ریخته گری

ریخته گری

ریخته گری چیست؟

ریخته گری هم علم، هم فن، هم هنر و هم صنعت می باشد. به طوری که ریخته گری از نظر علمی پیشرفت می کند، ولی در عمل هنوز تجربه، سلیقه و هنر قالب ساز و ریخته گر تضمین کننده تهیه قطعه ای سالم و بدون عیب است. این فن یکی از اساسی ترین روش های تولید است؛ زیرا حدود ۵۰ درصد وزن کل قطعات ماشین آلات به این طریقه ساخته می شوند.

برای ریخته گری، از فولاد و چدن ها (فلزات آهنی)، برنزها، برنج ها، آلیاژهای آلومینیوم و منیزیم و آلیاژهای

منیزیم و روی (فلزات غیر آهنی) به عنوان مهم ترین فلزات ریخته گری استفاده می شود. 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.

حدود 80 درصد اجسامی که در اطراف خود می بینید، به روش ریخته گری تولید می شوند. علت اصلی انجام فرآیند ریخته گری آن 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. فراموش نکنید که اکثر خود قطعات ماشین آلات صنعتی هم به این روش تولید می شود.

برای انجام یک فرآیند ریخته گری، ابتدا می بایست نقشه قطعه ای که قصد ریخته گری و تولید آن داریم را ایجاد کنیم ، سپس از روی نقشه ، مدلی ایجاد کنیم. در مرحله بعدی می بایست فلز مناسب را جهت تهیه مذاب انتخاب کنیم. سپس توسط نمونه ایجاد شده ، قالب را ایجاد کنیم که عموما در ماسه ایجاد می شود و شکل نمونه در ماسه ایجاد می شود.

اگر قطعه مورد نظر ما دارای تورفتگی ، یا قسمت های برجسته یا تو رفته است می بایست برای آن، ماهیچه هایی را در نظر گرفت که این برجستگی ها و تو رفتگی ها را شکل می دهد. اکنون مذاب را به داخل قالب ریخته و در این هنگام می بایست گازهای متصاعد از داخل قالب خارج شوند و قالب ما بطور کامل بوسیله مذاب پر شود.

پر کردن قالب توسط مذاب باید در دما و سرعت مناسب انجام شود. سرعت سرد شدن و کنترل مذاب بسیار مهم است چون اگر ملزومات آن رعایت نشود باعث ایجاد حفره هایی در قطعه ریخته گری شده خواهد شد. بعد از انجماد مذاب ، باید قطعه شکل گرفته را از قالب خارج کرد. بنابراین ریخته گری یا متالورژی بعنوان یک علم و هنر یاد می شود.

ریخته گری در زمینه صنایع فولادسازی و آهن آلات، کاربرد وسیعی دارد که می توان به تولید فولاد آلیاژی و آهن زنگ نزن اشاره کرد.

ریخته گری مداوم شمش فولاد بعنوان یکی از روش های نوین ریخته گری در دنیا می باشد که به ماشین ریخته گری (Casting Machine) نیاز خواهیم داشت. در ریخته گری اگر قطعه تولید شده مستقیما به شکل نهایی خود ایجاد شود، آن قطعه را ریختگی می گویند.

بطور کلی روش های ریخته گری متعددی به غیر از روش ایجاد قالب ماسه ای همانند ریخته گری دایکاست (ریخته گری تحت فشار) ، ریخته گری گریز از مرکز و و ریخته گری دقیق وجود دارد.

پیشینه هنر - صنعت ریخته گری

تاریخچه صنعت ریخته گری

شواهدی در تاریخ نشان می دهند که چینی ها در حدود ۷۰۰ سال قبل از میلاد، ریخته گری آهن را انجام می دادند؛ اما با این حال، از 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 است.

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.

اصول و روش های ریخته گری

نمونه هایی از ریخته گری:

روش های اصلی شکل دهی فلزات. شکل دهی به روش های مکانیکی. متالورژی پودر و روش های تکمیلی تولید عبارتند از: لحیم کاری، جوشکاری، جوشکاری برنجی. ماشین کاری.

فرآیند ریخته گری

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

پس از آن طبق طراحی الگویی را مدل سازی کنیم.

در مرحله بعدی باید فلزی که برای تهیه قطعه مناسب تر است انتخاب و مذاب کنیم.

با توجه به الگوی مدل سازی شده، قالبی (معمولا از جنس ماسه) تهیه می کنیم و

شکل نمونه در ماسه ایجاد می شود.

اگر قطعه دارای تورفتگی یا برجستگی بود می بایست برای آن، ماهیچه هایی در نظر گرفت که

بتواند این ناهمواری ها را شکل دهد.

در نهایت مواد 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:

ریخته گری در قالب های یکبار مصرف بی بار (Expendable) ریخته گری در قالب های دائمی (Permanent)

هم چنین با توجه به نام ماده سازنده قالب، معمولا روش های ریخته گری را اسم گذاری می کنند،

مثلا می توان از روش ریخته گری در ماسه نتیجه گرفت که جنس قالب استفاده شده در آن حتما از جنس ماسه است.

البته فناوری و مجموعه تجهیزاتی که در قالب گیری دخیل هستند نیز سبب می شوند تا

شاهد روش های متفاوت و متنوعی در صنعت ریخته گری باشیم که

از جمله می توان به روش دایکست ( تحت فشار)، ریخته گری پیوسته، ریخته گری سانتریفیوژ (گریز از مرکز) و نام برد که

در ادامه به توصیف برخی از این روش ها خواهیم پرداخت.

1.ریخته گری تحت فشار (دایکست) سریع ترین نوع از روش های ریخته گری

در این روش از ریخته گری که در حقیقت سریع ترین راه تولید یک محصول از فلز می باشد، مواد مذاب تحت فشار به داخل قالب تزریق می شوند و

به دلیل همین تراکم، قابلیت تولید قطعات محکم و بدون مک (حفره های درونی) از مزایای این روش می باشد.


2.ریخته گری با قالب ماسه ای (Sand casting)

در این نوع از روش های ریخته گری از ماسه برای قالب گیری استفاده می شود.

به عنوان مثال ماسه مورد نیاز برای یک تن ریخته گری در حدودا ۴ الی ۵ تن می باشد.

البته نسبت مصرف ماسه به فلز، بستگی به نوع، اندازه قطعه ریختگی و روش قالب گیری دارد.

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 (Investment Casting)

ریخته گری با مدل های مومی یا ریخته گری ظریف یکی از روش های ریخته گری متداولی هستند که

از آنها با عنوان ریخته گری دقیق نیز نام برده می شود.

بیش از چند قرن متمادی از این نوع ریخته گری به منظور تهیه قطعات با کیفیت بالا استفاده می شود.

در این روش ریخته گری، با استفاده از قالب هایی که از جنس سرامیک و مواد دیر گداز ساخته شده اند،

می توان قطعاتی پیچیده با دقت ابعادی بسیار بالا دارای سطوح صافتر در قیاس با روش های دیگر تولید کرد.

فرق بین ریخته گری دقیق با ریخته گری ماسه ای را در اینجا مطالعه کنید.

4. ریخته گری در قالب گچی (Plaster mold casting)

همان طور که از اسم این روش مشخص است در این نوع ریخته گری از قالب های ساخته شده از گچ فرنگی و افزودنی های دیگر استفاده می شود.

از این روش در تولید قطعاتی با دقت ابعادی مانند قطعات مکانیکی بهره می گیرند.

5.ریخته گری ثقلی (ریژه) از انواع روش های ریخته گری صنعتی

بر طبق تعریف ریخته گری در قالب های ریژه، به روشی گفته می شود که

در آن دو یا چند تکه قالب فلزی برای تولید قطعه ای، دائما مورد استفاده قرار بگیرد و

ماده مذاب پرکننده بر اساس وزن (نیروی ثقل) قالب را پر کند.

در این روش ماهیچه های پیچیده و دقیق تر از فلز و ماهیچه های ساده تر از ماسه یا گچ ساخته می شوند.

که در این میان ریخته گری سریعترین و غالباً اقتصادی ترین روش تولید یک قطعه با ترکیب شیمیایی مورد نظر است. ریخته گری فلزات، بطور ساده عبارت است از ایجاد شکل مطلوب با ریختن فلز مذاب در محفظه ی یک قالب به طوری که مذاب، شکل تعبیه شده در قالب را به خود گرفته و پس از منجمد شدن به همان شکل باقی بماند.


نظر کاربران