ماشین فرز مدلسازی چیست

ماشین فرز مدلسازی چیست

ماشینهای مدلسازی در مقایسه با ماشینهای براده برداری چوب و ماشینهای ابزار دارای ساختمان مخصوص به خود است. ماشینهای فرز که به عنوان ماشینهای مدلسازی طراحی می شوند، اغلب به عنوان ماشینهای فرز مدلسازی مشخص می شود. مشخصه ماشینهای مدلسازی عبارت اند از:

-با توجه به ساختمان ماشین فرز و سرعت فرزکاری، برای فرزکاری مواد مختلف مثل چوب، اسفنج، چدن ، فولاد و آلومینیم به کار می رود

-درجه بندی خط کشها و اندازه گیرها با در نظر داشتن میزان انقباض

-باردهی دستی در سرعتهای بیش از 42m/s

ماشین فرز – مته عمودی

بسته به وضعیت محور کار نسبت به میز کار، در ماشین کاری دو نوع ماشین فرز افقی و عمودی وجود دارد. از آنجا که در مدلسازی فقط ماشینهای فرز عمودی به کار می روند تمایز دیگری بین این ماشین وجود دارد. ماشینهای فرز که موتور و یاتاقانهای محور کار در بالای میز قرار می گیرد ماشین فرز از بالا نام دارند و ماشینهایی که موتور و یاتاقانهای محور کار در زیر میز ماشین قرار می گیرد، ماشین فرز میزی نامیده می شود.

ماشین فرز عمومی

منظور از ماشین فرز عمومی ماشینهایی هستند که قابلیت مختلف کاری دارند. این قابلیت کاری به وسیله ساپورتهای طولی، عرضی و دورانی و نیز جابه جایی کلگی محور کار صورت می گیرد.

ماشین فرز از بالا

ماشین فرز از بالا با باردهی دستی

در این ماشینها به خاطر دور بالا (بالاتر از 15000 دور در دقیقه) می توان با باردهی دستی کار کرد. بدین ترتیب کارهای پیچیده را می توان بدون صرف وقت باز و بسته کردن کار انجام داد.

انواع ماشین فرز از بالا

با اضافه کردن میز می توان ارتفاع سطح قطعه را نسبت به تیغه فرز تنظیم کرد. این ماشینهای مدلسازی برای براده برداری های خشن و سنگین به کار نمی رود، بلکه برای براده برداری ظریف مدلهای کوچک و متوسط طراحی شده است.

ماشین فرز دستی

این ماشین فرز دستی قابل حمل، نوعی رنده دستی الکتریکی است. این ماشین برای فرز کاری شکاف در مدلهای بزرگ به کار می رود.

ماشین فرز دیوار بازویی

هرگاه در کارگاه دیوار محکم و پایداری وجود داشته باشد می توان با بستن این ماشین فرز به دیوار عمل فرز کاری را انجام داد. این ماشین فرزهای بازویی برای براده برداری بلوکه های مواد اسفنجی مناسب است.

ماشین فرز پایه دار

از این نوع ماشین فرز می توان برای ساخت مدلهای اسفنجی استفاده کرد. این ماشین فرز به خاطر محکم نشدن به دیوار دارای آزادی حرکت بیشتری است.

جلوگیری از خطرات در ماشین فرز با باردهی دستی

در ماشینهای فرز با باردهی دستی برخلاف ماشینهای فرز دارای سپورت، خطر (پس زدن) وجود دارد. از آنجا که نیروی پس زدن تابعی از نیروی براده برداری است و نیروی براده برداری نیز بستگی به سطح مقطع براده دارد، همواره باید سطح مقطع مناسب براده برداری مد نظر باشد.

خواسته فوق با دور بیش از 15000 دور در دقیقه، عمق براده برداری و باردهی کمتر عملی است، جهت جلوگیری از اشتباه در محدودیت ضخامت براده برداری با باردهی دستی، باید قطر ابزارهای به کار رفته کمتر از 16mm باشد. برای کاهش نیروی پس زن از ابزار تیز استفاده می شود و نیز جهت پیشروی و تغذیه خلاف دوران تیغه فرز انتخاب می شود. سایر اقدامات جهت جلوگیری از حوادث عبارت است از: پوشش پلاکسی گلاس فرز برای قسمتی از تیغه فرز که مورد استفاده قرار نمی گیرد و نیز بستن کار در خارج از محدوده خطر تیغه فرز.

ساختمان ماشین فرز از بالا با باردهی دست

اجزاء اصلی ماشین فرز کوچک عبارت اند از: صفحه میز، ستون، بازوی حامل و ساپورت. تنظیم ارتفاع حدودی و دقیق به ترتیب با چرخ دستی 4 یا فقط به وسیله دسته 11 صورت می گیرد. در مورد اول بازوی حامل روی میله یا پیچ ذوزنقه ای و در مورد دوم سپورت قائم روی درجه بندی دقیق حرکت می کند. دقت قرائت در هر دو حالت 0/1mm است. ساپورت و سیستم فرز را می توان در خارج بازوی حامل به طور مایل تنظیم کرد و بدین منظور درجه بندی زاویه ای در کنار ساپورت نصب شده است.

تجهیزات ماشین فرز از بالا برای باردهی دستی

جهت توسعه موارد استعمال ماشین فرز کوچک از ساپورت صلیبی نیز استفاده می شود. ضمنا وقتی دور ابزار پایین و قطر آن بیش از 16mmاست و یا اینکه دقت هدایت دستی کافی نیست از ساپورت صلیبی استفاده می شود. ساپورت طولی و عرضی به وسیله چرخ دستی و میز گرد به طور مستقیم حرکت می کند. سایر امکانات جهت هدایت کار عبارت اند از: راهنما و تکیه گاه طولی، میز گردان، تکیه گاه مایل قابل تنظیم و پین مرکزیاب. هرگاه ماشین فرز کوچک روی میز قرار داده نشود احتیاج به یک پایه فرز دارد.

ابزار ماشین فرز با باردهی دستی

ابزار ماشینهای فرز مدلسازی فوق، به وسیله فشنگی و مهره روی آن محکم بسته می شود. بدین جهت این ماشینهای فرز به صورت فرزهای محوری ساخته می شوند. برای فرزکاری سطوح، فرزهای چاقویی به کار می رود. انواع فرزهای مختلف مانند یک لبه ای، دو لبه ای، فرز راهنما دار و غیره است. جنس تیغه فرز چوب مدلسازی HSS تندبر و جنس تیغه فرز چوبهای پرسی، رزین مصنوعی، رزینهای ریختگی و آلومینیم فلز سخت (HM)است.

ماشین فرز از بالا با باردهی مکانیکی

ساختمان ماشین

قسمت حامل این ماشینها بستر ماشین است که ستون ماشین هم روی آن نصب می شود. روی بستر ماشین از پایین به بالا به ترتیب ساپورت عرضی و ساپورت طولی و میزکار قرار داده می شود. با طراحی ریلهای هادی روی اجزاء فوق میز ماشین قابلیت حرکت طولی، عرضی و دورانی پیدا می کند. ریلهای هادی روی ستون ماشین به بازوی حامل آزادی حرکت قائم را می دهد. کلگی فرز حامل محور موتور و یاتاقان بندی آن است. کلگی فرز روی بازوی حامل قابل چرخش است و به علاوه روی ریل هادی حرکت قائم ارد.

مراحل کار

حرکت براده برداری به عنوان حرکت اصلی به وسیله محور فرز انجام می گیرد. محدوده سرعت بین 30 تا 3000 دور در دقیقه است که دور پایین مخصوص براده برداری فلز و دور بالا مخصوص براده برداری چوب است. تغذیه بار می تواند به وسیله میز و در نتیجه قطعه کار و یا به وسیله کلگی فرز یا ابزار صورت گیرد که درواقع در مورد اول عمل فرزکاری و در مورد دوم عمل مته کاری انجام می شود بدین جهت ماشینهایی که دارای چنین قابلیتهای کاری هستند ماشین عمومیفرز – مته نامیده می شود. حرکتهای میزکار و بازوی حامل کلگی فرز به طور مکانیکی با فلکه دستی و یا به طور خودکار با توجه به تابلو سرعتها انجام می گیرد.

انواع ساختمان

این نوع ماشینها با توجه به کارهای مختلف و متنوع بودن جنس آنها به طور عمومی (یونیورسال) ساخته می شود. گذشته از اینها از نظر طراحی ترجیح داده می شود که ماشین مورد نظر به عنوان ماشین ابزار قالبسازی و نیز به عنوان ماشین مدلسازی چوبی و فلزی طراحی شود.بدین جهت بایستی موارد متمایز زیر مدنظر باشد:

-دور بالا و پیشروی بیشتر برای مدلهای چوبی و اسفنجی

-یاتاقانها و ریلهای هادی محکم و پایدار برای قالبسازی، به دلایل فوق وزن و قیمت ماشینهای مدلسازی و قالبسازی با هم تفاوت دارد.

ماشینهای فرز کپی، مدل و یا قالب را براساس یک الگو که قطعه کپی نامیده می شود درست می کنند.

با استفاده از قلم کپی تغییرات اندازه روی قطعه کپی به وسیله شیر کنترل هیدرولیکی به رنده کار منتقل می شود. البته شیر کنترل نیروهای وارده بر رنده تراش را نیز تحمل می کند. در کپی تراشی دو حرکت به موازات محور کار و نیز عمود بر آن موجود است که به طور دستی و یا خودکار قابل اجرا هستند.

ابزار

بستن ابزار

ماشین عمومی فرز – مته دارای سوراخ مخروطی جهت بستن ابزار است. ابزار نیز علاوه بر مخروط بودن در یک قسمت از آن دارای دم رزوه داری است که با مهره موجود در روی ماشین محکم می شود. البته استفاده از گیره فشنگی به جای سوراخ مخروطی از نظر سرعت تعویض تیغه های فرز مناسب است.

میل فرز

میل فرز با سطح تخت نشیمن تیغه به همراه پیچ و مهره اتصال برای براده برداری چوب و مواد اسفنجی به کار می رود و بسته به نوع فرزکاری تیغ فرزهای مختلف استفاده می شود. توجه شود که تیغه فرزهای متقارن مثل تیغه فرز گرد یا تخت، دقیقا در مرکز بسته نشود. تا یکی از لبه های برش که براده برداری نمی کند، آزاد باشد.

فرز کف سای

برای براده برداری فلزی اغلب تیغه فرز کف سای با تیغه صفحه ای از جنس فلز سخت (HM) به کار می رود.

گیره فشنگی

برای براده برداری فلزات سبک و چدن اغلب از تیغه فرز انگشتی از جنس تندبر (HSS) استفاده می شود. این تیغه فرزها محور استوانه ای دارد که به وسیله گیره فشنگی گرفته می شود. فشنگیها همچنین جهت گرفتن مرغک مرکزیاب استفاده می شود که برای تنظیم قطعه کار به کار می رود.

قید (فیکسچر)

شیار به شکل (T) برای گرفتن قطعه کار به کار می رود. در این شیارها پیچ و یا مهره (T) شکل قرار گرفته و قطعه کار به وسیله سطح شیب دار، شیار و مهره T شکل محکم بسته می شود.

ماشین فرز میزی

پایه و میز ماشین دارای ساختمان مقاوم ریختگی یا جوشکاری است. پایه ماشین حامل موتور و یاتاقان بندی محور فرز است. محور فرز می تواند با استفاده از استوانه های تلسکوپی دارای قابلیت حرکت کشویی شود. دراین ماشین با تغییر زاویه محور فرز، سیستم تغییر زاویه د رپایه ماشین نصب می شود. در ماشین فرز صلب، محور فرز قابلیت تغییر زاویه ندارد. در طراحی جدید این نوع ماشینها از میز دوار استفاده می شود و به همراه ریل راهنما و محکم شدن قطعه کار با محور خارج از مرکز کارهایی مثل فرزکاری زبانه با اطمینان کامل انجام می گیرد.

کاربرد در مدلسازی

این ماشینها اغلب در مبل سازی و در و پنجره سازی به کار می رود. در مدلسازی نیز برای فرزکاری شعاعی و فرزکاری فرم مدلهای اسفنجی بزرگ مورد استفاده قرار می گیرد. البته اتصال چارچوب در مدلهای توخالی نیز با استفاده از این ماشینها و فرزهای بشقابی دوتایی به طور اقتصادی ساخته می شود.

بستن ابزار

به وسیله مهره اتصال، قسمت مخروطی میل فرز در سوراخ مخروطی محور فرز محکم می شود. د رقسمت انتهای استوانه ای میل فرز، تیغه فرز و رینگهای فلزی تنظیم فاصله به ترتیب قرار گرفته و به وسیله مهره اطمینان محکم می شود. در صورت بالاتر بودن ارتفاع براده برداری زیر تیغه فرز، رینگهای فاصله گذاشته می شود.

دور آن از 3000 تا 10000 دور در دقیقه است که باید متناسب با قطر تیغه فرز انتخاب شود.

 

کارهای معمول مدلسازی با ماشین فرز میزی

فرزکاری زوارهای طولی مدلهای بزرگ چوبی و اسفنجی پلی استیرول

در تمام کارها باید تا حد ممکن از حفاظ تیغه فرز استفاده شود. حفاظ پشت ماشین فرز از جعبه محافظ و حفاظ جلو ماشین فرز از کمان فلزی تشکیل می شود. حفاظ جلو ماشین فرز، بسته به قطر تیغه فرز به کار رفته، از سوراخهای موجود روی راهنمای طولی آویزان و محکم می شود. به هنگام پیشروی قطعه کار، قطعه کار باید به طور یکنواخت به راهنمای طولی تکیه و حرکت داده شود. برای امتحان عمل فرزکاری همواره از چوب دراز و عریض استفاده می شود. از تیغه فرز با محدودیت ضخامت براده برداری استفاده کنید.

فرزکاری اتصالات شکافی در مدلهای توخالی

بهترین ماشین برای این کار ماشین با میز غلتکی و مجهز به گیره خارج از مرکز است. جعبه محافظ تا محدوده شکاف زنی به وسیله گونیای چوبی گسترش می یابد و قطعه کار توسط گیره روی کشویی فشار داده می شود. گیره ثابت به عنوان کنترل اندازه به کار می رود. از تیغه فرز بشقابی شکاف دار و با محدودیت ضخامت براده برداری استفاده می شود. دقت کنید به خاطر قطر زیاد این تیغه فرز، دور آن زیاد نباشد.

فرزکاری زوارهای باریک و پروفیلهای مشابه آن

این زوارها به قدری باریک هستند که نمی توان آن را حرکت داد و یا با گیره روی قطعه کشویی بست. برای از بین بردن خطر پس زدن و یا تماس دست با تیغه فرز از شانه فنری چوب سخت که در امتداد الیاف آن اره شده استفاده می شود. شانه چوبی به طور مایل و با زاویه 70 درجه نسبت به راستای پیشروی زوار طراحی می شود که به عنوان پوشش فرز نیز عمل کند. شانه های چوبی باید طوری تنظیم شود که نیروی برش نتواند قطعه کار را از راهنمای طولی و یا میز بلند کند. به خاطر اینکه پیشروی قطعه کار با دست انجام می گیرد، حتما از تیغه فرز با محدودیت ضخامت براده برداری استفاده شود.

 

 

استنلس استیل چیست

استنلس استیل چیست

فولاد ضدزنگ (استنلس استیل )  چيست؟

گروه وسيع و گسترده اي از آلياژهاي ويژه اي که بيشتر براي مقاومت در برابر خوردگي توسعه يافته اند را فولادهاي زنگ نزن نامند.از جمله ويژگي هاي ممتاز براي اين دسته از آلياژها شکل پذيري عالي، چقرمگي زياد در دماي اتاق و دماي پايين و مقاومت خوب در برابر پوسته شدن، اکسايش و خزش در دماي بالا ميباشد که خواص خود را نيز تا دماهاي بالا حفظ ميکنند.فولادهاي ضد زنگ جزء دسته فولادهاي آلياژي حاوي مقادير قابل توجهي کرم ميباشند.حداقل عنصر کرم متعارف در اين دسته از فولادها 11% ميباشد و براي اينکه آلياژهاي آهني خاصيت زنگ نزن داشته باشند ميزان کرم در آنها نبايد کمتر از اين مقدار باشد.

عنصر کرم موجب ميگردد فولاد خاصيت ضد زنگ داشته باشد بدين معنا که مقاومت به خوردگي در آن بهبود يابد. بنابراين کرم عنصر آلياژي بهبود دهنده مقاومت به خوردگي فولادهاي زنگ نزن است که اين بهبود مقاومت در برابر خوردگي به لحاظ تشکيل لايه محافظ از اکسيد کرم روي سطح فولاد ضد زنگ ميباشد. اين لايه نازک سرتاسري تحت شرايط مساعد فولاد را در برابر مواد و محيط هاي خورنده محافظت مينمايد. علاوه بر کرم، عناصر شيميايي ديگري نيز در ترکيب فولادهاي ضد زنگ بکار ميروند که از آن جمله ميتوان به مولييدن و نيکل اشاره نمود. نيکل عمدتا موجبات انعطاف پذيري و فرم پذيري را در فولاد ضد زنگ باعث می‌گردد.

فولاد ضد زنگ به گروهی از آلیاژها با پایه آهنی گفته می‌شود که حاوی حداقل 11 درصد کروم (Cr) می‌باشد. کروم عنصری اساسی است که با تشکیل یک فیلم اکسید کروم در سطح فولاد آن را ضد زنگ می‌سازد.

هنگامی که فولاد ضد زنگ بریده یا خراش داده می‌شود، کروم موجود در سطح سریعاً اکسید می‌شود و فیلم اکسید ناحیه صدمه دیده را ترمیم می‌کند. به دلیل همین خاصیت خود ترمیمی (خودشفایی/ Self healing) است که فولاد را بدون زنگ (Stainless) می‌نامند

اولین فولاد ضد زنگ به صورت آلیاژ، مارتنزیتی Fe-Cr-C  توسط دانشمند انگلیسی به نام هاری بررلی (Harry Brearley) در 1912 تهیه گردید. اولین ریخته‌گری تجارتی فولاد ضد زنگ در سال 1913 در شفیلد انگلستان به تولید رسید و حق ثبت آمریکایی جهت این اختراع در سال 1916 به آقای هاری بررلی اهدا گردید.

 

آیا فولاد ضد زنگ، زنگ می‌زند

در واقع این موضوع که فولاد ضد زنگ، زنگ نمی‌‌زند یک تصور نادرستی است. این برداشت ناصحیح برخی موارد منجر به مشاجرات و حتی تعقیب قانونی بین کارفرمایان و پیمانکاران می‌شود. فولادهای ضد زنگ فقط در شرایطی خاص نظیر محیط‌های غیرآلوده و آب شیرین یا آب دریا (به صورت جاری) بدون زنگ باقی می‌مانند. در هوای مرطوب دریایی یا در داخل آب ساکن (راکد) فولاد ضد زنگ نوع 304 زنگ می‌زند، و اغلب به صورت موضعی دچار خوردگی حفره‌ای می‌گردد. به طور کلی ماهیت محیط و ترکیب شیمایی فولاد هر دو در تشکیل زنگ و خوردگی حفره‌ای فولاد ضد زنگ نقش تعیین کننده‌ای دارند.

 

دلیل پاک شدن لایه کروم در عملیات حرارتی چیست

در عملیات حرارتی و یا جوش‌کاری، دمای فولاد ضد زنگ به حدود 850-550 درجه سانتیگراد می‌رسد. کروم و کربن با یکدیگر وارد واکنش می‌شود و کاربایدکروم (Chromium Carbide) تولید می‌گردد که در امتداد مرز دانه‌ها رسوب می‌کند. به همین دلیل کروم موجود در منطقه اطراف مرزدانه (ناحیه مرزی) تخلیه می‌شود. ناحیه مرزی که کروم آن تخلیه شده ( فقیر نسبت به کروم ) نسبت به سایر مناطق سالم سطح فلز که کروم آن مناطق تخلیه نشده‌اند در برابر خوردگی مقاومت کمتری دارد.

فولاد ضد زنگی را که در ساختار بلوری آن کار باید کروم به وجود آمده باشد “حساس شده (Sensitized  ) می‌نامند. فولاد‌های حساس شده نسبت به خوردگی مرزدانه‌ای یا فساد جوش بیشتر مستعد می‌شوند.

 

انواع فولاد ضدزنگ عبارتند از

فولاد ضد زنگ  استنلس استیل   Austenitic 300

فولاد ضد زنگ  استنلس استیل   Ferritic 400

فولاد ضدزنگ  استنلس استیل    Austenitic-Ferritic Duplex

فولاد ضد زنگ استنلس استیلMartensitic

 

 

*  فولاد ضدزنگ (استنلس استیل ) مارتنزیتی

برای بسیاری ازکاربردها که مستلزم نه تنها مقاومت دربرابر خوردگی است بلکه نیاز به استحکام بالا،سختی بالا،مقاومت به سایش و حفظ لبه های تیز و زوایا درقطعه است ، ازفولادهای مارتنزیتی استفاده می کنند این فولادها را می توان ابتدا آهنگری نمود و سپس با آستنیته و سریع سردکردن (تشکیل مارتنزیت) و بازپخت دادن عملیات حرارتی کرد. فولاد ضدزنگ مارتنزیتی خاصیت مغناطیسی داشته و قابلیت حصول محدوده متغیر ازسختی رادارد. برای ساخت بلید توربین های بخار ازاین نوع فولاداستفاده می گردد.

 

*  فولاد ضدزنگ (استنلس استیل ) آستنیتی – فریتی

این دسته ازفولادهای ضدزنگ هردو ساختارمتالورژیکی مربوط به فاز های فریت و آستنیت را همزمان درخودداشته ازاینرو آنها را فولادهای ضدزنگduplex نیز نامگذاری کرده اند این فولادها حاوی مقادیری ازعنصرنیکل به منظور پایدارکننده فازآستنیت و حصول خواص انعطاف پذیری همچنین مقادیری از عنصر کرم به منظورپایدارکننده فازفریت وحصول خواص استحکام و چقرمگی مناسب درفولادمی باشند.

 

موارد کاربرد

صنایع پتروشیمی – کاغذسازی – قند و نیشکر همچنین کشتی سازی

*  فولاد ضدزنگ (استنلس استیل ) فریتی: سری 400 Ferritic

این دسته ازفولادهای ضدزنگ خاصیت مغناطیسی و خواص فیزیکی و مکانیکی مناسبی دارند.عنصرآلیاژی عمده دراین گروه کرم در حد کافی جهت پایدار کردن کامل فازفریت می باشد به منظور جلوگیری ازتشکیل فازهایی که دررابطه با انعطاف پذیری و چقرمگی مخرب اند، سریع سردکردن این نوع فولادها که حاوی درصد زیادتری ازعناصر آلیاژی هستند الزامی است . فولادهای ضدزنگ فریتی خواصی مشابه به فولاد ساده کربنی داشته با این تفاوت که مقاومت آنها دربرابر خوردگی به مراتب بهتراست. عموما این فولادها حاوی مقادیر بین 12 تا 17 درصد کرم درساختار خود می باشند که فولادهای با مقادیر حدودا 12 درصد کرم بیشتر برای کاربرد در استراکچرها و فولادهای بامقادیر حدودا 17 درصد کرم بیشتر در بویلرها – ماشین های لباسشویی – دکوراسیون داخلی و لوازم خانگی بکارمی روند.

 

*  فولاد ضدزنگ (استنلس استیل ) آستنیتی : سری Austenitic 300

فولاد ضد زنگ آستنیتی بیشترین مورداستفاده را در بین انواع دیگر فولادهای زنگ نزن داشته و تقریبا 80% بازارجهان را به خود اختصاص داده است. درساختار آن حداقل 7%  عنصر نیکل قرار دارد که ساختارفولاد را تماما آستنیتی نموده و باعث گردیده فولاد خاصیت انعطاف پذیر، مقاوم برای کاربرد دردماهای بالا، غیرمغناطیسی و قابلیت جوشکاری مساعد ازخود نشان دهد.

بنابراین مشخصه اصلی این طبقه از فولادهای زنگ نزن، سهولت جوشکاری و مقاومت به خوردگی عالی- نرم و انعطاف‌پذیر بودن برای کارسرد و غیرمغناطیس بودن آنها می باشد. طبق آنچه بدان اشاره گردید، فولادهای زنگ‌نزن را برای استفاده در محیط های اتمسفری، آب دریا و انواع مختلف محیط‌های شیمیایی انتخاب می‌کنند. اما، بستگی به نوع محیط، باید فولاد با ترکیب شیمیایی مناسب انتخاب شود. بجز مقاومت دربرابر محیط‌های خورنده خاص، فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی دارای خواص متالورژیکی

الف- تبدیل آستنیت به مارتنزیت دراثر کارسرد درانواع 301 ، 302 و304

ب- کاهش کربن و عنصرآلیاژی کرم برای حذف امکان تشکیل کاربید کرم و جلوگیری از خوردگی بین دانه ‌‌يی درانواع 304L،316L،321،347

ج- آلیاژکردن با مولیبدن برای افزایش مقاومت دربرابر خوردگی حفره‌يی درانواع 316

د- استفاده از درصدهای بالای عناصرآلیاژی کرم و نیکل برای افزایش استحکام دردمای بالا (فولادهای نسوز) و مقاومت دربرابر پوسته شدن درانواع 309 و 310 نیز می‌باشند.

موارد کاربرد

مخازن نگهدارنده موادشیمیایی – لوازم آشپزخانه – لوله های صنعتی –نمای خارجی بناها – استراکچرها

 

گروه های اصلی

استنلس نگیر(غیر مغناطیسی): آلیاژآهن – کروم- نیکل با کربن کمتر از1/0  %   (شامل انواع1.4301/304که معمولا عنوان 8/18 و10/18  نیز شناخته می شوند.)  در حالت کارنشده خاصیت غیرآهن ربایی دارد وبیش از 65 درصد مصرف جهانی استنلس را به خود اختصاص می دهد.

استنلس بگیر(مغناطیسی) : آلیاژ آهن –کروم با کربن کمتر از 0.1% وخاصیت آهن ربایی.

استنلس مارتنزیت : آلیاژآهن-کروم با کربن بالای 01% و خاصیت آهن ربایی وسختی پذیر.

استیل دوپلکس : آلیاژ آهن-کروم ونیکل با ساختمانی از ترکیب استیل های مغناطیسی و غیر مغناطیسی وخاصیت آهن ربایی.

 

خواص اصلی

مقاوم دربرابرخوردگی – کارکرد عالی- مقاوم دربرابرحرارت- هزینه  پایین در طول عمرمفید-100درصد قابل بازیافت- خنثی از نظر بیولوژیکی- نسبت بالای مقاومت به وزن.

 

انواع استنلس های بگیر (مغناطیسی) کدامند

پرمصرف ترین آنها 1.4016  است.استفاده از آلیاژهایی با کروم پائین درمواردی که حفظ ظاهر در اولویت نبوده وشرایط سخت محیطی موجود نمی باشد،امکان پذیراست افزایش کروم ومولیبدن باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی می شود.افزایش تیتانیوم ونیوبیوم نیز خاصیت جوش پذیری را افزایش می دهد.

 

دوپلکس چیست

استنلس استیل های دوپلکس به طور کلی از نطر مقاومت مکانیکی در سطح بالاتری نسبت به انواع معمول استنلس های بگیر(مغناطیسی) ونگیر(غیرمغناطیسی)قرار دارند.استنلس ها که نوع  1.4462 پرمصرف ترین آنها می باشد به صورت شماتیک می باشد.

 

معرفي استنلس استيل و كاربرد آنها

به طور کلی استنلس استیل، فلز بادوام، کم هزینه جهت نگهداری و صد درصد قابل بازیافت می باشد و بیش از 60 درصد استنلس های جدید از ذوب قراضه استنلس استیل تهیه می گردند.

 خواص اصلی استنلس استیل ها در موارد ذیل خلاصه می گردند:

* مقاومت در برابر خوردگی

* ظاهر جذاب

* مقاومت در برابر حرارت

* هزینه ناچیز در طول عمر مفید

* بصورت کامل قابل بازیافت

* از نظر قابلیتهای بیولوژیکی خنثی می باشد

* سادگی تولید محصول

 

 گروههای استنلس استیل کدامند؟

1- استنلس های نگیر (غیر مغناطیسی) 2- استنلس های بگیر ( مغناطیسی) 3 – استنلس های مارتنزیت 4 – استنلسهای دوپلکس

 

1- گروه استنلس های نگیر (غیر مغناطیسی)

آلیاژ آهن، کروم نیکل با کربن کمتر از یک دهم درصد شناخته می شوند مثل استنلس های 304 و 304L  که معمولا به عنوان 8/18 و 10/18 نیز نامگذاری شده و در حالت کار نشده خاصیت غیر آهن ربایی دارند.  این گروه بیش از 65 درصد مصرف جهانی استنلس را به خود اختصاص می دهند.

 

2- گروه استنلسهای بگیر( مغناطیسی)

آلیاژ آهن – کروم با کربن کمتر از یک دهم درصد و خاصیت آهن ربایی.

 

3- گروه استنلس های مارتنزیت

آلیاژ آهن – کروم با کربن بالاتر از یک دهم درصد و خاصیت آهن ربایی همراه با سختی پذیری.

 

4- گروه استنلس های دوپلکس

آلیاژ آهن – کروم و نیکل با ساختمانی از ترکیب استنلس های مغناطیسی و غیر مغناطیسی بوده و دارای  خاصیت آهن ربایی در درجه حرارت معمولی می باشند.

 

 خواص اصلی استنلس

مقاوم در برابر خوردگی – کارکرد عالی – مقاوم در برابر حرارت – هزینه پایین و طول عمر مفید، 100 درصد قابل بازیافت – خنثی از نظر بیولوژیکی- سهولت در تولید و پاکیزکی و همچنین نسبت بالای مقاومت به وزن

 

 استنلسهای نگیر( غیر مغناطیسی)

در این نوع از استنلس استیل ها آلیاژ 304 با ترکیب نیکل 10-8 درصد و کروم 20-18 درصد و کربن حداکثر 80/0 درصد به عنوان استنلس پایه شناخته می شود. و با تغییر ترکیب آلیاژی استنلس استیل 304 یا 4301 /1حصول آلیاژ های دیگر استنلس استیل در این گروه امکان پذیر می گردد.

با توجه به اهدف مورد نظر در هنگام  استفاده از استنلس استیل ها شرایط زیر متصور می باشند

حالت اول : اگر بهبود خواصّ مکانیکی مد نظر باشد، بستگی به روش انتخاب یکی از گروه های زیر می توانند انتخاب گردند:

گروه اول : با افزایش نیتروژن در ترکیب آلیاژی می توان به افزایش قدرت خصوصاً در دمای پائین دست یافت و در این گروه می توان به 304N یا (4315/1) و 304LN یا (4311/1) اشاره نمود.

گروه دوم: با افزایش کربن در ترکیب آلیاژی خواص مکانیکی (شامل عملیات سرد) افزایش می یابد که میتوان به نوع استنلس استیل  301 (4310/1) اشاره نمود.

گروه سوم : با کاهش نسبی کربن و افزایش نیتروژن  در ترکیب آلیاژی استنلس استیل 301 می توان جوش پذیری را افزایش و خاصیت غیر شکنندگی و مقاومت در برابر خوردگی را افزایش داد به عنوان مثال به نوع ( 301LN (438/1 میتوان اشاره نمود.

گروه چهارم : با افزایش نیکل تا حد  12 درصد در ترکیب آلیاژی می توان شکل دهی انبساطی (کشش با مهار) را افزایش داد که نوع 305 (4303/1) یکی از این انواع می باشد.

حالت دوم : اگر هدف افزایش مقاومت در برابر خوردگی بوده باشد می توان با استفاده از استیل پایه (304) به دو گروه زیر دست یافت

گروه اول: چنانچه مقاومت در برابر اکسیداسیون در درجه حرارتهای بالا مورد نظر باشد  استنلس استیل هایی که  در ترکیب آلیاژی آنها کروم و نیکل افزایش پیدا می نمایند ، مناسب می باشند از بارزترین آنها می توان به انواع  309 S(4833/1) 310/314 (4841/1) و 310S (4845/1) اشاره نمود.

گروه دوم :  جهت افزایش مقاومت در برابر خوردگی  می توان با افزایش مولیبدن در ترکیب آلیاژی استیل پایه مقاومت در برابر خوردگی را افزایش داد.316 (4401/1) با مولیبدن 2 درصد و 316 (4436/1) با  مولیبدن 5/2 درصد و 317 با مولیبدن 3 درصد از جمله این نوع از استنلسها می باشند.

در حالت سوم : چنانچه بهبود کیفیت جوش پذیری مد نظر قرار گیرد می توان گروه های زیر را در شرایط گوناگون متصّور نمود:

گروه اول:

با کاهش کربن و افزایش نسبی تیتانیوم می توان جوش پذیری استنلس استیل را بهبود داد و همزمان از خوردگی داخل  دانه ای  پس از جوش جلوگیری نمود.

انواع این گروه شامل استنل های سری 321  (4541/1) دارای تیتانیوم و یا سری های 304 (L(4307/1  و (4306/1) با کربن پائین می باشند .

گروه دوم : با کاهش کربن و افزایش مولیبدن و نیز تیتانیوم می توان علاوه بر بهبود جوش پذیری مقاومت در برابر خوردگی را همزمان افزایش داد. استنلسهای  316 TI  4571/1  و 316 L و 317L از این جمله اند.

گروه سوم: در این نوع از استنلسها با افزایش کروم ، مولیبدن و نیتروژن در استنلس استیل پایه (304) مقاومت در برابر خوردگی افزایش یافته و کیفیت جوش پذیری نیز بهبود می یابد . استنلسهای 4547/1، 4529/1 با مولیبدن 6 درصد  از این جمله اند.

 

 انواع استنلس های بگیر(غیر مغناطیسی )

پر مصرف ترین استنلس استیل در این گروه نوع  (AISI 430)یا 4016/1می باشد . این نوع از استنلسها در شرایطی که حفظ ظاهر در اولویت بوده و شرایط سخت محیطی موجود نمی باشد، دارای کاربرد فراوانی می باشند. افزایش کروم و مولیبدن در این نوع از استنلس ها باعث افزایش مقاومت در برابر خوردگی شده و اضافه نمودن  تیتانیوم و نیوبیوم نیز خاصیت جوش پذیری را افزایش می دهند.

 تقسیم بندی استنلس استیل های مغناطیسی ( بگیر)

گروه اول:

این گروه شامل استنلس استیل های 409- 410- 420- 410L که کروم موجود انها بین 10 تا 14 درصد می باشد و 30 درصد کل مصرف این نوع استنلس استیل را شامل می گردد. این گروه دارای کمترین میزان کروم و ارزانترین نوع استنلس استیل  می باشد . در محیط های غیره خورنده و یا دارای خورندگی ناچیز و یا جاهایی که مقدار کمی از زنگ زدگی سطحی قابل قبول باشد مصرف می گردد. بیشتر در فضای بسته ( شرایطی که با آب در تماس مستقیم نبوده و یا به صورت دائم خشک است) و نیز برای صدا خفه کن اگزوزها ی ماشین مصرف عمده دارد.

سری 410 L جهت استفاده در کانتینرها – اتوبوسها و مینی بوسها و اخیراً فریمهای LCD به کار گرفته می شود.

گروه دوم:

استنلس استیل 430 شاخص این گروه نوع می باشدکه کروم آن بین 14- 18  درصد می باشد و پر  مصرف ترین استنلس استیل از نوع مغناطیسی ( بگیر) می باشد ( حدوداً 48 درصد مصرف جهانی این نوع   از استنلس استیل به خاطر بالا بودن میزان کروم ( 14 -18 درصد ) دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی بوده و شباهت زیادی به استنلس استیل پایه گروه غیر مغناطیسی یعنی  304 دارد. مصارف دیگر این استنلس استیل در ساخت دیگهای ماشین لباس شویی وپانلهای داخلی است استنلس استیل 430 معمولا جایگزین خوبی برای  استیل غیر مغناطیسی  304 بوده و در اقلام  وسایل خانگی مانند ماشینهای ظرفشویی، ظروف آشپزخانه ( قابلمه و تابه ) مورد استفاده گسترده دارد.

گروه سوم : استیل های این گروه نیز شامل (14- 18  درصد کروم ) بوده هر چند عناصر تثبیت کننده مانند تیتانیوم ، نیوبیوم نیز به صورت فعال در ترکیب وجود دارند از جمله این استیلها به انواع  430TI-439-441 ) می توان اشاره نمود. در مقایسه با گروه 2 این سری از استنلسهای بگیر قابلیت بهتری در جوش پذیری و فرم گیری از خود نشان می دهند و در اکثر موارد از سری های غیر مغناطیسی 304 رفتار بهتری از خود بروز می دهند.

مصارف عمده این گروه ساخت سینک ها ، لوله های تبادل حرارتی (صنایع شکر و انرژی و غیره) سیستم های اگزوز با عمر طولانی تر( از نوع  409) و نیز قسمتهای جوش شده در ماشینهای لباسشویی می باشد. در موارد مصرفی که استفاده از استنلس های 304 به نظر بالاتر از حد مورد نیاز و غیر اقتصادی بنظر می آیند این نوع از استنلسهای بگیر جایگزین مناسبی می باشند.

گروه چهارم: شامل استنلسهای 434،436، 444 ( مولیبدن در ترکیب ) که 7 درصد از مصرف را به خود اختصاص می دهند. این گروه شامل مقداری مولیبدن اضافه شده جهت افزایش مقاومت در برابر  خوردگی می باشد . مصارف معمول این گروه در ساخت تانک های آب گرم ، آبگرمکن های خورشیدی ، قسمتهای بیرونی سیستم اگزوز ، کتری برقی، قطعات اجاق های مایکروویو، پنل های  خارجی و غیره می باشد.

سری 444 از نظر مقاومت در برابر خوردگی می تواند مشابه سری 316 عمل نماید.

گروه پنجم : شامل استنلسهای با 30 – 18  درصد کروم می باشند که در گروههای دیگر قابل دسته بندی نباشند. از انواع آن می توان به نوع های 445، 446،447، و غیره اشاره نمود. ( این گروه 2 درصد از مصرف کل را به خود اختصاص می دهند.)

این سری دارای کروم اضافه و نیز مولیبدن جهت افزایش مقاومت در برابر خوردگی و اکسیداسیون می باشد (مانند نوع 316 )  و  مصرف عمده این سری در محیطهای ساحلی و در شرایط سخت خوردگی است. شایان ذکر است مقاومت خوردگی سری JIS 447  معادل فلز تیتانیوم می باشد .

 مزیت آهن ربا بودن استنلسهای مغناطیسی (بگیر)

اینگونه متصور است که چون استنلس بگیر دارای خاصیت آهن ربایی است، بنابراین به صورت واقعی ضد زنگ نبوده و مانند فولادهای کربنی زنگ می زند. این تصور کاملا اشتباه است . لازم به ذکر است تنها به علت تفاوت ساختمان اتمی است که بعضی از استنلسها مغناطیسی ( بگیر) و شماری از آنها غیر مغناطیسی (نگیر) می گردند .

 خواص ضد خوردگی استنلسهای مغناطیسی (بگیر)

فلز استنلس استیل بعلت داشتن کروم در برابر خوردگی مقاوم گردیده است.

فلزات کلا در مقابل خوردگی به نسبتهای مختلف دارای ضعف می باشند هرچند استنلس استیل بصورت چشمگیری نسبت به فولادهای کربنی در مقابل خوردگی مقاوم می باشد.

فلز کروم در استنلس استیل ( نه نیکل که بعضی اوقات تصور می گردد) عامل اصلی مقاومت این فلز در برابر خوردگی است.  به همین دلیل استنلسهای مغناطیسی ( بگیر ) به نسبت کروم موجود در آنها مقاومت خوبی در برابر خوردگی از خود نشان می دهند.

 مقاومت موضعی در برابر خوردگی در استنلسهای مغناطیسی

مقاومت استنلس استیل در برابر خوردگی ناشی از ترکیب  شیمیایی آن بوده و بستگی به ساختمان اتمی نوع بگیر یا نگیر آن ندارد. در استنلس استیل های 436 و 444 به علت داشتن مولیبدن مقاومت در برابر خوردگی در سطح بالاتری از 304 قرار دارد هرچند استنلس نگیر 304 مقاومتش بیشتر ازاستنلسهای بگیر سری 441، 439، 430 می باشد .

خواص فیزیکی و مکانیکی استنلسهای مغناطیسی (بگیر)

استنلس های بگیر برای تولیدات مختلف بسیار مناسب بوده و دارای کاربردهای وسیعی می باشد.

استنلس های بگیر مشخصات مکانیکی مناسب داشته و در مقایسه با استنلس های نگیر موقعیت میانی قابل قبولی دارند. تنش تسلیم استنلس های بگیر از نگیر بالاتر بوده در حالیکه مشخصات تغییر طول و شکل پذیری آن مشابه فولاد های کربنی می باشد. دو مشخصه برتر اینگونه استنلس استیل ها نسبت به  استنلس های نگیر انبساط حرارتی و هدایت حرارتی آنها می باشد.

 مشخصات فیزیکی استنلسهای مغناطیسی (بگیر)

به طور کلی مشخصات فیزیکی یک فلز آلیاژی منعکس کننده توانائی فلز جهت انتقال حرارت، انتقال الکتریسیته ،

انبساط و انقباض و غیره می باشد.

استنلس های بگیر دارای خاصیت مغناطیسی بوده و در عین حال دارای مزیت های متعددی نسبت به استنلس های نگیر می باشند به عنوان مثال انتقال حرارت به میزان قابل توجهی درآنها بوده و در مصارفی چون اطوهای برقی ، یا مبدل های حرارتی لوله یا ورق ایده ال می باشند.

ضریب انبساط حرارتی استنلس های بگیر مشابه فولاد های کربنی بوده و به مراتب از استنلس های نگیر پایین تر است در نتیجه استنلس های بگیر در مقابل حرارت کمتر تغییر شکل می دهند.

 گازهای محافظ جهت جوشکاری استنلسهای مغناطیسی

استنلس استیل در حالت ذوب به علت داشتن کروم بالا دارای قابلیت اکسید شدن بالا می باشد چنانچه در هنگام ذوب این فلز از هوا مصون نگردد کروم موجود در فلز به اکسید تبدیل شده و مقاومت در برابر خورندگی در محل جوش کاهش می یابد.

برای جلوگیری از وقوع این امر از گاز محافظ استفاده می گردد گازهای محافظ می توانند آرگون و یا هلیوم و ترکیبی از آنها باشند.

جهت استنلس های بگیر گازهای محافظ می بایست آرگون خالص و یا ترکیب آرگون و هلیوم باشند.

گاز آرگون معمول ترین گاز حفاظتی در پشت کار می باشد و گاز نیتروژن نمی بایست در استنلس های بگیر مورد استفاده قرار گیرد.

 اسید شویی ، خنثی سازی و گند زدایی

تغییر رنگ جزئی ناشی از جوشکاری باید با روشهای مکانیکی و یا شیمیایی ( به نام اسید شویی) از بین برده شود . اسید شویی به وسیله ترکیبی از اسید های فلوئیدریک و نیتریک و یا خمیر های مخصوص می باشد.

عملیات خنثی سازی و گند زدایی جهت بازآوری لایه سطحی و آزاد شدن رسوبات متالیک از طریق غوطه ور کردن قطعه در آب سرد حاوی 20 تا 25 درصد اسید نیتریک بدست می آید.

 به طور اختصار دسته بندی استنلسهای مغناطیسی (بگیر) به صورت زیر خواهد بود :

گروه اول :    کروم 14 – 10 درصد( 409-410-420)

گروه دوم :    کروم  18- 14 درصد (430)

گروه سوم :   کروم  18- 14 درصد و فلزات تثبیت کننده  مانند نیوبیوم و تیتانیوم مانند انواع  430TI، 439، 441

گروه چهارم : حاوی 5 درصد مولیبدن اضافه مانند انواع 434، 436 و444

گروه 5 : حاوی 30- 18 درصد کروم که در گروه های دیگر نباشد مانند انواع 445،446،447

 

دوپلکس چیست؟

استنلس استیل های دوپلکس بطور کلی از نظر مقاومت در سطح بالاتری نسبت به انواع معمول استنلس های بگیر  و نگیر قرار دارندو پر مصرف ترین آنها نوع 4462/1 EN می باشد

انواع استنلس های دوپلکس

ASTM                             EN

32101S                      4162/1

32304S                      4362/1

32205S                      4462/1

31803S

32760S                      4501/1

32750S                      4410/1

 

مشخصات اختصاصی

قدرت بالا 2- مقاومت بالادر برابر نفوذ حفره ای و خوردگی موئی  3- مقاومت بالا در برابر تنش های منجر به ترک خوردگی و خستگی هر دو ناشی از خوردگی  4- مقاومت بالا در برابر خوردگی های یکپارچه  5- مقاومت خوب در برابر خستگی  6- قدرت جذب انرژی بالا  7- انبساط حرارتی پائین  8- جوش پذیری خوب

 کاربردها

1- مبدل های حرارتی  2- آبگرمکن ها   3- محفظه های تحت فشار  4- تانکرها   5- شفت ها و جلو برندها قطعات گردشی دیوارهای موج شکن  حائل در سکوهای دریایی 6- تانکرهای حمل مواد و نیز سیستم های لوله کشی جهت تانکرهای شیميایی   7- هضم کنندها و سایر دستگاها در صنایع کاغذ و خمیر کاغذ  8- داکتهای تصفیه گاز  9- سیستم آب دریا  10- کارخانجات آب شیرین کن.

 مختصات عمومی

استنلسهای دوپلکس به عنوان استنلس های بگیر- نگیر ( مغناطیسی- غیر مغناطیسی) نیز شناخته شده که تعداد زیادی از خواص مفید هر دو نوع استنلس استیل بگیر و نگیر را دارا می باشد.

به علت درصد بالای کروم و نیتروژن و همچنین در اکثر موارد مولیبدن دارای مقاومت بالا در برابر خوردگیهای نقطه ای و یکنواخت می باشند. ساختمان میکروسکوپی استنلسهای دوپلکس موجب افزایش توانایی (قدرت) و مقاومت آن در برابر ترک خوردگی های ناشی از تنشهای خوردگی می گردد. استنلسهای دوپلکس درای خصوصیت جوش پذیری خوبی نیز می باشند.

 مقاومت در برابر خوردگی

استنلس های دوپلکس به علت برخورداری از درصد بالای کروم مقاومت بسیار عالی در برابر خوردگی در بسیاری از محیط ها را دارند.

 خوردگی یکنواخت (uniform corrosion)

این نوع خوردگی در هنگامی اتفاق می افتد که کل سطح استیل در مجاورت محیط خورنده قرار گرفته و بصورت یکنواخت در معرض خوردگی قرار می گیرد . بطور کلی هنگامی که سرعت خوردگی در استیل کمتر از 0/1 میلیمتر در سال باشد ، استیل با مقاومت خوب در برابر خوردگی تلقی می گردد.

استیلهای دوپلکس به علت برخورداری از درصد بالای کروم مقاومت بسیار عالی در برابر خوردگی در بسیاری از محیطها را دارند.

2304SAF در بسیاری از مواقع معادل 4404 بوده و انواع دیگر استیلهای دوپلکس با آلیاژهای بالاتر مقاومتهای بیشتری در برابر خوردگی از خود نشان می دهند. در اسید سولفوریک که یا یونهای کلر همراه گردیده ، دوپلکس 2205 از استنلس نوع 4404 مقاومت خیلی بهتری در برابر خوردگی از خود نشان داده و مقاومت آن معادل استنلس نوع 904 L می باشد

 خوردگی حفره ای و موئی (PITTING)

با افزایش کروم ، مولیبدن و نیتروژن در استیل مقاومت آن در برابر خوردگی حفره ای افزایش می یابد.

 ترک ناشی از تنش خوردگی

در محیط های کلریدی با درجه حرارت بالا، استنلس استیلهای نگیر در معرض بروز ترک بر اثر تنش خوردگی قرار می گیرند. استنلس استیلهای از نوع دوپلکس به علت تداوم فاز مغناطیسی شان به میزان بسیار کمتری در مقابل اینگونه خوردگی حساس می باشند.

 تنش خوردگی سولفاید منجر به ترک

در شرایط حضور محلول های هیدرو سولفاید و هیدروکلراید، امکان بروز تنش خوردگی منجر به ترک در درجه حرارت های پائین تر بیشتر می گردد. چنین شرایطی در بدنه چاههای نفت و گاز به شدت امکان وقوع پیدا می کند. در حالیکه انواع استیلهای 2205و 2507SAF  مقاومت خوبی در اینگونه شرایط از خود نشان می دهند در حالیکه استنلسهای با 13 درصد کروم تمایل بیشتری به تنش خوردگی منجر به ترک دارند.

 خستگی خوردگی (CORROSION FATIGUE)

استیلهای دوپلکس به علت قدرت مکانیکی بالا و مقاومت زیاد در برابر خوردگی دارای توانائی بالا در برابر خستگی خوردگی می باشند مقاومت استیل 2205 در آب دریا (مصنوعی) بیشتر از انواع دیگر آن می باشد

 خوردگی داخل کریستالی

به علت ساختمان میکروسکوبی خاص و درصد پائین کربن این نوع استنلسها دارای مقاومت بسیار خوب در برابر خوردگی داخل کریستالی می باشند و به گونه ای هستند که پدید آمدن حالت غیر مغناطیسی در منطقه حرارت دیده جوش را تضمین می نمایند و پدید آمدن کاربیدها و نیتریدهای ناخواسته در مرزهای دانه ای در اینگونه استیل ها به حداقل کاهش می یابد.

 جوش

جوش پذیری استیل های دوپلکس خوب بوده و روشهای معمول جوشکاری در استنلس استیل ها در مورد آنها نیز صادق می باشد.

 روشهای معمول جوش استنلس استیل

جوش قوسی  فلز  با حفاظت

جوش قوسی تنگستن با  گاز

جوش قوسی فلز با گاز

جوش قوسی با الکترود

جوش قوسی با پلاسما

جوش قوسی زیر پودری

 

 دستور العمل کلی زیر درهنگام جوشکاری می تواند عموما مورد استفاده قرار بگیرد:.

1- جوش ماده می بایست بدون پیشگرم انجام پذیرد.

2- ماده باید فرصت سرد شدن تا حد پایین تر از 150 در جه سانتیگراد در بین مراحل مختلف جوش را داشته باشد .

3- جهت حصول مشخصات خوب برای فلز جو ش شده ، مواد پر کننده مورد استفاده قرار گیرد .

4- جهت حصول شرایط مناسب تعادلی بین حالت مغناطیسی و غیر مغناطیسی در جوش ، قدرت قوس جوش می بایست در محدود های توصیه شده باقی بماند.

5- برای اطمینان از عدم وقوع خوردگی حفر ه ای در جوشکار های  GTIMوPAW ، اضافه نمودن نیتروژن در گاز محافظ توصیه می گردد.

 

فولاد ضدزنگ آستنیتی : سری Austenitic 300

فولاد ضدزنگ آستنیتی بیشترین مورداستفاده را در بین انواع دیگر فولادهای زنگ نزن داشته و تقریبا 80% بازارجهان را به خود اختصاص داده است. درساختار آن حداقل 7%  عنصر نیکل قرار دارد که ساختارفولاد را تماما آستنیتی نموده و باعث گردیده فولاد خاصیت انعطاف پذیر، مقاوم برای کاربرد دردماهای بالا، غیرمغناطیسی و قابلیت جوشکاری مساعد ازخود نشان دهد.

بنابراین مشخصه اصلی این طبقه از فولادهای زنگ نزن، سهولت جوشکاری و مقاومت به خوردگی عالی- نرم و انعطاف‌ پذیر بودن برای کارسرد و غیرمغناطیس بودن آنها می باشد. طبق آنچه بدان اشاره گردید، فولادهای زنگ نزن را برای استفاده در محیط های اتمسفری، آب دریا و انواع مختلف محیط‌های شیمیایی انتخاب می‌کنند. اما، بستگی به نوع محیط، باید فولاد با ترکیب شیمیایی مناسب انتخاب شود. بجز مقاومت دربرابر محیط‌های خورنده خاص، فولادهای زنگ‌نزن آستنیتی دارای خواص متالورژیکی

الف- تبدیل آستنیت به مارتنزیت دراثر کارسرد درانواع 301 ، 302 و304

ب- کاهش کربن و عنصرآلیاژی کرم برای حذف امکان تشکیل کاربید کرم و جلوگیری از خوردگی بین دانه‌‌يی درانواع L304 L316 ، 321 ، 347

ج- آلیاژکردن با مولیبدن برای افزایش مقاومت دربرابر خوردگی حفره‌يی درانواع 316

د- استفاده از درصدهای بالای عناصرآلیاژی کرم و نیکل برای افزایش استحکام دردمای بالا (فولادهای نسوز) و مقاومت دربرابر پوسته شدن درانواع 309 و 310 نیز می‌باشند.

 

موارد کاربرد

مخازن نگهدارنده موادشیمیایی – لوازم آشپزخانه – لوله های صنعتی –نمای خارجی بناها – استراکچرها

فولاد ضدزنگ فریتی : سری 400 Ferritic

این دسته ازفولادهای ضدزنگ خاصیت مغناطیسی و خواص فیزیکی و مکانیکی مناسبی دارند.عنصرآلیاژی عمده دراین گروه کرم در حدکافی جهت پایدار کردن کامل فازفریت می باشد به منظور جلوگیری ازتشکیل فازهایی که دررابطه با انعطاف پذیری و چقرمگی مخرب اند، سریع سردکردن این نوع فولادها که حاوی درصد زیادتری ازعناصر آلیاژی هستند الزامی است . فولادهای ضدزنگ فریتی خواصی مشابه به فولاد ساده کربنی داشته با این تفاوت که مقاومت آنها دربرابر خوردگی به مراتب بهتراست. عموما این فولادها حاوی مقادیر بین 12 تا 17 درصدکرم درساختارخودمی باشند که فولادهای بامقادیر حدودا 12 درصد کرم بیشتر برای کاربرد دراستراکچرها و فولادهای بامقادیر حدودا 17 درصد کرم بیشتر در بویلرها – ماشین های لباسشویی – دکوراسیون داخلی و لوازم خانگی بکارمی روند.

فولاد ضدزنگ آستنیتی – فریتی : ( Austenitic-Ferritic ( Duplex

این دسته ازفولادهای ضدزنگ هردو ساختارمتالورژیکی مربوط به فاز های فریت و آستنیت را همزمان درخودداشته ازاینرو آنها را فولادهای ضدزنگduplex نیز نامگذاری کرده اند این فولادها حاوی مقادیری ازعنصرنیکل به منظور پایدارکننده فازآستنیت و حصول خواص انعطاف پذیری همچنین مقادیری از عنصر کرم به منظورپایدارکننده فازفریت و حصول خواص استحکام و چقرمگی مناسب درفولادمی باشند.

موارد کاربرد

صنایع پتروشیمی – کاغذسازی – قند و نیشکر همچنین کشتی سازی

فولاد ضدزنگ مارتنزیتی : Martensitic

برای بسیاری ازکاربردها که مستلزم نه تنها مقاومت دربرابر خوردگی است بلکه نیاز به استحکام بالا،سختی بالا،مقاومت به سایش و حفظ لبه های تیز و زوایا درقطعه است ، ازفولادهای مارتنزیتی استفاده می کنند این فولادها را می توان ابتدا آهنگری نمود و سپس با آستنیته و سریع سردکردن (تشکیل مارتنزیت) و بازپخت دادن عملیات حرارتی کرد. فولاد ضدزنگ مارتنزیتی خاصیت مغناطیسی داشته و قابلیت حصول محدوده متغیر ازسختی رادارد. برای ساخت بلید توربین های بخار ازاین نوع فولاداستفاده می گردد

بر خلاف آنچه که به صورت عمومی تصورمی گردد که استنلس استیل زنگ نمی زند ، استنلس استیل بخاطر ترکیب الکترونی آن امکان زنگ زدن را دارد .

استنلس استیل با افزایش 5/10 درصد کروم به فولاد معمولی بوجود می آید بنابراین هر استنلس استیلی که کمتر از 5/10 درصد کروم داشته باشد نباید آنرا استنلس استیل دانست . نیکل و ترکیبات دیگر خواص دیگری را در استنلس استیل افزایش می دهند. برای مثال ، عنصر نیکل خواص قابلیت فرم دهی ، شفاف بودن ومقاومت در دمای بالا را به استنلس استیل می بخشد.

استنلس استیل همانگونه که ذکر شده با افزودن 5/10 درصد کروم به فولاد به وجود می آید این ترکیب در مجاورت اکسیژن موجود در هوا به اکسید کروم Cr2O3 تبدیل می شود ضخامت این پوشش 130 انگستروم Angstroms می باشد . ( هر انگستروم معادل یک صد میلیونیم سانتیمتر است ) وبلا فاصله روی آهن را گرفته و مانع از زنگ زدگی آن می گردد. این پوشش آگر چه مانند سرامیک سخت است ولی آسیب پذیر می باشد وبه مجرد خراش چنانچه اکسیژن کافی درمحیط موجود نباشد امکان تشکیل لایه مجدد را پیدا نکرده و به تدریج دچار زنگ زدگی می گردد . به خاطر همین مطلب است که وقتی یک واشر استنلس استیل را همراه با یک واشر لاستیکی به شدت محکم می کنیم به مرور زمان در اثر کمبود اکسیژن دچار زنگ زدگی می شود . این موضوع شایان توجه است که در اثر فرم دهی خمکاری و سایر عملیات مرتبا این پوشش از بین میرود و تشکیل می گردد.

استنلش استیل در مقابل آب دریا که مقدار زیادی نمک دارد و همچنین آب های که دارای کلر زیاد هستند ، دچار آسیب می گردد زیرا کلر در سطح خارجی استنلش استیل اثر گذار بوده و در صورتی که خراش بر روی سطح استنلس استیل باشد امکان ترمیم آن را پیدا نمی کند و از همین مجرای کوچک ، آب های با نمک بالا یا کلر زیاد هر روز شروع به تخریب استنلس استیل می ننماید و این اثر به صورت لک های زنگ زدگی ملاحظه و به تدریج گسترش پیدا می نماید . انچه که بایستی در مورد استنلس استیل و مشتقات آن مورد توجه قرار داد اینست که استنلس استیل بایستی مرتب با هوا در تماس باشد و اگر در اثر کار سرد مثل خمکاری ، برش ، فرم دهی و غیره پوشش سطحی آن دچار آسیب شده باشد و در مجاورت اکسیژن نباشد ، دچار زنگ زدگی خواهد شد.

در مورد المنت استنلس استیل نظر به نامشخص و مطمئن نبودن منابع تولید و نوع واردات که اغلب بدون دانش فنی صحیح وارد کشور می شود به هیچ عنوان نمی توان صرفا به اظهار نظر فروشنده متکی بود زیرا تشخیص نوع استنلس استیل اسید مقاوم یا آتش مقاوم برای هیچ فروشنده ای امکان پذیر نمی باشد مگر با ارائه مدارک و اسناد

ماشین رنده چیست

ماشین رنده چیست

محور تیغه رنده

محور تیغه کف رنده و دورورند یکسان است.

انواع محور تیغه رنده

محور تیغه کف رنده را می توان به صورت درپوشی، گوه ای و مارپیچی طراحی کرد. امروزه دیگر از نوع درپوشی استفاده نمی شود. از نوع محور تیغه کف رند مارپیچی نیز وجود بی سروصدا بودن و بالا بودن کیفیت سطحی قطعه کار، به خاطر هزینه بالا و سرویس مشکل آن صرف نظر می شود. بدین جهت اکثرا از محور تیغه کف رند گوه ای استفاده می شود.

ساختمان محور گوه ای

بستن تیغه ها در محور های گوه ای با اتصال قفلی صورت می گیرد. بدین معنی که با استفاده از نیروی اصطکاک بین اجزاء از تغییر وضعیت تیغه کف رند جلوگیری می شود. با استفاده از پیچ و گوه فشاری تیغه کف رند در شیار محور رنده تحت فشار قرار می گیرد. در این نوع طرح نیروی گریز از مرکز خود ضریب اطمینان اضافی است، در این نوع طرح نیروی گریز از مرکز خود ضریب اطمینان اضافی است، زیرا خارج شدن گوه فشاری باعث تشدید نیروی فشاری می شود.

تیز کردن تیغه ها

برای تیز کردن تیغه های رنده از ماشین تیغه تیز کنی استفاده می شود. جهت بستن تیغه احتیاج به قیدی با پهنای حداقل 15mm است. در نهایت تیغه به وسیله ای بسته و با سنگ روغن پلیسه گیری می شود.

نصب تیغه

ابتدا تیغه را روی فنرهای بیرون انداز گذاشته و سپس پیچ فشارنده روی صفحه گوه آنقدر بسته می شود که بتوان تیغه را با دست جابه جا کرد. در این حالت به وسیله تخته چوب تنظیم و یا به وسیله فرمان تنظیم که دارای دقت0/1mm است ارتفاع تیغه تنظیم می شود. پیچهای فشارنده به ترتیب از داخل به خارج سفت می شوند. برای سفت کردن پیچها هرگز از چکش و یا دسته های بلند استفاده نمی شود. تیغه های جدید نصب شده پس از پنج دقیقه کار دوباره پیچ کشی می شود. قبل از شروع کار روی محور تیغه، بایستی کلید اصلی ماشین را قطع کرد تا نتوان ماشین را روشن کرد.

جلوگیری از خطرات

در ماشینهای کف رند بایستی تا حد امکان خطر پس زدن قطعه را به حداقل رساند. بدین جهت بایستی دو شرط زیر برآورده شود:

-تیغه تیز

-محدودیت ضخامت براده برداری

ضخامت براده برداشته از هر دور محور رنده حداکثر 1/1mm است (محدودیت ضخامت براده برداری) این محدودیت بدین ترتیب عملی می شود که تیغه رنده به طور شعاعی 1/1mm بالاتر از محور رنده قرار گیرد.

توجه دقیق به دستورات نصب و رعایت حداقل پهنای تیغه از لق شدن تیغه جلوگیری می کند.

محور تیغه رنده به طور دینامیکی بالانس می شود. برای اینکه هیچ عدم تعادل مضری در سیستم به وجود نیاید تیغه های نصب شده باید هم عرض بوده، جفت جفت تیز و قبل از نصب وزن شوند.

کاهش صدا

تحمل صدا با قدرت بیش از (A) 85dB  در طول چندین سال و هر روزه بیش از چند ساعت می تواند منجر به آسیب دیدن قدرت شنوایی شود. به علت اینکه اصولا قدرت صدای رنده بیش از مقدار فوق است باید از وسیله حفاظ گوش یا اصطلاحا از گوشی استفاده نمود. ماشینهای رنده جدید با اقدامات طراحی، سطح قدرت صوتی در حالت خلاصی تا حدود (A) 10dB روی (A) 80dB کاهش یافته است. این مقادیر بیش از نصف حساسیت واقعی گوش است. برای کاهش قدرت صدا در ماشینهای دورورند از درپوش مانع صدا و در ماشینهای کف رند از میز شانه ای استفاده می شود.

ماشین کف رند

ساختمان ماشین

پایه ماشین: پایه ماشین دارای ساختمان جوشکاری یا ریخته گری است.

میز جلویی و میز عقبی: قطعه رنده نشده روی میز جلویی یا میز جلو محور رنده قرار می گیرد. به خاطر اینکه قطعه رنده نشده ناهموار است میز جلو باید درازتر از میز عقبی باشد. چون قطعه پس از رنده شدن روی میز عقبی قرار می گیرد، این میز باید هم ارتفاع با دایره براده برداری باشد. ارتفاع میز جلویی به وسیله چرخ دستی یا اهرم پایی تنظیم می شود. با تنظیم ارتفاع میز کار می توان عمق براده برداری و فرم آن را به دلخواه تغییر داد.

لبه میز: لبه میز ماشینهای مدرن به هنگام تنظیم ارتفاع آن دارای فاصله اندکی از دایره براده برداری تیغه محور است و بدین جهت کیفیت سطحی قطعه کار نیز بهتر می شود. لبه میز نقشی مشابه به لبه شکست دهانه براده برداری رنده دستی دارد و از مسدود شدن دهانه از براده جلوگیری می کند. گوه فشاری محور تیغه رنده، کار کلاهک رنده دستی را انجام می دهد. لبه شانه دار میز جهت کاهش صدای رنده به کار می رود.

جلوگیری از خطرات

تجهیزات: راهنمای طولی با تنظیم زاویه ای برای قطعات پهن و باریک، محافظ محور رنده و نیز درماشینهای مدرن سیستم ترمز کرد محور جزء تجهیزات اساسی ماشین به شمار می رود. تجهیزات به کار رفته برای کارهای مخصوص نیز ساخته می شود.

تیغه های تیز شده رنده در تجهیزات سنگ زنی روغنی بسته شده و پلیسه گیری می شود.

کار روی ماشین کف رند

رنده کردن قطعات پهن

اقدامات حفاظتی: برای پیشروی قطعه نباید از لبه های قطعه کار گرفت بلکه بایستی هر دو دست در روی قطعه کار قرار گیرد.

تجهیزات حفاظتی: انتهای آزاد محور رنده بایستی به وسیله محافظ پوشانده شود.

رنده کردن لبه اتصالی قطعه پهن

اقدامات حفاظتی: قطعه کار بایستی با فشار یکنواخت بر روی میز و در امتداد راهنما و تکیه گاه طولی حرکت داده شود.

تجهیزات حفاظتی:

با استفاده از زوار فشاردهنده لبه قطعه کار روی راهنما و تکیه گاه طولی فشار داده می شود. زوار فشاردهنده لبه به همراه محافظ، قسمت غیر لازم محور رنده را می پوشاند.

رنده کردن قطعات کوتاه

وسایل کمکی لازم: چوب پیش دهنده به طول 350mm روی قطعات کوتاه قرار گرفته و با درگیری با لبه انتهایی قطعه کار آن را به جلو می برد.

سایر اقدامات حفاظتی: پیشروی مایل حدود 20درجه ، ضخامت براده برداری کمتر و تیز بودن تیغه ها.

رنده کردن  سطح و لبه قطعه با سطح مقطع کوچک

وسایل کمکی لازم: راهنمای طولی کمکی با ارتفاع کمتر روی راهنمای طولی اصلی بسته می شود. محور رنده در سمت راست قطعه به وسیله راهنمای طولی کمکی پوشانده شده و خطر تماس دست با آن برطرف می شود. انتهای محور رنده که در سمت چپ قطعه کار قرار می گیرد با محافظ و زوار فشاردهنده لبه پوشانده می شود.

رنده کردن چهارچوبها

وسیله کمکی جهت کنده نشدن تخته های کلگی: برای جلوگیری از کنده نشدن اتصالات چهارچوب از کنده پیش دهنده جهت پیش روی آن روی ماشین کف رند استفاده می شود.

ماشین رنده گندگی

اصول کار ماشین رنده گندگی

در این ماشینها قطعه کار به وسیله غلتک وروردی و خروجی از زیر محور رنده عبور می کند. پیشروی قطعه کار بین 5 الی 20 متر بر دقیقه و سرعت براده برداری نیز بین 25 الی 50 متر بر دقیقه است. تنظیم ارتفاع میز به وسیله محور بالابر و توسط چرخ دستی و یا به طور خودکار طراحی می شود. دقت قرائت تنظیم براده برداری غالبا تا 0/1mm است. کفشکهای فشارنده عقبی و جلویی تا حد امکان در مجاورت دایره براده برداری نصب می شود تا قطعه کار محکم روی میز فشار داده شود.

جلوگیری از پس زدن قطعات

ماشینهای رنده گندگی دارای زبانه های مانع پس زن هستند که از پس زدن قطعات جلوگیری می کند. در صورتی که در یک زمان زوارهای مختلفی از نظر ضخامت رنده شوند، تمایل به پس زدن زوارهای باریک بیشتر است. برای حل این مشکل، موانع فوق به صورت زبانه های کوچک طراحی می شود. پهنای زبانه ها نباید بیشتر از 15mm شود تا از پس نزن ها قطعات مختلف اطمینان حاصل شود. حتی ممکن است زبانه های با پهنای مختلف در جلو غلتک ورودی و یا در جلو کفشک فشارنده جلویی به کار رود. با رعایت محدودیت ضخامت براده برداری تعیین شده و استفاده از تیغه های تیز می توان از مقدار نیروی پس زن کاست.

ماشین رنده دو کاره

با استفاده از تجهیزات به کار رفته می توان از ماشین رنده دو کاره به صورت ماشین کف رند و ماشین رنده گندگی استفاده کرد. برای استفاده از این ماشین به عنوان ماشین رنده گندگی میزهای جلویی و عقبی برگردانده شده و با استفاده از ضامن از نیفتادن میزها اطمنان حاصل می شود. در مدلسازی غالبا ماشینهای تک کاره به کار می رود تا از اتلاف وقت برای تجهیز ماشین جلوگیری شود. البته ماشینهای چندکاره دارای مزیت صرفه جویی در اشغال جا هستند.

برای چوبهای تر و صمغی امکان بروز مشکلاتی از نظر هدایت آن وجود دارد. هدایت چوبهای فوق با استفاده از اصطکاک غلتشی آسانتر می شود، بدین ترتیب که غلتکهای هادی حدود 0/2mm  بالاتر از میز رنده گندگی قرار داده می شود. برای چوبهای خشک و بدون صمغ می توان از ماشین رنده گندگی بدون غلتک هادی استفاده کرد و یا به وسیله اهرمی، غلتکهای هادی را هم ارتفاع میز رنده گندگی قرار داد.

البته بهبود سطح قطعه با استفاده از غلتکهای لاستیکی ورودی و خروجی نیز عملی است. در رنده کاری با ضخامت براده برداری کم، سطح قطعه کار به وسیله برجستگیهای غلتک ورودی و نفوذ براده در آن معیوب می شود. عیب غلتکهای لاستیکی در سایش سریع و وقت گیری تعمیر و تعویض آنهاست در صورتی که از غلتکهای لاستیکی استفاده شود تا حد امکان کفشکهای فشاری جلویی به صورت مجزا و متعدد به کار می رود.

 

 

متالوژی چیست

متالوژی چیست

علم شناخت ، استخراج  و هنر کار روی فلزات را متالوژی می‌‌گویند. این علم جداسازی مواد معدنی از سنگ معدن ، ذوب ، تصفیه و تولید شمش ، بهبود خواص و تهیه آلیاژها و فن کار بر روی فلزات و شکل دادن آنها را دربر می‌‌گیرد.

مقدمه از زمانی که انسان فلز را شناخت، متالوژی را به عنوان یک هنر فرا گرفت. صنعت متالوژی از دیر باز در جهان به عنوان یک صنعت مادر شناخته شده و با پیشرفتهای روز افزون تکنولوژی نقش آن اشکار می‌‌گردد. تحقیقات باستان شناسی نشان می‌‌دهند که اولین اقوامی ‌که موفق به کشف و استفاده از آن شدند، ساکنان فلات ایران بودند. با در نظر گرفتن این سابقه کهن ، همچنین نقش روز افزون فلزات در زندگی بشر و وجود معادن غنی متعدد در ایران ، شایسته است که دست اندرکاران صنعت متالوژی در شناسایی این رشته و افزایش آگاهی عمومی ‌در این زمینه کوشا باشند.

تاریخچه دوره فلزات بعد از عصر حجر و از حدود هفت هزار سال قبل از هجرت آغاز شده است. شاید مس اولین فلزی است که بطور خالص و طبیعی و جدا از مواد معدنی مورد استفاده بشر قرار گرفته است. انواع سنگهای مس از ظاهری فلزی با رنگهای مختلف مانند نیلی ، لاجوردی ، سبز ، طلایی و سرخ برخوردار می‌‌باشند. این امر می‌‌تواند یکی از عوامل توجه بشر اولیه به ترکیبات حاوی مس باشد.

برخی معتقدند که گویا اولین بار ذرات طلا که در کنار ماسه‌های کنار رودخانه‌ها پراکنده بودند، توسط بشر شناسایی شدند. مصریان و شاید هندیان بیشتر از سایر ملل در استخراج طلا از سنگهای آن توفیق داشتند، اما در ایران از دوره هخامنشی ، آثار متعددی از طلا و نقره خصوصا در کنار رود جیحون و در شهر همدان کشف شده است. با گذشت زمان فلزات دیگری مانند نقره ، سرب ، آنتیموان و قلع نیز کشف شدند و بشر توانست با استفاده از آتش ، ذوب فلزات را تجربه نموده و آلیاژهای مختلف را بدست آورد. به عنوان مثال ، از مخلوط کردن قلع و مس ، مفرغ بدست آمد و به این ترتیب عصر مفرغ شروع شد.

روشهای تولید مصنوعات فلزی ریخته‌گری ریخته‌گری عبارت از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب ، ریختن مذاب در محفظه‌ای بنام 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 شده که لایه‌هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده شده است و برای هوا دادن از فوتک بزرگی استفاده می‌‌کردند.

 

متالورژی پودر چیست ؟

متالورژی پودر روشی برای ساخت و تولید قطعات فلزی و سرامیک است که اساس آن بر فشردن پودر مواد به شکل مورد نظر و تف‌جوشی آن است. تف جوشی در درجه حرارتی زیر نقطه ذوب صورت می‌‌پذیرد.

متالوژي پودر شيوه‌اي نوين براي شكل‌ دهي فلزات است و از جمله قابليت‌هاي آن تبديل مستقيم پودر به قطعات داراي شكل و ابعاد نهايي است. نگرش متالوژي پودر به قطعه‌سازي با روشهاي سنتي توليد قطعات متفاوت بوده و در اين تكنولوژي توزيع فازها و ريزساختارها قابل كنترل مي‌باشد. دامنة استفاده از متالوژي پودر بسيار گسترده بوده و در اين رابطه كافي است به زمينه‌هايي چون توليد رشته‌هاي لامپ، بوشهاي خود روانساز، متعلقات گيربكس اتومبيل.اتصالات الكتريكي،‌ المانهاي سوخت نيروگاههاي هسته‌اي، اجزاء ترميمي ارتوپدي، ‌صافي‌هاي دما بالا، مواد ضدسايش، اشاره شود. فعاليتهاي متالوژي پودر را مي‌توان به  بخشهای زیر تقسيم كرد.

بخش اول  : به نام تكنولوژي پودر از آن ياد مي‌شود ، پودر موردنياز (دانه‌هاي ريز يك جامد كه بزرگترين بعد آنها كمتر از mm 1 است) فراوري مي‌شود كه شامل توليد، طبقه‌بندي، تعيين خواص متالوژيكي و بسته‌بندي

بخش دوم : فعاليتهاي شكل‌دهي، مانند فشردن،‌ تفت جوش،‌ آهنگري و نورد و ستيزه كردن روي پودر صورت مي‌گيرد كه باعث مي‌شود پودرهاي فلزي در لايه‌هاي سطحي خود به يكديگر جوش خورده و شكل قالب را به خود بگيرند.  كتاب متالورژي پودر تأليف راندال ژرمن ترجمه دكتر مجتبي ناصريان

ريخته‌گري دقيق به تكنيك‌هاي ريخته‌گري اطلاق مي‌شود كه در آنها سعي مي‌شود قطعات دقيق توسط ريخته‌گري تكميل شوند و پس از ريخته‌گري قطعه كامل با دقت و تلرانسهاي لازم توليد شود و نياز به عملياتهاي تكميلي مانند سنگ‌زني و تراشكاری نمي‌باشد مهمترين نياز ريخته‌گري دقيق توليد قالب‌، با دقت بالا و انبساط حرارتي كم و سطح پرداخت و انتقال حرارت مناسب مي‌باشد. از جمله كاربردهاي ريخته‌گري دقيق نمونه‌سازي سريع مي‌باشد كه تكنيك‌هاي سريع و پيشرفته‌اي را براي توليد قالب موردنياز از طرح بكار مي‌برند.

متالورژی پودر بخشی کوچک ولی بسیار مهم از صنایع فلز گری می‌‌باشد. اولین کاربرد متالورژی پودر برای تولید پلاتین با دانسیته کامل بود که در قرن ۱۹ میلادی صورت گرفت چون در آن زمان امکان ذوب پلاتین به دلیل نقطه ذوب بالا وجود نداشت. در اوایل قرن بیستم فلزهای دیر گدازی مانند تنگستن، مولیبدن توسط روش متالورژی پودر شکل داده شدند. کاربیدهای سمانیت و یاتاقانهای برنزی متخلخل نسل بعدی قطعات متالورژی پودر بودند. به این صورت قطعات متالورژی پودر در انواع صنایع مانند لوازم خانگی، اسباب بازی سازی و الکترونیک کاربرد پیدا نمود. آخرین کاربردهای قطعات متالورژی پودر در صنایع خودرو سازی می‌‌بود که موازی با رشد صنایع اتومبیل سازی رشد نمود به صورتی که امروزه بقای صنعت متالورژی پودر در کشورهای صنعتی بسیار وابسته به صنعت خودرو سازی می‌‌باشد.

در سال‌های ( ۱۹۵۰ – ۱۹۶۰ )  روشهای نوین مانند فُرج پودر و ایزو استالیک گرم در صنعت متالورژی پودر بکار گرفته شد. این روشها با تولید قطعات با دانسیته بالا توان رقابتی قطعات متالورژی پودر را افزایش دادند.

گرچه روش متالورژی پودر امکانات ویژه‌ای را جهت تولید بعضی قطعات خاص فراهم ساخته است، که تولید آنها از طریق روشهای دیگر غیر ممکن یا بسیار مشکل می‌‌باشد ولی زمینه‌هايی که باعث فراگیر شدن استفاده از این روش گردیده است، عبارت‌ است از:

 

  • زمینه‌های اقتصادی
  • بهره‌وری انرژی
  • انطباق زیست محیطی
  • ضایعات بسیار پائین

متالورژی پودر تکنولوژیی است، پویا. در طول سالها عوامل موثر بر این فن آوری بهبود داده شده‌اند به علاوه، تولید آلیاژهایی جدید و مستحکمتر و فرآیندهای تولید قطعات با دانسیته بالا مانند

(Warm compaction، ایزو استالیک گرم، فرج پودر، extrusion، Powders rolling، Incretion mounding Powders ) همراه با کنترل عالی بر زیر ساختار هم چنین خصوصیت ذاتی فن آوری متالورژی پودر در تولید مواد مرکب، امکان ساخت محصولاتی از مواد ویژه و سنتی را در طیف وسیع از خواص با بالاترین کیفیت فراهم ساخته است.

با وجود تمامی مزیتهای متالورژی پودر محدودیت این روش در اندازه و شکل قطعات تولیدی و هم چنین گران بودن ابزار و تجهیزات تولید که ظرفیتهای تولید کم را غیر اقتصادی می‌‌نماید.

 

  نقاط ضعف این فن آوری

در رقابت با دیگر فرآیندهای تولید است. توجیه استفاده از روش متالورژی پودر بر اساس تیراژ تولید می‌باشد. این امر در استفاده از متالورژی پودر در صنایع اتومبیل سازی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

با وجود اینکه از نظر تاریخی متالوژی پودر از قدیمی‌ترین روشهای شکل دادن فلزات است، اما تولید در مقیاس تجارتی با این روش، از جدیدترین راههای تولید قطعات فلزی است. در دوران باستان از روشهای متالوژی پودر برای شکل دادن فلزاتی با نقطه ذوب بالاتر از آنچه در آن زمان داشتند، استفاده می‌شد. اولین بار در اوایل قرن نوزدهم بود که پودر فلزات با روشی مشابه آنچه امروزه بکار می‌رود، با متراکم نمودن به صورت یکپارچه در آورده شد.

متالوژی پودر فرایند قالب گیری قطعات فلزی از پودر فلز توسط اعمال فشارهای بالا می‌باشد. پس از عمل فشردن و تراکم پودرهای فلزی، عمل تف جوشی در دمای بالا در یک اتمسفر کنترل شده، انجام پذیرفته که در آن فلز متراکم، جوش خورده و به صورت ساختمان همگن محکمی ‌پیوند می‌خورد. با توجه به گفته های بالا تکنیک برتر در متالورژی پودر از mim  میتوان نام برد. در روش MIM قطعاتی که تحت اعمال فشار شکل پذیر نیستند،به صورت تزریق پودرو پلیمر شکل میگیرد

متالورژی پودر، فرایند قالبگیری قطعات فلزی توسط فشارهای بالا برای تولید دقیقتر و سریع اشکال می باشد.

پس از تراکم پودر های فلزی عمل زینترکردن در دمای بالا در یک کوره با اتمسفر(فشار) کنترل شده انجام می شود که در ان فلز متراکم جوش خورده و در حالت جامد به صورت ساختمان همگن محکمی به هم پیوند می خورد.خواص فیزیکی ماده  متراکم زینتر شده شبیه به خواص فلز سازنده اصلی است. عمل زینتر کردن معمولا در حدودو۸۰تا۹۰دصد نقطه ذوب پودر فلزات تشکیل دهنده قطعه انجام می گیرد تا امکان چسبیدن ذره ها در امتداد فصل مشترکشان وجود داشته باشد. تراکم پودر به وسیله پرس کردن همزمان سنبه های بالایی وپایینی ،تحت فشارهایی درحدود  ۴۲۱۸kg/cm2انجام می شود.

 

صنعت متالورژی پودر

متالورژی پودر P/M يک روش بسيار پيشرفته برای توليد قطعات آهنی و غيرآهنی با قابليت اعتماد بالاست. با مخلوط کردن پودرهای عناصر و يا آلياژهای مختلف و سپس فشرده کردن آنها در يک قالب بوسيله پرس، شکل نهايی قطعه بدست می آيد. در مرحله بعد، اين قطعه خام در يک کوره مخصوص با اتمسفر کنترل شونده گرما داده می شود (يا به اصطلاح سينتر می شود) و به اين ترتيب ذرات پودر به هم می چسبند. از آنجا که در اين فرآيند هيچ براده ای توليد نمی شود، در قطعه نهايی بيش از 97% مواد خام اوليه مورد استفاده قرار می گيرد. به همين خاطر در متالورژی پودر صرفه جويی زيادی در مصرف انرژی و مواد اوليه صورت می گيرد.فرآيند متالورژی پودر يک فرآيند کم هزينه در توليد قطعات ساده و يا پيچيده در تعداد چندصدتايی تا چندهزارتايی در ساعت، با ابعادی با دقت بالاست.

در نتيجه در بدترين حالت، يک فرآيند ماشينکاری جزئی بر روی قطعه مورد احتياج است. همچنين قطعات توليد شده ممکن است تحت عمليات سايزينگ )Sizing) برای دقيق تر کردن ابعاد و کوينينگ (Coining برای دقيق تر کردن( ابعاد، افزايش چگالی و استحکام قطعه قرار بگيرد.بيشتر قطعات توليد شده بوسيله متالورژی پودر کمتر از 2.3 کيلوگرم (5 پوند) وزن دارند، اگرچه می توان قطعاتی با وزن 16 کيلوگرم (35 پوند) را هم بوسيله ماشين آلات متعارف متالورژی پودر توليد کرد. بسياری از قطعات اوليه ای که بوسيله متالورژی پودر توليد می شدند، مانند بوش ها و ياتاقان ها، شکل های ساده ای داشتند، اما امروزه به دلايل اقتصادی بيشتر قطعات چند سطحی و با کانتورهای پيچيده به کمک فرآيند متالورژی پودر توليد می شوند.

 

ماشین اره نواری چیست

ماشین اره نواری چیست

ساختمان ماشینهای اره نواری

پایه ماشین

پایه ماشین حامل تمام اجزاء آن است و برای گرفتن و یا بستن چرخ فلکه، میز کار، راهنما، موتور و در ایمنی به کار می رود. پایه ماشین را می توان به روش جوشکاری و ریخته گری تهیه کرد. در ایمنی به همراه پایه ماشین جعبه ای را تشکیل می دهد که طبق دستورات ماشین سازی از سال 1980م. به بعد بایستی تمام اجزاء چرخان به وسیله آن پوشانده شود.

میز کار

در مدلسازی امکان شیب قالب در همه سطوح جانبی وجود دارد و به همین جهت باید میز ماشین قابلیت کج شدن به هر دو طرف را داشته باشد. درجه بندی زیر ماشین امکان تنظیم سریع و دقیق کار را فراهم می کند. میز ماشین یک قطعه ریختگی و مجهز به پره های تقویت کننده است. به وسیله شکاف موجود در وسط میز، تیغه اره نواری به راحتی قابل تعویض است. برای پوشش شکاف میز در خارج محدوده کار اره کشویی و در محدوده کار اره از قطعه جاسازی شده میز از جنس مواد چوبی، مواد مصنوعی یا آلومینیمی استفاده می شود.

چرخ فلکه

در این ماشینها نوار اره توسط چرخ فلکه ها محکم می شوند. طبق DIN8804 قطر چرخ فلکه ها 315، 400، 630 یا 800 میلیمتر است. این ابعاد پهنای برش را تعیین می کند. ارتفاع برش بستگی به فاصله چرخ فلکه بالایی و پایینی دارد. برای اینکه ماشین اره بدون نوسان و لرزه کار کند، چرخ فلکه ها باید بالانس شوند.

چرخ فلکه پایینی

نوار اره روی چرخ فلکه پایینی مستقیما توسط موتور و یا به طور غیر مستقیم به وسیله تسمه – پولی حرکت می کند. تسمه – پولی به عنوان عضو ارتجاعی عمل می کند و عمر نوار اره را افزایش می دهد.

چرخ فلکه بالایی

جهت متعادل کردن انبساط گرمایی و تنشهای متغیر حاصل از برش، موقعیت مکانی چرخ فلکه بالایی ثابت نیست. تنش و فشار موجود در نوار اره به وسیله چرخ دستی اعمال شده به وسیله عقربه یا علامت گذاری قابل تنظیم است. به هنگام تعویض اره فشار فوق برداشته می شود. صفحه چرخان فلکه بالایی را می توان به وسیله پیچ تنظیم و یا دسته تنظیم تغییر داد تا نوار اره در وسط چرخ فلکه های پایینی و بالایی قرار گیرد.

زیر سری تیغه اره (بانداژ)

در محیط چرخ فلکه ها زیر سری لاستیکی نصب می شود. این ماده ارتعاشات را مستهلک و از سر خوردن تیغه اره جلوگیری می کند، ضمنا از خورده شدن دندانه های تیغه اره جلوگیری می کند. زیر سری به صورت برآمده است تا دندانه ها به طور تخت فشار داده نشود و نوار اره همواره تمایل به نشستن در وسط چرخ فلکه را داشته باشد.

راهنمای تیغه اره نواری

راهنمای تیغه اره نواری از دویدگی تیغه اره جلوگیری و بدین ترتیب امکان برش صحیح کار را فراهم می کند. اجزاء اصلی راهنمای بالایی و پایینی به ترتیب یک قرقره عقبی و دو قرقره جانبی است.

ارتفاع برش قابل تنظیم

ارتفاع راهنمای بالایی نوار اره به همراه پوشش قسمت آزاد آن قابل تنظیم است. در ماشینهایی که سال ساخت آنها از 1980م. به بعد است تنظیم ارتفاع به وسیله تجهیزات مکانیکی شبیه چرخ دستی و الکتروموتور صورت می گیرد. جهت جلوگیری از حوادث و نیز هدایت بهتر تیغه اره فاصله قطعه کار و راهنمای بالایی نوار اره باید تا حد امکان کمتر باشد.

تیغه اره نواری

تیغه های اره نواری طبق DIN8806 استاندارد شده اند. تیغه اره مناسب را می توان مطابق با قطر چرخ فلکه، فاصله محورها، پهنا و ضخامت تیغه اره و گام دنده های تیغه اره انتخاب کرد. ضخامت تیغه اره نباید از یک هزارم قطر چرخ فلکه ها تجاوز کند (خطر پارگی).

برش آزاد

برای جلوگیری از گیر کردن و گرم شدن تیغه اره دندانه های آن چپ و راست می شود. در چپ و راست کردن خمشی دندانه ها تا ارتفاع یک سوم بالای دندانه و به اندازه 5/1 برابر ضخامت تیغه اره چپ و راست کن و برای چپ و راست کردن موجی از یک دستگاه استفاده می شود. در استفاده از دستگاه چپ و راست کن، نوار اره را در آن قرار داده و حرکت نوار اره فقط به وسیله دست صورت می گیرد. نوار اره را می توان بدون تیز کردن سه بار چپ و راست کرد که در هر بار دندانه های جدید با کار در گیر می شودند.

جنس

تیغه اره های چوبی از فولاد نورد شده ساخته می شود. برای مثال 64Si Cr5   بیان می کند که 0.64% کربن، 3/1% سیلیسم، 0.5% کرم در فولاد فوق موجود است.

سرعت برش

مقدار سرعت برش از دور و قطر چرخ فلکه محاسبه می شود. سرعت برش بین 20 تا 30 متر بر ثانیه است.

پیشگیری از خطرات

تیغه اره نواری باید به اندازه کافی تیز و چپ و راست باشد و بدین جهت از ماشین تیز کنی استفاده می شود. به هنگام تیز کردن، دستها باید خارج از محدوده خطر قرار گیرد. برای برشهای مستقیم از نوار اره پهن استفاده می شود زیرا این نوار اره ها پایدار بوده و دارای حرکت خوبی است.

عوامل ایجار ترک در تیغه اره

-کندی تیغه اره

-چپ و راست کردن عمیق و نزدیک به هم

-گرد نبودن پایه دندانه

-تنش زیاد در تیغه اره

-دوران قرقره عقبی

-بدی محل جوش یا لحیم سخت روی تیغه اره

-خیلی پهن بودن نوار اره

انواع کارها و اقدامات لازم جهت پیشگیری از خطرات

برش طولی نشسته

این برش از معمولترین برشها در مدلسازی است. قطعه کار به طور یکنواخت و بدون حرکت به عقب همواره به طرف تیغه اره حرکت داده می شود. برای برش مستقیم تیغه اره پهن به کار می رود. دستها باید تا حد امکان خارج از محدوده برش قرار گیرد، حرکت دستها در انتهای کار باید طبق فلش صورت گیرد. در قطعات دراز از چوب کمکی یا بلوک غلتکی استفاده می شود.

برش طولی ایستاده و خط کشی شده

برای این نوع برشهای خط کشی شده از گونیای تکیه گاهی استفاده می شود. این گونیا از نوسان قطعه کار جلوگیری می کند و راهنمای خوبی برای حرکت چوب است. گونیای تکیه گاهی همواره در جلو تیغه اره قرار می گیرد تا درز برش فشرده نشده و نوار اره گیر نکند. در انتهای برش قطعه کار را گرفته و از دسته پیش دهنده استفاده می شود.

برش طولی ایستاده با استفاده از راهنما

در این نوع برش طولی، تیغه اره باید شرایطی مثل تیز بودن و چپ و راست بودن کافی را داشته باشد، زیرا دویدگی تیغه اره را دیگر نمی توان با تغییر وضعیت قطعه دوباره تنظیم کرد. بعد از تنظیم عرض چوب برش به وسیله راهنما و تکیه گاه طولی، قطعه کار به طرف تیغه اره حرکت داده می شود. برای چوبهای باریک از دسته پیش دهنده و چوب پیش دهنده استفاده می شود.

برش موجی

در مدلسازی از ماشینهای اره نواری جهت برش خمیده و موجی استفاده می شود. بدین جهت از نوار اره باریکی که امکان برش موجی محدودی را فراهم می کند استفاده می شود. برای اینکه در برش موجی با شعاع کمتر احتیاج به عقب کشیدن قطعه کار نباشد ایجاد برشهای عرضی قبلی لازم است.

برش عرضی نشسته

برش عرضی در قطعه کار خوابیده با تیغه اره پهن، تیز و دارای چپ و راستی کافی صورت می گیرد. در حدود انتهای برش توجه شود که درز برش توسط فشار پیشروی بسته شده و منجر به گیر کردن تیغه اره می شود.

برش عرضی ایستاده

در برش عرضی ایستاده، قطعه کار در سمت چپ پایه ماشین یا درپوش اره قرار می گیرد. برش از لبه پایینی قطعه کار شروع می شود و قطعه کار حداکثر تا وضعیت قائم دوران داده می شود.

برش طولی چوبهای چهار گوش و گرد

برای برش طولی چوبهای چهارگوش و گرد از تکیه گاه گوه ای استفاده می شود. به هنگام هل دادن قطعه به سمت جلو، بایستی محکم گرفته شود. دراین نوع برش استفاده از تیغه اره ای که تیزی، پهنا و چپ و راستی کافی ندارد منجر به دویدگی اره در قطعه کار می شود.

برش عرضی چوبهای گرد

در این برش دندانه های تیغه اره تمایل به نفوذ در قطعه کار را دارد و در اصطلاح نجاری گفته می شود که قطعه کار کشیده می شود. دنده های کند و غیر یکنواخت عمل فوق را تشدید می کند. در صورتی که دستها در محدود خطر قرار گیرد به همراه قطعه کار به طرف تیغه اره کشیده می شود. برای بعضی از کارها تجهیزات مخصوصی مثل تکیه گاه شیب دار جهت جلوگیری از چرخش قطعه کار استفاده می شود. برای برش عرضی قطعه کارهای دوار استفاده از تکیه گاه گوه ای توصیه می شود.

 

 

 

 

زاماک چیست

زاماک چیست

 نحوه آلياژسازي زاماك (Zn-Cu-AL)

براي تهيه آلياژ زاماك ابتداء آلومينيوم را ذوب كرده (به مقدار مورد نياز )سپس تكه هاي مس خا لص را داخل مذاب انداخته ودرجه حرارت را با لا برده تا اينكه مس در داخل الو مينيوم حل شود.

پس از اينكه آميژان AL-Cu آماده شد انرا شمش ريزي مي كنيم آميژان Al-Cuترد شكننده است به خاطر ايجاد فاز(CuAl?) ، پس از اينكه شمش ها منجمد شدند در داخل بوته ديگر نيز روي را ذوب كرده (به مقدار مورد نياز) پس از اينكه روي ذوب شد شمش آميژانAl-Cuكه منجمد شده بود را داخل بوته اي كه در آن روي ذوب شده انداخته ويك تكه اي از روي را بر روي شمش AlCu گذاشته تا اينكه فشار سنگين روي باعث شود كه شمش (اميژان CuAl) به پايين رفته وكا ملا در داخل مذاب حل شود پس از اينكه آلياژآماده شده آنرا ريخته گري مي كنيم . البته اين آلياژ زاماك با اين درصد كه ريخته گري مي كنيم مخصوص ماسه قا لبگيري مي باشد.

 

خصوصيات زاماك

با توجه به اينكه زاماك از دامنه انجماد بسيار كوتاهي بر خوردار است از اين رو تمايل شديد به انجماد پوسته اي باعث مي گردد كه ازانها در ريخته گري هاي مجوف وپيستوني نيزاستفاده شود و از طرف ديگر تغذيه گذاري وجهت انجماد در آنها به سهولت تعين گردد وزن مخصوص اين الياژ سنگين مي باشد بنابر اين بايد سيستم هنگامي از نوع فشاري بوده وتغذيه از نوع كور بوده و همچنين هنگام بارريزي نيز وزنه گذاري فراموش نشود.

زاماك با توجه به نقطه ذوب پايين وسياليت مناسب و انقباض از نوع متمركز يك الياژ مناسبي براي ريخته گري مي باشد خواص مكانيكي زاماك خوب مي باشد وسختي اش شايد از بعضي برنجها هم بالاتر باشد . سختي زاماك 85 برينل است در قالبهاي دايمي هم به 120 برينل هم مي رسد كه سختي اش نز ديك فولاد ساختماني مي باشد مقاومت به اكسداسيون زاماك تا 200 درجه سانتيگراد خوب است چقرمگي زاماك واقعا چشمگير است اگر نمونه اي از زاماك را تحت كشش قرار بدهيم نشان مي دهد كه چقرمگي اش فوق العاده بالا است.

كاربرد زاماك در قطعاتي است كه تحت فشار هستند مانند دستگيره در اتومبيل ها و غيره . همجنين با توجه به زيبايي زاماك كاربرد اش بيشتر در قطعات تزئيني مثل اسباب بازي ها نيز مي باشد .

زاماك به عنوان سرب خشك نيز در بازار مطرح است ولي اين لفظ غلط است .سرب خشك الياژي است از سرب با انتيموان براي زاماك عمليات كيفي معني ندارد چون فشار بخار زاماك بالا است. براي زاماك خطرناك ترين عنصر سرب واهن مي باشد چون نقطه ذوب سرب پايين تر از زاماك مي باشد ودر روي انحلال ندارد در نتيجه به طرف مرز دانه ها زده مي شود در نتيجه باعث شكست گرم مي شود وخواص قطعه به شدت پايين مي ايد اهن نيز با الومينيوم مي تواند توليد FeAI بكند و حداكثر حلاليت اهن در روي 20% ميباشد هيچگاه نمي توان از اهن به عنوان ريز كننده استفاده مطلوب نمود.