ریخته‌گری فلز

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
فلز مذاب قبل از ریخته گری
چدن در قالب ماسه

در فلزکاری و ساخت جواهرات ، ریخته گری فرایندی است که در آن یک فلز مایع به قالب منتقل می شود. این فلز از طریق یک کانال توخالی در قالب ریخته می شود. سپس فلز و قالب خنک می شوند و قسمت فلزی استخراج می شود. ریخته گری اغلب برای ساختن اشکال پیچیده ای که ساخت آن با روشهای دیگر دشوار یا غیر اقتصادی باشد ، مورد استفاده قرار می گیرد. [۱]

فرآیندهای ریخته گری از هزاران سال پیش شناخته شده اند و به طور گسترده ای برای مجسمه سازی (به ویژه در برنز ) ، جواهرات در فلزات گرانبها و سلاح ها و ابزارها مورد استفاده قرار گرفته اند. ریخته گری مهندسی شده در 90 درصد کالاهای بادوام ، از جمله اتومبیل ، کامیون ، هوا فضا ، قطار ، معدن و تجهیزات ساختمانی ، چاه های نفت ، لوازم خانگی ، لوله ها ، هیدرانت ، توربین های بادی ، نیروگاه های هسته ای ، تجهیزات پزشکی ، محصولات دفاعی ، اسباب بازی ها و بیشتر یافت میشود. [۲]

روشهای سنتی شامل ریخته گری با واکس گمشده (که ممکن است بیشتر به ریخته گری گریز از مرکز تقسیم شود و ریخته گری مستقیم با کمک خلا ) ، ریخته گری قالب گچ و ریخته گری شن و ماسه میباشند.

فرآیند ریخته گری مدرن به دو دسته اصلی تقسیم می شود: ریخته گری مصرفی و غیر مصرفی.[۳]

ریخته گری قالب مصرفی[ویرایش]

ریخته گری قالب های مصرفی یک طبقه بندی عمومی است که شامل قالب گیری های ماسه ، پلاستیک ، پوسته ، گچ و دقیق (روش واکس گمشده) است. این روش ریخته گری قالب شامل استفاده از قالبهای موقتی و غیر قابل استفاده مجدد است.

ریخته گری شن و ماسه[ویرایش]

ریخته گری شن و ماسه یکی از محبوب ترین و ساده ترین انواع ریخته گری است و قرن هاست که مورد استفاده قرار می گیرد. ریخته گری شن و ماسه امکان ایجاد دسته های کوچکتر از ریخته گری قالب دائمی و با هزینه بسیار مناسب را فراهم می کند. این روش نه تنها به تولیدکنندگان امکان تولید محصولات با هزینه کم را می دهد ، بلکه ریخته گری شن و ماسه مزایای دیگری نیز دارد ، از جمله کارهای با سایز های بسیار کوچک. این فرایند امکان ریخته گری به اندازه کافی کوچک تا اندازه کافی بزرگ را فراهم می کند. ریخته گری شن و ماسه همچنین باعث می شود که اکثر فلزات بسته به نوع شن و ماسه مورد استفاده در قالب ها ریخته شوند. [۴]

قالب لوم[ویرایش]

از قالب لوم برای تولید اشیا متقارن بزرگ مانند توپ و ناقوس کلیسا استفاده شده است. لوم مخلوطی از رس و ماسه با کاه یا کود است. مدلی تولید شده در ماده ای شکننده (کیمیز) شکل می گیرد. قالب با پوشاندن آن در لوم در اطراف این ماده شیمیایی تشکیل می شود. سپس این ماده را پخته (شلیک می کنند) و مواد شیمیایی را از بین می برند. سپس قالب را به صورت قائم در گودالی مقابل کوره می گذارند تا فلز ریخته شود. پس از آن قالب شکسته می شود. از این رو فقط یکبار می توان از قالب ها استفاده کرد ، به طوری که سایر روش ها برای بیشتر اهداف ترجیح داده می شوند.

قالب پوسته[ویرایش]

قالب پوسته مانند ریخته گری شن و ماسه است ، اما حفره قالب گیری به جای یک گلدان پر از شن و ماسه توسط "پوسته" سخت شده تشکیل می شود. ماسه مورد استفاده ظریف تر از ماسه ریخته گری ماسه است و با یک رزین مخلوط می شود تا بتواند توسط الگو گرم شده و به صورت پوسته ای در اطراف الگو سفت شود. بخاطر رزین و شن و ماسه ریزتر ، سطح بسیار ظریف تری را ایجاد می کند. این فرآیند به راحتی خودکار و دقیق تر از ریخته گری شن و ماسه است. فلزات رایج که ریخته گری می شوند شامل آلیاژهای چدن ، آلومینیوم ، منیزیم و مس هستند. این فرآیند برای اقلام پیچیده ای که اندازه آنها کوچک و متوسط است ایده آل است.

ریخته گری دقیق[ویرایش]

پرونده:Nuclear valve 01.jpg
یک پوشش دریچه سرمایه گذاری شده

ریخته گری دقیق فلزات(که در هنر به ریخته گری موم گمشده معروف است) روشی است که هزاران سال است که با استفاده از فرآیند واکس گمشده یکی از قدیمی ترین تکنیک های شناخته شده تشکیل فلز است. از 5000 سال پیش ، هنگامی که موم ، الگوی شکل گرفته تا موم های امروزی با تکنولوژی پیشرفته ، مواد نسوز و آلیاژهای مخصوص ، ریخته گری ها از تولید اجزای با کیفیت بالا با مزایای اصلی دقت ، تکرارپذیری ، قابلیت انعطاف پذیری و یکپارچگی اطمینان حاصل می کنند.

ریخته گری با الگوی تبخیری[ویرایش]

این یک دسته از فرایندهای ریخته گری است که از مواد الگویی استفاده می شود که در حین ریختن تبخیر می شوند ، بدین معنی که دیگر نیازی به حذف مواد الگو از قالب قبل از ریخته گری نیست. دو فرآیند اصلی ریخته گری با فوم از دست رفته و ریخته گری با قالب کامل است.

ریخته گری فوم از دست رفته[ویرایش]

ریخته گری فوم از دست رفته نوعی فرایند ریخته گری با الگوی تبخیری است که مشابه ریخته گری دقیق است به جز اینکه از فوم به جای موم برای الگو استفاده می شود. این فرآیند از نقطه جوش کم فوم استفاده می کند تا با حذف نیاز به ذوب شدن موم از قالب ، روند ریخته گری دقیق را ساده کند.

ریخته گری با قالب کامل[ویرایش]

ریخته گری با قالب کامل یک فرآیند ریخته گری با الگوی تبخیری است که ترکیبی از ریخته گری شن و ماسه و ریخته گری کف از دست رفته است . این از الگوی فوم پلی استایرن منبسط شده استفاده می کند که سپس با شن احاطه می شود ، دقیقاً مانند ریخته گری شن و ماسه. سپس این فلز مستقیماً در قالب ریخته می شود که در اثر تماس ، فوم را بخار می کند.

ریخته گری قالب غیر قابل مصرف[ویرایش]

فرآیند قالب گیری دائمی

ریخته گری پوششی[ویرایش]

فرایند ریخته گری پوششی قالب ، فلز مذاب را تحت فشار زیاد به حفره های قالب وارد می کند. بیشتر قالب های ریخته گری از فلزات غیر آهنی ، به ویژه آلیاژهای روی ، مس و آلومینیوم ساخته می شوند ، اما ریخته گری قالب های فلزات آهنی امکان پذیر است. روش ریخته گری مخصوصاً برای کاربردهایی که بسیاری از قطعات کوچک تا متوسط با جزئیات خوب ، کیفیت سطح خوب و قوام ابعادی مورد نیاز هستند ، مناسب است.

ریخته گری فلز نیمه جامد[ویرایش]

ریخته گری فلز نیمه جامد (SSM) یک فرآیند ریخته گری قالب اصلاح شده است که تخلخل باقیمانده موجود در اکثر ریخته گری های قالب را کاهش می دهد یا از بین می برد. در ریخته گری SSM به جای استفاده از فلز مایع به عنوان ماده خوراک ، از ماده خوراکی ویسکوزیته بالاتر استفاده می شود که تا حدی جامد و تا حدی مایع است. از دستگاه ریخته گری قالب اصلاح شده برای تزریق دوغ‌آب نیمه جامد به قالبهای فولادی سخت شده قابل استفاده مجدد استفاده می شود. گرانروی زیاد فلز نیمه جامد ، همراه با استفاده از شرایط کنترل شده پر شدن قالب ، تضمین می کند که فلز نیمه جامد قالب را به صورت غیر آشفته پر می کند تا تخلخل مضر اساساً از بین برود.

ریخته گری گریز از مرکز[ویرایش]

در این فرآیند ، فلز مذاب در قالب ریخته می شود و اجازه می یابد تا هنگام چرخش قالب ، جامد شود. در محور چرخش ، فلز به مرکز قالب ریخته می شود. در اثر نیروی اینرسی ، فلز مایع به سمت پیرامون پرتاب می شود.

منابع[ویرایش]

 

  1. Degarmo, Black & Kohser 2003
  2. https://www.afsinc.org/about-metalcasting
  3. Degarmo, Black & Kohser 2003
  4. Schleg et al. 2003, chapters 2–4.