فهرست مطالب

عنوان صفحه

تاريخچه 1

ماسه قالبگيري 3

منشاء پيدايش ماسه در طبيعت 5

هوازدگي 7

عوامل موثر در هوازدگي 11

انواع ماسه هاي طبيعي 13

آماده سازي ماسه 14

خواص فيزيكي ماسه قالبگيري 17

قالبگيري قطعات آلومينيومي (دو درجه اي) 27

ذوب ريزي 31

انواع بوته 32

مذاب مصرفي 36

قسمتهاي مختلف كوره زميني 36

انواع مدل 37

چدن ريزي 38

افزودن منيزيم به مذاب 40

قالبگيري قطعات سنگين 44

قالبگيري قطعات سبك 45

ذوب 47

انواع سلاكس 47

مخلوط كن ماسه CO2 48

تاثير سرعت سرد كردن بر روي اعوجاج 54

نتايج 50

اهميت سرعت هاي سرد كردن بر چقرمگي فولادهاي كار گرم 54

تاثير سرعت سرد كردن به چفرمگي قالب 55

بهداشت و ايمني در واحدهاي ريخته گري 57

كلياتي راجع به مواد منتشره 57

نوع سوخت مورد استفاده 59

تنظيم مشعل 59

روشهاي تهويه براي كوره هاي شعله اي 60

مواد منتشره از كوره هاي ذوب در فرايند توليد فلزات غير آهني 61

برنج ، برنز و ساير آلياژهاي مس 61

آلياژ آلومينيوم و منيزيم 64

 

 

 

تاريخچه :

اين شركت ريخته گري در سال 1368 آغاز به كار كرده است . از همان ابتدا كار خود را با ذوب آلومينيوم توسط يك كوره زميني شروع كرده و درصدد بود تا بتواند محصولات توليدي خود را هر چه بيشتر توسعه داده و در زمره شركت هاي ريخته گري مطرح ايران قرار دهد اين شركت با توليد قطعات ريختگري سبك وزن آلومينيومي كار صنعتي خود را شروع كرد و هم اكنون علاوه بر ذوب آلومينيوم ،چدن داكتيل يا SG نيز توسط كوره هاي دوار ذوب كرده و قطعات مختلف صنعتي را توليد و به بازار عرضه مي كند. امروزه ذوب چدن بسيار زياد در صنعت مطرح است و روز به روز قطعات مختلف را با آلياژهاي متفاوت چدن ريخته گري شده و عرضه مي شوند.

1-اره چدني – لوله هاي چدني (در سايزهاي مختلف )– دريچه فاضلاب(در سايزهاي مختلف) – پمپ – واترپمپ – رنده – مني فولد – اگزوز – سر سيلندر- قطعات سايپا ديزل-

تجهيزات شركت :

1- 2 عدد كوره زميني

2- تعداد 7 عدد كوره دوار

3- جرثقيل ذوب ريزي

4- بوته هاي مختلف با ظرفيت ههاي متفاوت

5- دستگاه مخلوط كن ماسه Co ₂

6- دستگاه آلات تراشكاري

7- ريل مخصوص بوته

8- دستگاه شات بلاست

محصولات شركت

1- لوله هاي چدني شامل زانويي –سه راهي و ….

2- اره هاي چدني

3- دريچه هاي فاضلاب

4- پمپ

5- واتر پمپ

6- رنده

7- مني فولد

8- اگزوز

9- سر سيلند

10- قطعات مختلف سايپا ديزل

11- كلاهك چراغ

12- پايه صندلي

13- پوسته گيربكس شيرهاي گاز با اينچ بالا

اين كارخانه داراي قسمتهاي زير مي باشد :

1- محل توليد قطعات ،آلومينيومي

2- گود ماسه دان جهت قالبگيري قطعات آلومينيومي

3- محل توليد قطعات چدني كوچك

4- محلي براي قرارگيري كوره هاي دوار

5- انبار مخصوص مواد اوليه ريخته گري

6- گود ماسه دان بزرگ براي قالبگيري قطعات چدني سبك

7- قسمت توليد قطعات چدني سنگين وزن

8- قسمت تراشكاري

ماسه قابگيري

بخش عمده توليد قطعات ريختگري در قالب هاي ماسه اي انجام مي شود براي توليد يك تن قطعه ريختگي ممكن است به 4 تا 5 تن ماسه قالبگيري نياز باشد.نسبت ما بين مقدار ماسه – فلز مي تواند از 10 به 1 تا 1 به 25/0 متفاوت باشد كه اين نسبت به اندازهقطعات ريختگي و روشن قالبگيري مورد استفاده ،بستگي دارد . در هر حال مقدار ماسه اي كه بايد دريك كارگاه ريخته گريبا ماسه نگهداري شود زياد است و كيفيت آن نيز بايد كنترل شود تا قطعات ريختگي سالم توليد شود.

انواع مختلفي از ماسه براي قالبگيري به كار مي رود فرآيند هاي ريخته گري در ماسه (Sand – Casting Processes) متنوع هستند و هر يك بااستفاده از قالب هاي تهيه شده از ماسه تر (green sand) ماسه خشك (dry sand) ،ماسه ماهيچه (core sand) ، ماسه با چسب سيمان .

(Cement - bonded sand) ،ماسه قالبگيري پوسته اي (shell – molding sand) و قالبگيري بدون درجه (Flaskless molding) و نظاير آنها ،انجام مي شود . شكل (1)مقابل قالب هايي را كه براي ريخته گري قطعات فولادي تهيه شده است نشان مي دهد. در تصوير (2) ديگر قالبگيري در گودال كه از طريق مونتاژ ماهيچه هاي ماسه اي بزرگ آماده شده است ملاحظه مي شود.

منشأ پيدايش ماسه در طبيعت

در بسياري ا زنقاط پوسته جامد كره زمين محل هايي را مي توان يافت كه در آنها تجمعي از ماسه وجود دارد . اينگونه محل ها كه به معدن طبيعي ماسه موسوم هستندبواسطه عوامل مختلفي بوجود آمده اند . در معادن مختلف طبيعي مي توان ماسه هايي با شكل و اندازه و جنس متفاوت يافت . ماسه در زمره سنگهاي رسوبي است كه طي فرآيندهاي بيروني تغيير دهنده زمين وبر اثر يك سلسه . تحولات بواسطه خرد شدن و تجزيه سنگ ها و سپس انتقال و رسوب گذاري پديد آمده است . فرآيندهاي بيروني تغيير دهنده زمين شامل فرآيند هاي تخريبي و فرسايشي (erosion) مختلفي است كه طي آنها خرد شدن و تجزيه و تفكيك شدن و سپس حمل (transpor tation) مواد به نقاط ديگر انجام مي شود. بنابراين در ابتدا تحولات تخريبي – فرسايشي باعث خود و ريز شدن ،تجزيه و تفكيك شدن سنگ ها مي شود و سپس عوامل ديگر ذرات را به مناطق ديگر جابجا مي كنند و بر اثر رسوب گذاري (depostion) تجمعي از شن ، ماسه ، خاك رس و امثال آنها پديد مي آيد .

 

 

 

 

 

 

 

شكل(3) مقابل نموداري از تحولات و فرآيندهاي بيروني زمين را نمايش مي دهد.

فرآيندهاي بيروني تغيير دهنده زمين كه منجربه پيدايش تجمعي از ماسه و امثال آن در نقاط مختلف مي شود را مي توان با توجه به تحولات و عوامل زير مورد بررسي قرار داد.

 

 

 

 

 

هوازدگي

(Weathering) فرآيندي است كه مورد متراكم و پيوسته سطح زمين را به موادي نرم و ناپيوسته تبديل مي كند اين فرآيند اثر عوامل فرسايش ديگررا در جابجا كردن مواد آسانتر مي كند . به طور كلي «هوازدگي » عبارت است از «خرد شدن » و تجزيه شيميايي سنگ ها در محل خود به علت تأثيرات آب ،هوا و موجودات زنده .

فرآيند هوازدگي به سه گروه ،هوازدگي فيزيكي،هوازدگي شيميايي و هوازدگي زيستي تقسيم بندي مي شود.

1- هوازدگي فيزيكي

در اين نوع فرآيند هوازدگي ،عوامل فيزيكي باعث خردشدن و متلاشي شدن سنگ ها مي شوند .

الف – انجماد آب در شكاف سنگ ها

در اثر يخ بستن آب تقريباً‌ 9 درصد به حجم آن افزوده مي شود و در محيط بسته فشاري معادل 140 كيلو گرم بر سانتي متر مربع اعمال مي نمايد. اگر آب در شكاف سنگ منجمد شود و اين عمل به طور مكدر انجام مي شود . فشارهاي ايجاد شده بيش از مقاومت سنگ است و مي تواند سخت ترين و مقاوم ترين سنگ ها را نيز درهم بشكند . شايد مهمترين عامل خرد شدن سنگ ها ، يخ بستن آب در داخل حفره ها و شكاف هاي آنها باشد.

ب- تغييرات درجه حرارت

اغلب اجسام بواسطه بالا رفتن دما انبساط (expension) و بواسطه كاهش دما انقباض (contraetion) حاصل مي كنند. سنگ ها نيز بواسطه تغييرات شبانه روزي يا ساليانه درجه حرارت چنين واكنشي نشان مي دهند. انبساط و انقباض مكدر سنگ ها سرانجام به خرد شدن سطحي آنها منجر مي شود. زيرا اولاً قابليت هدايت حرارتي سنگ ها كم است و باز شدن درجه حرارت ،سطح يك سنگ بيش از قسمتهاي داخلي آن منبسط مي شود و ثانياً‌ كانيهاي گوناگون تشكيل دهنده يك سنگ ،داراي ضريب انبساط حرارتي يكسان نيستند و در نتيجه ، تغيير درجه حرارت موجب مي شود كه كانيهاي مختلف به مقدار متفاوتي تغيير حجم دهند.

تغييرات درجه حرارت به تنهايي عامل مهم هوازدگي نيست بلكه اين عامل به همراه آب نقش مهمي را ايفا مي كند.

ج – رشد بلورها

اگر محلول نمك ها به هر علتي به داخل شكاف يا منفذ سنگ ها راه يابد و در آنجا متبلور شود . احتمال دارد باعث خرد شدن سنگ شود . اگر چه تبلور يك محلول با انجماد ساده يك مايع كاملاً‌ متفاوت است ولي رشد بلورها در شكاف سنگ ها مي تواند اثري شبيه به يخ بستن آب ولي ضعيف تر به جا بگذارد.

د - تشكيل كانيهاي جديد

اگر كانيهاي يك سنگ به كانيهاي جديدي تبديل شود و حجم كانيهاي جديد پيش از كانيهاي اوليه باشد ،اين ازدياد حجم مي تواند سبب فشرده شدن ذرات كانيها به يكديگر و خرد شدن سنگ شود.

ه – فرسايش بخش سطحي توده سنگ ها

در پاره اي از سنگها يك سري درز به موازات سطح خارجي ديده مي شود . احتمالاً علت تشكيل اين گونه درزها آن است كه تا وقتي كه سنگ ها (مثلاً توده اي آذرين ) در زير زمين قرار دارند تحت فشار سنگ هاي بالايي هستند ولي اگر فرسايش سنگ هاي فوقاني باعث ظاهر شدن سنگ هاي زيرين در سطح زمين شود . آنجايي كه اين سنگ ها فشار طبقات فوقاني آزاد مي گردند ، قسمتهاي سطحي آنها انبساط پيدا مي كند .در نتيجه اين انبساط،يك سري درز به موازات سطح خارجي آنها به وجود مي آيد. اين نوع هوازدگي موجب ورقه شدن (exfolition) قسمت هاي سطحي توده مي شود . در شكل 4 چگونگي اين پديده نشان داده شده است .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2- هوازدگي شيميايي

در اين نوع هوازدگي مواد موجود در جو زمين مانند آب ، دي اكسيد كربن و اكسيژن در برابر كانيهاي موجود در طبيعت واكنش شيميايي نشان مي دهند و در نتيجه مواد كانيهاي جديد به وجود مي آيد . مهمترين واكنش ها به قرار زير است :

الف : هيدروليز

ب: هيدراتاسيون و دهيدراتاسيون

ج : اكسيد شدن

د : اغدل

3- هوازدگي زيستي

هوازدگي زيستي در واقع تركيبي از تأثيرات فيزيكي و شيميايي گياهان و جانواران بر روي سنگ ها است . جانوران در متلاشي كردن فيزيكي سنگ ها و خاك ها كم و بيش موثر هستند.شايد مهمترين نقش از اين مربوط به جانوران حفار (مورچه ،موريانه ،موش صحرايي،كرمها و …)باشد.

ريشه گياهان وقتي در داخل شكاف سنگها نفوذ مي كند بر اثر رشد خود فشاري بوجود مي آورد كه ممكن است باعث خرد شدن سنگ هاي ديواره شكاف شود. باكتري ها نيز در هوازدگي مواد سطح زمين موثر هستند و پاره اي اهميت زيادي براي آنها قائل هستند.

عوامل موثر در هوازدگي

مقدار ،نوع و سرعت هوازدگي در حد نقطه به چند عامل بستگي دارد كه مهمترين آنها عبارتند از :

الف – سنگ هاي مادر

سنگ ها از كانيهاي مختلف با تركيب شيميايي گوناگون تشكيل شده اند و در برابر هوازدگي مقاومت متفاوتي دارند.

ب – شيب زمين

شيب زمين در سرعت و مقدار هوازدگي موثر است .وقتي شيب زياد باشد موادي كه بر اثر هوازدگي از سنگ هاي اصلي جدا مي شوند به علت وزن خود و يا بوسيله عوامل ديگر از محل خود دور مي گردند و در نتيجه سطح تازه اي از سنگ در معرض هوازدگي قرار م يگيرد و در نتيجه سرعت هوازدگي زياد است .

ج – شرايط اقليمي

يك سنگ معين در شرايط مختلف اقليمي ،واكنش هاي متفاوتي در مقابل هوازدگي نشان مي دهد. مقدار باران ،پراكندگي آن در طول سال ،درجه حرارت متوسط ساليانه ،تغييرات درجه و غيره در هوازدگي نقش موثري دارند و به همين سبب هوازدگي در مناطق گرم و مرطوب شيب از مناطق سرد و خشك است.

د - زمان

زمان نيز عامل مهمي در هوازدگي است . در حقيقت ميزان هوازدگي متناسب با طول زمان است .

انواع ماسه هاي طبيعي

مجموعه اي از يك سري پديده هاي طبيعي باعث ايجاد نقاطي در پوسته زمين مي شود كه در آنجا تجمعي از ماسه وجود دارد و مي توان آنها را متناسب با نياز مورد استفاده قرار داد.دو مورد مشخص از معادن ماسه كه در طبيعت يافت مي شوند عبارتند از :

ماسه انباشته (bank sands)

ماسه درياچه (lake sand)

ماسه انباشته

ماسه انباشته يا كپه حاصل تجزيه و خرد شدن ماسه سنگ بواسطه هوازدگي بخش هايي از سطح زمين است كه از داخل پوسته بيرون زده اند. اين ماسه ها توسط باد درسطح مناطق پهناور جابه جا مي شوند و بصورت انباره هاي كوچك توده و كپه مي شوند.

ماسه هاي انباشته از نظر خلوص با يكديگر متفاوت هستند و خلوص آنها به مواد خارجي و مواد معدني (minerals) كه با آنها مخلوط شده اند بستگي دارد . چنين ماسه هايي در بسياري از مناطق از خلوص بالايي برخوردار هستند و براي استفاده در ريخته گري مناسب هستند.

ماسه درياچه

ماسه هاي درياچه آن دسته از ماسه هايي هستند كه بواسطه فرسايش صخره ها در امتداد ساحل درياچه ها و رسوب آنها در ساحل پديد آمده اند برخي ماسه هاي سطحي توسط باد جا به جا شده اند و در بعضي مناطق به آنها «تل ماسه » (dune) اطلاق مي شود. در هر حال تل ماسه ها باز هم بخشي از رسوب درياچه هستند .

آماده سازي ماسه

شكل ماسه هايي كه در طبيعت وجود دارد از گرد (rounded) و تقريباً گرد تا گوشه دار (angular) متفاوت است .اندازه دانه هاي ماسه مانند نيز در هر نقطه متفاوت است و در يك معدن نيز ماسه هايي با اندازه دانه متفاوت يافت مي شود.

روش معدن كاري كه در شكل 5 ديده مي شود ،شستشوي ماسه از لايه هاي معدن ماسه درياچه يا ماسه انباشته را نشان مي دهد. در اين روش ، ماسه به كمك لاروبي استخراج مي شود . براي لاروبي از تجهيزات لاروبي و لوله انتقال استفاده مي شود و ماسه به دستگاه الك منتقل مي شود.

 

 

 

 

 

 

كارگاه به گونه اي طراحي شده است كه تجهيزات در ارتفاع بالا باشند و ماسه بر اثر نيروي ثقل به راحتي بر روي الك ها (screens) و دسته بندي كننده ها (clsaaifiers) فرو ريزد . به همراه ماسه مقداري آب نيز كشيده مي شود تا در فرآيند شستشوي ماسه به كار رود و اندك رود و اندك خاك رسي را كه در برخي از معادن همراه با ماسه وجود دارد شستشو دهد و خارج سازد.

تجهيزات دسته بندي كننده ها ذرات ريز را از ماسه جدا مي سازند و ماسه اي با توزيع بهتر و دانه بندي مناسب تر مهيا مي كنند . پس ا زجداسازي ذرات و مواد اضافي و زهكشي آب توده ماسه از آن ،ماسه شسته شده (washed sand) حاصل مي شود.

برخي ا زانواع ماسه شسته نشده نيز كه براي ريخته گري مناسب است مستقيماً و بدون هيچگونه آماده سازي ا زمعدن حمل مي شود تا مورد استفاده قرار گيرد. البته بعضي از توليد كنندگان ماسه حتماً توده چنين ماسه اي را از الك مناسب عبور مي دهند تا دانه هاي درشتي كه احتمالاً‌در آن وجود دارد جدا شود و به كارگاه ريخته گري حمل نشود . در شكل 6 يك كارگاه آماده سازي ماسه نشان داده شده است . توده هاي ماسه تهيه شده كه آماده حمل مي باشد قابل رويت است.

 

 

 

 

 

براي توليد و آماده سازي ماسه قالبگيري با مشخصات معين ،كارخانجاتي طراحي و احداث شده اند. در اينگونه كارخانجات طي مراحل مختلف ،ماسه استخراج شده از معدن شستشو مي شود و مواد و اضافات نامطلوب آن خارج مي گردد. سپس خشك كردن ماسه انجام مي گيرد و با استفاده از تجهيزات ،دسته بندي و تفكيك ماسه صورت مي پذيرد تا توزيع و دانه بندي مورد نظر حاصل شود. در شكل 6 و 7 يك كارخانه توليد و تهيه ماسه قالبگيري را نشان مي دهد كه در آن شستشو ،خشك كردن و دانه بندي ماسه انجام مي شود.

 

 

 

 

 

 

 

خواص فيزيكي ماسه قالبگيري

آن دسته از خواص فيزيكي كه براي ماسه ريخته گري مهم به نظر مي آيد عبارتند از :

1- استحكام تر (Gerrn strength)

پس از آن كه ماسه با آب و چسب مخلوط شد ،ماسه تر حاصل مي شود . ماسه تر بايد استحكام ،كافي و شكل پذيري مناسب براي ساخت و نگهداري قالب داشته باشد . ماسه تر بايد به گونه اي باشد كه به هنگام قالب گيري ،شكل پذيري كافي براي تهيه بخش هاي مختلف قالب را دارا باشد و نيز استحكام لازم را به هنگام خارج كردن مدل از قالب و پس از آن از خود نشان مي دهد . داشتن استحكام كافي به منظور حفظ شكل قالب پس از قالبگيري و درخلال جابه جا كردن قالب ،از ضروريات است .

استحكام تر يك مخلوط قالبگيري به عوامل مختلفي چون ميزان رطوبت ،مقدار چسب ،شكل و اندازه و عدد ريزي ماسه بستگي دارد.

معمولاً‌ استحكام تر تحت تنش هاي فشاري بيشتر مورد توجه است و طبق تعريف استحكام فشاري تر (green compressiv strength) يك ماسه ريخته گري حداكثر تنش فشاري است كه يك مخلوط قادر به تحمل آن است . چنين مخلوطي ابتدا تهيه مي شود،سپس طبق يك روش استاندارد تحت كوبش قرار مي گيرد و نمونه اي با ابعاد استاندارد از آن تهيه مي شود . نمونه مذكور طبق روش اجرايي استاندارد تحت فشار قرار مي گيرد تا استحكام فشاري تر آن معين شود.

2- استحكام خشك (Dry strength)

وقتي مذاب داخل قالب ريخته مي شود ماسه با فلز داغ تماس حاصل مي كند و رطوبت موجود در آن به سرعت تبخير مي شود و به صورت بخار خارج مي شود . ماسه خشك (dry sand) بايد استحكام كافي براي مقاومت در برابر فرسايش و نيز استحكام كافي در برابر فشار متان استاتيكي مذاب داشته باشد وگرنه احتمال دارد كه قالب اندازه و ابعاد خود را از دست بدهد. عموماً استحكام فشاري خشك (dry compressive strength) اهميت بيشتري دارد و طبق تعريف حداكثر تنش فشاري است كه يك مخلوط ماسه خشك مي تواند متحمل شود . لازم به تذكر است كه اصطلاح استحكام خشك هم د رمورد يك مخلوط قالبگيري مركب از ماسه ،چسب خاك رسي و آب و اضافات ديگر كه پس از تهيه تحت عمليات خشك كردن قرار گرفته است ،صادق است و هم با شرايطي كه پس از ورود مذاب به قالب و تبخير رطوبت پديد مي آيد قابل انطباق است.

استحكام گرم (Hot strength)

پس از آنكه رطوبت قالب تبخير شد ،لازم است كه ماسه در دماي بالاتر از محيط يا به عبارت دقيق تر در دماي بيش از 100 درجه سانتيگراد (212 درجه فارنهايت )استحكام داشته باشد . اگر ماسه استحكام گرم كافي نداشته باشد ،فشار متان استاتيكي مذاب بر تحمل ديواره هاي قالب غلبه خواهد كرد و مي تواند باعث بزرگ شدن و گشاد شدن محفظه قالب گردد و اگر فلز مذاب هنوز در حال جاري شدن باشد ،احتمال دارد سايش ،ترك خوردن يا شكستگي قالب پديد آيد .

استحكام گرم خاصيتي است كه بر حسب ميزان دما تغيير مي كند. بنابراين معمولاً استحكام گرم مخلوط در يك محدوده از دما تعيين مي شود تا بتوان مقايسه مناسبي مابين مخلوطهاي قالبگيري متفاوت انجام داد.

4-نفوذپذيري (permeability)

نفوذپذيري در حقيقت قابليت يك مخلوط قالبگيري براي عبور دادن گاز از ميان ذرات آن مخلوط است . گرماي ناشي از فلز مذاب باعث مي شود كه يك قالب ماسه اي تر مقدار زيادي بخار آب و گازهاي ديگر از خود متصاعد كند . قالب بايد نفوذپذيري يا قابليت نفوذ داشته باشد تا عبور گاز و خارج شدن آن امكان پذير باشد زيرا در غير اينصورت گاز و بخار خارج نمي شود و در قطعه ريختگي باقي مي مانند و در نتيجه حفره هاي گازي (pin holes) پديد مي آيند.

نفوذپذيري تر (Green permeability)

نفوذ پذيري تر عبارت است از نفوذپذيري يك نمونه آزمايشي از ماسه كه طبق استاندارد انجمن ريخته گران آمريكا (AFS) تهيه شده است و در شرايط مرطوب است .

نفوذپذيري قالب (Mold permeability )

نفوذپذيري اندازه گيري شده از سطح يك قالب واقعي ،نفوذپذيري قالب است .

 

نفوذپذيري پايه يا مبنا (Base permeability )

نفوذپذيري پايه عبارت است از نفوذپذيري دانه هاي ماسه خشك متراكم شده كه داراي آب ،خاك رس و يا چسب ها و مواد اتصال دهنده ديگر نباشد.

نفوذپذري خشك (Dry permeability )

نفوذپذيري خشك ،نفوذپذيري يك ماسه قالبگيري متراكم شده است كه كاملاً خشك گرديده است .

نفوذپذيري اصلاح شده (Cured permeability)

عبارت است از نفوذپذيري يك ماسه متراكم شده كه از طريق پختن (baking) ،سخت كردن با گاز يا امثال آن اصلاح شده است .

5 - پايداري حرارتي (Thermal stability)

گرماي فلز مذاب ،بلافاصله پس از ريخته گري ،انبساط سريع سطح ماسه در فصل مشترك فلز – قالب مي شود . اگر ماسه قالبگيري در برابر گرم شدن سريع و شوك حرارتي آن پايداري نكند و ابعاد آن ثابت نسبي نداشته باشد، احتمال دارد سطح قالب ترك بخورد يا پوسته پوسته و ورقه شود.

6- دير گدازي (Refractoriness)

براي درجه حرارت ريختن بالا ،به عنوان مثال براي ريخته گري آلياژهاي آهني از دماي 1315 الي 1760 درجه سانتيگراد (2400 الي 3200 درجه فارنهايت )،ماسه بايد ديرگدازي بالاتر داشته باشد تا عيوبي مثل ماسه سوزي ،زنيتر شدن ،يا نفوذ مذاب به داخل ماسه جداره قالب پديد نيايد . واضح است كه براي ريخته گري فلزاتي با نقطه ذوب پايين مثل آلومينيوم كه در دماي حدود 710 درجه سانتيگراد (1300 درجه فارنهايت ) ريخته مي شود . نيازي به ماسه اي با دير گدازي بالا وجود ندارد .

ديرگدازي يك مخلوط ماسه قالبگيري به جنس ماسه پايه بستگي دارد اما عواملي نيز چون دانه بندي ،عددريزي ،مقدار خاك رس و ديگر مواد افزودني به مخلوط ماسه قالبگيري بر دير گدازي و نقطه زنيتر مخلوط قالبگيري تأثيري مي گذارند.

7 - قابليت شكل پذيري (Flowability)

ماسه بايد قابليت شكل پذيري كافي و متناسب با فرآيند ريخته گري داشته باشد . هر قدر حركت ذرات ماسه بر روي يكديگر بواسطه عواملي مثل فشار يا لرزش آسانتر صورت گيرد و ماسه تحت تأثير نيروي وارده به هنگام قالبگيري ،راحت تر شكل مورد نظر را قبول كند قابليت شكل پذيري مناسب تري دارد .

 

8 – توليد قطعاتي با سطح نهايي خوب

ماسه مورد استفاده در ريخته گري بايد به گونه اي باشد كه سطوح تمام شده و تنهايي قطعات توليد شده خوب ،صاف و بي عيب باشد .

9 - قابليت فرو ريختن و متلاشي شدن (Collapsility)

پس ازريختن مذاب به داخل قالب ،ماسه گرم مي شود و سخت مي گردد. وقتي كه فلز سرد شد ،جدا كردن ماسه از آن و تخريب و فروريختن قالب دشوار است و گاهي نيز به هنگام خارج كردن قطعه از قالب ،ترك خوردن شكستن قطعه نيزمتحمل است .ماسه بايد به گونه اي باشد كه قابليت فرو ريختن و متلاشي شدن آن پس از سرد شدن فلز مناسب باشد و به راحتي بتوان قطعه را از قالب خارج ساخت . قابليت فرو ريختن و متلاشي شدن ماسه به استحكام باقي مانده (retined strength) آن وابسته است پس از ريخته گري فلز يا آلياژ به داخل قالب و سرد شدن آن ماسه هنوز هم از يك استحكام نسبي برخوردار است كه به آن استحكام باقيمانده اطلاق مي شود . هر قدر استحكام باقيمانده كمتر باشد خارج كردن قطعه از قالب با سهولت بيشتري امكان پذير است . عواملي چون تركيب شيميايي ماسه و مقدار مواد افزودني به مخلوط نوع چسب و مكانيزم اتصال دهنده ذرات ماسه به يكديگر درجه حرارت مذاب به استحكام باقيمانده اثر دارد.

10 – قابليت استفاده مجدد (Reusable)

حالت مطلوب آن است كه ماسه قالبگيري پس از يكبار مصرف قابليت استفاده مجدد داشته باشد .معمولاً ماسه مصرف شده طي يك فرآيند جداگانه بازيابي مي شود و مجدداً مورد استفاده قرار مي گيرد اما برخي از فرايندهاي قالبگيري و ريخته گري به گونه اي است كه بازيابي مجدد مخلوط امكان پذير نيست .

11- سهولت تهيه و كنترل ماسه

يكي از ويژگيهاي ماسه كه مورد توجه است سهولت تهيه و آماده سازي آن و نيز كنترل ماسه است . عمليات آماده سازي و كنترل ماسه بايد به سهولت و سادگي امكان پذير باشد.

12– انتقال حرارت از قطعه

وقتي فلز مذاب به داخل قالب ريخته مي شود لازم است گرماي آن توسط قالب گرفته شود و به داخل انتقال يابد تا فلز منجمد شود .قابليت انتقال حرارت ماسه بايد به گونه اي باشد كه شرايط مطلوب را براي انجماد مناسب قطعه فراهم سازد . دوازده خاصيت فيزيكي مهم براي ماسه ريخته گري ذكر شد. توجه داشته باشيد كه موارد مذكور شامل همه خواصي كه احتمالاً‌مطلوب هستند نيست .در حقيقت مهمترين خاصيت يك ماسه قالبگيري آن است كه توليد اقتصاديد قطعات ريخته گري سالم و صحيح را سهولت بخشد و امكان پذير سازد بنابراين آنچه گذشت مي توان چنين نتيجه گرفت كه ماسه هاي قالبگيري موادي هستند كه به عنوان ماده دير گداز براي تهيه قالب مورد استفاده قرار گيرند. اگرچه ماسه هاي مختلف خواص متفاوت دارند ولي هر ماسه قالب استفاده در ريخته گري حداقل بايد داراي شرايط ذيل باشد :

الف – در درجه حرارتي بالا پايداري حرارتي (thermalstability) و ثبات ابعادي (dimensioaal stability) داشته باشد.

ب – اندازه (size) و شكل (shape) مناسب داشته باشد.

ج – از نظر شميايي ميل تركيب و واكنش با فلزات مذاب نداشته باشد.

د – به آساني توسط فلز مذاب خيس (wet) نشود.

ه – عاري از مواد فرار و تبخير شدني كه با بالا رفتن دما گاز توليد مي كنند ،باشد .

و – به آساني در دسترس باشد و صرفه اقتصادي داشته باشد.

ز – داراي خلوص ،تركيب شيميايي و درجه اسيدي (PH) مطلوب باشد.

ج – قابليت تطابق با سيستم چسب و اتصال را داشته باشد.

بسياري از مواد معدني برخي از شرايط فوق الذكر را دارند اما تعداد اندكي مواد وجود دارند كه همه شرايط مذكور را دارا باشند.

جدول 8 :

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

خواص ماسه هاي ريخته گري پايه را با هم مقايسه كرده است در جدول مذكور ميزان سختي ،وزن مخصوص ،انبساط حرارتي ،چگالي توده خشك و امثال هم آمده است . همانگونه كه از اطلاعات ارائه شده برداشت مي شود سختي ماسه هاي مختلف در محدوده 5/5 – الي 5/7 است و از اين نظر تفاوت چندان زياد نيست اما خواصي چون وزن مخصوص و نقطه ذوب ماسه هاي مختلف به اندازه قابل توجهي با هم متفاوت است .

 

فعاليت هاي انجام شده در قسمت قالبگيري قطعات آلومينيومي

قالبگيري دودرجه اي :

به محض ورود به اين شركت ابتدا در قسمت قالبگيري فعاليت خود آغاز كردم ماسه هاي جديدي كه وارد شركت نشده بود ماسه اي خشك و بدون رطوبت بود كه بر اساس آنچه در كارگاه ريخته دانشگاه انجام داده بودم لازم را به ماسه اي كه قرار بود براي قالبگيري آماده شود را اضافه كردم . قطعه اي كه بايد قالبگيري مي كردم يك كاسه چراغ مخصوص چراغهاي معمولي با پوسته آلومينيومي بود اين قطعات داراي ارتفاع كم بودند به همين دليل مي توانستم بر حسب تجربيات قبل آ‎نها را در دورجه قالبگيري كنم . قالبگيري كه من انجام مي دادم بسيار كند تر ولي دقيق تر از قالبگيري كاركنان شركت بود. پس از قالبگيري بايد درجه ها را بسيار مرتب و منظم در كنار هم مي چيديم تا ذوب شدن راحت تر انجام گيرد .قطعه اي كه من قالبگيري كردم قسمت هاي نازك بسيار زيادي داشت بنابراين بايد مذاب را به سرعت جابجا كرده و به داخل قالب مي ريختيم تا بتواند تا تمام قسمتهاي نازك قالب از مذاب پر شود. سيستم راهگاهي تغذيه دراين شركت بدون محاسبه انجام مي شد زيرا آنها توانسته بودند يك نوع سيستم راهگاهي مناسب براي قطعات مختلف تجربه كنند. و وقت خود را صرف محاسبه سيستم راهگاهي ننمايند. من خيلي با دقت سيستم راهگاهي را محاسبه مي كردم كه مذاب به راحتي وارد قالب شده و ميزان مذاب مصرفي براي قالب كاهش يابد . در طي مدت 20 دقيقه در حدود 15 قالب تهيه مي شد.در صورتيكه با قالبگيري كه من انجام مي دادم در طي مدت 20 دقيقه 12 الي 3 قالب به طور كامل و مطمئن تهيه مي كردم . بعد از قالبگيري با ماسه ت رمرحله بعد ساختن ماهيچه توسط ماسه CO2 و ماسه چراغي بود .براي ساختن ماهيچه جعبه ماهيچه ها را آماده كرده و ماسه CO2را با چسب سيلكات سديم مخلوط مي كرديم و در داخل جعبه ماهيچه ريخته و گاز CO2 را به آن وارد مي كرديم كه اين ماسه توسط گاز CO2 استحكام لازم را به خود مي گرفت و اين ماهيچه را به آرامي داخل قالب خود قرار مي داديم و درجه ها را جفت كرده و پس از پايان تمام ماهيچه ها و قرار دادن آنها در قالب ذوب ريزي آغاز مي شد . البته گاهي اوقات ماهيچه را توسط ماسه چراغي يا ماسه شل تهيه مي گشت طرز تهيه ماهيچه با اين نوع ماسه به شرح زير است . ابتدا مقداري ماسه چراغي را روي يك قالب فلزي مي ريزيم توجه داشته باشيد كه بايد قالب مورد استفاده فلزي باشد زيرا بايد پس از ريختن ماسه برروي قالب آنها را حرارت داد تا ماسه سفت شود . وقتي به ماسه شل حرارت مي دهيم حساسيت زيادي به حرارت داشته و توسط گرماي لازم استحكام خود را بدست مي آورد و مي توان پس از سخت شدن ماهيچه آن را از قالب فلزي جدا كرده و داخل قالب ماسه اي تهيه شده قرار داد. كه هر دو روش در اين شركت انجام مي شد. ماسه هاي مصرفي در اين شركت :

1- ماسه طبيعي با خاك رس وآب

2- ماسه CO2

3- ماسه چراغي

يك سري از قطعات احتياج به سطحي بسيار صاف و تميز و عاري از هر گونه تخلخل و مك در سطح آنها داشتند كه براي اين كار از ماسه چراغي استفاده مي كردند .

1- مزاياي ماسه چراغي كيفيت بالا و صافي سطح خوب و استحكام لازم در برابر تلاطم مذاب مي توان نام برد از عيوب ماسه چراغي گرانتر بودن اين ماسه از انواع قالبگيري سه درجه اي ديگر ماسه ها مي باشد كه بواسطه گران قيمت بودن اين ماسه فقط از آن در قطعات خاص استفاده مي كردند .

2- بعد از قالب گيري دو درجه اي نوبت به قالبگيري مدل هايي مي رسد بنابر ارتفاع زياد نياز به قالبگيري سه درجه اي دارند . براي قالبگيري سه درجه اي يك نيم درجه را توسط قالبگيري با گچ يك قالب دائمي ساخته بودند و ما مي توانستيم توسط اين قالب دائم كه همان ماهيچه آويزان مدل نام برده مي شود برد كه نيم درجه بعدي را روي آن قرار قالبگيري را انجام مي دهيم . يعني در حقيقت وقتي نيم درجه بعدي را روي قالب گچي قرار داديم آن را توسط ماسه پر كرده و قالبگيري را انجام مي دهيم سپس درجه اي ديگر مخصوص قسمت بالايي قطعه بر روي آنها قرار مي دهيم و شروع به قالبگيري مي كنيم . اين قالبگيري سه درجه اي نياز به به تجربه بسيارزياد از طرف قالبگير دارد كه مبني به حساسيت قالب دقت لازم را داشته باشد تا بتواند با سرعت و دقت لازم اين قالبگيري حرفه اي را انجام دهد.