ریخته گری

ریخته گری چیست؟

ریخته گری نوعی علم، فن، هنر و صنعت است. درسته که ریخته گری از نظر علمی پیشرفت کرده است ولی در عمل تجربه، سلیقه و هنر حرف اول را میزند و تضمین کننده تهیه قطعه ای سالم و بدون عیب است. علت اصلی انجام فرآیند ریخته گری این است که می توان بوسیله آن، هر جسم و وسیله ای با هر شکلی (حتی اشکال پیچیده) که تولید و شکل دهی آهن توسط ماشین کاری مشکل است را ایجاد کرد.

اگر بخواهیم به این سوال پاسخ دهیم که ریخته گری چیست باید بگوییم ریخته گری یعنی شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب کردن و ریختن مذاب در محفظه ای به نام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب است.

جالب است بدانید حدود 50 درصد وزن کل قطعات ماشین آلات به این طریقه ساخته می شوند.

فلزاتی که در ریخته گری استفاده میشود:

فولاد چدن ها (فلزات آهنی) برنزها برنج ها آلیاژهای آلومینیوم منیزیم آلیاژهای منیزیم روی (فلزات غیر آهنی)

معمولاً روش های ریخته گری را به نام ماده سازنده قالب اسم گذاری می کنند، مانند ریخته گری در ماسه که جنس قالب آن ماسه است.

تاریخچه ریخته گری

شواهد تاریخی نشان می دهد که فرآیند ریخته گری قدمت ۷۰۰۰ دارد. قدیمی ترین قطعه یافت شده به این روش یک قورباغه مسی است که به ۳۲۰۰ سال قبل از میلاد مسیح برمی گردد. در ایران در خرابه های شهر حسن لو در آذربایجان شرقی قطعات ریخته شده ای کشف شده اند که ثابت می کنند این فن در ۹۰۰ سال قبل از میلاد در ایران نیز انجام می شده. فرآیند ریخته گری در تاریخ به چند دسته تقسیم می شود که عبارتند از:

1. دوره برنز (مس و مفرغ): ۳۰۰۰سال قبل از میلادمسیح آغاز شد. اولین اشیای برنزی کشف شده آلیاژی از مس و آرسنیک

2. دوره آهن: ۲۰۰۰ سال قبل از میلاد مسیح

3. دوره تاریک صنعتی: ۳۰۰ سال بعد از میلاد : دوره ناقوس کلیساها

4. دوره رنسانس صنعتی: ۱۵۰۰ تا ۱۷۰۰ سال میلادی: صنعت ذوب ریزی بنا نهاده شد. ابتدا از برنز و سپس از چدن ساخته شد.

5. دوره انقلاب صنعتی: سال ۱۷۵۰ به بعد

ریخته گری یکی از قدیمی ترین فرآیندهای شناخته شده برای به دست آوردن شکل مطلوب فلزات است. اولین کوره های ریخته گری از خاک رس ساخته شده اند و لایه هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده شده است . این فرآیند تولید از اساسی ترین روش های تولید است. به دلیل این که به جز ریخته گری شمش های گوناگون، بیشتر از ۵۰ درصد انواع قطعات ماشین آلات به این روش تهیه می شوند. فلزاتی که خاصیت پلاستیسیته کمی دارند و یا قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند، تنها به روش ریخته گری قابل تولید هستند.

فرآیند ریخته گری

1. ابتدا باید نقشه اولیه از قطعه ای که قصد ریخته گری و تولید آن را داریم طراحی کنیم،

2. پس از آن طبق طراحی الگویی را مدل سازی کنیم.

3. فلزی که برای تهیه قطعه مناسب تر است انتخاب و مذاب کنیم.

4. با توجه به الگوی مدل سازی شده، قالبی (معمولا از جنس ماسه) تهیه می کنیم وشکل نمونه در ماسه ایجاد می شود.

5. اگر قطعه دارای تورفتگی یا برجستگی بود می بایست برای آن، ماهیچه هایی در نظر بگیریم که بتواند این ناهمواری ها را شکل دهد.

6. در آخرمواد مذاب را به داخل قالب می ریزیم و در این هنگام می باید گازهای متصاعد از درون قالب خارج شوند و قالب بطور کامل به وسیله مذاب پر شود.

روش های ریخته گری

به طور کلی روش های ریخته گری از نظر قالب به دو نوع زیر تقسیم بندی می شوند:

1- ریخته گری درقالب های یکبار مصرف

قالب های یک بار مصرف همانطور که از اسمشان مشخص است یک بار مصرف هستند.به این معنا که بعد از یکبار استفاده از آن و ساخت قطعه مورد نظر دیگر قابلیت استفاده کردن ندارند.در واقع بعد از عملیات ریخته گری قالب تخریب میشود.

2- ریخته گری در قالب های دائمی

در قالب های دائمی معمولا جنس قالب از فلز است و به همین دلیل این نوع قالب بعد از انجام عملیات ریخته گری تخریب نمیشود.

انواع روش های ریخته گری:

1. ریخته گری تحت فشار( دایکَست)

مواد مذاب تحت فشار به داخل قالب تزریق می شود. در این سیستم بر خلاف روش های دیگر ریخته گری که مذاب تحت نیروی وزن خود به داخل قالب می رود، مواد مذاب با فشار داخل قالب تزریق می شود و در همان حالت یعنی تحت فشار مواد مذاب منجمد می شود و امکان تولید قطعات با استحکام بالا را می دهد. ریخته گری تحت فشار کوتاه ترین راه تولید یک محصول ازفلز می باشد. یکی از مزایای این روش، تولید قطعات بسیار نازک و همچنین با استحکام بسیار زیاد می باشد که ساخت آن توسط روش های دیگر ریخته گری تقریباً غیرممکن می باشد.

2. ریخته گری با قالب ماسه ای

در این نوع از روش های ریخته گری از ماسه برای قالب گیری استفاده می شود. قطعات ریخته گری ماسه ای در کارخانه جات مخصوصی تولید می شوند که بهآن کارخانه ذوب می گویند. بیش از ۶۰٪ تمام قطعات ریختگی توسط فرایند ریخته گری ماسه ای ساخته می شوند. ماسه مورد نیاز برای یک تن ریخته گری حدودا ۴ الی ۵ تن می باشد.

نسبت مصرف ماسه به فلز، بستگی به نوع، اندازه قطعه ریختگی و روش قالب گیری دارد. پایه ماشین ها، چرخ پروانه های بزرگ توربین ها، چرخ دنده ها، و سیلندرهای موتور از جمله قطعات متداول ساخته شده توسط فرایند ریخته گری ماسه ای هستند.

ماسه ای که در این روش استفاده می شود خود به دو دسته کلی ماسه طبیعی و ماسه ترکیبی (ماسه دریاچه) تقسیم می شود.هم چنین در قالب های بزرگ تر از ماسه سبز که ترکیبی از ماسه، خاک رس و مقداری آب می باشد استفاده می کنند.

3. ریخته گری دقیق

به ریخته گری دقیق ریخته گری با مدل های مومی یا ریخته گری ظریف نیز می گویند. بیش از چند قرن متمادی از این نوع ریخته گری به منظور تهیه قطعات با کیفیت بالا استفاده می شود. ریخته گری دقیق فرایندی صنعتی بر پایه روش ریخته گری موم ذوب شونده است که از آن برای ساخت قطعات فلزی از هر نوع آلیاژی می توان استفاده کرد و معمولاً برای تولید قطعات پیچیده که دارای دیواره های نازک هستند، استفاده می شود.

از مزایای این روش می توان به کیفیت سطح فوق العاده، دقت ابعادی بالا، قابلیت نامحدود در پیچیدگی قطعه و قابلیت ریختگری هر نوع آلیاژ، بدون داشتن هیچ گونه خط جدایش یا رگه مذاب اشاره کرد. محدودیت های این روش عبارتند از: هزینه بالای ساخت الگو و قالب، هزینه بالای نیروی کار و همچنین محدودیت در سایز قطعات قابل ریختن.

شما دوستان عزیز می توانید فرق بین ریخته گری دقیق با ریخته گری ماسه ای را در اینجا مطالعه کنید.

4. ریخته گری در قالب گچی

روشی مشابه ریخته گری ماسه ای است، با این تفاوت که به جای ماسه از گچ استفاده می شود. از این روش فقط برای ریخته گری فلزات غیر-آهنی استفاده می شود. با این روش می توان قطعاتی به وزن ۳۰ گرم تا ۴۵ کیلوگرم ریخته گری کرد. معمولاً قالب های گچی در زمانی کمتر از یک هفته آماده می شوند. از کاربردهای متداول این روش ریخته گری ساخت قطعات قفل ها، چرخ دنده ها، شیرآلات، اتصالات، ابزارها و زیورآلات می باشد. در این روش از گچ خالص استفاده نمی شود بلکه برای افزایش استحکام در حالت خیس، استحکام حالت خشک، نفوذپذیری، و قابلیت ریخته گری، به آن مواد دیگری افزوده می کنند.

5. ریخته گری ثلقی

ریخته گری در قالبهای ریژه روشی است که در آن قالبی دو یا چند تکه به منظور تولید قطعه ای مکرراً مورد استفاده قرار می گیرد و مذاب براساس وزن (نیروی ثقل ) قالب را پر می نماید.
در این روش به طور کلی فشار حاصل از اختلاف ارتفاع دهانه بارریزی و محفظه قالب عامل عمده و موثر پرشدن قالب است و به همین دلیل این روش را ریخته گری وزنی نیز می نامند. در حقیقت این روش مانند ریخته گری در کلیه قالبهای ماسه ای و موقت می باشد ولی به دلیل استفاده از فشار خارجی در سایر روشهای قالبهای دائمی بر کلمه وزنی به معنای استفاده از فشار مذاب و نه اعمال فشار خارجی تاکید شده است قالب معمولاً از دو تکه ساخته می شود که به وسیله گیره ، پیچ و امکانات دیگر به هم متصل می گردند.
قالب معمولاً قبل از بارریزی گرم می شود وبرای تولید قطعات ریختگی مرغوب همواره بایستی درجه حرارت قالب را کنترل نمود.

در این مقاله ما درباره ریخته گری، تاریخچه، انواع روش های ریخته گری صحبت کردیم.

امیدوارم از خواندن این مقاله لذت برده باشید.