فهرست مطالب

١)مبرد چیست؟

١)نکاتی در مورد استفاده از مبرد

مبردها موادی با نفوذ گرمایی بسیار بالاتر نسبت به مواد قالب هستند که:

با افزایش سرعت انجماد در دیواره یا موضعی که قرار گرفته‌اند؛

با ایجاد انجماد جهت‌دار از قطعه به تغذیه ؛

با تسریع نسبی در زمان انجماد قطعه ؛

با تسهیل شرایط تشکیل جببهه انجماد و انجماد پوسته‌ای؛

راندمان و برد تغذیه را افزایش می‌دهند.

نکته حائز اهمیت در تعریف مبرد CHILL افزایش موضعی سرعت انجماد نسبت به سایر قسمت‌های قالب است و از این رو استفاده از یک قالب فلزی (ریژه) نمی‌تواند مشمول تعریف مبرد گردد. در این قالب‌ها نیز با استفاده از مواد با نفوذ گرمایی بالاتر (نظیر مس) عبور موضعی آب (آبگرد) ضخیم کردن قسمتی از قالب نسبت به سایر قسمت‌ها می‌توان به نوعی مبرد دست یافت.

 


مبردها با ایجاد شیب دمایی بیشتر، انجماد را جهت داده و از این رو به ویژه در آلیاژهای با انجماد خمیری برد تغذیه را افزایش می‌دهند، علاوه بر آن در تمام آلیاژها نیز می‌توان با استفاده از مبرد و یا لایه‌بندی (عایق بندی قسمتی از قالب) جهت انجماد را تنظیم و حتی تعداد تغذیه را کاهش داد و در شکل 10 تاثیر مبرد را کاهش تعداد تغذیه نشان داده شده است.

مبرد


مبرد

با توجه به شکل 10 مشخص می‌گردد که یکی از مهم‌ترین موارد استعمال مبردها، سرد کردن سریعتر قسمت‌هایی از قطعه است که امکان تغذیه‌گذاری نداشته ، در ضمن خود نیز منطقه گرم محسوب می‌شوند(شکل 11) مبردها با کاهش مدول انجماد قطعه باعث می‌شوند که مدول انجماد تغذیه لازم نیز کاهش یابد.

باید توجه داشت مبردها عملا نمی‌توانند موجب حذف تغذیه شوند، زیرا به هر حال انقباض نهایی قطعه برابر  است که باید جبران شود. از طرف دیگر باید خاطرنشان ساخت که افزایش توان تبریدی قالب موجب می شود که قسمت بیشتری از آلیاژ در جریان بارریزی و پر شدن قالب سرد یا مجمد  شود و با ایجاد انجماد جهت‌دار به سمت راهباره کسری خود را جبران نمود. این پدیده در مورد ضخامت نازک و ریخته‌گری قطعات کوچک در قالب ریژه صادق است.

مبردها عموما از موادی نظیر مس، فولاد، گرافیت و آلومینیوم انتخاب می‌شوند. مبرد ممکن است در داخل محفظه قالب و یا در دیواره آن به کار رود که در این حال مبرد داخلی internal chill و یا مبرد خارجی external chill نامیده می‌شوند.

به طور کلی دو نوع مبرد وجود دارد که عبارتند از:

1-                    مبردهای خارجی

2-                    مبردهای داخلی

مبردهای خارجی، در دیواره قالب در فصل مشترک قالب- فلز قرار می‌گیرند. در حالی که مبردهای داخلی در داخل محفظه قالب جاگذاری می‌شوند.

مبردهای خارجی: مبردهای خارجی، معمولا قطعات فلزی از جنس فولاد، چدن یا مس می باشند که در قسمت‌های مورد نظر در قالب قرار می‌گیرند تا سرعت انجماد مذاب را در آن نقطه‌ها افزایش دهند. این نوع مبرد اشکال استاندارد دارند و یا در حالت‌های خاص ممکن است متناسب با قطعه تعبیه شوند. ابعاد مبرد، بر اساس سرعت سرد شدن مورد نیاز، تعیین می‌گردد.

شکل 13 چند مثال ساده استفاده از مبردهای خارجی را نشان می‌دهد.

مبرد

در برخی موارد به منظور تقویت اثر مبرد ممکن است از مواد مختلفی همراه مبرد استفاده شود. مثال ساده در این مورد، در شکل 14 نشان داده شده است.

در این مثال برای هر چه بهتر شدن انجماد، از مبرد همراه با ذرات خرد شده مگنزیت و کاربید سیلیسیم استفاده شده است.

مبرد


شکل 14

اثر مبردهای خارجی را می‌توان به صورت زیر خلاصه نمود.

1-                    شیب دمایی را اصلاح می‌کنند.

2-                    باعث ایجاد انجماد جهت‌دار می‌شوند.

3-                    مکهای میکروسکوپه و ماکروسکوپه را کاهش می‌دهند.

4-                    حجم و تعداد تغذیه را کاهش می‌دهند.

5-                    میزان عیوب و دور ریز قطعات را می‌کاهند.

6-                    قیمت تمام شده قطعه را به طور قابل توجهی کاهش می‌دهند.

نکاتی در مورد چگونگی استفاده از مبرد

1-                 مبردها باید کاملا خشک شده باشند. در غیر این صورت، رطوبت خود، باعث ایجاد مکهای زیادی می‌شود.

2-         مبردها معمولا با یک ماده نسوز مانند سیلیسیم یا دیگر مواد پوشش داده می‌شوند. این لایه نسوز باید قبل از استفاده مبرد کاملا خشک شده باشد.

3-         در هنگامی که از مبرد در قالب های ماسه تر استفاده می‌شود، اگر فاصله زمانی بین قالب‌گیری و بارریزی طولانی باشد، رطوبت موجود در ماسه جذب سطح مبرد می‌شود. برای جلوگیری از این مساله، می‌توان مبرد را قبل از جاگذاری در قالب، پیشگرم نمود و یا فاصله زمانی بین ساخت قالب و بارریزی را کوتاه کرد.

4-                 از مصرف مبردهایی که دارای ترک‌ مویی در سطح هستند باید خودداری شود.

5-         در صورتی که ضخامت مبرد خیلی کم باشد اثر تبریدی کافی نخواهد داشت. از طرف دیگر، استفاده از مبردهای ضخیم نیز مشکلاتی را در قالب گیری ایجاد می‌کند و برای برخی آلیاژها مانند چدن‌هی خاکستری و نشکن، باعث می‌شود ساختمان قطعه به صورت موضعی، سخت و شن شود. به طور تجربی ضخامت مبرد باید بین 3/2 تا 2/1 ضخامت قطعه ریختگی باشد.

مبردهای داخلی : مبردهای داخلی در داخل محفظه قالب (در داخل قطعه ریختگی) در مکانی که امکان استفاده از مبردهای خارجی نباشد، مورد استفاده قرار می‌گیرد.

همچنین این گونه مبردها بیشتر در قسمت‌هایی که بعدا ماشینگاری یا سوراخ می‌شوند، به کار می‌روند. جنس  این مبردها معمولا از جنس خود قطعه ریختگی انتخاب می‌گردند تا اولا: یکنواختی ترکیب در قطعه ریختگی حفظ شود. ثانیا: با ذوب مقداری از سطح مبرد اتصال خوبی بین مبرد و قطعه به وجود آید. شکل 15 چند نوع مبرد داخلی را نشان می‌دهد .

انواع مبرد

استفاده از مبردهای داخلی نسبت به مبردهای خارجی، بحرانی‌تر می‌‌باشد. لذا علاوه بر نکاتی که در مورد مبردهای خارجی گفته شد باید به موارد زیر نیز توجه کرد.

1-              مبردها در داخل قعه نباید ذوب شوند چرا که جریان مذاب نتواند آنها را جابجا نماید.

2-              مبردها در داخل قطعه نباید ذوب شوند چرا که نقاط ضعیف و یا خواص کم، در قطعه ایجاد می‌کنند.

3-       تمیزی مبرد بسیار مهم است، چون کاملا با فلز مذاب احاطه خواهد گردید و کمترین گاز تولید شده، نمی‌تواند به بیرون راه یابد. لذا مبرد باید کاملا زنگ زدایی شده و اکسیدها تمیز شده باشند. پیشگرم کردن مبرد، در این مورد بسیار موثر است. در این صورت سطح مبرد کاملا خشک می‌شود و از آلودگی‌هایی نظیر روغن مبرا می‌گردد.

4-              مبرد ممکن است خواص مکانیکی قسمتی از قطعه را که در آن نقطه جاگذاری شده، تغییر دهد.

5-       ترکیب شیمیایی مبرد باید تقریبا معادل قطعه ریختگی باشد. مثلا برای ریخته‌گری فولاد  یا فلزات غیر آهنی نمی‌توان از مبردهای داخلی چدنی استفاده کرد.

6-       در مورد فلزات با نقطه ذوب پایین، استفاده از مبردهای داخلی محدود می‌باشد زیرا این گونه فلزات قادر به ذوب سطحی مبردها نیستند و در نتیجه، پس از انجماد مذاب و سرد شدن قطعه، اتصال مناسب و محکمی بین مبرد و قطعه ریختگی، به وجود نمی‌آید.

منبع:بانک اطلاعات متالورژی

(metallurgybank.persianblog.ir)


نوشته شده در تاريخ ۱۳۸۸/٩/٢ توسط رضا علیزاده-سید محمد درودی
.: Weblog Themes By Blog Skin :.

اسلایدر