بررسی اثر سرعت ورود مذاب به محفظه قالب بر سلامت و خواص مکانیکی

مذاب منیزیم در مجاورت هوا سریعا" اکسید شده و موجب تشکیل فیلم سطحی اکسیدی بر روی مذاب می شود، در نتیجه هرگونه تلاطم سطحی در ریخته گری منیزیم، منجر به ورود لایه های اکسیدی جامد به داخل مذاب میشود. کمبل نشان داد که برای هر فلز در حالت مذاب یک سرعت بحرانی وجود دارد که در بالاتر از آن تلاطم سطحی ایجاد می شود]1[. در این تحقیق با بررسی اثر سرعت ورود مذاب به قالب (تلاطم سطحی) بر روی خواص مکانیکی آلیاژ ریختگی منیزیمAZ91C ، ارتباط مورفولو‍ژی مذاب ورودی به قالب و چگونگی رفتار جریان مذاب در قالب در سرعت های اولیه مختلف بررسی شد. تغییر سرعت مذاب در لحظه ورود به قالب توسط تغییر سطح مقطع راهباره در یک قالب کف ریز ایجاد شد. سپس به منظور مشاهده و مقایسه توزیع عیوب و وسعت منطقه حفرات انقباضی ( منطقه گرم) ناشی از جهت نامناسب انجماد، صفحات ریخته شده رادیو گرافی شدند. برای مشاهده مستقیم جریان مذاب از تکنیک شیشه گذاری و تصویر برداری از جریان مذاب در سیستم راهگاهی و حفره قالب استفاده گردید. آزمایش خمش سه نقطه ای برای مقایسه خواص مکانیکی صفحات ریخته شده در سرعت های مختلف و در جهت افقی انجام گردید. سطح شکست نمونه های انتخاب شده از آزمایش خمش توسط میکروسکپ الکترونی آزمایش شدند. نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که سرعت مذاب در لحظه ورود به قالب اثر مهمی بر خواص مکانیکی و عملکرد قطعات ریختگی دارد، به گونه ای که با کاهش سرعت به کمتر از سرعت بحرانی، تلاطم سطحی مذاب کاهش می یابد، لذا می توان انتظار خواص استحکامی بهتری را داشت. با دقت در تصاویر مربوط به ورود مذاب به قالب ملاحظه می شود که مورفولوژی مذاب ورودی به محفظه قالب در سرعت های کمتر از m/s 3/0 بصورت لایه ای و در سرعت های حدود m/s 5/0 به قارچی شکل و در سرعت های بالاتر ، تبدیل به مورفولوژی فواره ای می شود. بنابراین در صورتیکه ریخته گری مذاب منیزیم در سرعت کمتر از 3/0 انجام شود ، قطعات سالم تولید خواهد شد. تلاطم سطحی و وجود منطقه گرم در قالب های کف ریز ناشی از جهت نامناسب انجماد، سبب کاهش خواص مکانیکی می شوند، لیکن تاثیر تلاطم سطحی در این کاهش به مراتب بیشتر از منطقه گرم می باشد. بعلاوه خواص مکانیکی نمونه ها با فاصله گرفتن از راهباره و کاهش تلاطم بهبود می یابد.