ریخته گری

[bigbang]

ریخته‌گری فن شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب، ریختن مذاب در محفظه‌ای به نام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب می‌باشد. این روش قدیمی‌ترین فرآیند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است. اولین کوره‌های ریخته‌گری از خاک رس ساخته می‌شدند و لایه‌هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده می‌شد.
ریخته گری در حوزه های متفاوت علم، هنر و فن آوری مطرح است. به هر میزان که ریخته‌گری از حیث علمی پیشرفت می‌کند، ولی در عمل هنوز تجربه، سلیقه و هنر قالب ساز و ریخته‌گر است که تضمین کننده تهیه قطعه‌ای سالم و بدون عیب است. این فن از اساسی‌ترین روشهای تولید می‌باشد. به دلیل اینکه بیشتر از ۵۰ درصد از قطعات انواع ماشین آلات به این طریق تهیه می‌شوند. فلزاتی که خاصیت پلاستیک کمی دارند با قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند، به روش ریخته‌گری شکل داده می‌شوند.
از دیدگاه نوع قالب روش‌های ریخته‌گری به دو دسته تقسیم می‌شوند:
ریخته‌گری در قالبهای تکبار (Expendable Molds) و در قالبهای دایمی (Permanent Molds).
اما ریخته‌گری با توجه به تکنولوژی و مجموعه تجهیزاتی که در قالب گیری دخیل هستند شامل موارد زیر می شود: ریخته گری در قالب ماسه ای، ریخته گری به روش ریژه (قالب‌های فلزی)، ریخته گری در قالب فلزی و با فشار کم، ریخته گری در قالب فلزی و با فشار بالا، دیزاماتیک، ریخته گری دقیق، ریخته گری در قالب‌های کوبشی و غیره. هر یک از موارد فوق دارای کاربردی است، که با توجه به میزان تولید قطعه، کیفیت مورد نظر آن، ابعاد و جنس قالب، از هر یک از این روشها استفاده می شود.
در این فرآیند دو روش متمایز در تهیه قالب وجود دارد ‏كه عبارتند از روش پوسته ای و روش توپر. به طور ‏كلی این دو روش در تهیة مدل با هم اختلاف ندارند بلكه ‏در نوع قالب با هم تفاوت دارند.‏
1-فرآیند قالبهای پوسته ای سرامیكی در ریخته گری دقیق ‏‏:‏
در این مرحله مدل خوشه ای در معرض جریان باران ‏ذرات ماسةنسوز قرار می گیرد، تا یك لایة نازك در ‏سطح آن تشكیل شود. برای تولید قطعات ریختگی ‏فولادی سادة كربنی، فولادهای آلیاژی، فولادهای زنگ ‏نزن، مقاوم به حرارت و دیگر آلیاژهایی با نقطه ذوب ‏بالای 100 ‏‎0C‏ این روش به كار می رود كه به ترتیب عبارتند از :‏
‏1.‏ تهیة مدلها :
مدلهای مومی یا پلاستیكی توسط ‏روش های مخصوص تهیة می شوند.‏
‏2.‏ مونتاژ مدلها:
پس از تهیة مدلهای مومی یا ‏پلاستیكی معمولاًتعدادی از آنها (این تعداد ‏بستگی به شكل و اندازه دارد) حول یك راهگاه به ‏صورت خوشه ای مونتاژ می شوند. در ارتباط ‏با چسباندن مدلها به راهگاه بار ریز روشهای ‏مختلف وجود دارد كه سه روش معمولتر است و ‏عبارتند از:‏
روش اول:
محل اتصال در موم فرو برده می شود ‏وسپس به محل تعیین شده چسبانده می شود.‏
روش دوم :
این روش كه به جوشكاری مومی معروف ‏است بدین ترتیب است كه محل های اتصال ذوب ‏شده به هم متصل می گردند.‏
روش سوم:
روش سوم استفاده از چسبهای مخصوص ‏است كه محل اتصال توسط چسبهای مخصوص موم ‏یا پلاستیكی به هم چسبانده می شود.‏روش اتصال مدلهای پلاستیكی نیز شبیه به مدلهای ‏مومی می باشد.‏
‏3.‏ مدل خوشه ای ضمائم آن در داخل دوغاب ‏سرامیكی فرو برده می شود. در نتیجه یك لایة ‏دوغاب سرامیكی روی مدل را می پوشاند.‏
‏4.‏ در این مرحله مدل خوشه ای در معرض جریان ‏باران ذرات ماسة نسوز قرارمی گیرد، تا یك لایه ‏نازك در سطح آن تشكیل شود.‏
‏5.‏ پوسته سرامیكی ایجاد شده در مرحله قبل كاملاً ‏خشك می شوند تا سخت و محكم شوند و ‏مراحل3و4 مجدداًبرای چند بار تكرار می شود. ‏تعداد دفعات این تكرار بستگی به ضخامت پوستة ‏قالب مورد نیاز دارد. معمولاً مراحل اولیه از ‏دوغابهایی كه از پودرهای نرم تهیه شده، استفاده ‏شده و به تدریج می توان از دوغاب و نیز ذرات ‏ماسة نسوز درشت تر استفاده نمود. صافی سطح ‏قطعة ریختگی بستگی مستقیم به ذرات دوغاب ‏اولیه ونیز ماسه نسوز اولیه دارد.‏
‏6.‏ مدل مومی یا پلاستیكی توسط ذوب یا سوزاندن ‏از محفظه قالب خارج می شوند، به این عملیات ‏موم زدایی می گویند. در عملیات موم زدایی ‏بایستی توجه نمود كه انبساط موم سپس تنش و ‏ترك در قالب نشود.‏
‏7.‏ در قالبهای تولید شده عملیات بارریزی مذاب ‏انجام می شود.‏
‏8.‏ پس از انجماد مذاب، پوسته سرامیكی شكسته می ‏شود.‏
‏9.‏ در آخرین مرحله قطعات از راهگاه جدا می شوند.‏
مواد نسوز در فرآیند پوسته ای دقیق :
سیلیس به ‏دلیل انبساط حرارتی كم به طور گسترده ای به عنوان ‏نسوز در روش پوسته ای دقیق مورد استفاده قرار می ‏گیرد. این ماده نسوز برای ریخته گری آلیاژهای آهنی ‏وآلیاژهای كبالت مورد استفاده قرار می گیرد.‏زیركنیم شاید بیشترین كاربرد را به عنوان نسوز در ‏فرآیند پوسته ای دارد. این ماده بهترین كیفیت را در ‏سطوح قطعه ایجاد نموده و در درجة حرارتهای بالا ‏پایدار بوده و نسبت به خوردگی توسط مذاب مقاوم ‏است.‏آلومین به دلیل مقاومت كم در برابر شك حرارتی ‏كمتر مورد استفاده قرار می گیرد. به هر حال در ‏برخی موارد به دلیل مقاومت در درجه حرارت بالا (تا ‏حدود‎0C‏1760) مورد استفاده قرار می گیرد.‏
2- مراحل تولید قطعات در فرآیند قالیهای پوسته ای ‏سرامیكی دقیق
3- مراحل تولید قطعات در فرآیند قالبهای پوسته ای ‏سرامیكی دقیق
4- مراحل تولید قطعات در روش ریخته گری دقیق ‏پوسته ای
عملیات و مونتاژ و سوار كردن مدلهای مومی روی ‏سیستم راهگاهی:
چسبها:
مواد نسوز یه وسیله چسبها به یكدیگر می ‏چسبد این چسبها معمولاً شیمیایی می باشند مانند ‏سیلیكات اتیل، سیلیكات سدیم و سیلیس كلوئیدی . ‏سیلیكات اتیل باعث پیدایش سطح تمام شده بسیار ‏خوب می شوند. سیلیس كلوئیدی نیز باعث بوجود ‏آمدن سطح تمام شدة عالی می شود.‏
اجزای دیگر:
یك تركیب مناسب علاوه بر مواد فوق ‏شامل مواد دیگری است كه هر كدام به منظور خاصی ‏استفاده می شود. این موارد به این شرح است:‏
الف‌- ‏مواد كنترل كنندة ویسكوریته.‏
ب‌- ‏مواد تركننده جهت كنترل سیالیت دوغاب و ‏قابلیت مرطوب سازی مدل.‏
ت‌- ‏مواد ضد كف جهت خارج كردن حبابهای ‏هوا.‏
ث‌-‏ مواد ژلاتینی جهت كنترل در خشك شدن و ‏تقلیل تركها.‏
2-فرآیند تهیه قالبهای توپر در ریخته گری دقیق :
‏ كه عبارتند ‏از:‏
‏1.‏تهیة مدلهای ذوب شونده .‏
‏2.‏مونتاژ مدلها
‏3.‏مدلهای خوشه ای و ضمائم آن در ‏داخل جعبه ای قرار می گیرد و ‏دوغاب سرامیكی اطراف ریخته می ‏شود تا درجه با دوغاب دیرگداز پر ‏شود. به این دوغاب، دوغاب پشت بند ‏نیز گفته می شود. این دوغاب در هوا ‏سخت می شود و بدین ترتیب قالب ‏به اصطلاح توپر تهیه می شود.‏
‏4.‏عملیات بارریزی انجام می شود.‏
‏5.‏قالب سرامیكی پس از انجماد مذاب ‏شكسته می شود.‏
‏6.‏قطعات از راهگاه جدا می شوند
5- مراحل تولید قطعات در روش قالبهای توپر ریخته گری ‏دقیق