لینک فایل پاورپوینت-ریخته گری و اصول آن-Casting- در 50 اسلاید-powerpoin-ppt

ریخته‌گری (به انگلیسی: Casting) فن شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب، ریختن مذاب در محفظه‌ای به نام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب می‌باشد. این روش قدیمی‌ترین فرایند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است. اولین کوره‌های ریخته‌گری ازخاک رس ساخته می‌شدند و لایه‌هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده می‌شد.

ریخته گری در حوزه‌های متفاوت علم، هنر و فناوری مطرح است. به هر میزان که ریخته‌گری از حیث علمی پیشرفت می‌کند، ولی در عمل هنوز تجربه، سلیقه و هنر قالب ساز و ریخته‌گر است که تضمین کننده تهیه قطعه‌ای سالم و بدون عیب است. این فن از اساسی‌ترین روشهای تولید می‌باشد. به دلیل اینکه بیشتر از ۵۰ درصد از قطعات انواع ماشین آلات به این طریق تهیه می‌شوند. فلزاتی که خاصیت پلاستیک کمی دارند با قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند، به روش ریخته‌گری شکل داده می‌شوند.

از دیدگاه نوع قالب روش‌های ریخته‌گری به دو دسته تقسیم می‌شوند: ریخته‌گری در قالبهای تکبار (Expendable Molds) و در قالبهای دایمی (Permanent Molds).

اما ریخته‌گری با توجه به تکنولوژی و مجموعه تجهیزاتی که در قالب گیری دخیل هستند شامل موارد زیر می‌شود: ریخته گری در قالب ماسه‌ای، ریخته گری به روش ریژه (قالب‌های فلزی)، ریخته گری در قالب فلزی و با فشار کم، ریخته گری در قالب فلزی و با فشار بالا، دیزاماتیک، ریخته گری دقیق، ریخته گری در قالب‌های کوبشی و غیره. هر یک از موارد فوق دارای کاربردی است، که با توجه به میزان تولید قطعه، کیفیت مورد نظر آن، ابعاد و جنس قالب، از هر یک از این روشها استفاده می‌شود.

 ۱ریخته‌گری در قالب‌های بی بار(Expendable)

• ۲ریخته‌گری در قالب‌های دائمی (Permanent)
• ۳دیگر روشهای ریخته گری
• ۴عیوب ریخته‌گری
• ۵جستارهای وابسته
• ۶منابع

ریخته‌گری در قالب‌های بی بار(Expendable)

در این دسته روش‌های از قالب‌های موقت استفاده می‌شود. این قالبها پس از یک بار ذوب ریزی از بین می‌روند تا قطعه را بتوان از قالب جدا کرد. پرکاربردترین نوع این قالب‌ها، قالبهای ماسه‌ای است که به تبع به این نوع ریخته گری، ریخته گری در قالب ماسه‌ای (Sand casting)، گفته می‌شود. ماسه‌ها انواع گوناگونی دارند، مانند ماسه‌های سیلیسی، ماسه چراغی، ماسه زیرکونیایی و غیره... در ادامه می توان گفت برای ساخت برخی از قالب از سیلیکات سدیم (آب شیشه) به عنوان چسب استفاده می شود که از گاز co2 برای سفت کردن آن استفاده می شود. همچنین شایان ذکر است در دو روش ریخته گری در قالب گچی (Plaster mold casting) و روش ریخته گری دقیق (Investment Casting) نیز قالب های ریخته گری که به ترتیب از جنس گچ و سرامیک هستند نیز از این فرایند پیروی می کنند.

ریخته‌گری در قالب‌های دائمی (Permanent)

این نوع ریخته گری در قالبهای فلزی انجام می‌گیرد. منظور از ریخته گری غیر انبساطی ریخته گری در قالبی است که قابلیت انبساط ندارد. این قالب‌ها را قالب‌های دایمی (Permanent Mold) نیز می‌نامند. از ویژگیهای این قالب‌ها می‌توان به بازگرداندن فشار مذاب به خود آن اشاره کرد، که این امر باعث کاهش درصد انقباض و عیوب ناشی از آن می‌شود. همچنین در قالبهای فلزی به دلیل بالا بودن سرعت انتقال حرارت نسبت به قالب‌های ماسه‌ای ساختارهای ریخته گری ریز تر و خواص مکانیکی اغلب بالاتر است. از روشهای ویژه و پر کاربرد این نوع ریخته گری می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ریخته‌گری با فشار کم(Low Pressure Die Casting): ریخته‌گری با فشار کم مذاب در قالب فلزی. در این روش مذاب بدون تلاطم و از پایین وارد فضای قالب می‌شود. این روش یکی از پر کاربردترین روشها در تولید قطعات آلومینیومی با خواص مکانیکی بالا است.
• ریخته‌گری با فشار بالا(High Pressure Die Casting): ریخته‌گری با فشار بالای مذاب در قالب فلزی. در این روش مذاب با فشار بالا وارد محفظه قالب می‌شود. در اینجا خواص مکانیکی اهمیت کمتری دارد ولی تعداد تولید بالا بسیار مهم است.

دیگر روشهای ریخته گری

شامل روش‌های زیر:

ریخته گری با قالب ماسه ای: اغلب تولید قطعات ریختگی در ماسه انجام می شود. ریخته گری ماسه (Sand casting)، فرآیندی است که در آن از ماسه برای قالب گیری استفاده می شود. ماسه لازم برای یک تن ریخته گری حدود ۴ تا ۵ تن است. نسبت مصرف ماسه به فلز، بسته به نوع، اندازه قطعه ریختگی و روش قالب گیری، متغیر است. ماسه مورد استفاده در ریخته گری انواع مختلفی دارد که تحت دو دسته کلی ماسه طبیعی و ماسه ترکیبی ( ماسه دریاچه) می توان آنها را طبقه بندی نمود. این ماسه ها دارای یک ماده نسوز به نام سیلیکا (SiO2) می باشند. دانه های شن باید بقدر کافی کوچک باشند تا بتوان آن ها را متراکم کرد، و در عین حال باید آنقدر درشت باشند تا گازهای تشکیل شده در هنگام ریخته گری از بین منافذ آنها خارج شوند. در قالب های بزرگ تر، از ماسه سبز استفاده می کنند(ترکیبی از ماسه، خاک رس و مقداری آب). در شکل زیر نمایی از روند ریخته گری با قالب ماسه ای در شکل زیر آمده است. 

• ریخته گری در ماسه تر (Green sand casting): ریخته گری در قالب ماسه‌ای خشک نشده.
• ریخته گری در ماسه خشک (Dry sand casting): ریخته گری در قالب ماسه‌ای خشک شده. در این روش، قالب ماسه‌ای در گرمخانه‌ای بادمای حدود ۳۰۰ درجهٔ سانتیگراد به مدت مناسبی قرار داده شده و خشک می‌گردد.
• ریخته گری در قالب رو خشک (Skin-dried mold casting): ریخته گری در آن دسته از قالب‌های ماسه‌ای که سطوح آن ها-اغلب با یک مشعل- تا عمق معینی خشک شده است.
• ریخته گری روباز در ماسه (Open sand casting): ریخته گری در قالب‌های ماسه‌ای بدون لنگهٔ رویی. از این روش در تولید قطعات نا دقیقی که یک سطح تخت دارند استفاده می‌شود.

ریخته گری در حالت نیمه جامد (Semi solid casting): ریخته گری در حالت خمیری.

• ریخته‌گری در گچ
• ریخته گری در قالب گچی (Plaster mold casting): روش ریخته گری با استفاده از قالب‌های ساخته شده از گچ فرنگیو افزودنی‌های دیگر. در تولید قطعاتی با دقت ابعادی کار می‌رود.
• ریخته گری دقیق (Investment Casting): ریخته گری دقیق بنام "ریخته گری با مدلهای مومی" یا "ریخته گری ظریف" نیز شناخته می شود. قرون متمادی است که این نوع ریخته گری برای تهیه قطعات با کیفیت عالی بکار می رود. در این روش ریخته گری، می توان با استفاده از قالب ها ساخته شده از جنس سرامیک و مواد دیر گداز دیگر، قطعاتی پیچیده با دقت ابعادی بالا و سطوحی صافتر در مقایسه با روش های دیگر تولید کرد.

عیوب ریخته‌گری

با توجه به دو فرایند اصلی در ریخته گری شامل جریان سیال و انجماد، عیوب ریخته گری در آن شامل موارد زیر می‌شوند:

عیوب ناشی از جریان سیال: نیامد، جوش سرد، حبس هوا، ورود آخال و سرباره

عیوب ناشی از انجماد: حفرات درشت، حفرات ریز، حفرات گازی، تنش باقی‌مانده، ترک گرم و ترک سرد

ریخته‌گری ماسه‌ای

قالب ماسه‌ای و حفره شکل دار آن

ریخته‌گری ماسه‌ای که به آن ریخته‌گری قالب ماسه‌ای هم می‌گویند در واقع یک فرایند خاص ریخته گری فلز است که در آن از ماسهبرای قالب‌سازی مواد استفاده می‌شود. همچنین اصطلاح ریخته گری ماسه‌ای نیز برای موادی که با این فرایند ساخته می‌شوند نیز به کار می‌رود. قطعاتی که با روش ریخته‌گری ماسه‌ای ساخته می‌شوند در کارخانه‌های ذوب فلز تولید می‌شوند و می‌توان گفت که ۷۰ درصد تولیدات ریخته‌گری فلزی به روش ریخته‌گری ماسه‌ای است. نسبت مصرف ماسه به فلز، بسته به نوع، اندازه قطعه ریختگی و روش قالب گیری، متغیر است. ماسه مورد استفاده در ریخته گری انواع مختلفی دارد که تحت دو دسته کلی ماسه طبیعی و ماسه ترکیبی ( ماسه دریاچه) می توان آنها را طبقه بندی نمود. این ماسه ها دارای یک ماده نسوز به نام سیلیکا (SiO2) می باشند. دانه های شن باید بقدر کافی کوچک باشند تا بتوان آن ها را متراکم کرد، و در عین حال باید آنقدر درشت باشند تا گازهای تشکیل شده در هنگام ریخته گری از بین منافذ آنها خارج شوند. در قالب های بزرگ تر، از ماسه سبز استفاده می کنند(ترکیبی از ماسه، خاک رس و مقداری آب).

ریخته گری چیست (CASTING)

ریخته‌گری عبارت از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب ، ریختن مذاب در محفظه ای به نام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب می‌باشد. این روش ، قدیمی‌ترین فرآیند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است. اولین کوره‌های ریخته‌گری از خاک رس ساخته شده است که لایه‌هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده می‌شد و برای هوادادن از دم فوتک بزرگی استفاده می‌کردند. بسیاری از قالبهای اولیه نیز از خاک رس ، خاک نسوز ، ماسه و سنگ تهیه می‌شود

  شواهدی در دست است که چینی‌ها در حدود 700 سال قبل از میلاد به ریخته‌گری آهن مبادرت ورزیدند. ولی یافتن قطعات ریخته شده از خرابه‌های شهر حسن‌لو در آذربایجان شرقی نشان دهنده توسعه این فن در 900سال قبل از میلاد در ایران بوده است

  ریخته‌گری هم علم است و هم فن ، هم هنر است و هم صنعت. به میزانی که ریخته‌گری از حیث علمی پیشرفت می‌کند، ولی در عمل هنوز تجربه ، سلیقه و هنر قالب‌ساز و ریخته‌گر است که تضمین‌کننده تهیه قطعه ای سالم و بدون عیب می‌باشد. این فن از اساسی‌ترین روشهای تولید است، زیرا حدود 50 درصد وزنی کل قطعات ماشین‌آلات به این طریقه ساخته می‌شوند.

  برای ریخته‌گری ، از فولاد و چدن‌ها (فلزات آهنی) ، برنزها ، برنج‌ها ، آلیاژهای آلومینیم و منیزیم و آلیاژهای منیزیم و روی (فلزات غیر آهنی) به‌عنوان مهمترین فلزات ریخته‌گری استفاده می‌شود. معمولا روشهای ریخته‌گری را به نام ماده سازنده قالب اسم‌گذاری می‌کنند، مانند ریخته‌گری در ماسه که جنس قالب آن ، ماسه است.

  حدود 80 درصد اجسامی که در اطراف خود می بینید ، به روش ریخته گری تولید میشوند. علت اصلی انجام فرآیند ریخته گری آن است که میتوان بوسیله آن ، هر جسم و وسیله ای با هر شکلی (حتی اشکال پیچیده) که تولید و شکل دهی آهن توسط ماشین کاری مشکل است را ایجاد کرد. فراموش نکنید که اکثر خود قطعات ماشین آلات صنعتی هم به این روش تولید میشود.

 برای انجام یک فرآیند ریخته گری ، ابتدا می بایست نقشه قطعه ای که قصد ریخته گری و تولید آن داریم را ایجاد کنیم ، سپس از روی نقشه ، مدلی ایجاد کنیم. در مرحله بعدی می بایست فلز مناسب را جهت تهیه مذاب انتخاب کنیم. سپس توسط نمونه ایجاد شده ، قالب را ایجاد کنیم که عموما در ماسه ایجاد میشود و شکل نمونه در ماسه ایجاد میشود. اگر قطعه مورد نظر ما دارای تورفتگی ، یا قسمت های برجسته یا تو رفته است می بایست برای آن ، ماهیچه هایی را در نظر گرفت که این برجستگی ها و تو رفتگی ها را شکل میدهد. اکنون مذاب را به داخل قالب ریخته و در این هنگام می بایست گازهای متصاعد از داخل قالب خارج شوند و قالب ما بطور کامل بوسیله مذاب پر شود. پر کردن قالب توسط مذاب باید در دما و سرعت مناسب انجام شود. سرعت سرد شدن و کنترل مذاب بسیار مهم است چون اگر ملزومات آن رعایت نشود باعث ایجاد حفره هایی در قطعه ریخته گری شده خواهد شد. بعد از انجماد مذاب ،  باید قطعه شکل گرفته را از قالب خارج کرد. بنابراین ریخته گری یا متالورژی بعنوان یک علم و هنر یاد میشود.

 ریخته گری در زمینه صنایع فولادسازی و آهن آلات ، کاربرد وسیعی دارد که میتوان به تولید فولاد آلیاژی و آهن زنگ نزن اشاره کرد.

 ریخته گری مداوم شمش فولاد بعنوان یکی از روش های نوین ریخته گری در دنیا می باشد که به ماشین ریخته گری (Casting Machine) نیاز خواهیم داشت. در ریخته گری اگر قطعه تولید شده مستقیما به شکل نهایی خود ایجاد شود، آن قطعه را ریختگی می گویند.

بطور کلی روش های ریخته گری متعددی به غیر از روش ایجاد قالب ماسه ای همانند ریخته گری دایکاست (ریخته گری تحت فشار) ، ریخته گری گریز از مرکز و و ریخته گری دقیق وجود دارد.

 مهمترین روشهای ریخته‌گری عبارتند از:

ریخته‌گری در قالب‌های موقت شامل ریخته‌گری در ماسه و در قالبهای پوسته‌ای

ریخته گری در قالبهای دائمی شامل ریخته‌گری در قالبهای فلزی به روش گریز ازمرکز

روش های ریخته گری

فرآیند ریخته گری با تولید قالب آغاز می شود که شکل قالب، قرینه و معکوس قطعه ای است که ما نیاز داریم. قالب از مواد نسوز مانند ماسه تهیه می شود. فلز بر به داخل کوره ذوب ریخته می شود تا ذوب شود. سپس فلز مذاب در گودی قالب که شکل قطعه مورد نظر است ریخته می شود. و تا زمان جامد شدن خنک می گردد. نهایتا قطعه فلزی شکل گرفته از قالب جدا می شود.

تعداد زیادی از سازه های فلزی که هر روز با آنها سرو کار داریم به روش ریخته گری تولید شده اند. علل این (گستردگی کاربردی در ریخته گری) عبارتند از :

1- به روش ریخته گری می توان قطعاتی را تولید کرد که هندسه بسیار پیچیده ای دارند و یا دارای حفره های درونی می باشند.

2- برای تولید قطعات بسیار کوچک و همچنین قطعات بسیار بزرگ از چندصد گرم تا چندین هزار کیلو گرم می توان از این روش استفاده کرد.

3- این روش از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است . و هدر رفت کمی دارد. فلزات اضافی در هر بار ریخته گری دوبار ذوب شده و استفاده می شوند.

4- فلز ریخته گری شده ایزو تروپیک است یعنی در تمام جهات دارای خواص فیزیکی و مکانیکی یکسانی است.

مثال های پرکاربرد:

دستگیره های در ، قفل ها ،پوشش یا بدنه موتور ها، پمپ ها و غیره، چرخ بسیاری از اتوموبیل ها.

از روش ریخته گری بطور گسترده ای در صنایع اسباب بازی استفاده می گردد . به عنوان مثال در تولید قطعات ماشین ها، هواپیما ها و غیره.

ریخته گری با ماسه

 در ریخته گری ماسه ای از ماسه طبیعی یا ماسه ترکیبی( ماسه دریاچه) استفاده میشود، که دارای یک ماده نسوز به نام سیلیکا(sio2) می باشد. دانه های شن باید بقدر کافی کوچک باشند تا بتوان آن ها را متراکم کرد.و در عین حال باید آنقدر درشت باشند تا گازهای تشکیل شده در هنگام ریخته گری از بین منافذ آنها خارج شوند. در قالب های بزرگ تر از ماسه سبز استفاده می کنند(ترکیبی از ماسه،خاک رس و مقداری آب)

ماسه را می توان مجددا مورد استفاده قرار داد. همچنین زائده ها و فلزات اضافی بریده شده و مجددا استفاده می گردند.

قالب های ماسه ای دارای قسمت های زیر می باشند:

• قالب از دو قسمت اصلی تشکیل شده است. درجه بالایی copeو درجه پایینی dragنامیده می شوند.
• مذاب در فضای بین دو درجه که حفره قالب نام دارد ،جاری می گردد. هندسه طرح توسط یک قطعهء چوبی که الگو نام دارد، ایجاد می شود. شکل طرح ، تقریبا شبیه به قطعه ای که ما نیاز داریم می باشد.
• حفره قیفی شکل: بالای این قیف ظرف مذاب ریزی قرار دارد. و به قسمت لوله مانند قیف sprueگفته می شود. فلز مذاب در داخل ظرف مذاب ریزی ریخته شده و از طریق spureبه سمت پایین جاری می شود.
• راهگاه ها ، کانال هایی عمودی و توخالی هستند که حفره قالب را به سطح آن متصل می کنند. منطقه ای که این راهگاه ها به حفره ء قالب می رسند ، دروازه (gate) نام دارد.
• چندین حفره دیگر نیز درون قالب تعبیه می شوند که با سطح آن در تماسند. اضافه مذابی که درون قالب ریخته می شود ، به داخل این حفره ها که "لوله های تغذیه" نام دارند جاری می گردد. این لوله ها مانند مخازن ذخیره مذاب عمل می کنند. همینطور که مذاب در داخل حفره قالب در حال جامد شدن است حجم آن کم می شود. برای جلوگیری از ایجاد حفره در داخل قطعه ، مذاب جبران کننده از داخل این لوله ها به قالب وارد می شود.
• منافذ هوا : لوله های باریکی هستند که حفره قالب را به فضای بیرون متصل می کنند و به گاز ها و هوای داخل قالب اجازه می دهند که از قالب خارج شوند.

ماهیچه ها:

 بسیاری از قطعات ریخته گری دارای سوراخ های داخلی هستند(فضا های خالی).یا برخی حفره های موجود در ساختار آنها از هیچ کجای قالب قابل دسترسی نیستند. این سطوح درونی به وسیله ماهیچه ها ایجاد می گردند. ماهیچه ها ازطریق آمیختن ماسه با یک سری چسب های خاص تهیه می شوند . این چسب باعث می شود که وقتی ماهیچه را در دست می گیریم شکل خود را حفظ کند. قالب از طریق قرار دادن ماهیچه در داخل حفره درجهء پایینی و قرار دادن درجه بالایی روی آن و قفل کردن دو درجه به هم، ساخته می شود. بعد از انجام عملیات ریخته گری ، ماسه ها کنار زده می شوند و ماهیچه بیرون کشیده شده و معمولا شکسته میشود.

ملاحظات مهم ریخته گری:

1- طرح الگو چگونه روی ماسه ساخته می شود؟

صنعت گران شکل مورد نظر را با دست یا به وسیله ماشین روی ماسه حک می کنند.

2- چرا طرح ایجاد شده دقیقا شبیه قطعه نیست؟

به وسیله طرح ما تنها سطح خارجی قطعه را می سازیم . سطوح داخلی توسط ماهیچه ها ایجاد می شوند.

باید مقدار فضای لازم را برای انقباض قطعه ریخته گری شده بعد از انجماد پیشبینی کرد.

3- وقتی دو درجه تشکیل دهنده قالب را از هم جدا کنیم و طرح ایجاد شده توسط درجه پایینی و بالایی را به دو نیم تقسیم کنیم به یک برشی عرضی از قطعه می رسیم .سطح خارجی ای برش عرضی را " خط جدا کننده" می نامند. اولین گام در طراحی قالب تشخیص این خط است

4- برای جلوگیری از صدمه دیدن سطح قالب هنگام خارج کردن الگو، قطعات چوبی مربوط به لوله های هوا، راه گاه ها و غیره ، باید سطوح عمودی قطعه را کمی مایل طراحی کنیم. به این شیب ملایم taper گفته می شود. اگر می دانیم که قطعه ما توسط ریخته گری ساخته خواهد شد، باید هنگام طراحی در طرح اولیه به سطوح عمودی شیب ملایمی بدهیم.

5- ماهیچه ها توسط اجزایی به نام برجسته گی های ماهیچه(core print) در جای خود نگه داشته می شوند.اگر طراحی طوری باشد که ساپورت کافی برای نگه داشتن ماهیچه در جای خود وجود نداشته باشد، از نگه دارنده های فلزی به نام چپلت استفاده میشود.چپلت ها در داخل قطعه نهایی جاسازی می شوند.

6-  بعد از به دست آمدن قطعه ریخته گری شده باید آن را با فشار هوا تمیز کرد.

7-  نهایتا ، فلزات اضافی کنار دروازه ها ، لوله های تغذیه و منافذ هوا باید بریده شوند. سطوح مهم باید ماشین کاری شوند تا سطحی پرداخت شده و دقیق حاصل گردد

نکات مهم ریخته گری

 1- طرح الگو چگونه روی ماسه ساخته می شود؟

 صنعت گران شکل مورد نظر را با دست یا به وسیله ماشین روی ماسه حک می کنند.

 2- چرا طرح ایجاد شده دقیقا شبیه قطعه نیست؟

 به وسیله طرح ما تنها سطح خارجی قطعه را می سازیم . سطوح داخلی توسط ماهیچه ها ایجاد می شوند.

 باید مقدار فضای لازم را برای انقباض قطعه ریخته گری شده بعد از انجماد پیشبینی کرد.

 3- وقتی دو درجه تشکیل دهنده قالب را از هم جدا کنیم و طرح ایجاد شده توسط درجه پایینی و بالایی را به دو نیم تقسیم کنیم به یک برشی عرضی از قطعه می رسیم .سطح خارجی ای برش عرضی را { خط جدا کننده } می نامند. اولین گام در طراحی قالب تشخیص این خط است . چرا ؟

 4- برای جلوگیری از صدمه دیدن سطح قالب هنگام خارج کردن الگو، قطعات چوبی مربوط به لوله های هوا، راه گاه ها و غیره ، باید سطوح عمودی قطعه را کمی مایل طراحی کنیم. به این شیب ملایم taper گفته می شود. اگر می دانیم که قطعه ما توسط ریخته گری ساخته خواهد شد، باید هنگام طراحی در طرح اولیه به سطوح عمودی شیب ملایمی بدهیم.

 5- ماهیچه ها توسط اجزایی به نام برجسته گی های ماهیچه(core print) در جای خود نگه داشته می شوند.اگر طراحی طوری باشد که ساپورت کافی برای نگه داشتن ماهیچه در جای خود وجود نداشته باشد، از نگه دارنده های فلزی به نام چپلت استفاده میشود.چپلت ها در داخل قطعه نهایی جاسازی می شوند.

 6- بعد از به دست آمدن قطعه ریخته گری شده باید آن را با فشار هوا تمیز کرد.

 7- نهایتا ، فلزات اضافی کنار دروازه ها ، لوله های تغذیه و منافذ هوا باید بریده شوند. سطوح مهم باید ماشین کاری شوند تا سطحی پرداخت شده و دقیق حاصل گردد.

ریخته گری دوغابی

نزدیک 150 سال است که تکنیک شکل دهی قطعات سرامیکی از طریق ریختن دوغاب در یک قالب متخلخل انجام میشود.

 در ابتدا هنوز نقش روان کنندگی املاح سدیم مشخص نشده بود و لذا دوغابهایی که مورد استفاده قرار می گرفتند نزدیک 40 تا 60 درصد آب داشتند. در اوایل قرن نوزدهم استفاده از کربنات سدیم به منظور ساخت دوغابی با حداقل آب مورد توجه قرارگرفت.با کاهش میزان آب در دوغاب ریخته گری:معایبی از قبیل انقباض زیاد قطعات:ترکهای ناشی از فرایند خشک شدن و زمان زیاد برای تولید قطعه از بین خواهد رفت.

 ریخته گری دوغابی اساسا به دو روش انجام میشود

 1) ریخته گری باز

 2) ریخته گری بسته

 در روش ریخته گری باز که ضمنا رایج ترین روش ریخته گری نیز هست ، سوسپانسیون غلیظ به خوبی روان شده و داخل یک قالب گچی ریخته شده و شکل مورد نظر را به خود میگیرد.به دلیل جذب آب قالب گچی یک لایه تقریبا" متراکم از دوغاب مورد نظرتشکیل شده و مابقی دوغاب اضافی از قالب خارج میگردد و قطعه خام به دلیل انقباض جزیی که در آن به وجود می آید از قالب خارج میشود.

 در روش ریخته گری بسته ، دوغاب آنقدر در داخل قالب گچی میماند تا تمام قسمت های داخلی آن اصطلاحا (میبندد) و قطعه ای توپر به وجود می آید.

 عمده ترین امتیاز روش ریخته گری دوغابی نسبت به سایر روش های دیگر امکان شکل دهی قطعات بزرگ و پیچیده است در حالیکه شکل دهی چنین قطعاتی با روش های دیگر تولید تقریبا" غیر ممکن است.

 اما معایب روش ریخته گری مجموعا بیشتر از مزایای آن است.از جمله معایب آن میتوان به زمان زیاد برای تولید:کیفیت کم در قطعه تولید شده: تلرانس ابعادی زیاد در قطعه تولید شده و ... را نام برد.

 در گام اول از توضیحات بالا میتوان فهمید که عوامل مختلفی در شکل گیری لایه ریخته گری شده نقش دارند.عواملی چون : دانسیته دوغاب، میزان آب موجود در دوغاب، میزان تخلخل در قالب گچی، زمان، فشار سیستم، آنالیز بدنه، دانه بندی دوغاب و ... ؛ حتی عوامل جزیی دیگری نظیر دمای سیستم، میزان رطوبت در قالب گچی، توزیع تخلخل در قالب گچی و... نیز در ضخامت لایه ریخته گری شده موثر

کلمات کلیدی : اصول ریخته گری,ریخته گری, Casting, ریخته‌گری آهن در قالب ماسه‌ای, پاورپوینت ریخته گری, ریخته گری ماسه ای, ریخته گری دقیق,ریخته گری تحت فشار, انوا
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید:

لینک فایل پاورپوینت-ریخته گری گریز از مرکز- در 33اسلاید-powerpoin-ppt

­­اساساً دو نوع ریخته گری گریز از مرکز وجود دارد .گریز افقی که حول محور افقی خود میچرخد و گریز عمودی که حول محور عمودی خود میچرخد .از ماشین ریخته  گریز از مرکز افقی عموماً برای تولید لوله، تیوپ، بوش، غلاف های سیلندری و قطعات استوانه ای یا تیوپ مانند که شکل ساده ای دارند (مطلب بخش پیش ریخته گری گریز از مرکز افقی را ببینید )استفاده میشود. دامنه ی کاربرد ماشین ریخته گری گریز از مرکز عمودی وسیعتر است. قطعاتی که استوانه ای ویا حتی متقارن نیستند می توانند با استفاده از ریخته گری گریز از مرکز عمودی تولید شوند. فرآیند ریخته گری گریز از مرکز از قالب دواری استفاده می کند تا مذاب را به طور یکسان داخل محفظه قالب کند. انجماد جهت دار قطعه ای چگالتر با خصوصیات فیزیکی عالی تری نسبت به فرآیند ریخته گری ثقلی تولید می کند.

قطعات تولیدی به روش ریخته گری گریز از مرکز،توسط ریختن فلز مذاب داخل قالب دوار تولید می شوند. نیروی گریز از مرکز ناشی از دوران قالب فلز مذاب را به داخل حفره (حفرات) قالب هل می دهد تا اینکه در زیر فشار ممتد فلز مذاب منجمد شود. قطعات ریختگی استوانه ای عموماً مناسب تر است تا با استفاده از ریخته گری گریز از مرکز تولید شوند. قطعات استوانه ای تولید شده در قالب های دائم به روش ریخته گری گریز از مرکز دارای نقطه تسلیم بالاتر و خواص مکانیکی بالاتری نسبت به قطعات تولید شده در ریخته گری ثقلی هستند. اقتصادی ترین روش در تولید قطعات سیلندری یا استوانه ای با کیفیت عالی با توجه به نقاط تسلیم قطعه، هزینه تمیز کاری و هزینه قالب، ریخته گری گریز از مرکز می باشد.

قطعات تولیدی گریز از مرکز می توانند با استفاده از واژه "هموژن" بهتر تعریف شوند، یعنی اینکه دارای خواص کاملاً یکنواخت در تمامی جهات باشند. که این مطلب در مورد فورجینگ صادق نیست. با استفاده از مزایای عالی به وجود آمده ناشی از نیروی گریز از مرکز قالب دوار، قطعات ریختگی با کیفیت بالا و بدون عیب به دلیل چگالی بالا و به دور از گاز های اکسیدی و سایر آخالهای غیر فلزی می توانند تولید شوند. مزیت اقصادی روش ریخته گری گریز از مرکز حذف و یا به حداقل رساندن راه گاه و تغذیه ها می باشد.

تمام فلزاتی که توسط ریخته گری ثقلی تولید می شوند می توانند با استفاده از روش ریخته گری گریز از مرکز نیز تولید شوند. از قبیل فولاد های کربنی و آلیاژی، فولاد های پُر آلیاژ مقاوم به خوردگی و مقاوم در برابر حرارت، چدن خاکستری، چدن داکتیل و چدن نشکن، چدن های پر آلیاژ، فولاد های زنگ نزن، فولاد نیکل دار، آلیاژهای آلومینیوم، مس منیزیم، آلیاژ های پایه نیکل و کبالت و آلیاژهای تیتانیم. غیر فلزات نیز با استفاده از روش ریخته گری گریز از مرکز می توانند تولید شوند، از قبیل: سرامیک ها، شیشه ها، پلاستیک ها و تقریباً هر ماده ای که بتوان آن را ذوب کرده و به صورت مایع درآورد.

 قالب های ماسه ای، نیم ریژه و قالب های دائم میتوانند در فرآیند ریخته گری گریز از مرکز به کار روند. انتخاب نوع قالب به شکل قطعه، میزان کیفیت مورد نیاز و تعداد قطعه مورد نیاز بستگی دارد.

فرآیند های ریخته گری گریز از مرکز

سه نوع ریخته گری گریز از مرکز وجود دارد:

1- ریخته گری  گریز از مرکز حقیقی            (rue centrifugal casting)

2- ریخته گری  نیمه گریز از مرکز             (semi centrifugal casting)

3- ریخته گری گریز از مرکزمرکز گرا  (centrifuge centrifugal casting)

ریخته گری گریز از مرکز حقیقی:

ریخته گری گریز از مرکز حقیقی برای تولید قطعات ریختگی لوله ای یا سیلندری ، توسط چرخش قالب حول محور خودش استفاده میشود . این فرآیند میتواند عمودی ویا افقی باشد ونیاز به ماهیچه مرکزی کاملاًٌ برطرف میشود . قطعه ریختگی تولید شده به این روش دارای یک حفره عمیق استوانه ای با شعاع درونی مشخص بدون توجه به شکل یا پیکربندی قطعه خواهد بود. حفره قطعه ریختگی تولید شده بدون شیب ویا با شیب خواهد بود بسته به نوع محور دوران افقی یا عمودی استفاده شده .قطعات ریختگی تولید شده در مدل فلزی دارای انجماد جهت دارحقیقی از بیرون قطعه به سمت مرکز دوران هستند . انجماد جهت دار منجر به تولید قطعاتی با کیفیت عالی و بدون عیب انقباضی، که بزرگترین دلیل معیوب شدن قطعات در ریخته گری ماسه ای است خواهد شد.

ریخته گری نیمه گریز از مرکز :

برای تولید قطعات ریختگی با پیکربندی که به طورکامل از شکل قالب در تمام وجوه، داخل و بیرون توسط چرخیدن قالب و قطعه حول محور خودش نشئت می گیرد استفاده می شود. محور چرخش عمودی عموماً در این روش استفاده می شود. اگر که قطعه ریختگی دارای حفراتی باشد، از ماهیچه ممکن است استفاده شود. انجماد جهت دار باطراحی صحیح راهگاه به مانند ریختگری ثقلی قابل حصول است. قطعات ریختگی که تولیدآنها به روش ثقلی مشکل است، از نظر اقتصادی می توانند با این روش تولید شوند. به دلیل اینکه در ریختگری گریز از مرکز فلز مذاب تحت فشاری چندین برابر ریختگری ثقلی به قطعات تغذیه می شود. که این مطلب باعث افزایش نقطه تسلیم قطعه به مقدار قابل توجهی (85%-90%) و پر کردن تمام حفرات و منافذ قالب به طور کامل و در نتیجه تولید قطعه ای با کیفیت عالی و به دور از حفرات و منفذ در جوش خواهد شد.

در مقایسه با ریخته گری ثقلی قطعات ریختگی با جداره نازک میتوانند با این روش تولید شوند. قطعاتی از این دسته شامل پولک دنده ، فولی چرخ قرقره، چرخها، پره ها، روتور های موتورهای الکتریکی.

ریخته گری گریز از مرکز مرکزگریز:

ریخته گری گریز از مرکز مرکز گریز دارای وسیع ترین زمینه ی کاربرد هستند. در این روش حفرات قطعات ریختگی حول محور چرخش درست مانند پره های چرخ اتومبیل مرتب میشوند. بنابراین می توان ریخته گری چند گانه با این روش انجام داد. نیروی گریز از مرکز فشار مورد نیاز فلز مذاب را درست مانند ریخته گری نیمه گریز از مرکز تأمین میکند. این روش ریخته گری برای تولید بدنه شیرآلات، توپی ها، ماهک ها، دیوار کوب ها وحوزه وسیعی از قطعات صنعتی گوناگون استفاده می شود.

طراحی قالب

تکنیک راهگاه. عملی بودن ریخته گری یک قطعه با استفاده از ریخته گری نیمه گریز از مرکز یا گریز از مرکز مرکز گریز توسط پیکر بندی قطعه مشخص می شود . سیستم راهگاهی ریخته گری گریز از مرکز معمولاً یک راهگاه تنها  را  به خدمت می گیرد، که عملکرد یک راهگاه و تغذیه را با هم ترکیب می کند. نیروی گریز از مرکز اثر عملکرد مذاب رسانی تغذیه را تقویت می کند و قطعه ای با فلز چگالتر تولید می کند، در غیر این صورت چنین نتیجه نمی توانست به دست آید. شکل1 نشان می دهد که قالب ریخته گری گریز از مرکزی که با سرعت محیطی 305  متر بر دقیقه () در قطر بیرونی  قطعه می چرخد ارتفاعی تغذیه ای هم ارز با 9 متر (ft30) خواهد داشت .که این هم ارز فشاری برابر kPa 703  (psi 102) است. نمونه قطعه ریختگی ساکن ارتفاع تغذیه ای کمتر از 3ر0 متر دارد. نیروی گریز ازمرکز عمل مذاب رسانی بهتری نسبت به فشار مایع (فشار هیدرو استاتیک فلز در منبع تغذیه ) در ریخته گری ثقلی فراهم می کند. بنا براین مذاب رسانی فلز مذاب به درون و از میان قسمت های باریک تر و سبک تر قالب به درون قسمت های سنگین تر قالب امکان پذیر می شود وخیلی راحتر از ریختگری ثقلی است.

پیکر بندی برخی از قطعات ریختگی که ذاتاً انجماد جهت داری تولید نمی کنند می توانند توسط برخی از تکنیک های قالب گیری به انجماد جهت دار تبدیل شوند.  عایق ها، راه گاه های کمکی، مبرد ها یا تغذیه های کور می توانند مورد استفاده قرار بگیرند. هر چند ، قطعه ای که دارای قسمت های غیر یکسانی در ضخامت باشد ممکن است نیاز به روش های پیچیده قالب گیری داشته باشد که هزینه ی قالب گیری و تمیز کاری را افزایش می دهد.

قالب های ماسه ای

وقتی که از قالب های ماسه ای  به خصوص ماسه تر استفاده می شود ، باید که عمل ریختن فلز مذاب به درون قالب در سرعت آهسته دوران- قالب شروع شود. وقتی که قسمتی از قالب یا تمام آن ریخته شد، سرعت چرخش تا حد مورد نیاز افزایش پیدا می کند، تا از فرسایش حفرات قالب توسط فلز مذاب جلو گیری کند یا کاهش دهد. قالب همواره باید تحت گردش ریخته شود، حتی اگر سرعت گردش قالب فقطrpm 5 (دور بر دقیقه )باشد. این مطلب توزیع صحیح فلز داغ و سرد در قالب را برای عملکرد بهینه تغذیه رسانی تأیید می کند.

قالب های ماسه ای تر : قطعات ریخته گری گریز از مرکز می توانند در قالب های ماسه ای تر یا خشک تولید شود. وقتی که از قالب های ماسه تر استفاده می شود، درجه (ترجیحاً گرد) مورد نیاز است. از سه روش می توان برای محکم کردن قالب ماسه ای تر به میز ماشین گریز استفاده کرد.

در روش اول، دو تا پین محکم

کلمات کلیدی : ریخته گری,ریخته گری گریز از مرکز,انواع ریخته گری,فرایند ریخته گری,قالب ماسه ای,قالب ریخته گری,
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید:

لینک فایل پاورپوینت-ریخته گری و اصول آن-Casting- در 50 اسلاید-powerpoin-ppt

ریخته‌گری (به انگلیسی: Casting) فن شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب، ریختن مذاب در محفظه‌ای به نام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب می‌باشد. این روش قدیمی‌ترین فرایند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است. اولین کوره‌های ریخته‌گری ازخاک رس ساخته می‌شدند و لایه‌هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده می‌شد.

ریخته گری در حوزه‌های متفاوت علم، هنر و فناوری مطرح است. به هر میزان که ریخته‌گری از حیث علمی پیشرفت می‌کند، ولی در عمل هنوز تجربه، سلیقه و هنر قالب ساز و ریخته‌گر است که تضمین کننده تهیه قطعه‌ای سالم و بدون عیب است. این فن از اساسی‌ترین روشهای تولید می‌باشد. به دلیل اینکه بیشتر از ۵۰ درصد از قطعات انواع ماشین آلات به این طریق تهیه می‌شوند. فلزاتی که خاصیت پلاستیک کمی دارند با قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند، به روش ریخته‌گری شکل داده می‌شوند.

از دیدگاه نوع قالب روش‌های ریخته‌گری به دو دسته تقسیم می‌شوند: ریخته‌گری در قالبهای تکبار (Expendable Molds) و در قالبهای دایمی (Permanent Molds).

اما ریخته‌گری با توجه به تکنولوژی و مجموعه تجهیزاتی که در قالب گیری دخیل هستند شامل موارد زیر می‌شود: ریخته گری در قالب ماسه‌ای، ریخته گری به روش ریژه (قالب‌های فلزی)، ریخته گری در قالب فلزی و با فشار کم، ریخته گری در قالب فلزی و با فشار بالا، دیزاماتیک، ریخته گری دقیق، ریخته گری در قالب‌های کوبشی و غیره. هر یک از موارد فوق دارای کاربردی است، که با توجه به میزان تولید قطعه، کیفیت مورد نظر آن، ابعاد و جنس قالب، از هر یک از این روشها استفاده می‌شود.

 ۱ریخته‌گری در قالب‌های بی بار(Expendable)

• ۲ریخته‌گری در قالب‌های دائمی (Permanent)
• ۳دیگر روشهای ریخته گری
• ۴عیوب ریخته‌گری
• ۵جستارهای وابسته
• ۶منابع

ریخته‌گری در قالب‌های بی بار(Expendable)

در این دسته روش‌های از قالب‌های موقت استفاده می‌شود. این قالبها پس از یک بار ذوب ریزی از بین می‌روند تا قطعه را بتوان از قالب جدا کرد. پرکاربردترین نوع این قالب‌ها، قالبهای ماسه‌ای است که به تبع به این نوع ریخته گری، ریخته گری در قالب ماسه‌ای (Sand casting)، گفته می‌شود. ماسه‌ها انواع گوناگونی دارند، مانند ماسه‌های سیلیسی، ماسه چراغی، ماسه زیرکونیایی و غیره... در ادامه می توان گفت برای ساخت برخی از قالب از سیلیکات سدیم (آب شیشه) به عنوان چسب استفاده می شود که از گاز co2 برای سفت کردن آن استفاده می شود. همچنین شایان ذکر است در دو روش ریخته گری در قالب گچی (Plaster mold casting) و روش ریخته گری دقیق (Investment Casting) نیز قالب های ریخته گری که به ترتیب از جنس گچ و سرامیک هستند نیز از این فرایند پیروی می کنند.

ریخته‌گری در قالب‌های دائمی (Permanent)

این نوع ریخته گری در قالبهای فلزی انجام می‌گیرد. منظور از ریخته گری غیر انبساطی ریخته گری در قالبی است که قابلیت انبساط ندارد. این قالب‌ها را قالب‌های دایمی (Permanent Mold) نیز می‌نامند. از ویژگیهای این قالب‌ها می‌توان به بازگرداندن فشار مذاب به خود آن اشاره کرد، که این امر باعث کاهش درصد انقباض و عیوب ناشی از آن می‌شود. همچنین در قالبهای فلزی به دلیل بالا بودن سرعت انتقال حرارت نسبت به قالب‌های ماسه‌ای ساختارهای ریخته گری ریز تر و خواص مکانیکی اغلب بالاتر است. از روشهای ویژه و پر کاربرد این نوع ریخته گری می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ریخته‌گری با فشار کم(Low Pressure Die Casting): ریخته‌گری با فشار کم مذاب در قالب فلزی. در این روش مذاب بدون تلاطم و از پایین وارد فضای قالب می‌شود. این روش یکی از پر کاربردترین روشها در تولید قطعات آلومینیومی با خواص مکانیکی بالا است.
• ریخته‌گری با فشار بالا(High Pressure Die Casting): ریخته‌گری با فشار بالای مذاب در قالب فلزی. در این روش مذاب با فشار بالا وارد محفظه قالب می‌شود. در اینجا خواص مکانیکی اهمیت کمتری دارد ولی تعداد تولید بالا بسیار مهم است.

دیگر روشهای ریخته گری

شامل روش‌های زیر:

ریخته گری با قالب ماسه ای: اغلب تولید قطعات ریختگی در ماسه انجام می شود. ریخته گری ماسه (Sand casting)، فرآیندی است که در آن از ماسه برای قالب گیری استفاده می شود. ماسه لازم برای یک تن ریخته گری حدود ۴ تا ۵ تن است. نسبت مصرف ماسه به فلز، بسته به نوع، اندازه قطعه ریختگی و روش قالب گیری، متغیر است. ماسه مورد استفاده در ریخته گری انواع مختلفی دارد که تحت دو دسته کلی ماسه طبیعی و ماسه ترکیبی ( ماسه دریاچه) می توان آنها را طبقه بندی نمود. این ماسه ها دارای یک ماده نسوز به نام سیلیکا (SiO2) می باشند. دانه های شن باید بقدر کافی کوچک باشند تا بتوان آن ها را متراکم کرد، و در عین حال باید آنقدر درشت باشند تا گازهای تشکیل شده در هنگام ریخته گری از بین منافذ آنها خارج شوند. در قالب های بزرگ تر، از ماسه سبز استفاده می کنند(ترکیبی از ماسه، خاک رس و مقداری آب). در شکل زیر نمایی از روند ریخته گری با قالب ماسه ای در شکل زیر آمده است. 

• ریخته گری در ماسه تر (Green sand casting): ریخته گری در قالب ماسه‌ای خشک نشده.
• ریخته گری در ماسه خشک (Dry sand casting): ریخته گری در قالب ماسه‌ای خشک شده. در این روش، قالب ماسه‌ای در گرمخانه‌ای بادمای حدود ۳۰۰ درجهٔ سانتیگراد به مدت مناسبی قرار داده شده و خشک می‌گردد.
• ریخته گری در قالب رو خشک (Skin-dried mold casting): ریخته گری در آن دسته از قالب‌های ماسه‌ای که سطوح آن ها-اغلب با یک مشعل- تا عمق معینی خشک شده است.
• ریخته گری روباز در ماسه (Open sand casting): ریخته گری در قالب‌های ماسه‌ای بدون لنگهٔ رویی. از این روش در تولید قطعات نا دقیقی که یک سطح تخت دارند استفاده می‌شود.

ریخته گری در حالت نیمه جامد (Semi solid casting): ریخته گری در حالت خمیری.

• ریخته‌گری در گچ
• ریخته گری در قالب گچی (Plaster mold casting): روش ریخته گری با استفاده از قالب‌های ساخته شده از گچ فرنگیو افزودنی‌های دیگر. در تولید قطعاتی با دقت ابعادی کار می‌رود.
• ریخته گری دقیق (Investment Casting): ریخته گری دقیق بنام "ریخته گری با مدلهای مومی" یا "ریخته گری ظریف" نیز شناخته می شود. قرون متمادی است که این نوع ریخته گری برای تهیه قطعات با کیفیت عالی بکار می رود. در این روش ریخته گری، می توان با استفاده از قالب ها ساخته شده از جنس سرامیک و مواد دیر گداز دیگر، قطعاتی پیچیده با دقت ابعادی بالا و سطوحی صافتر در مقایسه با روش های دیگر تولید کرد.

عیوب ریخته‌گری

با توجه به دو فرایند اصلی در ریخته گری شامل جریان سیال و انجماد، عیوب ریخته گری در آن شامل موارد زیر می‌شوند:

عیوب ناشی از جریان سیال: نیامد، جوش سرد، حبس هوا، ورود آخال و سرباره

عیوب ناشی از انجماد: حفرات درشت، حفرات ریز، حفرات گازی، تنش باقی‌مانده، ترک گرم و ترک سرد

ریخته‌گری ماسه‌ای

قالب ماسه‌ای و حفره شکل دار آن

ریخته‌گری ماسه‌ای که به آن ریخته‌گری قالب ماسه‌ای هم می‌گویند در واقع یک فرایند خاص ریخته گری فلز است که در آن از ماسهبرای قالب‌سازی مواد استفاده می‌شود. همچنین اصطلاح ریخته گری ماسه‌ای نیز برای موادی که با این فرایند ساخته می‌شوند نیز به کار می‌رود. قطعاتی که با روش ریخته‌گری ماسه‌ای ساخته می‌شوند در کارخانه‌های ذوب فلز تولید می‌شوند و می‌توان گفت که ۷۰ درصد تولیدات ریخته‌گری فلزی به روش ریخته‌گری ماسه‌ای است. نسبت مصرف ماسه به فلز، بسته به نوع، اندازه قطعه ریختگی و روش قالب گیری، متغیر است. ماسه مورد استفاده در ریخته گری انواع مختلفی دارد که تحت دو دسته کلی ماسه طبیعی و ماسه ترکیبی ( ماسه دریاچه) می توان آنها را طبقه بندی نمود. این ماسه ها دارای یک ماده نسوز به نام سیلیکا (SiO2) می باشند. دانه های شن باید بقدر کافی کوچک باشند تا بتوان آن ها را متراکم کرد، و در عین حال باید آنقدر درشت باشند تا گازهای تشکیل شده در هنگام ریخته گری از بین منافذ آنها خارج شوند. در قالب های بزرگ تر، از ماسه سبز استفاده می کنند(ترکیبی از ماسه، خاک رس و مقداری آب).

ریخته گری چیست (CASTING)

ریخته‌گری عبارت از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب ، ریختن مذاب در محفظه ای به نام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب می‌باشد. این روش ، قدیمی‌ترین فرآیند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است. اولین کوره‌های ریخته‌گری از خاک رس ساخته شده است که لایه‌هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده می‌شد و برای هوادادن از دم فوتک بزرگی استفاده می‌کردند. بسیاری از قالبهای اولیه نیز از خاک رس ، خاک نسوز ، ماسه و سنگ تهیه می‌شود

  شواهدی در دست است که چینی‌ها در حدود 700 سال قبل از میلاد به ریخته‌گری آهن مبادرت ورزیدند. ولی یافتن قطعات ریخته شده از خرابه‌های شهر حسن‌لو در آذربایجان شرقی نشان دهنده توسعه این فن در 900سال قبل از میلاد در ایران بوده است

  ریخته‌گری هم علم است و هم فن ، هم هنر است و هم صنعت. به میزانی که ریخته‌گری از حیث علمی پیشرفت می‌کند، ولی در عمل هنوز تجربه ، سلیقه و هنر قالب‌ساز و ریخته‌گر است که تضمین‌کننده تهیه قطعه ای سالم و بدون عیب می‌باشد. این فن از اساسی‌ترین روشهای تولید است، زیرا حدود 50 درصد وزنی کل قطعات ماشین‌آلات به این طریقه ساخته می‌شوند.

  برای ریخته‌گری ، از فولاد و چدن‌ها (فلزات آهنی) ، برنزها ، برنج‌ها ، آلیاژهای آلومینیم و منیزیم و آلیاژهای منیزیم و روی (فلزات غیر آهنی) به‌عنوان مهمترین فلزات ریخته‌گری استفاده می‌شود. معمولا روشهای ریخته‌گری را به نام ماده سازنده قالب اسم‌گذاری می‌کنند، مانند ریخته‌گری در ماسه که جنس قالب آن ، ماسه است.

  حدود 80 درصد اجسامی که در اطراف خود می بینید ، به روش ریخته گری تولید میشوند. علت اصلی انجام فرآیند ریخته گری آن است که میتوان بوسیله آن ، هر جسم و وسیله ای با هر شکلی (حتی اشکال پیچیده) که تولید و شکل دهی آهن توسط ماشین کاری مشکل است را ایجاد کرد. فراموش نکنید که اکثر خود قطعات ماشین آلات صنعتی هم به این روش تولید میشود.

 برای انجام یک فرآیند ریخته گری ، ابتدا می بایست نقشه قطعه ای که قصد ریخته گری و تولید آن داریم را ایجاد کنیم ، سپس از روی نقشه ، مدلی ایجاد کنیم. در مرحله بعدی می بایست فلز مناسب را جهت تهیه مذاب انتخاب کنیم. سپس توسط نمونه ایجاد شده ، قالب را ایجاد کنیم که عموما در ماسه ایجاد میشود و شکل نمونه در ماسه ایجاد میشود. اگر قطعه مورد نظر ما دارای تورفتگی ، یا قسمت های برجسته یا تو رفته است می بایست برای آن ، ماهیچه هایی را در نظر گرفت که این برجستگی ها و تو رفتگی ها را شکل میدهد. اکنون مذاب را به داخل قالب ریخته و در این هنگام می بایست گازهای متصاعد از داخل قالب خارج شوند و قالب ما بطور کامل بوسیله مذاب پر شود. پر کردن قالب توسط مذاب باید در دما و سرعت مناسب انجام شود. سرعت سرد شدن و کنترل مذاب بسیار مهم است چون اگر ملزومات آن رعایت نشود باعث ایجاد حفره هایی در قطعه ریخته گری شده خواهد شد. بعد از انجماد مذاب ،  باید قطعه شکل گرفته را از قالب خارج کرد. بنابراین ریخته گری یا متالورژی بعنوان یک علم و هنر یاد میشود.

 ریخته گری در زمینه صنایع فولادسازی و آهن آلات ، کاربرد وسیعی دارد که میتوان به تولید فولاد آلیاژی و آهن زنگ نزن اشاره کرد.

 ریخته گری مداوم شمش فولاد بعنوان یکی از روش های نوین ریخته گری در دنیا می باشد که به ماشین ریخته گری (Casting Machine) نیاز خواهیم داشت. در ریخته گری اگر قطعه تولید شده مستقیما به شکل نهایی خود ایجاد شود، آن قطعه را ریختگی می گویند.

بطور کلی روش های ریخته گری متعددی به غیر از روش ایجاد قالب ماسه ای همانند ریخته گری دایکاست (ریخته گری تحت فشار) ، ریخته گری گریز از مرکز و و ریخته گری دقیق وجود دارد.

 مهمترین روشهای ریخته‌گری عبارتند از:

ریخته‌گری در قالب‌های موقت شامل ریخته‌گری در ماسه و در قالبهای پوسته‌ای

ریخته گری در قالبهای دائمی شامل ریخته‌گری در قالبهای فلزی به روش گریز ازمرکز

روش های ریخته گری

فرآیند ریخته گری با تولید قالب آغاز می شود که شکل قالب، قرینه و معکوس قطعه ای است که ما نیاز داریم. قالب از مواد نسوز مانند ماسه تهیه می شود. فلز بر به داخل کوره ذوب ریخته می شود تا ذوب شود. سپس فلز مذاب در گودی قالب که شکل قطعه مورد نظر است ریخته می شود. و تا زمان جامد شدن خنک می گردد. نهایتا قطعه فلزی شکل گرفته از قالب جدا می شود.

تعداد زیادی از سازه های فلزی که هر روز با آنها سرو کار داریم به روش ریخته گری تولید شده اند. علل این (گستردگی کاربردی در ریخته گری) عبارتند از :

1- به روش ریخته گری می توان قطعاتی را تولید کرد که هندسه بسیار پیچیده ای دارند و یا دارای حفره های درونی می باشند.

2- برای تولید قطعات بسیار کوچک و همچنین قطعات بسیار بزرگ از چندصد گرم تا چندین هزار کیلو گرم می توان از این روش استفاده کرد.

3- این روش از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است . و هدر رفت کمی دارد. فلزات اضافی در هر بار ریخته گری دوبار ذوب شده و استفاده می شوند.

4- فلز ریخته گری شده ایزو تروپیک است یعنی در تمام جهات دارای خواص فیزیکی و مکانیکی یکسانی است.

مثال های پرکاربرد:

دستگیره های در ، قفل ها ،پوشش یا بدنه موتور ها، پمپ ها و غیره، چرخ بسیاری از اتوموبیل ها.

از روش ریخته گری بطور گسترده ای در صنایع اسباب بازی استفاده می گردد . به عنوان مثال در تولید قطعات ماشین ها، هواپیما ها و غیره.

ریخته گری با ماسه

 در ریخته گری ماسه ای از ماسه طبیعی یا ماسه ترکیبی( ماسه دریاچه) استفاده میشود، که دارای یک ماده نسوز به نام سیلیکا(sio2) می باشد. دانه های شن باید بقدر کافی کوچک باشند تا بتوان آن ها را متراکم کرد.و در عین حال باید آنقدر درشت باشند تا گازهای تشکیل شده در هنگام ریخته گری از بین منافذ آنها خارج شوند. در قالب های بزرگ تر از ماسه سبز استفاده می کنند(ترکیبی از ماسه،خاک رس و مقداری آب)

ماسه را می توان مجددا مورد استفاده قرار داد. همچنین زائده ها و فلزات اضافی بریده شده و مجددا استفاده می گردند.

قالب های ماسه ای دارای قسمت های زیر می باشند:

• قالب از دو قسمت اصلی تشکیل شده است. درجه بالایی copeو درجه پایینی dragنامیده می شوند.
• مذاب در فضای بین دو درجه که حفره قالب نام دارد ،جاری می گردد. هندسه طرح توسط یک قطعهء چوبی که الگو نام دارد، ایجاد می شود. شکل طرح ، تقریبا شبیه به قطعه ای که ما نیاز داریم می باشد.
• حفره قیفی شکل: بالای این قیف ظرف مذاب ریزی قرار دارد. و به قسمت لوله مانند قیف sprueگفته می شود. فلز مذاب در داخل ظرف مذاب ریزی ریخته شده و از طریق spureبه سمت پایین جاری می شود.
• راهگاه ها ، کانال هایی عمودی و توخالی هستند که حفره قالب را به سطح آن متصل می کنند. منطقه ای که این راهگاه ها به حفره ء قالب می رسند ، دروازه (gate) نام دارد.
• چندین حفره دیگر نیز درون قالب تعبیه می شوند که با سطح آن در تماسند. اضافه مذابی که درون قالب ریخته می شود ، به داخل این حفره ها که "لوله های تغذیه" نام دارند جاری می گردد. این لوله ها مانند مخازن ذخیره مذاب عمل می کنند. همینطور که مذاب در داخل حفره قالب در حال جامد شدن است حجم آن کم می شود. برای جلوگیری از ایجاد حفره در داخل قطعه ، مذاب جبران کننده از داخل این لوله ها به قالب وارد می شود.
• منافذ هوا : لوله های باریکی هستند که حفره قالب را به فضای بیرون متصل می کنند و به گاز ها و هوای داخل قالب اجازه می دهند که از قالب خارج شوند.

ماهیچه ها:

 بسیاری از قطعات ریخته گری دارای سوراخ های داخلی هستند(فضا های خالی).یا برخی حفره های موجود در ساختار آنها از هیچ کجای قالب قابل دسترسی نیستند. این سطوح درونی به وسیله ماهیچه ها ایجاد می گردند. ماهیچه ها ازطریق آمیختن ماسه با یک سری چسب های خاص تهیه می شوند . این چسب باعث می شود که وقتی ماهیچه را در دست می گیریم شکل خود را حفظ کند. قالب از طریق قرار دادن ماهیچه در داخل حفره درجهء پایینی و قرار دادن درجه بالایی روی آن و قفل کردن دو درجه به هم، ساخته می شود. بعد از انجام عملیات ریخته گری ، ماسه ها کنار زده می شوند و ماهیچه بیرون کشیده شده و معمولا شکسته میشود.

ملاحظات مهم ریخته گری:

1- طرح الگو چگونه روی ماسه ساخته می شود؟

صنعت گران شکل مورد نظر را با دست یا به وسیله ماشین روی ماسه حک می کنند.

2- چرا طرح ایجاد شده دقیقا شبیه قطعه نیست؟

به وسیله طرح ما تنها سطح خارجی قطعه را می سازیم . سطوح داخلی توسط ماهیچه ها ایجاد می شوند.

باید مقدار فضای لازم را برای انقباض قطعه ریخته گری شده بعد از انجماد پیشبینی کرد.

3- وقتی دو درجه تشکیل دهنده قالب را از هم جدا کنیم و طرح ایجاد شده توسط درجه پایینی و بالایی را به دو نیم تقسیم کنیم به یک برشی عرضی از قطعه می رسیم .سطح خارجی ای برش عرضی را " خط جدا کننده" می نامند. اولین گام در طراحی قالب تشخیص این خط است

4- برای جلوگیری از صدمه دیدن سطح قالب هنگام خارج کردن الگو، قطعات چوبی مربوط به لوله های هوا، راه گاه ها و غیره ، باید سطوح عمودی قطعه را کمی مایل طراحی کنیم. به این شیب ملایم taper گفته می شود. اگر می دانیم که قطعه ما توسط ریخته گری ساخته خواهد شد، باید هنگام طراحی در طرح اولیه به سطوح عمودی شیب ملایمی بدهیم.

5- ماهیچه ها توسط اجزایی به نام برجسته گی های ماهیچه(core print) در جای خود نگه داشته می شوند.اگر طراحی طوری باشد که ساپورت کافی برای نگه داشتن ماهیچه در جای خود وجود نداشته باشد، از نگه دارنده های فلزی به نام چپلت استفاده میشود.چپلت ها در داخل قطعه نهایی جاسازی می شوند.

6-  بعد از به دست آمدن قطعه ریخته گری شده باید آن را با فشار هوا تمیز کرد.

7-  نهایتا ، فلزات اضافی کنار دروازه ها ، لوله های تغذیه و منافذ هوا باید بریده شوند. سطوح مهم باید ماشین کاری شوند تا سطحی پرداخت شده و دقیق حاصل گردد

نکات مهم ریخته گری

 1- طرح الگو چگونه روی ماسه ساخته می شود؟

 صنعت گران شکل مورد نظر را با دست یا به وسیله ماشین روی ماسه حک می کنند.

 2- چرا طرح ایجاد شده دقیقا شبیه قطعه نیست؟

 به وسیله طرح ما تنها سطح خارجی قطعه را می سازیم . سطوح داخلی توسط ماهیچه ها ایجاد می شوند.

 باید مقدار فضای لازم را برای انقباض قطعه ریخته گری شده بعد از انجماد پیشبینی کرد.

 3- وقتی دو درجه تشکیل دهنده قالب را از هم جدا کنیم و طرح ایجاد شده توسط درجه پایینی و بالایی را به دو نیم تقسیم کنیم به یک برشی عرضی از قطعه می رسیم .سطح خارجی ای برش عرضی را { خط جدا کننده } می نامند. اولین گام در طراحی قالب تشخیص این خط است . چرا ؟

 4- برای جلوگیری از صدمه دیدن سطح قالب هنگام خارج کردن الگو، قطعات چوبی مربوط به لوله های هوا، راه گاه ها و غیره ، باید سطوح عمودی قطعه را کمی مایل طراحی کنیم. به این شیب ملایم taper گفته می شود. اگر می دانیم که قطعه ما توسط ریخته گری ساخته خواهد شد، باید هنگام طراحی در طرح اولیه به سطوح عمودی شیب ملایمی بدهیم.

 5- ماهیچه ها توسط اجزایی به نام برجسته گی های ماهیچه(core print) در جای خود نگه داشته می شوند.اگر طراحی طوری باشد که ساپورت کافی برای نگه داشتن ماهیچه در جای خود وجود نداشته باشد، از نگه دارنده های فلزی به نام چپلت استفاده میشود.چپلت ها در داخل قطعه نهایی جاسازی می شوند.

 6- بعد از به دست آمدن قطعه ریخته گری شده باید آن را با فشار هوا تمیز کرد.

 7- نهایتا ، فلزات اضافی کنار دروازه ها ، لوله های تغذیه و منافذ هوا باید بریده شوند. سطوح مهم باید ماشین کاری شوند تا سطحی پرداخت شده و دقیق حاصل گردد.

ریخته گری دوغابی

نزدیک 150 سال است که تکنیک شکل دهی قطعات سرامیکی از طریق ریختن دوغاب در یک قالب متخلخل انجام میشود.

 در ابتدا هنوز نقش روان کنندگی املاح سدیم مشخص نشده بود و لذا دوغابهایی که مورد استفاده قرار می گرفتند نزدیک 40 تا 60 درصد آب داشتند. در اوایل قرن نوزدهم استفاده از کربنات سدیم به منظور ساخت دوغابی با حداقل آب مورد توجه قرارگرفت.با کاهش میزان آب در دوغاب ریخته گری:معایبی از قبیل انقباض زیاد قطعات:ترکهای ناشی از فرایند خشک شدن و زمان زیاد برای تولید قطعه از بین خواهد رفت.

 ریخته گری دوغابی اساسا به دو روش انجام میشود

 1) ریخته گری باز

 2) ریخته گری بسته

 در روش ریخته گری باز که ضمنا رایج ترین روش ریخته گری نیز هست ، سوسپانسیون غلیظ به خوبی روان شده و داخل یک قالب گچی ریخته شده و شکل مورد نظر را به خود میگیرد.به دلیل جذب آب قالب گچی یک لایه تقریبا" متراکم از دوغاب مورد نظرتشکیل شده و مابقی دوغاب اضافی از قالب خارج میگردد و قطعه خام به دلیل انقباض جزیی که در آن به وجود می آید از قالب خارج میشود.

 در روش ریخته گری بسته ، دوغاب آنقدر در داخل قالب گچی میماند تا تمام قسمت های داخلی آن اصطلاحا (میبندد) و قطعه ای توپر به وجود می آید.

 عمده ترین امتیاز روش ریخته گری دوغابی نسبت به سایر روش های دیگر امکان شکل دهی قطعات بزرگ و پیچیده است در حالیکه شکل دهی چنین قطعاتی با روش های دیگر تولید تقریبا" غیر ممکن است.

 اما معایب روش ریخته گری مجموعا بیشتر از مزایای آن است.از جمله معایب آن میتوان به زمان زیاد برای تولید:کیفیت کم در قطعه تولید شده: تلرانس ابعادی زیاد در قطعه تولید شده و ... را نام برد.

 در گام اول از توضیحات بالا میتوان فهمید که عوامل مختلفی در شکل گیری لایه ریخته گری شده نقش دارند.عواملی چون : دانسیته دوغاب، میزان آب موجود در دوغاب، میزان تخلخل در قالب گچی، زمان، فشار سیستم، آنالیز بدنه، دانه بندی دوغاب و ... ؛ حتی عوامل جزیی دیگری نظیر دمای سیستم، میزان رطوبت در قالب گچی، توزیع تخلخل در قالب گچی و... نیز در ضخامت لایه ریخته گری شده موثر

کلمات کلیدی : اصول ریخته گری,ریخته گری, Casting, ریخته‌گری آهن در قالب ماسه‌ای, پاورپوینت ریخته گری, ریخته گری ماسه ای, ریخته گری دقیق,ریخته گری تحت فشار, انوا
در این سایت هیچ فایلی برای فروش قرار نمی گیرد. برای پشتیبانی و خرید فایل به مراجعه بفرمائید: