ریخته گری قطعات

ریخته گری قطعات را می توان فرآیند تبدیل فلز به قطعه ای به شکل دلخواه تعریف کرد. این کار با ذوب فلز و ریختن در قالبی با شکل مورد نظر به دست می آید. ریخته گری را برای تمام فلزات انجام می دهند. ریخته گری قطعات فولادی، آلومینیومی، چدنی و … . با وجود این که ریخته گری قدیمی ترین روش برای شکل دهی فلزات است، اما در صنعت امروز یکی از اصلی ترین روش های تولید محسوب می شود. گرچه این روش بسیار قدیمی می باشد ولی کماکان یکی از بهترین روش ها برای تولید قطعات فلزی به شمار می رود به طوری که هم اکنون بیش از 50 درصد قطعات ماشین آلات صنعتی هنوز با این روش تولید می شود. از مزایای این روش می توان به تولید قطعاتی با شکل های پیچیده اشاره کرد. روش های متعددی برای ریخته گری وجود دارد که در ادامه به بررسی آن ها می پردازیم.

ریخته گری قطعات

به طور کلی روش هایی که در ریخته گری استفاده می شود، بر حسب نوع قالب استفاده شده عبارت اند از:

قالب های دائمی:

این قالب ها چند بار مصرف می شوند و پس از هر چرخه تولید نیاز به اعمال نیرو نیست و انواع آن عبارت اند از:

1- تحت فشار (دایکست)

2- نیمه جامد

3- گریز از مرکز

4- پیوسته

5- ثقلی

قالب های یکبار مصرف:

این قالب ها به صورت یکبار مصرف هستند و پس از هر چرخه تولید از بین میرود و انواع آن عبارت اند از:

1- دقیق

2- تبخیری

3- گچی

4- ماسه ای

5- پوسته ای

در ادامه به بررسی برخی از روش های ریخته گری خواهیم پرداخت.

ریخته گری ماسه ای:

در عکس متحرک زیر، فرآیند ریخته گری ماسه را مشاهده می کنید. ریخته‌گری ماسه‌ای، رایج ترین روش ساخت قطعات در کارخانه‌های ذوب آهن می باشد. از این روش در صنایع بسیاری از جمله خودرو سازی، هوا فضا و … کاربرد دارد. به عنوان مثال، ساخت بلوک سیلندر، منیفلد، پایه ماشین‌آلات، دنده‌ها و پولی‌ها توسط ریخته‌گری ماسه‌ای انجام می‌گیرد. انعطاف‌پذیری بالای این روش، باعث تنوع کاربری این روش شده است.

ریخته گری قطعات به روش ماسه ای

البته نسبت مصرف ماسه به فلز، بستگی به نوع، اندازه قطعه ریختگی و روش قالب گیری دارد. ماسه مورد نیاز برای یک تن ریخته گری در حدودا ۴ الی ۵ تن می باشد.

جنس قالب های این روش به چند دسته تقسیم بندی می شود:

1- ماسه تر

2- ماسه خشک

3- ترکیب گل و ماسه

برای این روش نیاز به ابزار و وسایلی داریم. از جمله مهمترین این ابزار ها می توان به قالب فلزی( که ماسه ها درون آن قرار میگیرد)، ابزار متراکم سازی ماسه، ماهیچه (قطعه ایست به شکل نهایی قطعه مورد نظر که با استفاده از آن طرح قطعه روی ماسه ها ایجاد می شود) اشاره کرد.

ریخته گری تحت فشار(دایکست):

در روش ریخته گری دایکست، ماده مذاب توسط فشار زیاد وارد قالب می شود(تزریق می شود). نوع قالب استفاده شده در این روش از نوع دائمی می باشد، یعنی بعد از هر چرخه تولید از بین نمی رود. این ویژگی باعث می شود سرعت این روش بسیار بیشتر از روش ماسه ای بوده و از آن جهت تولید انبوه قطعات استفاده می شود. در تصویر متحرک زیر به خوبی چگونگی انجام این روش نشان داده شده است.

اکثر قطعات مورد استفاده در این روش از جنس آلومینیوم می باشد. مس، منیزیوم، روی و قلع نیز در این روش کاربرد زیادی دارند.

ریخته گری دقیق:

این روش از دقیق ترین روش های ساخت قطعاتی است که نیاز به دقت بالا در ساخت دارند. «ریخته گری با مدل های مومی» یا «ریخته گری ظریف» یکی از روش های ریخته گری متداولیست که از آنها با عنوان ریخته گری دقیق نیز نام برده می شود. از متداول ‌ترین مواد قابل استفاده در ریخته‌گری دقیق می‌توان به فولاد، فولاد، فولاد کربنی، فولاد ضد زنگ، آلیاژهای آلومینیوم، آلیاژهای برنز، مس و نیکل اشاره کرد. علاوه بر این موارد، امکان ساخت قطعاتی از جنس چدن، سرب، منیزیوم، قلع، تیتانیوم و روی با استفاده از این روش وجود دارد. در صورت بالا بودن نقطه ذوب مواد و عدم امکان استفاده از قالب‌های پلاستیکی یا فلزی، ریخته‌گری دقیق گزینه مناسبی خواهد بود.

روش انجام ریخته گری دقیق:

این روش تفاوتی اساسی با روش ریخته گری ماسه ای و دایکست دارد. این روش ریخته گری از شش مرحله تشکیل می شود که شامل مدل‌سازی، قالب‌سازی، ریختن مواد مذاب، خنک‌کاری، خارج کردن قطعه از درون قالب و پرداخت سطح انجام می‌گیرد. الگوی قطعه (قطعه‌ای از جنس موم)، درون دوغاب سرامیکی فرو برده شده و خارج می‌شود. پس از سفت شدن دوغاب، الگو به همراه سرامیک خشک شده داخل کوره قرار می‌گیرد. حرارت کوره، موم را آب می‌کند. به این ترتیب، قالب توخالی برای انجام مراحل بعدی آماده می‌شود.

در ادامه به بررسی روش های اتصال فلزات میپردازیم.

متالورژی پودر (Powder metallurgy)

متالورژی پودر یکی دیگر از روش های تولید قطعات است که علاوه بر فلزات، سایر مواد مهدسی نظیر سرامیک ها و پلیمرها را دربر می گیرد. در میان روش های شکل دهی، متالورژی پودر روش نسبتا جدیدتری نسبت به ریخته گری قطعات محسوب می شود. در این روش ریختن پودر در قالب و ترکیب با یک چسب (binder)، قطعه ای به دست می آید که به قطعه خام معروف است. با قرار گرفتن این قطعه تحت دمایی بالا تا زیر نقطه ذوب، فرایندی اتفاق می افتد که به تف جوشی معروف است. در این فرایند، عامل اتصال تبخیر می شود و ذرات به هم می چسبند و قطعه نهایی شکل می گیرد.

جوشکاری (Welding)

جوشکاری عملیات اتصال قطعات فلزی به یکدیگر توسط گرم کردن محل تماس تا حالت ذوب با خمیری است. (گرچه امروزه با روش های جدید جوشکاری می توان سرامیک ها و پلیمرها را نیز جوش داد). در این حالت اتم های قطعات جوش داده شده در هم نفوذ کرده و اتصال محکمی را ایجاد می کنند.

امروزه روش های مختلفی برای جوشکاری توسعه داده شده اند که آن ها را می توانیم به قسمت های زیر تقسیم بندی کنیم:

  • جوشکاری انفجاری
  • جوشکاری قوس الکترود (دستی و ماشینی )
  • جوشکاری تحت گاز خنثی
  • جوشکاری اصطکاکی
  • زیر پودری و …

فرآیندهای فلزکاری

فرآیندهای شکل دهی فلزات دسته ای دیگر از روش های ساخت و تولید محسوب می شوند. شکل دادن فلزات یک روش فلزکاری برای ساخت اشیا و قطعات فلزی به وسیله تغییر شکل مکانیکی است. معمولا قطعه کار بدون حذف یا اضافه کردن ماده ای جدید تغییر شکل پیدا می کند و وزن آن ثابت می ماند.

امروزه ده ها روش فلزکاری گسترش پیدا کرده اند که هر کدام از آن ها برای کاربردهای خاصی توسعه پیدا کرده اند. اما این روش ها را می توان در ۵ گروه اصلی دسته بندی کرد:

  • نورد
  • اکستروژن
  • کشش
  • فورج
  • شکل دهی ورق

در فرآیندهای نورد، اکستروژن، کشش و فورج کرنش زیادی به قطعه کار وارد می شود. در این حالت اگر قطعه تحت حرارت قرار بگیرد و تا دمای بالا (تا زیر منطقه ذوب) گرم شود، دانه ها تحت تبلور مجدد قرار می گیرند و به دانه هایی بدون کرنش تبدیل می شوند . تحت چنین شرایطی می توانیم مجددا قطعه را تحت شکل دهی قرار دهیم که به این فرآیند شکل دهی داغ (Hot Working) می‌گویند. اما اگر فرآیند شکل دهی در دمای زیر دمای تبلور مجدد اتفاق بیفتد، به این فرآیند شکل دهی سر (Cold Working) می گویند.

در این مقاله سعی کردیم به طور خلاصه به روش های تولید و ساخت قطعات از جمله ریخته گری فلزات، فرآیند های فلز کاری و جوشکاری بپردازیم. امیدوار هستیم این مقاله برای شما مفید واقع شده باشد.

شرکت متالوژی مصمم آمادگی ساخت انواع قطعات ضد سایش، گلوله آسیا، سیلپبس آسیا، لاینر آسیا و همچنین ریخته گری انواع قطعات را دارا می باشد.