آیا هنگام ریخته گری با مشکل افت خواص مکانیکی روبرو هستید؟ حتما میدانید که خواص مکانیکی و استحکام هر فلز و آلیاژ به دانهبندی و ساختار آن وابسته است. یکی از راهکارهای مناسب برای بهبود خواص مکانیکی محصولات ریختهگری استفاده از جوانهزا است. جوانهزا باعث میشود تا فرایند انجماد با تشکیل جوانههای ریزتر شروع شده و یک ساختار یکنواخت بهدست بیاید. نتیجه، محصولی است که از استحکام تسلیم، استحکام نهایی و همچنین چقرمگی بالایی برخوردار است. در این مطلب قصد داریم به معرفی جوانه زا در ریخته گری بپردازیم.
ارتباط با کارشناسان متالکست
جهت ارتباط با کارشناسان متالکست برای دریافت مشاوره رایگان، ثبت سفارش قطعه یا استعلام قیمت ریختهگری انواع آلیاژها، فقط کافیست فرم زیر را پر کنید. کارشناسان ما به سرعت با شما تماس خواهند گرفت.
جوانه زا در ریخته گری چیست؟
این امکان وجود دارد که در حالت مذاب نیز بتوان خواص مکانیکی قطعه ریختگی را با افزودن مقدار کمی از عناصر معین بهبود بخشید. راهحل بهینه برای انجام این کار، استفاده از انواع جوانه زا در ریخته گری است. معمولا این عناصر در آخرین مرحله تهیه مذاب و قبل از ریختن آن به داخل قالب، اضافه میشوند. بهطور کلی، عناصر موجود در جوانه زا باعث ریز شدن دانهها در ساختار میکروسکوپی قطعه میشوند. همچنین، استفاده از جوانهزا منجر به شکلگیری فازهایی میشود که در حالت عادی در اثر انجماد مذاب تشکیل نمیشوند.
گفتنی است از انواع جوانهزاها برای ریخته گری چدن نیز استفاده میشود. برای مثال، با استفاده از این محصول میتوان شاهد جوانه زایی در چدن داکتیل بود. این جوانهزاها معمولا از آلیاژ پایه فروسیلیسیم به همراه عناصر آلیاژی مانند استرانسیم (Sr)، کلسیم (Ca)، باریم (Ba)، زیرکنیوم (Zr)، آلومینیوم (Al) تهیه میشوند. حضور این عناصر در جوانهزا و ترکیب آنها با عناصر مضر مانند گوگرد و اکسیژن و حذف آنها در ذوب، باعث ایجاد مکانهایی برای گرافیتزایی و بهبود خواص مکانیکی آلیاژ میشود. در جدول زیر با انواع جوانه زا در ریخته گری آشنا میشویم:
| نوع جوانهزا | ترکیب شیمیایی | کاربردها |
| فریتی | Ti, Zr, B, Nb | قطعاتی که نیاز به سختی بالا دارند |
| گرافیتی | FeSi, CaSi, Sr, Ba | ریختهگری چدنهای خاکستری |
| سرامیکی | Al۲O۳, SiC, TiC | قطعاتی که در دماهای بالا کار میکنند |
| نیکلی | Ni, Co | آلیاژهای پایه نیکل برای صنایع نفت و گاز |
| فسفری | CuP, NiP | قطعات پیچیده با نیاز به دقت بالا در ریختهگری |
ترکیب شیمیایی جوانه زا در ریخته گری
مواد جوانه زا در ریخته گری، معمولا نوعی فروسیلیس و حاوی عناصر زیرکونیوم، استرانسیوم و باریم میباشند. ترکیب شیمیایی هر کدام از این عناصر با درصد مشخص با فروسیلیس، باعث تولید انواع مختلف جوانه زا میشود. برای مثال، انواع جوانهزاهای ریختهگری زیر وجود دارند:
- جوانهزا زیرسینوک: حاوی عنصر زیرکونیوم
- جوانهزا سوپرسید: حاوی عنصر استرانسیم
- جوانهزا باریومی: حاوی عنصر باریوم
عملکرد جوانه زا در ریخته گری چگونه است؟
بسیاری از مجموعههای ارائهدهنده خدمات ریخته گری از جوانهزا استفاده میکنند. استفاده از جوانهزا باعث میشود ساختار میکروسکوپی قطعات به صورت ریزدانه در بیاید. همچنین، جوانهزا منجر به تشکیل فازهایی میشود که در حالت عادی در اثر انجماد مذاب شکل نمیگیرند. این عملکرد، بهبود خواص مکانیکی قطعات ریختگی را بهدنبال دارد.
مجموعهای از عوامل مختلف روی عملکرد جوانه زا در ریخته گری اثر میگذارند. به عنوان نمونه، دمای فرایند و اندازه دانه تا حد زیادی روی عملکرد نهایی جوانهزا تاثیرگذار است. در واقع اگر ساختار بسیار ریزدانه باشد، انحلال اولیه خیلی سریع انجام میشود. ولی اگر ساختار قطعه درشتدانه باشد، ممکن است انحلال جوانهزاها به تأخیر بیفتد و کارایی آنها کاهش یابد.
شرایط عناصر موجود در جوانهزا
وجود عنصر (Ce) در جوانهزا با افزایش تعداد محلهای هستهزایی، منجر به افزایش تعداد جوانهها میشود. از سوی دیگر، وجود عنصر بیسموت (Bi) تا حد معینی در جوانه زا، باعث افزایش تعداد کرهها میشود. وجود بیسموت و آنتیموان (sb) در غلظتهای پایین نیز تا حد زیادی کاهش انرژی فصل مشترک را به دنبال دارد. برای اینکه جوانه زا در ریخته گری مفید واقع شود، باید شرایط خاصی داشته باشد که برخی از مهمترین آنها عبارتند از:
- قابلیت آغشتگی به مذاب (ترشوندگی): مواد جوانهزا باید بتوانند به خوبی در مذاب پراکنده شده و خود را به تمام قسمتهای آن برسانند و بدینترتیب بهعنوان هسته جوانهزایی عمل کنند. ازاینرو، لازم است که این مواد از قابلیت ترشوندگی به مذاب مطلوبی برخوردار باشند.
- مشابهت ساختار کریستالی: ساختار کریستالی مواد جوانهزا باید تشابه زیادی به ساختار کریستالی فلز مذاب داشته باشد. بدینترتیب در حین انجماد، اتمهای مذاب به سمت مواد جوانهزا حرکت کرده و در محلهای مشخصشده کریستالی، روی مواد جوانهزا قرار میگیرند.
از جوانه زا در ریخته گری با روشهای مختلف بهره بگیرید
در این مطلب به معرفی جوانه زا در ریخته گری پرداختیم. افزودن جوانهزا به فرایند ریختهگری با روشهای گوناگونی انجام میشود. بهعنوان مثال، جوانهزای پودرشده در حوضچه ریخته میشود و یا در لوله راهگاه قرار میگیرد. همچنین میتوان جوانهزا را بهصورت گلولههایی نیز به مذاب اضافه کرد.
متالکست سامانه ثبت سفارش آنلاین برای انجام انواع خدمات ریخته گری در ایران است. ما در متالکست با آگاهی از الزامات مربوط به خواص مکانیکی قطعات ریختگی و با بهرهگیری از جوانهزا به شما کمک میکنیم تا قطعاتی با استحکام و تافنس مطلوب در اختیار داشته باشید.
سوالات متداول
منظور از جوانهزا در ریختهگری چیست؟
جوانهزا مادهای است که به منظور بهبود خواص مکانیکی قطعه ریختگی و با تاثیر بر فرایند انجماد، به فلز مذاب اضافه میشود.
مواد جوانهزا از چه عناصری تشکیل میشوند؟
عمدهترین مواد تشکیلدهنده جوانهزا عبارتند از زیرکونیوم، استرانسیم و باریوم.
عملکرد مواد جوانهزا چگونه است؟
استفاده از جوانهزا باعث میشود ساختار میکروسکوپی قطعات به صورت ریزدانه در بیاید.
