6135

6135

بررسي انواع طراحي هاي سيستم راهگاهي بر الگوي جريان مذاب در ريخته گري قطعات استوانه توخالي چدن خاكستري

كارشناسي ارشد

ريخته گري

فروردين ماه 1393

فروردين ماه 1393

دكتر مهدي ديواندري – دكتر سيد محمد علي بوترابي

مواد و متالورژي

چكيده با توجه به پيشرفت رايانه¬ها و شبيه¬سازي در ريخته¬گري، استفاده از آنها جاي سعي و خطا در توليد قطعات ريختگي را گرفته است. مزاياي شبيه¬سازي در ديدن نحوه پرشدن قالب و انجماد قطعه، كاهش هزينه و زمان توليد، افزايش راندمان توليد قطعات ريختگي و افزايش اطمينان¬پذيري قطعات است. در تحقيق حاضر ابتدا رفتار سيالاتي سيال توسط سه نرم¬افزار تجاري شبيه¬سازي ProCAST 2013، NovaFlow&Solid CV 4.6 و AnyCasting 4.2 در سيستم¬هاي راهگاهي تك¬راهباره و چندراهباره مورد بررسي قرار گرفت و پس از اعتبارسنجي سيالاتي، بهترين نرم¬افزار انتخاب شد و اعتبارسنجي حرارتي صورت گرفت. پس از آن تاثير زمان و دماي بارريزي بر انجماد شامل مدول حرارتي چورينف، شيب دمايي و گراديان حرارتي بررسي شد. سپس براي شش قطعه¬ با مدول¬هاي 4، 12 و 24 ميلي¬متر، كه به شماي كلي رينگي و لوله¬اي انتخاب شدند و سيستم¬هاي راهگاهي مختلفي طراحي و مقايسه شدند. نتايج سيالاتي نشان داد كه نرم¬افزار ProCASTدر طراحي¬هايي كه مذاب همراه با سقوط اندكي از مذاب است نتايج بهتري را با واقعيت دارد و در طراحي هايي كه مذاب كاملا با سقوط آزاد مذاب است مانند سيستم-هاي سرريز نرم¬افزارهاي NovaFlow و AnyCasting نتايج بهتري به همراه خواهد داشت. بر اساس نتايج، رسانش گرمايي ماسه عامل اصلي در انتقال حرارت ريختگي ماسه است و مقدار ضريب انتقال حرارت بين ماسه و مذاب W/m.K¬2000 است. استفاده از زمان كوتاه¬تربارريزي، مدول چورينف را كاهش و شيب حرارتي راافزايش و باعث شروع سريعتر انجماد شده و دماي ماسه را نيز كمتر گرم خواهد كرد. دماي بارريزي كمتر نيز، شيب حرارتي را افزايش مي¬دهد. رفتار سيالاتي سيستم¬هاي راهگاهي مختلف كف¬ريز و سرريز بررسي شدند و يافته شد كه حركت رو به بالاي مذاب در صورت ورود سرعت ذوب زير m/s1 بهترين طراحي خواهد بود و براي توزيع يكنواخت و ايده آل ذوب در قالب، بايد هر راهبار به دو راهباره در دو طرف خود مذاب رساني كند. راهباره¬هاي يكپارچه قادر به توزيع يكنواخت ذوب نخواهند بود و همچنين امكان توزيع يكنواخت در راهبارهاي عمودي فقط در سيستم¬هاي راهگاهي فشاري وجود دارد كه باعث سقوط آزاد مذاب خواهد شد. با مقايسه بين راندمان¬هاي ريخته¬گري، طراحي¬هاي كف¬ريز قابل رقابت با طراحي¬هاي سرريز هستند ولي استفاده از طراحي¬هاي كف¬ريز صحيح، امكان توليد قطعاتي با كيفيت و اطمينان بالاتر وجود خواهد داشت. واژه‌هاي كليدي:راندمان توليد و ريخته¬گري، شبيه¬سازي، سيستم راهگاهي، زمان و دماي بارريزي، ProCAST