İndi qum tökmələrinin istehsal oluna biləcəyi ölçü dəqiqliyi investisiya tökmələrinə yaxınlaşdı. 3-D qum çap texnologiyaları qəliblərin və özəklərin ölçü dəqiqliyini xeyli yaxşılaşdırdı, lakin investisiya tökmələri bir yana qalsın, adi qum tökmələrinin səth hamarlığına uyğun gəlmədi.
İnvestisiya tökmə əla xüsusiyyət həlli və ölçü dəqiqliyi ilə çox hamar hissələri təmin edir. 3-D çap edilmiş qum qəlibləri və özəkləri, proses həm ölçülü, həm də səth tələblərinə cavab verə bilsə, investisiya tökmə üçün sərfəli alternativ təmin edə bilər.
Döküm məmulatları sahəsində bir çox dəyişiklik və təkmilləşdirmələr aparılsa da, qum bir qədər sabit qalan yeganə materialdır. Qazma və yuyulduqdan sonra, tələb olunarsa, tökmə qumları fərdi və ya iki gözlü qruplara təsnif edilir və saxlanılır. Onlar tökmə zavodunun müştərisinə göndərilmək üçün normal paylamalara birləşdirilir. Çoxlu müxtəlif şaxta paylamaları olmasına baxmayaraq, oxşar paylanmalarda oxşar AFS-dənəli incəlik nömrəli qum verilir. Səthi bitirmə tökmə keyfiyyət spesifikasiyalarının tərkib hissəsidir. Dökümlər üzərində kobud daxili səth bitirmələri həm mayelər, həm də yüksək sürətli qazlar üçün səmərəliliyin itirilməsinə səbəb ola bilər. Turbokompressor və suqəbuledici manifold komponentləri üçün belədir. Şimali Ayova Universiteti tökmə üçün səthin hamarlığına təsir edən qəlib materialının xüsusiyyətlərini araşdırır. Tədqiqat alüminium tökmələri üzərində aparılıb, lakin nüfuzetmə və ya əridilmiş qum qüsurları kimi qüsurlar nümayiş etdirməyən qara ərintilərdə tətbiqi və aktuallığı var. Tədqiqat qum incəliyi, material növü və odadavamlı örtük seçimi kimi qəlibləmə mühitinin xüsusiyyətlərinin təsirini araşdırır. Layihənin məqsədi qum tökmə hissələrində investisiya tökmə səthinin bitirilməsini həyata keçirmək idi.
Keçiricilik və Səth Sahəsi Nəticələri
AFS keçiriciliyi 10 sm suyun başındakı standart nümunədən məlum hava həcminin keçməsi üçün lazım olan vaxt kimi müəyyən edilir. Sadəcə olaraq, AFS keçiriciliyi məcmu taxıllar arasında havanın keçməsinə imkan verən açıq boşluqların miqdarını təmsil edir. Materialın GFN-i 80 GFN-ə qədər keçiriciliyi əhəmiyyətli dərəcədə dəyişir, burada tendensiya bərabərləşir.
Məlumatlar göstərir ki, eyni səth pürüzlülüyü müxtəlif sürətlərdə istənilən hissəcik forması ilə əldə edilə bilər. Sferik və dairəvi taxıl materialları bucaqlı və altbucaqlı aqreqatlarla müqayisədə tökmə hamarlığını sürətləndirilmiş sürətlə yaxşılaşdırır.
Qallium Əlaqə Bucağı Nəticələri
Birləşdirilmiş qəlibləmə aqreqatlarının maye qallium testindən istifadə edərək maye metal ilə nisbi ıslanma qabiliyyətini ölçmək üçün təmas bucağı ölçmələri aparılmışdır. Seramik qumlar ən yüksək təmas bucağına malik idi, sirkon və olivin isə oxşar aşağı təmas bucağına sahib idi. Qallium bütün qum səthlərində hidrofobik davranış nümayiş etdirdi. Bütün nümunələr üçün oxşar AFS-GFN istifadə edilmişdir. Nəticələr göstərir ki, qum növləri üçün təmas bucağı əsas materialdan çox, ikinci dərəcəli oxda göstərildiyi kimi məcmu taxıl formasından çox asılıdır. Keramika qumları ən yuvarlaq formaya, olivin qumları isə yüksək bucaqlı formaya malik idi. Baza aqreqatının səthi nəmləndirilməsi tökmə səthinin bitməsində rol oynaya bilsə də, sınaq seriyasında təmas bucağının ölçülməsi diapazonu taxıl formasına tabe idi.
Test Dökümlərindən Səthi Kobudluq Nəticələri
Səth pürüzlülüyünün nəticələri kontakt profilometrindən istifadə edərək ölçüldü. Üç ekranlı 44 GFN silisiumdan dörd ekranlı 67 GFN silisiumuna qədər səthin hamarlığında əhəmiyyətli irəliləyiş oldu. 67 GFN-dən yuxarı dəyişikliklər paylama genişliyindəki dəyişkənliyə baxmayaraq səth pürüzlülüyünə təsir göstərməmişdir. 185 RMS həddi müşahidə edilir.
101 və 106 GFN materialları arasında hamarlıqda böyük inkişaf müşahidə oluna bilər. 106 GFN qumunun ekran paylanmasında 17%-dən çox 200 mesh materialı var. İki ekranlı 115 və 118 GFN materialları hamarlığın azalması ilə nəticələndi. 143 GFN qumu 106 GFN sirkonuna oxşar oxunuşlarla nəticələndi. Eşik dəyəri 200 RMS-dir.
Hissəciklərin paylanmasının daralmasına baxmayaraq, dörd ekranlı 49 GFN xromitdən üç ekranlı 73 GFN xromitə qədər səthin hamarlığının davamlı yaxşılaşması müşahidə edildi. 73 GFN xromitdə 49 GFN ilə müqayisədə 140 mesh ekranın saxlanmasında 19% artım müşahidə edildi. Oxşar taxıl incəlik nömrələrindən asılı olmayaraq üç ekranlı 73 GFN-dən dörd ekranlı 77 GFN xromit qumlarına qədər tökmə hamarlığında əhəmiyyətli artım göstərildi. 77 GFN və 99 GFN xromit materialları arasında hamarlıqda heç bir dəyişiklik müşahidə edilməmişdir. Maraqlıdır ki, iki qum 200 mesh ekranda çox oxşar saxlama qabiliyyətini bölüşdü. Eşik dəyəri 250 RMS-dir.
Daha dar paylanmaya baxmayaraq, tökmə hamarlığında 78 GFN olivinindən 84 GFN olivininə qədər əhəmiyyətli irəliləyiş var. 140 mesh ekranda 15% tutma artımı 84 GFN olivinində göründü. 84 və 85 GFN olivin arasında əhəmiyyəti var. 85 GFN olivin hamarlığı 50 artırdı. 85 GFN olivin 200 mesh ekranda demək olar ki, 10% saxlama ilə üç ekranlı qumdur, 84 GFN olivin isə sadəcə iki ekranlı materialdır. 85 GFN olivinindən 98 GFN olivininə qədər hamarlığın davamlı yaxşılaşması müşahidə oluna bilər. Ekran paylanması 200 mesh ekranda 5% saxlama artımını göstərir. 98 GFN-dən 114 GFN olivinə qədər 200 mesh tutma nisbətinin təxminən 7% artmasına baxmayaraq, heç bir dəyişiklik müşahidə edilmədi.
244 RMS eşik dəyəri müşahidə edilə bilər.
Keramika nüvələrindən alınan tökmələr üçün səth pürüzlülüyünün nəticələri 32 GFN və 41 GFN materialları arasında bir qədər yaxşılaşma olduğunu göstərir. 41 GFN qumunda 70 mesh ekranın saxlanmasında 34% artım müşahidə edildi. 41 GFN və 54 GFN keramika arasında hamarlıqda əhəmiyyətli artım müşahidə edildi. 54 GFN materialı 41 GFN materialı ilə müqayisədə 100 mesh ekranda 19% daha çox saxlama qabiliyyətinə malikdir. Bu təkmilləşdirmə 54 GFN materialında paylanmanın daralmasına baxmayaraq baş verdi. Keramika nəticələrində ən böyük təsir 54 GFN və 68 GFN qumları arasında görüldü. 68 GFN qumu, paylanmanı genişləndirən 140 mesh ekranda 15% daha yüksək tutma qabiliyyətinə malikdir. 140 mesh ekranda 40%-dən çox saxlama artımına baxmayaraq, 68 GFN və 92 GFN materialları arasında az irəliləyiş müşahidə edildi. Eşik dəyəri 236 RMS-dir.
3-D çap edilmiş qumların yaratdığı səthlər eyni aqreqatdan istifadə edərək döyülmüş qum səthindən əhəmiyyətli dərəcədə kobuddur. XY oriyentasiyasında çap edilmiş nümunələr ən hamar test tökmə səthini təmin etdi, XZ və YZ oriyentasiyasında çap olunan nümunələr isə ən kobud nəticə verdi.
Sıxılmış silisium örtülməmiş 83 GFN silisium qumu 185 RMS kobudluq dəyəri ilə nəticələndi. Dökümlər daha hamar görünsə də, odadavamlı örtüklər profilometrlə ölçülən səth pürüzlülüyünü artırdı. Alkoqol əsaslı alüminium örtüyü ən yaxşı performans göstərdi, spirt əsaslı sirkon örtüyü isə ən yüksək pürüzlülüklə nəticələndi. 83 GFN 3-D çap nümunələri əks effekt göstərdi. Örtülməmiş nümunə XY-nin ən əlverişli oriyentasiyasında çap edilərkən, örtülməmiş nümunə 943 RMS tökmə pürüzlülüyünü nümayiş etdirdi. Örtüklər səthi 339-dan 488 RMS-ə qədər, örtülməmiş səthdən əhəmiyyətli dərəcədə hamarladı. Göründüyü kimi, örtülmüş qumların səthinin bitməsi substrat qumunun pürüzlülüyündən bir qədər müstəqildir və çox dərəcədə odadavamlı örtüyün formalaşdırılmasından asılıdır. 3-D çap edilmiş qum, daha kobud bir səthlə başlasa da, odadavamlı örtüklərin istifadəsi ilə əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırıla bilər.
Nəticələr
Hal-hazırda mövcud qəlibləmə aqreqatları 200 RMS mikrodüymdən az səth pürüzlülük dəyərlərinə nail olmaq qabiliyyətinə malikdir. Bu dəyərlər investisiya tökmələri ilə əlaqəli dəyərlər daxilində bir qədərdir. Test edilmiş materiallar üçün hər biri artan məcmu AFS taxıl incəliyi ilə tökmə pürüzlülüyündə azalma nümayiş etdirdi. Bu, eşik dəyərinə qədər olan bütün materiallar üçün doğru idi, bu zaman artan AFS-GFN ilə tökmə pürüzlülüyündə əlavə azalma müşahidə edilmədi. Bu, əvvəllər aparılmış araşdırmalarla dəstəkləndi.
Bütün material qruplarında AFS-GFN-nin təsiri həm hesablanmış səth sahəsinə, həm də məcmu keçiriciliyə görə ikinci dərəcəli olmuşdur. Keçiriciliyin sıxılmış qumun açıq sahələrini təsvir etdiyi düşünülsə də, səth sahəsi qumun ekran paylanmasını və müvafiq miqdarda incə hissəcikləri daha yaxşı təsvir edir. Həm keçiricilik, həm də səth sahəsi tökmə səthinin hamarlığı ilə birbaşa əlaqəli idi. Qeyd etmək lazımdır ki, bu, forma qrupu daxilindəki aqreqatlar üçün doğru idi. Bucaqlı və altbucaqlı aqreqatlar yüksək səth sahələrinə malik olsalar da, onların keçiriciliyi yüksək idi və açıq səthə işarə edirdi. Sferik və dairəvi aqreqatlar aşağı keçiriciliyi yüksək səth sahəsi ilə birləşdirən ən hamar səthlər nümayiş etdirdi.
Əvvəlcə maye metal və birləşdirilmiş aqreqat arasındakı təmas bucağı ilə ölçülən səthin nəmləndirilməsinin nəticədə tökmə səthinin bitməsində mühüm amil olduğuna inanılırdı. Oxşar AFS-GFN-də müxtəlif materiallarda təmas bucağının tökmə pürüzlülüyünə mütənasib olmadığı göstərilsə də, taxıl formasının əsas amil olduğu təsdiqləndi. Təmas bucağı ilə tökmə səthinin pürüzlülüyü arasında əlaqənin olmaması taxıl formasının səth pürüzlülüyünə əsas təsir kimi görünməsi ilə izah edilə bilər. Müxtəlif materialların təmas bucağına yalnız materialın nəmləndirilməsindən daha çox taxıl forması və nəticədə səthin hamarlığı təsir göstərməsi ehtimalı var.
Bütün ölçmə alətlərində olduğu kimi, sınaq metodunun artefaktları nəticələrə müəyyən dərəcədə təsir göstərə bilər. Döküm pürüzlülüyünün artması, vizual olaraq odadavamlı örtük tətbiqi ilə dökümlər daha hamar görünsə də, örtüklərlə yaradılmış zirvələrin və dərələrin forması ilə bağlı ola bilər. Tərif və ölçüyə görə odadavamlı örtüklər yalnız örtülməmiş nümunələr üzərində səth pürüzlülüyünü artırdı. Bütün odadavamlı örtüklər 3-ölçülü çap edilmiş qumların səthi pürüzlülüyünü yaxşılaşdırmaqda çox uğurlu olmuşdur. Məlum oldu ki, örtülmüş nümunələrdən sınaq tökmələrinin səthi başlanğıc substrat qumundan bir qədər müstəqildir. Kaplamalar səthin işlənməsinə böyük təsir göstərmişdir, lakin tökmə işlərini yaxşılaşdırmaq üçün örtüklərə yenidən baxmaq üçün əlavə iş tələb olunur.
Ningbo Zhiye Mechanical Components Co., Ltd-dən Santos Wang tərəfindən redaktə edilmişdir.
https://www.zhiyecasting.com
santos@zy-casting.com
86-18958238181