد می گردد که با نیروی به وجود آمده باز کننده FS در قالب دایکاست مقابله می کند . نیروی باز کننده نتیجه فشار تزریق است که هنگام پر کردن قالب ایجاد می گردد برای این منظور نیروی فشاری که بوسیله ماشین ریخته گری تحت فشار پیستون مذاب را به جلو می راند تعیین کننده است و از نیروی فشار و سطح پیستون مقدار فشار موثر بدست می آید که این فشار موثرکه در فلز مذاب تشکیل می گردد ، سعی در باز کردن قالب دارد .
سطح موثر(تصویر سطح تزریق بر روی سطح قالب دایکاست) که به آن سطح باز کننده AS گفته می شود که این سطح عبارت است از مجموع تصاویر سطوح قطعه ریختگی مورد نظر وگلویی و راهگاه و همچنین پیستون مذاب می باشد . نیروی باز کننده FS که به سطح باز کننده قالب AS که از داخل به قالب فشار وارد می کند طبق رابطه (۴-۱) برابر است با :

۴-۱۵ FS = AS . Pg
نیروی باز کننده FS = (N)
AS = (cm2) سطح باز کننده

فشار تزریق به Pg = (N/cm2)
اصولا این شرط در نظر گرفته می شود که بایستی نیروی بسته نگهدارنده بزرگتراز نیروی باز کننده قالب باشد تا از باز شدن قالب طی تزریق جلوگیری شود و به طور کلی برای این منظور یک ضریب اطمینان ۲۵-۱۰ درصد در نظر گرفته می شود که طبق رابطه (۵-۱) برابر است با :
(۵-۱) FZ = 1.1- 1.25 FS
با توجه به اینکه نیروی بسته نگهدارند قابل دستیابی دریک ماشین ریخته گری تحت فشار یک کمیت ثابتی می باشد ، مقدار آن عملا مرز بالایی از محدوده توانمندی سیستم را نشان می دهد.