ریخته گری:👷♂️ هر آنچه باید درباره فرآیند ریخته گری بدانید!!!
ریخته گری ، فرایندی است که در آن از طریق ذوب فلز، ریختن فلز مایع در قالب و سپس اجازه انجماد به آن، قطعات مختلفی از فلزات تولید می‌شود. شما حتی اگر هرگز به یک ریخته‌گری نرفته باشید، با این حال، هم اکنون، توسط قطعات فلزی تولید شده توسط فرایندهای ریخته‌گری، احاطه شده‌اید!
ریخته‌گری، یکی از قدیمی‌ترین مشاغل است که از زمان‌های قدیم، بشر برای اهداف هنری یا عملی، اشیاء فلزی مذاب تولید می‌کرده است. به تدریج و با رشد جامعه صنعتی، نیاز به ریخته گری فلزات، یکی از مهمترین ارکان جامعه صنعتی شد.
در حال حاضر، فلز حاصل از ریخته‌گری، جزء مهم اکثر ماشین آلات مدرن، وسایل نقلیه حمل و نقل، ظروف آشپزخانه، مصالح ساختمانی و اشیاء هنری و سرگرمی است. همچنین در سایر کاربردهای صنعتی مانند ابزار کار، ماشین آلات تولیدی، تجهیزات حمل و نقل، مواد الکتریکی و الکترونیکی و… نیز وجود دارد. بهترین دلیل استفاده از فرایند ریخته‌گری، این است که فلز مورد نظر در هر شکل و انداز‌ه‌ای به صرفه تولید می شود.
(لازم به ذکر است که استفاده از فروآلیاژها ی مختلف همچون فرومنگنز، فروسیلیس، فرو سیلیکو منگنز ، آهن اسفنجی و گندله آهن در فرایند ریخته‌گری فلزات مختلف و فولاد، را می‌توان تحولی بزرگ در صنعت ریخته‌گری فولاد به شمار آورد).
آنچه در ادامه مطلب خواهید خواند
فرآیند ریخته گری :
ریخته گری ، فرایند شکل دادن به فلز با «ریختن» فلز مذاب در قالب است. فرایند تولید ریخته‌گری یکی از فرایندهای اولیه شکل دهی است. احتمالا قدیمی‌ترین فرایند شکل‌دهی است. هنگام ریخته‌گری، پس از جامد شدن مواد مایع، یک جسم جامد با شکل خاصی ایجاد می‌شود. قطعات کار، زمانی ریخته‌گری می‌شوند که تولید آنها با استفاده از سایر فرایندهای تولید غیراقتصادی بوده و یا امکان‌پذیر نباشد. فرایندهای ریخته گری را می توان به طور ویژه برای تولید انبوه اجزای مختلف، اعم از ساده و پیچیده، به طور خاص مورد استفاده قرار داد. لازم به ذکر است که متداول ترین نوع قالب ریخته گری ، ماسه و خاک رس می‌باشد! که مهمترین علت آن، فراوانی ماسه و خاک رس و همچنین مقاومت در برابر حرارت می‌باشد.
قالب‌های ریخته‌گری ساخته شده از ماسه و خاک رس، یک طرح حفره‌ای را تشکیل می دهند که در آن، مواد مذاب تخلیه شده و همچنین گازها در زمان ریختن فلز مذاب در محیط آزاد می‌شود. لازم به توضیح است که قالب‌های ریخته‌گری باید محکم، مقاوم در برابر فشار فلز مذاب و به اندازه کافی نفوذ پذیر باشند، تا هوا و سایر گازها از حفره قالب خارج شوند. مواد قالب نیز باید در برابر همجوشی با فلز مقاومت کند.
برای ریخته گری فلزاتی مانند آهن یا سرب، که به طور قابل توجهی سنگین تر از قالب ماسه هستند، جعبه قالب اغلب با یک صفحه سنگین پوشانده می شود تا از مشکلی به نام “شناور شدن قالب” جلوگیری شود، این اتفاق، زمانی رخ می دهد که فشار فلز موجب فشار دادن به قالب شده و شن و ماسه در بالای حفره قالب، باعث شکست فرایند می‌شود.
شایان ذکر است که امروزه فرایند ریخته گری مکانیزه، جایگزین ریخته گری دستی شده است. با بحران انرژی در سال های اخیر، منطقی سازی خطوط تولید اتوماتیک و مکانیکی موجب کاهش قیمت تمام شده محصول و بالا بردن کیفیت آن شده است که گامی اساسی در توسعه ریخته گری بوده است. صنایع ریخته گری در واقع از تجهیزات ماشینکاری ساده به خطوط تولید خودکار و مداوم توسعه یافته اند.
انواع کاربرد ریخته گری شن و ماسه :
از رایج ترین فلزات ریخته‌گری می توان به شمش چدن، فولاد، آلیاژهای آلومینیوم و برنج اشاره کرد. بلوک‌های موتور خودرو و سرسیلندرها، براکت‌های ماشین‌های سنگین و قاب گیره مکانیکی ، نمونه‌هایی از محصولات ریخته‌گری شن و ماسه می‌باشند.
شن و ماسه ریخته‌گری به طور گسترده برای ریخته گری های آهن و فولاد با اندازه متوسط و بزرگ که در آن صافی سطح و دقت ابعاد، بسیار مهم می‌باشد، استفاده می شوند. از ریخته گری شن و ماسه همچنین برای ساخت قطعات بزرگی از مواد مانند برنز، برنج، آلومینیوم و غیره استفاده می شود (لازم به ذکر است که استفاده از فروآلیاژها ی مختلف همچون فرومنگنز، فروسیلیس، فرو سیلیکو منگنز ، آهن اسفنجی و گندله آهن در فرایند ریخته‌گری فلزات مختلف و فولاد، را می‌توان تحولی بزرگ در صنعت ریخته‌گری فولاد به شمار آورد).
خوب است بدانید که علیرغم پیشرفتی که در روش‌های به اصطلاح ریخته‌گری ویژه مشاهده شد، روش ریخته‌گری شن و ماسه همچنان بیشترین استفاده را برای تولید قطعات ریخته‌گری دارد. و به نظر می‌رسد در آینده نزدیک روند رو به رشدی داشته باشد. دلیل این امر را می‌توان به یک سری مزایای زیر مربوط دانست:
- این روش، سریع ترین و ارزان ترین راه برای به دست آوردن حفره قالب است (به ویژه با استفاده از ماشین های قالب گیری)
- با استفاده از ریخته‌گری شن و ماسه، قطعاتی با کیفیت مناسب برای اکثر مصارف رایج در ماشین سازی به دست می‌آیند؛
- این نوع ریخته‌گری، عملی‌ترین روش شناخته شده برای ریخته‌گری های بزرگ است.
دایکستینگ :
هنگامی که بسیاری از محصولات با شکل یکسان باید تولید شوند، از ریخته گری تحت فشار استفاده می شود. در این فرایند، فلز مذاب با فشار زیاد به داخل حفره بین قالب‌ها رانده می‌شود. پس از تزریق فلز، در حالی که فلز جامد می‌شود، فشار حفظ می شود. سپس نگهدارنده های قالب باز می شوند و قالب به طور خودکار خارج می شود. خوب است بدانید که ریخته گری به فلزات غیر آهنی که دمای ذوب آنها به قالب ها آسیب نمی رساند، محدود می‌شود. در این نوع ریخته‌گری، فرایند و دستگاه تزریق بسیار شبیه به دستگاه تزریق پلاستیک است، با این تفاوت که دستگاه به طور کلی بزرگتر است و کوره ذوب فلز جدا است.
شایان ذکر است که ریخته گری تزریقی عمدتا برای فلزات با نقطه ذوب پایین و به ویژه برای آلیاژهای آلومینیوم استفاده می شود، مهمترین ویژگی‌های این نوع ریخته‌گری را می‌توان به شرح زیر ارائه داد:
- دقت ابعادی زیاد،
- سطح عالی قطعات به‌دست‌آمده
- و بهره‌وری بالای فرایند (تعداد زیاد قطعات ساخته شده در هر واحد زمان و هر اپراتور)
البته لازم به توضیح است که ماشین آلات لازم (دستگاه قالب گیری تزریقی و کوره ها) بسیار گران است و هزینه قالب (یا پوسته) برای هر قطعه بسیار بالا است، بنابراین این فرایند فقط برای ساخت سری های بزرگ قابل توجیه است.
شکل نهایی ریخته‌گری
شکل نهایی ریخته‌گری مربوط به قالبی است که درون آن ریخته می‌شود، بنابراین قالب‌ها با دقت به یک الگو – یک ماکت چوبی یا فلزی از جسمی که قرار است ریخته‌گری شود، قالب‌گیری می‌شوند. متداول‌ترین مواد قالب‌گیری ماسه سیلیس است، اما بسته به فلزی که ریخته‌گری می‌شود و روشی که استفاده می‌شود، می‌توان آنها را از انواع مختلفی از مواد مختلف تولید کرد.
ریخته‌گری مکانیکی
در کارگاه‌های ریخته‌گری مدرن با تولید زیاد و تولید انبوه، به منظور ساخت قالب‌ها ، روش های قالب گیری مکانیکی جایگزین روش‌های قالب گیری دستی می‌شوند. مزایای این روش را می‌توان به این شرح ارائه داد:
- نیازی به پرسنل متخصص نیست.
- می‌توان قطعاتی با ضخامت بسیار کم تولید نمود.
- قالب ها دارای کیفیت تراکم بالاتر و مقاومت بالاتری می‌باشند.
- عملیات قالب گیری بدون آسیب رساندن به قالب تسهیل می شود و در هزینه های تعمیر صرفه جویی می شود.
- تعداد قطعات معیوب کاهش می یابد و کیفیت بهبود می یابد.
- کاهش زمان تراکم مخلوط.
- افزایش دقت ابعادی ساخت قالب.
- کاهش سطح مورد نیاز برای قالب گیری و کاهش زمان لازم برای ساخت قالب.
- آیتم #1 در لیست
همچنین دارای معایبی است که استفاده از آن را محدود می کند:
- هزینه بالای آماده سازی مدل، که استفاده از این روش را تنها به سری‌های بزرگ قطعات محدود می‌کند.
- هنگامی که نیاز به ساخت قطعات بزرگ است، ماشین های بزرگ با هزینه های گزاف مورد نیاز است.
- مدل‌ها نباید قطعات شل داشته باشند.
