بخشی از مقاله
چکیده
ماهیچه در ریخته گری وظیفه شکل دادن سوراخ ها و حفرات را بر عهده دارد. ماهیچه باید دارای سه ویژگی مهم باشد؛ استحکام سرد مناسب، فروپاشی مناسب در مراحل انتهایی انجماد و حداقل تولید گاز. استحکام سرد ضامن شکل گیری درست حفرات طراحی شده در مراحل اول انجماد است. مذاب در مراحل انجماد و سرد شدن پس از انجماد در حال انقباض است و درصورتی که فروپاشی ماهیچه مناسب نباشد باعث عیوبی مانند پارگی گرم،تنش پسماند،تغییر شکل حفره، ماسه سوزی و... می گردد.
علاوه بر این دمش ماهیچه که در اثر تبخیر چسب در حین انجماد به وجود می آید می تواند منجر به عیوبی مانند پفکی شدن و پوسته پوسته شدن قطعه گردد. با توجه به کاربرد گسترده ماهیچه در صنایع ریخته گری هدف تحقیق حاضر بدست آوردن ترکیب مناسبی از ماسه ، چسب و خورد کننده می باشد که علاوه بر دارا بودن سه ویژگی فوق از نظر اقتصادی نیز مطلوب باشد.
برای نیل به این مقصد چندین مخلوط ماسه و چسب به همراه خورد کننده های صنعتی تهیه شد. نمونه بر اساس استاندارد AFS و با استفاده از دستگاه استحکام سنج مکانیکی ماسه در حالت سرد و پس از پخت مورد آزمون قرار گرفتند. نتایج بدست آمده نشان می دهد که افزودن دو درصد گرافیت روغنی به مخلوط ماسه بالاترین میزان استحکام را بدست می دهد. همچنین برای مواردی که نیاز به فروپاشی بهتر ماهیچه می باشد، مخلوط ماسه حاوی دو درصد پودر ذغال پیشنهاد می گردد.
.1 مقدمه
در فرایند ریخته گری ماسه ای پس از ریختن ذوب در درون قالب، ذوب همواره شروع به انقباض کرده و پس از انقباض حجمی ناشی از انجماد، به انقباض خطی تا دمای محی ادامه می دهد. اگر در حین انجماد ویا پس از انجماد، استحکام بالای قالب و ماسه از انقباض ممانعت کند، موجب تنش و ایجاد تغییر شکل ودر نتیجه تشکیل ترک گرم در قطعه ریختگی می گردد.
لذا میزان استحکام گرم و یا فروپاشی ماسه قالب پس از ریخته گری از عوامل مهم در تولید قطعات سالم می باشد. همچنین فروپاشی بیشتر ماسه پس از ریخته گری باعث سرعت بخشیدن در تولید و صرفه جویی در انرژی خواهد شد. فرو پاشی مناسب ماسه باعث جلوگیری از عیوب سطحی مانند ماسه سوزی نیز میشود که این موضوع مصرف ماسه های گران قیمت با دیرگدازی بالاتر مانند ماسه کرومیت را کاهش میدهد.
همچنین استفاده از ماده خرد کننده پودر زغال و یا گراف یت در ماسه ایجاد اتمسفر احیاء کننده درفضای قالب می کند که این از واکنش ذوب با ماسه قالب جلوگیری می کند وبه دنبال آن عیوب کمتری تشکیل خواهد شد باتو جه به اهمیت موضوع مورد اشاره، هدف از این پژوهش شناسایی ترکیبی بهینه از مخلوط ماسه جهت حصول استحکام سرد واستحکام گرم مطلوب بوده است. همچنین ترکیب ماسه می بایست به گونه ای باشد که میزان گاز تولید شده در آن در حد قابل قبول قرار داده باشد.
.2 مواد و روش پژوهش
طبق استاندارد AFS، برای تعیین قابلیت فروپاشی ماسه، از ماسه مورد نظر ماهیچه با ابعاد معین تهیه و در قالب جایگذاری گردید. پس از ریخته گری، با اعمال ضربه با انرژی یکسان، ماهیچه تخلیه و از روی تعداد ضربات وارده، قابلیت فروپاشی مخلوط ماسه تعیین گردید. تعداد ضربات کمتر نشان دهنده فروپاشی بهتر است .>3@ باتوجه به عدم دسترسی به چنین دستگاهی، جهت اندازه گیری استحکام فشاری ماسه، از دستگاه تست خواص مکانیکی ماسه موجود در شرکت صنایع ریخته گری اصفهان استفاده گردید. استحکام فشاری نمونه های ماسه ای به شکل استوانه ای به قطر و ارتفاع 2 اینچ در دوحالت مختلف اندازه گیری شد.
· حالت اول: بلافاصله پس از آماده سازی نمونه که " استحکام سرد" نامیده میشود.
· حالت دوم: بعد از گذشت 24 ساعت نمونه درون کوره قرارداده شده ودر دمای 550 درجه سانتیگراد به مدت
ساعت نگهداری و در کوره سرد شد که "استحکام گرم" نامیده میشود.
همچنین نمونه های آماده شده جهت تست استحکام گرم قبل و بعد از قرارگیری درکوره وزن کشی شد تا میزان گاز خروجی از هر نمونه مشخص شود. این اختلاف وزن به عنوان گاز تولید شده از هر نمونه ماسه منظور می گردد.
ترکیب مخلوط نمونههای ماسهای در جدول 1 آورده شده است. در همه مخلوطهای ماسه مقدار 0/5 درصد آب اضافه شده است. از هر ترکیب حداقل 8 نمونه جهت تست فشار مطابق استاندار AFS ساخته شد که 4 عدد از نمونهها جهت تست استحکام سرد و 4 عدد جهت تست استحکام گرم مورد استفاده قرار گرفت.
جدول -1 ترکیب مخلوط ماسه مورد استفاده در پژوهش حاضر - درصد وزنی - .
لازم به توضیح برای کلیه نمونه زمان مخلوط کردن گرفته شده است.
3 نتایج و بحث
نتایج بدست آمده از آزمون فشار بر روی نمونه های حالت اول - قبل از حرارت دهی در کوره - در جدول 2 آورده شده است. ملاحظه می شودکه پایین ترین استحکام سرد برای ماسه G - پودر غلات 2/5 درصد - و بالاترین استحکام سرد برای ماسه C - گرافیت روغنی 2 درصد - بدست آمده است.
