هرآنچه باید درباره ریخته گری روی بدانید!
ریختهگری روی یکی از روشهای پرکاربرد در تولید قطعات فلزی است که در آن، آلیاژهای مختلف روی پس از ذوب شدن، به درون قالبهایی با شکل و ابعاد مشخص تزریق میشوند. این روش بهخصوص برای ساخت قطعاتی با دقت بالا، سطح صاف و جزئیات پیچیده بسیار مناسب است. به دلیل نقطه ذوب پایین روی و ویژگیهای فیزیکی خاص آن، این فرآیند اغلب با سرعت بالا و بازدهی قابل توجهی انجام میشود.
یکی از مهمترین مزایای ریختهگری روی، امکان تولید انبوه قطعات با کیفیت یکنواخت است. به همین دلیل، این روش در صنایعی مانند خودروسازی، الکترونیک، لوازم خانگی و ساخت تجهیزات صنعتی جایگاه ویژهای دارد. همچنین هزینه پایین تولید نسبت به روشهای دیگر، باعث شده ریختهگری روی برای پروژههای اقتصادی و صنعتی انتخابی مقرونبهصرفه باشد.
ریخته گری روی چیست؟
فرآیند ریختهگری روی در کارخانه با قالبهای فلزی و قطعات در حال تولیدفرآیند ریختهگری روی، راهی سریع و اقتصادی برای تولید قطعات صنعتی با دوام
ریختهگری روی یک روش پرکاربرد برای شکلدهی فلزات است که در آن آلیاژ روی به حالت مذاب درآمده و با استفاده از قالبهای دقیق، به شکل مورد نظر تبدیل میشود. این فرآیند به دلیل دقت ابعادی بالا، کیفیت سطح عالی و دوام مکانیکی مناسب، در صنایع مختلف مانند خودروسازی، لوازم خانگی، الکترونیک و یراقآلات کاربرد گستردهای دارد.
اگر هنوز با روشهای مختلف ریختهگری آشنایی کامل ندارید، پیشنهاد میکنم ابتدا مقاله ریخته گری چیست؟ را مطالعه کنید تا دید بهتری نسبت به فرآیندها و تکنیکهای گوناگون این حوزه پیدا کنید.
ریختهگری دایکست روی چیست؟
فرآیند ریختهگری دایکست روی با دستگاه تزریق فلز در قالبریختهگری دایکست روی؛ ترکیبی از دقت، سرعت و کیفیت در تولید قطعات صنعتی
در فرآیند ریختهگری روی به روش دایکست، آلیاژهای روی ذوب شده و به درون قالب آمادهشده تزریق میشوند. آلیاژهای روی بهدلیل چقرمگی (Ductility)، مقاومت در برابر ضربه و دمای ذوب پایین، برای تولید قطعات مناسب هستند.
ریخته گری دایکست به دو روش انجام میشود:
ریختهگری محفظه داغ (Hot Chamber):
این روش که با نام «ریختهگری گردنغاز» (Gooseneck Casting) نیز شناخته میشود، یکی از رایجترین روشهای دایکست است. این فرآیند برای فلزاتی با نقطه ذوب پایین مانند روی، منیزیم و برخی آلیاژهای آلومینیوم مناسب است. در این روش، کوره بخشی از دستگاه ریختهگری است که امکان تولید سریع و مداوم را فراهم میکند.
از آنجایی که این فرآیند در محفظه داغ انجام میشود، موجب افزایش طول عمر قالب، کاهش نیاز به بازسازی قالب، و در نهایت کاهش هزینهها در مقایسه با سایر مواد قابل ریختهگری میشود.
ریختهگری محفظه سرد (Cold Chamber):
این روش برای فلزاتی با نقطه ذوب بالا مانند آلومینیوم، مس و آلیاژهای آنها استفاده میشود؛ زیرا این فلزات نمیتوانند در محفظه داغ ذوب شوند بدون اینکه به تجهیزات آسیب بزنند. این فرآیند برای تولید قطعاتی با استحکام بالا و خواص حرارتی ویژه، بهویژه در صنایع خودرو، هوافضا و ماشینآلات سنگین، ضروری است.
مراحل ریختهگری دایکست آلیاژ روی
به طور کلی، ریختهگری دایکست آلیاژ روی یک فرآیند محفظه داغ است. اگرچه بسته به نوع دستگاه و اندازه قطعه ممکن است تغییراتی وجود داشته باشد، اما مراحل کلی به شرح زیر است:
مرحله اول: آمادهسازی قالب
ابتدا قالب ریختهگری روی را تمیز کرده تا آلودگیها از بین بروند. سپس برای تسهیل جداسازی قطعه، فرایند روانکاری قالب را انجام میدهیم. در پایان این مرحله، دو نیمه قالب با فشار بالا به هم بسته میشوند.
مرحله دوم: تزریق
آلیاژ روی ذوب شده به داخل محفظه تزریق دستگاه ریخته میشود. توجه داشته باشید که این محفظه داغ است. سپس مواد مذاب با فشار بالا به درون قالب تزریق میشوند.
مرحله سوم: خنککاری و جداسازی
پس از تزریق، آلیاژ باید در قالب خنک شود تا شکل قالب را به خود بگیرد. سپس قالب باز شده و قطعه از آن خارج میشود.
نکته: پیش از جداسازی، باید اطمینان حاصل شود که قطعه به طور کامل خنک و جامد شده است.
مرحله چهارم: پرداخت و برش زائدهها
در این مرحله، زوائد و فلزات اضافی که ناشی از نشت مواد از قالب هستند، حذف میشوند. این کار با قالب برش (Trim Die)، اره یا روشهای دیگر انجام میگیرد.
نکته: ضایعات حاصل از برش قابلیت بازیافت و استفاده مجدد دارند.
انواع آلیاژهای مورد استفاده در ریخته گری روی
نمونه قطعات صنعتی تولید شده از آلیاژ روی با مقاومت بالاآلیاژهای روی به دلیل مقاومت به خوردگی و قابلیت پرداخت سطحی، پرمصرفترین مواد در ریختهگری هستند
آلیاژهای مختلفی از برای فرآیند ریخته گری روی استفاده میشوند که هر کدام ویژگیهای منحصربهفردی دارند. در ادامه برخی از آلیاژهای رایج را معرفی میکنیم:
آلیاژ Zamak 2
معروف به Zinc Alloy 2یا Kirksite، قویترین و سختترین آلیاژ خانواده Zamak است. برای قطعاتی که به استحکام ساختاری بالا نیاز دارند (مانند قطعات خودرویی و مکانیکی) بسیار مناسب است.
آلیاژ Zamak 3
رایجترین آلیاژ در ریختهگری دایکست روی است. این آلیاژ تعادل خوبی بین استحکام، سختی، و قابلیت ماشینکاری دارد. همچنین از نظر پایداری ابعادی و سازگاری با پرداختهای نهایی مانند رنگ و آبکاری، عملکرد مطلوبی دارد.
آلیاژ Zamak 7
نسخهی خالصتر و شکلپذیرتر Zamak 3 است که برای قطعاتی با نیاز به جزئیات دقیق و سطح نهایی صاف استفاده میشود. میزان منیزیم کمتر در این آلیاژ باعث افزایش قابلیت پرداخت سطحی میشود.
آلیاژ ZA-8
آلیاژ روی-آلومینیوم با محتوای بالاتر آلومینیوم است که مقاومت مکانیکی بهتری نسبت به آلیاژهای Zamak دارد. این آلیاژ بهویژه در ساخت قطعاتی که نیاز به دوام بیشتر دارند، مورد استفاده قرار میگیرد.
آلیاژ ACuZinc5
دارای سختی بالا، روانکاری مناسب، و مقاومت خزشی عالی بوده و برای قطعاتی که در دمای بالا ریختهگری شده و نیاز به استحکام بالایی دارند، بسیار مناسب است.
مزایای ریختهگری روی
با اینکه فلزات مختلفی در ریختهگری استفاده میشوند، اما آلیاژهای روی بهدلیل خواص مکانیکی مطلوبشان محبوبیت بالایی دارند. مزایای این روش عبارتاند از:
مونتاژ آسان:
چون کل قطعه بهصورت یکپارچه ریختهگری میشود، نیاز به مونتاژ کاهش مییابد.
دقت بالا در قطعات با دیواره نازک:
استحکام بالای آلیاژهای روی اجازه میدهد دیوارههای نازکتری طراحی شود، بدون آنکه مقاومت ساختاری از بین برود. این ویژگی باعث صرفهجویی در مواد و کاهش هزینه میشود.
خواص مکانیکی بهتر:
آلیاژهای روی در مقایسه با آلومینیوم و منیزیم، مقاومت و دوام بیشتری دارند. همچنین در برابر خوردگی، سفتی و ضربه مقاوم هستند.
قابلیت ریختهگری اشکال پیچیده
خواص سایشی خوب روی، آن را برای ساخت بوشهای حرکتی و قطعات با هندسههای پیچیده مناسب میسازد.
طول عمر بیشتر قالب:
قالبهای دایکست روی حدود ۱۰ برابر بیشتر از قالبهای آلومینیوم دوام دارند. این به دلیل دمای ذوب پایین و سایش کمتر آلیاژ روی است.
تولید سریعتر:
آلیاژهای روی دارای نقطه ذوب پایین هستند و در محفظه داغ با فشار بالا تزریق میشوند. این موضوع نرخ تولید را تا ۱۵۰ تا ۲۰۰ درصد بیشتر از آلومینیوم افزایش میدهد.
معایب ریخته گری روی
با وجود مزایای بسیار، این روش خالی از ایراد نیست:
احتمال ایجاد عیوب در قطعه
سرعت تزریق بالا و خنککاری سریع میتواند باعث محبوس شدن گاز و ایجاد تخلخل (Porosity) یا تاول شود. این قطعات برای عملیات حرارتی مناسب نیستند.
وزن بالا
روی از آلومینیوم سنگینتر است، بنابراین برای قطعاتی که نیاز به وزن کم دارند (مثل صنایع هوافضا) مناسب نیست.
مناسب نبودن برای تولیدات کمتیراژ
بهدلیل هزینه بالای قالبسازی، این روش برای تولید انبوه بهصرفه است و برای تیراژ پایین اقتصادی نیست.
کاربرد ریخته گری روی در صنایع مختلف
تولید قطعات دقیق برای ابزارهای دستی و صنعتی.سبکی و مقاومت مکانیکی روی، این صنعت را وابسته به ریختهگری آن کرده است.
ریختهگری روی به دلیل استحکام بالا، دقت ابعادی خوب و قابلیت تولید انبوه با هزینه مناسب، در صنایع بسیار متنوعی استفاده میشود. از قطعات ظریف الکترونیکی گرفته تا اجزای سنگین صنعتی، این روش میتواند محصولاتی با کیفیت یکنواخت و طول عمر بالا تولید کند. در ادامه به مهمترین حوزههای کاربرد این روش اشاره میکنیم:
۱. کاربرد ریخته گری روی در صنعت خودرو
صنعت خودروسازی یکی از بزرگترین مصرفکنندگان قطعات دایکست روی است. قطعاتی مانند یاتاقانها، دستهدندهها، مکانیزم قفل در، قطعات ترمز و فرمان با این روش ساخته میشوند.
آلیاژهای خاصی مانند Zamak 2 به دلیل مقاومت مکانیکی بالا و دوام در برابر سایش، برای قطعاتی که تحت فشار زیاد قرار دارند بسیار مناسب هستند. استفاده از ریختهگری روی در خودرو باعث تولید قطعاتی میشود که علاوه بر استحکام، در برابر رطوبت و تغییرات دمایی هم مقاوم هستند.
۲. کاربرد ریخته گری روی در صنعت الکترونیک
در تجهیزات الکترونیکی، کوچک بودن، دقت بالا و مقاومت قطعات اهمیت زیادی دارد. آلیاژ روی به دلیل پایداری ابعادی و قابلیت تولید اشکال پیچیده، انتخابی ایدهآل برای این صنعت است.
محفظهها و قاب تجهیزات، کلیدها و سوئیچها، تایمرها و حتی قاب ساعتها معمولاً با ریختهگری دایکست روی ساخته میشوند.
آلیاژ Zamak 3یکی از پرکاربردترین آلیاژها در این حوزه است که به دلیل ثبات ابعادی بالا، عملکرد قطعات را حتی پس از سالها تضمین میکند.
۳. کاربرد ریختهگری روی در لوازم خانگی و یراقآلات
زیبایی، پرداخت سطحی عالی و مقاومت در برابر زنگزدگی باعث شده آلیاژ روی در ساخت بسیاری از لوازم خانگی و یراقآلات استفاده شود. نمونههایی از این محصولات عبارتند از: دستگیره و قفل در، پایه و اتصالات مبلمان، مکانیزم کشوها، قطعات تزئینی و حتی لوازم آشپزخانه. در این کاربردها، هم دوام قطعه و هم ظاهر شکیل آن اهمیت دارد.
۴. کاربرد ریخته گری روی در صنعت ماشینآلات و قطعات مکانیکی
برای قطعاتی که تحت فشار، سایش یا دمای بالا قرار دارند، آلیاژهای خاص روی مانند ZA-8یا ACuZinc5 به کار میروند. این آلیاژها مقاومت خزشی بالایی دارند و در طول زمان تغییر شکل نمیدهند.
نمونه کاربردها شامل چرخدندهها، بوشها و اجزای موتوری است که نیازمند دقت و استحکام بالا هستند.
۵. کاربردهای سفارشی و خاص ریختهگری روی
به دلیل امکان تولید قطعات پیچیده با جزئیات ظریف، ریختهگری دایکست روی در ساخت محصولات سفارشی مانند هدایای تبلیغاتی فلزی، قطعات تزئینی، قطعات هنری و وسایل جانبی خاص نیز کاربرد دارد.
این ویژگی باعث میشود که در بسیاری از موارد، قطعه بلافاصله پس از قالبگیری آماده استفاده باشد و تنها با یک پرداخت سطحی ساده، به شکل نهایی برسد.