Κ Α Ι Ν Ο Τ Ο Μ ΙΑ
ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΊΕΣ
Squeeze Cast ing
Μία καινοτόμος παραγωγική διαδικασία ενός βήματος για την κατασκευή χυτών εξαρτημάτων
χωρίς πόρους και ποιοτικά διασφαλισμένη
Πρόσφατστην ΕΒΕΤΑΜ
περατώθηκε ένα ερευνητικό
έργο, που εξέτασε μερικές
από τις αρχές που διέπουν τη
μέθοδο χύτευσης Squeez
Casting. Στο παρόν
περιγράφεται η παραγωγική
αυτή διαδικασία με κύριο στόχο
την ενημέρωση σχεδιαστών και
κατασκευαστών εξαρτημάτων
κυρίως εξ αλουμινίου,
ιδιαίτερα απαιτητικών
προδιαγραφών.
του Σ. Σάββα
Μεταλλουργού-Μηχανικού
ΕΒΕΤΑΜΑ.Ε.
Α'Βιομ. ΠεριοχήΒόλου
385 00Βόλος
Τηλ.0421-95340
fax:0421-95364
Εισαγωγή
Οπως υποδηλώνει ο αγγλικός όρος πρόκειται
για μία διαδικασία Χύτευσης κατά την οποία το
υγρό μέταλλο στερεοποιείται υπό υδροστατική
πίεση (συμπίεση-squeeze) σε μεταλλικά καλού
πια, αποτέλεσμα της οποίας είναι η παραγωγή
ενός μεταλλουργικά άψογου χυτού εξαρτήμα
τος, χωρίς πόρους και με πολλά τεχνικά και
οικονομικά παρελκόμενα πλεονεκτήματα. Εως
ότου καθιερωθεί αντίστοιχος δόκιμος ελληνικός
όρος, χρησιμοποιείται ο αγγλικός όρος ο οποί
ος και έχει επικρατήσει σε όλες τις ευρωπαϊκές
τουλάχιστον γλώσσες.
Ιστορικά, η ιδέα είναι πολύ παλαιά.
Πρωτοδιατυπώθηκε στην "Αυτοκρατορική
Μεταλλουργική Κοινότητα" της τσαρικής
Ρωσίας το 1878 από τον D. Κ. Chernov και όπως
γνωρίζουμε σήμερα, η συστηματική διερεύνηση
των παραμέτρων που διέπουν τη διαδικασία,
ξεκίνησε τη δεκαετία του 1930, από τον V. Μ.
Plyatskii, στον οποίο και αποδίδεται η πατρότη
τα της μεθόδου. Επομένως , δεν μπορεί να γίνε
ται λόγος σήμερα για "νέα τεχνολογία", αλλά
για καινοτομία.
Αποτέλεσμα αυτών των εργασιών ήταν, σύμφω
να με πληροφορίες, να έχει εγκατασταθεί στην
πρώην Σοβιετική Ενωση μέχρι την δεκαετία του
1960 μεγάλος αριθμός παραγωγικώ ν μονάδων
squeeze casting.
Η διαδικασία στη Δύση ήταν σχεδόν άγνωστη,
με εξαίρεση μία μεμονωμένη αναφορά του G.
Welter (Γερμανία 1931), έως ότου δημοσιοποιή
θηκε το σχετικό βιβλίο του Plyatskii στη Νέα
Υόρκη το 1965. Αυτό προξένησε μεγάλο ενδια
φέρον στους ερευνητές και στις βιομηχανίες
της Δύσης, το οποίο εκδηλώθηκε στις δεκαε
τίες του 1970 και 1980 με έντονη ανταγωνιστική
ερευνητική δραστηριότητα και πλήθος επιστη
μονικών ανακοινώσεων.
Αμέσως έγινε αντιληπτό ότι στη διαρκή μάχη
που γίνεται στο κόσμο των υλικών για τη βελ
τίωση της αναλογίας αντοχής/βάρους, οικονομι
κής αποτελεσματικότητας και ποιοτικής δια
σφάλισης, η μέθοδος squeeze casting αποτελεί
σημαντικότατο μέσο παραγωγής μεταλλικών
εξαρτημάτων και μάλιστα με διαδικασία ενός
βήματος "one-step process".
Αν και οι ανακοινώσεις γύρω από τη βασική
έρευνα της μεθόδου έχουν πλέον μειωθεί, οι
δραστηριότητες έχουν εντατικοποιηθεί προς
την κατεύθυνση σχεδιασμού και κατασκευής
εξαρτημάτων και χυτευτικών μηχανώ ν και αυτό
φαίνεται από το μεγάλο αριθμό αιτήσεων για
κατοχύρωση των πνευματικώ ν δικαιωμάτων που
παρατηρείται διεθνώς.
Τι είναι το Squeeze Casting (SQC)
To SQC είναι μία "μικτογενής" διαδικασία ενός
βήματος (one-step process) με στοιχεία από τη
χύτευση με βαρύτητα (gravity die casting),
αφού το μεταλλικό καλούπι πληρούται με υγρό
μέταλλο και από τη σφυρηλάτηση (forging)
στην οποία μοιάζει η κατακόρυφη κίνηση της
πρέσας, για την μετατροπή υγρού μετάλλου σε
πλήρως διαμορφωμένο εξάρτημα ακριβών δια
στάσεων, εξαιρετικής επιφάνειας και μεταλ
λουργικής ακεραιότητας, ισοδύναμης με αυτή
που επιτυγχάνεται με τη σφυρηλάτηση.
Συνδυάζοντας ακριβή μέτρηση της ποσότητας
υγρού μετάλλου με πλήρωσ η του καλουπιού
χωρίς στροβιλισμούς και εφαρμόζοντας υψηλή
πίεση κατά τη στερεοποίηση, επιτυγχάνεται
εξάλειψη του φαινομένου της παγίδευσης
αέρος, οξείδωσης του μετάλλου, πυρήνωση ς
υδρογόνου και συστολών.
Η ύπαρξη στοιχείων από τη χύτευση και τη σφυ
ρηλάτηση έχει οδηγήσει πολλούς να την ονομά
ζουν "σφυρηλάτηση υγρού μετάλλου".
Λόγω χρήσης μεταλλικών καλουπιών , η μέθο
δος προσφέρεται περισσότερο και εφαρμόζεται
κυρίως σε κράματα χαμηλού σημείου τήξεως
(αλουμινίου, μαγνησίου) αν και υπάρχου ν ανα
φορές για εφαρμογές σε σιδηρούχα και κράμα
τα χαλκού.
θεωρία
Η μεταλλουργική θεωρία στην οποία βασίζεται
η διαδικασία SQC, έχει δύο σκέλη και αφορά τη
φάση στερεοποίησης :
• Την καταπίεση των συνθηκών πυρήνωση ς
διαλυμένων αερίων στο υγρό μέταλλο και
επομένως απουσία πορότητας στο στερεο
ποιημένο μέταλλο. Η πίεση που εφαρμόζεται
αυξάνει τη διαλυτότητα των αερίων στο
τήγμα, οπότε μεγαλύτερες συγκεντρώσεις
μπορούν να διατηρηθούν σε διάλυμα. Αυτά
τα αέρια δεν "απελευθερώνονται" κατά τη
στερεοποίηση επειδή δεν μπορούν να δημι
ουργηθούν αρχικές φυσσαλίδες (πυρήνωση )
λόγω της μεγάλης ασκούμενης πίεσης.
