دیسک کلاچ خودرو: قلب انتقال قدرت – پارامترهای کیفی حیاتی در تولید قطعات ریخته‌گری چدنی

مقدمه

شرکت صنایع ریخته‌گری سهند آذرین با بیش از ۳۵ سال تجربه در تولید قطعات چدنی و فولادی سنگین برای صنایع خودروسازی، به‌عنوان پیشرو در این عرصه، درک عمیقی از اهمیت حیاتی دیسک کلاچ (Clutch Disc) در سیستم انتقال قدرت خودرو دارد. این قطعه مهندسی‌شده، مسئول انتقال گشتاور موتور به جعبه دنده، جذب ضربات دینامیکی و ایجاد تعادل بین عملکرد نرم و کارایی بالا است. تولید دیسک کلاچ چدنی با کیفیت ممتاز، مستلزم کنترل ده‌ها پارامتر کیفی از طراحی تا بازرسی نهایی است. در این مقاله جامع، به بررسی مهم‌ترین این پارامترها در محصولات سهند آذرین می‌پردازیم .

۱. انتخاب و کنترل مواد اولیه: بنیان عملکرد و دوام
ترکیب شیمیایی بهینه (Chemical Composition) نخستین عامل تعیین‌کننده کیفیت دیسک کلاچ چدنی است:
نوع چدن: چدن‌های خاکستری با گرافیت لایه‌ای (Flake Graphite) به‌دلیل خواص خودروانکاری طبیعی، هدایت حرارتی عالی (۴۰-۵۴ W/mK) و میرایی ارتعاشات، گزینه‌ای ایده‌آل هستند. در سهند آذرین، از گریدهای استاندارد ISO 185 (مثل GG25) و گریدهای اختصاصی با کربن معادل (CE) ۳.۹-۴.۳ استفاده می‌شود .
عناصر آلیاژی: افزودن کروم (Cr) تا ۰.۳% برای افزایش مقاومت سایشی، مولیبدن (Mo) تا ۰.۵% برای بهبود مقاومت حرارتی و مس (Cu) تا ۰.۸% برای پایداری ساختار پرلیتی ضروری است. این ترکیب، تعادلی بین استحکام و قابلیت ماشینکاری ایجاد می‌کند.
کنترل ناخالصی‌ها: محدودیت فسفر (P) < ۰.۰۳% (جلوگیری از تردی) و گوگرد (S) < ۰.۰۲% (پیشگیری از تخلخل گازی) از الزامات سهند آذرین است. آنالیز اسپکتومتر در حین ذوب، دقت ترکیب شیمیایی را تضمین می‌کند.
خلوص مواد: استفاده از شارژ اولیه با کیفیت (شامل قراضه‌های درجه‌یک و پگوت آهن) و عملیات گاززدایی (Degassing) برای کاهش هیدروژن محلول (<۲ ppm) و جلوگیری از تخلخل سوزنی انجام می‌شود .

۲. خواص مکانیکی: تحمل بارهای دینامیکی و استاتیکی
دیسک کلاچ تحت ترکیبی پیچیده از تنش‌های برشی، فشاری و خمشی کار می‌کند:
استحکام کششی (Tensile Strength) > ۲۵۰ MPa: توانایی تحمل گشتاورهای بالا بدون تغییر شکل دائمی یا گسیختگی.
مقاومت به خستگی (Fatigue Strength) > ۱۲۰ MPa: حیاتی‌ترین خاصیت مکانیکی! دیسک در طول عمر خود میلیون‌ها بار درگیر و آزاد می‌شود. آزمایش‌های خستگی چرخشی در سهند آذرین، قطعات را تا ۵ میلیون سیکل تست می‌کنند .
سختی (Hardness) ۱۸۰-۲۲۰ HB: تعادل بین مقاومت سایشی و چقرمگی. سختی بالا باعث شکست ترد در ضربات ناگهانی می‌شود.
مقاومت به ضربه (Impact Toughness) > ۸ J/cm²: توانایی جذب انرژی در هنگام کلاچ‌گیری ناگهانی یا گازهای شدید. آزمون شارپی در دمای عملیاتی (۲۰-۱۵۰°C) انجام می‌شود.

۳. مدیریت حرارتی: چالش ذوب شدن در دمای بالا
دیسک کلاچ در حین کار به‌دلیل اصطکاک، به دمای ۳۵۰-۶۰۰ درجه سانتی گراد می‌رسد:
هدایت حرارتی (Thermal Conductivity) > ۴۵ W/mK: انتقال سریع حرارت از لنت‌ها به محیط برای جلوگیری از Overheating و سوختگی سطح.
ضریب انبساط حرارتی (CTE) < ۱۲×۱۰⁻⁶/°C: جلوگیری از اعوجاج (Warpage) دیسک در دماهای بالا. CTE پایین تضمین‌کننده حفظ تلرانس‌های ابعادی است.
مقاومت به شوک حرارتی (Thermal Shock Resistance): توانایی تحمل تغییرات دمایی ناگهانی (مثلاً هنگام عبور از آب در جاده بارانی) بدون ترک‌خوردگی. در سهند آذرین، این خاصیت با شبیه‌سازی چرخه‌های حرارتی سریع آزمایش می‌شود.
پایداری ابعادی حرارتی: حفظ هندسه دیسک پس از سرد شدن به دمای محیط. تست‌های عملی در کوره‌های با دمای کنترل‌شده انجام می‌شود.

۴. دقت ابعادی و هندسی: فاکتور عملکرد نرم و بی‌صدا
هر انحراف از هندسه ایده‌آل، باعث لرزش، سروصدا و فرسایش ناهمگون می‌شود:
ران‌اوت (Runout) < ۰.۰۵ mm:انحراف محوری دیسک نسبت به محور چرخش. کنترل با دستگاه‌های CMM در خط تولید سهند آذرین انجام می‌شود .
موازی‌سازی (Parallelism) < ۰.۰۳ mm: انحراف سطوح اصطکاکی از حالت موازی. عدم رعایت آن باعث تماس ناقص لنت و کاهش راندمان انتقال قدرت می‌شود.
صافی سطح (Surface Flatness) < ۱۵ μm: سطحی عاری از ناهمواری برای تماس یکنواخت با لنت. پرداخت سنگ‌زنی نهایی با Ra < ۱.۶ μm در سهند آذرین اعمال می‌شود.
تلرانس ضخامت (Thickness Tolerance) ±۰.۱ mm: تغییرات ضخامت باعث ایجاد پالس‌های هیدرولیک در پدال کلاچ می‌شود.

۵. یکپارچگی ساختاری: جنگ با عیوب پنهان
وجود عیوب داخلی حتی در قطعاتی با ابعاد صحیح، می‌تواند به شکست زودرس منجر شود:
تخلخل (Porosity): حفره‌های گازی یا انقباضی > ۰.۳ mm در سطوح اصطکاکی یا مناطق تحمل بار غیرقابل قبول است. در سهند آذرین، شبیه‌سازی انجماد کامپیوتری، مناطق مستعد تخلخل را پیش‌بینی می‌کند.
حفره‌های ماسه‌ای (Sand Inclusions): ورود دانه‌های ماسه قالب به فلز. استفاده از ماسه‌های کرومیتی با خلوص بالا و سیستم فیلتراسیون سرامیکی در خط ریخته‌گری، این عیب را به حداقل می‌رساند.
ترک‌های گرم (Hot Tears): در مناطق با تغییرات ناگهانی ضخامت. طراحی سیستم تغذیه‌گذار (Risers) بهینه و استفاده از مبردها (Chills) در سهند آذرین، مانع تشکیل آنها می‌شود.
گرافیت نامطلوب: گرافیت‌های نوع D (کلوخه‌ای) یا E (بین‌دندریتی) به‌جای نوع A (یکنواخت). کنترل عملیات تلقیح (Inoculation) با فروسیلیسیم در زمان دقیق، گرافیت مطلوب را ایجاد می‌کند.

۶. طراحی بهینه: مهندسی برای کارایی و عمر طولانی
هندسه دیسک نقش کلیدی در توزیع تنش و دفع حرارت دارد:
طراحی پره‌های خنک‌کننده: پره‌های منحنی (Curved Vanes) ۲۰ % کارایی خنک‌کاری بیشتری نسبت به پره‌های مستقیم دارند. در دیسک‌های سهند آذرین، زاویه پره‌ها برای ایجاد جریان هواژت‌گونه (Jet-like Flow) بهینه‌سازی می‌شود.
توزیع جرم متعادل:طراحی قطر خارجی/داخلی (OD/ID Ratio) ۱.۸-۲.۲برای توزیع یکنواخت تنش‌های گریز از مرکز.
ضخامت بهینه صفحه (Disc Web Thickness): ضخامت ناکافی باعث اعوجاج حرارتی می‌شود. در محصولات سهند آذرین، این پارامتر با تحلیل FEA تعیین می‌شود.
طراحی سطوح اصطکاکی: شیارهای شعاعی (Radial Slots) برای دفع گردوغبار لنت و گازهای حاصل از اصطکاک.

۷. فرآیندهای تولید: از ذوب تا ماشینکاری نهایی
سهند آذرین با بهره‌گیری از خطوط تولید پیشرفته، کیفیت را در هر مرحله تضمین می‌کند:
ذوب کنترل‌شده: کوره‌های القایی متوسط‌ فرکانس (MF) با کنترل اتوماتیک دما (۱۰±درجه سانتی گراد) و آنالیز آنلاین ترکیب شیمیایی.
قالب‌گیری پوسته‌ای (Shell Molding):دستیابی به سطح صاف‌تر و دقت ابعادی بالاتر نسبت به قالب‌گیری ماسه‌تر .
عملیات حرارتی:
تنش‌زدایی (Stress Relieving): ۵۵۰-۶۰۰ درجه سانتی گراد به مدت ۲ ساعت به‌ازای هر ۲۵ mmضخامت برای حذف تنش‌های پسماند.
ایجاد زمینه پرلیتی (Pearlitic Matrix): سرمایش کنترل‌شده برای دستیابی به سختی و مقاومت سایشی یکنواخت.
ماشینکاری دقیق:
تراش‌کاری سطوح اصطکاکی با تلرانس ۰.۰۲ mm±.
سنگ‌زنی با چرخ CBN برای دستیابی به صافی سطح Ra < ۰.۸ μm.
سوراخ‌کاری سوراخ‌های خنک‌کننده با دقت موقعیتی ۰.۰۵ mm±.

۸. کنترل کیفیت چندلایه: دیواره دفاعی در برابر نقص
سیستم QC سهند آذرین بر اساس استانداردهای ISO 9001 و IATF 16949 پیاده‌سازی شده است:
بازرسی ذره مغناطیسی (MT): شناسایی ترک‌های سطحی و زیرسطحی تا عمق 3mm در مواد فرومغناطیس .
آزمون فراصوتی (UT): تشخیص عیوب داخلی (تخلخل، جدایش) با حساسیت ۰.۵mm .
آنالیز متالورژیکی:
بررسی ریزساختار (نوع گرافیت، اندازه دانه، درصد پرلیت) با میکروسکوپ نوری.
آنالیز سختی سنجی راکول و برینل در ۵ نقطه مختلف.
اندازه‌گیری ابعادی: استفاده از دستگاه CMM برای کنترل ۱۰۰% تلرانس‌های بحرانی.
بالانس استاتیک/دینامیک: اصلاح عدم تعادل جرمی با سوراخ‌کاری موضعی.

۹. آزمون‌های عملکردی: شبیه‌سازی شرایط واقعی کار
دیسک‌های سهند آذرین تحت سخت‌ترین تست‌های عملکردی قرار می‌گیرند:
آزمون گشتاور نامی (Rated Torque Test):اعمال ۱۲۰% گشتاور نامی موتور به مدت ۱۰۰ ساعت بدون تخریب سطحی.
آزمون شوک حرارتی (Thermal Shock Test): گرم‌کاری تا ۴۵۰درجه سانتی گراد و سرمایش ناگهانی با آب (چرخه‌های متوالی).
آزمون سایش (Wear Test): شبیه‌سازی ۵۰۰,۰۰۰ کیلومتر رانندگی در دینامومتر مخصوص.
آزمون لرزش (Vibration Test): بررسی رزونانس در محدوده ۵۰۰-۳۰۰۰ RPM.

نتیجه‌گیری: سهند آذرین؛ هنر تبدیل چدن به اعتماد در سیستم انتقال قدرت
تولید دیسک کلاچ چدنی با کیفیتی که جان مسافران و دوام خودرو را تضمین کند، تنها با تلفیق دانش متالورژیکی عمیق، فرآیندهای کنترل‌شده و کنترل کیفیت بی‌رحم ممکن است. صنایع ریخته‌گری سهند آذرین با تکیه بر:
خطوط تولید مدرن مجهز به سیستم‌های شبیه‌سازی جریان مذاب و انجماد.
آزمایشگاه‌های مجهز برای آزمون‌های مکانیکی، متالورژیکی و NDT.
تیم مهندسی مجرب برای طراحی بهینه بر پایه تحلیل‌های FEA و CFD.
پایبندی به استانداردهای بین‌المللی (ISO 185, SAE J431).
گواهی کیفیت، ایمنی و دوام را بر هر دیسک کلاچ خود حک می‌کند .

ما در سهند آذرین می‌دانیم که دیسک کلاچ فقط یک قطعه فلزی نیست؛ پل ارتباطی حیاتی بین موتور و جعبه دنده است. فلسفه تولید ما بر پایه “صفر خطا در انتقال قدرت” استوار است. از انتخاب مواد اولیه تا بازرسی نهایی، هر دیسک کلاچ با این پرسش کنترل می‌شود: “آیا این قطعه شایسته نصب روی خودروی ایرانی است؟”.

صنایع ریخته‌گری سهند آذرین: پیشتاز در کیفیت، متعهد به پیشران صنعت.

جهت سفارش قطعه مورد نظر و مشاوره فنی با ما در تماس باشید:

دفتر کارخانه :7-04134328294

فروش:09021645003

فروش:09917041003