فهرست مطالب
عنوان صفحه
مذاب چدن 1
کوره ها و وسایل تهیه مذاب 1
چدن 3
آزمایشهای آزمایشگاهی چدن 7
چدن خاکستری 8
چدن نشکن 10
فرم دادن بوسیله پرسی 13
ابزارهای فرمکاری 16
قسمت قالبگیری 17
تغذیه گیری 21
نحوه درآوردن قالب 26
مرحله مونتاژ و یا ماهیچه گذاری 27
نحوه قالبگیری چرخ 29
قسمت تخلیه درجه ها 42
قسمت عملیات حرارتی و تمیزکاری 44
قسمت کنترل کیفی 49
بسمه تعالی
مذاب چدن : بر روی این مذاب بعد از خارج کردن از بوته پودر سیلاکس که قرمز رنگ و دانه درشت تر از کاوارل می باشد می ریزند تا شیره و تفاله و سرباره را جذوب خود بکند و باعث می شوند که این مواد غیره ضروری بر روی مذاب جمع شده و به راحتی جمع آوری شوند در ضمن پودر بوراکس که سفید رنگ و نرم می باشد و همچنین حالت دانه ریزتری دارد برای مذاب آلیاژهای مس، برنج، برنز و غیره استفاده می شود.
قطعه نورد در 600 درجه سانتیگراد، دارای ساختار کاربیدی که کاربیدها سخت می باشند که با زمینه مارتنریت یا پرلیت.
کاربیده ها اگر دارای ترک شوند و این ترکها رشد بکنند انفجار شبکه را در پی خواهد داشت.
انحلال کاربید دردمای بالا و همچنین در زمان بالا صورت می گیرند. آستینت باقیمانده مشکل ساز است به همین خاطر تمپر می کنیم که آستینت را از بین برده و ما در این قسمت نیاز به سختی داریم.
کوره ها و وسایل تهیه مذاب :
در کارگاه ریخته گری دو کوره وجود دارد : کوره زمینی یا بوته ای و کوره شعله ای یا دوار.
کوره زمینی بیشتر برای ذوب آلیاژهای آهنی مثل چدن و آلیاژهای غیر آهنی مثل آلومینیوم، مس، برنج، و …… بکار می رود. بدین ترتیب که بوته را مثلاً از آلومینیوم پر کرده و داخل کوره قرار می دهیم و پس از ذوب شدن بوته را به وسیله طوقچه یا انبر بیرون می آوریم و داخل کمچه قرار داده و دو نفر این طرف و آن طرف کمچه را گرفته و آماده مذاب ریزی داخل قالب می شوند. سوخت این کوره از گازوئیل است که به وسیله هوای که از دم و یا بازدم برقی به همراه سخت داخل کوره می شود، گازوئیل را پودر کرده و باعث می شود که راندمان حرارتی کوره بالا رود.
کوره شعله ای یا دوار تشکیل شده است از بدنه، شاسی، موتور جهت گرداندن کوره و شعله گیر. این کوره بیشتر برای ذوب چدن بکار می رود. بدین ترتیب که چدنها داخل محفظه کوره دوار قرار داده و طی تماس شعله با چدنها، آنها را ذوب می کند. درهمین حین کوره به وسیله موتور و چدنهایی که در زیر کوره قرار دارد می چرخد و شعله گیر هم جلوی اتلاف حرارت شعله را گرفته و هوای گرم را به طرف بادزن برقی هدایت می کند تا به وسیله هوای گرم راندمان حرارتی کوره بالا رود. بوسیله چرخاندن کوره و قرار دادن بوته در زیر کوره مذاب چدن را از داخل کوره به قالبها انتقال می دهیم.
چدن (CAST IRON)
خانواده ای از آلیاژهای آهنی هستند که درصد کربن موجود در انها بیش از 2% و سیلیم (SI) بیش از 1 درصد میباشد.درواقع چدن یک نوع آلیاژ سه تایی FE – C – SI می باشد.
چه خواصی موجب برتری چدن نسبت به فلزات دیگر شده است ؟
1- ارزانی قیمت
2- خواص مکانیکی ویژه (از جمله قابلیت جذب ارتفاعش، مقاومت در برابر سایش و فشار، عدم حساسیت در برابر شیارهای سطحی)
3- سادگی تهیه قطعات چدنی از طریق ریخته گری به دلیل :
الف) پائین بودن نقطه ذوب و سیاسیت بالا
ب) پائین بودن ضریب انقباض در هنگام استحاله مذاب جامد
عوامل موثر در تعیین خواص مکانیکی چدنها نسبت به گرافیت :
گرافیت نوعی کربن کریستالیز شده است که به علت تغییر فرم پلاستیکی راحتی که در گرافیت وجود دارد سختی بسیار کمی دارد
1) مقدار گرافیت : هر چه درصد ذرات گرافیت در زمینه زیادتر باشد استحکام چدن کمتر می باشد
2) شکل گرافیت : اشکال مختلفی از ذرات گرافیت در ریز ساختار دیده می شود که مهمترین انها عبارتند از :
الف) گرافیت لایه ای در چدن خاکستری
ب) گرافیت تمبر شده در چدن ماسیبل
ج) گرافیت کروی در چدنهای داکتیل
د) گرافیت کرمی شکل در چدن با گرافیت فشرده
3) نحوه توزیع ذرات گرافیت : تاثیر زیادی بر روی خواص مکانیکی دارد مانند ساختار گل رزی
4) اندازه ذرات گرافیت
کربن به دو صورت در ساختار دیده می شود : به صورت آزاد گافیت و به صورت ترکیبی FE3C (سمانتیت)
برخی از مشخصه های سمانتیت :
1) وزن مخصوص نزدیک به آهن
2) فازی بسیار سخت و شکننده است
3) دارای هیچگونه تغییر آلوتروپی نیست و نقطه ذوب حدود C 1250 دارد.
کربن معادل : توسط این فاکتور اثر تمام فازهای موجود در چدن نسبت به اثر کربن و عناصر مشابه سنجیده می شود. مجموعه این اثرات تشکیل عدد خاصی به نام کربن معادل (CE) را می دهد.
(CU %07/.) – (AL %2/.) – (S %4/.) – (P% + SI% 3/1 + C%) = CE کربن معادل (MN %03/.) + (CR %06/.) – (NI % 05/.) –
%10< CR و NI و %4< CU و %2< AL و %4/ S< و %5/2 < MN اگر
(%SI + P) 3/1 + C %= CE کربن معادل
ذوب چدنها : ذوب چدنها راحت و در کوره های معمولی مانند کوره های بوته ای (گرافیتی) زمینی چدنها را ذوب می کنند در حالی که فولاد را در کوره های قوس، القایی و زیمنس ذوب می کنند. کوره ای که مخصوص ذوب چدن است و صرفه اقتصادی دارد، کوپل می باشد که تا حدود 1 تن در ساعت می تواند ذوب بدهد. کوره هایی که برای ذوب چدن استفاده می شوند عبارتند از :
کوره کوپل، القایی، الکتریکی، کوره گرم کن شعله ای و کوره زمینی
عوامل موثر در انتخاب کوره :
1- میزان سرمایه گذاری
2- اندازه و نوع قطعه ریختگی
3- سرعت ذوب
4- ظرفیت کوره
5- میزان نیاز به کنترل مذاب
کنترل مذاب چدن (آزمایش کارگاهی) : تعیین میزان تمایل چدن به گرافیت زایی توسط آزمایش چیل (CHILL) مشخص می شود (گرافیت زایی چدن سفید) این کار توسط ریختن مذاب داخل قالبهایی به شکل مکعب مستطیل یا حفره ای شکل صورت می گیرد.
در این آزمایش هر چه عمق سردشدن در نمونه بیشتر باشد تمایل چدن به گرافیت زایی کمتر است.
عمده ترین عواملی که روی سیالیت مذاب چدن اثر می گذارد :
1- درجه حرارت مذاب
2- ترکیب شیمیایی : هر چه ترکیب به ترکیب یوتکتیک نزدیکتر شود سیالیت مذاب بالالتر می رود.
3- ارائه این دو فاکتور بر روی سیالیت چدن خاکستری به صورت زیر ارائه شده است :
155 – T 05/ + CE * 9/14 = درجه سیالیت
آزمایشهای آزمایشگاهی چدن :
1- تعیین ترکیب شیمیایی چدن با استفاده از ابزاری نظیر کوانتومتر
2- تعیین خواص مکانیکی چدن : کلیه خواص کششی، فشاری، ضربه و سختی و …
3- کنترل ریز ساختار (با متالوگرافی)
4- تعیین میزان تخلخل چدن با کمک اشعه ایکس (رادیوگرافی)
چدن خاکستری
1) کوره های ذوب : به علت پائین بودن نقطه ذوب عموماً می توان در هر کوره ای عملیات ذوب را انجام داد.
2) روشهای ریخته گری : عموماً گریز از مرکز، افت فشار وثقلی
3) روشهای قالبگیری : به استثنای روش قالبگیری با گچ سایر روشها به کار گرفته
می شود.
خواص مهندسی چدن خاکستری
اصولاً ترکیب شیمیایی، سرعت سرد شدن و نوع عملیات حرارتی روی ریز ساختار و نتیجتاً روی خواص مکانیکی اثر می گذارد
1- اثر ترکیب شیمیایی : مهمترین اثر خواص مکانیکی مربوط به کربن و سیلسیم موجود در آن می باشد.
با استفاده از نمودار روبه رو با افزوده شدن درصد کربن معادل، خواص مکانیکی کاهش می یابد.
2/4 %CE
2- اثر سرعت تبرید : افزایش سرعت تبرید موجب افزایش استحکام کششی چدن می گردد. علت این موضوع ریز شدن لایه های گرافیت و تیغه های پرلیتی در ساختار بر اثر سرعت سرد شدن بالا می باشد.
براساس این موضوع نمودار روبه رو استحکام کششی را نسبت به قطر استوانه ریخته شده نمایش می دهد.
3- خاصیت جذب ارتعاش : خاصیت جذب ارتعاش (ضریب خفه کنندگی) عبارتست از خاصیتی که براساس آن یک ماده تنشهای ارتعاشی را به تدریج در خود جذب می کند. عواملی همچون افزایش کربن معادل باعث جذب ارتعاش زیادتر می شود. خاصیت جذب ارتعاش با استحکام رابطه معکوس دارد.
چدن نشکن (چدن با گرافیت کروی) :
مزایای این نوع چدن عبارتست از :
1- این چدن دارای مزایای چدن خاکستری بنابراین قابلیت ریخته گری قطعات با اشکال پیچیده را دارد.
2- این چدن دارای مزایای مهندسی بالا است. استحکام مکانیکی بالا، قابلیت تغییر شکل بالا و مدول الاشیشه بالا
3- چدن نشکن قابلیت نورد، آهنگری، عملیات حرارتی را دارا می باشد. استحکام کششی این چدنها g/mm 40 است
4- مثل چدنهای خاکستری خواص آنها تابع توزیع، اندازه و شکل و … گرافیتها می باشد (اما نه بشدت چدنهای خاکستری)
5- استحکام بین KPSI 150-60 را دارا هستند و %25-1 IEL
در ساخت قطعات ماشین آلات موتور کششی، موتور تجهیزات کشاورزی، محورهای انتقال قدرت، میل لنگ، دیسک کلاچ، پمپ کمپرسی و … استفاده می شود.
انجماد این چدنها در تحت انجماد بیشتری صورت می گیرد یعنی F 120 اما چدن خاکستری در F 60
مراحل تولید چدن با گرافیت کروی :
1- انتخاب شارژ فلزی و ذوب آن
2- عملیات گوگردزدایی (زیرا گوگرد یکی از عناصری است که از تشکیل گرافیت کروی جلوگیری می کند )
3- عملیات کرو کردن
4- جوانه زنی مذاب
روشهای افزودن فروسیلسیم منیزیم (%5/2 وزنی مذاب) به مذاب چدن نشکن :
منیزیم (MG) به علت دارا بودن وزن مخصوص کم در سطح مذاب چدن قرار خواهد گرفت. همینطور نقطه جوش آن C 1100 است که به خاطر اختلاف دما با مذاب چدن به بخار تبدیل می شود. همچنین میل ترکیبی زیادی با عوامل محیطی دارد. به همین دلیل باید با استفاده از روشهای زیر فرو سیلسیم منیزیم را به مذاب اضافه کرد :
1- روش فروبری : در این روش مواد حاوی منیزیم را داخل یک قوطی سوراخ دار ریخته و آن را داخل مذاب فرو می برند بدین ترتیب می توان منیزیم را به مذاب اضافه کرد. این روش بازیابی حدود %65 دارد.
2- روش ساندویچی : براساس همین روش در کف پاتیل پله ای ایجاد می کنند و مواد منیزیم دار را داخل قسمت پائین پله قرار می دهند و روی آن را به وسیله یک ورق فلزی می پوشانند. بدین ترتیب منیزیم را به مذاب اضافه می کنند این روش بازیابی حدود % 80 دارد.
3- روش روریزی : یکی دیگر از روشهای اضافه کردن منیزیم به مذاب چدن روش روریزی است. بدین صورت که منیزیم را روی سطح مذاب می پاشیم و بلافاصله روی آن را کاورال (که نقش پوشش دارد)می ریزیم تا از بخار شدن منیزیم جلوگیری کند. این روش بازیابی حدود %20 را دارد. به همین دلیل کمتر از آن استفاده می شود
4- اضافه کردن منیزیم در سیستم راهگاهی : در این روش مواد حاوی منیزیم را در یک قسمت از سیستم راهگاهی گذاشته تا پس از ورود مذاب با هم ترکیب شوند و به داخل قالب راه پیدا کنند. این روش بازیابی حدود %95 را دارد و بهترین روش محسوب می شود.
فرم دادن بوسیله پرسی
اصول و نحوه عمل : فرم دادن اوراق فلزی و تبدیل نمودن آنها به طرح غیر قابل برگشت غالباً بوسیله تغییر فرم پلاستیکی آنها در حالت سرد یا گرم (درمورد قطعات ضخیم) انجام می شود. تغییر فرمهای بدست آمده روی پرسهای مکانیکی یا هیدرولیکی بوسیله جابجایی نسبی یک سمبه و یک قالب (ماتریس) در یک یا چند مرحله صورت می گیرد. اولین مرحله روی یک ورق تخت بوسیله ابزار اولیه فرمکاری انجام می شود. اگر پرسکاری خیلی عمیق باشد فرمیکه در مرحله اول به دست می آید مجدداً به قالبهای دیگر کشش و یا در قالبهای مرکب فرستاده می شود برای اوراق نازک اغلب قالبها به جز آنهائیکه برای ایجاد فرمهای کم عمق به کار می روند مجهز به ورق گیر هستند.با مشابهتی که بین روشهای مختلف فرمکاری وجود دارد می توان مقایسه ای بین فرمهای واسطه که در حین ساخت یک استوانه طویل از یک طرف بوسیله پرس و از طرف دیگر به روش کشیدن ورق روی قالبهای دوران کننده که شبیه فرم دادن با وسایل دستی می باشد انجام داد.
تعیین ابعاد صفحات اولیه و ابزار فرم آنها :
بافرض اینکه ضخامت تغییری ننماید (در حین فرمکاری) مساحت صفحه اولیه را برابر سطح کل قطعه مورد فرمکاری در نظر می گیرند , ابعاد صفحات از طرق محاسبه و بر مبنای آزمایش و کنترل ضخامتهای احتمالی صورت می گیرد. در عمل نتیجه بدست آمده می تواند نسبت به جنس , حالت فلز , لقی سمبه و ماتریس و غیره تغییر نماید.
لازم است مقداری فلز اضافی برای صاف نمودن لبه هائیکه بر حسب وضعیت قطعه در رابطه جهت نورد کاری ورق اولیه به طور نا منظم کشیده می شوند (فرم گرفتن گوشه ها) پیش بینی شود غالباً در مواردیکه قالبهای فرم در برش از یکدیگر جدا هستند ساخت قالبهای برش صفحات اولیه بر حسب چگونگی کار و نتایج بدست آمده پس از عمل فرمکاری صورت می گیرد.
عملیات حرارتی و به سازی :
پرسکاری تغییر شکلهای خیلی مهمی را بر فلز تحمیل نموده , بر حسب جنس و چگونگی فرم قطعه کم و بیش آنرا فشرده و سخت می سازد. برای اینکه به فلز امکان تحمل یک ازدیاد سطح کافی بدون ترک خوردگی داده شود , جهت تغییر فرم جدید آنرا باز پخت می نمایند. برای فولاد نرم , مس و برنج باید بعد از دو سه عمل یک بازپخت صورت گیرد.
آلومینیم چون دیر تر سخت می شود به ندرت آنرا بازپخت می نمایند برعکس دور آلینوکس و مخصوصاً دور آلومین باز پختهای متعدی را تقاضا می کنند. در صد انبساط طولی و یا فو.لادهای ضد زنگ به آنها اجازه می دهد که تغییرفرمهای عمیقی را تحمل نمایند ولی نیروی بیشتری برای آنها صرف شده و بعد از هر عمل باز پخت مجددی نیز لازم است. در پرسکاری سطوح بزرگ که از اوراق نرم ساخته می شوند می توان قبل از فرمکاری توسط ماشین های به خصوص موجهای آنها را برطرف نمود. در این ماشینها ورق بوسیله نوردهای کشیده شده , زمانیکه وارد دستگاه می گردد نورد موج شکن بالا آمده در وضعیتی قرار می گیرد و آنرا به فرم نشان داده شده در می آورد. سپس یک سری وردهای صاف کننده ورق را دوباره به حالت مسطح در می آورند.
این عمل که باید چند ساعت قبل از پرسکاری به منظور برطرف بر طرف نمودن غیر یکنواختی سطح فلز انجام شود, لکه های ابر مانندی روی سطح ورق را که موجب فشاد تدریجی آن می گردد از بین می برد. برای تمام فلزات و آلیاژها یک تمیز کردن سطح ورق بعد از عمل بازپخت (بجز بازپخت در حات سفیدی) لازم است زیرا این عمل علاوه بر آنکه اکسید سطح فلز را از بین می برد باعث دوام بیشتر ابزارها نیز می گردد.
ابزارهای فرمکاری (قالبهای فرم)
جنس ابزارها :
ابزارها از چدن ,فولاد نیم سخت و فولاد سخت یا تغییر نا پذیر ساخته می شوند برای اغلب کارهای پرسکاری : ظریف کاری نمودن , پرداخت کاری کردن و حتی یک آبکاری سطحی ابزار موجب سهولت جابجایی فلز هنگام فرمکاری شده در قطعات معیوب و خراب را کاهش می دهد و سطح ظاهری قطعات تمام شده را بهبود می بخشد. برای تولید کم قطعات از اوراق و آلیاژها سبک ابزارها را از چوب فشرده , روی, دور آلومین ریخته گری صمغهای ترکیبی ساخته می شوند. اضافه نمودن مقداری سیلیس یا تالک و بکاربردن یک کاتالیزور موجب سخت شدن آن در مدت 24تا 48 ساعت می گردد. بوسیله این ابزارها می توان حداقل 200 یا 300 قطعه را با کار کردن روی تکیه گاه کائوچوبی یا توسط یک دست کامل سمبه و ماتریس تولید نمود.
قسمت قالبگیری
روشی که در اینجا استفاده می شود روش قالبگیری co2 می باشد .
ماده دیر گداز + چسب + فعال کننده چسب + سایر مواد
ماسه سیلسی + سیلیکات سدیم + گاز co2 +…
پس از تهیه قالب به منظور ایجاد استحکام کافی از قالب آن را تحت دمش گاز co2 قرار می دهند تا باعث اتصال ذرات ماسه یه یکدیگر می شود.
از مزایای این روش : 1- دقت ابعادی و صافی سطح خوب
2- قابلیت شکل پذیری خوب
معایب این روش : 1- استحکام باقی مانده زیاد
2- عمر مفید کم (جذب گاز از محیط)
این روش برای مدلهای صفحه ای بیشتر استفاده می شود چون استحکام زیاد آن باعث می شود تا صفحه کمتر خم شود. در بخش قالبگیری برای تهیه قالبی با توجه به قطعه مورد نظر به مواد زیر نیز احتیاج داریم :
1- مدل (بر اساس قطعه مورد نظر) 2- درجه 3- ماسه 4- گاز co2 5- تغذیه 6- راهگاه 7- ماهیچه (بر اساس قطعه مورد نظر ) 8- پودر سپاریت 9- سیخ …
مدلهای مورد استفاده در این قسمت در قسمت مدلسازی آماده می شود.
مدلهای مورد استفاده عبارتند از : 1- مدلهای یک تکه 2- مدل صفحه ای با سیستم راهگاهی 3- مدل همراه قطعه آزاد
مدلها از لحاظ جنس به صورت فلزی و چوبی می باشند.
نحوه قالبگیری مدل صفحه ای به این گونه است که تای رو و زیر مدل روی صفحه چوبی قرار دارد و راهگاه فرعی آن روی صفحه چوبی در نظر گرفته شده است و هر دو تای جداگانه قالبگیری می شود و بعد از اتمام کار روی هم قرار می گیرند.
درجه : جعبه ای است فلزی که حاوی ماده قالبگیری است و قالب به کمک آن تهیه می شود. درجات تای رو زیر را تشکیل می دهند. تعداد درجات در هر تای ممکن است متفاوت باشد. کوچکترین درجه ای که در کارخانه موجود بود حدوداً به اندازه 1*1 و بزرگترین آن 2*2 است.
انواع ماسه مورد نیاز برای قالبگیری :
1- ماسه سیلیسی : این ماسه عمده آن حاوی اکسید سیلسیم است و دمای زینتر آن 171 درجه سانتیگراد.
ماسه سیلیسی را بعد از مصرف ماسه کرومیی روی قالب استفاده می کنند. ماسه سیلیسی توسط دستگاه میکسر ماسه سیلیسی با چسب سیلیکات سدیم مخلوط شده و آماده استفاده می شود.
ماسه سیلیسی طبیعی تا 20 % خاک رس دارد ولی ماسه سیلیسی مصنوعی کمتر از 2 % خاک رس دارد.
ماسه سیلیسی دارای انبساط زیاد می باشد که با اضافه کردن یک سری مواد از انبساط آن می کاهیم.
ترکیبات شیمیایی قابل قبول برای ماسه های سیلیسی درجه 1 :
sio2 Al2o3 اکسید آهن اکسیدهای قلیایی خاکی اکسیدهای قلیایی
96% 5/1% 1% 75/. % 1%
این نکته حائز اهمیت است که ماسه سیلیسی را نباید محکم کوبید به دلیل انبساط آن.
2- ماسه کرومیتی : fecr2o3 1- دمای زینتر این ماسه 1900 – 1780 درجه سانتیگراد می باشد.2- رنگ این ماسه سیاه است. 3- این ماسه دارای پایداری بالایی در دماهای بالا می باشد. 4- خاصیت مبرد بودن هم دارد.
ماسه کرومیتی روی سطح مدل را می پوشاند. این ماسه در دستگاهی به نام میکسر ماسه کرومیتی درست می شود.
2- ماسه 171 : کاربرد آن نسبت به 2 ماسه دیگر خیلی کم است. رنگ این ماسه خردلی است.
نسبت ماسه و چسب :
در بعضی از روزها دیده شد که این نسبت رعایت نشده و ماسه یا کم چسب بوده یا بسیار پر چسب و نسبت ترکیبی رعایت نشده است. اگر ماسه کم چسب باشد از چسبندگی کمی برخوردار است و با مالیدن دست به روی قالب ذرات ماسه از سطح قالب جدا می شوند و در نتیجه از استحکام کافی برخوردار نمی باشند و در هنگام خروج مدل بیشترین اثرات این حالت را مشاهده خواهیم کرد. یعنی اینکه مدل قسمتی از قالب را نیز به همراه خود کنده و باعث معیوب شدن قالب می گردد و درقسمت مونتاژ کار بیشتری را طلب می کند.
اگر پرچسب باشد گاز بیشتری را برای خشک شدن نیازمند می باشد و همچنین درمرحله تخریب قالب به سختی این کار صورت می گیرد. گاهی میز مشاهده شده است که نسبت ماسه باز یافت به ماسه جدید بسیار بیشتر از مقدار لازم است و این امر باعث کاهش استحکام قالب خواهد شد. به طوری که ذرات ماسه آن چسبندگی لازم را نخواهند داشت. در این حالت در هنگام خروج از قالب، مدل قسمت بسیارزیادی از قالب را به همراه خود به بیرون می کشد.
با ایجاد آزمایشگاه تعیین استحکام ماسه می توان این نواقص را به حداقل رساند.
برای تعیین نسبت معین ماسه و چسب پیشنهاد می شود با قرار دادن واحد اندازه گیری مناسب در آن قسمت این نقص را به حداقل رساند.
تغذیه گیری :
تغذیه گیری یک بخش از قالبگیری است.
تغذیه حفره ای اضافی است که در قالب تعبیه شده و با فلز مذاب پر می شود. این مخزن امکان سیلان و حرکت مذاب به فضای قالب را فراهم کرده، انقباض ناشی از انجماد را جبران کرده.
تغذیه مورد استفاده در قالبگیری توسط جعبه ماهیچه های مختلف درست می شود.
جنس جعبه ماهیچه از آلومینیوم و عمده ماسه مورد مصرفی در تغذیه از جنس اگزوترمیت است.اگزو ترمیت در دستگاهی به نام میکسر اسلیو گیری با آب و الکل قاطی شده و آماده می شود.
نحوه فالبگیری تغذیه : ماسه راداخل جعبه ماهیچه ریخته قسمت داخلی آن را در آورده و سپس با مشعل قالب را حرارت داده حال تغذیه را از جعبه جدا کرده ودوباره آن را حرارت داده وسپس داخل گرمخانه قرار می دهیم.
دلیل استفاده از اگزوترمیت در تغذیه : اگزوترمیت با مذاب واکنش می دهد که این واکنش گرمازا است. در نتیجه مذاب گرما و سیالیتش رادر قسمت تغذیه حفظ می کند و سریعتر از مذاب قالب سرد نمی شود.
ماهیچه گیری :
ماهیچه گیری بخشی از قالب گیری است.
ماهیچه های مورد نیاز و راهگاه در قسمت ماهیچه سازی آماده می شود.
در این بخش انواع مختلف جعبه ماهیچه وجود دارد که از لحاظ شکل و اندازه وجنس با هم متفاوت هستند و البته جنس اکثر آنها آلومینیوم است و تعداد کمی چوبی است.
جعبه ماهیچه ها کد بندی شده اند و چیدن آنها درست مانند یک کتاب خانه است که هر کسی بتواند براحتی جعبه ماهیچه مورد نظر را پیدا کند.
ماسه مورد نیاز در قسمت ماهیچه سازی 3 نوع است : 1- کرومیتی 2- 171 3- چراغی
ماسه کرومیتی برای تماس جعبه ماهیچه ها کاربرد دارد.
ماسه 171 برای راهنماها استفاده می شود و در مورادی که جعبه ماهیچه بزرگ هستند لایه اولیه از کرومیت و بقیه آن را از ماسه 171 پر می کنند.
علت استفاده بیشتر از ماسه کرومیتی نسبت به 171 دیر گدازی آن است.
ماسه های مورد استفاده بعد از قالبگیری توسط گاز co2 خشک می شود.
در قسمت ماهیچه سازی ماده دیگری که کاربرد زیادی دارد پودر سپاریت است که به قسمت هایی از جعبه ماهیچه که با ماسه در تماس است زده خواهد شد. این کار برای نچسبیدن ماسه به جعبه ماهیچه است.
نحوه استفاده ماسه چراغی به اینگونه است که ابتدا توسط مشعل جعبه ماهیچه را گرم کرده سپس ماسه را روی آن ریخته و سپس دوباره به مقدار کمی جعبه ماهیچه را حرارت داده و سپس ماهیچه را از جعبه ماهیچه جدا کرده.
این نکته در این قسمت حائیز اهمیت است که ماهیچه رال نباید زیاد حرارت داد چون موجب ذوب شدن آن می شود.
در ماهیچه گری با گاز co2 این نکته را باید در نظر گرفت که بعد از این که جعبه ماهیچه را با ماسه پر کردیم قبل از گاز گرفتن ماسه های اضافی که اطراف جعبه ماهیچه روی میز کار ریخته شده است جمع آوری کنیم چون اگر این کار بعد از گاز گرفتن صورت بگیرد آن ماسه ها خشک شده و کاربرد ندارد و این حرکت ضرر اقتصادی به همراه دارد.
راهگاه ها هم در قسمت ماهیچه گیری گرفته می شود. 2 نوع راهگاه مورد استفاده قرار می گیرد. 1- راهگاه معمولی 2- راهگاه قیفی
این نکته حائز اهمیت که برای ماهیچه های مخروطی شکل یک سوراخ بزرگ وسط آن زده این کار برای خروج گاز و رطوبت است.
تمامی ماهیچه ها بعد از قالبگیری داخل اتاقک گرما داده می شود. به غیر از راهگاه ها و راهنما ها و ماهیچه های برشی. با این کار ماهیچه هاکاملاً خشک شده و رطوبت آن گرفته می شود.
کاربرد ماهیچه برشی این است که در زیر تغذیه ها قرار می گیرد.برای راحت تر جدا شدن تغذیه از مدل.
نحوه قالبگیری ماهیچه های مختلف متفاوت است به طور مثال در بعضی از مدلهای ماهیچه از قانچاق استفاده می کنند.
بزرگترین جعبه ماهیچه هایی که من مشاهده کردم برای مدلهای تا پشل و با تمشل بوده.در بعضی از ماهیچه های بزرگ از مبرد هم استفاده می شود. این کار به خاطر انجماد جهت دار مذاب صورت می گیرد. اصولاً مبرد به منظور سرد کردن مذاب در برخی از قسمتهای قطعه تعبیه می شود. گاهی اوقات مشاهده شده است که در مبرد مورد استفاده باعث ایجاد فرو رفتگی در روی سطح قالب شده است و این فرورفتگی تا عمق 3 تا 4 میلیمتر نیز می رسد و باعث لبه دار شدن بدنه قطعه می گردد کهدر مرحله تمیز کاری نیاز بیشتری به سنگ کاری خواهد داشت جهت رفع این مشکل پیشنهاد می شود در نحوه کار گذاری مبرد در قالب دقت بیشتری صورت بگیرد تا کاملاً با بدنه اصلی قطعه هم سطح باشد.
برای درست کردن بعضی از ماهیچه های بزرگ جوشکاری هم انجام می شود. به این صورت است که اسکلتی متناسب با ماهیچه درست می شود و دو دسته ای روی آن در نظر گرفته می شود برای حمل ماهیچه.
سیخ هواکش : سیخ هواکش به منظور خروج گازهای موجود در محفظه قالب استفاده می کنند تا از محبوس شدن این گاز در قالب و ایجاد مکهای گاز جلوگیری به عمل آید.
سیخ دیگری روی قالب زدهمی شود برای ورودگاز Co2 در محفظه قالب تا قالب محکم شود. لازم است که تذکر داده شود در هنگام زدن سیخ دقت شود که با بدنه اصلی قالب تماس نداشته باشد. زیرا مشاهده شده است که گاهای بر اثر کم دقتی سیخ باعث ایجاد شیارهایی روی سطح قالب گردیده است که همیشه اثرات این شیارها در هنگام منتاژ باید ترمیم و در نتیجه آن صافی اولیه را نخواهد داشت.
نحوه در آوردن مدل قالب :
این کار به صورتهای مختلف انجام می شود.
به طور مثال برای جدا کردن قالب از مدل صفحه ای، قالب را توسط چرثقیل کمی بالا و پائین کردن تا بر اثر ضربات حاصل از برخورد با زمین قالب از مدل جدا شده.
مرحله مونتاژ و یا ماهیچه گذاری :
در هنگام ماهیچه گذاری بایستی دقت کافی وکامل صورت پذیرد تا به قالب آسیبی وارد نشود.
بعضی اوقات مشاهده شده است که در هنگام قرار دادن ماهیچه در داخل قالب و محکم کردن آن در محل خود بوسیله میخ باعث تخریب بدنه اصلی قالب شده در نتیجه ترمیم دوباره قالب را طلب می کند.
هر چه ترمیم کمتری روی قالب صورت بگیرد قطعه بدست آمده از کیفیت بالاتری برخوردار است و از سنگ زنی های بی مورد جلوگیری می شود.
همچنین گاهی اوقات دیده شدهاست که ماهیچه کاملاً درمحل خود سوار نشده است به هر دلیلی و باعث ایجاد لبه دار شدن سطح قالب شدهاست و این لبه روی سطح قطعه نیز ایجاد خواهد شد و جهت بر طرف ساختن آن نیاز به رصف وقت و هزینه بسیار خواهد شد وگاهی نیز قطعه از اندازه خود خارج شده و معیوب می شود.جهت به حداقل رساندن اینگونه موارد فقط بایستی دقت بیشتری را بکار برد تا از بروز چنین نقص هایی جلوگیری به عمل آید. ضمناً پیشنهاد می شود که جهت درست کردن محلول سرامیکی که روی سطح قالب زده می شوداز یک میدان مغناطیسی جهت جهت گردش و همزدن یکنواخت مواد به یکدیگر استفاده شود یا یک هم زن.
اولاً محلول به صورت یکنواخت تهیه شده و ثانیاً ذرات درشتر در کف ظرف ته نشین می شوند.
اصولاً این مواد را برای صافی سطح بیشتر بر روی قالب پاشیده می شود و در نتیجه نبایستی خود این مواد باعث ایجاد برجستگی روی سطح قالب شوند.
این نکته حائز اهمیت است که بعد از قالبگیری قسمت داخلی را توسط مشعل حرارت داده تا اگر رطوبت داشت از بین برود.
در پایان با توجه به تمام مواردذکر شده و اجرای آنها قالبها آماده چفت کردن هستند.
قالبها بعد از اینکه روی هم قرار گرفتن توسط جوشکاری به هم اتصال داده می شوند. این کار برای این است که در هنگام ذوب ریزی یا حمل سپس برای ذوب ریزی آماده می گردند.
حال ترتیب کلیه مراحل قالبگیری را توسط قالبگیری یک نمونه توضیح می دهیم :
نحوه قالبگیری چرخ
مدل چرخ از نوع مدل صفحه ای است.
در قالبگیری چرخ از یک مدل صفحه ای برای تای بالایی و پائینی استفاده می شود.
نحوه قالبگیری : ابتدا تای زیر را قالبگیری کرده بنابراین درجه ای متناسب پیدا کرده و آن را روی مدل صفحه ای قرار داده این کار توسط جرثقیل صورت می گیرد.
راهگاه فرعی را وسط مدل قرارداده شکل این راهگاه به صورت پروانه سه پره است. سپس روی مدل را سپاریت زده و لایه روی مدل را ماسه کرومیتی زده وسپس 2 میله به طور قطری داخل درجه به درجه جوش داده این کار برای استحکام بیشتر قالب صورت می گیرد. روی آنها ماسه سیلیسی ریخته و آن را می کوبیم. ماسه را باید با فشار خیلی کم کوبید چون سیلیس انبساط دارد. بنابراین باید فضایی برای انبساط داشته باشد. البته کار کوبیدن توسط پا صورت می گیرد. بعد از کوبیدن توسط تخته سطح نهایی را صاف کرده و سپس توسط سیخ روی آن سوراخ زده برای گرفتن گاز co2 بعد از اتمام کار گاز گرفتن قالب محکم می شود. این نکته در تای زیر حائز اهمیت است که بعد از گرفتن گاز در هر سوراخ باید سوراخ را توسط ماسه بپوشانیم تادر هنگام ذوب ریزی مذاب ازاین سوراخ ها خارج نشود.
قالب را از مدل جدا کرده این کار توسط جرثقیل صورت می گیرد ودر گوشه ای قرار داده و بعد راهگاه فرعی را از ان جدا کرده، بعد از اتمام کار تای زیر، درجه دیگری روی مدل صفحهای قرار داده برای قالبگیری تای رو.
قالبگیری تای رو به ین صورت است که ابتدا 4 عدد ماهیچه برشی متناسب با مدل را روی مدل قرار داده در 4 ناحیه. سپس 4 تغذیه بزرگ روی 4 ماهیچه قرار داده و 1 راهگاه وسط مدل قرار داده و بعد مدل را سپاریت زده و لایه اولیه را ماسه کرومیتی زده و بعد از اتمام کار جوشکاری روی ان را با ماسه سیلیسی می پوشانیم و بعد از کوبیدن و صاف کردن سطح چند سوراخ زده و شروع به گرفتن گاز می کنیم.
این نکته حائز اهمیت است که اطراف تغذیه ها را هم سیخ زده این بدان علت است که گاز ناشی از تغذیه ها خارج شود. در تای رو سوراخ ها را بعد از گرفتن گاز نمی پوشانیم از طریق این سوراخ ها گاز حاصله در هنگام ذوب ریزی خارج می شود. بعد از گاز گرفتن مدل را از قالب جدا کرده سپس قسمت داخلی قالبها را کمی توسط مشعل حرارت می دهیم تا رطوبتی باقی نماند سپس توسط دستگاه قسمت داخلی قالبها را رنگ سرامیکی زده بعد از انجام این کار 3 راهنما را در جای خود قرار داده و دو درجه را روی هم قرار داده و جوش می دهند و اکنوان قالب برای ذوب ریزی آماده می شود.
قسمت ذوب :
کار در این قسمت ذوب قراضه و مواد برگشتی می باشد و دست یابی به ترکیب شیمیایی مورد نظر و ریختن مذاب به داخل محفظه قالب.
نوع کوره مورد نظر در این قسمت کوره قوس الکتریکی می باشد. در کوره های قوس مستقیم قوس بین الکترود و شارژبرقرار می شود و گرمای ایجاد شده به شارژ منتقل می شود.
این کوره دارای سه الکترود که در سقف کوره با زاویه 120 درجه نسبت به یکدیگر قرار گرفته اند. جنس الکترودها از گرافیت فشرده است و به طول یک تا دو متر هستند که توسط اتصال دهنده های به نام مغزی که جنس آن گرافیت است به یکدیگر متصل می شوند. الکترودها حرکت عمودی دارند. لوله هایی که به الکترودها وصل هستند حاوی آب و جریان برق هستند. آب در جریان است و باعث خنک شدن الکترود می شود.
الکترودها در اثراکسید اسیون کربن در اثر حل شدن در مذاب در مراحل پایانی فولاد سازی مصرف می شود. پس از مدتی کار کردن وره الکترودها کوتاه می شوند و همچنین عوامل مکانیکی مانند ضرابت ناشی برخورد الکترود با شارژ باعث شکست الکترود می شود. در صورت مشاهده این وقایع باید الکترودها را عوض کرده این کار توسط کارگر بخش با کمک چرثقیل صورت می گیرد. الکترودها را توسط آچار مخصوص محکم می کنند.
این نکته حائز اهمیت است که بیشتر الکترودها از مغزی صورت می گیرد.
در صفحات قبل به جریان آب اشاره شد این جریان آب در 2 ناحیه دیگر کوره هم موجود است در قسمت سر کوره و در قسمت درب جلوی کوره
شارژ در کوره توسط جرثقیل انجام می شود. قطعات بزرگ را توسط جرثقیل داخل کوره قرار داده و قطعات کوچک را داخل ظرف مخصوص ریخته و سپس آن را توسط جرثقیل به بالای کوره برده و با باز کردن ته آن مواد داخل کوره ریخته.
شارژ مواد از سقف کوره که قابلیت جابجایی یا به عبارتی تغییر مکان دارد انجام می شود. کف کوره به صورت قوسی ساخته می شود تا اینکه مذاب با ارتفاع کم و سطح زیاد در کوره وجود داشته باشد. بنابراین سطح تماس مذاب و سرباره بیشتر و انجام واکنشهای فولادسازی که در فصل مشترک سرباره و مذاب انجام می شود بهتر است.
بیشترین تخریب آجر نسوز در این کوره در کف صورت می گیرد. کوره مورد استفاده در اینجا از آجر های مگنامی استفاده می شود و برای سقف کوره از آجر شاموتی استفاده می شود.
ظرفیت کوره برابر 5/2 تن می باشد به صورت اسمی ولی برای قطعاتی مانند باتم شل تا 5/4 تن نیز ذوب ریزی در آن صورت می گیرد. بر اساس نوع ذوب ریزی و آنالیز ترکیب شیمیایی که از قبل در اختیار پرسنل کوره قرار داده شده است مواد شارژی به داخل کوره حمل می شود. قبل از شارژ کوره بایستی دقت کافی را به عمل آورد تا جداره نسوز کوره آسیب ندیده باشد در غیر این صورت بایستی آن قسمت آسیب دیده را با استفاده از جرمهای نسوز خاک نسوز ترمیم نمود. خاک نسوز مورد استفاده در اینجا خاک NR-34 که گاهی با آب و گاهی نیز با چسب سیکلیکات سدیم مخلوط شده و به بدنه کوره زده می شود.
زمانی که از آب استفاده می شود کوره برای نوبت اول ذوب گیری آماده شده و کوره خنک می باشد و جرم نسوز تهیه شده به صورت مشت، مشت به بدنه کوره زده می شود. زمانی که از چسب سیلیکات سدیم استفاده می شود و در نوبتهای بعدی ذوب می باشد که امکان رفتن به داخل کوره نیست و جرم نسوز تهیه شده توسط بیل محکم از دریچه سرباره گیری به بدنه کوره کوبیده می شود تا از سوراخ شدن کوره جلوگیری به عمل آید.
آجرچینی نسوز کوره بنا به گفته پرسنل کوره 100 تا 120ذوب جواب داده و سپس جمع و دوباره آجر چینی می شود.
به محض شارژ کوره ذوب آن بسته و شروع به کار می کند. پس از مدتی نمونه ای تجربی گرفته و مواد افزودنی به ان اضافه می شود و بسته به نوع ترکیب شیمیایی از موادی مانند :
1- فرو منگنز کم کربن FeMn
2- فرومنگنز پر کربن FeMnc
3- آهک cao
4- فروسیلیس Fesi
5- فلورین caf2
6- فروکرم پر کربن Fecr
7- فروکروم کم کربن
8- سنگ آهن Feo
9- فرو مولیبدن
10- فرو تیتانیم
11- آلومنیوم
استفاده می شود.
برای فهمیدن دمای مذاب کار به این صورت است که قلاب ترموکوپل را به سر میله وصل کرده این میله توسط سیمی به دستگاه متصل است با قرار دادن میله داخل ذوب دستگاه دما را نشان می دهد.
کوره قوس از داخل اتاقک مخصوصی کنترل می شود در این اتاقک تابلو برقی موجود است که از طریق این تابلو عملیات قوص زنی کوره را کنترل می کنند.
این نکته حائز اهمیت است که در صورتی که مشاهده شد الکترود قوص نمی زند باید مقداری شارژ در قسمت آن الکترود ریخته تا با اتصال با شارژ مجدداً شروع به قوص زدن کند.
بعد از انجام عملیات ذوب و دستیابی به ترکیب شیمیایی مورد نظر نوبت به ریختن مذاب به داخل پاتیل می رسد. حال پاتیل را با کمک جرثقیل به چاله ذوب منتقل کرده و سپس کوره را متمایل کرده تا ذوب از داخل آن خارج و به داخل پاتیل بریزد.
گاهی اوقات مشاهده شده است که در هنگام بار گیری مقداری بسیار زیادی مذاب از پاتیل لبریز شده و به بیرون ریخته می شود بعد از اتمام کار مقداری از مذاب داخل پاتیل را به آزمایشگاه برد و سپس پاتیل را از چاله در آورده و برسر قالبها برده و ذوب ریزی داخل قالبها صورت می گیرد و اگر ذوب اضافه آمد آن را داخل چاله ماسه ای ریخته.
بعد از تمام بارگیری کوره تحت تست چشمی قرار می گیرد و اگر آسیب دیدگی وجود داشته باشد دوباره ترمیم می شود و در غیر این صورت مواد به داخل کوره شارژ شده و شروع به کار می کند. پاتیل برای تخلیه آماده شده و مواد اضافه ذوب را از آن خارج نموده برای تعمیرات آماده می شود. تعمیراتی که روی آن صورت می گیرد عبارتند از :
1- تعویضی قیفی ته پاتیل
2- تعویضی سر استرپر
3- تعویض لوله شاموتی
4- کندن مواد سرباره ای که به جداره پاتیل چسبیده اند.
لوله شاموتی از جنس سیلیس، قیفی یا از جنس گرافیت، سر استوپر هم از جنس گرافیت است.
نسوز داخل پاتیل بنا به گفته مسئول آن بعد از 60 تا 80 ذوب عوض می شود. ذوبهای منگنزی اثر مخرب تری روی پاتیل دارند ولی ذوب کربنی اثر کمتری دارد. ما باید با یک برنامه ریزی منسجم جهت تولید ذوب مقدار ذوبی را تولید نمود تا در پایان از ریختن مذاب به داخل چاله ماسه خود داری شود. این امر مستلزم این است که ما آشنایی کافی از مواد شارژ شده و مقدار ذوبی که این مواد به ما می دهند داشته باشیم.
به نظر بنده اگر در این زمینه کاری صورت بگیرد بسیار به صرفه اقتصادی است و از تولید مذاب اضافی هدر رفته جلوگیری می شود.
موارد اقتصادی که برای آن می توان ذکر کرد.
1- مصرف برق کمتر
2- مصرف کمتر مواد فرو آلیاژ
3- کاهش زمان ذوب گیری
از موارد دیگری که در این مدت مشاهده شده عرم دقت در هنگام بارریزی به قالب می باشد. گاهی بر اثر عدم تنظیم صحیح باریز پاتیل با دهانه لوله راهگاه مذاب به لبه راهگاه برخورد گرده و به اطراف پاشیده می شود که با کمی دقت در هنگام بار ریزی می توان این اشکال را بر طرف نمود.
معایبی را که در این حالت می توان بررسی کرد :
1- شستن ماسه راهگاه و وارد شدن این ماسه به داخل
محفظه قالب و ایجاد تخلخل در بدنه اصلی قطعه
2- عدم یکنواختی در بار ریزی که با کند و تند شدن آن باعث ایجاد تلاطم در مذاب شده و از یک انجماد جهت دار جلوگیری می کنیم.
این نکته حایز اهمیت است که بدنه پاتیل و سقف کوره قوس از آجر شاموتی تشکیل شده است.
ذوبهایی که در این قسمت آماده می شود شامل :
1- Gs 45 کربنی 00 برایقطعاتی مانند تاپ شل ….
ترکیب شیمیایی حدوداً برابر C Si Mn P S Cr mo
057/0 34/0 031/0 041/0 59/0 34/0 24/0
وزن کل شاره حدود 3000 کیلو گرم
فلورین 10 تا 15 کیلو گرم
سنگ آهک 70 تا 100 کیلوگرم
شمش آلومینیوم 6 تا 8 کیلوگرم
شمش چدن 50 تا 70 کیلوگرم
فرو سیلیس 40 تا 55 کیلوگرم
فرو منگنز پر کربن 20 تا 26 کیلوگرم
فرو منگنز کم کربن 15تا 20 کیلوگرم.
مدت زمان طول یک ذوب حدود 4 ساعت می باشد و درجه حرارت تخلیه c1600 می باشد.
2- چادر ملو :
ترکیبات شیمیایی حدوداً برابرC Si Mn P S Cr Mo
31/0 2 022/0 036/0 8/1 59/0 71/0
وزن کل شارژ kg 3500
سنگ آهک 50تا 80 کیلو گرم
فرو سیلیس 20 کیلوگرم
فرو منگنز کم کربن 10 تا 20 کیلوگرم
فرو تیتانیم 2 کیلوگرم
فرو مولیبدن 6 کیلوگرم
شمش آلومینیم 6 کیلوگرم
فرو کرم کم کربن 30 کیلوگرم
فرو کرم پر کربن 55 کیلوگرم
مدت زمان یک ذوب 60:2 بطول می انجامد.
درجه حرارت تخلیه c1540 است.
3- ذوبهای منگنزی :
عمده ترین ذوب که رینتد می شود از این نوع است :
ترکیبات شیمیایی حدوداًC Si Mn P S Cr Mo
3 /20 6/1،8/1 04/0 06/0 13،7/13 3/0،8/0 18/1،23/1
جمع شارژ اولیه 2800
فرو سیلیس 25 کیلوگرم
فرو منگنز پرکربن 6 کیلوگرم
فرو منگنز کم کربن 160 کیلوگرم
فرو کرم پر کربن 15 کیلو گرم
سنگ آهک 70 کیلو گرم
آلومینیوم 3 کیلوگرم
فلورین 20 کیلو گرم
درجه حرارت ریختن مذاب C 1500 می باشد. مدت زمان طول یک ذوب 3 ساعت می باشد.
4- ذوب کربنی :
ترکیب شیمیای حدوداً برابر C Si Mn P S Cr Mo
03/0 02/0 02/0 01/0 08/0 11/0 05/0
جمع شارژ اولیه 3100 کیلو گرم
فرو سیلیس 60 کیلو گرم
فرو منگنز پر کربن 17 کیلو گرم
آلومینیوم 3 کیلوگرم
گرافیت 15 کیلوگرم
سنگ آهک 70 کیلو گرم
فلورین 10 کیلو گرم
درجه حرارت ریختن مذاب c 1620 می باشد
مدت زمان طول یک ذوب 30: 3 می باشد.
عمده تفاوتی که بین ذوب کربنی و منگنزی می توان ذکر کرد مدت زمان طولانی تر ذوب کربنی می باشد.
درجه خرارت ریختن ذوب کربنی 1600 درجه سانتیگراد است ولی درجه حرارت ریختن ذوب منگنزی 1500 می باشد.
در ذوب منگنزی بیشتر از مواد برگشتی استفاده می شود تا قراضه ولی در ذوب کربنی بیشتر از قراضه استفاده می کنند.
این نکته در قسمت ذوب حائز اهمیت است که بعد از ذوب ریزی داخل قالب روی راهگاه و تغذیه ها اگزوترمیت ریخته. این کار برای حفظ گرما مذاب است.
بعد از انجام ذوب ریزی و سرد شدن قالبها، قالبها به قسمت تخلیه درجه ها برده می شوند.
قسمت تخلیه درجه ها :
تخلیه دجه ها توسط دستگاهی به نام ویبر صورت می گیرد.
کار تخلیه به این صورت است که توسط جرثقیل درجه ها را روی دستگاه قرار داده با لرزشی که این دستگاه تولید می کند. ماسه ها و قطعه از درجه خارج شده.
البته گاهی اوقات از پتک هم استفاده می شود.
برای جدا کردن ماسه از قطعه از پتک و چکش بادی استفاده می شود.
دراین قسمت تغذیه ها و راهگاها از قطعات جدا شده و همچنین ماهیچه ها از درون قطعه توسط چکش بادی خارج می شود.
دو نکته حائز اهمیت است :
1- تغذیه قطعات کربنی را نمی توان به روش ضربه جدا نمود چدن بدلیل داشتن کربن امکان ترک برداشت در حین ضربه وجود دارد و بایستی توسط هوا برش جدا شود.
2- تغذیه قطعات منگنزی را توسط ضربه جدا می نمایند.
خارج ساختن ماهیچه ها در این قسمت بازحمت بسیار صورت می گیرد زیرا بصورت بسیار محکمی در داخل قطعه سفت شده اند پیشنهاد می شود برای جلوگیری از چنین مشکلی در مرحله ماهیچه سازی همراه با مواد ماهیچه سازی مقداری خاک اره و یا موادی که در اثر حرارت از بین رفته و ایجاد تخلخل در ماهیچه نمایند و در هنگام خارج ساختن ماهیچه، بسادگی این کار صورت بگیرد.
بعضی از قطعات نیز بدون اینکه تغذیه و راهگاه جدا شود به قسمت تمیزکاری انتقال می یابد.
مرحله بعدی که قطعات برده می شود مرحله تمیز کاری و عملیات حرارتی است.
قسمت عملیات حرارتی و تمیز کاری
در قسمت عملیات حرارتی با داشتن 4 کوره عملیات حرارتی به عملیات کردن قطعات می پردازند و با داشتن دو استخر آب به کوئینچ قطعات مورد استفاده می پردازیم.
در این قسمت تمام قطعات از جمله کربنی و منگنزی ابتدا عملیات حرارتی و سیکل عملیات مورد نظر را طی کرده و سپس تحت عملیات تمیز کاری قرار می گیرند.
البته بعضی از قطعات نیز پس از تمیز کاری و احیاناً جوشکاری دو باره تحت عملیات حرارتی تنش گیری قرار می گیرند.که این قطعات عبارتند از باتم شل و تاپشل، قطعات چادرملو و ….
عملیاتی که روی قطعات انجام می شوند عبارتند از :
1- آنیل
2- تمبر
3- کوئینچ
4- نرماله
قطعاتی مانند تابشل و باتم شل و قطعات کروم بالا تحت عملیات آنلینگا قرار می گیرند.
آنیل کردن به معنی نرم کردن فولاد و کاهش سختی و افزایش انعطاف پذیری می باشد. که به دو صورت انجام می شود.
1- آنیل کامل
2- آنیل ایزوترمال
درآنیل کامل نمونه در کوره سرد می شود ولی در آنیل ایزوترمال نمونه تا دمای c 723 سرد شده وسپس در این دما به مدت طولانی نگهداری می شود تا نقطه شروع و پایان پرلیت مد نظر را قطع کند و سپس در هوا سرد می شود.
هدف کلی بدست آوردن پرلیت از عملیات آنیل می باشد.
قطعات تاپشل و باتمشل : درجه حرارت آنیل کردن c 870 و زمان نگهداری 3 ساعت می باشد.
قطعات کروم بالا : درجه حرارت آنیل کردن c 1010 و زمان نگهداری 2 ساعت می باشد.
قطعاتی تحت عملیات تمپر قرار می گیرند عبارتند از چادرملو و باتم مثل و غیره …
تمپر یا بازگشت دادن Tem pering عبارتست از افزایش مقاومت به ضربه و یا کاهش شکنندگی فولادهای سخت شده.
سختی که در اثر کوئینچ بدست می آید را سختی اولیه و سختی که در اثر تمپر بدست می آید را به سختی ثانویه می گویند. به طور کلی در هیچ حالت و شرایطی نمونه کوئینچ شده را بدون تمپر نباید بککار گرفت.
قطعات با تمشل و تاپشل : درجه حرارت تمپر c 650 و زمان نگهداری 3 ساعت می باشد و داخل کوره سرد می شود.
قطعات چادرملو : درجه حرارت تمپر c580 و زممان نگهداری 3 ساعت میباشد. در هوای آزاد سرد می شود.
قطعات کروم بالا :درجه حرارت c530 و زمان نگهداری 5/1 ساعت می باشد.
قطعاتی که تحت عملیات کوئینچ قرار می گیرند عبارتند از : منتل، کانکیو، آستری و غیره.
اصولاً در عملیات کوئینچ معمولی که منجر به ساختار مارتنزیتی می شود که سرد کردن بصورت غیر یکنواخت و غیر تعادلی است. که می توان از استخر آب برای سرد کردن قطعات استفاده نمود.
قطعه از محیط سرد کننده خارج و در دمای محیط قرار می گیرد. فاصله بین دمای کوئینچ و دمای محیط و کمی بالاتر از آن به علت دیفوزیون کربن از مارتنزیت و رسوب بر روی نابجایی ها و مرزدانه ها سبب افزایش سختی قطعات می شود.
قطعات منگنزی شامل : منتل و کافکیرو چکش استعبان و … در درجه حرارت c1060 به مدت 15/1 ساعت الی 2 ساعت در کوره نگهداری می شود.
قطعاتی که تحت عملیات نرماله قرار می گیرند عبارتند از : چادرملو و قطعات کروم بالا.
نرماله کردن عبارتست از حرارت دادن فولاد از منطقه آستنیت و سرد کردن فولاد در هوا.
معمولاً این عملیات را به منظور ریز کردن دانه ها، ظریف کردن لایه های پرلیت به منظور افزایش سختی و استحکام فولاد ها بکار می برند.
می تواند به عنوان یک عملیات مستقل و تمام کننده و یا بعنوان یک عملیات حرارتی مقدماتی صورت بگیرد.
قطعات چادرملو بعد از عملیات حرارتی نرماله و تمپر سنگ خورده و هرگز تحت عملیات جوشکاری قرار نمی گیرند.
بعد از اتمام عملیات حرارتی، قطعات به قسمت تمیز کاری منتقل می شوند.
در قسمت تمیز کاری بعضی از قطعات که قبلاً تغذیه و راهگاه آن نشده بود توسط هوا برش از آن جدا می کنیم و سپس توسط سنگ آویزها و سنگ دستی ها و سنگ انگشتی قطعات را سنگ زده تا تا قسمتهای زائد آن از بین برود و قطعاتی که دارای مک و حفر می باشند جوشکاری می نمایند.
درقسمت تمیزکاری 3 سنگ آویز و سنگ دستی و انگشتی و 2 دستگاه جوش وجود دارد. در قسمت جوشکاری از سیم جوش معمولی و منگنزی استفاده می شده است.
سیم جوش منگنزی برای قطعات منگنزی بکار می رفت. منگنزی روان تر است و بهتر خراشها و سوراخها را پر می کند. کوره عملیات حرارتی به مانند اتاقکی است که دیواره داخلی آن از آجرهای نسوز است و کف اتاقک هم از آجرهای نسوز است که به صورت متحرک است و روی یک ریل حرکت می کند.
قطعاتی را که احتیاج به تنش گیری نداند کارشان در اینجا تمام می شود و قطعاتی که احتیاج به تمپر شدن دارند با تنش گیری، دوباره عملیات شد و سپس به قسمت نهایی برده مشکلاتی که بعضی موقعه ها وجود داشت عبارتند از :
1- گاهی مشاهده می شده است که کوره بصورت بسیار ناقص می سوزد و از دریچه کنترل داخل اکثراً زبانه آتش بصورت سیاهرنگ خارج می شد. در نتیجه روی عملیات تاثیر خواهد گذاشت.
2- گاهی مشاهده می شده قطعات عملیات شده بایستی سریعاً کوئینچ شود ولی به علت نقص فنی درب کوره باز نشده.
کار در این قسمت به پایان رسید و قسمت بعدی کنترل کیفی است.
قسمت کنترل کیفی :
این قسمت را شاید بتوان مهمترین و در حین حال حساسترین قسمت یک بخش تولیدی نام برد. زیرا که در پایان تمام مراحل انجام شده این مدیر کنترل کیفی است که مهر تائید شد را روی قطعه زده و قطعه خارج می شود.
در اصل نیز بایستی کنترل کیفی بر روی تمام مراحل تولید نظارت داشته باشد و از بروز هر گونه اشتباهی در هر مرحله از تولید جلوی آن را بگیرد که در نهایت قطعات تولیدی کمترین مقدار ضایعات را داشته باشد در نتیجه کمترین خسارت را خواهد داد.در بازار فروش قطعات بیشتر قطعاتی مد نظر مشتریان است که از کیفیت بالاتری نسبت به قطعات مشابه برخوردار باشند.
در اصل تضمین بقای تولید یک کارگاه تولیدی به کنترل کیفیت آن بستگی دارد. در اینجا اکثراً تست کنترل بصورت چشمی صورت می گیرد و از لحاظ چشمی نیز بررسی می شود که احیاناً مک، حفر، و یا ترک در سطح قطعه موجود نباشد.
بعضی از قطعات را که در عملیات حرارتی آنها مشکلی ایجاد شده است مورد تست متالوگرافی قرار داده و ساختار آن را مورد بررسی قرار می دهند. بعد از طی همه این مراحل قطعه اجازه خروج از کارگاه را خواهد یافت.
کارآموزی در کارگاه ریخته گری نقش جهان
1
32