چکیده
در حین فرایند ریخته‌گری تحت‌فشار، روانکار برای خنک کردن قالب ها و تسهیل خروج قطعه در قسمت درونی قالب پاشیده می‌شود. اثرات خنک کاری روانکار قالب، با استفاده از آنالیز توزین حرارتی (TGA)، حسگرهای شار حرارتی (HFS) و تصویربرداری مادون‌قرمز مورد بررسی قرار گرفتند. سیر تکاملی شار حرارتی و تصاویر گرفته‌شده توسط دوربین مادون‌قرمز سرعت‌بالا نشان دادند که اعمال روان کار یک فرایند کوتاه و گذرا می باشد. زمان پاسخ‌دهی کوتاه حسگرهای HFS نظارت و فراگیری داده های حرارت سطحی و شار حرارتی را بدون نیاز به پردازش داده های اضافی امکان‌پذیر می‌سازد. مجموعه ی مشابهی از آزمایش‌ها با استفاده از آب د یونیزه نیز برای ارزیابی اثر روانکار انجام داده شد. شار حرارتی بالای به‌دست‌آمده در C° 300 به خواص ترکنندگی و جذب روان کار نسبت داده شد. تصاویر مربوط به مخروط پاشش و جریان روانکار بر روی قالب نیز برای توضیح تکامل شار حرارتی مورد استفاده قرار گرفتند.
1. مقدمه
در فرایند ریخته گری تحت‌فشار، قالب ها با روان کار پاشیده شده، بسته شده و فلز مذاب درون آن ها با فشار بالایی تزریق می شود. قطعات با شکل اصلی پس از انجماد و سرد شدن فلز به دست آمده، قالب ها باز شده و قطعات خارج می شوند. روان کارها خروج قطعات نهایی را تسهیل بخشیده، اثر چسبندگی را کاهش داده (Fraser and Jahedi, 1997) و قالب ها را سرد می کند (Piskoti, 2003). ضخامت لایه روان کار بر روی قالب برای کمَی کردن عملکرد چسبندگی روان کار مورد استفاده قرار گرفته شد. ضخامت لایه روان کار معمولاً به صورت غیرمستقیم و با استفاده از روش چشمی یا اشعه ایکس (Fraser and Jahedi, 1997) و یا حرارت قالب اندازه گیری می شود (Piskoti, 2003). کانال هایی درون قالب ها برای گرم یا سرد کردن حفر می شوند. این کانال ها دما را طوری کنترل می کنند که انجماد به صورت تدریجی و سرد شدن به‌طور یکنواخت انجام شود. به‌منظور حداقل ساختن عیوب ریخته گری، ریختن فلز مذاب و سیستم گرمایشی/سرمایشی بر اساس آنالیز انتقال حرارت و پدیده انجماد طراحی شده اند. یکی از پارامترهای موردنیاز برای طراحی قالب، مقدار حرارت خروجی طی اعمال روان کار می باشد. داده های ضریب انتقال حرارت یا تغییرات شار حرارتی در حین عملیات روان کاری برای بررسی قابلیت روان کار در خارج کردن حرارت و برای انجام شبیه سازی های عددی فرایند ریخته گری تحت‌فشار استفاده می شوند (Liu et al., 2000).
خنک کاری توسط افشانش در کاربردهای دیگری به‌غیراز ریخته گری تحت‌فشار مورد بررسی قرار گرفته است. در مطالعه ی برخورد ذرات اسپری برای قطعات الکترونیکی قدرتی با استفاده از آب و مبرد و همچنان در صنایع فولاد با استفاده از آب و روغن‌ها تلاش قابل توجهی شده است (Stewart et al., 1995). به غیر از مدل های مربوط به شار حرارتی بحرانی (CHF)، مدل های اندکی برای پیشگویی انتقال حرارت وجود دارند (Pautsch and Shedd, 2005). یک مدل CHF که نرخ شار حجمی، خواص سیال، زاویه پاشش، قطر قطرات و تحت تبرید را محاسبه می کند توسط مداوار و استس پیشنهاد شده است (Medawar and Estes, 1996). سیه و همکاران al., 2004a) (Hsieh et روابطی برای شار حرارتی خروجی، تابع پارامترهای بی بعدی مثل شماره قطره وبر و عدد جیکوب مایع برای فوق گدازهای کم ارائه دادند. بااینکه این اطلاعات می تواند برای فرمول‌بندی روان کارهای جدید مفید باشد، اما استفاده از این روابط برای جوشش، قطرات کوچک و یا اسپری های آبی که برای فرایندهای دیگر طراحی شده اند دشوار و یا حتی غیرممکن می باشد. به عنوان مثال، جوشش قطرات کوچکی که بر روی سطح داغی قرار داده شده اند با جوشیدن قطراتی درون یک استخر متفاوت است زیرا انتقال حرارت به منطقه ی تماسی بین قطرات و سطوح وابسته می باشد (Cui etal., 2003). روابط به دست آمده در مطالعات برخورد ذرات اسپری برای فرایند اعمال روان کار کاربرد ندارند زیرا بین این دو فرایند تفاوت های زیادی وجود دارد.
این مقاله در نشریه الزویر منتشر شده و ترجمه آن با عنوان روان کارهای افشانشی در سایت ای ترجمه به صورت رایگان قابل دانلود می باشد. جهت دانلود رایگان مقاله فارسی و انگلیسی روی عنوان فارسی (آبی رنگ) کلیک نمایید.
منبع:
Characterization of spray lubricants for the high pressure die casting processes
