بخشی از مقاله
موضوع : گزارش کار – کار آموزی تابستان : 87-86
من دورة کار آموزی خود را که به مدت 288 ساعت بود و به مدت دو ماه طول کشید را در کارگاه ریخته گری جهاد دانشگاهی مشهد واقع در دانشگاه فردوسی گذراندم.
این کارگاه صنعتی تولید قطعات کارخانة کمباین سازی اراک را برعهده داشت.
این کارگاه از قسمتهای مختلفی از قبیل : کارگاه ریخته گری، کارگاه مدل سازی، کارگاه تراش کاری، کارگاه جوش، آزمایشگاه مصالح قالبیگری، آزمایشگاه متالوگرافی و آزمایشگاه کنترل کیفیت و انبار قطعات تشکیل شده بود. این کارگاه دارای 20 نفر پرسنل بود که در قسمتهای مختلف کارگاه مشغول به کار بودند.
- اهم فعالیت هایی که ما در کارگاه انجام می دادیم به شرح زیر است :
- شارژ کوره : ابتدا کوره را روشن کرده و به مدت 20 دقیقه کار می کند تا پیش گرم شود سپس kgr 120 چدن به صورت ترکیبی از قراضه و شمش به آن اضافه می شود.
- پرس قطعات : دو قطعه توسط پرس به هم متصل می شوند به طوریکه پس از قرار دادن قطعات زیر دستگاه پرس هرگاه نیرو به kn 700 رسید، قطعات پرس می شوند.
- ریختن مذاب از کوره به پاتیل : ابتدا قبل از اینکه مذاب آماده شود، پاتیل را به مدت min 15 پیش گرم کرده، سپس دریچة کوره را که قبلاً با ماسه بسته شده بود باز کرده، کوره چرخیده و مذاب به پاتیل منتقل می شود.
- اضافه کردن سلاکس به منظور خالص سازی مذاب و آخال گیری : ابتدا سلاکس را به داخل پاتیل ریخته، به مدت چند ثانیه مذاب هم خورده و سرباره خارج می شود.
- سپس مذاب آمادة ریختن در داخل قالبها می باشد، باید توجه داشت که مذاب باید به آرامی در داخل قالب ریخته شود.
- قبل از ریختن مذاب در داخل قالب به دلیل اینکه چدن نیروی زیادی را به درجة بالایی وارد می کند، روی قالبها شمش چدن قرار داده تا از بلند شدن قالب جلوگیری شود.
- عملیات حرارتی قطعات دیسکی شکل : ابتدا منطقه ای از قطعه که تحت فشار زیاد در کار قرار دارد توسط شعله تا دمای (700 – 600) گرم شده و سپس با آب سریع سرد می شود.
- جدا کردن لاتون ها از یکدیگر : لاتون ورقه های مسی بسیار نازکی هستند که بین دو دیسک قرار گرفته و پس از پرس قطعات باعث جوش و متصل شدن دو قطعه می شود.
- یکی از قطعاتی که جزو اصلی ترین قطعات تولیدی در کارگاه بود، بدنة اصلی نام داشت که پس از اینکه تراشکاری، رنگ کاری و بقیة کارهای قطعة بدنه اصلی تمام شد باید برای آن بوش گذاشت.
- به نحویکه ابتدا یک بوش توسط گیج کوبیده شده و یک بوش دیگر را توسط گیچ دیگر می کوبند.
- رنگ کاری قطعات بشقابی : پس از عملیات تراشکاری و سنگ زنی توسط پمپ رنگ قطعات رنگ کاری می شوند.
- قطعة بدنة اصلی شامل چند سوراخ می باشد که این سوراخ ها توسط ماهیچه هایی به وجود می آیند که این ماهیچه ها از جنس ماسة co2 می باشد.
- پرسنل کارگاه عبارتند از :
1- مدیریت مجموعه : جناب مهندس صادقی
2- مدیریت کارگاه : جناب آقای مدرس
مقدمه
بنا به تعریف ریخته گری عبارتست از هر نوع تغییر شکلی در فلزات و آلیاژها از طریق ذوب فلز (آلیاژ) و ریختن آن در محفظه ای به نام قالب. از تعریف فوق استنباط می شود که شکل دادن فلزات از طریق اکستروژن و یا Metallurgy Poeder را نمی توان ریخته گری دانست.
از طرف دیگر تعریف فوق فقط شکل مهندسی قطعه . ابعاد آن را مورد نظر قرار داده است، در حالیکه قطعات صنعتی علاوه بر شکل و اندازه باید خواص مکانیکی فیزیکی و شیمیایی معینی را در حد تغییرات مجاز داشته باشد بدیهی است خواص مذکور به ترکیب شیمیایی آلیاژ نوع ساختار و حضور ناخالصی، آخالها و عیوب درونی دیگر بستگی دارد و بنابراین تعریف ریخته گری علمی نیازمند تأکید بر چنین مشخصاتی نیز می باشد لذا :
ریخته گری عبارتست از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب فلز (آلیاژ) و ریختن آن در محفظه ای بنام قالب تاپس از انجماد و عملیات لازم بعدی، شکل، اندازه و خواص مورد نظر و خواسته را ایجاد نماید.
مزایای صنعت ریخته گری : الف : ارزش اقتصادی – با توجه به سرعت تولید و امکان تولید، فرآیندهای تمام شده اجسام ریخته گری نسبت به سایر روشهای شکل دادن کاهش یافته و از نظر اقتصادی مطلوب می گردد.
ب – امکان ساخت – اجسامیکه دارای شکلهای پیچیدة خارجی و داخلی هستند و بطرق دیگر تهیه آنها امکان ندارد فقط با طریقه ریخته گری قابل تولید می باشند.
ج- سرعت تولید
هـ - تشکیل چند قطعه متشکل ایجاد خواص مکانیکی لازم : امکان تولید قطعات بسیار سنگین
ریخته گری یکی از روش های شکل دهی قطعات بدون براده برداری می باشد. در دنیای امروز که عصر صنعت و فن آوری است، دستگاه ها و تجهیزات متنوع و پیشرفته ای برای شکل دادن قطعات فلزی ابداع گردیده است. با این وجود از آنجا که اغلب فلزات و آلیاژهای آنها قابلیت ریخته گری دارند، از این روش می توان برای تولید قطعات ساده و نیز قطعات پیچیده ای که تهیة آنها با روش های دیگر دارای هزینه زیاد است استفاده کرد و از اهیمت این صنعت که میراث کهن بشر بوده است و از آن به عنوان یک هنر و حرفه یاد می شود و هرگز کاسته نشده است.
آشنایی با کارگاه ریخته گری
کارگاه ریخته گری شامل دو قسمت قالبگیری و ذوب می باشد که در مورد هر قسمت توضیح داده می شود.
- قالبگیری :
- ابزار آلات این قسمت عبارتند از : مواد قالبگیری، انواع درجه، محل، جعبه ابزار و مخلوط کن ماسة قالبگیری، که توسط این ابزار آلات و مواد، مدل مورد نظر توسط دانشجویان قالبگیری شده و برای ذوب ریزی آماده می گردد.
- مواد قالبگیری :
- مواد قالبگیری کارگاه : ماسة سیلیسی با دانه بندی AFS60 و بنتونیت، پودر زغال و آب می باشد که برای آماده سازی و مخلوط کردن مواد فوق از دستگاه میکسر ماسة قالبگیری که ظرفیت آن kg 150 می باشد، استفاده می گردد.
نحوة مخلوط کردن و آماده سازی مواد قالبگیری به این صورت است که بعد از ریختن ماسه در میکسر به ترتیب 5% بنتونیت، 5% آب و 2% پودر زغال به آن اضافه کرده و حدود 5 دقیقه عمل مخلوط کردن را ادامه می دهند که پس از آن مخلوط ماسة قالبگیری، آمادة قالبگیری می باشد.
درجه :
درجه محفظه ای است که در آن مواد قالبگیری فشرده می شود و دارای اندازه، شکل هندسی و نیز جنس های مختلفی (چوب، آلومینیوم، چدن و فولاد) می باشند. خصوصیتی که در انواع درجه ها ثابت است جفت بودن آنها است که همگی از یک جفت نری و مادگی تشکیل شده اند . اندازه و شکل هندسی درجه ها با توجه به اندازه مدل انتخاب می شوند.
مدل : مدل شکل تقریبی قطعة مورد نظر است.
جعبة ابزار قالبگیری:
جعبه ابزار قالبگیری، شامل ابزار آلات مورد نیاز برای قالبگیری دستی می باشد که شامل کوبه دو طرفه (دستی)، الک ماسه، ابزار قاشقی، سرکج (پاشنه ای)، کیسة پودر تالک (پودر جدایش)، لولة راهگاه، خط کش فلزی و سیخ هوا می باشد.
ذوب :
قسمت ذوب کارگاه شامل کوره های ذوب و وسایل ذوب گیری می باشد.
کوره های بوته ای (زمینی) :
کوره بوته ای جهت ذوب فلزات غیر آهنی و چدن بکار می رود و نحوة کار آن به این صورت است که مواد بار را داخل بوته ریخته و بوته را توسط ابزار دو طرفه داخل محفظة کوره روی زیر بوته ای قرار می دهند، مواد سوختی (مازون، گازوئیل) را توسط فارسونگاه و هوای فشرده به صورت پودر به داخل محفظه کوره فرستاده و آن را مشتعل می کنند. شعله به دور بوته چرخیده و از قسمت فوقانی آن خارج می گردد. در اثر انتقال حرارت از جداره بوته به مواد بار، مواد بار ذوب می شود.
جدارة کوره به شکل استوانه ای است که قسمت خارجی آن ورق فولادی رول شده است که روی سه پایة فولادی قرار گرفته است. داخل ورقه فولادی آجر نسوز شاهوتی چیده می شود . جنس بوته اغلب کاربید سیلسیم (SIC) و بندرت گرافیک می باشد.
کوره های شعله ای (دوار) :
کورة شعله ای اکثراً در کشور ایران برای ذوب انواع چدن ها استفاده می شود و نحوة کار آن به این صورت است که مواد بار (شارژ) را از انتهای کوره (قسمت خروجی مواد احتراق) وارد کوره می کنند و سوراخ هایی که در قسمت شکم کوره وجود دارند را توسط ماسه قالبگیری پر می کنند. مواد سوختی که (مازوت یا گازوئیل) توسط فارسونکاه و هوای فشرده به صورت پودر از قسمت ابتدایی کوره وارد شده و آن را منتقل می کند.
شعله از ابتدای کوره وارد و بعد از تماس با مواد شارژ از قسمت انتهایی آن خارج می شود در اثر تماس مستقیم شعله با مواد بار، مواد بار ذوب می شوند. برای تخلیه ذوب از کوره یکی از سوراخ را باز و با چرخاندن کوره مواد مذاب وارد بوته می شود. جدارة خارجی بدنة کوره ورق رول شدة فولادی و جدارة داخلی آن مواد کوبیدنی نسوز (ماسة سیلسی، به علاوة چسب سیلیکات سدیم) می باشد. جدارة داخلی کوره بعد از 500 تا 600 بار ذوب گیری باید تخریب شود و مادة جدید نسوز کوبیده شود. بوته های مورد استفاده در این نوع کوره ها ورق نازک فولادی می باشد که توسط مواد نسوز داخل آن عایق بندی می شود و یکی از مزایای آن در مقایسه با کوره های بوته ای هزینه پایین تعمیر و نگهداری آن می باشد.
ابزار آلات ذوب :
ابزار آلات ذوب عبارتند از :
- پاتیل، بوته، انبر دو طرفه، کمچه، سرباره گیر، ابزار گاز زدایی، وزنه و غیره می باشد.
نکات ایمنی :
الف ) در هنگام حمل قراضه ها، قطعات ، قطعات برگشتی و غیره برای ذوب و همچنین در هنگام حمل مذاب حتماً از دستکش، کفش مخصوص، لباس کار و عینک محافظ استفاده کنید.
ب) ماسة قالگیری را قبل از استفاده الک کنید تا قطعات نوک تیزی که در هنگام قالبگیری به دست و یا بدنه قالب آسیب می رسانند، جدا شوند.
ج) درجه های خالی، جعبه ماهیچه ها و مدل را در جای مناسب قرار دهید، تا امکان سقوط و ایجاد آسیب به آنها و یا اشخاصی که در کارگاه کار می کنند وجود نداشته باشد.
د) گازی که در هنگام بار ریزی از قالب های ماسه ای متصاعد می شود، حاوی مقادیری گاز سمی بوده و خروج این گاز در اکثر موارد توام با شعله می باشد، لذا ضمن توجه به این مطلب لازم است که هوای موجود در کارگاه را با روشی مناسب تهویه کرد.
هـ) قبل از اطمینان کامل از سرد بودن قطعه ریخته شده آن را با دست لمس نکنید.
و) کلیة وسایلی که با مذاب تماس دارند، بایستی کاملاً خشک باشند، در غیر اینصورت در اثر تماس با مذاب، آب آنها به سرعت تبخیر شده و امکان پاشیدن مذاب به اطراف وایجاد سانحه وجود دارد.
ز) بی احتیاطی در مواقع پا کردن و زدودن ماسه ها از اطراف قعطة ریخته شده می تواند باعث آسیب دیدن چشم شده و نیز امراضی را تولید کند که ناشی از وجود ذرات سیلیس معلق در هوا می باشند، لذا توصیه می شود که ضمن استفاده از عینک محافظ و تهویه محیط، با پاشیدن آب و مرطوب نگه داشتن محیط کارگاه از انتشار ذرات سیلیس دار جلوگیری نمایید.
انواع قالبگیری:
یک قالب ریخته گری عبارتست از حجمی شامل مشخصات عمومی زیر :
الف) محفظه ای که قابلیت ساخت مجدد جهت تولید تعداد معینی از قطعات ریختگی با شکل و اندازه معین را داشته باشد.
ب) در طول زمان پر کردن قالب تغییر شکل ندهد و بتواند حرارت مذاب را به نحوی خارج نماید که بهترین خواص ریخته گری را شامل باشد.
ج) ساخت و استفاده از آن در بهترین شرایط اقتصادی ممکن باشد.
قالب ها یا مواد قالب را می توان به دو دستة بزرگ تقسیم نمود :
1) قالب های فلزی یا دایمی که به دفعات زیادی قابل استفاده می باشد.
2) قالب های ماسه ای یا موقت یا غیر دایمی که پس از هر بار تولید احتیاج به ساخت مجدد دارند.
- قالب های غیر دایمی (موقت) :
- قالب گیری دستی :
با وجود پدید آمدن ماشین آلات و وسایل مدرن قالبگیری هنوز هم بعضی از مدل ها را به وسیله دست قالبگیری می کنند، در کارخانجات مدرن ریخته گیری به دلایلی نظیر تعداد کم قطعه ریخته گری و یا بزرگ یا خیلی بزرگ بودن قطعات هنوز هم قالبگیری دستی به کار می رود.
توجه : در کشور ایران به علت وجود کارگاه های کوچک ریخته گری، اغلب قطعات بوسیلة قالبگیری دستی ریخته گری می شوند و فقط چندین کارخانة بزرگ ریخته گری وجود دارند که از روش های قالبگیری ماشینی استفاده می کنند.
قالبگیری با درجه :
برای قالبگیری دستی با مدل های چوبی، فلزی، پلاستیکی و نظایر آن از درجه استفاده می شود و بستگی به چگونگی سطح جدایش مدل دو تا چند درجه بکار می رود. به عنوان مثال برای قالبگیری مدل های دو پارچه از دو لنگه درجه استفاده می شود که یکی را نیم درجه زیرین و دیگری را نیم درجة رویی می گویند.
قالبگیری زمینی روبار :
ماسة الک شده را در داخل گود زمین ریخته و می کوبند و یا اینکه ماسه را به داخل گود زمین شوت می کنند، پس از انجام یکی از عملیات فوق سطح ماسه را به وسیلة تسمه (شمش) صاف و تراز سپس مدل را با فشار در داخل آن فرو برده و آن را قالبگیری می کنند.
مدل هایی که برای قالبگیری به روش روباز بکار می روند باید دارای سطح یکنواخت (سطح رویی مدل در یک خط مستقیم باشد) قالبگیری زمینی روباز یک روش بسیار قدیمی است و امروز از آن بیشتر برای ریخته گری قطعات کم ارزش نظیر قانچاق ها، آرماتورها و امثال آنها استفاده می کنند.
قالبگیری زمینی روبسته :
تفاوت آن با قالبگیری زمینی روباز بکار بردن یک لنگه درجه است و یا به عبارت دیگر در قالبگیری زمینی روبسته قالب زیری را زمین و قالب رویی را درجه تشکیل می دهد، مدل هایی که برای قالبگیری با این روش بکار می روند، اسکلتی، شابلونی و یا توخالی هستند، مدل های بزرگ اسفنجی را نیز با این روش قالبگیری می کنند، موادی که برای قالبگیری به کار می روند ماسه یا سیمان است برای فشرده کردن مواد قالبگیری از روش های شوت کردن و یا کوبیدن استفاده می شود. قالب رویی باید مجهز به سیستم راهنما باشد تا در هنگام قرار دادن قالب رویی به روی قالب زیری جابجایی رخ ندهد زیرا که جابجا قرار گرفتن قالب باعث پله دار شدن قطعه می گردد.
ماهیچه سازی :
تعریف ماهیچه : ماهیچه قسمتی از قالب است که سوراخ و شکاف داخل جسم ریختگی ایجاد می کند و بیشتر به ماسه ای گفته می شود که بوسیله جعبه ماهیچه تهیه شده و پس از سفت شدن و خارج کردن آن از داخل ماهیچه مورد استفاده قرار می گیرد . هر ماهیچه شامل دو قسمت بدنه ماهیچه و تکیه گاه ماهیچه می باشد.
الف) ماسه ماهیچة CO2 :
در این نوع ماسه ماهیچه از ماسة سیلیسی با چسب سیلیکات سدیم (مایع) استفاده می گردد که عامل فعال کننده چسب گاز CO2 می باشد.
روش تهیه :
ابتدا مقداری ماسه سیلیسی با مش بالا برداشته و مقدار 5% درصد وزنی آن چسب سیلیکات سدیم به آن اضافه نمایید، به وسیلة دست چسب را با ماسه طوری مخلوط کنید که ماسه تهیه شده به هیچ عنوان بدست نچسبد. لازم به توضیح است که در کارخانجات عمل مخلوط کردن چسب با ماسه توسط میکسر ماسه ماهیچه ای انجام می گیرد. بعد از مخلوط شدن چسب با ماسه آن را داخل جعبه ماهیچه ریخته و کمی آن را فشرده سازید، در مرحلة بعد چند کانال هوا داخل آن تعبیه کنید و گاز CO2 را به مقدار کمی از کانال های هوا به داخل مخلوط ماسه بدهید. دو نیمه جعبه ماهیچه را از هم جدا کرده و دمیدن نهایی گاز CO2 را آغاز کنید تا ماهیچه سفت شود و سپس ماهیچه را از یک نیمة ماهیچه خارج کنید.
