دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .
فرمت فایل:WORD(قاببل ویرایش)تعداد 29صحفه
ماهیچه سازی و تغذیه در ریخته گری
ریخته گری آلیاژهای آلومینیم
آلومینیوم یکی از عناصر گروه سوم در جدول تناوبی است . مهمترین آلیاژهای صنعتی و تجارتی آلومینیوم عبارتند از : آلیاژهای این عنصر و عناصری مانند منیزیم، سیلیسیم، و مس. Al آلیاژ های آن به دلیل نقطه ذوب پایین و برخورداری از سیالیت بالنسبه خوب وهمچنین گسترش خواص مکانیکی وفیزیکی دراثر آلیاژ سازی وقبول پدیده های عملیات حرارتی و عملیات مکانیکی، در صنایع امروز اهمیت زیادی برخوردارند و روز به روز موارد مصرف این آلیاژها توسعه می یابد.
برخی از ویژگیهای مطلوب و جالب توجه آلیاژهای Al عبارتند از: جذب لرزش (دمپینگ)، وزن نسبتاً کم، قابلیت انعطاف، استحکام دینامیکی خوب، استمرار استحکام، قابلیت تغییر شکل بالا، مقاومت در برابر ترک، عدم شکنندگی در درجه حرارتهای خیلی پایین، مقاومت سایشی مطلوب، پایداری شکل، توزیع تنش مطلوب، به صرفه بودن طراحی قطعات ریختگی آلومینیم از لحاظ اقتصادی، هدایت حرارتی بالا، غیر قابل اشتعال بودن، هدایت الکتریکی قابل قبول، مقاومت در برابر اتصال کوتاه، ظرفیت حرارتی زیاد، مقاومت در برابر آب دریا وخوردگی، داشتن سطح تزیینی و براق، غیر سمی بودن، قابلیت انعکاس بالا، کیفیت فرزکاری مطلوب، بازیابی آسان و سیالیت مطلوب در هنگام ریخته‌گری. هر کدام از این ویژگیها باعث شده است تا قطعات ریختگی Al ، جایگزین آلیاژهای تجاری دیگر در صنعت شود.
آلیاژهای Al در اولین مرحله به دو دسته تقسیم میگردند:
١- آلیاژهای نوردی٢- آلیاژ های ریختگی، آلیاژ ریختگیAl از طرق مختلف ریختگری (ماسه ای،پوسته ای ،فلزی،تحت فشار)شکل می‌گیرند و بطورمستقیم و یا بعد از عملیات حرارتی در صنعت استفاده می شوند . مواد مختلفی که در ریختگری آلیاژهای Al بکار میروند، بر اساس نوع ترکیب خواسته شده و شرایط ترمودینامیکی عبارتند از: شمش‌های اولیه، شمش های دوباره ذوب، قراضه‌ها، برگشتیها، و آلیاژسازها.
تفاوت عمده بین شمش های اولیه و شمش های دوباره ذوب آن است که شمش های اولیه که از کارخانجات ذوب بدست می آیند حاوی مقادیر زیادی ناخالصی و گاز می باشند که تاثیر منفی و نامطلوب در قطعه ایجاد می کنند، در حالی که شمش های ثانویه در اثر خروج ناخالصی ها و سایر موارد (بر اساس تصفیه)از کیفیت ترکیبی برتری برخوردار می‌باشند.در ریخته‌گری آلیاژهای Al، بسیاری از عناصر به صورت ناخالصی‌های فلزی، ترکیبات بین فلزی، گازهاو اینکلوژنها از منابع متنوع و متعدد به مذاب افزوده می‌شود که در صورت عدم کنترل دقیق برآنها ویا انجام عملیات خاص جهت حذف این مواد ویا تقلیل خواص مضر آن، آلیاژ ریخته شده از کیفیت مطلوب برخوردار نخواهد بود. وجود مواد اکسیدی، حبابهای گازی، و درشت بودن شبکه از جمله مسائلی است که در ذوب Al همواره مورد توجه و بررسی قرار می گیرد. عملیات کیفی درمذابAl به دسته های مختلف تقسیم میگردد:
١-کیفیت ترکیب ٢-گاززدایی )با گازهای بی اثر،با کلرو ترکیبات قابل تبخیر آن و یا به روش ذوب در خلاء)٣-اکسیژن زدایی (خارج کردن مواد غیر فلزی با فلاکس ها).
به دلیل اشکالات متالورژیکی ناشی از مصرف فلاکس‌ها، سیستم فیلتر کردن در صنایع Al توسعه روزافزون یافته است و این امر با استفاده از مواد متخلخل در سیستم راهگاهی و یا در مخازن نگهداری مذاب و یا در سیستمهای فیلتر مجزا انجام می‌گیرد که هر یک در نوع خود از مزایا و محدودیت هایی برخوردار است .
ساختمان ریختگی آلیاژ های Al:
ساختمان ریختگی آلیاژهای Al دقیقاً به کلیه اعمال اساسی و کیفی در جریان ذوب و ریخته‌گری Al و انجماد آن بستگی داردکه بخصوص در مورد آلیاژ های نوردی و آلیاژهایی که عملیات حرارتی معینی را پذیرا می‌شوند، مختصات نهایی و خواص عمومی آلیاژها به ساختمان قطعه پس از انجام عملیات بعدی نیز وابستگی شدید دارد.
بدیهی است ساختمان کریستالی ریز و یکنواخت، خواص مکانیکی مطلوب‌تر و اشکالات کمتری را ایجاد می‌نماید و در این میان تاثیر سرعت سرد کردن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است . در قطعات ریختگی با مقاطع یکنواخت تحت درجه حرارت بارریزی ثابت، شبکه کریستالی در قالب های ماسه ای، فلزی و تحت فشار به ترتیب ریزتر و یکنواخت‌تر میگردد. قطعاتی که مقاطع یکنواختی ندارند، با ایجاد مبرد در ماسه و تغییر سرعت سرد کردن در مقاطع مختلف به شبکه یکنواخت دست می یابند که نهایتاً زمان انجماد در تمام مقاطع یکسان می گردد و در این حالت، استفاده از منابع تغذیه برای جلوگیری از شکستگی های گرم و رفع کسری‌های ناشی از انقباض مورد توجه قرار می‌گیرد.
تعداد کانال های فرعی در توزیع یکنواخت حرارت، عامل بسیار مهمی است و از این رو استفاده از چند کانال فرعی در انجماد یکنواخت آلیاژ تاثیر خوبی دارد.
از آنجا که فاصله انجماد، شدیداً تحت تاثیر نوع آلیاژ می‌باشد، برای حذف مشکلات مربوط به فاصله انجماد زیاد و نوع انجماد خمیری، حتی‌المقدور بایستی قطر متوسط قطعه یا شمش را کاهش داد و در عین حال نیز از عوارض ناشی از سگرگاسیون ترکیبات بین فلزی در حد امکان جلوگیری نمود. از طرف دیگر ابعاد کوچکتر شمش باعث تقلیل تخلخل و حباب های ناشی از وجود گاز هیدروژن در قطعه میگردد که این امر نیز ناشی از افزایش سرعت سرد کردن است .
مشخصات قالب :
آلیاژهای Al با کلیه روشهای مختلف ریخته‌گری (در ماسه، در گچ، پوسته‌ای و در سرامیک)و در قالب های فلزی و تحت فشار قابلیت ریخته‌گری دارند. تمام آلیاژهای صنعتی و تجارتی این عنصر بایکی از طرق فوق تولید میگردد که از آن میان، ریخته‌گری در ماسه، در قالب های فلزی و تحت فشار از گسترش بیشتری برخوردار است . به دلیل نقطه ذوب و وزن مخصوص کم این آلیاژها، قالب های مورد استفاده کمتر تحت تاثیر واکنشهای حرارتی و هیدروستاتیکی مذاب قرارمی گیرند و از این رو سطح ریختگی و دقت ابعادی آن از کیفیت بهتری نسبت به سایر آلیاژهای سنگین و آهنی برخودار است. لازم به تذکر است که روش ریختگی و کنترل شرایط ریختگی در خواص مکانیکی محصول نهایی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است و فقط ترکیب شیمیایی آلیاژ نمی‌تواند خواص مکانیکی و فیزیکی را تعیین کند.
نکته حائز اهمیت در ریخته‌گری با قالب‌های ماسه‌ای آن است که وزن مخصوص کم آلیاژهای Al و کاهش نیروهای هیدروستاتیکی و شرایط تسهیلی خروج گازها از محفظه قالب باعث می‌شود که مقاومت در حالت تر ماسه کم شود. جهت تقلیل تولید گاز و همچنین استحکام کم قالب، رطوبت از ۵% تجاوز نمی کند و در غیر این صورت بخار ناشی از فعل و انفعالات رطوبت قالب و مذاب باعث ایجاد تخلخل بخصوص در پوسته خارجی و قسمتهای نزدیک به پوسته میگردد. برای ایجاد قابلیت نفوذ در ماسه و استحکام سطح آزاد ماسه (در قطعات بزرگ) معمولاً مواد سلولزی و خاک اره به ماسه می‌افزایند. در شرایط عمومی، قالب‌های ماسه از«ماسه سوزی» و فعل و انفعالات شدید مذاب و قالب برکنار می باشند و به همین دلیل در این قالب‌ها هیچ گونه مواد پوششی(Coatings) بکار نمی رود.
ایجاد سرعت انجماد و تشکیل انجماد پوسته‌ای، می‌تواند به مقدار زیادی از فعل و انفعالات قالب و فلز مذاب جلوگیری کند و در نتیجه در اغلب کارگاهها با افزایش رطوبت ماسه به میزان ٨%، جهت انجماد و انجماد پوسته ای را تسهیل می کنند. با توجه به توضیحات فوق، ریخته‌گری در ماسه خشک در صنایع ریخته‌گری Al از اهمیت کمتری برخوردار است و فقط در مورد قطعات بزرگ بکار می‌رود.
سیستم راهگاهی :
ایجاد سیستم راهگاهی و تغذیه‌گذاری در ریخته‌گری Al از دیر باز به عنوان عامل موثر در ایجاد قطعه سالم شناخته شده است. قابلیت اکسیداسیون و جذب گاز در شرایط مختلف، حرکت مذاب و تلاطم آن را تشدید می‌کند و بخصوص فعل و انفعالات ناشی از مواد قالب در سطح قطعه ریختگی، تولید تخلخل (Porosity) می‌نماید و همچنین دخول گازهای ناشی از تلاطم مذاب باعث پرشدن قالب و ایجاد محفظه های هوا در سطح قطعه می گردد. لذا، ایجاد سیستم راهگاهی مطلوب در حذف تلاطم مذاب و ایجاد حرکت آرام و یکنواخت مذاب در پر کردن قالب و نصب سیستم تغذیه گذاری صحیح در جهت حذف انقباضات متمرکز و پراکنده در قطعه ریختگی الزامی است .
چنانچه مذاب مستقیماً به دهانه راهگاه ریخته شود، سرعت خطی آن افزایش می یابد و در نتیجه تلاطم مذاب و حرکت گردابی آن تشدید میگردد و باعث دخول گاز، تخریب و دخول مواد قالب واکسید های فراوان به قطعه ریختگی خواهد شد، از این رو ساختن حوضچه بالای راهگاه به صورت‌های مختلف قیفی ویا مکعبی الزامیست. در مورد قطعات ریختگی با کیفیت بسیار خوب، حوضچه بالایی می‌تواند همراه با مانع و فیلترهای مشبک بکار رود. در ریخته‌گری آلیاژهای Al ، طویل نمودن حوضچه ویا سایر اجزاء سیستم راهگاهی در جهت حذف تلاطم مذاب در حد امکان، توصیه می شود.
تغذیه گذاری در قطعات چدنی
تعریف:
به طور کلی تغذیه گذاری عملی است برای جبران تغییرات حجمی فلز در حالت مذاب و ضمن انجماد جهت تولید قطعات سالم و عاری از حفرات انقباضی.
انقباض فلزات و لزوم استفاده از تغذیه
مراحل انقباض یک فلز را به طور شماتیک. سه مرحله انقباضی وجود دارد .
1- مراحل انقباض فلزات
الف- انقباض مذاب
ب- انقباض حین انجماد
پ- انقباض جامد
2- اثر انقباض در قطعات ریخته گری:
اگر انقباض در حالت مذاب و حین انجماد جبران نشود در قطعه حفره انقباضی بوجود می آید که معمولاً شکل آن به صورت عیوب انقباضی داخلی (حفره)، انقباضی داخلی (حفره) همراه با مقعر شدن و یا سطح سوراخ شده در قطعات به وجود می آید. که به وجود آمدن این عیوب، بستگی به نوع آلیاژ دارد.
3- تغذیه در قطعات ریخته گری:
جهت رفع عیوب ناشی از انقباض از تغذیه استفاده می شود. بنابراین وظیفه اصلی تغذیه متمرکز نمودن انقباض مذاب و ایجاد امکان مذاب رسانی به قسمت های در حال انجماد در داخل قطعه ریختگی است.
محل تغذیه و انجماد جهت دار
شرط اصلی تعیین مکان تغذیه مشخص کردن جهت انجماد می باشد زیرا انجماد باید از دورترین ناحیه قطعه نسبت به تغذیه شروع شود و نهایتاً در تغذیه خاتمه یابد
جهت انجماد و عوامل موثر بر آن
یکی از مهمترین مراحل طراحی تغذیه، مشخص کردن جهت انجماد به عنوان اولین مرحله در انتخاب سیستم تغذیه گذاری مناسب است.
عوامل موثر بر این فاکتور: 1- نوع آلیاژ و مدل انجماد 2- ابعاد محفظه ی قالب: هر چه ابعاد غیر یکنواخت تر باشد، ایجاد انجماد جهت دار مشکل تر است 3- طراحی قطعه ریختگی: طراحی غلط قطعه ریختگی در افزایش عیوب قطعات موثر است.
٭ به طور کلی انجماد در لبه ها و گوشه های یک قطعه نسبت به سطوح تخت (B ) بیشتر است. در واقع هنگامی که یک مدل (V ) شکل یا گوه ای شکل انجمادی از لبه ی قطعه به طرف تغذیه ایجاد می شود همانند این است که عمل مذاب رسانی از طریق کانالی از مذاب از منبع تغذیه به طرف لبه انجماد می شود.
چنانچه اگر دو سطح بالایی و پایینی منجمد شوند و در وسط قطعه به هم برسند مذاب رسانی قطع شده و مک های انقباضی در وسط قطعه ایجاد می شوند.
فاصله مذاب رسانی: حداکثر فاصله ای که تغذیه می تواند مذاب رسانی به قطعه را به خوبی انجام دهد را فاصله مذاب رسانی می نامند.
دو عامل برا این فاکتور موثرند:
1- تاثیر تغذیه (برد تغذیه): فاصله ای است که تغذیه با توجه به شکل و نوع آلیاژ می تواند عمل مذاب رسانی را انجام می دهد. عوامل موثر بر این پارامتر نوع آلیاژ یا مدل انجماد می باشد.
٭ با استفاده از مواد عایق یا گرما زا در تغذیه برای طولانی کردن زمان انجماد تغذیه، باعث افزایش برد تغذیه می شود.
فاصله مذاب رسانی در میله های فولادی (عرض معادل ضخامت T است)
2- تاثیر قالب ( برد قالب ): حداکثر فاصله ای است که قالب می تواند در جهت دار کردن انجماد تاثیر بگذارد. یکی از عوامل موثر بر این پارامتر افزایش سرد کردن قالب است که با این پارامتر رابطه ی مستقیم دارد.
سیستم تغذیه گذاری :
اصولاً سیستم تغذیه‌گذاری برای تصحیح انجماد Al و برای حل دو مسئله اساسی بکار می‌رود:
الف)جلوگیری از انقباضات بزرگ: محفظه های انقباضی وکشیدگی تغذیه که معمولاً در قسمتهای ضخیم قطعه پدید می‌آید. ب)جلوگیری از انقباضات میکروسکوپی و پراکنده: که بخصوص هسته های مناسبی برای رشد گازهای مولکولی هستند.
Al و آلیاژهای آن، انقباض حجمی زیادی در فاصله انجماد دارند و از اینرو در مقایسه با سایر آلیاژها به تعداد تغذیه‌های بیشتر و بزرگتری نیاز دارند و بالطبع راندمان ریختگی قطعات Al پایین تر از سایر آلیاژها و برحسب وزن قطعه برابر 45-25 درصد معمولی است. در مورد اندازه منبع تغذیه هنوز مطالعات زیادی در حال انجام است ولی طبیعتاً بایستی اندازه تغذیه به گونه‌ای باشد که مذاب درون آن زمان بیشتری را طی کند و همچنین اصول جهت انجماد از قسمت های دیگر به منبع تغذیه کاملاً رعایت شود.
با وجود آنکه به سهولت و با محاسبات ساده، جبران کمبودهای ناشی از انقباض در فاز جامد، در مورد انقباضات متمرکز امکان‌پذیر می‌باشد، حذف انقباضات پراکنده، به دلیل دامنه انجماد طولانی آلیاژهای Al و انجماد خمیری آنان دشوار و گاه غیرممکن است. تعقیب شیب حرارتی از قسمتهای مختلف قالب و استفاده از مبرد و ایجاد جهت انجماد اکیداً توصیه می‌شود ولی حذف کامل این انقباضات به دلیل انجماد خمیری و همچنین در اثر وجود گاز های حل شده در مذاب بطور کلی امکان‌پذیر نیست.
در رابطه با انتخاب محل تغذیه، در آلیاژهای Al کمتر از تغذیه اتمسفری استفاده می‌شود و تغذیه های فوقانی که ماکزیمم نیروهای متالواستاتیکی را در قسمتهای تحتانی مذاب ایجاد می‌کنند، استفاده زیادی دارند. در این مواقع به محل اتصال تغذیه توجه می‌شود. نکات حائز اهمیت در انجماد اتصالات، بایستی مراعات شود؛ چون در غیر این صورت همیشه در سطح فوقانی قطعه ریختگی، انقباضات و شکستگی‌های گرم و سرد پدیدار میگردد .
بررسی فرایند تصفیه در مذاب Al :
تصفیه فلز مایع به یکی از فرایندهای ضروری در تولید فلزات خالصتر تبدیل شده است. این موضوع خصوصاً در صنعت آلومینیم که با افزایش تقاضا برای کیفیت بالای محصولات روبرو است، صادق است. تصفیه آلومینیم به عنوان آخرین تکنیک خالص‌سازی مورد استفاده قبل از ریخته‌گری فلز بسیار گسترش یافته است وضرورت تحقیقات بیشتر بر روی این فرایند احساس می‌شود. خارج کردن ناخالصی‌های جامد سیالیت فلز را بهبود می‌بخشد و در نتیجه قابلیت ریختگی را زیاد می‌کند. بعلاوه، ساختار بدست آمده منجر به خواص مکانیکی مطلوب می‌شود، مثلاً استحکام و انعطاف‌پذیری افزایش و قابلیت شکلپذیری و ماشینکاری بهبود می‌یابد، همچنین فلز بدون ناخالصی ساییدگی ابزار را کم می‌کند؛ اما فرایند تصفیه، فرایندی ناپایدار است یعنی با زمان تغییر می‌کند. این موضوع به دلیل آن است که ذرات گیر افتاده درون فیلتر، خواص فیلتر را تغییر می‌دهند و به اصطلاح" پیری فیلتر" رخ می‌دهد. پژوهش‌‌های بسیاری بر روی پیری فیلتر و همچنین تغییرات بازده تصفیه و افت فشار در هنگام رسوب ذرات درون فیلترهای سرامیکی مشبک مورد استفاده در تصفیه مذاب آلومینیم، انجام شده است. در مطالعات گرفته به این نتیجه رسیده‌اند که از زمانی که ذرات درون فیلتر وارد می شوند، پیری فیلتر آغاز می‌شود و ساختار درونی فیلتر در نتیجه تجمع پیوسته ذرات گیرافتاده، تغییر می‌کند. در طی این فرایند، متغیر‌هایی چون تخلخل فیلتر، قطر معادل شبکه فیلتر یا سطح مخصوص نیز با زمان تغییر می‌کنند. بسته به چگونگی انباشتگی ذرات، تاثیر آنها متفاوت است. اگر ذرات بصورت یکنواخت در بافت فیلتر رسوب کنند، باعث افزایش قطر شبکه و اثر منفی بر بازده تصفیه می‌شوند؛ اما اگر ذرات بصورت دندریتی و خوشه‌ای تجمع یابند، اثر مطلوبی بر بازده تصفیه خواهند گذاشت زیرا خوشه‌های دندریتی بعنوان بافت‌های فیلتر جدید با قطری کمتر از قطر شبکه در حالت قبل عمل می‌کنند. می‌دانیم که سه مدل برای رسوب ذرات ناخالصی بر بافت فیلتر وجود دارد: مدل پوشش صاف، مدل دندریتی و مدل صرفاً تغییر تخلخل. مشاهداتی که روی فیلترهای مصرف شده در تصفیه آلومینیم صورت گرفته، نشان می‌دهد که ذرات بصورت توده درون فیلتر گیرافتاده‌اند و بیانگر آن است که مدل "صرفاً تغییر تخلخل" برای توصیف فرایند هایی که درون فیلتر حین عمل تصفیه مذاب آلومینیم رخ می‌دهد، مناسبتر است. نتایجی که بر پایه مدل صرفاً تغییر تخلخل بدست می‌آید، بیانگر آن است که گرادیان‌های فشار از دهانه ورودی تا خروجی فیلتر تغییر می‌کنند و بیشترین گرادیان در دهانه ورودی فیلتر وجود دارد. در همه شرایط، گرادیان فشار با گذشت زمان و با افزایش غلظت ذرات ورودی، زیاد می‌شود. نرخ این تغییرات از ورودی تا خروجی کاهش می‌یابد؛ البته تغییرات فوق برای دوساعت تصفیه و غلظت ذرات کمتر از 1ppmبسیار ناچیز و اندک است؛ اما هنگامی که غلظت ذرات به 10ppm می‌رسد، این تغییرات محسوس می‌شود.
نکته قابل توجه دیگر در حرکت مذاب، عدم تلاطم و جریان آرام سیال، حین پر کردن قالب است. با توجه به آنکه داشتن اطلاعات مربوط به خواص سیلانی مذاب و علی الخصوص افت فشار مذاب در سیستم فیلتر، جهت پیش بینی رفتار مذاب و سرعت خروجی مذاب از سیستم فیلتر مفید می‌باشد،تاثیر فیلتر در کاهش نرخ جریان و چگونگی حضور فیلتر در داخل سیستم راهگاهی سوال برانگیز بوده است . در بخشی از تحقیقاتی که توسط آقای دکتر حبیب‌اله‌زاده و پروفسور جان کمپل انجام شده است، چگونگی سیلان آلیاژهای Al_Si در داخل سیستم خاصی از فیلتر، شامل ورودی و خروجی مذاب، تله حباب‌گیر و فیلتر سرامیکی- اسفنجی با تخلخل 20ppi و با بکارگیری دستگاه فیلمبرداری با اشعه ایکس مطالعه گردیده است. عدد رینولدز بدست آمده در این پژوهش حدوداً صد برابر کمتر از عدد مورد نیاز برای حضور جریان آشفته بوده و حاکی از جریانی بسیار آرام و لایه‌ای در فیلتر می‌باشد. در خارج از فیلتر نیز، عدد رینولدز بدست آمده، دلالت بر حضور جریانی نسبتاً لایه‌ای دارد. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که: سیستم فیلتر صحیح می‌تواند براحتی شدت جریان‌های متلاطم مذاب را تخفیف بخشد، و باعث افت فشار در جریان مذاب بدلیل تبرید و اصطکاک فیلتر شود و در نتیجه میزان عیوب ریختگی را در قطعه کاهش دهد؛ اما باید به این نکته نیز توجه کرد که میزان افت فشار و کاهش شدت جریان باعث عیب نیامد در قطعه نشود.
ماهیچه سازی در ریخته گری
ماهیچه قسمتی از فالب است که سوراخ و شکاف داخل جسم ریختگی را ایجاد می کند و بیشستر به ماسه ای گفته می شود که به وسیله جعبه ماهیچه ساخته شده است و پس ارز سخت شدن وخارج شدن آن از داخل جعبه ماهیچه مورد استفاده قرار می گیرد.
ماهیچه هایی که از جنس مواد قالب و همزمان با قالب گیری به نام ماهیچه تر ساخته می شوند از مفهوم حقیقی ماهیچه دور می باشند.انواع دیگری از ماهیچه های فلزی وجود دارند که در قالب های دائمی مورد استفاده قرار می گیرند و مبانی ماهیچه سازی در مورد آنها مصداق ندارد.
هر ماهیچه شامل دو قسمت بدنه ماهیچه و تکیه گاه ماهیچه می باشد.
انواع ماهیچه
ماهیچه های داخلی:وظیفه ماهیچه های داخلی تضمین فرم شکافها سوراخ ها و سایر قسمت های داخلی قطعه ریختگی می باشد
تذکر- در مواردی که تعداد کمی قطعه ریختگی خواسته شود مدل را با قطعه آزاد و استفاده از ساده چوبی یا زیر سری طراحی می کنند.زمانی که تعداد زیادی قطعه ریختگی مورد نیاز باشد استفاده از ماهیچه سرخود مقرون به صرفه نیست به همین جهت ماهیچه داخلی آزاد به وسیله جعبه ماهیچه بدست می اورند.
.قطعاتی که فرم داخلی آنها پیچیده تر است و امکان قالب گیری آنها یا قطعه آزاد یا ماهیچه سرخود وجود ندارد با ماهیچه خشک (جداگانه) ریخته می شوند.
ماهیچه های خارجی:وظیفه ماهیچه های خارجی تضمین فرم های خارجی قطعه ریختگی است.
تذکر- زمانی که تعداد کمی قطعه ریختگی خواسته شود سطح جدایش مدل را طوری انتخاب می کنند که با استفاده از سه درجه فرم خارجی قطعه بدست آید.حسن آن صرفه جویی در ساختن جعبه ماهیچه می باشد.در مواردی که تعداد زیادی قطعه ریختگی مورد نیاز باشد قالب گیری با سه درجه مقرون به صرفه نمی باشد بنابر این مدل را با ماهیچه های دور طراحی می کنند.
نتیجه: قطعاتی که شکل خارجی آنها پیچیده است و امکان قالب گیری آنها در سه درجه وجود ندارد با ماهیچه دور(خارجی) طراحی می شوند.
ماهیچه قالب گیری:ماهیچه هایی هستند که پس از قرار دادن پهلو به هم فرم یا قالب قطعه را تشکیل می دهند.
قطعه ماهیچه به ماهیچه ای گفته می شود که بوسیله جعبه میهیچه بدست آمده و در قسمت های جانبی مدل به طور آزاد جاسازی می شود.
ماهیچه های پوشش ماهیچه هایی هستند که اغلب در قالب زیری قرار می گیرند و از نظر فرم به دو دسته مکعبی و مدور تقسیم می شوند.ماهیچه های مدور را اصطلاحا بشقابی می نامند.ماهیچه های پوششی به وسیله تکیه گاههای دور در داخل قالب زیری آویزان می شوتد و به همین جهت ماهیچه های پوششی آویز نیز نامیده می شوند.
ماهیچه های آویز(معلق): ماهیچه هایی هستند که ابتدا در داخل قالب روش ثابت می شوند و سپس با قرا ر دادن قالب رویی روی قالب زیری در داخل محفظه قالب آویزان می شوند برای ثابت کردن آنها بسته به بزرگی و کوچکی ماهیچه از تسمه های فلزی پیچ چسب و نظایرآنها استفاده می شود.
ماهیچه های نشسته: ماهیچه هایی هستند که در حالت عمودی یا ایستایی در داخل قالب زیری قرار داده می شوند.ریز ماهیچه در داخل درجه زیری یا زمین واقع شده است و قسمت های دیگر ماهیچه به شکل علم فضای داخل قالب رویی را اشغال می کنند ماهیچه های سنگین وبزرگ را با این روش طراحی می کنند.
ماهیچه های مونتاژ: مجموعه ای از ماهیچه های روی هم سوار شده را ماهیچه های مونتاژ می نامند.ساختمان داخلی بعضی از قطعات ریختگی به گونه ایست که امکان ساختن ماهیچه داخل به صورت یک پارچه وجود ندارد و قالب ساز مجبور می شود برای ریختن قطعه چندین جعبه ماهیچه بسازد تا قالب گیر یا ماهیچه ساز با در دست داشتن چندین ماهیچه و مونتاژ کردن آنها روی هم کنار هم و یا داخل هم یک سیستم ماهیچه را بدست آورد.
ماهیچه های جدا کننده: ماهیچه هایی هستند که فضای قالب رویی و زیری را به دو قسمت مساوی می کنند ماهیچه های جدا کننده پوشش ممکن است فضای قالب را به چندین قسمت مساوی تقسیم کنند.بالا رفتن سرعت قالب گیری و ماهیچه سازی و در نتیجه ارزانتر تمام شدن قیمت قطعه ریختگی ساخت مدلهای مضاعف صفحه ای تعادل بهتر ماهیچه در قالب سرعت ماهیچه گذاری و... از موارد استفاده و مزایای این نوع ماهیچه است.
ماهیچه های برش: ماهیچه هایی هستند که در محل های تعیین شده برای برش دادن و یا دو نیم کردن قطعه ریختگی به کار می روند.در کارخانجات بزرگ ماشین سازی ساخت و مونتاژ برخی قطعات به صورت یک پارچه با مشکلاتی همراه است به همین لحاظ این گونه قطعات را با ماهیچه های برش ریخته گری می کنند و پس از عملیات تراشکاری فرزکاری سوراخکاری و...آنها را در محل برش از یکدیگر جدا می سازد.
ماهیچه های تصفیه: برای جلوگیری از ورود ناخالصی ها به داخل محفظه قالب به کار می رود.محل قرارگیری آن بین لوله راهگاه و کانال فرعی می باشد،جنس آنها سرامیکی یا ماسه ایست در مواردی که درجه حرارت مذاب بالا باشد برای جلوگیری از خراب شدن کانال فرعی آن را از جنس ماهیچه سخت به طور جداگانه ساخته و سپس داخل قالب قرار می دهند.
ماهیچه های دائمی: جنس آنها چدنی یا فولادی بوده و برای ریخته گری آن دسته از قطعاتی که سوراخ ها یا شکاف های داخلی آنها شیب زیادی داشته باشند به کار می روند برای آنکه ماهیچه به راحتی از داخل قطعه ریخته شده خارج گردد سطح خارجی آن را به مواد جدایش آغشته می نمایند.
کاربرد ماهیچه های دائمی برای قطعات با جداره ضخیم مورد توجه گردیده است برای قطعات جداره نازک باید از ماهیچه های یک بار مصرف استفاده نمود.
مخلوط های ماهیچه
بر اساس شرایط و مشخصات مخلوط ماهیچه تهیه و استفاده می شود و به همین دلیل نیز برای فلزات مختلف ریختگی مخلوط های متفاوتی مورد توجه است
.قطعاتی که فرم داخلی آنها پیچیده تر است و امکان قالب گیری آنها یا قطعه آزاد یا ماهیچه سرخود وجود ندارد با ماهیچه خشک (جداگانه) ریخته می شوند.
ماهیچه های خارجی:وظیفه ماهیچه های خارجی تضمین فرم های خارجی قطعه ریختگی است.
تذکر- زمانی که تعداد کمی قطعه ریختگی خواسته شود سطح جدایش مدل را طوری انتخاب می کنند که با استفاده از سه درجه فرم خارجی قطعه بدست آید.حسن آن صرفه جویی در ساختن جعبه ماهیچه می باشد.در مواردی که تعداد زیادی قطعه ریختگی مورد نیاز باشد قالب گیری با سه درجه مقرون به صرفه نمی باشد بنابر این مدل را با ماهیچه های دور طراحی می کنند.
نتیجه: قطعاتی که شکل خارجی آنها پیچیده است و امکان قالب گیری آنها در سه درجه وجود ندارد با ماهیچه دور(خارجی) طراحی می شوند.
ماهیچه قالب گیری:ماهیچه هایی هستند که پس از قرار دادن پهلو به هم فرم یا قالب قطعه را تشکیل می دهند.
قطعه ماهیچه به ماهیچه ای گفته می شود که بوسیله جعبه میهیچه بدست آمده و در قسمت های جانبی مدل به طور آزاد جاسازی می شود.
ماهیچه های پوشش ماهیچه هایی هستند که اغلب در قالب زیری قرار می گیرند و از نظر فرم به دو دسته مکعبی و مدور تقسیم می شوند.ماهیچه های مدور را اصطلاحا بشقابی می نامند.ماهیچه های پوششی به وسیله تکیه گاههای دور در داخل قالب زیری آویزان می شوتد و به همین جهت ماهیچه های پوششی آویز نیز نامیده می شوند.
ماهیچه های آویز(معلق): ماهیچه هایی هستند که ابتدا در داخل قالب روش ثابت می شوند و سپس با قرا ر دادن قالب رویی روی قالب زیری در داخل محفظه قالب آویزان می شوند برای ثابت کردن آنها بسته به بزرگی و کوچکی ماهیچه از تسمه های فلزی پیچ چسب و نظایرآنها استفاده می شود.
ماهیچه های نشسته: ماهیچه هایی هستند که در حالت عمودی یا ایستایی در داخل قالب زیری قرار داده می شوند.ریز ماهیچه در داخل درجه زیری یا زمین واقع شده است و قسمت های دیگر ماهیچه به شکل علم فضای داخل قالب رویی را اشغال می کنند ماهیچه های سنگین وبزرگ را با این روش طراحی می کنند.
ماهیچه های مونتاژ: مجموعه ای از ماهیچه های روی هم سوار شده را ماهیچه های مونتاژ می نامند.ساختمان داخلی بعضی از قطعات ریختگی به گونه ایست که امکان ساختن ماهیچه داخل به صورت یک پارچه وجود ندارد و قالب ساز مجبور می شود برای ریختن قطعه چندین جعبه ماهیچه بسازد تا قالب گیر یا ماهیچه ساز با در دست داشتن چندین ماهیچه و مونتاژ کردن آنها روی هم کنار هم و یا داخل هم یک سیستم ماهیچه را بدست آورد.
ماهیچه های جدا کننده: ماهیچه هایی هستند که فضای قالب رویی و زیری را به دو قسمت مساوی می کنند ماهیچه های جدا کننده پوشش ممکن است فضای قالب را به چندین قسمت مساوی تقسیم کنند.بالا رفتن سرعت قالب گیری و ماهیچه سازی و در نتیجه ارزانتر تمام شدن قیمت قطعه ریختگی ساخت مدلهای مضاعف صفحه ای تعادل بهتر ماهیچه در قالب سرعت ماهیچه گذاری و... از موارد استفاده و مزایای این نوع ماهیچه است.
ماهیچه های برش: ماهیچه هایی هستند که در محل های تعیین شده برای برش دادن و یا دو نیم کردن قطعه ریختگی به کار می روند.در کارخانجات بزرگ ماشین سازی ساخت و مونتاژ برخی قطعات به صورت یک پارچه با مشکلاتی همراه است به همین لحاظ این گونه قطعات را با ماهیچه های برش ریخته گری می کنند و پس از عملیات تراشکاری فرزکاری سوراخکاری و...آنها را در محل برش از یکدیگر جدا می سازد.
ماهیچه های تصفیه: برای جلوگیری از ورود ناخالصی ها به داخل محفظه قالب به کار می رود.محل قرارگیری آن بین لوله راهگاه و کانال فرعی می باشد،جنس آنها سرامیکی یا ماسه ایست در مواردی که درجه حرارت مذاب بالا باشد برای جلوگیری از خراب شدن کانال فرعی آن را از جنس ماهیچه سخت به طور جداگانه ساخته و سپس داخل قالب قرار می دهند.
ماهیچه های دائمی: جنس آنها چدنی یا فولادی بوده و برای ریخته گری آن دسته از قطعاتی که سوراخ ها یا شکاف های داخلی آنها شیب زیادی داشته باشند به کار می روند برای آنکه ماهیچه به راحتی از داخل قطعه ریخته شده خارج گردد سطح خارجی آن را به مواد جدایش آغشته می نمایند.
کاربرد ماهیچه های دائمی برای قطعات با جداره ضخیم مورد توجه گردیده است برای قطعات جداره نازک باید از ماهیچه های یک بار مصرف استفاده نمود.
مخلوط های ماهیچه
بر اساس شرایط و مشخصات مخلوط ماهیچه تهیه و استفاده می شود و به همین دلیل نیز برای فلزات مختلف ریختگی مخلوط های متفاوتی مورد توجه است
ماسه ماهیچه معمولا از انواع مرغوب ماسه های ماهیچه از دسته های زیر انتخاب می شوند.
نوع اول: چسب های مایع یا جامد که همراه با آب خاصیت شکل گیری به ماسه می دهند هر یک از آنها دارای درجه حرارت مخصوص خشک شدن خود هستند از انواع این چسب ها می توان از چسب های نشاسته ای مثل دکسترین و چسب ژلاتینی که درجه حرارت خشک کردن آنها از 250 درجه سانتی گراد تجاوز نمی کند نام برد انواع روغنهای گیاهی و معدنی که مناسب ترین آنها روغن بزرگ است در بیشتر موارد همراه با چسب های نشاسته ای مصرف می شوند.روغن ماهیچه(مخلوط روغن بزرگ رزین و مواد نفتی ) نیز چسب ماهیچه مناسبی است.
چسب های قندی (ملاس) نیز در این دسته قرار دارند که به دلیل تولید گاز زیاد و قابلیت از هم پاشیدگی کم امروزه مورد استفاده قرار نمی گیرند تنها در بعضی مواد همراه با چسب های دیگر به کار می روند.
نوع دوم: چسب های مایع یا جامد هستند که همراه با آب به ماسه شکل می دهند ولی در مقابل هوا با عبور گازهای معین خشک می شوند مهم ترین چسب در این دسته چسب سیلیکاتی است که در مجاورت هوا با عبور گاز CO2 خشک می شود.
نوع سوم: چسب های حرارتی هستند که به صورت پودر جامد یا مایع با ماسه مخلوط شده و در مقابل حرارت از 100 تا 150 درجه سانتی گراد به صورت ذوب خمیری و در درجه حرارت های بالاتر خشک شده و استحکام زیادی پیدا می کند.
از معروف ترین آنها می توان فرم آلدئید را نام برد که در بسیاری از قالب گیری های پیشرفته به کار می روند.علاوه بر سه دسته فوق انواع چسب های معدنی رسی نظیر انواع بنتونیت ها نیز در بعضی موارد به عنوان چسب کمکی مورد استفاده قرار می گیرند.
چسب و ذرات نسوز که دو عامل اصلی تمام مخلوط های ماسه قالب و ماسه ماهیچه می باشند همواره دارای مواد دیگر مثل خاک اره پودر زغال قطران کک و آرد حبوبات هستند که قابلیت از هم پاشیدگی و قابلیت نفوذ گاز در ماهیچه را افزایش می دهند.
پس به طور کلی انواع مختلف چسب های ماهیچه عبارتند از روغن بزرگ روغن ماهی آرد گندم وغلات آرد ذرت دکسترین ملاس چغندر کلوفون سیلیکات سدیم(آب شیشه) رزین اوره رزین فنل گچ پاریس مواد نشاسته ای سمنت .
انواع چسب های معدنی
اگرچه قوانین ویژه ای برای ترکیب مخلوط های ماهیچه وجود دارد ولی موفقیت یا شکست کاربرد یک مخلوط خاص معمولا مشخص نیست مگر آنکه عملا در کارگاه مورد استفاده و آزمایش قرار گیرد.متغیرهای بسیاری در این زمینه از عملیات ریخته گری درتک کارگاه خاص وجود دارد که ممکن است در کارگاه دیگری وجود نداشته باشد مثلا ماسه ای که در دسترس یک کارگاه ریخته گری است و مشکلات اقتصادی موجود اغلب بر انتخاب مخلوط ماهیچه برای یک مورد خاص اثر می گذارد.
خواص یک مخلوط ماهیچه
یک مخلوط ماهیچه باید به گونه ای طراحی و آماده شود که ماهیچه های تهیه شده از آن کیفیت و مشخصات زیر را داشته باشند در دمای بالا و در تعادل انجماد فلز استحکامی متناسب با استحکام فلز داشته باشند. ماهیچه ای که استحکام خود را به مدت طولانی در دمایی بالا حفظ کند، باعث شکست گرم یا ترک در قطعه ریختگی می شود.
در خلال انجماد اگر فلز ریختگی فروپاشی پیدا کرده و خرد شود. ماهیچه باید تا زمانی که فلز یک پوسته جامد در اطراف آن ایجاد می کند، استحکام خود را حفظ نماید و سپس به هنگامی که انقباض فلز آغاز می شود، به سرعت استحکام خود را از دست بدهد و در نتیجه از ترک خوردن فلز اجتناب شود.
سطح صاف و مناسبی در برابر فلز مذاب ایجاد کند، به طوری که فلز نتواند در ماهیچه نفوذ کند.
سختی کافی و مقاومت مناسب در برابر جریان فلز مذاب داشته باشد، زیرا در غیر این صورت احتمال دارد شکستن، ترک خوردن، رشته شدن و یا عیوب دیگر ایجاد شود.
در برابر گرمای ناشی از درجه حرارت ریختن فلز مذاب، مقاوم باشد.
تحت تاثیر قالب یا جو ایجاد شده توسط فلز مذاب واقع نشود.
در خلال نگهداری استحکام خود را به مقدار زیاد از دست ندهد.این مورد در قالب هایی که قبل از ریخته گری به مدت قابل توجهی نگه داری می شوند، اهمیت دارد.
در موقع حمل و نقل مقاومت کافی در برابر شکستن داشته باشد.
به راحتی و با سرعت پخته شود، به طوری که حداقل امکانات پخت ماهیچه مورد نیاز باشد.
شکل صحیح خود را قبل از ریخته گری و در خلال آن حفظ کند.
وقتی با فلز مذاب تماس حاصل می کند، گاز تولیدی در حداقل مقدار ممکن باشد.
صافی سطح داشته باشد که بتوان قطعه ای با صافی سطح مناسب تولید کرد.
نفوذپذیری و قابلیت عبور گاز مناسبی داشته باشد، تا گازهای تشکیل شده در خلال ریخته گری خارج شود.
به راحتی از داخل قطعه جامد خارج شود، به طوری که حداقل هزینه تمیز کاری صرف شود.
به داخل جعبه ماهیچه ای که در آن تهیه می شود نچسبد.
بر اساس شرایط و مشخصات فوق الذکر مخلوط ماهیچه تهیه و استفاده می شود و به همین دلیل نیز برای فلزات مختلف ریختگی مخلوط های متفاوتی مورد توجه است.
جعبه ماهیچه
جعبه ماهیچه ها از چوب یا فلز ساخته می شوند. نوع چوبی آنها در ماهیچه سازی دستی و به تعداد کم، و جعبه ماهیچه های فلزی در ماهیچه سازی ماشینی و دستی در تعداد زیاد به کار می روند.قسمت های نازک و متحرک ج
