طراحی و ساخت قالب پرس ایزواستاتیک سرد برای تولید عایق‌های سرامیکی شمع یک موتور جت به کمک المان محدود

چکیده مقاله

وجود سرامیک­های عایق در یک شمع موتور هوایی از اهمیت بسزایی برخوردار است. یکی از روش­های تولید این سرامیک­ها، فرآیند پرس ایزواستاتیک سرد (CIP) است. دراین فرآیند با استفاده از اعمال فشار هیدرواستاتیک به سرامیک پودر شده که درون یک ظرف انعطاف پذیر قرار دارد، شکل نهایی قطعه بدست می­آید. در این مقاله به طراحی و ساخت قالب CIP برای تولید عایق سرامیکی یک شمع موتور هوایی J79-17 پرداخته شده­است. پس از مهندسی معکوس سرامیک شمع اصلی، قالب مورد نظر طراحی شده و به کمک تحلیل المان محدود، ابعاد نهایی و مقدار تغییر شکل­های ناشی از بارگزاری محاسبه گردیده­است. سپس قالبها از جنس فولاد VCN150 و توسط فرآیند ماشینکاری ساخته شده­اند. توسط این قالب 9 نمونه تحت شرایط مختلف از لحاظ پوشش محافظ، فشار و زمان پرس تولید شده است. نتایج نشان می‌دهند اصطکاک بین پودر و دیواره قالب در طول فشرده‌سازی، باعث به وجود آمدن تنش پسماند و چگال‌سازی ناهمگن و تولید قطعات معیوب می­گردد. برای کاهش اصطکاک باید از قالبی با صافی سطح بالا استفاده کرد. افزایش زمان نگهداری باعث بهبود کیفیت ظاهری قطعات شده است. استفاده از پودر نانو سرامیک درجه حرارت لازم برای تف‌جوشی را کاهش می‌دهد.