تأثیر پوشش های حاوی نانو ذرات سرامیکی بر مشخصات ریخته گری، ساختاری و مکانیکی قطعات جداره نازک آلومینیومی

ریخته گری ثقلی یکی از روش های تولید قطعات پیچیده و جداره نازک می باشد. استفاده از مقاطع نازک در ساخت قطعات آلومینیومی، علاوه بر کاهش وزن قطعه، جهت دسترسی به یک نسبت استحکام به وزن مطلوب لازم می باشد. اغلب قطعات جداره نازک قابل کاربرد در ساخت هواپیما، تحت کلاس a1 تولید شده و باید فاقد هر گونه عیبی باشند. یک مشکل عمده در ریخته گری قطعات جداره نازک قابلیت ریخته گری از جمله سیالیت مذاب می باشد. از جمله موارد مهم و موثر بر سیالیت، دمای بارریزی، ترکیب شیمیایی آلیاژ، نوع و کیفیت پوشش اعمالی بر روی قالب ماسه ای می باشد. در تحقیق حاضر، تأثیر پوشش های حاوی نانو ذرات سرامیکی بر طول سیالیت، ریزساختار و خواص مکانیکی قطعات جداره نازک آلومینیومی ریخته گری شده به روش ثقلی در قالب ماسه ای، مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، ابتدا مدل مخصوصی جهت آزمون سیالیت مذاب که دارای مقاطعی با ضخامت های مختلف متناسب با ضخامت قطعات پیچیده هوایی باشد، طراحی و ساخته شد. قالب گیری مدل ساخته شده در ماسه سیلیسی به انجام رسید و با تغییر نوع پوشش قالب، شامل پوشش گرافیتی، پوشش میکروسرامیکی و پوشش های حاوی نانو ذرات سرامیکی، نمونه هایی از جنس آلیاژ آلومینیومal4-1 به روش ثقلی، ریخته گری شد. طول سیالیت در هر قالب ریخته گری شده اندازه گیری شده و ریزساختار و خواص مکانیکی قطعه تولیدی بررسی و مقایسه شد. نتایج نشان داد که سیالیت و قابلیت پرکنندگی مذاب در قالب های دارای سه نوع پوشش حاوی نانو ذرات سرامیکی بهترین نتیجه را دارد. در حالی که پس از آن قالب های دارای پوشش میکروسرامیکی دارای نتایج بهتری نسبت به قالب های ماسه ای با پوشش گرافیتی و نیز قالب ماسه ای بدون پوشش بود. بررسی های رادیوگرافی به کمک پرتو ایکس نشان داد که نمونه های ریخته گری شده در قالب ماسه ای بدون پوشش، قالب ماسه ای دارای پوشش گرافیتی و نیز قالب ماسه ای دارای پوشش میکروسرامیکی تا حدودی دارای عیوب انقباضی و گازی است. در حالی که نمونه های ریخته گری شده در قالب ماسه ای دارای پوشش حاوی نانو ذرات سرامیکی از سلامت بیشتری برخوردار بود و امکان تولید قطعات ریختگی آلومینیومی کلاس a1 به کمک پوشش های نانو سرامیکی میسر شد. بررسی های متالوگرافی نشان داد که ریز ساختار و خواص مکانیکی نمونه های ریخته گری شده در قالب های با پوشش نانو سرامیکی نیز مطلوب تر بود.