گزارش خرابی لینک
اطلاعات را وارد کنید .
گزارش انتشار نسخه جدید
اطلاعات را وارد کنید .
no-img
سفارش تایپ ،ترجمه، مقاله، تحقیق ، پایان نامه

ریخته گری ماسه ای - سفارش تایپ ،ترجمه، مقاله، تحقیق ، پایان نامه


سفارش تایپ ،ترجمه، مقاله، تحقیق ، پایان نامه
adsads

ادامه مطلب

ریخته گری ماسه ای
شهریور 20, 1394
1971 بازدید
گزارش نسخه جدید

ریخته گری ماسه ای


ریخته گری ماسه ای

بدون شک متداول ترین و قابل انعطاف ترین روش تولید قطعات فلزی ریخته گری در ماسه است . فرایند ریخته گری ماسه ای شامل قرار دادن الگو ( که دارای شکل قطعه ی ریخته گری می باشد ) در ماسه ، تعبیه سیستم راهگاهی مناسب ، پرکردن حفره ها با فلز مذاب ، خنک کردن مذاب تا منجمد شدن ، خرد کردن قالب ماسه ای و دراوردن قطعه ریخته گری می باشد هرچند که این روش یک روش باستانی تولید قطعه است ولی هنوز هم رایج ترین روش ریخته گری است.

مدل و مواد مدل

اولین قدم در تولید به روش ریخته گری در ماسه ، طراحی و ساخت مدل است . مدل درست مشابه قطعه است و بر حسب متقاضیان هر روش جنس فلز ریختنی و فلز خاصی که در قالب گیری به کار می رود اصلاحاتی روی آن انجام می شود در مقابل مدل های فلزی اگرچه گرانند ولی پایداری ابعاد و عمر طولانی می باشند. پلاستیک دمای سخت مثل اورتان ها نیز کاربرد زیادی یافته اند.

انواع مدل

مدل می تواند از جنس چوب ، پلاستیک و یا فلز باشد . انتخاب نوع ماده ی مدل به اندازه و شکل قطعه ریخته گری بستگی دارد . انواع مدل ها به صورت زیر است .

مدل یک تکه ای یا یکپارچه یا صلب :

ساده ترین و معمولا ارزان ترین مدل است و برای اشکال ساده و با تیراژ کم از ان استفاده می شود جنس این مدل ها معمولا از چوب است .

مدل دو تکه :

برای تولید قابل توجهی قطعه با شکل نسبتا پیچیده به کار می رود .

مدل صفحه ای :

این مدل کار را ساده تر می کند و می توان این مدل را همراه با ماشین های قالب گیری خودکار برای تهیه تعداد زیادی قطعه به کار برد .

ماهیچه :

برای ریخته گری قطعاتی که دارای حفره های داخلی می باشند مثل بلوک موتور یا بدنه ی شیرها از ماهیچه استفاده می شود .

ماهیچه ها در صورتی کارایی مطلوب خواهند داشت که دارای خواص زیر باشند :

  1. در حالت خام استحکام کافی برای جابجا کردن داشته باشند .
  2. پس از پختن یا سرد شدن استحکام کافی را داشته باشند .
  3. نفوذپذیری برای گازهای محبوس را داشته باشند .
  4. در موقع انقباض فلز در حین سرد شدن متلاشی شود تا از گسستن فلز به سبب عدم استحکام فلز داغ جلوگیری شود .

     

    اماده سازی و کنترل ماسه

    ماسه سیلیسی جزء جدانشدنی ماسه قالبگیری است ماسه سیلیسی ۹۴ تا ۹۷ درصد Si2O دارد که از ویژگی های آن ، دیرگداز بودن و پایداری حرارتی است . علاوه بر سیلیس داز بودن ، قالب گیری ماسه ، مقدار معینی خاک نسوز ( خاک رس نسوز ) نیز مورد نیاز است که به عنوان نوعی چسب عمل می کند و به ماسه ی قالبگیری در حالت مرطوب خاصیت پلاستیکی می دهد که بعد از خشک شدن باعث استحکام آن می شود. ماسه قالب گیری از مخلوط کردن ماسه سیلیسی تازه و خاک رس با مقدار معینی ماسه کار شده و اضافات که شامل خاک زغال سنگ گرافیت خاک اره و بعضی مواد الی است تهیه می شود.

    اکسیدهای سیلیسیم (Si2O) ، زیرکونیم ( ZrO2 ) یا اولیوین یا ماسه های کرومیتی را با مواد افزودنی مخلوط می کنند تا چهار خاصیت مهم زیر حاصل شود :

    1. دیرگدازی یا قابلیت تحمل دماهای بالا
    2. چسبندگی یا قابلیت نگه داشتن شکل مطلوب پس از قالب گیری
    3. نفوذپذیری یا قابلیت عبور گازها از خود
    4. شکل پذیری یا قابلیت فراهم کردن امکان انقباض فلز پس از انجماد

    مخلوط خام برای قالب گیری معمولا شامل ۸۸ درصد ماسه سیلیکاتی ، ۹درصد خاک رس و ۳د رصد آب است.

    بطور کلی ماسه قالب گیری باید به آسانی قابل شکل گیری باشد تا قطعه در خط تولید بدون عیب و نقص تولید شود مهمترین ویژگی های آن عبارتند از :

    1. استحکام در حالت تر
    2. استحکام در حالت خشک
    3. استحکام در حالت گرم
    4. خاصیت عبور گاز
    5. پایداری حرارتی
    6. گدازپذیری
    7. توانایی قالب گیری
    8. توانایی تمییزکاری

تهیه قالب ماسه ای

معمولا قالب گیری با قرار دادن مدل در درجه شروع می شود درجه ها که معمولا از الومینیم یا منیزیم ساخته می شوند یا دارای دیواره های مستقیم ………راهنما هستند و یا پوشش های جداشدنی دارند .

خواص مطلوب ماده ی قالب گیری از جنس ماسه :

  1. در حجم زیاد ارزان است
  2. خواص خود را در حین حمل و نقل و نگهداری در انبار حفظ می کند
  3. به روش های ساده فشرده و سخت می شود
  4. آنقدر نفوذپذیر است که اجازه دهد گازها خارج شوند
  5. نسبت به فلز ریختنی خنثی است

انواع قالب های ماسه ای :

قالب های ریخته گری از جهت نوع ماسه و روش تولید آن ها مورد مقایسه قرار می گیرند. سه نوع اصلی قالب های ماسه ای عبارتند از : ماسه تر ، خشک رویه ، قالب گیری سرد و غیر پخته ای .

ماسه قالب گیری تر که متشکل از ماسه نرم ، خاک رس و آب است دارای بیشترین کاربرد در ریخته گری ماسه ای می باشد. ارزان قیمت ترین قالب های ماسه ای از این نوع می باشند.

در قالب های خشک رویه سطوح قالب خشک توسط قرار دادن هوای آزاد یا مشعل خشک می شوند. از این نوع قالب برای ریخته گری قطعات بزرگ استفاده می شود ، چراکه این قالب دارای استحکام بیشتر است .

قالب های ماسه ای را می توان پیش از ریختن مذاب در کوره خشک نمود . این قالب ها از قالب های تر محکم تر هستند و دارای دقت ابعادی و سطوح تمام شده بهتری می باشند .

البته اعواج قالب در این روش یشتر است و احتمال پارگی در قطعات ریخته گری شده با این روش زیاد است . زمان تولید نیز در این روش افزایش می یابد.

در فرایند قالب گیری سرد از چسب های آلی و غیرآلی مختلفی برای به هم چسباندن ذرات و به منظور رسیدن به استحکام بیشتر استفاده می شود. از نظر لبعادی این نوع قالبها از قالب های مرطوب دقیق ترند و البته گرانتر.

در قالب های غیرپخته از رزین مایع مخلوط شده با ماسه که در هوای اتاق خشک و سفت شده است ، استفاده می شود .

 

مراحل ریخته گری ماسه ای :

صفحه ی مدل بین نیمه های بالایی و پایینی درجه به صورتی است که نیمه ی پایینی درجه بالا قرار گرفته است ، سپس ماسه داخل نیمه پایینی درجه فشرده می شود ، تخته زیرین روی ماسه فشرده شده قرار می گیرد; قالب باز شده ، تخته مدل برداشته می شود در مذاب و مدخل روی سطح جدایش ، داخل ماسه کنده می شود .

قالب در حالتیکه تخته مدل برداشته شده است مونتاژ می شود و فلز مذاب داخل راه گاه ریخته می شود. بعد از انجماد قطعه از داخل قالب بیرون آورده می شود و دانه های ماسه و لایه های اکسیدشده روی قطعه با ویبراتور یا توسط سندبلاست کنده می شود.

با این روش می توان فلزاتی از قبیل آهن ، فولادهای الیاژی با نقطه ذوب پایین آلیاژهای مس ، الومینیم ، منیزیم و نیکل ریخته گری نمود

مطالعه ی اجزاء و نحوه ی کارکرد یک قالب ماسه ای:


مطابق شکل بالا قسمت های اصلی یک قالب ماسه ای عبارتند از :

درجه : که وظیفه نگهداری ماسه را دارد . در قالبهای ئوتکه ای درجه از لنگه بالایی و لنگه پایینی تشکیل شده که درز بین آنها همان خط جدایش می باشد .اگر به بیش از دوتکه نیاز باشد این تکه اضافی را درجه میانی یا لنگه وسطی می نامند .

  • حوضچه بالای راهگاه که فلز مذاب در آن ریخته می شود
  • راهگاه که فلزات مذاب از طریق آن پایین می رود
  • پای راهگاه که در پایین تعبیه شده است . معمولا قالب ها دارای چند پای راهگاه برای جلوگیری از مغشوش شدن فلز مذاب و کنترل جریان فلز می باشد. وجود پای راهگاه باعث می شود که مذاب به قسمتهای بحرانی قطعه ی ریخته گری برسد.
  • تغذیه که فلز اضافی مورد نیاز به دلیل انقباض حجمی در هنگام انجماد را تامین می کند . تغذیه هم می تواند هم به صورت کور و هم به صورت باز باشد.
  • ماهیچه که از جنس ماسه می باشد و به منظور ایجاد سوراخ و حفره در داخل ریخته گری استفاده می شود.
  • هواکش برای خروج گازهای تولیدی که در هنگام تماس مذاب با دیواره ی ماسه ای قالب ایجاد می شود ، می باشد.
  • مجرای مذاب رسانی که فلز مذاب را به حفره های قالب می رساند .
  • گلویی که سد یا مانعی در سیستم راهگاهی برای جلوگیری از ورود تفاله و سرباره به داخل قالب است .
  • تغذیه کور که یک مخزن بسته و احاطه شده توسط ماسه بوده و راهی به خارج قالب ندارد و برای آن است که هنگام انقباض حجمی کمبود ماده مذاب را تامین کند.

ریخته گری در قالب های دائمی :

درفرآیند ریخته گری درقالبهای دائمی قالب مصرف مجدد را از ماشین کاری چدن خاکستری ، فولاد ، برنج ، گرانیت ، …. تهیه می کنند. این قالب ها توسط اتصالات لولایی قسمتهای مختلف تکمبل شده و امکان بازو بسته شدن سریع و دقیق را دارند . مراحل فرآیند اساسی ریخته گری با قالب دائم در شکل زیر شرح داده شده اند درآماده سازی برای ریخته گری ابتدا قالب پیش گرم شده یک یا چند پوشش روی خمره اسپری می شود .

پیش گرم سازی جریان فلز را در سیستم راهگاهی و حفره تسهیل می کند .

پوشش به انتقال حرارت کمک می کند و سطوح قالب را برای جداسازی راحت تر محصول ریخته ای روان کاری می نماید پس از ذوب ریزی بهمحض انجماد فلز قالب بازشده و قطعه ی ریخته ای بیرون آورده شود.قالب های دائم بر خلاف قالب های یک بار مصرف فرو نمی ریزند . بنابراین قالب باید قبل از اینکه میزان قابل توجهی انقباض خنک شدن رخ دهد . به منظور پیش گیری از رشد ترک در قطعه ریخته ای ، باز شود.

 

 

 

 

 

 

گامهای ریخته گری با قالب دائم : (۱) قالب پیش حرارت و پوشش داده می شود (۲)ماهیچه ها (اگر به کار روند) وارد می شوند و قالب بسته می شود ، (۳) فلز مذاب درون قالب ریخته می شود و (۴) قالب باز می شود. قطعه ی تکمیل شده در شکل(۲) نشان داده شده است


در این روش فشاری پشت مذاب وجود ندارد و حرکت مذاب در اثر نیروی وزن مذاب می باشد. از این روش بیشتر برای ریخته گری فلزات و آلیاژهای غیرآهنی استفاده می شود و در موارد کمتری اهن و فولاد توسط این روش ریخته گری می شوند در اینجا قالب امکان انقباض ندارد در نتیجه قطعه در حین انجماد ممکن است ترک بخورد به همین منظور قالب را در درجه حرارت نسبتا بالا نگه می دارند تا ترک خوردگی برطرف شود.

معمولا این قالب ها بر ماشین اتوماتیک بسته می شوند تا باز و بسته شده و ریخته گری صورت گیرد و سرعت تولید بالا رود و به همین منظور برای دقت در حرکت معمولا از بوش و میله راهنما در قالب ها استفاده می شود .

در شکل زیر یک نمونه قالب دایمی که به صورت لولایی باز و بسته می شود نشان داده شده است .


در قالبهای دائم برای شکل دهی به سطوح درونی محصول ریخته ای می توان از ماهیچه استفاده کرد.

ماهیچه ها را می توان از فلز ساخت ولی یا شکل آنها باید امکان برداشتنشان از قطعه ی ریخته ای را فراهم اورد یا باید از نظر مکانیکی شکست پذیر باشند می توان از ماهیچه ماسه ای استفاده کرد که در این حالت فرایند ریخته گری اغلب ریخته گری با قالب نیمه دائم نام دارد.

و نیز میتوان معمولا چند حفره نیز در قالب ایجاد کرد که یک جنبه منفی این است که این فرایند عمدتا محدود به آلیاژهای زودگذر است و هزینه های بالای شکل دهی قالب خطوط تولید کوچک را به نحو بازدارنده ای گران می کند.

هنگامیکه برای فولاد و چدن استفاده می شود ، عمر قالب بسیار کوتاه خواهد بود . برای آلیاژهای زودگداز نیز به دلیل خوردگی توسط مذاب و خستگی حرارتی، عمر قالب محدود است ولی معمولا بین ۱۰۰۰۰ تا ۱۲۰۰۰۰ چرخه می باشد .

عمر مفید قالب بستگی به عوامل زیر دارد :

  1. آلیاژ ریختنی : بالاتر بودن نقطه ذوب موجب کوتاه تر شدن عمر قالب می شود .
  2. جنس قالب :
  3. دمای ریختن : ریختن مذاب در دمای بالاتر از حد مناسب ، موجب کاهش عمر قالب ، افزایش مشکلات انقباض و طولانی کردن چرخه تولید می شود .
  4. دمای قالب :
  5. شکل قالب :

معمولا در شروع عمل ، قالب را گرم می کنند و استفاده ی پیوسته ان در دمای بالا و نسبتا یکنواخت نگه می دارد . معمولا برای جلوگیری لز چسبیدن مذاب به قالب و ازدیاد طول عمر آن را از پودر مواد دیر گداز گرافیت برای دیواره ی ان استفاده می شود .

در ریخته گری با قالب دایم به دلیل آنکه جنس قالب از فلز است بنابراین جنس قالب باید دارای شرایط زیر باشد :

  1. دیرذوب بودن آلیاژ قالب نسبت به آ لیاژهای ریختگی
  2. حداقل تغییرات ساختاری در اثر ریختگی
  3. حداقل دامنه ابساط و انقباض سطحی
  4. حداقل اختلاف حرارت در سطح قالب و درونی ترین قسمت ان

حداقل اصطکاک در اثر خروج قطعه ی ریختگی از قالب

مزایای ریخته گری دائم :

  1. قطعه ریخته شده دارای دامنه بندی یکنواختی نسبت به ریخته گری در ماسه است
  2. ابعاد قطعه دقیقتر است
  3. صافی سطحی بهتر است
  4. سرعت تولید بالاست
  5. تلرانس های کم و خواص مکانیکی خوبی داراست در تیراژ بالا

معایب :

  1. برای قطعات کوچک با اشکال ساده مناسب است
  2. همه ی آلیاژها را نمی توان توسط این روش ریخته گری نمود (فولاد به سختی )
  3. هزینه اولیه زیاد است
  4. کنترل درجه حرارت مشکل است

 

چند فرایند ریخته گری بسیار شبیه روش پایه ای قالب دائم هستند این فرایند عبارتند از ریخته گری دوغابی (slush) ، ریخته گری کم فشار و ریخته گری با قاب دائم خلاء .

ریخته گری دوغابی :

ریخته گری دوغابی فرایند قالب دایمی است که در آن با واژگونی قالب پس از انجماد جزیی در سطح برای کشیدن فلز مایع در مرکز قطعه ی ریخنه ای توخالی شکل می گیرد .

انجماد در دیواره های قالب شروع می شود . چراکه نسبتا خنک هستند و با گذشت زمان به سمت وسط قطعه ی ریخته ای پیش می رود .

ضخامت پوسته توسط زمان مجاز قبل از خشک شدن کنترل می شود . از ریختگری دوغابی برای ساخت مجسمه ، پایه چراغ و اسباب بازی از فلزهایی با نقطه ذوب پایین مثل سرب ، روی و قلع استفاده می شود در این موارد ، ظاهر بیرونی مهم است ولی استحکام و هندسه ی داخلی قطعه ی ریخته ای اهمیت چندانی ندارد.

ریخته گری کم فشار :

در فرایند اساسی ریخته گری با قالب دائم و در ریخته گری دوغابی ، جریان فلز در حفره قالب توسط گرانش ایجاد می شود در ریخته گری کم فشار فلز مایع تحت فشار کم حدود ۰٫۱ مگا پاسکال (۱۵ پوند بر اینچ مربع ) – از زیر به درون حفره رانده می شود به نحوی که جریان رو به بالاست مزیت این رویکرد نسبت به ذوب ریزی این است که به جای فلزی که در معرض هوا قرار گرفته است فلز مذاب تبخیر از مرکز بوته وارد قالب می شود.

بدین سان نفوذپذیری گازی و نقایص اکسیداسیون حداقل می شود و ویژگی های مکانیکی بهبود می یابند در این روش سرد شدن قالب به گونه ای طراحی می شود که انجماد جهتی از بالا به پایین ممکن سازد.

ریخته گری با قالب دائم خلاء :

نوعی ریخته گری کم فشار است که در آن از خلاء برای کشیدن فلز مذاب به درون حفره قالب استفاده می شود . پیکربندی عمومی فرایند ریخته گری با قالب دائم خلا مشابه عملیات ریخته گری کم فشار است .

تفاوت در انجاست که بجای راندن فلز مایع به درون حفره با فشار هوای مثبت از زیر ، از فشار کاهش یافته هوا در خلاء در قالب برای کشیدن آن استفاده می شود . چند فایده ی تکنیک خلاء نسبت به کم فشار عبارتند از کاهش نفوذ پذیری هوایی و عیوب مرتبط با آن و نیز استحکام بیشتر محصول ریخته ای و نیز با این روش می توان قطعاتی با دیواره های نازک و کیفیت سطح عالی تولید کرد به علت استفاده از خلاء میزان الودگی فلز و گاز محلول در ان حداقل است .



دیدگاه ها


یک پاسخ به “ریخته گری ماسه ای”

  1. […] ریخته گری ماسه ای | سفارش تایپ ترجمه مقاله […]

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *