روش ریخته گری دقیق
تعریف :ریخته گری دقیق به روشی اطلاق میشود که در ان قالب با استفاده از پوشاندن مدل های از بین رونده توسط دوغاب سرامیکی ایجاد می وشد. مدل (که معمولا از موم یا پلاستیک است ) توسط سوزاندن با یاذوب کردن از محفظه قالب خارج می شود.
ویژگی :
در روشهای قالبگیری در ماسه ، مدلهای چوبی یا فلزی به منظور تعبیه شکل قطعه در داخل مواد قالب مورد استفاده قرار میگیرد. در اینگونه روشا مدلها قابلیت استفاده مجدا دارند ولی قالب فقط یکبار استفاده می شود. در روش دقیق هم مدل و هم قالب فقط یک بار استفاده می شود. درروش دقیق هم مدل و هم قالب فقط یک بار استفاده می شود .
مزایا و محدودیتها
الف: مهمترین مزایای روش ریخته گری دقیق عبارتند از : - تولید انبوه قطعات با اشکال پیچیده که توسط روشهای دیگر ریخته گری نمی توان تولید نمود توسط این فرایند امکان پذیر می شود. - مواد قالب و نیز تکنیک بالای این فرایند،- امکان تکرار تولید قطعات با دقت ابعادی وصافی سطح یکنواخت را میدهد. - این روش برای تولید کلیه فلزات و آلیاژهای ریختگی به کار می رود . همچنین امکان تولید قطعاتی از چند آلیاژ مختلف وجود دارد. - توسط این فرآیند امکان تولید قطعاتی با حداقل نیاز به عملایت ماشینکاری و تمام کاری وجود دارد. بنابراین محدودیت استفاده از آلیاژهای با قابلیت ماشینکاری بد از بین می رود. - در این روش امکان تولید قطعات با خصوصا متالورژیکی بهتر وجود دارد. - قالبت تطابق برای ذوب و ریخته گری قطعات در خلاء وجود دارد. - خط جدایش قطعات حذف می شود و نتیجتا موجب حذف عیوبی می شود که در اثر وجود خط جدایش به وجود می آید.. –
ب:مهمترین محدودیتهای روش ریخته گری دقیق عبارتنداز : - اندازه و وزن قطعات تولید شده توسط این روش محدود بوده و عموما قطعات با وزن کمتر از 5 کیلوگرم تولید می شود . - هزینه تجهیزات و ابزارها در این روش نسبت به سایر روشها بیشتر است.
انواع روشهای ریخته گری دقیق:
در این فرایند دو روش متمایز در تهیه قالب وجود دارد که عبارتند از روش پوسته ای و روش توپر به طور کلی این دو روش درتهیه مدل با هم اختلاف ندارند بلکه در نوع قالبها با هم تفاوت دارند. فرایند قالبهای پوستهای سرامیکی پوسته ای سرامیکی درریخته گری دقیق: برای تولید قعطات ریختگی فولادی ساده کربنی ، فولادهای آلیاژی ،فولاد های زنگ نزن، مقاومت به حرارت ودیگر آلیاژهایی با نقطعه ذوب بالای این روش به کار می رود به طور شماتیک روش تهیه قالب را در این فرآیند نشان می دهند که به ترتیب عبارتند از :
الف : تهیه مدلها : مدلهای مومی یا پلاستیکی توسط ورشهای مخصوص تهیه میشوند.
ب : مونتاژ مدلها : پس از تهیه مدلهای مومی یا پلاستیک معمولا تعدادی از آنها ( این تعداد بستگی به شکل و اندازه دارد) حول یک راهگاه به صورت خوشه ای مونتاژ می شوند در ارتباط باچسباندن مدلها به راهگاه بار ریز روشهای مختلف وجود دارند که سه روش معمولتر است و عبارتند از :
روش اول: محل اتصال در موم مذاب فرو برده می شود و سپس به محل تعیین شده چسبانده می شود .
روش دوم: این روش که به جوشکاری مومی معروف است بدین ترتیب است که محلهای اتصال ذوب شده به هم متصل می گردند .
روش سوم: روش سوم استفاده از چسبهای مخصوص است که محل اتصال توسط جسبهای مخصوص موم یا پلاستیکی به هم چسبانده می شود. روش اتصال مدلهای پلاستیکی نیز شبیه به مدلهای مومی می باشد..
ج : مدل خوشه ای و ضمائم آن در داخل دو غاب سرامیکی فرو برده می شود. درنتیجه یک لایه دو غاب سرامیکی روی مدل را می پوشاند
د:در این مرحله مدل خوشه ای در معرض جریان باران ذرات ماسه نسوز قرار میگیرد.تایک لایه نازک درسطح آن تشکیل شود .
ه: پوسته سرامیکی ایجاده شده در مرحله قبل کاملاخشک می شوند تا سخت و محلم شوند. مراحل ( ج ) (د) ( ه) مجددا برای جند بار تکرار می شود . تعداد دفعات این تکرار بستگی به ضخامت پوسته قالب مورد نیاز دارد. معمولا مراحل اولیه از دوغابهایی که از پودرهای نرم تهیه شده ،استفاده شده و بتدریج می توان از دو غاب و نیز ذرات ماسه نسوز درشت تر استفاده نمود. صافی سطح قطعه ریختگی بستگی به ذرات دو غاب اولیه و نیز ماسه نسوز اولیه دارد.
ز: مدول مومی یا پلاستیکی توسط ذوب یا سوزانده از محفظه قالب خارج می شوند، به این عملیات موم زدایی می گویند . درعملیات موزدایی بایستی توجه نمود که انبساط موم سبب تنش وترک در قالب نشود
ح: در قالبهای تولید شده عملیات بار ریزی مذاب انجام می شود ط: پس از انجماد مذاب ،پوسته سرامیکی شکسته میشود.
ی: در آخرین مرحله قطعات از راهگاه جدا می شوند.
مواد نسوز در فرآیند پوسته ای دقیق:
نوعی سیلیس به دلیل انبساطی حرارتی کم به طور گسترده به عنوان نسوز در روش پوسته ای دقیق مورد استفاده قرار می گیرد.این ماده نسوز برای ریخته گری آلیاژهای آهنی و آلیاژهای کبالت مورد استفاده قرار می گیرد. زیر کنیم شاید بیشترین کاربرد را به عنوان نسوز در فرآیند پوسته ای دارد. این ماده بهترین کیفیت را در سطوح قطعه ایجاد نموده و در درجه حرارتهای بالا پایدار بوده و نسبت به خوردیگ توسط مذاب مقاوم است. آلومین به دلیل مقاومت کم در برابر شوک حرارتی کمتر مورد استفاده قرار میگیرد. به هر حال در برخی موارد به دلیل مقاومت در درجه حرارت بالا ( تا حدودc ْ1760 مورد استفاده قرار می گیرد.
چسبها :مواد نسوز به وسیله چسبها به یکدیگر می چسبد این چسبها معمولا شیمیایی می باشند سلیکات اتیل ،سیلیکات سدیم و سیلیس کلوئیدی . سیلیکات اتیل باعث پیدایش سطح تمام شده بسیار خوب میشوند. سیلیس کلوئیدی نیز باعث بوجود آمدن سطح تمام شده عالی می شود.
اجزای دیگر: یک ترکیب مناسب علاوه بر مواد فوق شامل مواد دیگری است که هر کدام به منظور خاصی استفاده می شود.
این مواد به این شرح است : - مواد کنترل کننده ویسکوزیته - مواد ترکننده جهت کنترل سیالیت دو غاب و قابلیت مرطوب سازی مدل - مواد ضد کف جهت خارج کردن حبابهای هوا - مواد ژلاتینی جهت کنترل در خشک شدن و تقلیل ترکها فرایند تهیه قالبهای توپر در ریخته گری دقیق: شکل به طول شماتیک مراحل تهیه قالب به روش توپر را نشان می دهد که عبارتند از :
الف : تهیه مدلهای ذوب شونده
ب :مونتاژ مدلها : این عملیات درقسمت
ج: توضیح داده شده ح: مدلهای خوشه ای و ضمائم آن درداخل درجه ای قرار میگیرد و دوغاب سرامیکی اطراف آن ریخته میشودتا درجه با دو غاب دیرگداز پر شود. به این دو غاب دو غاب پشت بند نیز گفته میشود . این دو غاب در هوا سخت می شود و بدین ترتیب قالب به اصطلاح توپر تهیه می شود
د: عملیات بار ریزی انجام میشود
ه : قالب سرامیکی پس ازانجماد مذاب شکسته می شود
و: قطعات از راهگاه جدا می شوند شکل دادن به روش ریخته گری دو غابی مقدمه این طریقه شبیه کار فیلتر پرس است ، به این معنا که مقدار آب به مواد اولیه اضافه شده تا حالت دو غابی به خود بگیرد. باید خارج شود ،به این دلیل برای ساختن اشیا روش کندی است . به طور کلی این روش موقعی مورد استفاده قرار میگیرد که شکل دادن به روشهای اقتصادی تر غیر ممکن باشد. ازطرف دیگر مواقعی از این روش اسفتاده می کنند که تعدااد زیادی از قطعه مورد درخاواست نباشد . برتری بارز این روش در تولید قطعات پیچیده است . دوغاب،داخل قالبهای گچی متخلخل که شکل مورد نظر را دارد، ریخته می شود . آب دو غاب جذب قالب شده و دراثر این عمل یک لایه از مواد دو غاب به دیواره قالب بسته می شود و شکل داخل قالب را به خود می گیرد.دو غاب در داخلی قالب باقی می ماند تا زمانی که لایه ضخامت مورد نظر را پیدا کند. اگر ریخته گری تو خالی نباشد ،نیازی به تخلیه دو غاب نیست ، ولی برای قطعاتی که توخالی باشند، قالب برگدانده میشود . دو غاب اضافی که روی سطح قالب قرار دارد،به وسیله کرادکی تراشیده می شود . سپس لایه اضافی با کمک چاقو در ناحیه ذخیره برداشته می شود . جدارة تشکیل دشه که همان قطعه نهایی موردنظر است، درقالب باقی می ماند تا زمانی که کمی منقبض شده و از قالب جدا شود. سپس می توان آن را از قالب در آورد . بعد از اینکه قطعه مورد نظر خشک شد،کلیه خطوط اضافی که دراثر قالب روی آن ایجاد شده است، با چاقو زده و یا به وسیله اسفنج تمیز می شود در این مرحله قطعه آماده پخت است . چون آب اضافی دو غاب حین ریخته گری خارج شده ، سطح دو غاب در داخل قالب پایین می آید. به این دلیل معمولا یک حلقه بالای قالب تعبیه می شود تا دو غاب را بالای قعطه مورد نظر نگه دارد. این حلقه ممکن است از گچ و یا از لاستیک ساخته شود . اگر ازگچ ساخه شود ، داخل آن نیز دو غاب به جدا بسه شده و با کمک چاقو تراشیده میشود. وقتی که جسم داخل قالب گچی کمی خشک شد،اسفنجی نمدار دور آن کشیده می شود تا سطحی صاف به دست آید . این روش که در بالا به ان اشاره شد ، برای ریخته گری اجسامی است که داخل آنها خالی است . مانند گلدان، زیر سیگاری ، و غیره ... اما طریقه ای هم هست که برای ساختن اجسام توپر به کار می رود ، به این تریتب که دو غاب داخل قالب می ماند تا اینکه تمام آن سف شود. برای ساختن اشیایی که شکل پیچیده دارند ، ممکن است قالب گچی ازچندین قعطه ساخته شود تا بتوانیم جسم داخل آن را از قالب خارج کنیم ، هر قطعه قالب شامل جای خالی است که قعطه قالب دیگر در آن جا می گیرد. (نروماده ) اگر قالب دارای قطعات زیادباشد،لازم است در حین ریخته گری خوب به هم چسبد این کار را می توان به وسیله نوار لاستیک که محکم به دور آن می بندیم انجام دهیم . هنگام در اوردن جسم از قالب باید این نوار لاستیکی را باز کرده و برداریم. غلظت مواد ریخته گری باید به اندازه کافی باشد که باعث اشباع شدن قالب از آب نشود . بخصوص موادی که شامل مقدار زیادی خاک رس هستند،غلظت آنها به قدری کم خواهد شد که ریخته گری آنها مشکل شده و معایبی هم در حین ریخته گری ایجادمی شود. برای اینکه دو غاب را به اندازه کافی روان کنیم . مواد روانسازی به دو غاب اضافه می شود.
ریخته گری دو غابی تجهیزات مورد نیاز: مواد مورد نیاز - مواد اولیه - آب - روانساز( سودا و سیلیکات سدیم یا آب شیشه ) ابزار مورد نیاز - همزان الکتریکی - ترازو ( با دقت 1/0و01/0 گرم) - پارچ دردار - قالب گچی مورد نیاز ( قالب قوری - لوله و قالب هاون آزمایشگاهی - دسته هاون آزمایشگاهی - دسته هاون ) - ویسکوزیته متر ریزشی با بروکفید - لاستیک نواری - میز کار آماده سازی دو غاب توزین و اختلاط مواد اولیه :در تولید فرآورده های سرامیکی ،عمل توزین مواد اولیه به طور کلی می تواند به دو روش انجام شود. (توزین به روش خشک ) (توزین به روش تر )در مرحله تهیه و آماده سازی بدنه ،روش توزین عامل بسیار مهم و تعیین کننده ای است.
توزین درحالت خشک : در این روش ،عمل توزین هنگامی صورت می گیرد که مواد اولیه به صورت خشک و یا تقریبا خشک باشند و هنوز تبدیل به دو غاب نشده باشند . هنگام توزین ،حتما باید آب موجود درمواد اولیه و به طور عمده در مواد پلاستیک (که از محیط اطراف جذب شده و یا در معدن در اثر ریزش برف و باران مرطوب و نمدار شده است )منظور شود . البته باید توجه داشت که تعیین دقیق مقدار رطوبت موجود در مواد اولیه،عملا غیر ممکن است و این موضوع ، یعنی عدم دقت ، نقص بزرگ توزین به روش خشک است . در عمل از تک تک مواد اولیه نمونه برداری کنید ،و بعد از توزین آن را در خشک کن آزمایشگاهی در دمای ( ) قرار دهید بعد از 24 ساعت نمونه را دوباهر توزین کنید . اختلاف وزن نسبت به وزن اولیه را محاسبه کنید تا درصد رطوبت خاک مشخص شود . بعد از تعیین درصد رطوبت ، درصد فوق را در توزین نهایی مواد اولیه منظور کنید . توزین در حالت تر: در این روش،عمل توزین بعد از تبدیل هر یک از مواد اولیه به دو غاب انجام می شود. بدیهی است که هریک از مواد اولیه به دو غاب انجام می شود . بدیهی است که در روش خشک گفته شد ، وجود نخواهد داشت . البته در صنعت به لحاظ نیاز این روش به چاله های ذخیره سازی که فضای بیشتری با سرماهی گذاری اولیه بالاتری را می طلبد ،کمتر استقبال می شود. در مورد توزین به روش تر ،حتما این روش مطرح خواهد شد که چگونه می توان به مقدار مواد خشک موجود در دو غاب هر یک از مواد اولیه پی برد. در عمل برای تعیین مقدار مواد خشک موجود درغابها از رابطه برونینارت استفاده می شود . W=(p-1) W= وزن ماده خشک موجود در یک سانتیمتر مکعب از دو غاب (گرم ) P= وزن ماده خشک موجود در یک سانتیمتر مکعب = وزن مخصوص ( دانسیته ) دو غاب درعمل با توزین حجم مشخصی از دو غابها،می توان به وزن مخصوص یا دانسیته آنها پی برد. در مورد وزن مخصوص مواد خشک باید اشاره شود که به طور معمول این مقدار حدود 5/2 تا6/2 گرم بر سانتیمتر مکعب است. بنابرانی اگر با تقریب ،وزن مخصوص را 5/2 اختیار کنید ، مقدار کسری برابر با خواهد بود . پس تنها عامل در اکثر موارد،دانسیته دو غابها است .
الک کردن : عمل توزین مواد اولیه چه به صورت تر باشد و چه در حالت خشک ،ابعاد ذرات دو غاب بدنه موجود در حوضچه های اختلاط نباید از حدو مورد نظر بزرگتر باشد. تعیین ابعاد ذرات موجود در دو غاب،قسسمتی از اعمال روزمره آزمایشگاهها ی خطوط تولید است و این عمل در پایان نمونه برداری در حین سایش انجام گیرد و سپس تخلیه انجام می گیرد. در هر صورت ،انتخاب دانه بندی مناسب بستگی به فاکتور های ذیل دارد: - نوع بدنه ( چینی ظروف- چینی بهداشتی ،- نوز) - نوع مواد اولیه و درصد انها (- بالکی) - خواص ریخته گری ( تیکسوتراپی ،- سرعت ریخته گری) - جذب آب - عمل الک کردن برای جداسازی ذرات درشت و کنترل خواص دوغاب بسیار ضروری است. زیرا اولا وجود ذرات درشت عوارض گسترده ای بر پروسس ریخته گری ،- خواص دو غاب ،- خواص حین پخت و خواص محصول نهایی دارد. ثانیا ،- کنترل دانه بندی برای خواص دو غاب شدیدا تحت تاثیر دانه بندی بوده و نباید از حد متعارفی کمتر باشد . انتخاب و شماره الک توسط استاد کار انجام خواهد شد. عموما به لحاظ وجود ذرات درشت و حضور ناخالصیهای گسترده در مواد اولیه نظیر موادآلی ،ریشه درختان ،کرک و پشم که به منظور افزایش استحکام خام به بعضی از مواد اولیه زده می شود ،غالبا چشمه های الک زود کورمی شود و ادامه عمل الک کردن را با مشکل مواجه می کند. لذا غالبا الکهارا چند طبقه منظور کرده و طبقات نیز از مش کوچک به مش بزرگ از بالا به پایین قرار می گیرند تا دانه های درشت تر بالاو دانه های کمتری روی الک زیرین که دارای چشمه های ریزتری است ،قرار گیرد .
آهن گیری: می دانید که اهن با ظرفیتهای مختلف در مواد اولیه یا بدنه های خام وجود دارد، در مجموع چهار شکل متفاوت آهن وجود دارد. - به صورت یک کاتیون در داخل شبکه بلوری مواد اولیه - به صورت کانیهای مختلف که به عنوان ناخالصیهای طبیعی با مواد اولیه مخلوط می شوند . - به صورت ناخالصیهای مصنوعی که در اثر سایش صفحات خرد کننده سنگ شکنها و آسیابها به وجود آمده اند . فقط در حالت اخیر آهن به صورت فلزی یا آزاد وجود دارد. لذا در این حالت توانایی می توان عمل اهن گیری را انجام داد. - به صورت ترکیبات دو وسه ظرفیتی آهن که در اثر زنگ زدگی خطوط انتقال دو غاب ،- وارد دوغاب میشوند.در تولید فرآورده های ظریف برای تخلیص دو غاب از ذرات آهن موجود ،- از دستگاههای آهنر یا مگنت دستی استفاده می شود . دستگاههای آهنربا اگر چه عامل بسیار موثری در حذف آهن و تخلیص دو غاب هستند،- ولی ماسفانه باید توجه داشت که این دستگاهها قادر به جذب تمام مواد وذرات حاوی آهن نیستند
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 13 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله روش ریخته گری دقیق
