دانلود مقاله ریخته گری

word قابل ویرایش
116 صفحه
19700 تومان
197,000 ریال – خرید و دانلود

ریخته گری و متالوژی پودر:
مقدمه: ریخته گری در اشکال مختلف آن یکی از مهمترین فرایندهای شکل دهی فلزات
می باشد. گرچه روش ریخته گری ماسه ای یک فرایند متنوع بوده و قادر به تولید ریخته با اشکال پیچیده از محدوده زیادی از فلزات می باشد، ولی دقت ابعادی و تشکیل سطح مختلف ساخته شده به این روش نسبتاً ضعیف می باشد. علاوه بر این ریخته گری ماسه ای عموماً برای حجم تولید بالا مناسب نمی باشد. به ویژه در جایی که ریخته ها احتیاج به جزئیات دقیق دارد، جهت از بین بردن این محدودیت ها فرایندهای ریخته‌گری دیگری که هزینه تولید کمتری هم دارند به وجود آمده اند، این روش شامل:
(i) قالب گیری پوسته‌ای
( ii ) قالب‌گیری بسته‌ای
(iii ) دای کاست یا ( ریخته گری حدیده ای که علاوه برفرآیندهای ریخته گری شکل دهی قطعات با استفاده از پودرهای فلزی نیز شامل این فصل می باشد.
قالب گیری پوسته ای: این فرآیند را می توان به عنوان فرآیند گسترش داده شده ریخته گری ماسه ای دانست. اصولاً این روش از ۲ نیمه مصرف شدنی قالب یا پوسته قالب از ماسه مخلوط شده با یک چسب مناسب جهت ایجاد استحکام در برابر وزن فلز ریخته شده، پخته شده است تشکیل می شود.

شکل دهی پوسته:
برای تشکیل پوسته ابتدا یک نیم الگوی فلزی ساخته می شود که معمولاً از جنس فولاد یا برنج می باشد و به صفحه الگو چسبانده می شود. یک الگوی راه گاه بر روی این صفحه تعبیه می شود. بر روی الگو یک زاویه ۱ تا ۲ درجه برای راحت جدا شدن ایجاد می شود. همچنین بر روی صفحه الگو دستگیره هایی برای جدا کردن صفحات ایجاد می شود.

پخت جزعی: این مجموعه تا درجه حرارت در کوره یا توسط هیترهای مقاوم الکتریکی که در داخل الگو نصب شده اند گرم می شوند. از هر کدام از روشهای حرارت دهی که استفاده شده باشد صفحه الگو به جعبه های ماسه مخلوط شود. با چسب تر متوسط متصل می شود این جعبه سپس وارونه شده تا مخلوط ماسه و چسب بر روی الگوی حرارت دیده ریخته شود تا رزین یا چسب ذوب شده و باعث چسبیدن ماسه شود. پس از ۱۰ تا ۲۰ ثانیه را برگردانده تا یک لایه ( حدوداً نیمه پخته شده پوسته که به الگو چسبیده باقی بماند.

پخت نهایی و ریزش:
مجموعه صفحه الگو به همراه پوسته به داخل کوره براه شده تا پخته نهایی در درجه حرارت ۳۰۰ الی در مدت زمان ۱ الی ۵ دقیقه صورت گیرد. زمان و درجه حرارت دقیق جهت این کار بستگی به نوع رزین مصرف شده دارد. پس از پخت پوسته از صفحه الگو جدا می شود هر دوی پوسته ها به این روش ساخته می شود. و قالب به هم چسباندن ۲ نیمه توسط چسب یا کلمپ یا پیچ کامل می شود.
قالب همگون آماده ریختن می باشد. در جاهایی که احتیاج به قسمتهای تو خالی
می باشد. فنری قرار داده می شود و این ماسه مشابه روش ریخته گری ماسه ای انجام
نمی شود. مراحل ساخت یک پوسته قالب در شکل (۱٫ ۲) نشان داده شده است.
مراحل تهیه و ساخت قالب گری پوسته ای:
در مقایسه با روش ریخته گری ماسه ای قالب گیری پوسته ای دارای مزایای زیر
می باشد:

a) دقت ابعادی بهتر یا تلرانس ( ).
b) تکمیل سطح بهتر یا قابلیت دوباره تولید جزئیات دقیق تر.
c) این فرآیند جهت کارکردهای غیر ماهر یا با مهارت کم می توانند استفاده کنند.
اشکال این روش قسمت بالای الگوها و ماسه قالب گیری آنها می باشد. ( هر چند ) چون فرآیند نیمه مکانیزه می باشد زمان تولید یک پوسته قالب در مقایسه با ساخت یک قالب برای ریخته گری ماسه ای به صورت قالب ملاحظه ای کمتر می باشد. بنابراین این فرآیند جهت تولید ریخته اثر بالا که هزینه های اولیه در آن قابل جبران می باشد مناسب می باشد.

قالب گیری Invesment ) (بسته‌ای)
این روش ریخته گری قدمتی مانند ریخته گری ماسه ای دارد توسط قدیمیان جهت ساخت قطعات با جزئیات دقیق مانند دسته شمشیر و جواهرات مورد استفاده قرار گرفته است. در طول قرن ها این فرآیند محدود شده بود به مجسمه های برنزی و به درستی تنی فرآیندی است که امروزه در این حرفه مورد استفاده قرار می گیرد در پانزده سال اولیه این قرن بوده که قالب گیری Invesmemt جهت فرآیندهای صنعتی به ویژه در جابه جائی که ریخته ها با دقت ابعادی و تکمیل سطح بالا مورد نیاز است مناسب تشخیص داده شده.

اساساً رویه فوم از مراحل ساختن و شکل دادن تشکیل شده است که از مواد نسوز (مقاوم در مقابل حوادث ) برای شکل دادن قالب پوشانده می شود.
وقتی پوشانده سخت می شود فوم مذاب از حفره های قالب بیرون زده و از آهن مذاب پر می شود. زمانی که آهن مذاب به درجه انجماد رسید و قالب نسوز شکسته
شد، چدن ریخته گری ظاهر می شود.
I) مدل ساخته می شود. II) مدل پوشانده می شود. III ) آهن ریخته گری می شود.

ساختن مدل
برای رویه فوم به یک قالب دو نیمه ای لازم است که اساساً از یک یا دو روش زیر ساخته می شود.
۱) زمانیکه انتظار دوام طولانی داشته باشیم، قالبها معمولاً از آهن، استیل، برنج، آلومینیوم ساخته می شوند. شکل معکوس قالب را در فلز تراش داده و آن را برای راحتی انقباض مقداری بزرگ می سازند، که مقدار دقت و مهارت در این مرحله خیلی بالاست. دقیقاً مانند مرحله ساخت قالبهای پلاستکی.
۲) اگر دوام قالب مهم نباشد. از قالبهای ارزانی که با آلیاژ های نقطه ذوب پائین ساخته شده استفاده می شود. مراحل در شکل (۲-۲) نشان داده شده است.

اولین لازمه قالب اصلی است که از برنج یا استیل ساخته شده است که از سطح صاف و صیقلی ساخته شده، برای انقباض موم مقداری اندازه آن را بزرگ می سازند. شکل تا
عمق نصف قالب داخل ماسه فرو می رود و قالب استیلی دور بقیه شکل قرار داده میشود و با آلیاژهای بانقطه ذوب پائین ۱۹ درجه سانتیگراد پر میشود.
پس از انجماد شدن آلیاژ دو نیمه قالب از هم جدا می شود و ماسه اطراف آن عوض میشود با همان آلیاژ نقطه ذوب پائین مانند قبل.
هر کدام از روشهای ساخت نوع قالب استفاده شده را معین می کند. و پس از انتخاب موم گداخته شده را داخل آن تزریق می کنیم و آن را مونتاژ می کنیم. بعد از انجماد موم قالب را دو نیمه کرده و موم شکل گرفته را از آن خارج می کنیم.

پوشاندن مدل:
به پوشش نسوزی که به روی شکل کشیده می شود که قالب را تکمیل کند و به آن پوشاننده می گویند. و در دو مرحله انجام می گیرد.
پوشانده اولیه از رنگ کردن یا فرو بردن شکل در آبی که مخلوطی از سدیم سلیکات و اکسید کرومیک و آرد زارگون است تشکیل شده قبل از خشک شدن پوشش معمولاً مقداری پودر خاک نرم روی آن ریخته، برای پوشاندن و زمینه را برای پوشاندن نهائی فراهم می کند. بعد از خشک شدن یک قالب فلزی دور شکل پوشیده شده می گیرند و با پوشش دوم که معمولاً از موادی که آب با آلومینیوم گداخته شده یا خاک رس مذاب تشکیل شده پر می کنند. برای اطمینان مواد نسوز دور اولین لایه پوشش را فرا می گیرد و معمولاً قالب را تکان می دهند. قالب را در کوره با درجه حرارت کم قرار می دهند تا اینکه هم پوشش سخت می شود و هم موم ذوب می شود و از قالب خارج می شود که در دفعات بعد استفاده شود. این مراحل معمولاً ۸ ساعت در دمای ۹۵ درجه سانتیگراد طول می کشد. زمان و حرارت دقیقاً به نوع جنس موم بستگی دارد. سپس درجه حرارت تا ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد افزایش می یابد. تا اینکه قالب کاملاً سخت شده و هیچگونه اثری از موم باقی نماند. قالب برای قالبگیری آماده است. (در شکل ۴-۲)

قالب گیری فلز:
زمانیکه قالب گرم است آنرا در کوره ای که با برق گرم می شود و مواد مذاب در آن موجود است قرار می دهند (شکل ۵-۲) در درجه حرارت مناسب کوره را بر عکس کرده تا مواد مذاب وارد قالب شود. برای اطمینان از اینکه مواد مذاب درون تمام حفره‌ها را پرکرده، معمولاً مواد را با فشار زیاد تزریق می-کنند. بصورتیکه تمام جزئیات نشان داده شود.سپس بعد ازسرد شدن (انجماد) قالب کوره به حالت اولیه برگردانده می شود و قالب برداشته می شود. سپس با چکش های باید و قلم مواد را از قالب خارج می کنند.

مزایای پوشاندن قطعه:
برتریهای این رویه بطور خلاصه در زیر توضیح داده شده است.
الف ) این نوع قالب گیری دقت دقیقی دارد و با تلرانس ۸/۰+ میلی متر ممکن است.
ب ) سطح صیقلی بسیار مناسبی دارد که دیگر به صاف کاری احتیاج ندارد و این در قالب گیریهائی که با فلز درست می شوند و سخت هستند مهم می باشد، برای عملیات دوباره صاف کاری (آلیاژهای کروم و نیکل) در پروانه توربینها استفاده می شود.
برتریهای این رویه بطور خلاصه در زیر توضیح داده شده است.
الف) این نوع قالب گیری دقت دقیقی دارد و با تلرانس ۸/۰ + میلی متر ممکن است.
ب) سطح صیقلی بسیار مناسبی دارد که دیگر به صاف کاری احتیاج ندارد و این در قالب گیریهائی که با فلز درست می شوند و سخت هستند مهم می باشد، برای عملیات دوباره صاف کاری ( آلیاژهای کروم و نیکل ) در پروانه توربینها استفاده می شود.
ج) از آنجائی که شکل موم دقیقاً مانند قالب نهائی است و تمام قسمتها مشخص
می شود و به قطعات ریز دیگر احتیاجی نمی باشد.
د) قطعات ممکن است در یک واحد درست بشوند. اگر از روش دیگر استفاده
می گردید، ممکن بود قطعه از چند قسمت تشکیل شود و در کنار همدیگر مونتاژ شود.
شکل اصلی این رویه این است که وسایل و هزینه تولید بسیار بالاست ولی چون تراشکاری اضافی احتیاج نمی باشد. مانند قالب گیریهای دیگر این هزینه سنگین با صرفه و مورد قبول است.

قالب ریخته گری فلزی:
در قالب گیری که توضیح دادیم از پوششهای مصرفی استفاده می کنیم. ولی قالبهای ریخته گری بر مبنای استفاده از قالبهای فلزی دائمی است که به اسم قالبها می باشند. از آنجائیکه طراحی و تولیدشان گران است و از ماشین های گران قیمت استفاده می شود. این روش زمانی اقتصادی است که در حجم زیاد تولید شود.

فلزقالب ریخته گری فلز:
فلز مورد استفاده برای قالب ریخته گری بطور کلی محدود به گروهی از فلزات غیر آهنی است، بدین ترتیب برای مدت زیادی عمر می کنند که نقطه ذوب آنها پایین تر از آلیاژها است.
دو شرط در این است که باید سیالیت خوب داشته باشند و در ضمن در برابر «تردی داغ» هم حساس نباشد. تردی داغ عبارتی است که برای توصیف تردی قطعات ریختگی در دمای بالا به کار می رود آلیاژهای مورد استفاده شامل آلیاژهای پایه آلومینوم روی منیزیم قلع و سرب و به مقدار محدودی برنج و برنز هستند تا کنون رایج ترین فلزات مورد استفاده در این روش آلیاژهای پایه آلومینیوم به صورت زیر است:

مس ۴% سیلسیم ۵% آهن ۳% نیکل ۲% و منیزیم ۵/۰% از قطعات ریخته گری تحت فشار آلومینیوم در جاهایی استفاده می شود که نسبت به استحکام به وزن بالایی موردنیاز است یک آلیاژ پایه روی معمولی شامل ۴% آلومینیوم ۷/۲% مس و ۳% منیزیم است این آلیاژ خواص ریخته گری خوبی دارد و به علاوه این مزیت را هم دارد که دمای ریخته گری آن در مقایسه با آلیاژهای پایه قلع و سرب محدود است کاربرد اصلی آنها در ساخت یاتاقانهای فشار پایین و قطعاتی دیگر است که در آنها استحکام یک فاکتور با اهمیت نیست آلیاژهای منیزیم که گاهی اوقات با نام تجاری Elektron شناخته می شوند در بین آلیاژهای فوق از همه سبکتر هستند و در جایی استفاده می شود که مسئله وزن و مقاومت در برابر خوردگی بهترین ملاحظات موجود باشند.
فرآیند دای کست (ریخته گری تحت فشار)
ریخته گری تحت فشار به طور عمده شامل دو نوع فرایند است.
۱) ثقلی ۲) فشار بالا (تحت فشار)

دای کست ثقلی:
این فرآیند شبیه به ریخته گری ماسه است با این تفاوت که قالب از چدن یا از فولادهای آلیاژهای مخصوص ساخته می شوند در اینجا هم باید از سیستم راه گاهی استفاده کرد اما از آنجا که بر خلاف ریخته گری ماسه نمی توان قالب را پس از استفاده خُرد کرد باید قالب را به گونه ای استفاده کرد که بتوان دو تکه آن را از هم جدا کرد و قطعه را خارج نموده ساده ترین قالب مورد استفاده در این روش از دو لنگه قالب تشکیل می شود اما به دلیل پیچیدگی بسیاری از قطعات قالب باید طوری طراحی شود که تعدادی قطعات متحرک و قابل جداشدن هم داشته باشد و ماهیچه های هم درون آن قرار گیرد در هر حال طراح قابل سعی می کند که تعداد این گونه قطعات را به حداقل برساند تا هم هزینه قالب کاهش یابد وهم زمان سر هم کردن قالب قبل از ریختن مذاب بعدی کمتر شود علاوه بر پیش بینی برای جبران انقباض ناشی از انجماد و سرد شدن، طراح باید سیستم تهویه مناسبی را هم در نظر بگیرد تا از ایجاد تخلخل و حفره در قطعه جلوگیری شود.

سیستم تهویه یا همان راه خروج هوا را معمولا با ایجاد شیارهایی در فصل مشترک دو لنگه قالب (با عمق تقریبی mm5/0) ایجاد می کنند که موقعیت و تعداد آنها به طبیعت و پیچیدگی قطعه ریختگی بستگی دارد.
برای اینکه مذاب خیلی سریعتر منجمد نشود، قالب را پیشگرم می کنند (تقریباً با c200) البته پیشگرم کردن قبل از اولین مذاب ریزی انجام می شود. بعد از ریختن اولین مذاب در هر مرحله حرارت ناشی از فلزات مذاب به اندازه کافی قالب را برای مراحل بعد گرم کرده از آنجا که از قالبهای فلزی استفاده می شود می توان به دقت ابعادی و کیفیت سطحی بهتری نسبت به قطعات حاصل از ریخته گری در قالبهای ماسه ای دست پیدا کرد.
دای کست تحت فشار (فشار بالا):
در این روش فلزات مذاب با فشار بسیار زیاد به دال یک قالب فلزی بسته تزریق
می شوند در مقایسه با دای کست ثقلی دای کست تحت فشار مزیتهای زیر را دارد
۱- می توان سطوح نازکتر و جزئیات بیشتری را تولید کرد.
۲- کیفیت سطحی و ابعادی بهتری به دست می آید
۳- ساختار دانه بندی بهتری به دلیل فلز تحت فشار به دست می آید دای کست تحت فشار به دو دسته تقسیم می شود.
۱- فرآیند محافظ سرد
۲- فرآیندمحافظ داغ
انتخاب روش دای کست تحت فشار عمدتاً به نوع فلزی که قرار است ریخته گری شود و آهنگ تولید مورد نیاز بستگی دارد فرآیند محافظ سرد:
مشخصات اصلی و عمده ماشینهای محفظه سرد در شکل ۶-۲ نشان داده شده فلز مذاب به صورت دستی در سیلندر تزریق ریخته می شود و پس از آنها به وسیله بازوهای هیدرولیکی به داخل محفظه قالب تزریق می شود.

فشار مورد استفاده در تزریق بسته به حجم و نوع فلز تزریقی می کند اما معمولا در محدوده ۱۴ تا mn/m 70 قرار دارد.
بعد از انجماد و سرد شدن قالب باز می شود و قطعه معمولا به وسیله پینهای بیرون انداز بیرون انداخته می شود فلزات مورد استفاده در این روش شامل آلیاژها پایه آلومینیوم و منیزیم برنج و برنز هستند.

فرآیند محفظه داغ: در شکل ۷-۲ نشان داده شده ماشین این فرآیند معمولا یک سیلندر تزریق دارد که داخل پاتیل فلز مذاب قرار دارد.

در عمل بازوی هیدرولیکی جابجا می شود تا مقداری فلز مذاب به درون سیلندر تزریق وارد شود و پس از آن به درون قالب تزریق ۵/۲ تا mn/m5/3 است وقتی قطعه منجمدشد، قالب باز و قطعه خارج می شود معمولا بازکردن، بستن و تزریق در یک سیکل اتوماتیک قرار داده می شود و با یک ماشین تمام اتومامیک می تواند ۲۰۰۰ قطعه در ساعت تولید کرد. آلیاژهای پایه آلومینوم به ندرت با روش محفظه داغ ریخته گری می شوند چون آلومینیوم با پاتیل دستگاه واکنش می دهد. بنابراین فرآیند بیشتر به آلیاژهای روی و منیزیم محدود شده. در مقایسه با فرآیند محفظه سرد، این روش بسیار سریعتر است.

قالب های ریخته گری تحت فشار ( دای کست ):
طراحی و ساخت قالب های دای کست نیازمند مهارت زیاد و رعایت استانداردهای دقیق و نکات هندسی بسیار است به همین دلیل ساخت قالب بسیار گران است. اما این هزینه زیاد با تعداد زیاد قطعات باید در برابر سایش مقاوم باشند تا عمر قالب حتی الامکان افزایش یابد به همین دلیل فولادهای آلیاژی خاصی توسعه یافته‌اند که حاوی مقدار زیادی کروم و وانیوم به عنوان عناصر آلیاژی اصلی هستند که در طراحی یک قالب باید تدابیر لازم برای جبران مذاب در حین انقباض ناشی از انجماد در نظر گرفته شود پین‌های بیرون انداز هم باید به گونه ای طراحی شوند که باعث صدمه خوردن یا اعوجاج قطعه ریخته شده نشوند سرعت سرد شدن هم مهم است و با استفاده از سیستم آب گرد در قالب تنظیم می شود.
عمدتاً از ۳ نوع قالب استفاده می شوند.
۱- تک حفره ای
۲- چند حفره ای
۳- مختلط
قالب های تک حفره ای ساده ترین نوع قالب هستند و هدف از طراحی آنها تولید یک قطعه پرسیکل است قلابهای چند حفره ای دارای تعدادی حفره مشابه هستند و در مواقعی به کار می روند که سرعت تولی بالا است با استفاده از قالبهای چند حفره ای حتی ال ۱۲۰ قطعه را هم می توان در یک سیکل تولید کرد قالبهای مختلف حفره های متعدد دارند که متشابه نیستند و بطور کلی در مواقعی استفاده می شوند که قطعات کوچک یک مجموعه کامل را می‌خواهند در یک سیکل تولید کنند.
بسیاری از قالب ریزی ها مستلزم خصوصیاتی مانند سوراخهای قلاویز شده و دندانه ها و شیارهای خاردار می باشند. که برای طراحی آنها بایستی ساخته شوند. علیرغم اینکه این خصوصیات را می توان در قالب ریزی ماشینی کرد اغلب از لحاظ کاربردی و اقتصادی به صرفه است که آنها را به شکل تیغچه ای بسازیم لازم است که این انیزرت‌ها ( تیغچه ) کاملاً به فلز محاطی قالب بندی شده وصل شده باشد همانگونه که در مثال شکل (۸-۲) نشان داده شده است. این مسأله نیز مهم است که اطمینان حاصل
نمائیم که اینزرت ها به گونه ای در قالبها قرار دارند که بوسیله فلز ذوب شده تغییر مکان ندهد.

ویژگیهای مراحل مختلف قالب ریزی:
ویژگیهای فرآیندهای قالب ریزی ذکر شده را می توان در جدول زیر خلاصه نمود.
توضیحات طول کمترین قطعه قالب ریزی سطح نهائی دقت بدست آمده مواد مناسب فرآیند قالب ریزی
mm3 ضعیف
همه فلزات قالب ریزی شنی
mm5/1 خوب
همه فلزات قالب ریزی
پوسته ای
mm8/0 عالی
همه فلزات قالب ریزی بسته
mm2 عالی ولی به خوبی ریخته گری تحت فشار نیست
اغلب فلزات که عمدتاً به آلیاژی مس و آلومینیوم مجرور می شوند ریخته گری ثقلی
mm5/0 عالی
آلیاژهای با نقطه ذوب پائین مانند آلیاژهائی که از آلومینیوم روی منیزیم قلع سرب ساخته می شوند ریخته گری تحت فشار

متالوژی پودری:
در مقایسه با فرآیندها شکل دهی مانند قالب ریزی ( ریخته گری ) و فورجینگ استفاده صنعتی از پودرهای فلزی برای ساخت اجزاء امری نسبتاً جدید می باشد با وجود این جالب است اشاره کنیم که سکه های روسی در اوائل دهه ۱۸۰۰ از پودرهای پلاتین ساخته می شد.
در گذشته اجزائی که از طریق این فرآیند تولید می شدند شامل: یاتاقانهائی با روغنکاری خودکار ابزار کاربیت، آهنرباها و لامپهای حرارتی بودند. ولی امروزه، این روش برای کاربردهای بیشتری به کار می روند. این فرآیند شامل ۳ مرحله مجزا
می باشد.

(A) ساخت پودر. (B) فشرده سازی پودر. ( C ) همگن سازی اجزاء فشرده شده
ساخت پودر: روشی که برای ساخت پودر بکار می رود به فلز و شکل قطعه و اندازه مورد نیاز بستگی دارد از بسیاری از فن آوریها از جمله اکسیداسیون و احیاء الکترولیز استفاده می شود. رایج ترین فن آوری اتوماسیون فلز ذوب شده می باشد که در جائیکه هوا قادر به تصادم بر روی مجموعه ای از فلزهای مذاب باشد تا موجب این شود که فلز به سرعت درون اجزای کوچک منجمد شود. این روش بسیار مناسب برای محدوده وسیع از فلزات می باشد پس از تولید اولیه ذرات پودر به اندازه mm 06/0 تا mm 05/0 در می آید.

برای بهبود بخشیدن ویژگیهای فشار، پودرها با مواد زائید مانند روی آنتی مران و یا لیتم مخلوط می شوند.
فشرده سازی پودر: عمل فشرده سازی اجزاء برای شکل دهی به آنها با قالب و گیره‌های طراحی شده مخصوصی انجام می شود. قالب پر از مقدار از قبل تعیین شده پودر پانچ می باشد که به گونه ای تنظیم شده است که از فشرده سازی اجزاء در اندازه و حجم مناسب اطمینان حاصل شود. برای اطمینان از توزیع یکنواخت فشار در عمل فشرده سازی از یک پانچ در بالا و پائین استفاده می شود ( به طور همزمان ). و از فشاری که در محدوده ( Mr/m2 700 الی ۲۸۰ ) است استفاده می شود.
مراحل فشرده سازی یک بوش ساده در شکل (۹-۲) نشان داده شده است.

همگن سازی:
پس از فشار اجزای فشرده شده نسبتاً ضعیف می باشند. برای افزایش قدرت آن این اجزاء در معرض گرمائی قرار می گیرند که به نام همگن سازی معروف می باشند.
که ذرات پودر در تمام طول این ساختار محکم به یکدیگر می چسبند. دمای همگن سازی به نوع پودر فلز مورد استفاده بستگی دارد. ولی معمولآً زیر نقطه ذوب فلز می باشد. مثلاً آهن یا فولاد متراکم در حدود طی دوره بیشتر از یک ساعت همگن سازی می شوند. کوره اتمسفری کنترل شده ضروری است، تا اینکه اکسیداسیون، در قالب آلیاژهای آهن/ کربن، از کربن زدایی جلوگیری می کند. متداول ترین اتمسفر بکار رفته شامل هیدروژن و نیتروژن می باشد.
مزیت های پیشنهاد شده توسط تفکیک های متالوژی پودر بقرار زیر خلاصه
می شوند:
a) تولرانس ( حد مجاز) ممکن کنترل شده مثلاً .
b) بدون عملیات پرداختکاری مورد نیاز از قبیل ماشین تراشی.
c) امکان تولید اجزاء آلیاژ داری که در غیر اینصورت برای تولید با استفاده از تفکیک‌های ذوبکاری قرار دادی بسمت تفاوت دمای خیلی زیاد، مثل تنگستن ( ) و مس ( ) مشکل هستند.

d) امکان تولید اجزاء دارای ویژگی های خاص، مثل فیلترها و یاتاقانهای متخلخل با (روغنکاری خودکار ).
e) مناسب بودن برای تولید اجزاء شامل شیارهای مخفی با گوشه های تیز که در غیر اینصورت با استفاده از عملیات ماشین تراشی قراردادی مشکل است.

محدودیت ها و ملاحظات طرح:
بخش های تولید شده توسط تفکیک های متالوژی پودر باید برای تناسب در فرآیند طراحی شوند و چون بطور عمودی متراکم می شوند باید بجای تسهیل برون پاشی از حدیده شکل گیرند.
بدین معنی است که اشکال مقعر یا سری یا گلوها و سوراخ های متقاطع نمی توانند تولید شوند مگر اینکه بعد از تفا جوشی ماشین تراش شوند. علاوه بر آن، مهم است که بخش ها هیچ لبه های تیز یا پخ نداشته باشند. مثال هایی از بخش های طراحی شده مجدد بجای تعقیب فرآیند متالوژی پودر در تصویر ۱۰٫ ۲ نشان داده شده است.

خلاصه:
قالب ها بجای ریخته گری یا قالبگیری پوسته ای در دو نیمه از مخلوط رزین ماسه ساخته می شوند و با استفاده از الگوهای نیمه فلز حرارت دیده شکل می گیرند. بعد از عمل آمدن، قالب های نیمه به همدیگر می چسبند و بجای ریختن آماده می شوند.
قالبگیری بسته ای به الگوی موم جزء برای قالب نیاز دارد که از حدیده دو تکه ساخته شده از گچ یا فلز تولید می شود. الگوی موم با مواد نسوز پوشش می یابد و وقتی این مرحله صورت می گیرد، موم برای آشکار ساختن نحوه قالب ذوب می شود و آماده ریختن می شود.

ریخته گری حدیده ای قالب فلزی برای تولید، قالب های سبک و ظریف در آلیاژهای با نقطه ذوب پایین بکار برود. این فرآیند بعنوان گرانش یا نوع فشار طبقه بندی می شود. ویژگیهایی مثل هزار خار، سوراخهای نواری و شیارخارها اغلب در قالب های حدیده در فرم مغزی ها ( بوش ) شامل می شوند.
اجزاء تولید شده از پودرهای فلزی ابتدا برای قالب دادن در معرض مرحله حرارتی بنام تفاجوش متراکم می شوند. اجزاء تولید شده توسط این مرحله نباید اشکال مقعر یا گلویی داشته باشند چون اینها برون پاشی اجزاء متراکم شده از حدیده را غیر ممکن می سازند.

سوالات:
۱) با استفاده از طرح های مناسب، اصل قالبگیری پوسته ای را توصیف کنید.
۲) در مقایسه با قالب گیری ماسه، دو مزیتی را شرح دهید که قالب گیری پوسته ای پیشنهاد می کند.
۳) با استفاده از ۳ عنوان مجزا، مراحل در تولید قالبگیری را توسط قالبگیری بسته ای توضیح دهید:
۴) با استفاده از طرح مناسب، اصل عملیات مرحله ریخته گری حدیده ای با فشار در محفظه داغ را توضیح دهید. چرا آلیاژهای آلومینیوم برای این مرحله مناسب نیستند؟
۵) مراحل ریخته گری حدیده ای تحت عنوانi) گرانش ii) مراحل فشار طبقه بندی
می شوند. تفاوت بین این دو مراحل را توضیح دهید و حیطه های اصلی کاربرد آنها را بیان نمایید.
۶) با استفاده از طرحهای مناسب، دو مثال از استفاده مغزی ها در ریخته گری حدیده‌ای را نشان دهید در هر مورد، چگونگی ایمنی مغزی در فلز اطراف آن را نشان دهید.
۷) ۳ نوع آلیاژ بکار رفته را برای ریخته گری حدیده ای بیان نمایید و دو ویژگی را بگویید که این آلیاژها باید دارا باشند درصورتی که اثرات قالبگیری مناسب ایجاد شود.
۸) عواملی را شرح دهید که مهندس تولید باید قبل از انتخاب مرحله قالبگیری
( ریخته گری ) باید در نظر گیرد.
۹) با توجه به متالوژی پودر، اصطلاحات زبر به چه معنی است.

i) متراکم کردن
ii) تفاجوشی.
۱۰) دلایلی ارائه دهید که چرا اجزاء دو نامی برای تولید از پودرهای فلزی مناسب هستند.

اندازه گیری
مقدمه
در هر شکلی از فعالیت تولید اندازه گیری یک قسمت ضروری را بازی می کند و در همه مراحل تولید نیاز خواهد بود، از زمان که ماده خام در ابتدا پردازش می شود تا بررسی نهایی فرآورده انتهایی خوانندگان ( اصلی) بدون شک با تکنیک های اساسی تر اندازه گیر آشنا خواهند شد و نیز با تجهیزات مطالعاتشان در سطح ۲ آشنا خواهید شد. این فصل، بنابراین ایجاد و تکامل این دانش بیشتر و پرداختن به برخی از کاربردهای تخصصی تر اندازه گیری که بطور شایع در تولید و فرآوری مهندسی یافت می شود، می‌باشد.

تطبیق گرها
اگر چه شاخص تست Dial صفحه عقربه ای اغلب بعنوان یک تطبیق گر استفاده
می شود وسایل ویژه ای معروف Compararors ( تطبیق گرها ) وجود دارند که بر اساس اصول فیزیکی مختلفی هستند. عملکرد یک تطبیق گر در اندازه گیری دقیق مقایسه سایز کار با سایز شناخته شده یک استاندارد از جمله سوزن لغزنده ای چرخنده دقیق است. ویژگی اصلی تطبیق گر این است که بعضی دستگاههای بزرگنما کننده را بکار می برد که یک شاخص صحیح از اختلاف سایز بین استاندارد و کار تولید شده را خواهد داد. طراحی های بسیار متفاوتی از تطبیق گر در دسترس وجود دارند ولی اساساً بصورت یکی از گروه های ذیل قرار می گیرند.
۱) مکانیکی ۲) الکتریکی ۳) نوری ۴) گازی

تطبیق گر مکانیکی
دو وسیله شایع در این گروه عبارتند از : ۱) تطبیق گر سیگما ۲ ) تطبیق گر تسمه پیچش دار
تطبیق گر سیگما
مکانیزم عمل این وسیله در تصویر ۱٫ ۳ نشان داده شده است. وقتی کار یا استاندارد، با سوزن stylus تماس می یابد، این باعث می شود که پیستون در اثر حرکت دو دیافراگم فلزی، بطور عمودی حرکت کند. این حرکت به یک لولای بار نوار متقاطع منتقل می شود که آنرا بصورت یک چرخش زاویه ای کوچک تبدیل می کند. اصول عملکرد لولایی با نوار متقاطع با مطالعه تصویر ( b ) 301 به آسانی قابل فهم خواهد بود. چون بازوی y به عضو جا به جا شده این لولا فیکس می شود، حرکتش بسیار زیاد بزرگ خواهد شد که بوسیله آن تولید یک بزرگنمایی b/a ابتدائی و اولیه را می کند. به انتهای بازوی y یک باند هدایت کننده فسفر برنزی متصل شده که اطراف یک استوانه پیچیدده شده و به عقربه نشانگر متصل شده است. پس وقتی که بازوی y می چرخد، باند برنزی استوانه را حرکت خواهد داد و از اینرو عقربه را نسبت به درجه ثابت می چرخاند. به علت شعاع استوانه حرکت کننده و عقربه، بزرگنمایی بیشتری توسط R/r تولید خواهد شد بزرگنمایی کلی وسیله بصورت ذیل خواهد بود:

در وسایل مکانیکی با بزرگنمایی زیاد، عقربه تمایلی دارد که قبل از برگشت و آمدن به حالت اولیه نوسان کند، که بدان معنی است که برخی اشکال مهار کننده دستگاه می بایستی بکار گرفته شود. با تطبیق گر سیگما این با افت جریان چرخش بدست می آید بطوریکه در تصویر ( a ) 301 نشانه داده شده است. یک دیسک نازک آلومینیومی به استوانه دوار متصل می شود که مجاورت نزدیک با یک مگنت ( آهنربای ) دائمی است. به این ترتیب میدان مغناطیسی آهنربا از بین خواهد رفت که بوسیله آن القاء یک جریان چرخش دیسک در اطراف میدان مغناطیسی دیگری را تولید خواهد کرد. این میدان، در تقابل با میدان مغناطیسی دائمی عمل خواهد کرد و از این رو سبب آمدن سریع عقربه به حالت اولیه خواهد شد.

تطبیق گر با تسمه پیچشی
مکانیزم عمل این تطبیق گر در تصوی ۳۰۲ نشان داده شده است.
این تطبیق گر اساساً از یک تسمه فنری نازک تشکیل می شود که مجموعه ای از
پیچش ها در امتدادش ( در طولش ) داده شده است و به عقربه فیکس می شود. اگر این تسمه پیچیده شده تحت فشار قرار گیرد و بنابراین طویل می شود، اثر خالص این است که عقربه حول محور تسمه خواهد چرخید. وقتی که فشار آزاد می شود، عقربه وضعیت اولیه اش برخواهد گشت.
فشار توسط یک بست به تسمه اعمال می شود و با حرکت عمودی پیستون مرکزی، اهرم دستی انجام می شود. این پیستون، که همچنین دارای سوزن اندازه گیری کننده است، از طریق دو دیافراگم فلزی نازک به سبکی مشابه تطبیق گر سیگمات عمل می کند.

خواننده بدون شک به تسمه پیچش دار و تطبیق گر سیگما توجه خواهد کرد استفاده وسیعی از دستگاه های خم کننده فلزی مثل لولا و دیافراگمهای فلزی و غیره شده است. این دستگاه ها غالباً در مکانیزمهای اندازه گیری دقیق استفاده می شوند. جاییکه یک حرکت کوچک کنترل شده نیاز شده است، نظر به اینکه آنها فواید ذیل را اعطا می کنند:
( a ) عدم سایش یا پوشش
( b ) آسانی تولید
( c ) عدم بستگی به صحت بعدی زیاد

تطبیق گر الکترونیک
اصول این تطبیق گر، تبدیل جایه جائی خطی سوزن اندازه گیری کننده به یک ( برون ده ) الکتریک است.
انواع مختلف مدار برای این تطبیق گر استفاده شده است ولی شاید شایع ترین نوع آن است که بر اساس شبکه پل سنگ گندمی است. این مدار ( تصویر ۳۰۳ ) اساساً شامل دو مجموعه مقاومت است. R1 و R2 که بطور موازی با مجموعه مقاومت های R3 و R4 متصل شده اند.
با مراجعه به تصویر ۳۰۳، جریان از منبع در قسمت A جریان یابنده از R1 و R¬۲ برای ترکیب مجدد و تشکیل جریان برگشتی به هم می رسند. بسته به مقادیری ویژه ایی مقاومت ها، در جایی بین، B و A دو نقطه خواهد بود افت پتانسیل در هر دو شاخه مشابه خواهد بود. این دو نقطه بوسیله CD نمایش داده شده اند. اگر یک گالوانومتری به این نقاط وصل گردند، سپس جریانی آشکار نخواهد شد و تحت این شر ایط گفته می شود که مدار در بالانس است که بوسیله آن حالت ذیل وجود خواهد داشت.

اگر یکی از این مقاومت ها اکنون تغییر داده شود، سپس این تعادل به هم خواهد خورد و جریانی از طریق CD جریان خواهد یافت که بوسیله گالوانومتر آشکار خواهد شد. با قرار دادن مقاومت های متغیر در تشکیل قسمتی از مکانیزم اصلی اندازه گیری، گالوانومتر ممکن است برای خواندن واحدهای خطی کالیبره گردد.
مدار پلی توصیف شده تا کنون، تنها برای منبع های d.c مناسب است. در حقیقت بیشتر تطبیق گر الکتریکی از منابع a.c عمل می کنند و اگر چه اصول عملکرد مشابه جریان مستقیم است، اصلاحات خاصی برای مدار لازم خواهد بود. اختلاف عمده این است که مقاومت ها بوسیله القاء گرها جایگزین می شوند، که دو تای آنها در سر اندازه گیری کننده داخل می گردند. وقتی سوزن اندازه گیری کننده بطور عمودی حرکت می کند، یک آرمیچر آهنی بین القاء گر L1 و L2 حرکت خواهد کرد، بنابراین سبب می شود که مدار از بالانس خارج شود. این تغییر جریان ایجاد شده توسط این عدم تعادل توسط یک کنتور (سنجش گر) کالیبره شده برای خواندن بصورت واحدهای خطی، آشکار خواهد شد.

یک مدار ساده گشته برای استفاده همراه با تغییر جریان در تصویر ۳۰۴ ارائه شده است. تطبیق گر الکتریکی بی نهایت (بسیار زیاد) حساس هستند و قادر به بزرگنمایی زیاد حداکثر تا ۳۰۰۰۰۰* هستند.

تطبیق گر نوری
اصول عملکرد یک وسیله معمولی در تصویر ۳۰۵ روشن شده است.
در عمل یک خط داده ای نورانی به یک صفحه مدرج از طریق یک آینه مورب کوچک، زمانیکه سوزن اندازه گیری کننده بطور عمودی حرکت می کند، اهرم که متصل شده است، این آینه را کج می کند و به این ترتیب باعث می شود تصویر انعکاسی داده نسبت به صفحه حرکت کند. بزرگنمائی این وسیله ممکن است در دو مرحله در نظر گرفته شود.
مرحله اول ۱st: بزرگنمائی بعلت اهرم
مرحله دوم ۲nd: بزرگنمائی نوری
بنابراین بزرگنمائی کلی

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 19700 تومان در 116 صفحه
197,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد