ریخته‌گری چیست؟
ریخته گری فلزات یک فرآیند مدرن با ریشه های قدیمی است. در فرآیند ریخته‌گری فلز، با ریختن فلز مذاب در حفره قالب، شکل‌های فلزی به وجود می‌آید که در آنجا سرد شده و بعداً از قالب استخراج می‌شود. مسلماً ریخته‌گری فلز اولین و تأثیرگذارترین فرآیند صنعتی در تاریخ است.
ریخته‌گری فلز یکی از کارآمدترین و همه‌کاره‌ترین فرآیندهای تولید امروزی است. دلیل خوبی هم دارد. این تکنیک که شامل ریختن فلز مذاب در قالب است، در واقع 7000 سال قدمت دارد که هم در تولید و هم در هنرهای زیبا مورد استفاده قرار می گیرد.
ریخته گری فلز فرآیند ساخت اشیا با ریختن فلز مذاب در فضای خالی قالب است. سپس فلز سرد و سخت می شود و به شکلی که مدل به آن داده می شود. ریخته‌گری اغلب روشی ارزان‌تر برای تولید یک قطعه در مقایسه با ماشینکاری قطعه از یک قطعه فلز جامد است. روش های زیادی برای ریخته گری فلز وجود دارد. اینکه چه نوع ریخته گری کارآمدتر است به فلزات مورد استفاده، اندازه اجرا و پیچیدگی ریخته گری بستگی دارد.
همچنین ببینید : جداسازی فلزات گرانبها
کاربرد های ریخته‌گری
در طول تاریخ، ریخته گری فلز برای ساخت ابزار، سلاح و اشیاء مذهبی استفاده شده است. ریخته گری یک روش ارزان قیمت برای ایجاد اشکال و طرح های پیچیده و ایجاد آسان چندگانه از یک شی است. فرآیند ریخته گری فلز کاربردهای گسترده ای در سراسر تولید دارد، به ویژه در توسعه فناوری و صنایع حمل و نقل. اندازه های ریخته گری می تواند از چند گرم، مانند حلقه ریخته گری، تا هزاران پوند، مانند موتور دیزل متغیر باشد. شکل‌های ریخته‌گری از نظر پیچیدگی از یک چیز کاملاً ساده تا بسیار پیچیده متفاوت است.
به طور گسترده ای برای ساخت مجسمه ها، جواهرات، حمل و نقل، سلاح ها و ابزار استفاده می شود.
روش‌های سنتی ریخته‌گری فلز شامل ریخته‌گری موم گمشده، ریخته‌گری قالب گچ، ریخته‌گری با قالب و ریخته‌گری شن و ماسه است. این فرآیندهای ریخته گری فلز ممکن است در یک ریخته گری یا یک استودیو جواهرات تکمیل شود.
از آن برای ساخت بسیاری از اشیاء فلزی مورد استفاده در زندگی روزمره ما استفاده می شود: قطعات خودرو، چرخ قطار، پایه چراغ، و موارد دیگر. بعلاوه، ریخته‌گری فلزات به بازیافت فلزات به‌عنوان منبعی مقرون‌به‌صرفه برای مواد خام متکی هستند و به طور قابل‌توجهی ضایعات فلزی را که ممکن است در محل‌های دفن زباله ختم شود، کاهش می‌دهند.
به طول کلی در صنایع و تولیدات زیر ریخته‌گری استفاده می‌شود:
- خودرو، هوافضا، راه آهن و کشتیرانی
- ابزار ماشینکاری
- لوازم خانگی
- تجهیزات ساخت و ساز
- اجزای الکتریکی
- تجهیزات کشاورزی
- سلاح ها، ابزار و تجهیزات دفاعی
- اشیاء هنری و مجسمه سازی
فرآیند ریخته‌گری فلز
ساختن الگو
فرآیند ریخته گری فلز با یک الگو شروع می شود که مدلی از قسمت نهایی است که ساخته خواهد شد. به طور معمول، الگوها از چوب، فلز یا پلاستیک ساخته می شوند و همچنین می توانند از طریق ماشین کاری یا چاپ سه بعدی ساخته شوند.
قالب گیری
در مرحله بعد، با استفاده از الگوی قالب ساخته می شود. قالب ها می توانند قابل استفاده مجدد باشند، به این معنی که به طور مکرر برای ریخته گری قطعات یکسان استفاده می شوند، یا قابل یکبار مصرف هستند، به این معنی که فقط یک بار استفاده می شوند و در فرآیند ریخته گری از بین می روند.
ذوب و ریختن فلز
فلز حرارت داده می شود تا ذوب شود و در حفره قالب ریخته می شود. فولاد، فولاد ضد زنگ، آلومینیوم، مس، منیزیم و روی رایج ترین انواع فلز مورد استفاده در ریخته گری فلزات هستند.
مرحله پایانی
هنگامی که فلز سرد و جامد شد، قالب نهایی از شکل تشکیل شده خارج می شود. مرحله آخر تکمیل است که شامل براده کردن، تمیز کردن و صیقل دادن قسمت فلزی است. مراحل نهایی همچنین می تواند شامل ماشینکاری و حفاری باشد.
انواع روش های ریخته‌گری فلزات
به طور کلی به دوسته قالب‌های قابل استفاده مجدد و قالب های یکبار مصرف تقسیم می‌شوند.
قالب های دائمی
قالب‌های دائمی معمولاً از فلز ساخته می‌شوند که نقطه ذوب آن بالاتر از فلزی است که با آن پر شده‌اند. فلز سیال بدون هیچ نوع فشار خارجی ریخته می شود. قالب‌های دائمی باید ساده باشند تا بتوان آنها را برای استفاده مجدد از ریخته گری نهایی خارج کرد.
قالب های نیمه دائمی
تنها تغییر در ریخته‌گری قالب نیمه دائمی این است که ماهیچه(بخش داخلی شکل گیرنده) مورد استفاده در فرآیند ریخته‌گری ممکن است ماهیچه‌های شنی قابل مصرف دوباره باشند. شکل‌های ماهیچه یا مفزه پیچیده‌تر با هسته‌های شنی امکان‌پذیر است، زیرا نیازی به استخراج از ریخته‌گری نهایی ندارند.
ریخته گری لجن
این سبک ریخته‌گری با نام رنگارنگ، تنها با پوشاندن داخل قالب با مقدار کمی فلز، ریخته‌گری‌های توخالی را بدون نیاز به ماهیچه یا هسته داخلی ایجاد می‌کند و یک پوسته فلزی ایجاد می‌کند. در این روش، می‌توان مقادیر کمی از مایع را در قالب ریخته و بچرخاند تا داخل آن را با فلز بپوشاند. در روش دیگری، می‌توان قالب را به طور کامل پر کند و سپس مواد اضافی را پس از یک زمان خنک شدن مشخص بیرون بریزد. روی، آلومینیوم و پیوتر فلزاتی هستند که معمولاً به صورت لجن ریخته می شوند.
ریخته گری گریز از مرکز
در ریخته گری گریز از مرکز واقعی، یک قالب خنک شده با آب حول محور مرکزی خود با سرعت بالا می چرخد در حالی که فلز مایع وارد آن می شود. نیروی گریز از مرکز، فلز مایع را در امتداد سطح قالب در یک لایه یکنواخت می کشد. برای اینکه این روش کار کند، ریخته گری نهایی باید دارای هندسه های یکنواخت حول محور چرخش باشد. بنابراین این شکل ریخته‌گری برای قالب‌هایی که تقریباً استوانه‌ای یا دایره‌ای هستند، مانند لوله‌ها یا حلقه‌ها، بهترین است.
اشیایی که در این روش ریخته می شوند معمولاً دارای نرخ عیب بسیار پایینی هستند. ناخالصی ها به سوراخ یا سطح داخلی ریخته گری ختم می شوند و می توان آنها را ماشینکاری کرد. اکثر لوله‌ها یا اتصالاتی که تحت فشار استفاده می‌شوند، به دلیل استحکام ساختار بدون درز، به صورت گریز از مرکز ریخته‌گری می‌شوند.
برخی از ریخته‌گری‌های فلزی کوچک، مانند جواهرات، با استفاده از یک سانتریفیوژ ساخته می‌شوند که کل قالب را در اطراف یک نقطه مرکزی می‌چرخاند و در حین چرخش، فلز را از یک دهانه بیرون می‌کشد.
همچنین ببینید: شریدر دو شفت ( دستگاه خردکن ضایعات)
ریخته گری تحت فشار
روش های ریخته گری تحت فشار از نیروهایی غیر از گرانش برای کنترل جریان فلز در قالب دائمی استفاده می کنند. هوا یا گاز، خلاء، نیروهای مکانیکی یا گریز از مرکز همگی در ریخته گری تحت فشار استفاده می شوند. این روش اجازه می‌دهد تا سرعت پر شدن قالب را دقیقاً کنترل کند.
ریخته‌گری خلاء زمانی که قالب کم فشار می‌شود، فلز را به داخل قالب می‌کشد و خلاء ایجاد شده، فلز مایع را از مخزن زیر به بالا می‌کشد. خلاء باید تا زمانی که فلز سرد می شود روشن بماند و بنابراین این روش بیشتر برای ریخته گری با دیواره نازک استفاده می شود.
همه ماشین های ریخته گری نیز از نوعی فشار برای کمک به ایجاد ریخته گری استفاده می‌کنند.
ريخته گرى حديده اى
ماشین‌های ریخته‌گری شامل یک حوضچه حاوی فلز مذاب، یک قالب یا قالب فلزی بر روی دو صفحه و یک سیستم تزریق است که مواد را می‌کشد و تحت فشار وارد قالب می‌کند.
فرآیند ریخته گری با قالب باز شروع می شود. نازل ها قالب را با یک روان کننده اسپری می کنند تا از چسبیدن قطعه جلوگیری کند. سپس دو نیمه قالب بسته می شود و قالب بسته با استفاده از دماغه فشار تزریق می شود. قبل از باز شدن قالب یک لحظه به ریخته گری جدید داده می شود تا خنک شود. پین های اجکتور ریخته گری جدید را از قالب فشار می دهند و سپس فرآیند دوباره شروع می شود.
دو شکل تزریق فلز در ريخته گرى حديده اى وجود دارد. ریخته گری در محفظه سرد مانند یک سرنگ عمل می کند: قبل از ریخته گری هر قالب، یک محفظه تزریق باید با فلز مذاب پر شود و سپس یک پیستون محتویات انژکتور را به داخل قالب فشار می دهد. دایکستینگ(ريخته گرى حديده اى) با محفظه داغ یا یقه غازی با فرو بردن محفظه سیستم تزریق در فلز مذاب کار می کند، جایی که شکل سیستم به معنای پر شدن مجدد انژکتور است. ریخته گری محفظه داغ این ماده را با پیستون یا با فشار هوا به داخل قالب می راند.
انواع مختلف ریخته گری فلز
- ریخته گری ماسه ای
- ریخته گری تحت فشار
- ریخته گری دقیق
ریخته‌گری مدرن
امروزه تقریباً هر وسیله مکانیکی که ما استفاده می کنیم، از اتومبیل گرفته تا ماشین لباسشویی، با استفاده از قطعات فلزی که با استفاده از فرآیند ریخته گری ایجاد شده اند، تولید می شوند. تفاوت بین محصولات فلزی ریخته‌گری شده امروزی و محصولاتی که حتی 100 سال پیش ساخته شده‌اند، دقت و تحمل‌هایی است که می‌توان از طریق فرآیند طراحی خودکار رایانه‌ای و روش‌های مدرن برای تولید هسته‌ها(ماهیچه یا مغزه) و قالب‌های دقیق به دست آورد. ریخته‌گری فلزات امروزی نشان‌دهنده نوآوری در کار است.
در طول قرن ها، ترکیبات مختلفی از مواد خام برای تولید انواع فلزات توسعه یافته است. برخی از محصولات ریخته گری در موتورهایی استفاده می شود که به تحمل بالایی در برابر گرما و سرما نیاز دارند. لوله های چدنی باید در برابر خوردگی و فشار بالا مقاومت کنند. سایر قطعات ریخته گری باید سبک وزن اما بادوام باشند. در بسیاری از کاربردها، قطعات به گونه ای طراحی می شوند که تحمل دقیق بین انبساط و انقباض را فراهم کنند.
همچنین ببینید : جداسازی فلزات گرانبها
طراحی و تولید ماشین آلات صنعتی
شرکت ققنوس خلیج مکران طراحی کننده انواع محصولات ذوب و بازیافت در انواع مختلف است، برای اطلاعات بیشتر و سفارش به لینک زیر مراجعه کنید.
