فهرست مطالب

عنوان صفحه

مذاب چدن 1

كوره ها و وسايل تهيه مذاب 1

چدن 3

آزمايشهاي آزمايشگاهي چدن 7

چدن خاكستري 8

چدن نشكن 10

فرم دادن بوسيله پرسي 13

ابزارهاي فرمكاري 16

قسمت قالبگيري 17

تغذيه گيري 21

نحوه درآوردن قالب 26

مرحله مونتاژ و يا ماهيچه گذاري 27

نحوه قالبگيري چرخ 29

قسمت تخليه درجه ها 42

قسمت عمليات حرارتي و تميزكاري 44

قسمت كنترل كيفي 49

بسمه تعالي

 

مذاب چدن : بر روي اين مذاب بعد از خارج كردن از بوته پودر سيلاكس كه قرمز رنگ و دانه درشت تر از كاوارل مي باشد مي ريزند تا شيره و تفاله و سرباره را جذوب خود بكند و باعث مي شوند كه اين مواد غيره ضروري بر روي مذاب جمع شده و به راحتي جمع آوري شوند در ضمن پودر بوراكس كه سفيد رنگ و نرم مي باشد و همچنين حالت دانه ريزتري دارد براي مذاب آلياژهاي مس، برنج، برنز و غيره استفاده مي شود.

قطعه نورد در 600 درجه سانتيگراد، داراي ساختار كاربيدي كه كاربيدها سخت مي باشند كه با زمينه مارتنريت يا پرليت.

كاربيده ها اگر داراي ترك شوند و اين تركها رشد بكنند انفجار شبكه را در پي خواهد داشت.

انحلال كاربيد دردماي بالا و همچنين در زمان بالا صورت مي گيرند. آستينت باقيمانده مشكل ساز است به همين خاطر تمپر مي كنيم كه آستينت را از بين برده و ما در اين قسمت نياز به سختي داريم.

كوره ها و وسايل تهيه مذاب :

در كارگاه ريخته گري دو كوره وجود دارد : كوره زميني يا بوته اي و كوره شعله اي يا دوار.

كوره زميني بيشتر براي ذوب آلياژهاي آهني مثل چدن و آلياژهاي غير آهني مثل آلومينيوم، مس، برنج، و …… بكار مي رود. بدين ترتيب كه بوته را مثلاً از آلومينيوم پر كرده و داخل كوره قرار مي دهيم و پس از ذوب شدن بوته را به وسيله طوقچه يا انبر بيرون مي آوريم و داخل كمچه قرار داده و دو نفر اين طرف و آن طرف كمچه را گرفته و آماده مذاب ريزي داخل قالب مي شوند. سوخت اين كوره از گازوئيل است كه به وسيله هواي كه از دم و يا بازدم برقي به همراه سخت داخل كوره مي شود، گازوئيل را پودر كرده و باعث مي شود كه راندمان حرارتي كوره بالا رود.

كوره شعله اي يا دوار تشكيل شده است از بدنه، شاسي، موتور جهت گرداندن كوره و شعله گير. اين كوره بيشتر براي ذوب چدن بكار مي رود. بدين ترتيب كه چدنها داخل محفظه كوره دوار قرار داده و طي تماس شعله با چدنها، آنها را ذوب مي كند. درهمين حين كوره به وسيله موتور و چدنهايي كه در زير كوره قرار دارد مي چرخد و شعله گير هم جلوي اتلاف حرارت شعله را گرفته و هواي گرم را به طرف بادزن برقي هدايت مي كند تا به وسيله هواي گرم راندمان حرارتي كوره بالا رود. بوسيله چرخاندن كوره و قرار دادن بوته در زير كوره مذاب چدن را از داخل كوره به قالبها انتقال مي دهيم.

چدن (CAST IRON)

خانواده‌اي از آلياژهاي آهني هستند كه درصد كربن موجود در انها بيش از 2% و سيليم (SI) بيش از 1 درصد ميباشد.درواقع چدن يك نوع آلياژ سه تايي FE – C – SI مي باشد.

چه خواصي موجب برتري چدن نسبت به فلزات ديگر شده است ؟

1- ارزاني قيمت

2- خواص مكانيكي ويژه (از جمله قابليت جذب ارتفاعش، مقاومت در برابر سايش و فشار، عدم حساسيت در برابر شيارهاي سطحي)

3- سادگي تهيه قطعات چدني از طريق ريخته گري به دليل :

الف) پائين بودن نقطه ذوب و سياسيت بالا

ب) پائين بودن ضريب انقباض در هنگام استحاله مذاب جامد

عوامل موثر در تعيين خواص مكانيكي چدنها نسبت به گرافيت :

گرافيت نوعي كربن كريستاليز شده است كه به علت تغيير فرم پلاستيكي راحتي كه در گرافيت وجود دارد سختي بسيار كمي دارد

1) مقدار گرافيت : هر چه درصد ذرات گرافيت در زمينه زيادتر باشد استحكام چدن كمتر مي باشد

2) شكل گرافيت : اشكال مختلفي از ذرات گرافيت در ريز ساختار ديده مي شود كه مهمترين انها عبارتند از :

الف) گرافيت لايه اي در چدن خاكستري

ب) گرافيت تمبر شده در چدن ماسيبل

ج) گرافيت كروي در چدنهاي داكتيل

د) گرافيت كرمي شكل در چدن با گرافيت فشرده

3) نحوه توزيع ذرات گرافيت : تاثير زيادي بر روي خواص مكانيكي دارد مانند ساختار گل رزي

4) اندازه ذرات گرافيت

كربن به دو صورت در ساختار ديده مي شود : به صورت آزاد گافيت و به صورت تركيبي FE3C (سمانتيت)

برخي از مشخصه هاي سمانتيت :

1) وزن مخصوص نزديك به آهن

2) فازي بسيار سخت و شكننده است

3) داراي هيچگونه تغيير آلوتروپي نيست و نقطه ذوب حدود C 1250 دارد.

كربن معادل : توسط اين فاكتور اثر تمام فازهاي موجود در چدن نسبت به اثر كربن و عناصر مشابه سنجيده مي شود. مجموعه اين اثرات تشكيل عدد خاصي به نام كربن معادل (CE) را مي دهد.

(CU %07/.) - (AL %2/.) – (S %4/.) – (P% + SI% 3/1 + C%) = CE كربن معادل (MN %03/.) + (CR %06/.) – (NI % 05/.) –

%10

(%SI + P) 3/1 + C %= CE كربن معادل

ذوب چدنها : ذوب چدنها راحت و در كوره هاي معمولي مانند كوره هاي بوته اي (گرافيتي) زميني چدنها را ذوب مي كنند در حالي كه فولاد را در كوره هاي قوس، القايي و زيمنس ذوب مي كنند. كوره اي كه مخصوص ذوب چدن است و صرفه اقتصادي دارد، كوپل مي باشد كه تا حدود 1 تن در ساعت مي تواند ذوب بدهد. كوره هايي كه براي ذوب چدن استفاده مي شوند عبارتند از :

كوره كوپل، القايي، الكتريكي، كوره گرم كن شعله اي و كوره زميني

عوامل موثر در انتخاب كوره :

1- ميزان سرمايه گذاري

2- اندازه و نوع قطعه ريختگي

3- سرعت ذوب

4- ظرفيت كوره

5- ميزان نياز به كنترل مذاب

كنترل مذاب چدن (آزمايش كارگاهي) : تعيين ميزان تمايل چدن به گرافيت زايي توسط آزمايش چيل (CHILL) مشخص مي شود (گرافيت زايي چدن سفيد) اين كار توسط ريختن مذاب داخل قالبهايي به شكل مكعب مستطيل يا حفره اي شكل صورت مي گيرد.

در اين آزمايش هر چه عمق سردشدن در نمونه بيشتر باشد تمايل چدن به گرافيت زايي كمتر است.

عمده ترين عواملي كه روي سياليت مذاب چدن اثر مي گذارد :

1- درجه حرارت مذاب

2- تركيب شيميايي : هر چه تركيب به تركيب يوتكتيك نزديكتر شود سياليت مذاب بالالتر مي رود.

3- ارائه اين دو فاكتور بر روي سياليت چدن خاكستري به صورت زير ارائه شده است :

155 – T 05/ + CE * 9/14 = درجه سياليت

آزمايشهاي آزمايشگاهي چدن :

1- تعيين تركيب شيميايي چدن با استفاده از ابزاري نظير كوانتومتر

2- تعيين خواص مكانيكي چدن : كليه خواص كششي، فشاري، ضربه و سختي و …

3- كنترل ريز ساختار (با متالوگرافي)

4- تعيين ميزان تخلخل چدن با كمك اشعه ايكس (راديوگرافي)

چدن خاكستري

1) كوره هاي ذوب : به علت پائين بودن نقطه ذوب عموماً مي توان در هر كوره اي عمليات ذوب را انجام داد.

2) روشهاي ريخته گري : عموماً گريز از مركز، افت فشار وثقلي

3) روشهاي قالبگيري : به استثناي روش قالبگيري با گچ ساير روشها به كار گرفته
مي شود.

خواص مهندسي چدن خاكستري

اصولاً تركيب شيميايي، سرعت سرد شدن و نوع عمليات حرارتي روي ريز ساختار و نتيجتاً روي خواص مكانيكي اثر مي گذارد

1- اثر تركيب شيميايي : مهمترين اثر خواص مكانيكي مربوط به كربن و سيلسيم موجود در آن مي باشد.

با استفاده از نمودار روبه‌رو با افزوده شدن درصد كربن معادل، خواص مكانيكي كاهش مي يابد.

 

 

 

 

 

 

 

2/4 %CE

2- اثر سرعت تبريد : افزايش سرعت تبريد موجب افزايش استحكام كششي چدن مي گردد. علت اين موضوع ريز شدن لايه هاي گرافيت و تيغه هاي پرليتي در ساختار بر اثر سرعت سرد شدن بالا مي باشد.

براساس اين موضوع نمودار روبه‌رو استحكام كششي را نسبت به قطر استوانه ريخته شده نمايش مي دهد.

 

 

 

 

 

3- خاصيت جذب ارتعاش : خاصيت جذب ارتعاش (ضريب خفه كنندگي) عبارتست از خاصيتي كه براساس آن يك ماده تنشهاي ارتعاشي را به تدريج در خود جذب مي كند. عواملي همچون افزايش كربن معادل باعث جذب ارتعاش زيادتر مي شود. خاصيت جذب ارتعاش با استحكام رابطه معكوس دارد.

چدن نشكن (چدن با گرافيت كروي) :

مزاياي اين نوع چدن عبارتست از :

1- اين چدن داراي مزاياي چدن خاكستري بنابراين قابليت ريخته گري قطعات با اشكال پيچيده را دارد.

2- اين چدن داراي مزاياي مهندسي بالا است. استحكام مكانيكي بالا، قابليت تغيير شكل بالا و مدول الاشيشه بالا

3- چدن نشكن قابليت نورد، آهنگري، عمليات حرارتي را دارا مي باشد. استحكام كششي اين چدنها g/mm 40 است

4- مثل چدنهاي خاكستري خواص آنها تابع توزيع، اندازه و شكل و … گرافيتها مي باشد (اما نه بشدت چدنهاي خاكستري)

5- استحكام بين KPSI 150-60 را دارا هستند و %25-1 IEL

در ساخت قطعات ماشين آلات موتور كششي، موتور تجهيزات كشاورزي، محورهاي انتقال قدرت، ميل لنگ، ديسك كلاچ، پمپ كمپرسي و … استفاده مي شود.

انجماد اين چدنها در تحت انجماد بيشتري صورت مي گيرد يعني F 120 اما چدن خاكستري در F 60

مراحل توليد چدن با گرافيت كروي :

1- انتخاب شارژ فلزي و ذوب آن

2- عمليات گوگردزدايي (زيرا گوگرد يكي از عناصري است كه از تشكيل گرافيت كروي جلوگيري مي كند )

3- عمليات كرو كردن

4- جوانه‌زني مذاب

روشهاي افزودن فروسيلسيم منيزيم (%5/2 وزني مذاب) به مذاب چدن نشكن :

منيزيم (MG) به علت دارا بودن وزن مخصوص كم در سطح مذاب چدن قرار خواهد گرفت. همينطور نقطه جوش آن C 1100 است كه به خاطر اختلاف دما با مذاب چدن به بخار تبديل مي شود. همچنين ميل تركيبي زيادي با عوامل محيطي دارد. به همين دليل بايد با استفاده از روشهاي زير فرو سيلسيم منيزيم را به مذاب اضافه كرد :

1- روش فروبري : در اين روش مواد حاوي منيزيم را داخل يك قوطي سوراخ دار ريخته و آن را داخل مذاب فرو مي برند بدين ترتيب مي توان منيزيم را به مذاب اضافه كرد. اين روش بازيابي حدود %65 دارد.

2- روش ساندويچي : براساس همين روش در كف پاتيل پله اي ايجاد مي كنند و مواد منيزيم دار را داخل قسمت پائين پله قرار مي دهند و روي آن را به وسيله يك ورق فلزي مي پوشانند. بدين ترتيب منيزيم را به مذاب اضافه مي كنند اين روش بازيابي حدود % 80 دارد.

3- روش روريزي : يكي ديگر از روشهاي اضافه كردن منيزيم به مذاب چدن روش روريزي است. بدين صورت كه منيزيم را روي سطح مذاب مي پاشيم و بلافاصله روي آن را كاورال (كه نقش پوشش دارد)مي ريزيم تا از بخار شدن منيزيم جلوگيري كند. اين روش بازيابي حدود %20 را دارد. به همين دليل كمتر از آن استفاده مي شود

4- اضافه كردن منيزيم در سيستم راهگاهي : در اين روش مواد حاوي منيزيم را در يك قسمت از سيستم راهگاهي گذاشته تا پس از ورود مذاب با هم تركيب شوند و به داخل قالب راه پيدا كنند. اين روش بازيابي حدود %95 را دارد و بهترين روش محسوب مي شود.

فرم دادن بوسيله پرسي

اصول و نحوه عمل : فرم دادن اوراق فلزي و تبديل نمودن آنها به طرح غير قابل برگشت غالباً بوسيله تغيير فرم پلاستيكي آنها در حالت سرد يا گرم (درمورد قطعات ضخيم) انجام مي شود. تغيير فرمهاي بدست آمده روي پرسهاي مكانيكي يا هيدروليكي بوسيله جابجايي نسبي يك سمبه و يك قالب (ماتريس) در يك يا چند مرحله صورت مي گيرد. اولين مرحله روي يك ورق تخت بوسيله ابزار اوليه فرمكاري انجام مي شود. اگر پرسكاري خيلي عميق باشد فرميكه در مرحله اول به دست مي آيد مجدداً به قالبهاي ديگر كشش و يا در قالبهاي مركب فرستاده مي شود براي اوراق نازك اغلب قالبها به جز آنهائيكه براي ايجاد فرمهاي كم عمق به كار مي روند مجهز به ورق گير هستند.با مشابهتي كه بين روشهاي مختلف فرمكاري وجود دارد مي توان مقايسه اي بين فرمهاي واسطه كه در حين ساخت يك استوانه طويل از يك طرف بوسيله پرس و از طرف ديگر به روش كشيدن ورق روي قالبهاي دوران كننده كه شبيه فرم دادن با وسايل دستي مي باشد انجام داد.

تعيين ابعاد صفحات اوليه و ابزار فرم آنها :

بافرض اينكه ضخامت تغييري ننمايد (در حين فرمكاري) مساحت صفحه اوليه را برابر سطح كل قطعه مورد فرمكاري در نظر مي گيرند , ابعاد صفحات از طرق محاسبه و بر مبناي آزمايش و كنترل ضخامتهاي احتمالي صورت مي گيرد. در عمل نتيجه بدست آمده مي تواند نسبت به جنس , حالت فلز , لقي سمبه و ماتريس و غيره تغيير نمايد.

لازم است مقداري فلز اضافي براي صاف نمودن لبه هائيكه بر حسب وضعيت قطعه در رابطه جهت نورد كاري ورق اوليه به طور نا منظم كشيده مي شوند (فرم گرفتن گوشه ها) پيش بيني شود غالباً در موارديكه قالبهاي فرم در برش از يكديگر جدا هستند ساخت قالبهاي برش صفحات اوليه بر حسب چگونگي كار و نتايج بدست آمده پس از عمل فرمكاري صورت مي گيرد.

عمليات حرارتي و به سازي :

پرسكاري تغيير شكلهاي خيلي مهمي را بر فلز تحميل نموده , بر حسب جنس و چگونگي فرم قطعه كم و بيش آنرا فشرده و سخت مي سازد. براي اينكه به فلز امكان تحمل يك ازدياد سطح كافي بدون ترك خوردگي داده شود , جهت تغيير فرم جديد آنرا باز پخت مي نمايند. براي فولاد نرم , مس و برنج بايد بعد از دو سه عمل يك بازپخت صورت گيرد.

آلومينيم چون دير تر سخت مي شود به ندرت آنرا بازپخت مي نمايند برعكس دور آلينوكس و مخصوصاً دور آلومين باز پختهاي متعدي را تقاضا مي كنند. در صد انبساط طولي و يا فو.لادهاي ضد زنگ به آنها اجازه مي دهد كه تغييرفرمهاي عميقي را تحمل نمايند ولي نيروي بيشتري براي آنها صرف شده و بعد از هر عمل باز پخت مجددي نيز لازم است. در پرسكاري سطوح بزرگ كه از اوراق نرم ساخته مي شوند مي توان قبل از فرمكاري توسط ماشين هاي به خصوص موجهاي آنها را برطرف نمود. در اين ماشينها ورق بوسيله نوردهاي كشيده شده , زمانيكه وارد دستگاه مي گردد نورد موج شكن بالا آمده در وضعيتي قرار مي گيرد و آنرا به فرم نشان داده شده در مي آورد. سپس يك سري وردهاي صاف كننده ورق را دوباره به حالت مسطح در مي آورند.

اين عمل كه بايد چند ساعت قبل از پرسكاري به منظور برطرف بر طرف نمودن غير يكنواختي سطح فلز انجام شود, لكه هاي ابر مانندي روي سطح ورق را كه موجب فشاد تدريجي آن مي گردد از بين مي برد. براي تمام فلزات و آلياژها يك تميز كردن سطح ورق بعد از عمل بازپخت (بجز بازپخت در حات سفيدي) لازم است زيرا اين عمل علاوه بر آنكه اكسيد سطح فلز را از بين مي برد باعث دوام بيشتر ابزارها نيز مي گردد.

ابزارهاي فرمكاري (قالبهاي فرم)

جنس ابزارها :

ابزارها از چدن ,فولاد نيم سخت و فولاد سخت يا تغيير نا پذير ساخته مي شوند براي اغلب كارهاي پرسكاري : ظريف كاري نمودن , پرداخت كاري كردن و حتي يك آبكاري سطحي ابزار موجب سهولت جابجايي فلز هنگام فرمكاري شده در قطعات معيوب و خراب را كاهش مي دهد و سطح ظاهري قطعات تمام شده را بهبود مي بخشد. براي توليد كم قطعات از اوراق و آلياژها سبك ابزارها را از چوب فشرده , روي, دور آلومين ريخته گري صمغهاي تركيبي ساخته مي شوند. اضافه نمودن مقداري سيليس يا تالك و بكاربردن يك كاتاليزور موجب سخت شدن آن در مدت 24تا 48 ساعت مي گردد. بوسيله اين ابزارها مي توان حداقل 200 يا 300 قطعه را با كار كردن روي تكيه گاه كائوچوبي يا توسط يك دست كامل سمبه و ماتريس توليد نمود.

قسمت قالبگيري

روشي كه در اينجا استفاده مي شود روش قالبگيري co2 مي باشد .

ماده دير گداز + چسب + فعال كننده چسب + ساير مواد

ماسه سيلسي + سيليكات سديم + گاز co2 +...

پس از تهيه قالب به منظور ايجاد استحكام كافي از قالب آن را تحت دمش گاز co2 قرار مي دهند تا باعث اتصال ذرات ماسه يه يكديگر مي شود.

از مزاياي اين روش : 1- دقت ابعادي و صافي سطح خوب

2- قابليت شكل پذيري خوب

معايب اين روش : 1- استحكام باقي مانده زياد

2- عمر مفيد كم (جذب گاز از محيط)

اين روش براي مدلهاي صفحه اي بيشتر استفاده مي شود چون استحكام زياد آن باعث مي شود تا صفحه كمتر خم شود. در بخش قالبگيري براي تهيه قالبي با توجه به قطعه مورد نظر به مواد زير نيز احتياج داريم :

1- مدل (بر اساس قطعه مورد نظر) 2- درجه 3- ماسه 4- گاز co2 5- تغذيه 6- راهگاه 7- ماهيچه (بر اساس قطعه مورد نظر ) 8- پودر سپاريت 9- سيخ …

مدلهاي مورد استفاده در اين قسمت در قسمت مدلسازي آماده مي شود.

مدلهاي مورد استفاده عبارتند از : 1- مدلهاي يك تكه 2- مدل صفحه اي با سيستم راهگاهي 3- مدل همراه قطعه آزاد

مدلها از لحاظ جنس به صورت فلزي و چوبي مي باشند.

نحوه قالبگيري مدل صفحه اي به اين گونه است كه تاي رو و زير مدل روي صفحه چوبي قرار دارد و راهگاه فرعي آن روي صفحه چوبي در نظر گرفته شده است و هر دو تاي جداگانه قالبگيري مي شود و بعد از اتمام كار روي هم قرار مي گيرند.

درجه : جعبه اي است فلزي كه حاوي ماده قالبگيري است و قالب به كمك آن تهيه مي شود. درجات تاي رو زير را تشكيل مي دهند. تعداد درجات در هر تاي ممكن است متفاوت باشد. كوچكترين درجه اي كه در كارخانه موجود بود حدوداً به اندازه 1*1 و بزرگترين آن 2*2 است.

انواع ماسه مورد نياز براي قالبگيري :

1- ماسه سيليسي : اين ماسه عمده آن حاوي اكسيد سيلسيم است و دماي زينتر آن 171 درجه سانتيگراد.

ماسه سيليسي را بعد از مصرف ماسه كروميي روي قالب استفاده مي كنند. ماسه سيليسي توسط دستگاه ميكسر ماسه سيليسي با چسب سيليكات سديم مخلوط شده و آماده استفاده مي شود.

ماسه سيليسي طبيعي تا 20 % خاك رس دارد ولي ماسه سيليسي مصنوعي كمتر از 2 % خاك رس دارد.

ماسه سيليسي داراي انبساط زياد مي باشد كه با اضافه كردن يك سري مواد از انبساط آن مي كاهيم.

تركيبات شيميايي قابل قبول براي ماسه هاي سيليسي درجه 1 :

sio2 Al2o3 اكسيد آهن اكسيدهاي قليايي خاكي اكسيدهاي قليايي

96% 5/1% 1% 75/. % 1%

اين نكته حائز اهميت است كه ماسه سيليسي را نبايد محكم كوبيد به دليل انبساط آن.

2- ماسه كروميتي : fecr2o3 1- دماي زينتر اين ماسه 1900 – 1780 درجه سانتيگراد مي باشد.2- رنگ اين ماسه سياه است. 3- اين ماسه داراي پايداري بالايي در دماهاي بالا مي باشد. 4- خاصيت مبرد بودن هم دارد.

ماسه كروميتي روي سطح مدل را مي پوشاند. اين ماسه در دستگاهي به نام ميكسر ماسه كروميتي درست مي شود.

2- ماسه 171 : كاربرد آن نسبت به 2 ماسه ديگر خيلي كم است. رنگ اين ماسه خردلي است.

نسبت ماسه و چسب :

در بعضي از روزها ديده شد كه اين نسبت رعايت نشده و ماسه يا كم چسب بوده يا بسيار پر چسب و نسبت تركيبي رعايت نشده است. اگر ماسه كم چسب باشد از چسبندگي كمي برخوردار است و با ماليدن دست به روي قالب ذرات ماسه از سطح قالب جدا مي شوند و در نتيجه از استحكام كافي برخوردار نمي باشند و در هنگام خروج مدل بيشترين اثرات اين حالت را مشاهده خواهيم كرد. يعني اينكه مدل قسمتي از قالب را نيز به همراه خود كنده و باعث معيوب شدن قالب مي گردد و درقسمت مونتاژ كار بيشتري را طلب مي كند.

اگر پرچسب باشد گاز بيشتري را براي خشك شدن نيازمند مي باشد و همچنين درمرحله تخريب قالب به سختي اين كار صورت مي گيرد. گاهي ميز مشاهده شده است كه نسبت ماسه باز يافت به ماسه جديد بسيار بيشتر از مقدار لازم است و اين امر باعث كاهش استحكام قالب خواهد شد. به طوري كه ذرات ماسه آن چسبندگي لازم را نخواهند داشت. در اين حالت در هنگام خروج از قالب، مدل قسمت بسيارزيادي از قالب را به همراه خود به بيرون مي كشد.

با ايجاد آزمايشگاه تعيين استحكام ماسه مي توان اين نواقص را به حداقل رساند.

براي تعيين نسبت معين ماسه و چسب پيشنهاد مي شود با قرار دادن واحد اندازه گيري مناسب در آن قسمت اين نقص را به حداقل رساند.

تغذيه گيري :

تغذيه گيري يك بخش از قالبگيري است.

تغذيه حفره اي اضافي است كه در قالب تعبيه شده و با فلز مذاب پر مي شود. اين مخزن امكان سيلان و حركت مذاب به فضاي قالب را فراهم كرده، انقباض ناشي از انجماد را جبران كرده.

تغذيه مورد استفاده در قالبگيري توسط جعبه ماهيچه هاي مختلف درست مي شود.

جنس جعبه ماهيچه از آلومينيوم و عمده ماسه مورد مصرفي در تغذيه از جنس اگزوترميت است.اگزو ترميت در دستگاهي به نام ميكسر اسليو گيري با آب و الكل قاطي شده و آماده مي شود.

نحوه فالبگيري تغذيه : ماسه راداخل جعبه ماهيچه ريخته قسمت داخلي آن را در آورده و سپس با مشعل قالب را حرارت داده حال تغذيه را از جعبه جدا كرده ودوباره آن را حرارت داده وسپس داخل گرمخانه قرار مي دهيم.

دليل استفاده از اگزوترميت در تغذيه : اگزوترميت با مذاب واكنش مي دهد كه اين واكنش گرمازا است. در نتيجه مذاب گرما و سياليتش رادر قسمت تغذيه حفظ مي كند و سريعتر از مذاب قالب سرد نمي شود.

ماهيچه گيري :

ماهيچه گيري بخشي از قالب گيري است.

ماهيچه هاي مورد نياز و راهگاه در قسمت ماهيچه سازي آماده مي شود.

در اين بخش انواع مختلف جعبه ماهيچه وجود دارد كه از لحاظ شكل و اندازه وجنس با هم متفاوت هستند و البته جنس اكثر آنها آلومينيوم است و تعداد كمي چوبي است.

جعبه ماهيچه ها كد بندي شده اند و چيدن آنها درست مانند يك كتاب خانه است كه هر كسي بتواند براحتي جعبه ماهيچه مورد نظر را پيدا كند.

ماسه مورد نياز در قسمت ماهيچه سازي 3 نوع است : 1- كروميتي 2- 171 3- چراغي

ماسه كروميتي براي تماس جعبه ماهيچه ها كاربرد دارد.

ماسه 171 براي راهنماها استفاده مي شود و در مورادي كه جعبه ماهيچه بزرگ هستند لايه اوليه از كروميت و بقيه آن را از ماسه 171 پر مي كنند.

علت استفاده بيشتر از ماسه كروميتي نسبت به 171 دير گدازي آن است.

ماسه هاي مورد استفاده بعد از قالبگيري توسط گاز co2 خشك مي شود.

در قسمت ماهيچه سازي ماده ديگري كه كاربرد زيادي دارد پودر سپاريت است كه به قسمت هايي از جعبه ماهيچه كه با ماسه در تماس است زده خواهد شد. اين كار براي نچسبيدن ماسه به جعبه ماهيچه است.

نحوه استفاده ماسه چراغي به اينگونه است كه ابتدا توسط مشعل جعبه ماهيچه را گرم كرده سپس ماسه را روي آن ريخته و سپس دوباره به مقدار كمي جعبه ماهيچه را حرارت داده و سپس ماهيچه را از جعبه ماهيچه جدا كرده.

اين نكته در اين قسمت حائيز اهميت است كه ماهيچه رال نبايد زياد حرارت داد چون موجب ذوب شدن آن مي شود.

در ماهيچه گري با گاز co2 اين نكته را بايد در نظر گرفت كه بعد از اين كه جعبه ماهيچه را با ماسه پر كرديم قبل از گاز گرفتن ماسه هاي اضافي كه اطراف جعبه ماهيچه روي ميز كار ريخته شده است جمع آوري كنيم چون اگر اين كار بعد از گاز گرفتن صورت بگيرد آن ماسه ها خشك شده و كاربرد ندارد و اين حركت ضرر اقتصادي به همراه دارد.

راهگاه ها هم در قسمت ماهيچه گيري گرفته مي شود. 2 نوع راهگاه مورد استفاده قرار مي گيرد. 1- راهگاه معمولي 2- راهگاه قيفي

اين نكته حائز اهميت كه براي ماهيچه هاي مخروطي شكل يك سوراخ بزرگ وسط آن زده اين كار براي خروج گاز و رطوبت است.

تمامي ماهيچه ها بعد از قالبگيري داخل اتاقك گرما داده مي شود. به غير از راهگاه ها و راهنما ها و ماهيچه هاي برشي. با اين كار ماهيچه هاكاملاً خشك شده و رطوبت آن گرفته مي شود.

كاربرد ماهيچه برشي اين است كه در زير تغذيه ها قرار مي گيرد.براي راحت تر جدا شدن تغذيه از مدل.

نحوه قالبگيري ماهيچه هاي مختلف متفاوت است به طور مثال در بعضي از مدلهاي ماهيچه از قانچاق استفاده مي كنند.

بزرگترين جعبه ماهيچه هايي كه من مشاهده كردم براي مدلهاي تا پشل و با تمشل بوده.در بعضي از ماهيچه هاي بزرگ از مبرد هم استفاده مي شود. اين كار به خاطر انجماد جهت دار مذاب صورت مي گيرد. اصولاً مبرد به منظور سرد كردن مذاب در برخي از قسمتهاي قطعه تعبيه مي شود. گاهي اوقات مشاهده شده است كه در مبرد مورد استفاده باعث ايجاد فرو رفتگي در روي سطح قالب شده است و اين فرورفتگي تا عمق 3 تا 4 ميليمتر نيز مي رسد و باعث لبه دار شدن بدنه قطعه مي گردد كهدر مرحله تميز كاري نياز بيشتري به سنگ كاري خواهد داشت جهت رفع اين مشكل پيشنهاد مي شود در نحوه كار گذاري مبرد در قالب دقت بيشتري صورت بگيرد تا كاملاً با بدنه اصلي قطعه هم سطح باشد.

براي درست كردن بعضي از ماهيچه هاي بزرگ جوشكاري هم انجام مي شود. به اين صورت است كه اسكلتي متناسب با ماهيچه درست مي شود و دو دسته اي روي آن در نظر گرفته مي شود براي حمل ماهيچه.

سيخ هواكش : سيخ هواكش به منظور خروج گازهاي موجود در محفظه قالب استفاده مي كنند تا از محبوس شدن اين گاز در قالب و ايجاد مكهاي گاز جلوگيري به عمل آيد.

سيخ ديگري روي قالب زدهمي شود براي ورودگاز Co2 در محفظه قالب تا قالب محكم شود. لازم است كه تذكر داده شود در هنگام زدن سيخ دقت شود كه با بدنه اصلي قالب تماس نداشته باشد. زيرا مشاهده شده است كه گاهاي بر اثر كم دقتي سيخ باعث ايجاد شيارهايي روي سطح قالب گرديده است كه هميشه اثرات اين شيارها در هنگام منتاژ بايد ترميم و در نتيجه آن صافي اوليه را نخواهد داشت.

نحوه در آوردن مدل قالب :

اين كار به صورتهاي مختلف انجام مي شود.

به طور مثال براي جدا كردن قالب از مدل صفحه اي، قالب را توسط چرثقيل كمي بالا و پائين كردن تا بر اثر ضربات حاصل از برخورد با زمين قالب از مدل جدا شده.

مرحله مونتاژ و يا ماهيچه گذاري :

در هنگام ماهيچه گذاري بايستي دقت كافي وكامل صورت پذيرد تا به قالب آسيبي وارد نشود.

بعضي اوقات مشاهده شده است كه در هنگام قرار دادن ماهيچه در داخل قالب و محكم كردن آن در محل خود بوسيله ميخ باعث تخريب بدنه اصلي قالب شده در نتيجه ترميم دوباره قالب را طلب مي كند.

هر چه ترميم كمتري روي قالب صورت بگيرد قطعه بدست آمده از كيفيت بالاتري برخوردار است و از سنگ زني هاي بي مورد جلوگيري مي شود.

همچنين گاهي اوقات ديده شدهاست كه ماهيچه كاملاً درمحل خود سوار نشده است به هر دليلي و باعث ايجاد لبه دار شدن سطح قالب شدهاست و اين لبه روي سطح قطعه نيز ايجاد خواهد شد و جهت بر طرف ساختن آن نياز به رصف وقت و هزينه بسيار خواهد شد وگاهي نيز قطعه از اندازه خود خارج شده و معيوب مي شود.جهت به حداقل رساندن اينگونه موارد فقط بايستي دقت بيشتري را بكار برد تا از بروز چنين نقص هايي جلوگيري به عمل آيد. ضمناً پيشنهاد مي شود كه جهت درست كردن محلول سراميكي كه روي سطح قالب زده مي شوداز يك ميدان مغناطيسي جهت جهت گردش و همزدن يكنواخت مواد به يكديگر استفاده شود يا يك هم زن.

اولاً محلول به صورت يكنواخت تهيه شده و ثانياً ذرات درشتر در كف ظرف ته نشين مي شوند.

اصولاً اين مواد را براي صافي سطح بيشتر بر روي قالب پاشيده مي شود و در نتيجه نبايستي خود اين مواد باعث ايجاد برجستگي روي سطح قالب شوند.

اين نكته حائز اهميت است كه بعد از قالبگيري قسمت داخلي را توسط مشعل حرارت داده تا اگر رطوبت داشت از بين برود.

در پايان با توجه به تمام مواردذكر شده و اجراي آنها قالبها آماده چفت كردن هستند.

قالبها بعد از اينكه روي هم قرار گرفتن توسط جوشكاري به هم اتصال داده مي شوند. اين كار براي اين است كه در هنگام ذوب ريزي يا حمل سپس براي ذوب ريزي آماده مي گردند.

حال ترتيب كليه مراحل قالبگيري را توسط قالبگيري يك نمونه توضيح مي دهيم :

نحوه قالبگيري چرخ

مدل چرخ از نوع مدل صفحه اي است.

در قالبگيري چرخ از يك مدل صفحه اي براي تاي بالايي و پائيني استفاده مي شود.

نحوه قالبگيري : ابتدا تاي زير را قالبگيري كرده بنابراين درجه اي متناسب پيدا كرده و آن را روي مدل صفحه اي قرار داده اين كار توسط جرثقيل صورت مي گيرد.

راهگاه فرعي را وسط مدل قرارداده شكل اين راهگاه به صورت پروانه سه پره است. سپس روي مدل را سپاريت زده و لايه روي مدل را ماسه كروميتي زده وسپس 2 ميله به طور قطري داخل درجه به درجه جوش داده اين كار براي استحكام بيشتر قالب صورت مي گيرد. روي آنها ماسه سيليسي ريخته و آن را مي كوبيم. ماسه را بايد با فشار خيلي كم كوبيد چون سيليس انبساط دارد. بنابراين بايد فضايي براي انبساط داشته باشد. البته كار كوبيدن توسط پا صورت مي گيرد. بعد از كوبيدن توسط تخته سطح نهايي را صاف كرده و سپس توسط سيخ روي آن سوراخ زده براي گرفتن گاز co2 بعد از اتمام كار گاز گرفتن قالب محكم مي شود. اين نكته در تاي زير حائز اهميت است كه بعد از گرفتن گاز در هر سوراخ بايد سوراخ را توسط ماسه بپوشانيم تادر هنگام ذوب ريزي مذاب ازاين سوراخ ها خارج نشود.

قالب را از مدل جدا كرده اين كار توسط جرثقيل صورت مي گيرد ودر گوشه اي قرار داده و بعد راهگاه فرعي را از ان جدا كرده، بعد از اتمام كار تاي زير، درجه ديگري روي مدل صفحهاي قرار داده براي قالبگيري تاي رو.

قالبگيري تاي رو به ين صورت است كه ابتدا 4 عدد ماهيچه برشي متناسب با مدل را روي مدل قرار داده در 4 ناحيه. سپس 4 تغذيه بزرگ روي 4 ماهيچه قرار داده و 1 راهگاه وسط مدل قرار داده و بعد مدل را سپاريت زده و لايه اوليه را ماسه كروميتي زده و بعد از اتمام كار جوشكاري روي ان را با ماسه سيليسي مي پوشانيم و بعد از كوبيدن و صاف كردن سطح چند سوراخ زده و شروع به گرفتن گاز مي كنيم.

اين نكته حائز اهميت است كه اطراف تغذيه ها را هم سيخ زده اين بدان علت است كه گاز ناشي از تغذيه ها خارج شود. در تاي رو سوراخ ها را بعد از گرفتن گاز نمي پوشانيم از طريق اين سوراخ ها گاز حاصله در هنگام ذوب ريزي خارج مي شود. بعد از گاز گرفتن مدل را از قالب جدا كرده سپس قسمت داخلي قالبها را كمي توسط مشعل حرارت مي دهيم تا رطوبتي باقي نماند سپس توسط دستگاه قسمت داخلي قالبها را رنگ سراميكي زده بعد از انجام اين كار 3 راهنما را در جاي خود قرار داده و دو درجه را روي هم قرار داده و جوش مي دهند و اكنوان قالب براي ذوب ريزي آماده مي شود.

قسمت ذوب :

كار در اين قسمت ذوب قراضه و مواد برگشتي مي باشد و دست يابي به تركيب شيميايي مورد نظر و ريختن مذاب به داخل محفظه قالب.

نوع كوره مورد نظر در اين قسمت كوره قوس الكتريكي مي باشد. در كوره هاي قوس مستقيم قوس بين الكترود و شارژبرقرار مي شود و گرماي ايجاد شده به شارژ منتقل مي شود.

اين كوره داراي سه الكترود كه در سقف كوره با زاويه 120 درجه نسبت به يكديگر قرار گرفته اند. جنس الكترودها از گرافيت فشرده است و به طول يك تا دو متر هستند كه توسط اتصال دهنده هاي به نام مغزي كه جنس آن گرافيت است به يكديگر متصل مي شوند. الكترودها حركت عمودي دارند. لوله هايي كه به الكترودها وصل هستند حاوي آب و جريان برق هستند. آب در جريان است و باعث خنك شدن الكترود مي شود.

الكترودها در اثراكسيد اسيون كربن در اثر حل شدن در مذاب در مراحل پاياني فولاد سازي مصرف مي شود. پس از مدتي كار كردن وره الكترودها كوتاه مي شوند و همچنين عوامل مكانيكي مانند ضرابت ناشي برخورد الكترود با شارژ باعث شكست الكترود مي شود. در صورت مشاهده اين وقايع بايد الكترودها را عوض كرده اين كار توسط كارگر بخش با كمك چرثقيل صورت مي گيرد. الكترودها را توسط آچار مخصوص محكم مي كنند.

اين نكته حائز اهميت است كه بيشتر الكترودها از مغزي صورت مي گيرد.

در صفحات قبل به جريان آب اشاره شد اين جريان آب در 2 ناحيه ديگر كوره هم موجود است در قسمت سر كوره و در قسمت درب جلوي كوره

شارژ در كوره توسط جرثقيل انجام مي شود. قطعات بزرگ را توسط جرثقيل داخل كوره قرار داده و قطعات كوچك را داخل ظرف مخصوص ريخته و سپس آن را توسط جرثقيل به بالاي كوره برده و با باز كردن ته آن مواد داخل كوره ريخته.

شارژ مواد از سقف كوره كه قابليت جابجايي يا به عبارتي تغيير مكان دارد انجام مي شود. كف كوره به صورت قوسي ساخته مي شود تا اينكه مذاب با ارتفاع كم و سطح زياد در كوره وجود داشته باشد. بنابراين سطح تماس مذاب و سرباره بيشتر و انجام واكنشهاي فولادسازي كه در فصل مشترك سرباره و مذاب انجام مي شود بهتر است.

بيشترين تخريب آجر نسوز در اين كوره در كف صورت مي گيرد. كوره مورد استفاده در اينجا از آجر هاي مگنامي استفاده مي شود و براي سقف كوره از آجر شاموتي استفاده مي شود.

ظرفيت كوره برابر 5/2 تن مي باشد به صورت اسمي ولي براي قطعاتي مانند باتم شل تا 5/4 تن نيز ذوب ريزي در آن صورت مي گيرد. بر اساس نوع ذوب ريزي و آناليز تركيب شيميايي كه از قبل در اختيار پرسنل كوره قرار داده شده است مواد شارژي به داخل كوره حمل مي شود. قبل از شارژ كوره بايستي دقت كافي را به عمل آورد تا جداره نسوز كوره آسيب نديده باشد در غير اين صورت بايستي آن قسمت آسيب ديده را با استفاده از جرمهاي نسوز خاك نسوز ترميم نمود. خاك نسوز مورد استفاده در اينجا خاك NR-34 كه گاهي با آب و گاهي نيز با چسب سيكليكات سديم مخلوط شده و به بدنه كوره زده مي شود.

زماني كه از آب استفاده مي شود كوره براي نوبت اول ذوب گيري آماده شده و كوره خنك مي باشد و جرم نسوز تهيه شده به صورت مشت، مشت به بدنه كوره زده مي شود. زماني كه از چسب سيليكات سديم استفاده مي شود و در نوبتهاي بعدي ذوب مي باشد كه امكان رفتن به داخل كوره نيست و جرم نسوز تهيه شده توسط بيل محكم از دريچه سرباره گيري به بدنه كوره كوبيده مي شود تا از سوراخ شدن كوره جلوگيري به عمل آيد.

آجرچيني نسوز كوره بنا به گفته پرسنل كوره 100 تا 120ذوب جواب داده و سپس جمع و دوباره آجر چيني مي شود.

به محض شارژ كوره ذوب آن بسته و شروع به كار مي كند. پس از مدتي نمونه اي تجربي گرفته و مواد افزودني به ان اضافه مي شود و بسته به نوع تركيب شيميايي از موادي مانند :

1- فرو منگنز كم كربن FeMn

2- فرومنگنز پر كربن FeMnc

3- آهك cao

4- فروسيليس Fesi

5- فلورين caf2

6- فروكرم پر كربن Fecr

7- فروكروم كم كربن

8- سنگ آهن Feo

9- فرو موليبدن

10- فرو تيتانيم

11- آلومنيوم

استفاده مي شود.

براي فهميدن دماي مذاب كار به اين صورت است كه قلاب ترموكوپل را به سر ميله وصل كرده اين ميله توسط سيمي به دستگاه متصل است با قرار دادن ميله داخل ذوب دستگاه دما را نشان مي دهد.

كوره قوس از داخل اتاقك مخصوصي كنترل مي شود در اين اتاقك تابلو برقي موجود است كه از طريق اين تابلو عمليات قوص زني كوره را كنترل مي كنند.

اين نكته حائز اهميت است كه در صورتي كه مشاهده شد الكترود قوص نمي زند بايد مقداري شارژ در قسمت آن الكترود ريخته تا با اتصال با شارژ مجدداً شروع به قوص زدن كند.

بعد از انجام عمليات ذوب و دستيابي به تركيب شيميايي مورد نظر نوبت به ريختن مذاب به داخل پاتيل مي رسد. حال پاتيل را با كمك جرثقيل به چاله ذوب منتقل كرده و سپس كوره را متمايل كرده تا ذوب از داخل آن خارج و به داخل پاتيل بريزد.

گاهي اوقات مشاهده شده است كه در هنگام بار گيري مقداري بسيار زيادي مذاب از پاتيل لبريز شده و به بيرون ريخته مي شود بعد از اتمام كار مقداري از مذاب داخل پاتيل را به آزمايشگاه برد و سپس پاتيل را از چاله در آورده و برسر قالبها برده و ذوب ريزي داخل قالبها صورت مي گيرد و اگر ذوب اضافه آمد آن را داخل چاله ماسه اي ريخته.

بعد از تمام بارگيري كوره تحت تست چشمي قرار مي گيرد و اگر آسيب ديدگي وجود داشته باشد دوباره ترميم مي شود و در غير اين صورت مواد به داخل كوره شارژ شده و شروع به كار مي كند. پاتيل براي تخليه آماده شده و مواد اضافه ذوب را از آن خارج نموده براي تعميرات آماده مي شود. تعميراتي كه روي آن صورت مي گيرد عبارتند از :

1- تعويضي قيفي ته پاتيل

2- تعويضي سر استرپر

3- تعويض لوله شاموتي

4- كندن مواد سرباره اي كه به جداره پاتيل چسبيده اند.

لوله شاموتي از جنس سيليس، قيفي يا از جنس گرافيت، سر استوپر هم از جنس گرافيت است.

نسوز داخل پاتيل بنا به گفته مسئول آن بعد از 60 تا 80 ذوب عوض مي شود. ذوبهاي منگنزي اثر مخرب تري روي پاتيل دارند ولي ذوب كربني اثر كمتري دارد. ما بايد با يك برنامه ريزي منسجم جهت توليد ذوب مقدار ذوبي را توليد نمود تا در پايان از ريختن مذاب به داخل چاله ماسه خود داري شود. اين امر مستلزم اين است كه ما آشنايي كافي از مواد شارژ شده و مقدار ذوبي كه اين مواد به ما مي دهند داشته باشيم.

به نظر بنده اگر در اين زمينه كاري صورت بگيرد بسيار به صرفه اقتصادي است و از توليد مذاب اضافي هدر رفته جلوگيري مي شود.