اصول ریخته گري

فرایند انجماد

شروع از ماده در حالت مایع و یا فرم پالستیکی و ساخت قطعه ضمنانجماد ماده

دسته بندي فرایند انجماد بر اساس نوع ماده

فلز

سرامیک ها و بطور خاص شیشه

پلیمرها و کامپوزیت هاي پلیمري

دسته بندي فرایند انجماد

ریخته گري

فشار، (فرایندي که ضمن آن فلز مذاب تحت اثر نیروي گرانشی یا سایر نیروهادرون قالب جریان می یابد و ضمن سرد شدن در قالب به ) خالء، گریز از مرکز

.شکل قطعه مورد نظر در می آید

مراحل ریخته گريذوب ماده1.ریختن مذاب در قالب2.انجماد3.

قابلیت ها و مزایاي ریخته گري

پیچیده اشکال ساخت قابلیت

قطعه خارجی و داخلی ابعاد ساخت قابلیت

برخی و نهایی شکل به گري ریخته هاي روش از برخی نیاز و رسند می قطعه نهایی فرم به نزدیک شکلی به دیگر

دارند پرداخت عملیات به

تن 100( هستند ساخت قابل بزرگ بسیار قطعات(

شوند می مایع دادن حرارت ضمن که موادي تمامی براي اند استفاده قابل

فرایند و انبوه تولید براي گري ریخته هاي روش برخی .مناسبند خودکار تولید

گري ریخته هاي محدودیت و معایب

قطعه مکانیکی خواص در محدودیت ایجاد

هاي روش از برخی در نامناسب نهایی سطوح و کم ابعادي دقت اي ماسه گري ریخته مانند گري ریخته

مذاب مواد با کار ایمنی خطرات

انرژي مصرف و محیطی زیست مشکالت

قطعات قابل تولید

هستند گري ریخته قابل آهنی غیر و آهنی فلزات انواع

بزرگ قطعات

کوره خودروها، سیلندر سر و موتور هاي بلوك ها، لوله ها، ماشین چارچوب چوب، سوخت هاي

ها پمپ بدنه بزرگ، هاي مجسمه کلیسا، زنگ

کوچک قطعات

ها تابه کوچک، هاي مجسمه جواهرات، دندان، تاج

فن آوري ریخته گري

کارگاه یا کارخانه ریخته گري

)Foundry(

جابجایی مواد و ذوب، ساخت قالبکارخانه اي که مجهز به ابزارهاي الزم براي

قطعه استپرداخت نهایی و انجام عملیات ریخته گري و مذاب

ریخته گر : متخصص فرایند)Foundryman(

گري ریخته قالب

کند می ایجاد نظر مورد قطعه شکل به اي حفره قالب

نظر مورد قطعه واقعی ابعاد از بزرگتر اندکی حفره شکل و ابعاد را شدن سرد و انجماد ضمن انقباض اجازه مذاب ماده به تا استبدهد

سرامیک، گچ، ماسه، شامل مواد از مختلفی انواع از ها قالب شوند می ساخته فلز و استایرن پلی پارافین،

9

قالب باز و قالب بسته

شکل ظرف معادل شکل قطعه: قالب باز اشکال پیچیده تر قطعه و : قالب بسته

شامل راه گاه، مخزن و ماهیچه

دو دسته اصلی فرایندهاي ریخته گري

فرایندهاي با قالب مصرف شدنی

که از قالب هاي مصرف شدنی و تخریب پذیر استفاده می کنند که باید براي خارج نمودن قطعه ریخته گري شده تخریب شوند

رزین، چسب(مواد اتصال دهنده + ماسه، گچ و سایر مواد مشابه : مواد قالب(

مانند ریخته گري قالب ماسه اي

فرایندهاي قالب دائمی

که از قالب هاي دائمی که می توانند بازها و بارها براي ریخته گري قطعات متعدد مجددا بکار گرفته شوند استفاده می کنند

جنس قالب از فلزات و یا مواد سرامیکی نسوز

مانند ریخته گري دایکست

مزایا و معایب انواع قالب دائمی و مصرف شدنی

باید قالب قطعه انجماد از پس قطعه تا شود قربانی و تخریب

باشد حصول قابل

این با تر پیچیده بسیار اشکالهستند تولید قابل ها روش

فرایندهاي با قالب مصرف شدنی فرایندهاي قالب دائمی

با طراحی قابل قطعات شکل باز لزوم بواسطه دائمی قالب ریخته بار هر در قالب شدن.شود می محدود گري

تولید در دائمی قالب فرایندهاي اقتصادي لحاظ از قطعات انبوه

هستند تر صرفه به مقرون بسیار

گرما دادن مواد

دماي تا مواد ذوب جهت حرارتی هاي کوره .روند می بکار نظر مورد

مجموع نیاز مورد گرماي:

ذوب نقطه دماي تا نیاز مورد گرماي1.

مایع به جامد فاز تبدیل گرماي2.

مورد دماي به رسیدن تا نیاز مورد گرماي3.

گري ریخته جهت سیال نظر

توزیع دما ضمن انجماد مذاب در قالب

زمان با انجماد پوسته گسترش

منحنی سرد شدن مواد خالص

جامد می شود) دماي ذوب یا انجماد(فلز خالص در یک دماي مشخص

16

منجنی سرد شدن مواد خالص

دیواره کنندگی خنک عملکرد واسطه به واسط حد در ماده از نازکی پوسته قالب سپس و گیرد می شکل مذاب و قالبیابد می ادامه آرامی با ها بلور رشد

منحنی سرد شدن مواد خالص و انقباض

ساختار قالب گیري مواد جامد

، خالص )الف فلز انجماد مختلف حالت سه شماي از حاصل ساختار )ج ، جامد محلول آلیاژهاي )ب

زا هسته عوامل

قالب سرد دیواره روي بلورها بافت توسعه

جهت با هایی دانه تنها که است توجه قابل امکان قالب سطح روي مناسب اولیه گیري

یابند می رشد

انجماد آلیاژها

ذوب می شوند) به جاي یک دماي مشخص(اغلب آلیاژها در یک بازه دمایی

جدایی اجزاء در مرکز قالب مس و روند سرد شدن- نمودار فار نیکل

انجماد آلیاژها

انجماد آلیاژها چدن خاکستري و فوالد کربنی

انواع ساختار ماده ریخته گري شده مرکب

دندریتی ستونیدندریتی متساوي المحور غیر دندریتی متساوي المحور

انواع ساختار ماده ریخته گري شده خالص و اتکتیک

زمان انجماد

انجماد زمان کل )TST( = از پس شده ریخته قطعه انجماد براي نیاز مورد زمان

مذاب سیال ریختن

دارد ارتباط شورینوف رابطه توسط قطعه شکل و اندازه به زمان این

Chvorinov's Rule

V = گري ریخته قطعه حجم ;

A = گري ریخته قطعه سطح ;

n = تابع نماي = 2;

Cm قالب ثابت .

n

mA

VCTST

24

ثابت قالب شورینوف

است وابسته زیر موارد به قالب ثابت

قالب ماده

گري ریخته ماده گرمایی خواص

ذوب دماي به نسبت کردن جاري و یافتن جریان دماي

هاي داده از تواند می گري ریخته عملیات براي ثابت این مقدار گري ریخته دماي و فلز و قالب ماده با مرتبط پیشین فرایندهاي تجربی

حصولند قابل )متفاوت قالب هاي شکل در حتی(

چیست؟ بیانگر شورینوف رابطه

شود می سرد سریعتر باالتر سطح به حجم نسبت با گري ریخته قطعه

مقدار باید ... و مجرا و مخزن گاه، راه شامل قالب اجزاء سایر قالب، اصلی حفره بهتر تغذیه منظور به

انجماد از پس آنها در انجماد تا باشند داشته اصلی حفره به نسبت بزرگتري )TST( انجماد زمانشود جلوگیري قطعه انقباض از و گیرد صورت قالب اصلی بخش

قالب اجزاء همه براي قالب ثابت که آنجا از به حجم نسبت انتخاب با تنها است مشابه.است پذیر امکان فرایند این بزرگتر سطح

بیشتر ضایعات نظیر فاکتورهایی باید چند هر تکمیلی فرایندهاي و مجدد ذوب هزینه و

.شوند گرفته نظر در بعدي

فرایند این چگونه

شود؟ می کنترل

رینولدز عدد

کند می ارائه قالب در مذاب ماده سیالیت از معیاري:

اي الیه جریان با سیال : 2000 زیر رینولدر عدد

و توربوالنس جریان ترکیب با سیال :20000 تا 2000بین رینولدر عدد اي الیه

توربوالنس جریان با سیال : 20000 از باالتر رینولدر عدد

vDRe

سرعت سیالقطر مجرا

چگالی

ویسکوزیته

سیالیت بر موثر عوامل

گرانروي( ویسکوزیته(

سطحی کشش

ناخالصی

مذاب ماده انجماد الگوي

قالب طرح

قالب جنس

ریزش نرخ

انقباض ضمن انجماد

جرم به ازاء (اغلب مواد ضمن مایع و جامد و نیز تبدیل فاز مایع به جامد چگالی.افزایش می یابد و حجم سیستم کاهش می یابد) واحد حجم

استثاهایی نیز وجود دارند از جمله چدن با کربن باال

اغلب در مرحله طراحی این تغییرات در نظر گرفته می شود

فرایندهاي ریخته گري

فرایندهاي ریخته گري با قالب مصرف شدنی

ریخته گري ماسه اي

ریخته گري پوسته اي

ریخته گري تحت خالء

ریخته گري با قالب پلی استایرن مصرف شدنی

ریخته گري قالب بسته

ریخته گري قالب گچی و سرامیکی

ریخته گري ماسه اي

پر کاربردترین نوع ریخته گري

تقریبا تمامی آلیاژها و فلزات قابل شکل دهی هستند

قابل استفاده در ابعاد کوچک تا بسیار بزرگ

تعداد تولید از یک قطعه تا میلیون ها قطعه

680 kg

کمپرسور هوا

مراحل کلی ریخته گري ماسه اي

مراحل کلی ریخته گري ماسه اي

39

مراحل کلی ریخته گري ماسه اي

الگوي قطعه

نمونه اي از قطعه با ابعادي اندکی بزرگتر جهت حذف

انقباض

جنس الگو:

رایجترین ولی در عین حال کم دوام ترین–چوب

گرانتر ولی با دوام تر -فلز

حدواسط چوب و فلز با قابلیت شکل پذیري -پالستیک

40

انواع الگو

(a) solid pattern الگوي یکپارچه

(b) split pattern الگوي چند تکه

(c) match-plate pattern الگوي با صفحه مشترك

(d) cope and drag pattern الگوي با درجه هاي باالیی و زیري

41

ویژگی هاي مطلوب قالب

حفظ شکل و مقاوم در برابر فرسایش -استحکام

امکان عبور هوا و گازها از میان ذرات -نفوذ پذیر

مقاوم در برابر شوك حرارتی فلز مذاب -پایداري حرارتی

امکان تخریب قالب و خارج نمودن قطعه نهایی - قابلیت تخریب

اجزاء تخریب شده نهایی قابل کاربرد -قابلیت کاربري مجددبراي ساخت قالب هاي جدید باشند

44

ماسه ریخته گري

سیلیکا)SiO2 (یا سیلیکا مخلوط با سایر مواد معدنی ویژگی هاي مناسب نسوز بودن و مقاومت در دماي باال

اندازه ذراتسطح پرداخت نهایی بهتر: ذرات با دانه ریز

نفوذ پذیر و مناسب براي خروج هوا وگازها: ذرات دانه درشتاستحکام باالتر بواسطه قفل شدن ذرات در هم -ذرات با شکا هاي نامنظم

ولی مانعی براي نفوذ پذیري و خروج گازها

عوامل اتصال دهنده مورد استفاده در ساخت قالب

ذرات ماسه توسط مخلوطی از آب و رس اتصال دهنده به هم متصلمی شوند

Typical mix: 90% sand, 3% water, and 7% clay

سایر عوامل اتصال دهنده: مانند رزین هاي فنولی(رزین هاي آلی(

مانند سیلیکات سدیم و فسفات(اتصال دهنده هاي غیرآلی(

ترکیب در صد اجزاء به نحوي که استحکام و نفوذپذیري مناسبی.ایجاد نماید و ضایعات و خطرات و هزینه کمتري ایجاد نماید

انواع قالب ماسه اي

این قالب –مخلوطی از ماسه، رس و آب -)سبز(قالب هاي ماسه اي ترها در زمان افزودن مذاب مریوب هستند و در ساختار آنها آب وجود

.دارد

به واسطه استفاده از اتصال دهنده هاي –قالب هاي ماسه اي خشکآلی فاقد رطوبت هستند و به منظور استحکلم بهتر در کوره پخته می

.شوند

با خشک کردن حفره داخلی قالب هاي –قالب هاي با پوسته خشکسانتی متري توسط مشعل یا چراغ گرم کننده 25تا 10تر تا عمق

مجموعه ریخته گري ماسه اي

قالب پوسته اي

تثبیت عملیات توسط ماسه ذرات آن در که است نازك پوسته با قالبینمایند می ایجاد را قطعه شکا خود جاي در رزین حرارتی

49

قالب پوسته اي

قالب پوسته اي

قالب پوسته اي

قالب پوسته اي

قالب پوسته اي

قالب پوسته اي

مزایا و معایب

اي پوسته قالب مزایاي

نهایی قطعه بهتر سطوح و سیال آسانتر حرکت اجازه تر نرم حفره سطوح دهند می را

پرداخت و کاري مشین به نیازي نهایی قطعه اغلب – باال ابعادي دقت ندارد

یابد می کاهش قطعه به آسیب امکان قالب بیشتر پذیري تخریب واسطه به

انبوه تولید براي خودکارسازي قابلیت

معایب:

گرانتر فلزي الگوهاي

نیستند توجیه قابل کم تعداد در تولید براي

قالب گیري تحت خالء

در فرم قطعه به ) ماسه(استفاده از خالء براي نگه داشتن اجزاء قالبجاي استفاده از اتصال دهنده شیمیایی

در واقع عبارت خالء به ساخت قالب اشاره دارد نه فرایند ریخته گري

در ژاپن بنا نهاده شد 1970در

قالب گیري تحت خالء

Vacuum-Casting

مزایا و معایب

مزایاي قالب گیري خالء

بازیابی آسان ماسه و ذرات بواسطه عدم استفاده از اتصال دهنده

ماسه بواسطه عدم استفاده از اتصال دهنده نیازي به بازآراییمکانیکی ذرات ندارد

بواسطه عدم استفاده از آب نقایص مرتبط با رطوبت وجود ندارند

معایب:

فرایند آرام و سرعت تولید پایین

به آسانی قابل خودکار سازي و ماشینی شدن نیست

فرایندهاي پلی استایرن مصرف شدنی

اضافه ضمن که استیرنی پلی الگوي حول شده فشرده ماسه از قالبی شود می تبخیر قالب داخل مذاب سیال کردن

فوم فرایند الگو، حذف فرایند فوم،-حذف فرایند :ها نام سایر-کامل قالب فرایند تبخیري،

شود جدا زیري و باالیی هاي درجه صورت به نباید قالب

فرایندهاي پلی استایرن مصرف شدنی

فرایندهاي پلی استایرن مصرف شدنی

فرایندهاي پلی استایرن مصرف شدنی

فرایندهاي پلی استایرن مصرف شدنی

فرایندهاي پلی استایرن مصرف شدنی

فرایندهاي پلی استایرن

مصرف شدنی

مزایا و معایب

مزاي فرایند قالب پلی استایرن مصرفی:

نیازي به جداسازي الگو از قطعه نیست

سبب ساده سازي و سرعت فرایند ساخت قالب می گردد، زیرانیازي به دو نیمه قالب مشابه با قالب ماسه اي معمولی نیست

معایب:

براي هر بار ریخته گري یک قالب جدید نیاز است

توجیه اقتصادي این فرایند به شدت به هزینه ساخت الگو ولبستهاست

کاربردها:

تولید انبوه قطعات ریخته گري موتور خودرو

سیستم هاي خودکار و مجتمع تولید قابل استفاده اند

قالب گیري الگوي فوم پلی استایرن

و سپس

تغذیه خط تولید فرایند ریخته گري با قالب هاي آماده شده

فرایندهاي پلی استایرن مصرف شدنی

Evaporative Pattern Casting of an Engine Block

)موم مصرفی(ریخته گري بسته

قالب تا شود می داده پوشش نسوز مواد با و شده ساخته موم از الگویی سپس و شود خارج قالب از تا شود می ذوب موم سپس گیرد، شکلشود می اضافه قالب به مذاب سیال

معنی Investment کلمه آشناي کمتر معناي از Invest معنی به است شده گرفته پوشاندن کامل

امکان که باشد می دقیق بسیار گري ریخته فرایند یک شیوه این فراهم را پیچیده جزئیات و باال بسیار دقت با شده ریخته قطعات ساخت

نماید می

)موم مصرفی(ریخته گري بسته

)موم مصرفی(ریخته گري بسته

)موم مصرفی(ریخته گري بسته

)موم مصرفی(ریخته گري بسته

70

)موم مصرفی(ریخته گري بسته

)موم مصرفی(ریخته گري بسته

)موم مصرفی(ریخته گري بسته

)موم مصرفی(ریخته گري بسته

مزایا و معایب

مزایاي ریخته گري بسته:قطعاتی با پیچیدگی و جزئیات باال با دقت باال قابل ساختند

کنترل ابعاد بیسار نزدیک به طراحی و سطح قطعه مناسب

موم مورد استفاده غالبا قابل استفاده مجدد است

اغلب ماشین کاري اضافی مورد نیاز نیست و این شیوه اي برايتولید قطعه در شکل نهایی است

معایبمراحل متعدد تولید باید سپري شوند

نسبتا روشی پر هزینه است

ریخته گري قالب گچی

می ساخته پاریس گچ از قالب حالت این در تنها اي ماسه گري ریخته مشابه

gypsum)شود - CaSO4-2H2O)

تا شود می ریخته فلزي یا پالستیکی الگو روي آب و گچ مخلوط قالب ساخت در شود تثبیت و آید در قالب شکل به

نمی برده بکار آب با طوالنی بودن ارتباط در واسطه به چوبی الگوي غالبا شود

به را الگو را جزئیات تمامی و یابد می جریان الگو حول آسانی به گچ مخلوط بود خواهد مناسب بسیار نیز نهایی قطعه سطح و کند می منتقل قالب

ریخته گري قالب گچی

مزایا و معایب

گچی قالب گري ریخته مزایاي:

مطلوب نهایی سطح و مناسب دقت

کوچک هاي مقطع سطح ایجاد قابلیت

معایب:

سبب تواند می که شود، پخته رطوبت حذف براي باید قالب گردد گري ریخته در مشکالتی

رود می دست از قالب استحکام حد از بیش پخت صورت در

موادي براي تنها و ندارد را باال دماهاي تحمل توان گچی قالب است مناسب پایین ذوب دماي با

ریخته گري قالب سرامیکی

مواد جنس از قالب که تفاوت این با گچی قالب گري ریخته مشابه اکسید( شود می ساخته هستند مقاوم باال دماهاي در که نسوز سرامیکی

ذوب سیلیس ، آلومینیوم اکسید ، زیرکن )سیلیس و زیرکونیوم فلزها نگهدارنده و شده

باال دماي آلیاژهاي سایر و چدن ، فوالد گري ریخته براي استفاده قابل

فلزات گري ریخته مورد در جز به گچی قالب با مشابه کاربرد

Sequence of Operations in Making a Ceramic Mold

فرایندهاي ریخته گري با قالب دائمی

مشکل اصلی روش هاي با قالب مصرفی جنبه هاي اقتصادي این روشاست که براي هر بار ریخته گري نیاز به قالب جدید است

در قالب گیري دائمی، یک قالب به دفعات مورد استفاده قرار می گیرد

این فرایندها عبارتند از:

ریخته گري قالب دائمی ابتدایی

تحت فشار(ریخته گري دایکست (

ریخته گري گریز از مرکز

ابتدایی دائمی قالب گري ریخته

نحوي به که است شده تشکیل بخش دو از شده ساخته فلزي قالب از امکان را سهولت و دقت با قالب بستن و باز که اند شده طراحی

سازند می پذیر

از غالبا تر پایین ذوب دماي با آلیاژهایی براي رفته بکار هاي قالب شوند می ساخته چدن و فوالد

غالبا )باال ذوب دماي( فوالد گري ریخته براي رفته بکار هاي قالب شوند می ساخته نسوز سرامیک از

قالب دائمی گرما دادهشده و الیه نشانی می

شود

در صورت لزوم قطعات هسته مرکزي جایگذاري می شوند

قالب بسته می شود و سیال مذاب در قالب حریان می یابد

ابتدایی دائمی قالب گري ریخته

ها محدودیت و مزایا

دائمی قالب گري ریخته مزایاي

قطعه براي مناسب نهایی سطح و ابعادي دقت کنترل

انگشتی اي دانه ساختار به منجر سرد فلزي قالب از حاصل سریع شدن سرد گردد می تر مستحکم شده گري ریخته قطعات نتیجه در و

ها محدودیت:

تر پایین ذوب نقطه با فلزات براي کاربرد قابل معموال

باز به نیاز علت به و شود می فراهم تر ساده اشکال با قطعات تهیه امکان نیستند حصول قابل پیچیده اشکال قالب متعدد شدن

قالب باالي قیمت

کاربردهاي ریخته گري قالب دائمی

این روش بهترین گزینه براي تولید انبوه هزینه باالي قالببه واسطه ،متناسبی را براي تولید فراهم می نماید خودکارسازياست و قابلیت

پیستون خودروها، بدنه پمپ ها و برخی قطعات : قطعات قابل ساختهواپیماها و موشک ها

آلومینیوم، منیزیم، آلیاژهاي مس و : فلزهاي قابل استفاده در این روش)آهن ریخته گري(چدن

کاربردهاي ریخته گري قالب دائمی

)Slush(ریخته گري مجوف یا معکوس

نوعی از ریخته گري در قالب دائمی است

در این شیوه به مذاب فرصت کافی براي انجماد کامل به مذاب دادهنمی شود و تنها الیه نازکی از مذاب به صورت جامد تبدیل شده و

.سپس مذاب اضافی از قالب خارج می شود

براي تولید قطعات تزئینی توخالی مناسب هستند

مانند سرب، روي و قلع نقطه ذوب پایین براي فلزاتی بامناسبند

ظاهر قطعه مهمتر از میزان استحکام براي ساخت قطعاتی کهقطعه ساخته شده می باشد

)Slush(ریخته گري مجوف یا معکوس

ریخته گري مجوف

ریخته گري فشار پایین

فشار از قالب در مذاب دادن جریان منظور به گرانش نیروي از استفاده جاي به بکار مذا انداختن جریان بخ براي مگاپاسکال یکدهم میزان تا گاز یک از پایینی

رود می

مذاب روي ثابت فشار این می قالب کامل پرشدن موجب

سرد ضمن انقباض اثرات و گردد.کند می جبران را شدن

گري ریخته امکان روش این در

.دارد وجود نازك الیه قطعات

شود می ایجاد قطعات در برتر و برجسته مکانیکی هاي ویژگی

بهره شود، نمی بکاربرده روش این در مخزنی هیچ که آنجا از

همچنان قالب تغذیه مسیر در مذاب زیرا است باالتر عموما فرایند

.است آماده فرایند تکرار براي قالب و دارد وجود مذاب بصورت

بود خواهد تمییزتر همواره مذاب ماده

رسد می حداقل به اکسایش هاي نقص و گاز از ناشی تخلخل.

ریخته گري فشار پایین

ریخته گري خالء قالب دائمی

مشابه ریخته گري فشار پایین با این تفاوت که خالء به جاي اعمالفشار بکار برده می شود

کاهش فشار ناشی از خالء مذاب را به درون حفره داخلی قالب میکشد

مشابه با ریخته گري فشار پایین قطعاتی با دیواره نازك قابل ساختهستند و بعالوه به علت عدم کاربرد مخزن بهره و کارایی فرایند باال

خواهد بود

کاهش تخلخل ناشی از هوا و استحکام بیشتر: مزایا

)دایکست(ریخته گري تحت فشار

فشار تحت مذاب ماده آن در که فشار تحت گري ریخته روش یک

شود می تزریق قالب حفره درون به باال

و شده باز قالب سپس و شود می داشته نگاه ثابت انجماد ضمن فشار

شود می خارج قطعه

حدیده فرایند این در ها قالب )Dies(شوند می نامیده

از استفاده دائمی گري ریخته هاي روش سایر با شیوه این اصلی تفاوت

باالست فشار

دقت با را قالب قطعات دقت با که است شده طراحی نحوي به ماشین

حفره درون نیرو اعمال با مایع مذاب ماده تا شوند تثبیت هم کنار در

شود تزریق قالب

دو نوع اصلی این شیوه ریخته گري:

ماشین هاي با حفره قالب گرم

ماشین ها با حفره قالب سرد

89

)دایکست(ریخته گري تحت فشار

ماشین هاي با حفره قالب گرم

ماده در یک محفظه نگهدارنده ذوب می شود و توسط پیستونی تحت

فشار به درون قالب تزریق می شود

قطعه در ساعت 500تا –سرعت و تعداد ساخت باال

کاربرد آن محدود به موادي با نقطه ذوب پایین است که از لحاظ

شیمیایی به قطعات مکانیکی و قالب آسیب نمی رسانند

روي، قلع، سرب، منیزیم: مواد قابل استفاده

91

ماشین هاي با حفره قالب گرم

92

ماشین هاي با حفره قالب گرم

شود می ذوب آن در ماده که خارجی نگهدارنده یک از مذاب ماده در پیستون یک توسط نیرو اعمال با سرد قالب محفظه یک درون به

شود می تزریق باال فشار

علت به گرم روش با مقایسه در ولی باالست تعداد و تولید سرعت است کندتر خارجی ظرف یک از مذاب انتقال مرحله وجود

منیزیم آلیاژهاي و برنج آلومینیوم، :استفاده قابل مواد

در ذوب فرایند تا است مناسب باال ذوب وفشار دما با موادي براي قالبا نقطه با مواد براي درحالیکه دهد روي گیري قالب سیستم از خارجاست تر مطلوب گرم فرایند قلع و روي مانند پایین ذوب

سرد قالب حفره با هاي ماشین

94

ماشین هاي با حفره قالب سرد

ماشین هاي با حفره قالب سرد

دایکستدایکست

فشار تحت گري ریخته هاي قالب

و گیري قالب فوالد ابزار، فوالد جنس از معموال ...

ریخته براي مناسب بودن نسوز خواص واسطه به مولیبدن و تنگستن

روند می بکار چدن و فوالد فشار تحت گري

باید قالب ساختار در قالب از قطعه کردن جدا براي زننده پس هاي پین

شوند طراحی

مواد تزریق از قبل قالب به مذاب چسبیدن از جلوگیري منظور به

شود می تزریق قالب داخلی فضاي در روانکار

مزایا و محدودیت ها

مزایاي روش هاي دایکست:

براي تولید در تعداد ریاد اقتصادي هستند

دقت مناسب ابعادي و سطح نهایی قطعه مناسب

امکان ساخت قطعات نازك فراهم می باشد

سرد نمودن سریع امکان ایجاد دانه هایی با ابعاد کوچک و بااستحکام را فراهم می نماید

محدودیت ها

عموما محدود به موادي با دماي ذوب پایین می باشند

ساختار هندسه قطعه باید به نحوي باشد که امکان جدا شدن قطعهاز قالب را فراهم نماید

ریخته گري گریز از مرکز

خانواده اي از روش هاي ریخته گري که قالب در سرعت هاي باال میچرخد و نیروي گریز از مرکز مذاب را در بخش هاي خارجی و انتهایی

قالب توزیع می کند

انواع و کاربردها:

لوله هاي آهنی، لوله ها، حلقه ها :ریخته گري گریز از مرکز حقیقی

پولی و چرخ ها :ریخته گري شبه گریز از مرکز

قطعاتی با تقارن غیر شعاعی ):چرخشی(ریخته گري میان گریزي

ریخته گري گریز از

مرکز تجمع ناخالصی ها

ریخته گري گریز از مرکز حقیقی

ریخته گري گریز از

مرکز حقیقی افقی

ریخته گري گریز از

مرکز حقیقی عمودي

ریخته گري گریز از

مرکز تجمع ناخالصی ها

ریخته گري گریز از مرکز حقیقی افقی

ریخته گري گریز از مرکز حقیقی عمودي

حقیقی افقی ریخته گري گریز از مرکز

ساخت لوله ها

ریخته گري گریز از مرکز حقیقی

و چرخشی ریخته گري شبه گریز از مرکز

(Squeeze)ریخته گري تحت فشار قالب

ریخته گري پیوسته

ریخته گري پیوسته

ریخته گري پیوستهریخته گري پیوسته

کوره هاي ریخته گري

رایج ترین کوره ها عبارتند از:

کورهCupola

کوره با سوخت مستقیم

کوره بوته اي

کوره قوس الکتریکی

کوره القایی

Cupolasکوره

استوانه افقی مجهز به مسیر تخلیهدر پایه کوره

سهولت استفاده

هزینه کم

پیوستگی عملیات ذوب

مناسب براي ذوب آلیاژهاي آهن

Cupolasکوره

کوره با سوخت مستقیم

کوره اي باز که با مشعل هاي گازطبیعی در کنار کوره قرار دارند

غالبا براي فلزات غیر آهنی مانندآلیاژهاي مس و آلومینیوم به کار

برده می شود

کوره بوته اي

فلز بدون قرار گرفتن مستقیم درسوخت در حال اشتعال ذوب می

شود

کوره با سوخت مشتعل غیرمستقیم

بوته از جنس مواد نسوز یاآلیاژهاي فوالد دماي باال

مورد استفاده براي فلزات غیرآهنی مانند برنر، برنج، آلیاژهاي

روي وآلومینیوم

کوره قوس الکتریکی

مواد تحت اثر گرماي حاصل از قوس الکتریکی ذوب می شوند

مصرف انرژي بسیار باال ولی قابل استفاده براي ظرفیت هاي باال ذوب

اساسا براي ذوب فوالد بکار برده می شوند

کوره هاي القایی

از جریان متناوب در یک سیم پیچ براي القاي میدان مغناطیسی در فلزاستفاده می نماید

ذوب فوالد، چدن و آلیاژهاي آلومینیوم

Ladles

فرایند ریخته گري

فرایند ریخته گري

Molten Facts

Howto?

Barely Hot Hot Very Hot Too Hot

Temp Below 1000F 1000F-1500F 1500F-2250F 2250F or Higher

MetalTin, Lead, Zinc (786F)

Aluminum1220 F

Brass, Bronze, Gold, Silver or Copper

Iron, Steel

Tools

These alloys can be melted on the stove in a soup can.Caution: Most low-melting alloys are TOXIC, vent well and use a respirator.

Aluminum can be melted in a coffee can on the BBQ, use propane, wood or charcoal for fuel.

A gas or electric crucible furnace is typical.

Electric Induction furnaces are used for large commercial foundries.Cupola furnaces use coke (refined coal) for smaller batches.

Safetyneeds

Safety GlassesGloves and Glasses

Thick shirt and pants. Glasses and gloves.

"Going into a volcano" suit !

Casting Quality

Casting Quality

There are numerous opportunities for things to go wrong in a casting operation, resulting in quality defects in the product

The defects can be classified as follows:

General defects common to all casting processes

Defects related to sand casting process

A casting that has solidified before completely filling mold cavity

Figure 11.22 Some common defects in castings: (a) misrun

General Defects: Misrun

Two portions of metal flow together but there is a lack of fusion due to premature freezing

Figure 11.22 Some common defects in castings: (b) cold shut

General Defects: Cold Shut

Metal splatters during pouring and solid globules form and become entrapped in casting

Figure 11.22 Some common defects in castings: (c) cold shot

General Defects: Cold Shot

Depression in surface or internal void caused by solidification shrinkage that restricts amount of molten metal available in last region to freeze

Figure 11.22 Some common defects in castings: (d) shrinkage cavity

General Defects: Shrinkage Cavity

Balloon-shaped gas cavity caused by release of mold gases during pouring

Figure 11.23 Common defects in sand castings: (a) sand blow

Sand Casting Defects: Sand Blow

Formation of many small gas cavities at or slightly below surface of casting

Figure 11.23 Common defects in sand castings: (b) pin holes

Sand Casting Defects: Pin Holes

When fluidity of liquid metal is high, it may penetrate into sand mold or core, causing casting surface to consist of a mixture of sand grains and metal

Figure 11.23 Common defects in sand castings: (e) penetration

Sand Casting Defects: Penetration

A step in cast product at parting line caused by sidewise relative displacement of cope and drag

Figure 11.23 Common defects in sand castings: (f) mold shift

Sand Casting Defects: Mold Shift

Other defects