021-55251666
ریخته گری
ریخته گری چیست؟
یکی از روش های تولید ، ریخته گری است. ما با این روش می توانیم قطعات یا محصولات یا خدمات خود را ارائه کنیم اعم از وسایل تزیینی ، ظروف غذایی ، ساختمان سازی ، صنایع نظامی ، صنایع ماشین سازی ، صنایع فیلم سازی ، زیورآلات و… مورد استفاده قرار می گیرد.
ریخته گری عبارت از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب ، ریختن مذاب در محفظه ای به نام قالب و سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب میباشد. این روش برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است. اولین کوره های ریخته گری از خاک رس ساخته شده است که لایه هایی از چوب و مس به یک در میان در آن چیده می شد و برای هوادادن از دمنده بزرگی استفاده می کردند. بسیاری از قالب های اولیه نیز از خاک نسوز ، خاک رس ، ماسه و سنگ تهیه می شود.
روش های ریخته گری به جهت تغییر نوع قالب به دو دسته تقسیم می شوند: ۱- قالب های یکبار مصرف ۲- قالبهای دائمی
ریخته گری در زمینه صنایع فولاد سازی و آهن آلات ، استفاده فراوانی دارد مانند تولید آهن زنگ نزن و فولاد آلیاژی.
ریخته گری مداوم شمش فولاد بعنوان یکی از شیوه های نوین ریخته گری در دنیا می باشد که به ماشین ریخته گری نیاز خواهیم داشت. در ریخته گری اگر قطعه تولید شده مستقیم به شکل فرجامین خود برسد، آن قطعه را ریخته گری می گویند.
بطور کلی شیوه های ریخته گری متنوعی به غیر از شیوه ایجاد قالب ماسه ای مثل ریخته گری تحت فشار (ریخته گری دایکاست) ، ریخته گری دقیق و ریخته گری گریز از مرکز وجود دارد.
ریخته گری با توجه به مجموعه تجهیزاتی که در قالب گیری موثر هستند شامل موارد زیر میشود: ریختهگری در قالب ماسه ای ، ریختهگری دقیق ، ریختهگری در قالب فلزی و با فشار کم ، دیزاماتیک ، ریختهگری در قالب فلزی و با فشار بالا ، ریختهگری به روش ریژه (قالبهای فلزی) ، ریختهگری در قالبهای کوبشی و غیره. هر یک از موارد فوق دارای کاربردی است، که با توجه به میزان تولید قطعه، کیفیت مورد نظر آن، ابعاد و جنس قالب، از هر یک از این روشها استفاده میشود
مهمترین روشهای ریختهگری
ریخته گری در قالب های موقت حاوی ماسه ای و پوسته ای
ریخته گری در قالب های دائمی حاوی فلزی به روش گریز از مرکز
در شیوه های ريخته گری متداول هزينه هاي زيادی برای طراحی و ساخت مدل ها و قالب ها مصرف می شود. هزينه ها در قطعات پيچيده تر افزایش میابد .جهت کم کردن هزينه های اين شیوه بعضی مراحل ساخت قطعات ريخته گری بايد حذف شود.
با الهام از روشهای نمونه سازی سریع ، ساخت قطره ای یا به صورت جریانی از قطرات مذاب با دما ، قطر و سرعت خروج مناسب ، برای ایجاد لایه هایی از قطعه کار و در نتیجه ساخت قطعه کار پیچیده استفاده می شود. این روش توانایی ساخت ریخته گری های پیچیده را دارد که انجام آن به روش معمول دشوار است. در این کار ، اول از همه ، این دستگاهی برای تولید سریع قطعات قطره ای است.
در این شیوه مواد اولیه به شکل سیم تغذیه می شوند که بعد از ذوب شدن ، مسیر قطرات مذاب به وجود می آید. در این شیوه آلیاژ سرب و قلع به عنوان ماده اولیه در نظر گرفته می شود. با تغییر بخشی در دستگاه می شود از سیم های مواد گوناگون استفاده کرد. قطرات مذاب سه ویژگی دارد که بر فرم لایه ها و ویژگی های قطعه ساخته شده اثر می گذارد. این سه خاصیت عبارتند از: دما ، قطر و مقدار تخلیه قطرات. فاکتورهایی که بر این ویژگی ها اثر می گذارند که تشکیل شده اند از: دما ، قطر نازل خروجی و سرعت تغذیه سیم..
به گفته باستان شناسان ، ریخته گری فلزی یک فناوری ماقبل تاریخ است که قدمت آن به 6000 سال میرسد.
ابتدایی ترین اشیا ساخته شده از فلز قطعات کوچک چکش خورده مس بودند که قدمت آن مربوط به 9000 سال قبل از میلاد در خاور نزدیک است.
درارتباط با چگونگی پیدایش ریخته گری می توان اینگونه تحلیل کرد که با توجه به اینکه پتک کاری قبل از ریخته گری مورد استفاده بشر قرار گرفته است ممکن است در هنگام پتک کاری عمل ذوب به طور اتفاقی صورت گرفته باشد
در مورد منشا ریخته گری می شود به این شکل تحلیل کرد که با علم به اینکه چکش قبل از ریخته گری توسط انسان استفاده شده است ، امکان دارد عملیات ذوب به طور تصادفی در حین چکش کاری انجام شده باشد
از نظر تاریخی ، می توان ریخته گری را به چندین دوره بخش کرد ، که به شکل خلاصه در اینجا توصیف می کنیم:
- دوره برنز(مس و مفرغ): دوره برنز در خاور نزدیک و در حدود 3000 سال قبل از میلاد مسیح اغاز شد.
اولین اشیای کشف شده به صورت الیاژی از مس و ارسنیک (حدود4 درصد) بوده است.این الیاژ که مصرف عمومی داشت همزمان باخاور نزدیک در اروپا به خصوص انگلستان نیز مورد استفاده قرار گرفت. موضوع مهم این دوره پی بردن به تاثیر قلع بر خواص مس است که باعث افزایش استحکام و سختی ان میشود.این موضوع هنوز در پرده ابهام است زیرا نه سنگ معدن مس حاوی قلع بوده است و نه اینکه معادن مس و قلع نزدیک هم قرار دارند که الیاژ شدن انها به طور اتفاقی امکان پذیر باشد.
- دوره اهن: پیدایش اهن به عنوان یک دوره به 2000 سال قبل از میلاد مسیح میرسد.نام اهن در زبان پهلوی به عنوان(الیسن)در المانی(ایزن)ودر انگلیسی(ایرن) نامیده شده است و احتمالا به هنگام ذوب مس به ان پی برده اند. درهرحال در حدود 1000 تا 1200 سال قبل از میلاد اهن تقریبا ماده اصلی اغلب سلاحها و ابزارها را تشکیل می داد در حالی که برنز به منظور ساخت ظروف وگلدانها و اشیای تزئینی قرار می گرفت.
بدیهی است که اهنهای به دست امده در این دوره را نمی توان به ریخته گری نسبت داد بلکه این اهنها در اثر پتک کاری بر روی اهن اسفنجی به دست امده است.با توجه به نقطه ذوب بالا( c1539) بدیهی است که ذوب مستقیم اهن تا قرن نونزدهم امکان نبوده ولی در اواسط دوره اهن بر اثر افزایش کربن و پایین امدن نقطه ذوب (در چدنها) قطعات ریخته گری نیز به وجود امد.
نکته مهم دیگر کشف عملیات حرارتی بر روی اهن بود که از اهمیت خاصی برخوردار است. در دوره اهن تحولات جدیدی در الیاژهای مس نیز به وجود امد و الیاژهای مختلفی از مس و قلع ساخته شد.
از عجایب این دوره ساخت مجسمه رود س است که در سال 290 قبل از میلاد ساخته شده و جزء عجایب هفت گانه محسوب میشود. این مجسمه 32 متری که از قطعات مختلف برنز ریخته گری شده و وزنی حدود 390 تن داشت طی زمین لرزه ای در دریای مدیترانه غرق شد.
- دوره تاریک صنعتی: در سده های سوم و جهارم بعد از میلاد تا قرن چهاردهم میلادی یک دوره رکود در صنایع و از جمله ریخته گری به وجود امد. البته با توجه به حکومت کلیساها و تزئینات ان نظیر ناقوس/شمعدانی و … روشهای جدیدی در ریخته گری ایجاد شد.( قالبگیری با فرمان (
- دوره رنسانس صنعتی:این دوره از سال 1500 تا 1700 میلادی به طول انجامید.
در این دوره صنعت توپ ریزی بنا نهاده شد. در ابتدا لوله های توپ از برنز و سپس از چدن ساخته شد و در این رابطه دولت عثمانی نقش زیادی داشت. در این دوره همچنین کوره ها از نظر دمش رونق یافت و برای مذاب از نگهدارنده استفاده شد. دوره رنسانس صنعتی را علاوه بر تکامل کوره ها و سیستمهای دمشی از نظر مواد اولیه باید اغاز استفاده از ماسه و روش ریخته گری در ماسه محسوب کرد.
ظهور چدن و فولاد به عنوان مواد اولیه در ساخت قطعات و لوازم دفاعی و خانگی و نیز استفاده از الیاژهای متفاوت مس نظیر برنز و برنج و عناصر دیگر و همچنین استفاده از طلا در ساخت زینت الات و قطعات تزئینی از مظاهر دیگر این دوره است. در این دوره متالورژی به عنوان یک علم مستقل پیشرفت کرد نظریه ساختار بلوری فلزات و سایر مواد توسط ( هارسویکر ) فرانسوی اعلام شد. قرن هفدهم قرن دستیابی به ابزار جدیدی به عنوان میکروسکوپ بود که تحولی جدیدر علم متالورژی ایجاد کرد.
- دوره انقلاب صنعتی : یکی از تعاریف انقلاب صنعتی این است که حداقل 50 درصد از تولید هر ماده از خانه یا کارگاه های کوچک به کارخانه منتقل شود.
مهمترین تحولات انقلاب صنعتی را میتوان ساخت اولین کوره هواده با سوخت کک در سال 1709 نامید و ابراهام دارابی در سال 1777 اولین کوره بلند خود را برای ذوب و احیای سنگ معدن اهن به کار انداخت.
علاوه بر نوع کوره/ روش دمیدن و استفاده از دمنده های بهتر و اطلاع کافی از وجود واکنشهای گرمازا میان هوا و سوخت را باید از عوامل اصلی دیگر در تحول و تکامل ریخته گری محسوب کرد. روشهای دمیدن که با استفاده از کیسه هوا(فوتک)انجام می گرفت در این دوره جای خود را به دمنده هایی که با موتور بخار کارمی کردند داد.
همچنین زیمنس در سال 1846 از طریق ذوب چدن و اهن قراضه و استفاده از پودر زغال کک کوره های روباد ده را بوجود اورد. استفاده از سرب و روی در ریخته گری به صورت فلزاتی مستقل و نه فقط به عنوان عناصر آلیاژی و به ویژه استفاده از روی برای ساخت ظروف در دوره انقلاب صنعتی معمول شد. کشف نیکل در سال1751 واستفاده آن در سال1800 به عنوان عنصر آلیاژی و نیز کشف و استفاده از دو فلز سبک و پر استحکام الومینیم و منیزیم از موارد بسیار مهم در این دوره به شمار می آیند.