دانلود مقاله کارخانه ریخته گری آلومینیوم

بخشی از مقاله

هدف اين بخش توليد سيلندر و سر سيلندر و پوسته كلاج پژو مي باشد. در اين قسمت ريخته گري سيلندر از نوع تحت فشار كه از دستگاه High Pressure با قدرت
2500 HP كه يك دستگاه ژاپني است استفاده مي شود و پوسته كلاج و سرسيلندر با دو دستگاه Low Pressure با قدرت 1600 HP كه دستگاه ايتاليايي است توليد مي شود البته قبلاً در اين واحد دستگاه ريژه ريزي نيز موجود بود كه با توجه به طرح انتقال بخش ريخته گري به شهرستان ابهر اين دستگاه جمع آوري و به ابهر منتقل شد.

در قسمت توليد ذوب از 5 كوره استفاده مي شود كه اين كوره ها شعله اي بوده و دماي حداكثر آنها در حدود مي باشد. سه كوره آن براي تامين ذوب قسمت سيلندر با ظرفيت سه تن و سرعت توليد يك تن در ساعت بكار مي رود دماي ذوب هنگامي كه درون با قبل ريخته مي شود حدود 750- 730 درجه سانتگراد مي باشد كه توسط ليفتراك به قسمت ريخته گري سيلندر حمل مي شوند. درجه حرارت مذاب هنگام تحويل در قيمت ريخته گري سيلندر به مي رسد كه در كوره نگهدارنده، موجود مي باشد و دو كوره ديگر هر كدام با ظرفيت ذوب 500 كيلوگرم و سرعت توليد 150 كيلوگرم در ساعت موجود مي باشند و براي قسمت سر سيلندر بكار مي روند.

در مورد گاز زدايي در اين كوره ها بايد گفت با توجه به ويژگي فلز آلومينيوم و اينكه گازها كمتر از حالت انحلال خارج مي شوند در قسمت سيلندر نيازي به گاز زدايي نمي باشد اما براي سر سيلندر از گاز آرگون كه توسط دستگاهي به كوره متصل است استفاده مي شود. مهمترين مشخصات گاز زدايي مذاب سر سيلندر عبارتند از :
سرعت دوران دهنده گاز 400-450 RPM
زمان گاز زدايي 15-12 دقيقه
درجه حرارت شروع گاز زدايي
نوع گاز مصرفي : آرگون
فشار گاز ورودي : 5/2 اتمسفر
درصد خلوص گاز مصرفي 99/99%
در حدود چهار دقيقه پاياني گاز زدايي مواد :
AL:Sr10%
AL:Mg50%
به منظور اصلاح ساختار و جوانه زني و آلياژ سازي در چهار دقيقه پاياني
AL-Sr10% و AL-Mg50% افزوده و دوباره گاز زدايي مي كنيم همچنين از فلاكس Coveral11 كه يكي تركيب فلوئوريدي مي باشد استفاده مي كنيم.

توليد سيلندر با دستگاه HP
از دستگاه HighPressure به منظور توليد سيلندر پژو استفاده مي شود اين دستگاه 180 تن وزن دارد و نيروي قفل شدن قالب ها 2500 تن و نيرويي كه عملShout را انجام مي دهد 850 ( ) مي باشد. كوره نگهدارنده آن 2500 كيلوگرم وزن دارد و دماي ذوب حدود 720 درجه سانتيگراد مي باشد.
دستگاه از دو قسمت تشكيل شده است.
1) فك ثابت:
2) فك متحرك كه امكان قفل شدن قالب ها و شات كردن مذاب را مي دهد. زمان كل توليد يك قطعه سه دقيقه مي باشد و براي سيستم شات از سيستم هيدروليك و گاز ازت استفاده مي شود.

براي تهيه سيلندر از مذاب آلياژ AS9U3 استفاده مي شود برخي از نكات در تهيه اين مذاب عبارتند از :
1- در صورت سرد بودن كوره عمليات پيش گرم به صورت كافي، صورت مي گيرد تا ديواره كوره سرخ شود.
2- مواد اوليه و شارژ اوليه بصورت 50%شمش و 50%برگشتي سالن مي باشد.
3-پس از ذوب كامل شارژ، دماي مذاب به حدود مي رسد.
4- فلاكس Coverall11 به نسبت 500gr به ازاء 100 كيلوگرم مذاب روي سطح مذاب ريخته و پس از هم زدن در سطح مذاب عمل سرباره گيري صورت مي گيرد.
5- دماي مذاب هنگام آلياژ سازي مي باشد.
6- مذاب با تركيب شيميايي و درجه حرارت حدود داخل پاتيل پيش گرم و تخليه مي شود. مذاب با ابزار دستي به هم زده مي شود. در حين تخليه مذاب در پاتيل AL -50Mg% به مذاب افزوده مي شود.
7- مقداري فلاكس بر سطح مذاب داخل پاتيل ريخته و در سطح هم زده و سرباره گيري مي شود.
8- ابزار مورد استفاده در واحد ذوب بايد پيش گرم و پوشش داده شود.
9- دماي ذوب نبايد از بالاتر رود.
10- روزي يك مرتبه ديواره كوره ذوب و پاتيل با ماده Coverall 88 تميز مي شود.
تركيب شيميايي مذاب:
Si Fe Cu Mg Ti Zn Ni Pb Sn Fe+Mn
Min 25/8 6/0 8/2 __ 2/0 __ __ __ __ __
Man 75/9 9/0 7/3 2/0 35/0 1 5/0 2/0 2/0 1/1

در مورد دستگاه HP بايد گفت داراي سيستم خنك كننده از دو نوع زير است
1- مدارهاي داخلي سيستم
2-اسپري ماده خنك كننده كه شامل آب و ماده روان ساز است.
فرآيند ريخته گري سر سيلندر پژو
براي توليد سر سيلندر از دستگاه Low Pressure استفاده مي شود كه اساس كار آن همانند دستگاه HP ولي با فشار كمتري مي باشد. در هر بار ملاقه اي از جنس چدن با پوشش مخصوص داخل كوره نگهدارنده رفته و مذاب را داخل لوله مسير انتقال مذاب هدايت مي كند در زير لوله مشعل وجود دارد تا از سرد شدن مذاب جلوگيري كند و توسط فك ها و با فشار مذاب به درون قالب هاي با سطح جدايش عمودي تزريق مي شود و بعد از چند ثانيه پس از انجماد قطعه را از قالب بيرون مي آورند و راهگاه و سيستم راهگاهي را از مجموعه جدا مي كنند پس از هر بار ذوب ريزي و خروج قطعه از قالب سطح قالب با مخلوطي آب و ماده اضافي شسته و تميز مي شود سپس با فشار هوا سطح قالب خشك و تميز و آماده ذوب ريزي بعدي مي شود .

براي توليد سر سيلندر از آلياژ آلومينيوم AS5U36 استفاده مي شود.
برخي از ويژگيهاي مذاب مورد استفاده در خط توليد سر سيلندر عبارتند از :
1- درجه حرارت مذاب تحويله به كوره نگهدارنده LP :
2- تركيب شيميايي مذاب داخل كوره ذوب
Si Fe Cn Ti Mn Zn Ni Pb Sn
5-6/2 0/2-0/6 3-3/8 0/2
Man 0/2-0/3 0/3
Man 0/2
Man 0/1
Man 0.05 Man

3- چگالي مذاب داخل كوره نگهدارنده:
4- تركيب شيميايي مذاب در كوره نگهدارنده Fe:(0/2-0/6)
Sr:(0/008-0/014) Mg: (0/3-0/45)
5- درجه حرارت مذاب هنگام تخليه در داخل پاتيل :
6- پاتيل بايد تميز و پيشگرم باشد.
7- دبي گاز آرگون هنگام گاز زدايي داخل Holder :
8- در صورتيكه دانستيه مذاب درون Holder بين 62/2-58/2 باشد گاز زدايي توسط گاز آرگون و با استفاده از لنس گرافيتي به مدت 30 دقيقه صورت مي گيرد اگر دانستيه كمتر از 58/2 بود گاز زدايي توسط گاز آرگون و با استفاده از لنس گرافيتي به مدت 45 دقيقه صورت مي گيرد. همچنين بايد دقت شود هنگام گاز زدايي از پاشش مذاب به اطراف جلوگيري شود.
در مورد تميز كاري و پوشش قالب بايد گفت: كه پوشش‌دهي قالب به صورت كلي هفته اي يكبار صورت مي گيرد. قالب را ابتدا بايد توسط شوت ماسه تميز و آماده پوشش دادن كرد دماي پوشش دهي قالب 170 تا است.
محل پوشش دادن نوع پوشش ابزار پوشش

راهگاه DyCote 140 ESS اسپري
در تمامي سطوح DyCote 140ESS اسپري
محل پره‌ها DyCote 11 اسپري
سطوح جدايش و لغزنده بر روي همديگر DyCote11 اسپري

ماهيچه گذاري و تست كيفيت
در قطعات سيلندر كه بوسيله دستگاه HP توليد مي‌شوند ماهيچه‌ها فلزي و دائمي هستند كه در فك‌هاي كناري قالب موجود مي‌باشند اما در مورد سر سيلندر ماهيچه‌ها عمدتاً از نوع ماسه‌اي رزيني مي‌باشند كه به دو روش Cold Box و Hot Box توليد مي‌‌شوند كه در مورد توليد ماهيچه، اين دو روش در بخش چدن توضيح داده خواهد شد. لازم به تذكر است پس از ساخت ماهيچه پختن نهايي ماهيچه ضرورت دارد كه به اين منظور ماهيچه‌ها را در كوره قرار مي‌دهيم درجه حرارت كوره پخت مي‌باشد و زمان پخت آنها دقيقه مي‌باشد.

در صورت نگهداشتن ماهيچه بيشتر از يك هفته، ماهيچه‌ها بايستي مجدداً پخته شوند و همچنين از چيدن ماهيچه‌ها بر روي هم بايد خودداري شود از نكات قابل توجه در مورد محصولات اين مي‌باشد كه محصولات را يكبار توسط كارگر و توسط چشم اندازه‌گيري ابعادي و يا فيكسچرينگ مي‌كنند و بعضي از نمونه‌ها را به طور انتخابي در دستگاه CMM كه بصورت كامپيوتري و سه بعدي اندازه و ابعاد قطعه را آناليز مي‌كند بررسي شده و در صورت نقص دستور توقف خط توليد و بررسي ور فع عيب مي‌شود سپس قطعات را براي تست واتر تست به قسمت مخصوص برده و با عبور هواي فشرده هر گاه حبابي خارج شود نشانگر آنست كه قطعه توليدي داراي نقص و نشستي مي‌باشد سپس قطعات نشستي دار را به قسمت نشستي گيري مي‌برند به طوريكه قطعات كه در سبد خاصي چيده شده‌اند را كاملاً تميز و خشك مي‌كنند و آن را محفظه خلاء كه در آن رزين و كاتاليست موجود مي‌باشد انتقال مي‌دهند.

درجه حرارت رزين موجود در محفظه خلاء بين 18تا 25 درجه سانتيگراد است اين فرآيند 10 دقيقه طول مي‌كشد قطعات تحت فشار 10Mbar قرار مي‌گيرند سبد را ازا محفظه در آورده و چند دقيقه صبر مي‌كنيم تا محلول اضافي بين قطعات به داخل محفظه خلاء بريزد سپس سبد را به طرف محفظه Cold Wash برده و درب محفظه را باز و سبد را درون آن قرار مي‌دهيم با عبور آب سرد رزين اضافه جذب مي‌شود سپس سبد را خارج و آن را در محفظه Hot Cure قرار مي‌دهيم و به مدت 10 دقيقه صبر مي‌كنيم در اين محفظه با اعمال حرارت سبب پخت رزين و قرارگيري آن در نقاط نشستي و نشستي گيري قطعه مي‌شويم. سپس درباره قطعات را واتر تست مي‌كنيم اگر قطعات دوباره نشستي داشت جزو ضايعات محسوب مي‌شود سپس قطعات سالم را براي پليسه گيري به دستگاه مخصوص هدايت مي‌كنيم سپس توسط دستگاه Shot Blast ساچمه‌هاي ريز را با سرعت به قطعات برخورد داده و سبب تميز شدن سطح قطعه مي‌شويم سپس محل‌هايي را كه لازم است سوراخكاري شود در دستگاه تراش خودكار قرار مي‌دهيم و در مرحله بعدي زواية و ناصافي‌ها را برطرف و قطعه آماده تحويل مي‌باشد.

مهمترين عيوبي كه در قطعات سيلندر وجود دارند عبارتند از :
1) عيوب غير قابل اصلاح ماند سرد جوش ، تخلخل، ترك خوردگي و كندگي و …
2) عيوب قابل تعمير و اصلاح مانند شكستگي بين قالب، رنگ، پوشش و تميزكاري و…
بيشترين عاملي كه سبب مي‌شود سيلندر رد شود سردجوشي و شكستگي مي‌باشد عيوبي كه در سر سيلندر وجود دارند هماند سيلندر مي‌باشند و چون از ماهيچه نيز استفاده مي‌شود عيوبي از جمله جابجايي ماهيچه، ماسه ريزي، شكستگي ماهيچه و خارج شدن ماهيچه از قالب پديد مي‌آيد.
عيوب داخلي مانند فك‌هاي داخلي قطعات سر سيلندر را با استفاده از پرتونگاري با اشعه X-Ray بررسي مي‌كنند و قطعات را سالم يا رد مي‌كنند و قطعاتي كه رد مي‌شوند براي ذوب مجدد به قسمت ذوب بازمي‌گردند. در اين قسمت از دستگاه X-Ray براي شناسايي حفره‌هايي كه به بيرون راه ندارند و از طريق واتر تست قابل شناسايي نيستند استفاده مي‌شود. دستگاه CMM نيز براي تهيه نقشه قطعات پيچيده از طريق مختصات‌يابي به كار مي‌رود. براي جدا كردن ماسه‌ها از طريق دستگاه Shaker استفاده مي‌شود و براي تميزي سطوح از دستگاه Shot Blast استفاده مي‌شود.

در مورد دايكاست يا ريخته‌گري تحت فشار در قالب‌هاي دائمي مي‌توان گفت: كه فرآيندي است كه در آن فلز مذاب تحت فشار بالا به داخل يك محفظه فلزي مرسوم به قالب رانده مي‌شود. از آنجايي كه در اين فرآيند فلز مذاب تحت فشار منجمد مي‌شود.
لذا قطعه ريختگي بعد از انجماد از لحاظ شكل و هم از لحاظ جنبه صافي سطح كاملاً شكل محفظه قالب را كسب مي‌كند.
لذا وظيفه‌اين ماشين ريخته‌گري عبارتست از ثابت نگه داشتن دو تكه قالب در هنگام تزريق مذاب، باز و بسته كردن قالب، تزريق مذاب با فشار بالا به داخل حفره قالب و نهايتاً بيرون اندازي قطعه از قالب در نوع اول ماشين‌هاي تحت فشار از سيستم هواي فشرده استفاده مي‌شود كه به آن Low Pressure Die Casting گويند و در نوع دوم از يك سيلندر و پيستون با فشار بالا براي راندن مذاب بدرون قالب استفاده مي‌شود كه به آن High Pressure Die Casting گويند اين روشها داراي مزيت‌هايي از جمله امكان ايجاد اشكال پيچيده و امكان توليد مقاطع نازك و نرخ توليد بالا و امكان ايجاد مقاطع ظريف در قطعه مي‌باشند.

كارخانه ريخته‌گري چون شركت ايران خودرو
عمده قطعات توليدي در اين بخش سيلندر و سر سيلندر پيكان، قطعات Valeo ( مخصوص ماشين‌آلات سنگين)، پنجره اجاق گاز مي‌باشد كارخانه ايران خودرو قطعات سيلندر و سر سيلندر را با تركيب آلياژي زير توليد مي‌كند.
نام قطعه: سيلندر شماره فني قطعه: 71981526
آناليز شيميايي:
P% S% Mn% Si% C%
Max 0/6 11/0-8/0 6/0-45/0 10/2-9/1 35/3-15/3
ساختار چدن : گرافيت A با بيش از 95% پرليت
سختي قطعه: HB 235-197

اطلاعاتي در مورد چدن خاكستري
به علت آنكه در ريخته گري سيلندر وسر سيلندر پيكان از چدن خاكستري استفاده مي‌شود مختصري درباره خواص و ساختار آن بيان مي‌كنيم. چدن خاكستري آلياژي كه برمبناي سيستم آهن ـ كربن همراه با عناصري شامل سيليس، منگنز، گوگرد وفسفر مي‌باشد.
ساختار گرافيت در چدن ممكن است در اثر تغييرات ذوب، جوانه زني‌، سرعت انجماد و تأثير بعضي از عناصر تغيير زيادي پيدا مي‌كند.
مقطع اين چدن‌ها، خاكستري يا سياه مي‌باشد به همين دليل چدن خاكستري ناميده، مي‌شود. عناصري كه موجب تشكيل پرليت مي‌گردد شامل قلع و مس و نيكل است كه براي چدن پرليتي مفيد است.

مشخصات مواد قالب‌گيري موقت
1) استحكام قالب و مواد خوب باشد.
2) قابليت خروج گاز بالا.
3)پس از ريخته‌گري قابليت تخريب داشته باشد.
نحوه تهيه ماسه قالبگيري
اجزاء تشكيل دهنده مخلوط ماسه قالب‌گيري شامل ماسه و چسب در رطوبت‌گرد زغال و ساير موارد مي‌باشد.
چسب ماسه ريخته‌گري معمولاً بنتونيت مي‌باشدكه يك چسب معدني است و بين %7-5 به ماسه افزوده و باعث خودگيري آن مي‌شود.
رطوبت مورد نياز براي ماسه حدود %(5/3-3 ) مي‌باشد و همچنين به منظور افزايش نفوذ پذيري ماسه % (5/2 – 5/1 ) گرد زغال به آن افزود مي‌شود.
ماسه مورد استفاده در كارخانه ماسه سيليسي مي‌باشد.

واحد قالب‌گيري
خطوط قالب‌گيري چدن شامل دو بخش مجزا مي‌باشد.
الف) خط BMM : ماسه اين خط مخلوطي از ماسه سيليس و بيتونيت و پودر زغال و ب مي‌باشد. درجه‌هاي خالي در قسمت Shake out به روي ريل غلتك منتقل مي‌شود و بر روي ريل‌ها حركت مي‌كند تا در كنار ماشين قالب‌گيري ضربه‌اي ـ فشاري قرار گيرد درجه‌ها توسط بالابر اتوماتيك از ريل به روي ميز كار و دستگاه قرار مي‌گيرد و با كشيدن اهرم ماسه بر روي درجه‌ها ريخته و آن را پر مي‌كند سپس با اعمال ضربه‌هاي پياپي و سپس اعمال فشار مخلوط قالب‌گيري شكل مدل را به خود مي‌گيرد و داراي استحكام كافي مي‌شود لازم به تذكر است در مورد Cope راهگاه و تغذيه و سوراخهاي هوا رعايت مي‌شود.

سپس ماهيچه‌هاي توليد شده بوسيله دستگاه در داخل قالب ( درجه زيري ) قرار مي‌دهند و يك فيلتر سراميكي در جلوي راهگاه قرار مي‌دهند تا هم از شدت سياليست مذاب كم كند و هم جلوي ذرات ناخالص را بگيرد سپس درجه‌هاي بالايي و پائين را بر روي هم قرار داده و به علت اينكه چدن داراي فشار فرو استاتيك مي‌باشد و ممكن است در حين ذوب ريزي درجه‌ها جابه‌جا شوند يك وزنه H شكل به وزن 250kg بر روي درجه قرار مي‌دهند سپس مذاب توسط كارگر از پاتيل به داخل قالب ريخته مي‌شود.

ب) خط قالب‌گيري واگز: خط واگز تمام اتوماتيك است و توسط يك شركت آلماني با همين نام ايجاد شده است. تمامي مراحل قالب‌گيري و خروج قطعه از قالب و ذوب‌ريزي بوسيله دستگاههاي اتوماتيك صورت مي‌گيرد. كه تمامي مراحل توسط اپراتور و در اتاق كنترل، تحت نظر قرار مي‌گيرد.

ذوب قسمت واگز توسط دو كوره 2 تني كه هر دوي آنها القائي مي‌باشند تأمين مي‌شود. شارژ كوره همان قراضه‌هاي راهگاه و تغذيه‌هاي قبلي هستند و بقيه آن ورقهاي قسمت پرس كه بصورت مكعب پرس شده‌اند هست. دماي مذاب توسط المنت‌هاي حرارتي كه روي‌ آن فيلتر سراميكي قرار مي‌گيرد اندازه‌گيري مي‌شود. سپس ذوب از داخل كوره به داخل بوته ريخته شده توسط جرثقيل به كوره نگهدارنده حمل مي‌شود سپس عمليات سرباره‌گيري انجام مي‌شود مذاب از كوره نگهدارنده به صورت اتوماتيك وارد قالب مي‌شود. در بالاي راهگاه قالب، هنگامي كه ذوب ريخته مي‌شود لوله‌اي قرار دارد كه جوانه زا را كه شامل ذرات ريز و پودري سيليس مي‌باشد به مذاب اضافه مي‌كنيم. مدل در قالب‌گيري روي صفحه دايره‌اي قرار مي‌گيرد و قالب‌گيري مي‌شود و ماهيچه بر روي درجه قرار مي‌گيرد و بصورت اتوماتيك دستگاه درجه‌ها را برروي هم قرار مي‌دهد.