ریخته گری | کتاب اصول متالورژی و ریخته گری (راهنمای تدریس)

ریخته گری به فرآیند شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب کردن مواد و ریختن مواد مذاب در محفظه قالب و سپس سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب است. ریخته گری جز قدیمی ترین فرآیندهای شناخته شده برای ایجاد شکل مطلوب در فلزات است.

معمولا  در هنگام ریخته گری قطعات لازم است، پس از ذوب کامل جامد، دمای مذاب را افزایش داد تا مذاب در حین حمل و نقل و جابه جایی منجمد نشود. از طرف دیگر، باید مذاب در هنگام ریختن به داخل قالب از روانی خوبی برخوردار باشد. که به این دمای مذاب که بالاتر از نقطه ذوب می باشد دمای فوق ذوب می گویند. که در ریخته گری بسیار مهم است.

معمولاً در ریخته گری قطعات، مسائل مربوط به انبساط فلز و مذاب آن در مراحل ذوب اهمیت چندانی  ندارد و فقط برای جبران نمودن فضاهای خالی بوته ی ریخته گری و کوره می باشد. اما، مهمترین موضوع در ریخته گری قطعات، مقدار انقباض یا تغییرات حجمی قطعه در مراحل مختلف سرد شدن مذاب می باشد در صورت عدم توجه با این مهنم، قطعه تولید شده، معیوب و یا خارج از محدوده ابعادی موردنظر خواهد بود. معمولا  محفظه قالب که مذاب در آن شکل قطعه را به خود می گیرد، حجم ثابتی دارد. که با گذشت زمان مذاب ریخته شده در قالب با دمای فوق ذوب، گرمای خود را از دست می دهد و شروع به سرد شدن می کند. این کاهش دما یا انقباض در مراحل مختلف مذاب، مذاب جامد و جامد همراه خواهد بود. در صورتی که این انقباضات جبران نشود، قطعه تولید شده معیوب خواهد بود. بنابراین، مهم ترین کار ریخته گران، جبران انقباضات در حین ریخته گری می باشد. به همین منظور، در این قسمت به بررسی چگونگی انقباض ها در مراحل انجماد قطعه ریختگی پرداخته می شود.

معمولاً ، انجماد قطعه ریخته گری مانند مراحل ذوب فلز ازسه منطقه تشکیل شده است که عبارتند از منطقه مایع، منطقه جامد و مایع و منطقه جامد.

برای تولید یک قطعه ی سالم با استفاده از روش ریخته گری باید به انقباض در کلیه مراحل ریخته گری، طراحی و مدلسازی، تکنولوژی قالب و نحوه انجماد مذاب فلز موردنظر، توجه ویژه داشت و اثر دمای فوق ذوب، ترکیب شیمیایی آلیاژ و نحوه انجماد آن را بر میزان انقباض و اشکالاتی که از آن ناشی می شود، درنظر گرفت.

تاثیر گران روی (ویسکوزیته) در ریخته گری

تخلیه آب از ظرف نسبت به تخلیه روغن از ظرف، راحت تر و سریع تر انجام می شود. این رفتار به ماهیت درونی سیال ارتباط پیدا می کند. به عبارت دیگر، هرچه قدر چسبندگی اجزای یک سیال (مولکول ها یا اتم ها) بیشتر باشد، تخلیه آن سیال از ظرف مشکل تر است. بنابراین، از آن جا که چسبندگی اجزای درونی روغن نسبت به آب بیشتر است، تخلیه روغن سخت تر از آب صورت می گیرد. به همین ترتیب تخلیه چسب از ظرف، نسبت به روغن، مشکل تر است. این خاصیت سیال را گران روی یا ویسکوزیته می نامند. به عبارت دیگر، اصطکاک درونی سیال را ویسکوزیته یا گران روی می نامند.

در فرایند ریخته گری، پرشدن کامل قالب توسط مذاب اهمیت بسیاری دارد. با توجه به مطالب فوق، هرچه ویسکوزیته مذاب کم تر باشد، قالب راحت تر پر خواهد شد؛ و برعکس، هرچه قدر ویسکوزیته مذاب بیشتر باشد، پرشدن قالب طولانی تر و مشکل تر خواهد بود. به همین دلیل ویسکوزیته مذاب در طراحی سیستم راهگاهی قالب اهمیت بسیار زیادی دارد. در کاربردهای عملی ریخته گری به جای ویسکوزیته، که یک ویژگی فیزیکی است، از ویژگی دیگری به نام سیالیت یا روانی مذاب استفاده می شود.

هنگامی که یک فلز را برای تولید یک قطعه ریختگی ذوب می کنیم، معمولا در اثر عوامل محیطی و آلودگی هایی که همراه با مواد شارژ اولیه وجود دارد، ناخواسته ای داخل مذاب می شود که اگر این مذاب به همراه کیفیت لازم مواد ناخواسته، در قالب ریخته گری شود قطعه تولید شده دارای عیوب متفاوت خواهد بود و طبیعتا کیفیت لازم را نخواهد داشت به همین منظور، یک سری عملیات در حین ذوب و ریخته گری انجام می شود که علاوه بر جلوگیری از ورود مواد ناخواسته به داخل مذاب و قطعه در حین منجمد شدن، بر قطعه ریختگی تأثیر گذاشته و خواص متالورژیکی، مکانیکی، فیزیکی و ریخته گری آن را بهبود دهد. مهم ترین این عملیات عبارتند از:

الف) عملیات گاززدایی

ب) عملیات آخال زدایی

ج) عملیات تلقیح (جوانه زایی)

کاربران گرامی سایت مهندس ایران برای دریافت کامل فایل «کتاب اصول متالوژی و ریخته گری» به بخش دانلود مراجعه نمایید…