نوشته‌ها

خدمات CNC - خدمات سی ان سی

نکات خیلی مهم و ضروری در مورد ذوب ریزی آلومینیوم در قالب ریژه

 

۱- قالب را قبل از ذوب ریزی می بایست حدود ۳۰۰ درجه گرم کنید.

۲-قبل از ذوب ریزی، داخل قالب را با پوشان شماره ۳۹ سفید رنگ جهت جلوگیری از چسبیدن مذاب به محفظه قالب پوشش دهید.

۳-برای قسمت های متحرک قالب از پوشان شماره ۱۱ مشکی رنگ جهت روان کاری اجزاء قالب استفاده کنید.

۴-درجه حرارت مذاب حدود ۷۰۰ تا ۷۵۰ درجه باشد.

۵-پس از ذوب ریزی قالب را بعد از مدت زمان ۱ دقیقه و ۳۰ ثانیه باز کنید و قطعه را از قالب خارج نمایید.

۶-برای تمیز کاری قالب از فرچه برنجی استفاده نمایید.

 

 

قالب ریژه

قالب ریژه

فرایند ریخته گری دقیق روشی است که مدل را با ذوب کردن از قالب بیرون می ریزند.جنس مدل اکثرا از موم مصنوعی است ولی از مواد مصنوعی،اوره و جیوه نیز استفاده می شود.از آنجا که مدل قبل از ریختن مذاب،از قالب بیرون ریخته می شود،باید برای هر قطعه تولیدی یک مدل تهیه شود. قالب مومی با استفاده از ماشینهای تزریق تمام خودکار و یا نیمه خودکار که به طور پنوماتیکی (بادی)و هیدرولیکی کار می کنند و یا با استفاده از پرسهای مومی با فشار ۶۰-۸۰ بار ساخته می شوند.

روش ریخته گری در قالبهای ریژه ( روش ثقلی )

از آنجایی که در چنین روشی قالب ها را از دو تکه می سازند و با استفاده از گیره و پیچ و امکانات دیگر به هم وصل می کنند و از طرف دیگر برای پر کردن قالب از فشار که در نتیجه اختلافات ارتفاعی که بین دهانه بارریزی و محفظه قالب وجود دارد استفاده می شود این روش ریخته گری وزنی نیز می نامند.

اصول کلی کار به این ترتیب می باشد که در ابتدا می بایستی قبل از اینکه عمل بارریزی انجام شود قالب را گرم کنیم تا قطعات ریختگی که تولید می شوند از کیفیت بالایی برخوردار باشند.

برای اینکه سرعت تولید قطعات را بالا ببریم و از طرفی قالب به راحتی باز و بسته شود نیاز به وسایل کمپرسی و هیدرولیکی داریم.

در بعضی از صنایع مانند صنایع خودروسازی که نیاز به تعداد زیادی از قطعه های کوچک و متوسط دارند حتما باید از سیستم گردان برای چنین قالب های دائمی استفاده به عمل بیاید.

در ریخته گری قالب ریژه از فلزها و آلیاژهای به خصوصی استفاده به عمل می آید که در ذیل به شرح آن می پردازیم :

الف) آلیاژ آلومینیوم

اگر بخواهیم قطعاتی که تقریبا وزن بین ۳۴۵ – ۷۰ کیلوگرم دارند را به صورت انبوه تولید کنیم بایستی از آلیاژ آلومینیوم در قالب ریژه استفاده کنیم.

ب) آلیاژ منیزیم

از آنجایی که این نوع آلیاژ قابلیت کمی برای ریخته گری دارند برای قطعاتی که وزن ۳۰ – ۱۰ کیلوگرم دارند و قصد تولید بالایی از آن را داریم مورد استفاده قرار می گیرند.

ج) آلیاژ مس

استفاده از آلیاژ مس و برنج در قالب ریژه متدوال است. از آنجایی که درجه انجماد آلیاژ مس بالا بوده که در نتیجه سرعت انجماد بالایی خواهد داشت باید به سرعت بعد از ریختن مواد مذاب و انجماد ماهیچه فلزی از قالب بیرون بیاوریم در غیر این صورت به علت انقباضی که رخ می دهد موجب گیر کردن ماهیچه در داخل قطعه می شود. آلیاژ مس برای تولید انبوه قعاتی که وزن کمتر از ۱۰ کیلوگرم دارند مورد استفاده قرار می گیرد.

د) آلیاژ روی

آلیاژ روی بیشتر در روش ریخته گری تحت فشار استفاده می شود و در روش ریژه به ندرت به کار می رود.

ه) چدن خاکستری

برای تولید تعداد بالایی از قطعات که تقریبا وزن ۱۴ کیلوگرم دارند از چدن خاکستری هیپواتکتیک در روش ریژه استفاده می شود.

ریخته گری در قالب ریژه به سه روش مختلف انجام می شود که در ذیل به شرح آن می پردازیم :

الف) روش دستی

استفاده از روش دستی در ریخته گری قالب ریژه بسیار ساده بوده و کاربرد زیادی دارد به طوریکه تا امروز حجم بالای قطعاتی که تولید می شوند از طریق روش دستی است.

از این روش زمانی استفاده می کنیم که با طرحی ساده مواجه هستیم که متناسب با ضخامت قطعه می توان آن را ساخت. لازم به ذکر است که این روش برای تولید قطعه های ریخته گری که ضخامت کم و نازک دارند و همچنین برای تولید قطعات با ضخامت زیاد مورد استفاده قرار می گیرد.

ب) روش نیمه اتوماتیک

در روش نیمه اتوماتیک ریخته گری در قالب ریژه هدف اصلی تولید قطعات با تیراژ بالا هست. که این روش جایگزین روش دستی شده است. به طور خلاصه در روش نیمه اتوماتیک از سیستم هیدرولیکی و یا پنوماتیکی برای باز و بسته شدن قالب استفاده به عمل می آید. ولی پر کردن قالب و خارج نمودن قطعات ریخته شده از آن توسط دست انجام می شود.

ج) روش خودکار (اتوماتیک)

اگر بخواهیم قطعات متفاوت کوچک و بزرگ را با تیراژ بالا تولید کنیم می بایستی از روش خودکار که تمام مراحل کار به صورت اتوماتیک توسط ماشین و رباط ها انجام می شود استفاده کنیم.

برای انتخاب جنس قالب و ماهیچه باید چهار فاکتور اصلی را مدنظر داشت که در ذیل به بررسی آن می پردازیم.

الف) بارریزی مذاب با چه درجه حرارتی صورت می پذیرد. لازم به ذکر است که هرچقدر با درجه حرارت بالاتری درون قالب ریخته شود عمر قالب کوتاه تر می شود.

ب) ابعاد و اندازه و تعداد قطعات ریختگی

ج) قیمت مواد قالب

مدلسازی و قالبسازی - مدل ریخته گری OHVG

سوپر آلیاژها

سوپر آلیاژها

سوپر آلیاژ (Superalloy) به آلیاژهای پایه نیکل، پایه آهن – نیکل و پایه کبالت گفته می شود که عموما در دماهای بالاتر از ۵۴۰ درجه سانتی گراد استفاده می شوند. سوپر آلیاژ های پایه آهن – نیکل مانند آلیاژ IN-718 از فن آوری فولادهای زنگ نزن توسعه یافته اند و معمولا به صورت کار شده هستند. سوپر آلیاژ های پایه نیکل و پایه کبالت بسته به نوع کاربرد و ترکیب شیمیایی می توانند به صورت ریخته یا کار شده باشند.

از آغاز پیدایش سوپر آلیاژ ها، تعداد زیادی آلیاژ شناخته شده و مورد مطالعه قرار گرفته و تعدادی نیز به عنوان اختراع ثبت شده اند. تعدادی از آن ها در طول سالیان گذشته غربال شده و تعدادی به صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفته اند. در شکل زیر رفتار تنش گسیختگی سه گروه آلیاژی با یکدیگر مقایسه شده اند (سور آلیاژهای پایه آهن- نیکل، پایه نیکل و پایه کبالت).

سوپرآلیاژ های دارای ترکیب شیمیایی مناسب را می توان با آهنگری و نورد به اشکال گوناگون درآورد. ترکیب های شیمیایی پرآلیاژ تر معمولا به صورت ریخته گری می باشند. ساختارهای سرهم بندی شده را می توان با جوشکاری یا لحیم کاری بدست آورد، اما ترکیب های شیمیایی که دارای مقادیر زیادی از فازهای سخت کننده هستند، به سختی جوشکاری می شوند. خواص سوپرآلیاژها را با تنظیم ترکیب شیمیایی و فرآیند (شامل عملیات حرارتی) می توان کنترل کرد و استحکام مکانیکی بسیار عالی در محصول تمام شده به دست آورد.

 

اصول متالورژی سوپر آلیاژها

سوپرآلیاژهای پایه آهن، نیکل و کبالت معمولا دارای ساختار بلوری با شبکه مکعبی با سطوح مرکزدار (FCC) هستند. آهن و کبالت در دمای محیط دارای ساختار FCC نیستند. هر دو فلز در دماهای بالا یا در حضور عناصر آلیاژی دیگر، دگرگونی یافته و شبکه واحد آن ها به FCC تبدیل می شود. در مقابل، ساختمان بلوری نیکل در همه دماها به شکل FCC است. حد بالایی این عناصر در سوپر آلیاژها توسط دگرگونی فازها و پیدایش فازهای آلوتروپیک تعیین نمی شود بلکه توسط دمای ذوب موضعی آلیاژها و انحلال فازهای استحکام یافته تعیین می گردد. در ذوب موضعی بخشی از آلیاژ که پس از انجماد ترکیب شیمیایی تعادلی نداشته است در دمایی کمتر از مناطق مجاور خود ذوب می شود. همه آلیاژها دارای یک محدوده دمایی ذوب می شوند و عمل ذوب شدن در دمای ویژه ای صورت نمی گیرد، حتی اگر جدایش غیر تعادلی عناصر آلیاژی وجود نداشته باشد. استحکام سوپر آلیاژ ها نه تنها به وسیله شبکهFCC و ترکیب شیمیایی آن، بلکه با حضور فازهای استحکام دهنده ویژه مانند رسوب ها افزایش می یابد. کار انجام شده بر روی سوپر آلیاژ (مانند تغییر شکل سرد) نیز استحکام را افزایش می دهد، اما این استحکام به هنگام قرارگیری فلز در دماهای بالا حذف می شود.

تمایل به دگرگونی از فاز FCC به فاز پایدارتر در دمای پایین وجود دارد که گاهی در سوپر آلیاژ های کبالت اتفاق می افتد. شبکه FCC سوپر آلیاژ قابلیت انحلال وسیعی برای بعضی عناصر آلیاژی دارد و رسوب فازهای استحکام دهنده (در سوپر آلیاژ های پایه آهن – نیکل و پایه نیکل) انعطاف پذیری بسیار عالی آلیاژ را به همراه دارد. چگالی آهن خالص ۷٫۸ گرم بر سانتی متر مکعب و چگالی نیکل و کبالت تقریبا ۸٫۹ گرم بر سانتی متر مکعب است. چگالی سوپر آلیاژ های پایه آهن – نیکل تقریبا ۸٫۳-۷٫۹ گرم بر سانتی متر مکعب، پایه کبالت ۹٫۴-۸٫۳ و پایه نیکل ۷٫۸-۸٫۹ است.

چگالی سوپر آلیاژ ها به مقدار عناصر آلیاژی افزوده شده بستگی دارد. عناصر آلیاژی Ti،Cr و Al چگالی را کاهش و W،Re و Ta آنرا افزایش می دهند. مقاومت به خوردگی سوپر آلیاژ ها نیز به عناصر آلیاژی افزوده شده و به ویژه Al، Cr و محیط بستگی دارد.

دمای ذوب عناصر خالص نیکل،کبالت و آهن به ترتیب ۱۴۵۳،۱۴۹۵ و ۱۵۳۷ درجه سانتی گراد است. دمای ذوب حداقل (دمای ذوب موضعی) و دامنه ذوب سوپر آلیاژ ها، تابعی از ترکیب شیمایی و فرآیند اولیه است. به طور کلی دمای ذوب موضعی سوپر آلیاژ های پایه کبالت نسبت به سوپرآلیاژها پایه نیکل بیشتر است. سوپرآلیاژهای پایه نیکل ممکن است در دمای ۱۲۰۴ درجه سانتی گراد از خود ذوب موضعی نشان دهند. انواع پیشرفته سوپر آلیاژ های پایه نیکل تک بلور دارای مقادیر محدودی از عناصر کاهش دهنده دمای ذوب هستند و به همین لحاظ، دارای دمای ذوب موضعی برابر یا کمی بیشتر از سوپر آلیاژ های پایه کبالت هستند.

 

ویژگی ها و خواص سوپر آلیاژها

۱) فولادهای معمولی و آلیاژهای تیتانیم در دماهای بالاتر از ۵۴۰ درجه سانتی گراد دارای استحکام کافی نیستند و امکان خسارت دیدن آلیاژ در اثر خوردگی وجود دارد.

۲) چنانچه استحکام در دماهای بالاتر (زیر دمای ذوب که برای اکثر آلیاژها تقریبا ۱۲۰۴-۱۳۷۱) مورد نیاز باشد، سوپر آلیاژ های پایه نیکل انتخاب می شوند.

۳) از سوپر آلیاژهای پایه نیکل می توان در نسبت دمایی بالاتری (نسبت به دمای ذوب) در مقایسه با مواد تجاری موجود استفاده کرد. فلزات دیرگداز (نسوز) نسبت به سوپر آلیاژ ها دمای ذوب بالاتری دارند ولی سایر خواص مطلوب آن ها را ندارند و به همین خاطر به طور وسیعی مورد استفاده قرار نمی گیرند.

۴) سوپر آلیاژ های پایه کبالت را می توان به جای سوپر آلیاژ های پایه نیکل استفاده کرد که این جایگزینی به استحکام مورد نیاز و نوع خوردگی بستگی دارد.

۵) در دماهای پایین تر وابسته به استحکام مورد نیاز، سوپر آلیاژ های پایه آهن – نیکل نسبت به سوپر آلیاژ های پایه نیکل و پایه کبالت کاربرد بیشتری پیدا کرده اند.

۶)  استحکام سوپر آلیاژ نه تنها مستقیما به ترکیب شیمیایی بلکه به فرآیند ذوب، آهنگری و روش شکل دهی، روش ریخته گری و بیشتر از همه به عملیات حرارتی پس از شکل دهی، آهنگری یا ریخته گری بستگی دارد.

۷) سوپر آلیاژ های پایه آهن – نیکل نسبت به سوپر آلیاژ های پایه نیکل و پایه کبالت ارزان تر هستند.

۸) اکثر سوپر آلیاژ های کار شده برای بهبود مقاومت خوردگی دارای مقداری کروم هستند. مقدار کروم در آلیاژهای ریخته در ابتدا زیاد بوده، اما به تدریج مقدار آن کاهش یافت تا عناصر آلیاژی دیگری برای افزایش خواص مکانیکی سوپر آلیاژ های دما بالا، به آن ها افزوده شوند. در سوپر آلیاژ های پایه نیکل با کاهش کروم مقدار آلومینیم افزایش یافت، در نتیجه مقاومت اکسیداسیون آن ها در همان سطح اولیه باقی می ماند و یا افزایش می یابد، اما مقاومت در برابر انواع دیگر خوردگی کاهش می یابد.

۹ ) سوپر آلیاژ ها مقاومت در برابر اکسیداسیون بالایی دارند اما در بعضی موارد مقاومت خوردگی کافی ندارند. در کاربرد هایی مانند توربین هواپیما که دما بالاتر از ۷۶۰ درجه سانتی گراد است سوپرآلیازها باید دارای پوشش کافی باشند. سوپر آلیاژها در کاربردهای طولانی مدت در دماهای بالاتر از ۶۴۹ درجه سانتی گراد مانند توربین های گازی زمینی می توانند پوشش داشته باشند.

۱۰ ) فن آوری پوشش دهی سوپر آلیاژ ها بخش مهمی از کاربرد و توسعه آن ها می باشد. نداشتن پوشش به معنی کارآیی کم سوپر آلیاژ در دراز مدت و دماهای بالاست.

۱۱) در سوپر آلیاژ ها به ویژه در سوپر آلیاژ های پایه نیکل بعضی از عناصر در مقادیر جزئی تا زیاد اضافه شده اند. در بعضی از آلیاژ ها تعداد عناصر کنترل شده موجود تا ۱۴ عنصر و بیشتر می تواند باشد.

۱۲) نیکل، کبالت، کروم، تنگستن، مولیبدن، رنیم، هافنیم و دیگر عناصر استفاده شده در سوپر آلیاژ ها اغلب گران بوده و مقدارشان در طی زمان متغییر است.

کاربرد سوپر آلیاژ ها در دماهای بالا بسیار گسترده و شامل قطعات و اجزای هواپیما، تجهیزات شیمیایی و پتروشیمی است. دما گاز در بخش داغ موتور هواپیما ممکن است به بالاتر از ۱۰۹۳ درجه سانتی گراد برسد. با استفاده از سیستم های خنک کننده دمای اجزای فلزی کاهش پیدا می کند و سوپر آلیاژ که توانایی کار کردن در این دمای بالا را دارد، جز اصلی بخش داغ به شمار می رود. اهمیت سوپر آلیاژ ها در تجارت روز را می توان با یک مثال نشان داد. در سال ۱۹۵۰ فقط ۱۰ درصد از کل وزن توربین های گاز هواپیما از سوپر آلیاژ ها ساخته می شد. اما در سال ۱۹۸۵ میلادی این مقدار به ۵۰ درصد رسید.

قالب ریخته گری - پوسته پمپ

لقی ماهیچه و اختلاف اندازه تکیه گاه در قالب ریخته گری

لقی ماهیچه و اختلاف اندازه تکیه گاه در قالب ریخته گری

در ریخته گری، قالب گیر ماهیچه را در قالب نصب و یا آن را آویزان می کند. ماهیچه ضمنا می بایست با قالب درگیر نشود و به راحتی در تکیه گاه بنشیند. به همین جهت باید ریشه قالب از ریشه ماهیچه بزرگتر باشد. این اختلاف اندازه تکیه گاهها را لقی ماهیچه گویند. در مقابل، اختلاف اندازه بین تکیه گاهها مدل و جعبه ماهیچه را لقی تکیه گاههای ماهیچه گویند. روش به وجود آوردن لقی بدین صورت است که ریشه ماهیچه را مطابق نقشه و تکیه گاه مدل را کمی بزرگتر درست می کنند.

اختلاف بین لقی ماهیچه و لقی تکیه گاههای ماهیچه مقدار معین و مشخصی نیست. در تعیین اختلاف اندازه بین تکیه گاههای ماهیچه موارد زیر باید در نظر گرفته شود:

جنس قالب و روش ساخت آن

اختلاف اندازه بین تکیه گاههای ماهیچه در قالبهای دانه درشت شاموتی بیشتر از قالبهای پوسته ای دانه ریز و قالبهای دائمی فلزی پرداخت شده و دقیق است.

در مدل مربوط به قطعات دارای دیواره های نازک که مذاب آن فلز سبکی است و نیز در قالبی که با ماسه تر ریخته گری می شود، به خاطر نشستن دقیق ماهیچه اختلاف اندازه بین تکیه گاههای ماهیچه نیز باید در نظر گرفته شود.

روش ساخت ماهیچه

در ماهیچه های سنگین وبزرگ که به طور دستی در جعبه ماهیچه قرار می گیرند و یا به وسیله شابلون درست می شوند اختلاف اندازه بین تکیه گاهها بیشتر از اختلاف اندازه بین تکیه گاههای مربوط به ماهیچه کوچکتر است که به صورت سرد یا گرم سخت شده اند. وقتی قرار است ماهیچه یا قالب با عملیاتی تکمیل شود، نظیر غوطه وری، رنگ کاری و شناور کردن که باعث می شود قشر نازکی روی آن بنشیند، باید اختلاف اندازه بین تکیه گاهها کافی باشد تا بعد از عملیات تکمیلی اندازه های ماهیچه و قالب مناسب باشند.

وضع ماهیچه در قالب ریخته گری

در ریخته گری سعی می شود که ماهیچه بدون هیچ صدمه ای در درجه بالایی لقی بیشتری داشته باشد. این روش کار به خاطر خراب نشدن قالب به هنگام گذاشتن درجه بالایی مهم است.

در جاهایی از قطعه که برطرف کردن پلیسه های ریخته گری امکانپدیر نیست باید سعی شود که تکیه گاههای ریشه ماهیچه کاملا دقیق بوده تا از به وجود آمدن پلیسه های فوق جلوگیری شود.

21

تعداد، اندازه و طرح ماهیچه

در قطعاتی مثل چرخ پلتن که کاسه های آن احتیاج به ماهیچه های زیاد و شبیه هم دارد و این ماهیچه پشت سرهم و به طور دایره ای چیده می شوند، باید اختلاف اندازه بین تکیه گاهها برای همه ماهیچه ها و ریشه ماهیچه ها یکی باشد.

کار روی ماهیچه و مونتاژ ماهیچه

اغلب در کارهای قالب گیری و نصب ماهیچه، ماهیچه را خارج از قالب به هم چسبانده و یک جا در قالب می گذارند، در غیر این صورت اجزاء ماهیچه را در قالب بر روی هم سوار می کنند. در این مورد به علت افزایش اندازه ریشه ماهیچه در نتیجه مواد چسبی، باید ضخامت آن را در اختلاف اندازه بین تکیه گاهها اثر داد.

کنترل لقی ماهیچه

در کنار کنترل اندازه های مدل و تکیه گاههای ماهیچه برای اجزاء مدلهای پیچیده و دقیق، ماهیچه و قالب فرمان از مواد رزین مصنوعی ساخته می شود. روی این قالب فرمان ( قالب کنترل) می توان ضخامت دیواره ها، لقی ماهیچه ها و ترتیب نصب ماهیچه را با اطمینان بیشتری امتحان کرد

مدلسازی - درپوش پوسته گیربکس

کوره ریخته گری

کوره ریخته گری

در این قسمت به بررسی کوره های ریخته گری و ذوب فلزات از جمله کوره کوپل، کوره قوس الکتریکی، کوره القایی و کوره بوته ای( زمینی) می پردازیم.

کوره کوپل

این نوع کوره یک کوره برجی است که از قسمت بالا با کک، شمش، قراضه و سنگ آهک به صورت لایه ای پر و آماده می شود و برای ادامه مراحل ذوب، هوایی که از قبل کاملا گرم شده به داخل کوره دمیده می شود .منافذ مختلفی در نظر گرفته شده که شلاکه و مذاب از کوره خارج شود.غالبا مذاب به مخزن مذاب هدایت می شود و سپس بسته به مقدار لازم، بوته های ریخته گری پر می شود .

مزایا و ویژگی های کوره کوپل

۱- هزینه انرژی و تعمیر و نگهدتار آن پایین است

۲- توان و قدرت ذوب آن بسیار بالا است

۳- این نوع کوره در تهیه چدن معمولی و چدن چکش خوار  بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد

کوره قوس الکتریکی

جهت شارژ کردن کوره قوس الکتریکی می توانیم فولاد های خام و قراضه های فولاد استفاده کنیم.این نوع کوره جهت فولاد هادی آلیاژی و چدنهای آلیاژی مورد استفاده قرار می گیرد.

3

مزایا و ویژگی های کوره قوس الکتریکی

۱- این نوع کوره دمای بالایی در حدود ۳۶۰۰ درجه سانتی گراد تولید می کند که سایر کوره های ذوب در مقایسه با کوره قوس الکتریکی چنین توانایی را ندارند

۲- کوره قوس الکتریک با شارژ کمی قادر به تولید مذاب با کیفیت بالایی است

تنها مورد منفی که برای این نوع کوره می توان در نظر گرفت این است که هزینه آن زیاد می باشد

کوره القایی

این نوع کوره یک بوته نسوز است که در  داخل سیم پیچی القایی که توسط آب خنک می شود قرار می گیرد از آنجایی که جریان انرژی شبیه ترانسفورماتور است، باعث می شود که جریان متناوبی در سیم پیچها میدان متغیر الکترومغناطیسی بوجود بیاید که همه این عوامل موجب بوجود آمدن جریان القایی در محتوی فلزی بوته می شود که در نهایت فلز با حرکت شدید و با سرعت زیادی ذوب می شود. همچنین لازم به توضیح است که کوره های القایی از درجه بازدهی کمی برخودار هستند ولی با این حال برای تمامی فلزات قابل استفاده است

کوره های بوته ای(زمینی)

این نوع کوره ها تنها زمانی مورد استفاده قرار می گیرند که به مقادیر کمی از ذوب فلزات احتیاج داشته باشیم. به طور کلی بوته از جنس گرافیت، چدن یا کاربید سیلیسیم است و درون محفظه کوره محکم توسط سوخت مایع نفتی و یا گاز حرارت داده می شود. در کوره های بوته ای ماده خام ذوب را به همراه ترکیبی که مد نظر داریم می ریزیم تا ذوب شود و قالبها مستقیما بوسیله بوته پر می شود همچنین از این نوع کوره ها می توان برای ریخته گری فلزات سبک و سنگین استفاده نمود

ریخته گری - شیر فلکه

ریخته گری تحت فشار

 Die casting

از روش ریخته گری تحت فشار زمانی استفاده می کنیم که سه هدف کلی را مد نظر داشته باشیم که در ذیل به شرح آن می پردازیم

۱- هنگامی که بخواهیم تعداد بسیار زیادی از قطعات که از کیفیت سطحی خوب  برخوردار باشند را تولید کنیم

۲- دقت بالا در اندازه

۳- دیواره ها و پله های نازک از جنس فلزات سبک در قالبهای فلزی دائم

در روش ریخته گری تحت فشار فلز مذاب را با فشار زیاد و سرعتی در حدود ۵۰ تا ۳۰۰ متر بر ثانیه به درون قالب هدایت می کنند و تا زمانیکه قطعه خنک شود و به انجماد برسد این فشار همچنان اعمال می شود تا در نهایت قطعه ریختگی متراکم شود.

مزیت استفاده از روش ریخته گری تحت فشار

۱- از آنجایی که در این روش سرعت عمل بسیار بالا است می توانیم به راحتی قطعات زیادی را تولید کنیم

۲- امکان ساخت قطعاتی که اجزا بسیار نازکی دارند و همچنین صرفه جویی در مواد

۳- صاف و صیقلی بودن سطوح

۴- کمتر بودن تلرانس اندازه ها

۵- امکان ساختن قطعاتی که حاشیه های بسیار ظریف، سوراخها و یا بریدگی های کوچکی که دارند به راحتی با استفاده از این روش و جود دارد

براکت رانا

براکت رانا

۶- کمتر بودن اضافه تراش و اغلب بدون اضافه تراش بودن

۷- هزینه مونتاژ کردن و همچنین عملیات پرداخت پایین بوده که در نهایت موجب صرفه جویی در هزینه ها می شود

ماشینهای ریخته گری تحت فشار

به طور کلی قالب ریخته گری بر روی ماشین ریخته گری تحت فشار محکم بسته می شود و نصفه قالب روی صفحه ثابت و نصفه دیگر روی صفحه متحرک گیره قالب محکم می شود.

نکته: هنگام ریخته گری قالبها بصورت هیدرولیکی و یا توسط روش های مکانیکی ( اهرم زانویی ) با اطمینان بیشتری نگه داشته می شوند. لازم به توضیح است که مقدار نیرویی که بر مذاب وارد می شود بوسیله اندازه ماشین تعیین می شود. ماشینهایی وجود دارند که می توانند نیرویی معادل ۵۰۰ تا ۵۰۰۰۰ کیلو نیوتون را بر فلز مذاب اعمال کنند.

ماشینهای ریخته گری تحت فشار به دو دسته کلی تقسیم می شوند

الف) ماشينهاي با محفظه تزريق سردcold chamber

ب)  ماشينهاي با محفظه تزريق گرمHot chamber

قالب ریخته گری - پوسته گیربکس

ریخته گری در قالب فلزی کم فشار

 ریخته گری در قالبهای فلزی کم فشار

به طور کلی در این روش قطعات ریختگی که اصولا از نوع فلزات سبک هستند را بوسیله قالبهای فلزی دائم بر روی ماشینهای خاص ریخته گری کم فشار تولید می کنند و از طرفی بوته مذاب فلزات سبک، که در داخل محفظه های گرمی در بسته قرار دارد. که این بوته از طریق لوله انتقال مذاب با قالب فلزی در تماس قرار می گیرد.

هوای فشرده و یا همان گاز را به منظور پر کردن قالب به محفظه مذاب هدایت می کنند تا در نتیجه فشاری در حدود ۰٫۲ تا ۰٫۵ بار بر آن اعمال شود و مذاب از طریق لوله انتقال به سمت بالای قالب فرستاده می شود تا در نهایت قالب پر شود.لازم به توضیح است که در مرحله انجماد مذاب، فشار اعمالی بایستی همچنین برقرار باشد تا ساختار بلوری متراکم و یکنواختی بوجود بیاید.

نکته: پیش از از خارج نمودن قطعه، فشاری که اعمال می شود بایستی قطع شود تا مذاب بتواند در لوله به سمت پایین هدایت شود.

ماشینهای ریخته گری کم فشار

در حال حاضر ماشینهای ریخته گری کم فشار به صورت تمام خودکار تنظیم می شوند و همچنین قالبهای فلزی با سطح جدایش عمودی یا افقی دارند که مجهز به کشش ماهیچه و بیرون اندازهای هیدرولیکی یا پنوماتیکی هستند.

نکته: دمای قالبهای فلزی در هنگام کار دستگاه چیزی در حدود ۳۰۰ تا ۳۸۰ درجه سانتیگراد می باشد.

روش کار قالبهای فلزی

بر روی صفحه پایینی ماشین، نصفه زیری قالب فلزی به عنوان نصفه ثابت قالب محکم می شود و نصفه متحرک قالب بالایی بر روی صفحه متحرک ماشین محکم می شود که غالبا ماهیچه های فولادی نیز به طور هیدرولیکی روی آن کار گذاشته می شود

قالب ریخته گری - پرشر پلیت

مواد قالب گیری در ریخته گری

مواد قالب گیری در ریخته گری برای قالبهای یکبار مصرف

عناصر تشکیل دهنده مواد قالب گیری برای تهیه قالبهای از بین رونده یا همان قالبهای یکبار مصرف به شرح ذیل می باشد:
الف) مواد اصلی قالب گیری ( مواد معدنی نسوز ) عبارتند از : ماسه کوارتز، ماسه الیوین، ماسه کرومیت، ماسه زیرکون و شاموتها
ب) مواد چسبی قالب عبارتند از: ۱-سیلیکانها ( خاک رس، سیمان، آب شیشه ) ۲- رزینهای مصنوعی ( فنول پلاست، رزین فوران، آمینو پلاست ) ۳- چسبهای روغنی ۴- امولسیونهای سخت شونده ۵- ئیدرات کربن ۶- چسب های مایع حلال آب ۷- امولسیونها و سوسپانسیونها
نکته: اغلب اوقات مواد چسبی که در قالب گیری به کار می رود سیلیکات ها هستند که نسبت به سایر چسبهای دیگر در ماهیچه سازی بیشتر از آن استفاده می کنند.
ج) مواد افزودنی عبارتند از: بیتومن، گرد کربن، اکسید آهن، گرد ذغال طبیعی، گرد چوب، گلیکول، اسید بوریک، گوگرد و …
به طور کلی مواد قالب گیری بایستی مرتبط با روشهای قالب گیری از جمله کوبیدن، لرزاندن، دمای فلز ریخته گری و هدف مورد نظر یعنی همان ماهیچه ها و قابلیت عبور بیشتر گاز باشند.

ویژگی های مواد قالب گیری

۱-قابلیت شکل گیری : ماسه مورد نظر باید قابلیت متراکم شدن و پرداخت کردن را دارا باشد .
۲-روانی: در ماهیچه سازی بوسیله پرتاب و دمش، روانی ماسه نسبت به قابلیت شکل گیری ماسه از اهمیت بیشتری برخوردار است. زیرا این روانی ماسه است که موجب می شود مواد قالب گیری در مسیر پرتاب گیر نکند و به آسانی به تمامی زوایا و گوشه های قالب و جعبه ماهیچه برسد.
۳-استحکام قالب: از آنجایی که در هنگام ساخت قالب بویژه زمان برگرداندن و خارج کردن مل تحت تنش قرار می گیرد بیشترین نیرویی که بر قالب وارد می شود توسط فشار فلز مذاب است می بایستی از طریق انجام آزمایش کشش، فشار، خمش و برش در آزمایشگاه ماسه سنجیده شود تا قالب استحکام لازم را داشته باشد.
۴-قابلیت عبور گاز: هنگامیکه چسب رزین مصنوعی سوزانده می شود و یا با ریختن مذاب، آب در چسبهای خاک رسی تبخیر می شود که این امر موجب می شود گازهایی تولید شود، که می بایستی این گازها از مواد قالب گیری عبور کند و خارج شود. در غیر این صورت اگر مواد قالب گیری قابلیت عبور گاز را نداشته باشند قطعه ریختگی دارای مک گازی می شود و یا اینکه قالب می سوزد و گاهی اوقات ممکن است باعث انفجار شود.

11
۵-دیر گدازی و نسوز بودن: به طور کلی قالبی نسبت به دمای بالا مقاوم است که دمای ذوب ماده قالب گیری از دمای مواد ریخته گری بیشتر باشد که در نتیجه ذرات مواد قالب گیری در تماس با مذاب ذوب نشده و روی قطعه نمی چسبد.
۶-قابلیت خرد شدگی: مواد قالب گیری با چسب رزین مصنوعی از قابلیت خردشدگی بالایی برخوردار است که باعث می شود بعد از سخت شدن قطعه، گاز شده و از هم بپاشد که این امر موجب می شود هزینه تولید ریخته گری پایین بیاید و و قطعه ریختگی به آسانی از قالب جدا شود.
۷-قابلیت بازیابی: جهت کاهش مصرف مواد قالب گیری باید مواد قالب گیری از این قابلیت برخوردار باشند.
مواد اصلی قالب گیری
مواد اصلی قالب گیری اصولا از ماسه هایی با جنس و دانه بندیهای مختلفی حاصل می شود.آنچه که موجب افزایش استحکام، قابلیت عبور گاز، قابلیت تراکم پذیری و کاهش مصرف مواد چسبی و خرابی سطح قطعه ریختگی می شود ماده قالب گیری از جنس ماسه با دانه های درشت است و همچنین ماده قالب گیری از جنس ماسه با دانه های گرد و صاف موجب بهبود سطح قطعه کار و کمتر شدن قابلیت شکل گیری آن می شود.
انواع ماسه های ریخته گری
۱-ماسه سیلیسی : این نوع ماسه یکی از رایج ترین انواع ماسه ای است که در ریخته گری از آن استفاده می شود و برای محدوده ریخته گری چدن، ریخته گری فولاد، فلزات سبک و سنگین به کار می رود.
۲-ماسه الیوین : از این نوع ماسه در ریخته گری فولادهایی که از آلیاژ بسیار بالایی برخوردار هستند استفاده می کنند.
۳-ماسه زیر کون : از ماسه زیر کون برای قالب گیری کردن و بویژه به عنوان ماسه ماهیچه های جدار ضخیم و فولاد ریختگی که آلیاژ بالایی دارد استفاده می شود.
۴-شاموتها : شاموتها برای قالبهای متوسط و بزرگ ریخته گری فولاد بسیار مناسب هستند.

قالب سازی - رینگ اسپرت آلومینیومی چرخ خودرو

ریخته گری دقیق

Investment casting

به طور کلی در فرآیند ریخته گری دقیق مدلهایی که استفاده می شوند یک بار مصرف هستند و بر اساس این فرآیند قبل از ریختن مذاب به درون محفظه قالب، ذوب کردن مدل مومی صورت می پذیرد.

یکی از قدیمی ترین روش ساخت قطعه ریختگی توسط مدل، روش ریخته گری دقیق است.چندین قرن قبل از میلاد و پیش از تمدنهای آسیا و دریای مدیترانه از فرآیند ریخته گری دقیق در ساخت پیکره و مجسمه ها استفاده می شد.آثار تاریخی زیادی در دنیا وجود دارد که به عنوان نمونه می توان به در طلایی بهشت در فلورانس، پیکره اسب سوران دروازه برلین و… اشاره نمود.

روش ریخته گری دقیق علی رقم جنبه های هنری در دوران جنگ جهانی دوم در سال ۱۹۴۰ میلادی کاربرد و اهمیت صنعتی پیدا کرد.

کاربرد ریخته گری دقیق

از این فرآیند درجواهر سازی و همچنین در ساخت قطعات ماشین نساجی، قطعات ظریف و پیچیده، وسایل نظامی، قطعات ماشینهای اداری، صنعت پمپ، توربین، راکتور و صنعت هواپیمایی استفاده می شود.

وزن قطعات ریختگی

به طور کلی در این فرآیند وزن قطعات ریخته گری شده از ۰٫۵ تا ۳۰ کیلوگرم متغیر است و لازم به توضیح است که در کارهای هنری قطعاتی به وزن ۱۰۰ کیلوگرم را بوسیله این روش می توان تولید کرد.در صنعت ماشینهای دقیق و ظریف حداکثر قطعات ریختگی که می توان تولید کرد تا وزن ۱۰۰ گرم می باشد.

23

نحوه کار فرآیند ریخته گری دقیق

در این روش ابتدا مدل را بوسیله ذوب کردن از قالب بیرون می ریزند. از موم مصنوعی، اوره و یا جیوه به عنوان جنس مدل استفاده می شود.از آنجاییکه مدل را قبل از اینکه مذاب را بریزیم از قالب بیرون ریخته می شود بایستی برای هرکدام از قطعه های تولیدی یک مدل تهیه شود.اصولا مدلهای مومی را بوسیله ماشینهای تزریق که می توانند تمام خودکار و یا نیمه خودکار باشند که به صورت پنوماتیکی یا هیدرولیکی عمل می کنند و یا توسط پرسهای مومی با فشار تقریبا ۶۰- ۸۰ بار ساخته می شود.

ساخت قالب مومی برای تولید مدل مومی

برای تولید مدل مومی از یک ابزار برای تزریق کردن موم استفاده می شود که آن قالب فلزی و یا قالب مادر می باشد، اغلب اوقات با ریختن مذاب هایی همچون فولاد، آلومینیوم یا یک آلیاژ ریخته گری مثل آلیاژ قلع و بیسموت بر روی مدل اولیه که از جنس فولاد و یا مس می باشد صورت می پذیرد.

مزیت های روش ریخته گری دقیق 

۱-      برای تولید قطعات بسیار کوچک و پیچیده از این روش استفاده می شود.

۲-      با انتخاب کردن سطوح جدایش پیچیده می توان از تعداد سطوح جدایش کاسته و در نهایت این امر پلیسه های روی مدل و قطعه را کمتر می کتند.

۳-      در تولید ابزارهای دقیق می توان تغییرات و تعمیرات را به راحتی بوسیله مدل اویه اعمال کرد.

۴-      خطاهای ریخته گری و اشتباهات در روش ریخته گری دقیق نسبت به سایر روش های دیگر کمتر است.

۵-      قطعاتی که ضخامت mm1 دارند ریخته گری آنها با این روش امکانپذیر است.

۶-      صرفه جویی در مدت زمان و ظرفیت ماشینکاری

۷-      آزادی در انتخاب جنس قطعه ریختگی و همچنین در طراحی قطعات و جود دارد.

نکته : خوشه موم در اصطلاح همان مدل و راهگاه بارریز است که با همدیگر خوشه نامیده می شوند.

قالب فلزی

قالب گیری ماشینی

قالب گیری ماشینی

روشهای قالب گیری ماشینی را می توان بر مبنای ساختمان قالب به دو دسته تقسیم بندی نمود

الف- قالب گیری بدون درجه

 ۱- قالب گیری بدون درجه با سطح جدایش عمودی

در این نوع قالب گیری، قالبها بدون درجه پشت سر هم قرار می گیرند که در نهایت رشته قالب بوجود می آید.در اینجا دو قالب ماسه ای که از قبل تمامی سطح های آن تمیز شده است پشت سر هم قرار می گیرد که تشکیل قالب کامل را می دهد.

مهمترین و حساسترین بخش در این روش، ساختن قالبهای محفظه قالب گیری است.در یک محفظه صفحه مدلهای پس و پیش قرار دارند  که پس از اینکه عمل مکش انجام شد و ماسه در این محفظه قالب گیری ریخته شد صفحه مدل عقبی با صفحه پرس، به صورت هیدرولیکی در جهت صفحه جلویی فشار داده می شود.صفحه مدل جلویی توسط ارتعاشات و تکانهایی از قالب جدا می شود و سپس به طرف بالا کشیده می شود که از این طریق مسیر برای قالب های ماسه ای که پشت سر هم قرار گرفتند آزاد می شود صفحه پرس با صفحه مدل عقبی می تواند قالب را از محفظه قالب گیری بیرون بکشد در این مرحله بایستی لرزاندن جهت لق کردن انجام گیرد.

مزیت قالب گیری بدون درجه با سطح جدایش عمودی

هر قالبی دو طرف برجسته جهت قالب گیری دارد که این امر برخلاف سطح جدایش افقی است. از این جهت می توان رشته قالبهای پشت سرهم را تشکیل داد که در نهایت امکان تولید و ساخت تقریبا ۳۶۰ قالب و قطعه در هر ساعت فراهم می شود.

 ۲- قالب گیری بدون درجه با سطح جدایش افقی

در این نوع قالب گیری، بلوکه های قالب در محفظه ای با تراکم ماسه ساخته می شود.به طور کلی در این نوع روش قالب گیری خودکار کلیه مراحل از جمله پر کردن درجه بالایی، پایینی و روی هم قرار دادن درجه ها به صورت خودکار انجام می شود و قالب کامل تهیه می شود.

مزیت قالب گیری بدون درجه با سطح جدایش افقی

۱-در این روش به علت آنکه از درجه ها استفاده نمی شود در نتیجه صرفه جویی در قیمت حاصل می شود.

۲-ماهیچه ها به آسانی در قالب قرار داده می شود بدون اینکه مشکلی رخ دهد.

۳-نصب سیستم راهگاه و تغذیه باعث هیچ تغییری در تکنیک قالب گیری معمولی نمی شود.

قالب گیری بدون درجه یا خودکار با سطح جدایش افقی را بر اساس دو موضوع مختلف می توان تقسیم بندی نمود

 

۱-برحسب سیستم تهیه قالب

عمل متراکم کردن در محفظه قالب گیری را می توان توسط یکی از این روش ها از جمله پرس کردن، تکان دادن، لرزاندن، پرتاب کردن، سقوط آزاد یا ترکیبی از این روش ها انجام داد.

w1

۲-برحسب سیستم صفحه مدل

در این موارد اصولا بین ماشینهایی که از صفحه مدلهای جداگانه برای قسمت بالایی و پایینی و یا از صفحه مدلهای دو طرفه استفاده می شود تفاوت وجود دارد.

ب- قالب گیری با درجه

۱- ماسه خشک

 ۲- ماسه تر

 

کاربرد روش قالب گیری ماشینی به شرح ذیل می باشد 

۱- این روش برای قطعات کوچک و متوسط بسیار مناسب است.

۲-زمانیکه تعداد قطعات تولیدی زیاد باشد و بخواهیم قطعات با کیفیت خوب و یکسان تولید کنیم.

مزیت های روش قالب گیری ماشینی

۱-بر خلاف روش قالب گیری دستی، به علت آنکه کار دستی وقت گیر بر روی هر قطعه انجام نمی شود در نهایت زمانی که برای هر قطعه صرف می شود بسیار پایین تر بوده که این امر منجر به ارزان شدن قیمت قطعه می شود.

۲-تمامی کارهای سنگین به عنوان مثال کوبش، بلند کردن، برگرداندن قطعه توسط ماشین انجام می شود.

۳-عدم نیاز به کارگران فنی

۴-از آنجایی که قالبها توسط دست لق نمی شود این امر موجب دقت بیشتری در اندازه قطعات می شود.

۵-در این روش چون مدل توسط ماشین از قالب بیرون کشیده می شود سطوح بهتری به جهت عدم وصله کاری روی قالب وجود خواهد داشت.

۶-استحکام ماسه در اثر تراکم یکنواخت. ماسه قابلیت عبور گاز از ماسه را بهتر می کند.

۷-بهتر امکانپذیر بودن خودکار کردن ماشینکاری بر روی قطعه و کنترل اندازه ها به دلیل دقت بالا که در اندازه ها و سطوح و همچنین به علت یکنواخت بودن سطوح قالب از نفوذ مذاب به خارج نیز جلوگیری می شود.

۸-در نهایت هزینه ماشینکاری به علت آنکه اضافه تراش کمتری وجودارد، کاهش خواهد یافت