X
تبلیغات
متالورژی - ریخته گری پوسته ای
تاریخچه

ریخته گری یکی از مهمترین فرایندهای تولید است به طوری که مثلا درایالات متحده امریکا که یک کشور توسعه یافته صنعتی می باشد ریخته گری از نظر حجم درمقام ششم صنایع اساسی قرار دارد یک موتور 8سیلندر اتومبیل ممکن است تا حدود 130 قطعهی ریخته گری داشته باشد. قطعات ریخته گری از نظر اندازه ممکن است از حدود1میلیمتر با وزن کمتر از 1گرم مانن زیپ لباس شروع وممکن است تا حدود 10متر با وزن چندین  تن مانند قطعات کشتی های بزرگ اقیانوس پیما برسد.

 

 

 

 

 

   مقدمه:

ریخته گری پوسته ای

ریخته گری درقالب های پوسته ای به فرایندی اطلاق میشود که درآن قالب ازمخلوط ماسه بایک چسب رزینی(گرما سخت)به روی مدل فلزی گرم شده شکل میگیرد.

هنگامی که مخلوط ماسه دراثرتماس بامدل فلزی گرم شده رزین ذوب شده واطراف ذرات ماسه را میگیردوباعث چسبیدن ذرات ماسه به یکدیگر میشود بدین طریق یک نیمه ی قالب کاملاسخت ومستحکم تهیه میشود. دراین مرحله عملیات ماهیچه گذاری درقالب انجام شده ودو نیمه ی قالب توسط سیم به هم محکم می شوند.

روش قالبگیری پوسته ای به منظورتولیدانبوه قطعات آهنی وغیرآهنی از چندگرم

200 کیلوگرم به کار میرودحتی در برخی مواردمحدودیت قطعاتی تا وزن 500 کیلو گرم نیزبه این روش تولید شده است

مزایا ومحدودیتها:

الف)مزایا:

دقت ابعادی قطعات تولیدی شده به این روشدرمقایسه باروش ریخته گری ماسه ای تربیشتر بوده لذاعملیات ماشین کاری کاهش میابد.

صافی سطح نسبت به روش ماسه ای تربیشتر می باشد.

مصرف ماسه در این روش نسبت به فرایند ماسه ای ترکمتر است.

محدودیت ها و معایب

در اندازه ووزن قطعات ریخته گری محدودیت وجود دارد

هزینه ی ساخت مدل در این روش زیاد بودهچرا که بایستی مدل حتما از فلز ساخته وماشین کاری شود.

قیمت چسب دراین روش بالا است.

درسیستم راهگاهی وتغذیه گذاری دراین روش محدودیت وجود دارد.

این روش نیاز به تجهیزات گران دارد

 

اجزاءمخلوط ماسه وخواص آن :                                               مخلوط ماسه ی قالبگیری درروش پوسته ای همانند روشهای دیگرازچندجزءتشکیل شده است که ماسه چسب ومواد روان کننده اجزاءاصلی دران میباشد.

ماسه)ماسه ی مورد استفاده درفرایند پوسته ای سلیسی ویا زیر کنی با درجه ی خلوص زیاد ومواد الی وخاک رس شسته میشود. این عمل سبب کم شدن مصرف چسب می شود. درصورتی که مواد آلی وخاک رس در ماسه زیاد باشد به منظوردستیابی به استحکام ماسه  کافی مقدار مصرف رزین افزایش میابد.

به جز در مورد آلیاژهای الومینیوم بهترین نتیجه هنگامی به دست می آیدکه اندازه ی دانه های ماسه یکنواختر باشددر مورد قطعات ریختگی آلومینیوم اندازه ی دانه های ماسه بایستی چهار نوع باشد

ماسه درروشرزین سردبایستی کاملا خشک شده باشد رطوبت باعث باد کردن رزین شده ودر نتیجه خاصیت پوششی رزین بر ماسه کاهش میابد در روش استفاده ازرزین گرم رطوبت یک مشکل بزرگ نبوده چراکه به هنگام گرم شدن ماسه رطوبت گرفته می شود

 رزینها) رزینهای مصنوعیکه درروش قالب گیری پوسته ای مورد استفاده قرار می گیرد از نوع رزینهای ترموپلاستیک بوده که به آن مواد اضافه میشودتا مشخصات گرما سخت را پیدا نماید.

رزینهای فنل فرمالیید با افزایش مقدار کمی هگزامین به آن حالت گرما سخت میابند این رزینها در فرایند قالب گیری پوسته ای بیشترین کابردرا دارند زیرا هنگامی که با ماسه مخلوط شوند بیشترین استحکام مقاومت به حرارت رطوبت را دارا میباشند

مواد روان کننده) از مواد روان کننده به منظور تسهیل در جدا شدن قالب از مدل ونیز بهبود بخشیدن به خاصیت روانی ماسه استفاده میشود.مواد روان کننده همچنین باعث افزایش استحکام کششی قالب می شوند زیرامخلوط ماسه دارای چگالی بالاتری خواهد شد این موادمعمولا استیرات کلسیم و روی می باشد.

مقدار مورد نیاز مواد روان کننده معمولابین2تا5 درصد رزین است البته درحالت های خاص ممکن است مقدار آن به9 درصد رزین برسد.

تهیه مخلوط ماسه ورزین:

مخلوط ماسه ورزین برای قاب های پوسته ای به دو روش تهیه میشود

الف) مخلوط کردن ماسه ورزین: دراین روش ماسه ورزین را به طریق معمول مخلوط کنها به صورت خشک با هم مخلوط میکنند. اگر چه این روش ساده ودر دسترس می باشدولی امکان جدا شدن رزین و ماسه در آن وجود داردو به همین دلیل استفاده ازمخلوط ماسه ورزین برای روشهایی که درآن توسط دمیدن ماسه قالب پر میگردد امکان پذیر نبوده وفقط برای تهیه قالب های دامپ باکس استفاده می شود

ب) پوشش دادن ماسه با رزین: در این روش ماسه توسط رزین پوشش داده می شود. این پوشش با مخلوط کردن ماسه.رزین. هکزامین ومواد روان کننده توسط مخلوط کن انجام میشود. نحوی مخلوط کردن متفاوت است ممکن است بعضی ازاجزاء مخلوط به صورت مایع باشد اما هنگامی که ازمخلوط کن ماسه ی پوشش داده شده خارج می شود بایستی کاملا خشک و عاری از رطوبت باشد لازم به یاداوری است که خشک بودن ماسه باعث روانی وتسهیل درقالب گیری میشود پوشش دادن ماسه ممکن است به دو روش سرد وگرم انجام شود

روش سرد: در این روش ماسه همراه با رزین مایع در درجه حرارت محیط با اجزاء دیگر مخلوط میشود مهمترین مزیت این روش حذف تجهیزات مربوط به گرم کردن ماسه ونیز امکان کنترل ساده تر استحکام ونقطه ی ذوب ماسه ی پوشش داده شده میباشد واز معایب آن نیاز به حمل مقدارزیادی رزین مایع ونیاز به خارج کردن مایعات از مخلوط ماسه ی تهیه شده ونیز امکان اتش سوزی میباشد

در این فرایند تمام اجزاء ماسه هنگامی که به مخلوط کن اضافه می شونددر درجه ی حرارت محیط قرار دارنداگربه هرصورت ماسه یارزین خیلی سرد باشند امکان تهیه ماسه  پوشش داده شده مناسب کاهش میابد وبرعکس اگردرجه حرارت مواد خیلی بالا رفته باشد رزین قبل از این که بتواند ماسه را پوشش بدهد سخت میشود.

روش پوشش گرم: دراین روش ماسه ورزین در درجه حرارت بین120تا135  درجه سانتی گراد با هم مخلوط میشونداین روش حداقل سه مزیت نسبت به روش سرد دارند

اول اینکه استحکام کششی ماسه ی پوشش داده شدهحدود 25% افزایش میابد

دوم اینکه گرد وغبار در این روش کمتر است

سوم الین که به دلیل عدم استفاده از الکل امکان آتش سوزی درآن کمتر است

عملیات تهیه ی فالب وماهیچه: به منظور تولید قالب وما هیچه ی پوسته ای ماشین های مختلفی وجود دارند که از نظر جزییات عملیات ودرجه ی اتوماسون باهم تفاوت دارند در تمام این ماشینها طراحی به گونه ای انجام یافته تا دو عامل مهم {درجه حرارت} و{زمان} تحت کنترل دقیق باشند

بدون توجه به نوع ماشین ودرجه ی اتوماسیون چند مرحله ی اصلی درتهیه ی قالب درتمامی انها وجود داردکه به ترتیب عبارتند از:

الف) مخلوط ماسه رزین ودیگر مواد با مدل فلزی گرم شده درتماس قرار می گیرند.این عمل ممکن است توسط روش مخزن جعبه ای ویا روش دمیدن انجام شوند.درابن روش مقدار مخلوط ماسه خیلی بیشتر از مقدار مورد نیاز میباشد

رزینها درتماس بامدل گرم ذوب شده و باعث چسبیدن ماسه به هم ونیز به مدل می شوند. درجه ی حرارت و زمان با توجه به پوسته ی مورد نیازتنظیم می شوند

ب ) هنگامی که ضخامت پوسته به اندازه ی مورد نیاز رسیدمدل 180درجه می چرخد و مخلوط ماسه ی اضافی به داخل مخزن بر میگردد

ج) در این مرحله عملیات پختن ماسه انجام میشود پوسته روی مدل گرم مدتی باقی میماند تا پخت کامل شود

د) پس پایان عملیات پخت قالب پوسته ای توسط سیستم بیرون انداز از مدل جدا میشود

ی) درعملیات پایانی ماهیچه در داخل قالب قرار میگیرد و سپس نیمه های قالب پوسته ای به وسیله ی چسب مناسب دقیقآ به هم متصل میشوند در این حالت قالب آماده ی باریزی است.

روشهای قالبگیری پوسته ای:

به طور کلی درقالبگیری پوستهای دو روش وجود دارد. 1-روش مخزن جعبه ای 2- روش دمش

الف) قالب گری مخزن جعبه ای: اشکال (1-3  1-4   1-5) سه نوع فرایند مختلف از مخزن جعبه ای را نشان می دهد اگر مانند شکل (1-3) مدل ومخزن 180 درجه حول محور خود بچرخد (1-3 آ) ماسه روی مدل به تدریج لغزیده وآن را پر میکند(1-3 ب ) (1-3 د ) درصورتی که مدل دارای گوشه های تیز باشد ممکن است در گوشه ها جای خالی ایجاد شود این |دیده در شکل (1-3 د) نشان داده شده است. این عیب به دلیل نحوه ی حرکت ونیز سرعت کم ماسه است وجود جاهای خالی باعث به هم خوردن دقت ابعادی و پوسته شدن قالب میشود (شکل 1-3 ب)

ب) روش دمشی قالب: قالب های پوسته ای را همچنن می توان با دمیدن ماسه روی سطح گرم شده به دست آورد (شکل 1-4) به طور شماتیک نوعی از این گونه ماشین ها را نمایش میدهد. مخلوط ماسه از منافذ مخصوص روی قالب گرم شده دمیده میشود.

مهمترین مشکل این روش بالا رفتن وزن قالب است به گونه ای که قالب های تهیه شده دو تا سه برابر قالب های روش مخزن جعبه ای است. بالا رفتن هزینه های ساخت وتعمیر و نگهداری قالب مسدمد شدن منافذ عبور ماسه به دلیل مرطوب بودن ماسه و نیاز به مواد افزودنی از دیگر محدودیتهای این روش است

 

 

 

 

 

منابع:

کتاب اصول تکنو لوژیکی ریخته گری –صفحات  97تا 104   

 

 

 

 

 

 

 

 

+ نوشته شده در  پنجشنبه یکم اردیبهشت 1390ساعت 20:30  توسط مسعود سلامت  |