بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

روشهای تولید و کارگاه
ریخته گری Casting

اسلاید 2 :

مقدمه
فرآیند ریختن و انجماد فلز مذاب ریخته شده به داخل قالب. در فرآیند ریخته گری ماده جامد قابل ذوب تاحد مناسب حرارت داده شده سپس در یک حفره خالی یا قالب ریخته شده تا پس از انجماد به شکل موردنظر درآید. در نتیجه طی یک مرحله، تهیه هرشکل ساده یا پیچیده از هر فلز قابل ذوب امکان پذیر است.
محدوده اندازه و وزن قطعات قابل تولید به روش ریخته گری بسیار وسیع است و از یک قطعه یک میلیمتری با وزن کمتر از یک گرم (مانند دکمه، قطعات زیپ، طلا و .) تا قطعات بزرگ چند تنی (مانند پروانه و قطعات کشتی) را شامل می شود.
فرآیند ریخته گری دارای امتیازات قابل توجهی در ساخت اشکال پیچیده، قطعات با قسمتهای توخالی و یا حفره های داخلی، قطعاتی با سطوح منحنی شکل نامنظم، قطعات خیلی بزرگ و قطعات ساخته شده از فلزاتی که ماشینکاری آنها دشوار است، می باشد.
عمده ترین اختلاف بین روشهای مختلف ریخته گری، جنس قالب (ماسه، قلز، سرامیک و .) و نحوه ریختن مذاب (ثقلی، خلاء، فشار کم یا زیاد و .) می باشد.

اسلاید 3 :

مقدمه
چند نمونه از قطعات تولید شده به روش ریخته گری

اسلاید 4 :

واژه نامه ریخته گری
برخی از اصطلاحات رایج در ریخته گری که اکثرا” قطعات و تجهیزات مورد استفاده بوده به صورت زیر می باشند:
- درجه: یک قاب صلب فلزی یا چوبی است که توده مدل سازی شده را نگه می دارد.
- ماهیچه (Core): از ماسه یا فلز ساخته شده و با قرار گرفتن در قالب، موجب ایجاد سطوح داخلی مانند سوراخ یا گذرگاه مایع خنک کننده می شود.
- تکیه گاه ماهیچه: قسمتی اضافی است که برای قراردادن و حفظ ماهیچه درون قالب، در مدل ماهیچه و یا قالب ایجاد می شود. سپس ار ترکیب قالب و مجموعه ماهیچه، حفره قالب بدست می آید که در حفره شکل یافته فلز مذاب ریخته می شود و پس از انجماد به شکل مطلوب در می آید.

اسلاید 5 :

واژه نامه ریخته گری
- تغذیه کننده (Riser): حفره اضافی که در قالب تعبیه و با فلز مذاب پر می شود. وظیفه آن جبران انقباض قطعه می باشد. تغذیه کننده باید آخرین قسمتی باشد که منجمد می شود. هرچه میزان انقباض کمتر باشد، عیوبی مانند اعوجاج و حفره هم کمتر خواهد بود.
- سیستم راهگاهی: شبکه ای از کانالهای به هم پیوسته است که برای انتقال فلز مذاب به حفره قالب استفاده می شود.
- حوضچه مذاب: قسمتی از سیستم راهگاهی است که در ابتدای ورود ماده مذاب به قالب قرار دارد و ماده مذاب از پاتیل (یا چمچه) به داخل آن ریخته می شود.
- خط یا سطح جدایش (Parting Line): سطح مشترک جداکننده دو نیمه درجه قالب یا مدل و دو نیمه ماهیچه
- شیب: حالت مخروطی مدل یا قطعه که امکان خروج آن را از قالب فراهم می سازد.

اسلاید 6 :

- خط جدایش
واژه نامه ریخته گری

اسلاید 8 :

فرآیند انجماد
- تغییر حالت یا تغییر فاز فلز از حالت مایع به جامد را عمل انجماد می گویند. در اثر انجماد، سیستم فلز به حالت پایدارتر با انرژی آزاد کمتر تغییر فاز خواهد داد. عامل ایجاد بسیاری از ویژگیهای ساختمانی که در نهایت کنترل کننده خواص محصول هستند، انجماد است. همچنین بسیاری از نقایص ریخته گری از قبیل تخلخل و انقباض جزیی از این فرآیند هستندو در صورتی که در این فرآیند دقت کافی وجود داشته باشد، این عیوب قابل کاهش و یا حتی حذف می باشند.
- سرعت سرد کردن سیستم نمایانگر تعییر درجه حرارت نسبت به زمان می باشد. این منحنی برای فلزات خالص به صورت زیر می باشد.
درجه حرارت
زمان

اسلاید 9 :

فرآیند انجماد
- در دمای انجماد، برای مدت زمانی درجه حرارت فاز مایع ثابت مانده و پروسه انجماد فلز خالص اتفاق می افتدو در پایان این زمان، کل سیستم از فاز جامد تشکیل یافته و به محض خاتمه پروسه انجماد، درجه حرارت فاز جامد هم مطابق نمودار کاهش می یابد.
- انجماد در فلزات از دو پروسه جوانه زنی و رشد جوانه ها تشکیل یافته است. به تعداد جوانه های رشد یافته، دانه (Grain) در فلز خواهیم داشت.

اسلاید 10 :

پیش بینی زمان انجماد
مقدار حرارتی که باید از مایع مذاب گرفت تا منجمد شود، تابع اندازه فوق گرم و حجم ماده مذاب درون قالب است. ts (زمان کلی انجماد) از قانون چوورینف (Chovorinov) بدست می آید.
Ts= B (V/A)n
V: حجم قطعه ریختگی، A: مساحت سطوح دور قطعه، B: ثابت قالب که به خصوصیات فلز ریختگی (چگالی، ظرفیت گرمایی و گرمای نهان ذوب)، ماده قالبگیری (چگالی، هدایت حرارتی و ظرفیت گرمایی)، ضخامت قالب و مقدار فوق گرم بستگی دارد.
- می توان قطعات آزمایشی تهیه کرد و در یک ماده قالبگیری، فلز مشخص و شرایط ریخته گری معین، B را تعیین کرد. این مقدار برای محاسبه زمانهای انجماد برای هر قطعه دیگری که در همان شرایط ریخته شود به کار می رود. تعییر آهنگ تبرید و زمان انجماد، تغییر اساسی در ساختمان و خواص محصول به وجود می آورد.

اسلاید 11 :

تهیه مذاب خالص
مواد سائیده شده از دیواره نسوز کوره ها و پاتیلها، ناخالصیهای موجود در محیط یا فلز، اکسید فلز تشکیل شده در اثر واکنش مذاب با اکسیژن موجود در هوا و .، موجب ایجاد جرم و سرباره شده و اگر وارد قالب شوند، موجب ایجاد عیب در قطعه می شوند.
بهترین راه برای جلوگیری از ایجاد ناخالصی، تعمیر و پاکسازی منظم کوره، محیط و پاتیل و ذوب کردن فلز در خلاء جهت جلوگیری از تشکیل اکسید می باشد. این روشها بسیار پرهزینه بوده و برای قطعات معمولی به صرفه نمی باشند.
راه حل ارزان تر، جمع کردن سرباره، استفاده از پاتیلهای مخصوص و استفاده از فیلترهای سرامیکی می باشد.
برای خارج کردن گازهای مذاب، باید پاتیل را در محیط دارای فشار کم و حداقل تلاطم قرار داد.

اسلاید 12 :

انقباض در اثر انجماد
انقباض سه مرحله دارد:
1- انقباض مایع – در اثر کاهش دمای مذاب از حداکثر تا نزدیک نقطه ذوب
2- انقباض انجماد – در هنگام تبدیل مایع به جامد
3- انقباض در حالت جامد – در اثر سردشدن قطعه تا دمای اتاق
مقدار انقباض مایع به ضریب انقباض حرارتی و مقدار فوق گرم بستگی دارد. چون در طول سردشدن فلز درون قالب، جریان فلز درون سیستم راهگاهی برقرار است، انقباض حالت مایع مشکل چندان مهمی در فرآیند ایجاد نخواهد کرد.

اسلاید 13 :

انقباض در اثر انجماد
بیشترین میزان انقباض در حین تغییر حالت از مایع به جامد اتفاق می افتد. با طراحی مناسب سیستم راهگاهی و تغذیه کننده می توان مقدار زیادی از این انقباض را جبران کرد.
پس از انجماد، قطعه تا سردشدن تا دمای اتاق بازهم منقبض می شود. این انقباض با بزرگتر گرفتن ابعاد مدل قابل برطرف کردن است.

اسلاید 14 :

فرآیندهای ریخته گری
برای انتخاب بهترین روش ریخته گری باید موارد زیر را با خواسته های خود تطبیق دهیم:
1- کیفیت سطحی
2- دقت ابعادی
3- تعداد قطعات ریختگی
4- نوع مدل و ماهیچه
5- هزینه ساخت قالب یا حدیده
6- محدودیتهای موجود بواسطه نوع ماده انتخابی

اسلاید 15 :

ریخته گری در ماسه Sand Casting
در این روش دانه های ماده دیرگداز (مانند سیلیکا) با مقادیر کمی مواد دیگر مانند خاک رس، چسب و آب مخلوط شده و در اطراف مدل که شکل قطعه مورد نظر را دارد، فشرده می شوند.
اگر لازم باشد که مدل قبل از ریختن مذاب از قالب خارج شود، قالب باید دو تکه یا بیشتر ساخته شود.
خصوصیات ریخته گری در ماسه
امتیازها: تقریبا هیچ محدودیتی در شکل، اندازه، وزن و پیچیدگی وجود ندارد. تقریبا هر فلزی را می توان ریخته گری کرد.
محدودیتها: تلرانس و پرداخت سطح به خوبی روشهای دیگر ریخته گری نیست. معمولا مقداری ماشینکاری لازم است.

اسلاید 16 :

ریخته گری در ماسه Sand Casting
فلزات متداول: چدن، فولاد، آلیاژهای آلومینیوم، مس، منیزیم، نیکل و .
محدودیت وزن: از 30 گرم تا 3000 کیلوگرم
محدودیت ضخامت: از 5/2 میلیمتر به بالا
تلرانسهای متعارف: در 150 میلیمتر اول، 8/0 میلیمتر و در طولهای بیشتر 30 میکرون به ازای هر یک میلیمتر
شیب لازم در ساخت مدل: 1 تا 3 درجه
پرداخت سطح: Rz=2,5 – 25 µm

اسلاید 17 :

مراحل تولید قطعه در ریخته گری ماسه ای

اسلاید 18 :

مراحل تولید قطعه در ریخته گری ماسه ای
1- نصف مدل در درجه پایین قرار داده می شود.
2- روی مدل با ماسه فشرده می شود.
3- درجه پایین برگردانده شده و درجه بالا روی آن قرار می گیرد. نصف دیگر مدل برروی آن مونتاژ شده و بعد از قرار دادن تغذیه کننده و سیستم راهگاهی، درجه بالا نیز با ماسه پرشده و فشرده می شود.
4- دو درجه از هم جداشده و مدلهای چوبی و مدلهای راهگاه و تغذیه کننده از ماسه خارج می شوند. کانالهای مذاب نیز با ابزارهای مخصوص کنده شده و سطوح آنها صاف می گردد.
5- قالب مونتاژ شده و بعد از ریختن مذاب، قطعه خارج می شود.

اسلاید 19 :

ریخته گری پوسته ای
این روش برای تولید قطعات دقیق تر و ظریفتر با پرداخت سطح و سرعت تولید بالاتر کاربرد دارد.

اسلاید 20 :

ریخته گری پوسته ای
ماسه سیلیکاتی نرم که تمامی دانه های آن قبلا توسط لایه نازکی از صمغ فنولی گرماسخت و یک کاتالیست مایع پوشانده شده است، روی مدل فلزی که اغلب چدنی بوده و بین 230 تا 315 درجه سانتیگراد گرم شده است، مطابق شکل با وارونه کردن مجموعه ریخته شده و چند دقیقه نگه داشته شده تا گرمای مدل، لایه ای از ماسه را به صورت موضعی سخت کرده و ناحیه ای با پیوندهای سخت جامد در نزدیکی مدل ایجاد نماید. ضخامت این لایه به درجه حرارت مدل و زمان تماس بستگی دارد ولی معمولا بین 10 تا 20 میلیمتر است.
سپس مدل وارونه شده تا ماسه اضافی جدا شوند و تنها لایه ای از ماسه نیمه سخت که به مدل چسبیده است، باقی بماند.
مدل و پوسته را در کوره حرارت داده تا پوسته کاملا سخت شده و سپس مدل را از آن جدا می کنند.

در متن اصلی پاورپوینت به هم ریختگی وجود ندارد. برای مطالعه بیشتر پاورپوینت آن را خریداری کنید