تاثير پوشش حاوي نانو ذرات سراميكي بر عيوب داخلي قطعات جداره نازك آلومينيومي ريخته گري شده به روش ثقلي

Effect of nano mold coatings on internal defects of thin wall aluminum alloy gravity castings

چكيده از مشكلات به وجود آمده در ريخته گري ثقلي قطعات آلومينيومي مي توان به عيوب حجمي داخلي اشاره كرد. مهم ترين عيوب حجمي داخلي، عيوب گازي و انقباضي مي باشند كه در حين انجماد مذاب تشكيل شده و كيفيت قطعات توليدي را به شدت كاهش مي دهند. اين عيوب اثرات نامطلوبي بر خواص مكانيكي قطعات ريختگي با ديواره هاي نازك دارد. در اين پژوهش، پوشش حاوي نانو ذرات سراميكي بر روي قالب ماسه اي اعمال و تاثير نوع پوشش قالب بر كاهش عيوب مذكور بررسي شد. آشكارسازي عيوب در قالب هاي ماسه اي داراي پوشش حاوي نانو ذرات سراميكي به وسيله راديوگرافي پرتوايكس انجام گرديد. جهت مقايسه، اين آزمون روي پوشش هاي اعمال شده از نوع ميكرو سراميكي، گرافيتي و هم چنين قالب ماسه اي بدون پوشش نيز انجام گرديد. نتايج به دست آمده نشان داد كه بيشترين مقدار عيوب گازي و انقباضي در قطعات ريخته شده از جنس آلياژ آلومينيوم AL4-1 در قالب هاي بدون پوشش و كمترين مقدار اين عيوب در قالب هاي پوشش داده شده با نانوذرات سراميكي ايجاد شده است. به نظر مي رسد كاهش اين عيوب در قطعات ريخته شده در قالب هاي پوشش داده شده با نانو ذرات سراميكي به دليل پايداري حرارتي و شيميايي بالا و سرعت انتقال حرارت بالاتر اين پوشش باشد. اين نتايج مي تواند امكان توليد قطعات با كيفيت بالاتر از جنس آلياژهاي آلومينيوم را با استفاده از فناوري نانو تسهيل نمايد.

In gravity casting of aluminum alloys, turbulent mold filling, reactions between the molten metal and molding materials, melt cooling rate and fluidity as well as inadequate feeding to compensate the solidification shrinkage cause different types of defects. Volumetric defects are among the most important problems in the casting processes and include gas and shrinkage defects which are formed during solidification of the melt. These defects strongly reduce the quality of thin wall castings and have adverse effects on their mechanical properties. In this study, the influence of using nano-ceramics mold coating on sand molds on these defects was investigated and the defects formed in thin samples cast using nano-ceramic mold coating, micro-ceramic mold coating, graphite mold coating and sand mold without coating were compared using x-ray radiography method. The results could lead to production of higher quality AL4-1 alloy components using nano-ceramic coatings.