تشکیل حباب در ریخته گری تحت فشار نیمه جامد آلیاژهای آلومینیوم و راه های جلوگیری از آن

قیمت: 45,000 تومان

دانلود رایگان مقاله

خرید ترجمه مقاله

عنوان فارسی

تشکیل حباب در ریخته گری تحت فشار نیمه جامد آلیاژهای آلومینیوم و راه های جلوگیری از آن

عنوان لاتین

Blistering in semi-solid die casting of aluminium alloys and its avoidance

ریخته گری تحت فشار در حالت نیمه جامد آلیاژهای آلومینیوم با کسر جامد نسبتا بالا (کسر جامد 5/0 تا 7/0) می تواند برای تولید قطعات صنعتی با کیفیت بالا مورد استفاده قرار گیرد. با این وجود، تشکیل حباب های سطحی حین عملیات حرارتی انحلال می توانند ایجاد مشکل نمایند و به گازهای به دام افتاده ناشی از هوا یا روانسازهای سوخته شده بپیوندند. در اینجا ساز و کار تشکیل حباب ها مطرح شده است. عدد رینولدز در لایه های سطحی جریان نیمه جامد مورد بررسی قرار گرفته است تا رابطه بین قطر هیدرولیکی و سرعت جریان برای دماهای مختلف دوغاب بدست آید. فرضیه این است که برخی جریان های ناپایدار در جبهه جریان وجود دارد، حتی جاییکه ماهیت کلی جریان آرام باشد، منجر به حبس شدگی می شود. یافته های مهم به این صورت است که اگر عدد رینولدز در برابر دما ترسم شود، ابتدا شاهد کاهش و سپس افزایش آن خواهیم بود. موقعیت این کمینه بستگی به نسبت نرخ پر شدن بر قطر هیدرولیک (v/D) دارد. بنابراین یک "نقطه مطبوع " از لحاظ درجه حرارت (از نظر کسر مذاب)، سرعت جریان و قطر هیدرولیک (از نظر طراحی قالب) وجود دارد که در آن جبهه جریان بیشترین پایداری را دارد و منجر به بیشترین مقاومت در برابر تشکیل حباب می شود. این امر در تضاد با دانش معمول است که اشاره بر این داشت که کسر مذاب کمتر منجر به پایدارترین جبهه جریان خواهد شد. توضیح منطقی برای این مورد این است که ذرات در کسر نسبتا پایینی از مذاب بافشار وارد شده اند. نتایج آزمایشگاهی با استفاده از آلیاژ آلومینیوم s319 به عنوان نمونه آزمایش و یک قالب که دارای سطح مقطع ابعادی متفاوتی است، ارائه شده است و به فرضیه اعتبار بخشیده است.

Semi-solid die casting of relatively high solid-fraction aluminum alloys (0.5e0.7 fraction solid) can be used for the production of high quality industrial components. However, surface blistering during solution heat treatment can still be a problem and is associated with the entrapment of gas whether from air or from burned lubricant. Here the mechanism for formation of blisters is presented. The Reynolds number in the surface layer of the semi-solid flow is then analysed to obtain the relationships with hydraulic diameter and flow velocity for different slurry temperatures. The hypothesis is that it is some flow instability at the flow front, even where the overall nature of the flow is essentially laminar, which is leading to the entrapment. The crucial finding is that if the Reynolds number is plotted against temperature there is a decrease followed by an increase. The position of this minimum is dependent on the ratio of fill velocity to the hydraulic diameter, v/D. Thus there is a ‘sweet spot’ in terms of temperature (i.e. fraction liquid), flow velocity and hydraulic diameter (i.e. die design) where the flow front has the maximum stability, giving maximum resistance to blister formation. This is in contrast with conventional wisdom which would suggest that low fractions liquid would give the most stable flow front. A rationale for this is presented in terms of the particle crowding at the relatively low fraction of liquid. Experimental results with aluminium alloy 319s as an exemplar, and a die which has varying cross sectional dimensions, are presented and validate the hypothesis.