گزارش کار آموزی در کارخانه ریخته گری چدن شرکت ایران خودرو



واحد ابهر
بسمه تعالی

عنوان:
گزارش کار آموزی در کارخانه ریخته گری چدن شرکت ایران خودرو

فهرست مطالب:

معرفی واحدهای مختلف کارخانه ریخته گری چدن ………………. 4
فصل اول
خطوط قالبگیری ………………………………………………………………… 8
فصل دوم
ایستگاه ذوب و کوره های تهیه مذاب چدن …………………………. 15
فصل سوم
ماهیچه سازی …………………………………………………………………… 28
فصل چهارم
فرآیندهای قالبگیری ………………………………………………………….. 48

کارخانه ریخته گری چدن ایران خودرو ، به طور کلی از هشت واحد تشکیل شده که ذیلاً شرح داده می شود :
1. واحد ماهیچه سازی :
ساخت ماهیچه به منظور ایجاد حفره های داخلی قطعه می باشد که ایجاد این حفره ها پس از ریخته گری به وسیله ماشینکاری امکان پذیر نمی باشد و یا بسیار مشکل است . در کـارخانه ریخته گری ایـران خـودرو ، ماهیچه سـازی به دو روش Hot box وCold box صورت می گیرد . در روش Hot box ماسه همراه با اکسید آهن ، رزین و اسید در میکسر مخلوط می شود و سپس توسط این مخلوط مخازن بالای دستگاه های ماهیچه سازی شارژ می شود . در واحد ماهیچه سازی Hot box ، دستگاه هایی وجود دارد که آنها پس از شوت ماسه داخل قالب توسط مشعل هایی ماسه حـرارت داده می شوند تا سخت گردند و پس از خـروج از قالب به قسمت تمیزکـاری منتقل می شوند و در صورت نیاز بتونه کاری هم می شود که بتونه از اجزاء زیر تشکیل شده است ؛ بنتونیت ، دکسترین ، ماسه سیلیسی و آب .
بعد از بتونه کاری عمل رنگ کاری انجام می شود و سپس ماهیچه ها در گرمخانه قرارمی گیرند تا پوشش آنها خشک شود و سپس به انبار منتقل می شوند .
مشخصه و ترکیب ماسه ماهیچه سازی :
کاتالیست 20 – 17 درصد رزین ، اکسید آهن 3/5 – 3 درصد وزن ماسه ، رزین 3 – 2/2 وزن ماسه .
دستگاه کلد باکس : دستگاه کلد باکسی که در کاخانه مورد استفاده قرار می گیرد ، جهت تولید ماهیچه سینی بزرگ به کار می رود و ترکیب ماسه به صورت زیر است :
ماسه سیلیسی + اسید + رزین.

توضیحات مفصل مربوط به این واحد در ادامه گزارش آمده است .
2. واحد قالبگیری :
خطوط قالبگیری ریخته گری چدن شامل سه واحد مجزا می باشد .
I. خط قالبگیری FDC : این خط دارای دو پرس joult squees می باشد . که یک پرس تای زیر و پرس دیگر تای رو را قالبگـیری می کند ، این خط جهت قالبگـیری فلایویل ، سر سیلندر پیکان ، کپه یاتاقان اگزوز به کار می رود .
II. خط BMM : مـاسه ایـن خط مخلوطی از ماسه سیلیسی ، بنتونیت ، پـودر زغال و آب می باشد . در این خط درجه ها خالی شده در قسمت شیک اوت به روی ریل غلتکی منتقل می شود . این ریل حرکت می کند و در کنار پرس ها قرار می گیرند . درجه ها توسط بالا برهای پنوماتیک از روی ریل به روی میز کار و زیر پرسها منتقل می شوند و از بـالای درجه ، درجه ها با ماسه پر می شوند و سپس توسط سیستم فشاری و ضربه قالبگیری انجام می شود . سختی قالب ها در این قسمت به وسیله سختی سنج پرتابل گرفته می شود .
III. خط قالبگیری واگنر : خط واگنر تمام اتوماتیک است که این خط توسط یک شرکت آلمانی تاسیس شده است . تمامی مراحل قالبگیری ، خروج قطعه از قالب و ماسه سازی به وسیله دستگاه های اتوماتیک صورت می گیرد که توسط اپراتور از داخل اتاق کنترل که در بالای خط قرار دارد کنترل می شود .
3. واحد ذوب :
خط ذوب شامل دو کوره 8 تنی ، سه کوره 2 تنی و یک کوره نگهدارنده می باشد که کوره 8 تنی و 2 تنی جهت تهیه ذوب برای کوره مادر مورد استفاده قرار می گیرد . مواد شارژ این کـوره ها را مـقداری قراضه فولادی که از کـارخانه بـرش و پرس ایران خودرو تحویل می گیرند ، شامل می شود که در کوره شارژ می گردند . سپس برگشتی های ریخته گری شامل سیستم راهگاهی و قطعات ضایعاتی سیلندر و سر سیلندر شارژ می گـردد . مذاب تهیه شده در کوره های فوق توسط پاتیل های بزرگی به درون کوره مادر ریخته می شود و در این کوره آنالیز و ترکیب عناصر تصحیح شده و برای ذوب ریزی آماده می شود .
برای جوانه زائی می توانیم از مواد مختلفی مانند Fe – Si – Zr ، Fe – Si – Sr ، Fe – Si – Ca یا Fe – Si – Ba استفاده کنیم . مهمترین آن Fe – Si – Sr یا سوپرسید می باشد . که مقدار اضافه کردن آن بین 6/0 – 1/0 می باشد به نوع جوانه زا ، ضخامت قطعه و . . . دارد که در شرکت ایران خودرو مقدار 1/0 اضافه می گردد .
4 . واحد شات بلاست :
دستگاهی است بـرای تمیزکاری قطعات ریخته گری که تـوسط پرتاب ساچمه های ریز به سمت مسطح قطعه آن را تمیز می کند . جنس ساچمه ها از نوع فولاد است و جنس بدنه می تواند فولاد یا چدن پر کروم باشد .
5 . واحد سنگ زنی :
پس از تمیزکاری قطعات در واحد شات پلاست سیلندر و سر سیلندر جهت از بین بردن زوائد باقی مانده به قسمت سنگ زنی هدایت می شوند .
6 . واحد واترتست :
در این واحد دو دستگاه واترتست موجود است که یکی از آنها برای سیلندر و دیگری برای سر سیلندر است که نشتی را کنترل می کند . در این دستگاه هوا با فشار به داخل قطعه اعمال می شود البته تمام منافذ خروجی هوا توسط دستگاه بسته می شود . سپس قطعه در داخل آب فرو برده می شود و در صورتی که از داخل آب حبابی خارج نشود سالم بودن قطعه نتیجه می شود . در صورت داشتن نشتی جزو قطعات ضایعاتی می شود .
7 . کنترل نهایی قطعه :
در این قسمت یک کنترل روی قطعه انجام می شود ، که خصوصیات قطعه چدنی باید به صورت زیر باشد .
زمینه پرلیتی که بیشتر از 95 درصد باشد و بقیه فریت ، سختی در محدوده HB 235 – 797 ، گرافیت نوع A در حدود 70 درصد .
8 . واحد آزمایشگاه :
در سه بخش مستقل از هم مشغول فعالیت می باشند :
1. آزمایشگاه ماسه : در این آزمـایشگاه در هر ساعت نمونه هایـی از مـاسه خط قالبگیری و مـاهیچه سازی گرفته شده ، درصد رطوبت ، استحکام فشاری ، تراکم پذیری ، درصد خرد شوندگی و نفوذ پذیری بعمل می آید . ضمناً آزمایشات درصد خاک رس فعال و غیر فعال ، درصد مواد سوختنی و مواد فرار نیز بطور روزانه انجام می شود .
2. آزمایشگاه شیمی : در این آزمایشگاه آزمایشات آنالیستیکی ، مواد مورد مصرف و تطبیق آن با استاندارد های موجود ، آنالیز فلزات رنگین و غیره انجام می شود .
3. آزمایشگاه فیزیک : این قسمت ضمن مجهز بودن به دستگاه کوانتومتر ARL مدل 31000 RET ساخت سوئیس که تا 22 عنصر را آنالیز می کند و نیز میکروسکپ متالوگرافی LEIIZ مدل ARISTOMET ساخت آلمان غـربی که امکان بـزرگنمایی تـا 2500 برابر را دارا می باشد . در این قسمت امکان آزمایشاتی همچون آزمایشات کشش ، فشار ، ضربه ، سختی سنجی ، متالوگرافی و آنالیز دقیق هر نوع چدن و فولاد را دارا می باشد .

انواع روشهاو خطوط قالبگیری در کارخانه ریخته گری چدن ایران خودرو :

* قالبگیری Wagner
* قالبگیری B.M.M
* قالبگیری F.D.C
* قالبگیری Disa Matic
* قالبگیری دستی
قالبگیری Wagner :
این دستگاه توسط شرکتی واقع در شهرستان ناکستان از شرکت واگنر آلمان خریداری و وارد ایران گردیده است که پس از آن توسط شرکت ایران خودرو خریداری و در سال 1378 نصب و راه اندازی شده است . این خط تولید ساعتی 75 عدد قالب را بطور کامل با ماهیچه گذاری قالبگیری می کند . این دستگاه بطور کاملا اتوماتیک و از مدل مولتی پیستون (Air Perssure) می باشد . این خط همانند خطوط قالبگیری دیگر به دو قسمت کلی تقسیم می شود .
1. ساخت مخلوط ماسه :
ساخت مخلوط ماسه خط قالبگیری واگنر از سه مخزن بزرگ پودر زغال و بنتونیت و ماسه نو که در قسمت فوقانی سالن واقع است و بوسیله تابلوی کنترل اپراتور اتاقک فرمان سالن واگنر کنترل می گردد در مرحله اول Kg1000 ماسه نو به همراه Kg9 بنتونیت و Kg3 پودر زغال مخلوط و با 4-5/3 درصد رطوبت میکسر گردیده و بوسیله بلت هایی بالابر به مخزن (هوپر) در بالای خط قالبگیری انتقال داده می شود و برای قالبگیری مهیا می گردد.
مخزن دیگری در قسمت فوقانی سالن می باشد که ماسه ها در گردش و برگشتی از شیک اوت گرم و خنک شده بوسیله سندکولر خط در آن دپو می گردد و با مخلوط کردن بنتونیت و پودر زغال با اندازه لازم و همچنین رطوبت بوسیله میکسر وارد قالبگیری می شود .
دور نمای ساخت ماسه خط قالبگیری Wagner
2. قالبگیری و مونتاژ ماهیچه :
درجه ها بعد از شیک اوت گرم و خارج شدن قطعه و ماسه بوسیله ریلی و با هدایت جک های مربوط که با چشم الکتریکی مجهز هستند وارد خط قالبگیری می گردند و به زیر مخزن ماسه (هوپر) قرار می گیرند , قسمت پرس قالب به صورت دو گانه می باشد و با حرکت خطی که در راستای درجه انجام می دهد – عمل ریخته شدن ماسه به درون درجه و سپس 2- عمل کوبش و قالبگیری را انجام می دهد و مدل صفحه ای بصورت گردش دایره ای شکل و با زاویه 1800 مدل تای زیر و تای رو را برای قالبگیری در زیر درجه قرار میدهد . پس از قالبگیری درجه بوسیله فلکی نگه داشته و با چرخش 1800 به رو برگردانده می شوند تا در ایستگاه مربوطه مورد بازرسی کنترل کیفی واقع گردد . در این ایستگاه بعد از بازرسی از سالم بودن قالب جهت بارگیری داخل قالب و فیلتر گذاری و ماهیچه گذاری بوسیله فیکسچر آماده می گردد تا در قسمت بعدی درجه های رو و زیر جفت گردند و آماده بار ریزی گردند .
قالبگیری B.M.M :
قالبگیری B.M.M را به دو قسمت کلی تقسیم می کنیم .
1. قسمت ساخت و تهیه ماسه مصرفی B.M.M :
کل ماسه خط در چهار مخزن یا بونکر 75 تنی نگهداری می شود . در زیر این بونکر ها بلتهایی قرار دارد که با حرکت آنها ماسه به مرور زمان از بونکر ها تخلیه شده و بوسیله بلیت دیگر به قسمت فوقانی سالن برده می شود و به درون یک مخزن 4 تنی ریخته می شود و بعد Kg100 از ماسه با Kg9 بنتونیت و Kg3 پودر زغال یا گرافیت به درون میکسر ریخته و ابتدا به مدت یک دقیقه بصورت خشک مخلوط می شوند سپس به آن آب افزوده و هم زمان به مدت دو دقیقه مخلوط می گردد . سپس بعد از تهیه ماسه بوسیله تخلیه کن از پایین میکسر ماسه خارج شده و بوسیله بلیت آن به خط قالبگیری و هوپرها منتقل می گردد . که بعد از قالبگیری ذوب ریزی قالب ها به قسمت شیک اوت گرم تخلیه می شوند . ماسه جهت استفاده مجدد بایستی خنک شوند و این عمل بوسیله شیرهای آب تعبیه شده بر روی بلیت ها و سپس انتقال آن به سندکولر ماسه انجام می پذیرد و سپس به درون همان بونکر های 75 تنی دپو می گردد . وقتی یک بونکر ماسه اش تمام می شود از بونکر بعدی 75 تنی که ساعتها بدون استفاده مانده و حرارت آن به اندازه دمای محیط رسیده استفاده می شود . تمامی این عمل بوسیله تابلویی از اطاق فرمان کنترل می گردد .
2. قالبگیری و مونتاژ ماهیچه :
درجه ها بوسیله جرثقیل از روی خط کناری ماشین قالبگیری از نوع فشاری و ضربه ای قالبگیری انتقال پیدا می کند . ماشین قالبگیری این قسمت به صورت نیمه اتوماتیک که بوسیله یک شرکت انگیلیسی در سال 1353 نصب شده است و جهت تولید سیلندر و سر سیلندر می باشد که فعلا برای تولید سیلندر مورد استفاده قرار می گیرد . بعد از قالبگیری درجه زیری , در قسمت مونتاژ ماهیچه 9 تکه ماهیچه ( میا سوپاپ , بدنه یک پارچه , کاسه , واتر جاکت , سنی بزرگ , سینی کوچک ) بوسیله تیکر جفت شده و به داخل قالب قرار می گیرد کمی جلوتر از خط ماشین ضربه ای و فشاری دیگر وجود دارد که درجه رویی را قالبگیری می نماید بعد از گذاردن فیلتر جهت گرفتن سرباره و آخال و شلاکه در جای مخصوص خود بادگیری قالب را انجام می دهیم و درجه تای رو را بوسیله جرثقیل و پین راهنما جفت کرده و وزنه گذاری می نمائیم تا برای بار ریزی آماده گردد .
قالبگیری F.D.C :
1. ساخت ماسه :
از قسمت ماسه سازی و ماسه گردان قالبگیری B.M.M تغذیه می کند و کنار خط B.M.M واقع شده است . این خط می تواند قطعات کوچک مانند چرخ دنده و فلایویل و کپه یاتاقان را قتلبگیری کند.
2. قالبگیری :
روش کار تقریبا همانند B.M.M می باشد .
بدلیل قدیمی بودن خط و خرابی بیش از حد آن ( توقف زیاد ) عملا بلااستفاده می باشد .
قالبگیری دیزاماتیک Disa Matic :
کارخانه دیزاماتیک در سال 1904 توسط لقای آرنولد مولر ناسیس شد فعالیت اصلی صاحبان شرکت قبل از آن کشتیرانی و ماهیگیری بوده و فعالیت فعلی شرکت عمدتا تولید ماشین آلات دستگاه های تمیز کاری و تهویه هوا میباشد . اولین دستگاه قالبگیری در سال 1964 ساخته شد و تا کنون 622 دستگاه قالبگیری به اروپا , 234 دستگاه با آسیا , 283 دستگاه به آمریکا و 26 دستگاه به آفریقا فروخته است فروش این دستگاه ها در سه سال اخیر سال 98 , 290 دستگاه و سال 98 حدود 360 دستگاه و سال 99 حدود 340 دستگاه بوده است . دستگاههای قالبگیری در 5 نسل بهبود یافته و آخرین آن دستگاه 230 بوده که کاملا اتوماتیک و ظرفیت 500 قالب بدون ماهیچه و 440 قالب با ماهیچه را دارد . 41 دستگاه از دستگاه 230 به کشور مختلف فروخته شده از جمله آمریکا , فرانسه, آلمان , سوئیس , ژاپن و چین و شرکت دیزاماتیک زیر مجموعه (A.P.Moler Group) می باشد که با 50000 کارگر و کارمند در 100 کشور در زمینه کشف و بهره برداری منابع نفت و گاز می باشد .
این خط قالبگیری همانند خطوط قالبگیری قبل از دو قسمت کلی تشکیل شده است .
1. تهیه مخلوط ماسه قالبگیری :
تهیه مخلوط ماسه قالبگیری دیزاماتیک همانند خطوط قالبگیری Wagner و B.M.M می باشد . ماسه نو و ماسه قالبگیری و زغال و بنتونیت و آب که در بونکر های جداگانه ای نگهداری می کردند به درون میکسر ریخته تا داخل میکسر مخلوط شود و جهت قالبگیری دیزاماتیک به هوپر بالای دستگاه بوسیله بلت منتقل شده تا برای قالبگیری مهیا گردد .
2. روش قالبگیری :
فرق اساسی و اصلی این روش با روشهای قبلی در این است که در این روش از درجه جهت نگهداری اطراف قالب استفاده نشده و فقط با فشرده شدن ماسه در درون یک قالب و خارج کردن آن توسط فشار یک جک عمل قالبگیری انجام می شود . و در این روش قالب ها بطور ایستاده قرار می گیرند . و مثل حالتهای قبل تای زیر و تای رو ندارد و تماما طور اتوماتیک می باشد .
قالبگیری دستی :
قالبگیری در این قسمت همانند روش سنتی می باشد . و بوسیله درجه های چوبی جهت قالبگیری استفاده می شود . ماسه مورد استفاده در این قسمت ماسه خشک از نوع مصنوعی بوده که با افزایش چسب سیلیکات سدیم و یا چسب فوران بعنوان رزین و گاز CO2 جهت خودگیری و عمل آمدن مخلوط ماسه استفاده می شو د .
ساخت ماسه :
در این قسمت میکسر متحرک کوچکی با ظرفیت Kg150 بعنوان مخلوط ماسه ساز استفاده می شود . ماسه خشک با مقدار چسب حدود 4-3 % ماسه به آن اضافه شده و به وسیله میکسر همگن می گردد و سپس از دریچه تخلیه , ماسه ها تخلیه و سپس جهت قالبگیری مورد استفاده قرار می گیرد .
1. روش قالبگیری :
در این قسمت قالبگیری به روش سنتی و بر روی زمین صورت می پذیرد . بعد از قرار دادن مدل بر روی صفحه صافی و درجه , مخلوط ماسه درون آن می ریزیم و شروع به کوبیدن ماسه و زدن سیخ هوا می کنیم . سپس درجه را با صفحه صافی بر گردانده و بعد از گذاردن راهگاه و قالب گیری تار رو مدل را از ماسه خارج کرده و بوسیله گاز CO2 شروع به خشک کردن و خودگیری ماسه کرده و بلوک های خشک شده تای رو و زیر را جفت کرده , جهت بارریزی آماده می نماییم .
نکات قابل توجه در قالبگیری :
1. ما سه قالبگیری در حین کار ریخته گری گرم می شود . اگر ماسه ریخته گری گرم شود می تواند چند عیب را در قالبگیری و ریخته گری بوجود آورد و بهتر است آن را چرخانده و سرد کرد . اگر ماسه در حین ریخته گری و بخواهیم مایه گرم در قالبگیری استفاده کنیم . اولا استحکام ماسه کم می شود ثانیا برای استحکام بیشتر بایستی ماسه محکم تر پرس شود . که این عمل باعث کاهش نفوذ پذیری و در نتیجه جوشیدگی پس از ریختن مذاب درون قالب می شود . بهتر است حرارت ماسه ریخته گری در حین قالبگیری حدود 15-27 درجه سانتیگراد باشد . سرد بودن قالب باعث چسبیدن مایه به قالب و در نتیجه کنده شدن ماسه می شود .
2. اثر چسب و زغال ماسه ریخته گری پس از چندین بار ریخته گری مداوم از بین می رود و تقریبا هر بار ریخته گری و چرخش ماسه بایستی کمبود چسب و رطوبت و زغال آن جبران شود ضمنا هر چند وقت یکبار بهتر است یا کاملا ماسه ریخته گری عوض شود و ماسه نو جایگزین شود و یا قسمتی از آن با ماسه نو جایگزین شود .
3. در موقع کار با میکسر و مخلوط کردن ماسه داخل میکسر بایستی توجه داشته باشیم که مخلوط ماسه کاملا بهم بخورد و رطوبت و چسب و زغال به یکسان در همه جا پخش شود و گرنه قالب و در نتیجه قطعه ریختگی حاصل از آن ضایع خواهد شد .
4. در حین قالبگیری باید قالب بوسیله دست آزمایش شود باید آمادگی ماسه را از نظر رطوبت و زغال و بنتونیت ( چسب ) امتحان کرد . بدین ترتیب که با فشار ماسه در کف دست اثر خطوط دست روی ماسه فشرده بماند و دست کمی خیس شود . همچنین ماسه فشرده شده , با فشار دست از وسط دو نصف شود , در این صورت ماسه آماده قالبگیری است . ضمنا با انداختن ماسه فشرده آماده از 2 متری به زمین بصورت پودر پراکنده نشود , بلکه بصورت خرد شده مدور پخش شود . اگر با فشار آن دست خیس شود . ماسه رطوبتش زیاد است . اگر دست خشک باشد و ماسه پودر شود , رطوبت ماسه کم و ماسه خشک است

ایستگاه ذوب و کوره های تهیه مذاب چدن
چدنها :
چدنها همبسته ای سه تایی از آهن – کربن- سیلیسیم هستند که در آنها عناصری نظیر منگنز و فسفر و گوگرد نیز وجود دارد علاوه بر آن فلزاتی مانند کرم , نیکل , مولیبدن , مس , منیزیم , سیدیم , لانتانیم و وانادیم هم می تواند در چدن ها موجود باشند .
از نظیر میزان مصرف این خانواده از فلزات آهنی مهمترین گروه از فلزات و آلیاژهای ریختگی را شامل شده و تولید آنها در جهان بر اساس آمار سال 1978 بالغ بر بیش از 65000000 تن در سال بوده که این مقدار 7/4 برابر کل تولید قطعات ریختگی فولاد و 76 برابر آلیاژهای مس و 23 برابر قطعات آلومینیمی و 110 برابر آلیاژهای روی می باشد .
چدن بر حسب نوع ساختار میکروسکوپی آهن تقسیم می شوند در حقیقت شکل کربن مبنای تقسیم بندی چدن قرار گرفته است . بر این اساس نوع پنج نوع چدن وجود دارد .
مزایای چدن :
1. انعطاف پذیری 9. عدم حساسیت در مقابل زبری سطوح
2. دارا بودن نقطه ذوب و ریخته گری پایین 10. قابلیت جذب ارتعاش و صدا
3. سهولت در طراحی قطعات 11. ماشین کاری خوب
4. ارزانی قطعات تولیدی 12. قابلیت جوشکاری
5. یکنواختی خواص میکانیکی 13. مقاومت در مقابل خوردگی و اکسیداسیون
6. سهولت خواص میکانیکی
7. سهولت ریخته گری قطعات
شارژ کوره :
منظور از شارژ کوره کلیه مواد فلزی است که برای ذوب و تهیه قطعات ریختگی به کوره ذوب داده می شود بعبارت دیگر مواد ذوبی کوره را شارژ کوره می گویند .
شارژ کوره می تواند شمش چدن باشد و یا می تواند قراضه آهن و فولاد و یا دم قیچی و دور ریز فلزی قسمتهای کارخانه های مختلف باشد .
هرگاه مقدار شمش , دور ریز و قراضه چدن زیاد باشد . سیالیت مذاب بیشتر خواهد بود و نیز کربن و سیلیسیم کمتری برای تنظیم ترکیب یا آنالیز چدن لازم است ولی اگر مقدار دم قیچی و قراضه فولاد زیاد باشد , مقدار سیلیسیم و کربن بیشتری برای تنظیم آنالیز مذاب چدن یدست آمده لازم است .
برای شارژ کوره معمولا حدود 50% قراضه و دورریز و برگشتی چدن و به همین میزان نیز برگشتی فولاد دم قیچی و فولاد بکار می رود که معمولا قبل از شارژ دورریز ورقهای فولادی را بصورت بلوکه پرس کرده و شارژ کوره می کنند که بهتر است قبل از شارژ در کوره حتما پیش گرم شود . در شارژ کوره و ذوب بایستی توجه شود که کوره به اندازه ظرفیت خود شارژ شود .
پس از ذوب و فوق ذوب چدن بایستی آن را آماده ریخته گری نمود برای آماده کردن مذاب جهت ریخته گری پس از فوق ذوب به آن سرباره اضافه می کنیم . سرباره گیری که در چدن بکار می رود . سلاکس نام دارد که به رنگ سفید یا قرمز آجری است . ترکیبات آن نمکهای مختلف کلسیم و سدیم و … می باشد . در افزایش سرباره گیر بایستی توجه شود که مذاب کاملا بهم بخورد تا شلاکه ها از داخل مذاب به روی مذاب آورده شود . بنابراین در شرایطی اگر در حین سرباره گیری پس از افزایش مواد سرباره گیر مذاب بهم نخورد , سرباره گیر به درستی انجام نمی شود . ضمنا چون پس از سرباره گیری حرارت مذاب کم می شود , بهتر است سرباره گیری در کوره انجام شود تا حرارت پایین نیاید .
شرایط افزودن مواد جوانه زا :
1. قبل از افزودن جوانه زا , حرارت مذاب بایستی کنترل شود تا پس از افزودن جوانه زا حرارت بیش از حد پایین نباشد .
2. مواد جوانه زا بایستی دارای اندازه دانه ای از اندازه عدس تا نخود باشد .
3. در حین افزایش مواد جوانه زا ( سوپر سید ) یا فروسیلیس دانه بندی شده , مذاب بایستی کاملا بهم زده شود
4. حداکثر به مدت 15 دقیقه پس از افزایش مواد جوانه زا مذاب بایستی در قالب ریخته شود .
5. مقدار مواد جوانه زا نبایستی کمتر یا بیشتر از حد لازم باشد .
6. انتخاب مواد جوانه زا بایستی با توجه به نوع آلیاژ ریختگی و درجه حرارت فوق ذوب باشد.
7. پس از افزایش مواد جوانه زا هیچگونه عملیات از جمله حرارت دادن گاز زدایی , افزایش عناصر آلیاژی و سرباره گیری انجام نشود .
8. اندازه دانه های جوانه زا یا سوپر سید متناسب با درجه حرارت فوق مذاب می باشد . بدین ترتیب که با افزایش درجه حرارت فوق ذوب اندازه دانه های جوانه زا درشت تر خواهد بود و برعکس اگر درجه حرارت فوق ذوب کم باشد , اندازه دانه ها ریز تز انتخاب می شود .
حرارت ریختن مذاب چدن خاکستری معمولی در قالب 1420 تا 1470 درجه سانتیگراد است و حرارت ریختن مذاب چدن نشکن یا داکتیل و چدن سفید در قالب حدود 1500 درجه سانتیگراد است .
اثر عناصر آلیاژی در آلیاژهای آهنی :
عناصر آلیاژی تاثیرات مختلفی بر روی فولاد و چدن دارد . بعضی از این عناصر کرم از زنگ زدن چدن و فولاد جلوگیری می کند یعنی مقاومت در برابر خوردگی آنها را افزایش میدهد و ضمنا سختی چدن و فولاد را بالا می برد . فولاد های پر کرم که بیش از 15% کرم دارد را فولاد های زنگ نزن یا استنلس استیل می گویند.
بعضی از عناصر مثل کرم و کبالت مقاومت در برابر حرارت به فولاد و چدن می دهد . یعنی آنها را در برابر حرارت محافظت می کند . ضمنا این عناصر خواص مکانیکی فولاد و چدن را نیز بهتر می کنند . منگنز نیز در فولاد و چدن مقاومت مکانیکی فولاد و چدن را بهتر می کند .
فلزاتی مثل تنگستن و مولیبدن و وانادیم و تیتانیم مقاومت در برابر خستگی و سایش و مقاومت در برابر ضربه را افزایش می دهند و بیشتر برای ساخت ابزار ها و آچار مکانیکی از آنها استفاده می کنند . هر یک از عناصر آلیاژی تاثیر بخصوصی در خواص مکانیکی آلیاژهای آهنی می گذارند .که در اینجا در بحث ما نمی گنجد .
کوره های ریخته گری در کارخانه ریخته گری ایران خودرو :
در شرکت ایران خودرو و برای ذوب فلزات و آلیاژهای آهنی از کوره های القایی استفاده می شود . این کوره ها می توانند هسته دار و بدون هسته باشند . کوره های هسته دار بعنوان کوره نگهدارنده مذاب یا کوره مادر مورد استفاده قرار می گیرند .
کوره القایی Induction Furnaces
یک جریان با ولتاژ بالا در کویل یا سیم اولیه باعث القایی یک جریان با ولتاژ کم و شدت جریان زیاد در مواد شارژ می شود که آنرا ذوب می کند . این کوره ها می توانند توسط یک جریان با فرکانس بالا یا پایین کار کنند مواد شارژ یا ذوب می تواند درون یک بوته یا مواد نسوز قرار داده شود . در این کوره ها کویل از جنس مس است که به شکل لوله در اطراف پیچید شده و از میان آن آب گردش می کند تا کار خنک کردن را انجام دهد . این کویلها جریان با فرکانس بالا و متناوب را عبور می دهند که موجب ایجاد میدان مغناطیسی متناوب شده و جریان القایی متناوبی را در مورد شارژ بوجود می آورد که سریع آن را ذوب می کند . جریان آب مانع از تجمع گرمای زیاد در بوته کوره می شود .
از آنجایی که مواد شارژ سریع ذوب می شوند و احتراقی انجام نمی گیرد , اکسیداسیون و قسمت ذوب نخواهیم داشت و مذاب بسیار تمیز تولید می شود . البته واضح است که مواد شارژ شونده بایستی تمیز باشند . در کوره های القایی با فرکانس کم باری شروع ذوب نیاز به یک بلوک استارت Starting Block یا مقداری ذوب در کوره داریم که معمولا حین استفاده از این میزان ذوب تخلیه نمی شود . معمولا حداکثر راندمان و بازدهی کوره زمانی عاید می شود که در ذوب گیری کوره بطور کامل تخلیه نشود بلکه بطور مثال هر بار 20 درصد کل ظرفیت کوره تخلیه شود و فورا به همین میزان مواد شارژ وارد کوره شود . در کوره های القایی با فرکانس پایین از فرکانس 50-60 هرتز شبکه استفاده می شود . کوره های القای با فرکانس های دیگر نیز استفاده می شود . مانند 180 تا 540 یا 960 سیکل و گاهی 3000 تا 10000 سیکل . اگر فرکانس بالا باشد نیازی به بلوک استارت ذوب ته کوره برای شروع نیست . کوره های القایی با فرکانس HZ 60 دارای تلاطم ذوب بسیار خوبی هستند که از کوره های القایی با فرکانس بالا بیشتر تلاطم دارند و در عمل استفاده از این کوره ها بسیار اقتصادی و مناسب است .
کوره های القایی دارای مزایا و معایبی هستند . از مزایای این کوره ها می توان عوامل زیر را نام برد .
1. شارژ کردن و کار با آن راحت و ساده است
2. نسوز کاری آن مشکل نیست
3. قادرند با لاتر از 1500 درجه سانتیگراد ذوب را گرم کنند
4. بدلیل تلاطم و هم خوردن ذوب در اثر جریان القایی ترکیب شیمیاییی مذاب یکنواخت می گردد و افزایش عناصر آلیاژی و گرافیت به سادگی امکان پذیر بوده و در سرتاسر ذوب این عناصر بطور یکنواخت جذب می شوند .
5. هیچگونه افزایش در گوگرد ذوب پدید نمی آید .

معایب کوره های القایی به صورت زیر است :

از معایب این کوره ها سرمایه گذاری اولیه بالا و مصرف انرژی الکتریکی بخصوص در کشور هایی که مشکل تامین نیرو برق دارند می باشد . در این کوره ها امکان انجام عملیات گوگرد زدایی وجود ندارد چرا که خاک نسوز کوره شدیدا صدمه می خورد در شکل زیر کوره القایی بدون هسته دیده می شود .
انواع کوره های القایی در کارخانه ریخته گری ایران خودرو :

دسته بندی از لحاظ نوع قرار گیری کویل
دسته بندی از لحاظ نوع فرکانس
1. کوره های القایی بدون هسته
1. کوره های القایی با فرکانس شبکه
2. کوره های القایی با هسته
2. کوره های القایی با فرکانس متوسط

3. کوره های القایی با فرکانس بالا

4. کوره های القایی با فرکانس چندگانه

تقسیم بندی کوره های القایی از لحاظ نوع قرار گیری کویل ها :
الف- کوره های القایی بدون هسته مغناطیسی :
کوره های القایی بدون هسته که معمولا در آنها در موقع راه اندازی و ذوب در مرکز کوره بلوک چدنی قرار داده می شود تا اثر پوستی جریان بر میدان آن را ذوب کند چون اثر پوستی در ذوب اهمیت فراوان دارد . بنابراین سعی بر این است که شارژ از تکه های ریز تر استفاده شود یعنی هرچه تکه های شارژ و یا قسمتهای ذوبی ریز تر باشند اثر پوستی ذوب بیشتر شده بنابراین شارژ زودتر ذوب می شود .
ظرفیت این کوره ها برای کارهای مختلف فرق میکند و در تولید فولاد تا 15 تن میرسد . بدنه این کوره ها معمولا استوانه ای شکل و دیواره آنها با مواد نسوز یا بازی پوشیده شده است بکار بردن مواد نسوز اسیدی در کوره های بزرگ مناسب نیست به همین دلیل بسیار از جداره های این کوره ها از مواد سیلیسی میباشد .
در کوره های کوچک محفظه کوره از سیمان و آسبست درست شده و روی قالبی که مغناطیسی نباشد پیچ شده است در کوره های بزرگ تنها محفظه فولادی بکار میرود و حفاظی مغناطیسی که شامل نوار هایی از فولاد سیلیسی است اطراف سیم پیچ القایی را بگیرد این کوره ها معمولا از نوع خم شونده است و غالبا با وسیله هیدرولیکی یا الکتریکی برای خم کردن مجهز میباشند .
ب – کوره های القایی با هسته ( کانال دار ) :
این کوره ها همانطور که در شکل زیر دیده میشود یک هسته آهنی دارد که به شکل حلقه است یک کویل اولیه دور این هسته قرار دارد و جریان عبور داده شده از این کویل یک میدان مغناطیسی متناسب را در هسته بوجود می آورد .
کوره های هسته دار طوری طراحی شده اند که مذاب در یک سیکل بسته ای از نزدیک و از میان هسته می گذرد و در حقیقت نقش کویل ثانویه را دارد که حرارت در آن ایجاد می شود . کوره های کانال دار القایی در سه شکل مختلف ساخته می شوند : استوانه ای – عمودی – حمام ذوب . ظرفیت این کوره ها از 1.5 تا 200 تن متغیر است .
کاربرد کوره های القایی کانال دار به شرح زیر است :
1. افت حرارتی کم و در نتیجه مصرف انرژی کم
2. بالا بودن درجه حرارت برای مصارف مختلف چدن امکان پذیر است
3. محفظه ای کوره کاملا بسته است و در نتیجه تماس ذوب با هوا محیط حداقل است یعنی اکسیداسیون ذوب ناچیز است .
4. بدلیل حرکت ذوب در کوره به طرف کانال و بازگشت آن به محفظه ذوب محدود شده و آنالیز در سرتاسر ذوب یکنواخت است .
5. بارگیری و بار ریزی به کوره همزمان امکان پذیر است و این امر توقف در ذوب رسانی را به حداقل می رساند
6. بدلیل این که بارگیری و بار ریزی به کوره بطور همزمان امکان پذیر است
7. بدلیل طولانی بودن عمر جداره نسوز کوره حدود 2 سال نیاز به خاموش کردن خاک و خاک کوبی کوره به حداقل می رسد .
8. سرمایه گذاری اولیه این کوره در مقایسه با کوره القایی بدون هسته بسیار کمتر است .
9. استفاده از کوره نگهدارنده القایی همراه با کوپل خود امتیازی برای این کوره است که ذوب کویل را بطور مداوم دریافت می کند و بعنوان هموار کننده وضعیت ذوب جوابگوی نیاز های متغیر و متناوب خط تولید است .
10. دسترس بودن ذوبی با درجه حرارت ئ آنالیز شیمیایی و صحیح و یکنواخت بطور دائم جهت خط تولید و کمک در هموژن کردن ذوب
تقسیم بندی کوره های القایی از لحاظ نوع فرکانس اعمالی :
1. کوره های القایی با فرکانس شبکه یا برق شهر :
فرکانس شبکه که بیشتر کوره های القایی با تناژ بالا تولید در صنعت ذوب چدن بکار می روند از این نوع کوره ها هستند . فرکانس شبکه همان برق شهر می باشد که 50 هرتز می باشد . در این کوره ها مذاب تلاطم زیادی دارد و ضمن بهم خوردن حرارت آن در تمام حجم کوره یکسان می گردد و لی جداره کوره زودتر خورده میشود .
2. کوره های القایی با فرکانس متوسط :
کوره های القایی فرکانس متوسط که فرکانس آن ده هزار هرتز است و معمولا برای ذوب و تصفیه فولاد از آن استفاده می شوند .
3. کوره های القایی با فرکانس بالا :
این کوره ها که بیش از 10000 هرتز فرکانس دارد . از این کوره نیز در ذوب فولاد های مهم و آلیاژی استفاده میشود . این نوع کوره ها در ابعاد بزرگ بذار ذوب چدنها به کار میرود و بیشتر برای مصارف آزمایشگاهی بکار میرود و سرمایه اولیه بسار بالایی نسبت به کوره های القایی با فرکانس شهر لازم دارد چون بایستی فرکانس شبکه را افزایش دهد نیاز به تجهیزات بیشتری است .
4. کوره های القایی با فرکانس متعدد :
این کوره ها هم مزیت کوره های القایی با فرکانس شبکه را دارا است هم مزیت کوره های با فرکانس متوسط را دارد .
اهمیت فرکانس در کوره های القایی :
فرکانس کوره تعیین کننده قدرت در ظرفیت معین کوره است و نشان دهنده در تلاطم و هم خوردن مذاب و شرایط مواد شارژ که جریان القاء در آنها بوجود می آورد می باشد و همچنین مشخص کننده هزینه لازم بزای سرمایه گذاری نیز می باشد هرچند فرکانس کوره زیاد تر باشد:
1. انرژی بیشتری در آن کوره می تواند ایجاد کرد
2. تلاطم و هم خوردن ذوب در آن کوره کمتر است
3. شروع کار کوره در حال شارژ سرد راحت تر است .
4. سرمایه گذاری لازم برای یک ظرفیت معین برق ورودی بالاتر است .
مراحل ذوب گیری و بار ریزی در کارخانه ریخته گری ایران خودرو :
شارژ کوره ها :
مواد اصلی کوره آهن از طریق قراضه ها منتقل شده و از سالن پرس و برش شرکت تامین می گردد و هزینه ای بابت خرید قراضه و برگشتی نمی رود . دلایل تهیه قراضه ها و دم قیچی ها و بصورت بلوک در آوردن آنها به شرح زیر است :

5. حمل و نقل آسان قراضه ها
6. مقدار سطح به حجم قراضه جهت ذوب کم شده و ایجاد اکسید و ناخالصی و گاز کمتری در مذاب می کند
7. سهولت پیش گرم آنها و از بین بردن روغن سطح آنها
کوره ها :
کوره های ذوب کارخانه ریخته گری از 3 کوره 8 تنی که از نوع کوره های القایی بدون هسته می باشند که تقریبا 90 درصد ذوب سالن از این کورها تهیه می گردد . علاوه بر این 3کوره ذوب دیگر با ظرفیت 2 تن وجود دارد که این کوره ها از نوع القایی بدون هسته می باشند . این کوره های مواقعی بکار می روند که به ذوب زیادی احتیاج باشد . علاوه بر این کوره ها کوره های دیگری برای نگهداری مذاب بکار می رود . این کوره ها از نوع القایی با هسته بوده و با نام کوره های مادر با ظرفیتهای 40 و 63 تن معروف می باشند . سازنده تمامی این کوره ها چه با هسته یا بدون هسته کشور آلمان می باشند .
از کوره مادر 40 تنی بار ذوب گیری تولید سیلندر در خط M.M.B و از کوره مادر 63 تنی برای تولید سر سیلندر و قطعات صادراتی والو در خط قالب گیری واگنر و دیزاماتیک استفاده می شود .دو کوره دیگر وجود دارد که هم بعنوان نگهداری مذاب و هم بعنوان ذوب ریزی استفاده می شود .
نسوز کوبی :
برای تهیه خاک کوره نوع خاک نسوز را انتخاب کرده و آن را حدود 2 ٪ اسید بوریک اضافه می کنیم و کاملا مخلوط می نمایند تا همگن شود . افزایش اسید بوریک برای بهتر زینتر شدن کوره می باشد و پس از محافظت از کویل های کوره القایی بوسیله ورقهای آزبست شابلون را در جای معینی و مشخص درون کوره قرار داده و بین آسبست و شابلون را بتدریج خاک نسوز اضافه نموده و بوسیله دستگاه کوبش و ویبره بطور همزمان می کوبند البته ضخامت نسوز کوبیده شده بستگی به اندازه و ظرفیت کوره دارد که حداقل 10 سانتیمتر می باشد .
زینتر کردن کوره های القایی :
الف – روشن کردن و بالا بردن حرارت کوره به آهستگی بطوریکه در هر ساعت حدود 40 تا 50 درجه سانتیگراد حرارت کوره را بالا می برند البته پس از نسوز کشی هرگز شابلونی از کوره خارج نمی شود و با وجود شابلون در داخل کوره کوره زینتر می شود و در نهایت شابلون فولادی ذوب می شود .
ب – به همین ترتیب درجه حرارت کوره به 1200 درجه سانتیگراد می رسد و 12 ساعت در این حرارت می ماند
ج – سپس درجه حرارت کوره را به 1500 درجه سانتیگراد می رسانیم و 10 ساعت در این حرارت نگهداری می کند تا خوب زینتر شود یعنی نسوز جداره داخلی کوره پس از زینتر و سرد شدن به رنگ سیاه شیشه ای در آید .
در موادی برای زینتر کردن از حرارت دادن با گاز طبیعی استفاده کرده و در این روش دو عدد ترموکوپل درون کوره قرار می گیرد و شعله مشعل را به این ترتیب طوری تنظیم می کنند که درجه حرارت کوره در ساعت از 40 تا 50 درجه سانتیگراد بالاتر نرود .

ماهیچه سازی
خواص ماسه ماهیچه :
مشخصات
سیلیس
زیرکنی
اولیوین
شاموت
دانسیته حجمی
کوبیده شده
110
( 125 ـ 95 )
188

128
110 ـ 90
وزن مخصوص
65 / 2
7/4 ـ 6/4
4/3 ـ 25/3
7/2 ـ 5/2
نقطه ذوب ( f )
3119
4622 ـ 3452
3450 ـ 3200
3200 ـ 3100
قابلیت هدایت حرارتی
6/0 ـ 3/0
1 ـ 9/0
7/0 ـ 6/0
7/0 ـ 6/0
فرمول شیمیایی
SiO2
ZrSio2
2MgO.SiO2 و
2FeO.SiO2
دانه های آهک و Al
انبساط حرارتی
20/0
005/0
015/0
007/0

ماسه سیلیسی معمول ترین ماسه ماهیچه می باشد و ماسه زیرکنی ، آلومینی و شاموتی نیز در موارد بخصوص استفاده می گردند ، بعضی مشخصات ماسه های معمولی که برای مخلوط ماسه های ماهیچه بکار می رود ، در جدول بالا آمده است .
ماهیچه ، قسمت مستقلی از یک قالب است که از استحکام کافی برخوردار باشد و به منظور ایجاد قسمتهایی از قالب که بوجود آوردن آن قسمتها از طریق مستقیم مشکل می باشد ، بکار می رود .
بعنوان مثال قسمتهای خالی داخلی سیلندر و سرسیلندر که بسیار پیچیده می باشد بوسیله ماهیچه بوجود می آید . در شکل های صفحه بعد انواع ماهیچه در داخل قطعه ریختگی نشان داده شده است .
عموماً ماهیچه ها محفظه های داخلی قطعه و یا زایده های خارجی آنها را بوجود می آورد .
بنابراین حساسیت آنها نسبت به درجه حرارت و سایر خواص در مقایسه با ماسه قالبگیری از اهمیت بیشتری برخوردار است .
اغلب ماهیچه ها از یک مخلوط ماسه ماهیچه با دانه بندی معین ، شامل ذرات ماسه ، چسبهای آلی و مواد افزودنی برای هدفهای خاص ساخته می شوند . مخلوط ماسه ماهیچه خوب دارای مشخصات زیر است . ماسه ماهیچه ها از جنس مواد قالب موقت هستند . بنابراین خواص عمومی آنها می توانند همان خواص عمومی ماسه قالب باشد . این خواص عملی عبارتند از :
1ـ در حالت تر و خشک استحکام کافی داشته باشد
2ـ در برابر ترکیب و حرارت مشخص دیرگداز باشد
3ـ در برابر ترکیب و حرارت مذاب مقاومت کافی داشته باشد
4ـ انبساط و انقباض آن حداقل باشد
5ـ تولید گاز آن بهنگام تماس با مذاب حداقل باشد .
6ـ پس از ریخته گری قابلیت از هم پاشیدگی خوبی داشته باشد
7ـ تنش های وارده به قطعه کم باشد
8ـ حداقل چسب در ساخت ماهیچه بکار رفته باشد
9ـ حداقل ناخالصی ها را داشته باشد
10- خاکستر (خاک) کمی داشته باشد
خواص عمومی ماسه ماهیچه
ماسه ماهیچه از شکستن سنگهای کوارتز و سپس دانه بندی آن بوسیله الکهای مختلف بدست می آید . هرگاه این ماسه خالص باشد ، مرغوبیت آن بیشتر است .
ناخالصی های مضر ماهیچه می تواند اثرات بسیار نامطلوبی در خواص ماهیچه داشته باشد . این ناخالصی ها به دو دسته تقسیم می شوند :
الف ـ ناخالصی های مضر مثل ترکیبات آهکی و اکسید سدیم و پتاسیم می باشند که اکسید سدیم و اکسید پتاسیم نقطه ذوب ماسه را پایین آورده و سبب طبله کردن ماهیچه می شود . مواد آهکی نیز پس از ریختن مذاب گاز تولید کرده و سبب پوسته شدن ماهیچه می شود .
با توجه به موارد فوق ماسه ماهیچه بایستی دارای خواصی باشند . این خواص عبارتند از :
1ـ حرارت ذوب آهن بالا باشد (دیرگداز باشد)
2ـ انبساط و انقباض نداشته باشد
3ـ در درجه حرارت بالا تغییر حالت نداشته باشد (شوک حرارتی نداشته باشد)
4ـ انتقال حرارت لازم را داشته باشد (زیاد یا کمتر از حد لازم نباشد)
5ـ پس از ساخت ماهیچه قابلیت عبوردهندگی گاز را داشته باشد
6ـ ارزش اقتصادی داشته باشد
7ـ استحکام قبل از ریخته گری و از هم پاشیدگی بعد از ریخته گری داشته باشد

هات باکس:
100 کیلوگرم ماسه+ 540 گرم اسید+ 8/2 کیلوگرم رزین+ 03/3 کیلوگرم اکسید آهن
کلد باکس:
100 کیلو گرم ماسه + 850 گرم اسید+ 850 گرم رزین
مواد اشلندر برای مصرف دستگاههای فاتا:
100 کیلوگرم ماسه کانسار + 750 گرم اسید + 750 گرم رزین
ماسه کرومیتی که برای ساخت ماهیچه هایی که از ظرافت خاص برخوردار و دارای دیواره های نازک می باشد (ماهیچه مسیر آب) که می بایست دارای استحکام بالائی باشند استفاده می شود که فرمول ساخت آن بدین صورت است:
100 کیلوگرم + 3/4 کیلوگرم اکسیدآهن+ 615 گرم اسید+ 4/3 کیلوگرم رزین
+ 250گرم کانزور+ 25 کیلوگرم ماسه کرومیتی

مهمترین مشخصات ، تحمل درجه حرارت ، شامل نقطه گداز و ثبات شیمیایی و ابعادی در اثر تغییر درجه حرارت و قابلیت انتقال حرارت و دانه بندی می باشد . ثبات شیمیایی مربوط به عدم وجود فعل و انفعالات در داخل ماسه می شود . از نظر دانه بندی هم ماسه های درشت تر بخاطر داشتن قابلیت نفوذ گاز بیشتردر تهیه ماسه ماهیچه برتری دارند و مقدار خاک رس مخلوط ماسه بایستی حداقل باشد و ماسه های با درصد خاک رس بیشتر از 5 درصد بخاطر تقلیل خاصیت از هم پاشیدگی و افزایش مقدار مواد افزودنی در مخلوط ماسه برای ماهیچه سازی بکار می روند . از طرفی چون مقدار زیادی از ماسه ماهیچه پس از ریختن مذاب و انجماد در داخل سیستم گردشی ماسه قرار می گیرد ، این ماسه مصرفی بایستی مناسب برای خط قالب گیری هم باشد یعنی علاوه بر داشتن مشخصات ماسه ماهیچه بعنوان ماسه قالبگیری نیز مورد قبول باشد .
دانه بندی ماسه :
کلاً ماسه های درشتر و آنهاییکه باندازه محدود پخش شده اند دارای قابلیت نفوذ گاز بیشتری نسبت به بقیه هستند . بهمین دلیل ماسه های ماهیچه معمولاً سه الکه می باشند . ماسه های سیلیس درشت سفید با تحمل درجه حرارت بالا بیشتر برای ریختگری فولاد استفاده می شوند ولی برای چدن خاکستری و فلزات غیر آهنی غالباً از ماسه های نوع سـاحلی بهره برداری می شود . بکـار بردن مخلوطی از ماسه های درشت تر و ریزتر بـرای هم آهنگ نـمودن نحوه پخش ذرات از نظر اندازه و ایجاد مقاومـت بیشتر در مـاسه می باشد . افزایش سطح تماس دانه ها موقعی عملی است که اندازه های مختلف بیشتری در مخلوط استفاده شود . ماسه های 4 یا 5 بار الک بیشتربرای این منظور مناسب بوده و اجازه می دهد که مواد چسبنده ایجاد مقاومت بیشتری نمایند.
دانسیته ، قابلیت انتقال حرارت ، مقاومت به نفوذ فلز مذاب به سطح تمام شده ، مقاومت چسبندگی و سایر مشخصات ماهیچه بیشتر مربوط به وزن مخصوص توده مواد می شوند . وزن مخصوص حجمی ماسه سیلیسی وابسته به آنالیز ماسه و اجزا متشکله آن می باشد . جهت افزایش وزن مخصوص ماسه از پودر سیلیس استفاده می شود .

خواص ماسه ماهیچه :
1. خاصیت شکل گیری داشته باشد .
2. دانه های ماسه گرد و کروی بوده و گوشه های تیز نداشته باشد .
3. مقاومت تر مناسب برای ماهیچه گیری داشته باشد .
4. در اکثر موارد اندازه دانه ها معمولا بین 60 تا 150 مش باشد .
5. در مقابل حرارت مقاومت کافی داشته باشد .
6. قابلیت پخت داشته باشند تا پس از آن مقاومت ، سختی و سایر مشخصات لازم را داشته باشد .
7. پس از پخت مقاومت آنها برای جابجا کردن ، قرار دادن در قالب و حفظ ابعاد کافی باشد .
8. در مقابل فلز مذاب مقاومت از نظر سایش ، گداز ، ضربه حرارتی و ایجاد هواکش برای عبور گاز داشته باشند .
9. به آسانی از قطعه پخته شده بیرون آید .
10. دارای مشخصاتی نظیر دوام پس از انبار کردن باشند .

روش ساخت ماهیچه :
روش های مختلفی برای ساخت ماهیچه وجود دارد از قبیل روشCo2 ، روش So2 ، روش Oil Sand ، روش پوسته ای ، روش Cold Box و روش Hot Box . و در کارخانه ریختگری ایران خودرو تنها از دو روش Cold Box و Hot Box استفاده می شود .
روش : Cold Box
ماهیچه تولید شده در این روش از استحکام خوب ، دقت ابعادی خوب ، مقاومت سایشی خوب ، چگالی بالا ، خرد شوندگی استثنایی و گاز کم بوخوردار است . همچنین تولید ماهیچه در درجه حرارت اتاق انجام می شود . پس جعبه ماهیچه می تواند از چوب ، پلاستیک ، فلزی و یا ترکیب آنها باشد . چسب مورد استفاده از نوع چسب آلی می باشد . ماسه مورد مصرف باید کاملاً خشک باشد چون رطوبت باعث کاهش استحکام و زمان نگهداری ماهیچه می شود . میزان رطوبت قابل قبول 12/0 درصد می باشد . مخلوط ماسه بـا روشهای دمیدن یـا شوت کردن یـا بوسیله دست کوبیدن می باشد .
ضمناً از یک کاتالیست گازی استفاده می شود " گاز آمین " . ماسه مصرفی در این روش ماسه سیلیسی خشک و با دانه ریز تا متوسط 50 تا 80 AFS = می باشد ، که با چسب مخلوط شده و یک مخلوط قابل دمش به داخل جعبه ماهیچه بدست می آید که بعد از دمیدن به داخل ماهیچه بوسیله گاز آمین که از گاز ازت به عنوان گاز حمال این گاز استفاده می شود بعنوان کاتالیست ماهیچه سخت می شود . در این روش به حرارت احتیاجی نیست و مخلوط سریعاً در عرض چند ثانیه پس از عبور گاز آمین سخت می شود . ماهیچه های تولیدی استحکام بالا دارند .
گاز آمین بوسیله گازهای حمال هوا ، ایندریدکربنیک یا ازت بداخل جعبه ماهیچه دمیده می شود دقت شود که گاز حمال کاملاً خشک باشد و گاز آمین باید 10 تا 20 درصد وزن کل گاز حمال باشد .
تجهیزات سخت کننده ماهیچه :
لوازمی جهت دمیدن هوای خشک یا دیگر گازهای حمال و دستگاه تولید کننده هوای خنک و تمیز احتیاج است ، چون مقدار جزئی آب در طی فرآیند تولید ماهیچه ، شدت استحکام ماهیچه را پایین می آورد . تجهیزات دمش باید توانایی دمش مواد ماهیچه را به یکباره داشته باشد و سهولت عمل دمش انجام شود و تزریق گاز آمین و هوا براحتی انجام شود . سیستم تزریق گاز آمین دارای وسایل مخصوص جهت اندازه گیری دقیق گاز آمین می باشد .
تجهیزات جعبه ماهیچه :
جعبه ماهیچه در این فرآیند با مواد بخصوصی ساخته می شود چون احتاج به هواکش کافی و آب بندی کامل گاز آمین در موقع تزریق گاز می باشد معمولاً از چدن یا آلومینیوم یا اپـوکسی ساخته می شوند .
جعبه ماهیچه بوسیله نازلهای تزریقی مخصوص و سیستم هواکش قالب در ارتباط با لوله ای که گاز اضافی آمین را به خارج هدایت می کند ، قرار می گیرد .
چسبیت :
چسبیت مواد چسبی زیاد است و گاز آمین برای فرآیند سخت شدن گران قیمت است . ولیکن این گاز بمقدار کـمی مصرف مـی شود . از نظر انرژی حرارتی چون این روش به حـرارت احـتیاج ندارد ، صرفه جویی می شود .
اندازه ماهیچه :
اندازه ماهیچه تولیدی باندازه توانایی دستگاه دمش مخلوط ماسه می شود .
انبار :
بهتر است ماهیچه های این روش در خلال چند ساعت بعد از ساخت مصرف شود و اگر انبار کردن نیاز باشد باید ماهیچه در یک اتمسفر خشک نگهداری شود . از طرف دیگر رطوبت باعث کاهش استحکام می شود .
روش Hot Box :
امروزه گروه شیمیائی رزین ها فوران ، توجه جهان را در صنایع ریخته گری به خود جلب کرده است . چونکه به عنوان چسبی هم برای ماهیچه سازی و هم برای قالب گیری بطور عموم مورد قبول قرار گرفته است . تحقیقات نشان داده است که یک نوع آنها ، فوران چسب سرد می باشد و نوع دوم فـوران ها ، چسب فـوران گرم هات باکس است . رزینهای هات باکس رزین های مصنوعی مایع هستند .
این رزینها وقتی با ترکیب شیمیایی اسیدی وارد واکنش می شود یک لایه رزین سخت شده ای را در اطراف دانه ها تشکیل می دهد ، این واکنش بطور زیاد توسط حرارت شدت می یابد که باعث افزایش سرعت تولید می شود .
حرارت به طریقه گاز ، الکتریسیته یا هوای داغ شده برای جعبه مـاهیچه هاییکه بطور ثابت در خلال عملیات افت درجه حرارت دارند و باید بطور یکنواخت و در حد امکان و در یک حرارت ثابت نگهداری شوند ، تامین می گردد . کنترل درجه حرارت جعبه ماهیچه بسیار مهم می باشد زیرا که پخت کم ماهیچه مخالف با کنترل کیفیت یکنواخت ماهیچه می باشد ، واکنش بشکل زیر می باشد :
حرارت + آب + رزین جامد = حرارت + رزین مایع + کاتالیست
واکنش فوق گرمازا بوده و مقداری آب و رزین ترموست تشکیل می دهد .

تمام کاری ماهیچه :
برای پوشش دادن ماهیچه ها در اکثر موارد ، توصیه می شود که ماهیچه را در پوشش غوطه ورکنند ، اما باید دقت شود که پخت قسمتهای درونی و مرکزی ماهیچه به واسطه عمل خنک کنندگی محلول پوشش جلوگیری نشود .
محلول هایی با پایه آبی بطور معمول بکار برده می شود و یک کاهشی در استحکام کششی بعد از غوطه وری بطور فوری دیده می شود که باید مورد توجه قرار گیرد درصد افت استحکام کششی با مقدار آب جذب شده در خلال عملیات شستشو ارتباط دارد و حتی بعد از عمل خشک کردن افت استحکام کششی هنوز آشکار است.
تجهیزات مورد نیاز :
1. وسیله مخلوط کردن ماسه : از دو نوع میکسر مداوم و غیره مداوم استفاده می شود .
ماشین هات باکس : عملاً تمام تولیدکنندگان تجهیزات ، ماشینها را حرارتی طراحی کرده اند که مخصوصاً با فرایند هات باکس انطباق داشته باشد و یا آنکه بگونه ای طراحی کرده اند که با رزین های انطباق پذیر برای ماشینهای ماهیچه سازی مناسب می باشد بکاربرده شوند . ماشینهای مختلف برای ماهیچه های بسیار کوچک تا بزرگ طراحی شده . از آنجاییکه مخلوط بکار برده شده برای این فرآیند مرطوب می باشد ، فشار دمش 70 تا 100 پاسکال بطور معمول بکار می رود و از آنجاییکه مخلوط ماسه نسبت به حرارت حساس می باشد پلت های دم روی دمندهای ماسه های ماهیچه گرم شده به ماسه در داخل سوراخهای دم و هوپرهای ماسه به حداقل مقدار خود برساند . آب بطریق مداوم از مجرای آب که در ماشین تعبیه شده است جریان می یابد . لوله های دمش در جعبه های ماهیچه بطور شیب دار تعبیه شده است تا خروج ماهیچه را آسان کنند .
2. تجهیزات جعبه ماهیچه : چدن خاکستری فلزی است که برای ساخت تجهیزات جعبه ماهیچه ترجیح داده می شود . از آنجاییکه جعبه ماهیچه در معرض مخلوط مرطوب و دمش ماسه با فشار 70 تا 100 پاسکال می باشد جعبه ماهیچه باید طوری طراحی شده که خروج هوا از آن انجام گیرد ، که از هواکشهای فولادی در این مورد استفاده می شود .
عیوب ناشی از ماهیچه :
1. خارج ا ز اندازه بودن : اندازه ماهیچه های مصرفی کنترل گردد .
2. مونتاژ غیر دقیق : در مونتاژ ماهیچه باید دقت شود صحیح انجام گیرد .
3. پلیسه : تمام زوائد و برجستگیهای زائد بر روی ماهیچه باعث می شوند که حفره هائی در قطعات ریختگی ایجاد نمایند . پس در عدم وجود زوائد ماهیچه و حذف آنها باید دقت گردد .
4. ماهیچه های ترک دار : بعضی ماهیچه ها پس از پخت دارای ترکهایی هستند که از سطح آنها مشهود است . وجود این ترکها باعث می شود که مذاب بداخل آنها رفته و زوائدی در سطوح قطعات ریختگی ایجاد نمایند .

5. مک : چون از ماهیچه ها گاز خارج می شود این گازها ممکن است در قطعه تولید مک یا حفره گازی نمایند ، یکی از روش دلایل اصلی برای مک ها عدم پخت کامل ماهیچه ها است . پس باید در انتخاب موثر و مواد افزودنی به مخلوط ماسه ماهیچه و پخت ماهیچه دقت شده که درهنگام ریختن ذوب و انجماد قطعه ، گاز کمتری ایجاد شده یا اینکه بخوبی گردد که گازهای تولیدی به بیرون رانده شود .

6. برخاستن ماهیچه : این عمل موقعی اتفاق یافته که ماهیچه به صورت شناور درآمده و به طرف بالا یا مجاورت قالب فوقانی بالا بیاید . حتی ممکن است به قالب فوقانی بچسبد و مقطع مربوطه را پر نماید . ماهیچه ضعیف و یا تقویت نشده با چپلیت دارای چنین عیوبی می باشند .
7. جابجا شدن ماهیچه : یک ماهیچه به شکل افقی چنانچه با کمک تکیه گاه یا چپلیت یا هم مرکز نگهداری نشود ، جابجا می گردد در نتیجه جابجا شدن ماهیچه این خواهد بود که ضخامت جداره قطعه ریختگی یک طرفش باریک تر از طرف دیگر می باشد .
8. نفوذ مذاب : این عیب مخصوصاً در قطعات بزرگ وقتیکه ماهیچه تا نقطه ذوب فلز قبل از انجماد گرم می شود اتفاق می افتد ، فلز به داخل ماهیچه می رود . در حالیکه ماسه اطراف آنرا در بر گرفته است . این عیب اشکال زیادی مخصوصا در هنگام تمیزکاری ایجاد می نماید . شل کوبیدن ماهیچه و یا پایین بردن نقطه زینتر عامل اصلی چنین عیوبی می باشد .
9. شسته شدن ماهیچه یا بریدن : اگر سطح ماهیچه شل یا آسان برداشته شود در هنگام ریختن شسته خواهد شد . برای جلوگیری از عیب می توان سطح ماهیچه را با مواد نسوز یا ماده چسبنده قوی پوشانید . اضافاتی از قبیل پودر سیلیس یا خاک رس که مقاومت گرم را افزایش بدهد در این مورد موثر خواهند بود .
10. ترک های گرم : ماهیچه سختی که اجـازه نمی دهد فلز انقباض حـاصل کند سبب ایجـاد ترک هایی در قطعات مـی شود . مقاومت گرم زیاد ماهیچه که معمولاً از چسبنده ها غیر اورگـانیک حـاصل می شود ، سبب ایجاد این عیب می گردد . این عیب بیشتر در قطعات مالیبل ، فولادی و قطعات غیر آهنی دمیده می شود .
Veins : این عیب در قطعات ریخته به صورت زوائدی است که از ماهیچه ها حاصل می شوند . این عمل موقعی به وقوع می پیوندد که ترک های داخل ماهیچه در اثر حرارت فلز مذاب بازتر می شوند ، سپس فلز مذاب به داخل این ترک ها نفوذ می کند و پس از تمیز کاری زوائد مشاهده می گردد . مواد اضافه از قبیل اکسید آهن مانع ایجاد این عیب می شود . این عیب بیشتر در مورد فلزات آهنی هنگامیکه ماهیچه های کوچک یا نازک با توده بزرگی از فلز مذاب محیط شده باشد بمنصه ظهور می رسد .
11. کیس : عیوب ناشی از انبساط ماسه ایجاد عیوب فوق را " Scabs and buckle " در سطوح قطعات ریخته می نماید .
12. شکستن : این عیب معمولاً در قالب هنگامی بوجود می آید که ماهیچه قرار داده و یا درجه ها به یکدیگر جفت می شوند و در این حالت ماسه حفره قالب شکسته می شود ، در صورت بزرگ بودن ماهیچه در اثر فشار تکیه گاه ها تکه هایی از ماسه قالب جدا می شوند . در این حالت از فرو رفتگی قطعه ریخته می توان به این عیب پی برد . بی دقتی در جفت کردن درجه ها و یا بدون برشهای راهنمایی درجه ها نیز می توانند از عوامل سازنده این عیب باشند .
13. Fissures : این عیب به صورت خشن و توده ای از ذرات فلز در سطوح مجاور به ماهیچه دیده می شوند . این عیوب در نقاطی است که ماهیچه بهتر تمیز شده و مذاب با فشار آنرا به یک طرف رانده است.
بطور کلی عیوب ماهیچه های تولیدی را می توان بشرح زیر بررسی کرد :
عیوب
علل
پر نشدن
خرابی قالب " سوختن هواکش و خوردگی پولکیها "
ترک برداشتن
جفت نشدن قالب
پوک بودن
ماندن راهگاه در قالب
شکستن پایه
ضربه زدن دستگاه
باد کردن
خرابی جزئی دستگاه
نداشتن مقاومت
کم یا زیاد بودن زمان پخت در دستگاه
نداشتن مقاومت
خرابی ماسه
سوختن ماهیچه
کم یا زیاد بودن درجه حرارت قالب
مسدود بودن منافذ خروج گاز ماهیچه
کم یا زیاد بودن درجه حرارت گرمخانه
شکستن در فیکسچر
بی احتیاطی کارگر
شکستن
شکستن سوزنهای قالب

نفوذ پذیری قالب و ماهیچه :
اندازه و شکل ماسه و درجه فشرده شدن آن درداخل قالب یا ماهیچه می تواند به طور مشخصی بر نفوذ پذیری و سهولت جریان گاز در داخل ماسه اثر بگذارد . اگر چه ماسه سنگ رسوبی می توانند عدد نفوذ پذیری بالایی مثل 110 داشته باشد ، گاز ایجاد شده در حین ریختگی ممکن است نتواند به سرعت از داخل ماسه عبور کند و بنابراین تولید مک می کند . پس کانال ها و منافذ مناسبی مورد نیاز می باشد . بهر حال ، نفوذ پذیری ماسه هر چقدر هم که باشد ، گاز نمی تواند از داخل ماسه با همان سرعت و همان قدر تاثیر گذار که از داخل منافذ و کانال های مناسب عبور می کند ، بگذرد .
زمانی که پوشش مورد نیاز است ، نفوذ پذیری سطح ماهیچه یا قالب به صفر کاهش می یابد . با این علت ماهیچه هایی که پوشش داده می شوند را تنها می توان از تکیه گاه منفذ گذاری نمود و منافذ عبوری مناسب را طراحی ایجاد کرد . تکیه گاه ماهیچه باید به طور مناسب درداخل تکیه گاه قالب محکم قرار گیرد که در غیر این صورت فلز به داخل نفوذ کرد و قسمتی از آن یا تمام آن را مسدود می نماید .
پلیسه گیری :
پلیسه به کلیه برجستگی های روی سطح ماهیچه را گویند که در اثر خوب جفت نشدن قالب ماهیچه بوجود می آید .
چون وجود پلیسه روی ماهیچه باعث فرورفتگی در آن قسمت از قطعه مورد اتصال با ماهیچه می شود بنابراین بایستی کلیه پلیسه های ماهیچه ها با دقت و ظرافت بوسیله ای از بین بروند . این وسیله می توانند انواع گوناگون باشند . از جمله : دست ، سیم نازک ، صفحه خش و ….
بکار بردن این وسایل بستگی به نوع پلیسه و مهارت کارگر دارد . ولی آنچه مسلم است در موقع پلیسه گری سطوح اصل ماهیچه نباید آسیب ببیند . زیرا خش برداشتن سطوح موقع ریخته گری از آن قسمت ماهیچه گاز وارد مذاب شده و مک در قطعه بوجود می آورد . پلیسه گری بایستی با توجه به شکل اصلی ماهیچه صورت گیرد. یعنی پلیسه گر بایستی مهارت و اطلاعات کافی در مورد شکل اصلی و ضخامت ماهیچه داشته باشد .
بتونه کاری :
بتونه ها در ریخته گری مواد نسوز با خواص معینی هستند که فرورفتگی های سطوح ماهیچه را با شرایطی معین پر می کنند . بتونه ها از جنس ماسه و مواد ماهیچه سازی نیستند . بنابراین خواص مواد ماهیچه را ندارند و در اینصورت بایستی حتی المقدور از استفاده بی رویه از آنها جلوگیری کرد . زیرا استفاده بیش از حد و بی رویه از بتونه باعث عیوب در قطعه ریختگی می شود :
– ایجاد مک در قطعه ریختگی در آن قسمت در اثر تولید گاز بوسیله بتونه
– ماسه سازی در آن قسمت
– احتمال ناهموار بودن سطوح در آن قسمت
– جنس بتونه ترکیبی خمیری از رنگ یا پوشان قالب (تراکوت) می باشد
– طبق قانون ایزو (ISO) حداکثر عمق بتونه در ماهیچه بایستی 4 میلیمتر باشد . یعنی ماهیچه با عمق بیش از 4 میبلیمتر فرورفتگی معیوب است .
– در موقع بتونه کاری روی سطوح ماهیچه بایستی توجه داشت که سطوح ماهیچه از بتونه اضافی به هر شکلی پاک شود .
رنگ یا پوشان ماهیچه و قالب :
رنگها یا پوشانها موادی هستند که سطوح مجاز ماهیچه یا قالب را برای مقاصد معین می پوشانند این رنگها بر حسب مورد می توانند خالص یا مخلوطی از چند ماده باشند . بطوریکه هر ماده خاصیتی را به رنگ یا پوشان قالب و یا ماهیچه در ریخته گری می دهد .
این رنگها بصورت پودر هستند و عموماً در آب معلق بوده و بایستی بصورت کولوئید در مایع در بیاید .
پوشانها یا برای پوشاندن سطوح مجاز ماهیچه ها کاربرد دارند و یا برای پوشاندن سطوح مجاز قالب بکار می روند.
علل استفاده از رنگ یا پوشان سطوح مجاز ماهیچه به شرح زیر می باشد :
1ـ رنگ یا پوشان ماهیچه بایستی مانع عبور گاز از داخل ماهیچه به داخل مذاب در ریخته گری شود .
2ـ سطوح داخلی و خارجی ، بخصوص خارجی قطعات ریخته گری را ظریف و صاف می کند.
3ـ ترک های مویی بسیار ریز را پر می کند .
4ـ خلل و فرج روی سطوح قالب و ماهیچه را پر می کنند .
5ـ از ترکیب مذاب با ماهیچه جلوگیری می کند .
6ـ از ماسه سوزی جلوگیری می کند .
– بنابراین رنگ یا پوشش روی سطح ماهیچه بایستی کامل باشد و منفذی برای ورود گاز از ماهیچه به قالب نداشته باشد . گاه پیش می آید که قسمتی از محل مجاز ماهیچه به خوبی رنگ نمی شود و یا در اثر سایش یا ضربه روی ماهیچه ها رنگ آنها یا سائیده یا کنده می شود . در آن صورت ضخامت ماهیچه زیاد شده و در نتیجه قطعه ریختگی نازک می شود و یا قطعه نیامد می کند .
ضمناً اگر ضخامت رنگ یا پوشان بیش از حد باید ، امکان پوسته کردن رنگ و یا تولید گاز در اثر سوختن رنگ وجود دارد .
– غلظت رنگ یا پوشان ماهیچه بین 36 تا 40 درجه بوده است .
بومه ، ابزاری است بصورت لوله ای بسته ورقه آن قسمتی کروی شکل است که ماده ای سنگین (جیوه) در آن قرار دارد .
برای اندازه گیری غلظت رنگ این ابزار در رنگ یا پوشان قرار داده می شود . در نتیجه اگر غلظت مایع کم باشد ، این ابزار استوانه ای در مایع فرو می رود و با افزایش غلظت رنگ ارتفاع فرو رفته ، ابزار در مخلوط رنگ (پوشان) کمتر می شود . بنابراین درجه بندی آن از بالا به پایین است .

حمل و نقل ماهیچه :
بعد از خشک شدن ماهیچه ها بایستی یا به محل های مصرف یا محل های مونتاژ و یا به انبار ها حمل شود . در موقع حمل و نقل بایستی توجه داشت که ماهیچه ها روی همدیگر سائیده نشوند و رنگ سطوح آنها نیز از بین نرود . برای جلوگیری از سایش ماهیچه ها روی هم ، بین آنها صفحه ای مثل صفحه کارتنی قطعه قرار می دهند . ضمناً ماهیچه نبایستی در حین حمل و نقل ضربه ببیند . زیرا در اثر ضربه احتمالی شکستن یا پریدگی قسمتی از ماهیچه وجود دارد . برای جلوگیری از ضربه خوردن ماهیچه ها ماشینهای حمل و نقل بایستی بسیار آهسته و با احتیاط حرکت کنند .
انبار کردن ماهیچه ها :
انبار محلی است که ماهیچه های آماده ریخته گری بعنوان ذخیره در آنها نگهداری می شوند تا در موقع لزوم از آنها استفاده شود .
مشخصات انبار ماهیچه ها عبارتند از :
1ـ رطوبت آن بسیار کم باشد (خشک باشد)
2ـ راه عبور به اندازه کافی داشته باشد تا رفت و آمد و حمل و نقل ماهیچه ها بخوبی انجام شود
3ـ بهتر است گرمای آن در حد طبیعی باشد (25) درجه سانتیگراد .
مونتاژ کردن ماهیچه ها :
در بیشتر اوقات تعداد زیادی ماهیچه با هم اتصال ثابت (ست) می شوند . تا در قالب قرار گرفته و قسمتهای داخلی قطعه ای را در ریخته گری بوجود آورد مثل مونتاژ ماهیچه های سیلندر و سرسیلندر . در این حالت پس از مونتاژ ، تک تک ماهیچه های مونتاژ شده هیچگونه حرکتی را نبایستی داشته باشند و گرنه شکل اصلی و موقعیت خود را از دست داده و باعث ضایع شدن قطعه ریختگی می شوند .
برای اینکار پس از مشخص کردن موقعیت مناسب آنها در مونتاژ بوسیله چسب در موقعیت خود ثابت نگاه می دارند .
در موقع چسب زدن به ماهیچه جهت مونتاژ بایستی دقت شود که چسب بیش از حد مصرف نشود . زیرا در این صورت پس از ریخته گری چسب ماهیچه گاز تولید کرده ودر مذاب می رود و مذاب می جوشد و در نتیجه مک و حفره در قطعه پدید می آید .
ضمناً چون قطعات سرسیلندر و سیلندر بخصوص سرسیلندر بسیار حساس است . مونتاژ ماهیچه آنها بایستی با دقت بسیار انجام شود . زیرا اندکی بی دقتی در مونتاژ ، قطعه ریختگی را معیوب می کند . بخصوص اگر قسمتی از اعضاء ماهیچه در اثر شکستگی از بین رفته یا جابجا شود . در موقع مونتاژ ماهیچه حتماً بایستی از شابلون های بخصوص استفاده شود در غیر اینصورت مونتاژها ماهیچه دقت لازم را ندارد و در نتیجه قطعه ریختگی معیوب می شود که این عیبها می تواند چاق شدن قطعه و یا لاغر شدن قطعه و یا نیامد کردن قسمتی از قطعه ریختگی باشد . حمل و نقل ماهیچه های مونتاژ شده قبل از خشک شدن چسب می تواند باعث زیان جبران ناپذیری در ریخته گری شود . زیرا در موقع حمل و نقل ماهیچه ها حرکت کرده و از محل قرار خود فاصله می گیرند .
عواملی از ماهیچه سازی که باعث عیوب قطعات ریخته گری می شوند :
ریخته گری از چند قسمت مختلف تشکیل شده که عبارتند از ماسه سازی ، قالبگیری : ماهیچه سازی مونتاژ ماهیچه ، ذوب و ریختن مذاب در قالب ، تکمیل ریخته گری (سنگ زنی)
بنابراین قسمتهای مختلف بایستی کارشان را به درستی و بطور صحیح انجام دهند اگر تمام قسمتها کارشان را به درستی انجام دهند اما یک قسمت کارش عیب داشته باشد در نتیجه کار همه قسمتها هدر می رود بنابراین لازم است عیوبی را که قسمتهای مختلف می توانند باعث آن شوند ذکر شود تا از آن پیشگیری بعمل آید .

فرآیندهای قالبگیری

ماسه قالبگیری (Molding Sand):
بخش عمده قطعات ریختگی در قالب های ماسه ای انجام می شود برای تولید یک تن قطعه ریختگی ممکن است بین 4 تا 5 تن ماسه قالبگیری نیاز باشد . نسبت ما بین مقدار فلز می تواند از 10 به 1 تا 1 به 25/0 متفاوت باشد که این نسبت به اندازه قطعات ریختگی و روش قالبگیری مورد اسفاده بستگی دارد در هر حال مقدار ماسه ای که باید یک کارگاه ریخته گری با ماسه نگهداری شود زیاد است و کیفیت آن نیز باید کنترل شود تا قطعات ریختگی سالم تولید شود .
انواع مختلفی از ماسه برای قالبگیری بکار می رود . فرآیندهای ریخته گری در ماسه (Casting Processes Sand) متنوع هستند و هر یک با استفاده از قالب های تهیه شده از ماسه تر (Green Sand) – ماسه خشک (Dry Sand) – ماسه ماهیچه (Core Sand) – ماسه با چسب سیمان ( Camant-bonded Sand) – ماسه قالبگیری پوسته ای (Shell-molding Sand) و قالبگیری بدون درجه (Flaskless molding) و نظایر آنها انجام می شود .
انواع ماسه مصرفی:
1. ماسه سیلیسی (کوارتز)
2. ماسه زیرکنی
3. ماسه اولیوین
4. ماسه کرومیتی
5. ماسه شاموتی
برای اغلب عملیات قالبگیری با ماسه از ماسه سیلیسی استفاده می شود . ماسه سیلیسی در دو نوع عمومی وجود دارد . یکی ماسه مصنوعی (Synthetic Sand) و دیگری ماسه چسب دار طبیعی (Naturelly Donded Sand) . هر دو نوع ماسه از نظر ماهیت و طبیعت یکسان هستند اما تحت شرایط مختلف شکل گرفته اند و تشکیل شده اند . ( درباره انواع ماسه سیلیس در قسمت ماهیچه سازی توضیح داده می شود .)
ماسه طبیعی از شکستن و روی هم غلطیدن سنگهای و نیز شکستن در اثر سرما و گرما در طبیعت بوجود می آید و معمولا بصورت کروی است و چون شکل ظاهری آن کروی است , بنابراین قابلیت عبور گاز آن بیشتر است . اما استحکام قالب کمتر می شود . چسب ماسه قالبگیری طبیعی معمولا خاک رس می باشد , که حدود 3 درصد وزن خود توانایی جذب رطوبت دارد . درحالیکه بنتونیت تا 5 برابر وزن خود می تواند جذب رطوبت کند . بنابراین چسب بهتری است . ماسه مصنوعی از شکستن سنگهای بوسیله سنگ شکنهای بدست می آید و چون زیاد روی هم نمی غلتند , بنابراین گوشه دارند . این گونه ماسه در قالبگیری استحکام خوبی بوجود می آورد ولی نفوذ پذیری گاز آنه خوب نیست . بنابراین سعی می کنند درصد گوشه دار بودن ماسه را کمتر کنند و بیش از نیمی از ماسه کروی باشد . پس از خرد کردن ماسه توسط سنگ شکنها آنها را با الکهای مختلف دانه بندی نموده و چسب نوع قطعه ریخته گری و نقطه ذوب آن ماسه برای قالبگیری انتخاب میکنند .
فرآیندهای قالبگیری و مواد مصرفی برای قالبگیری :
قالب ها معمولا محفظه ای توخالی هستند که بوسیله مدل قطعه صنعتی مورد نظر تهیه گردیده که بعضی از آنها عینا بشکل قطعه صنعتی مورد نظر می باشد و برخی دیگر ظاهرا بشکل قطعه صنعتی مورد نظر نیست اما پس از انجام فرآیند قطعه تولیدی عینا بشکل قطعه صنعتی مورد نظر و گاه دقیقا به اندازه آن می شود . مدلهایی که بشکل قطعه صنعتی مورد نظر نیست معمولا قطعه صنعتی مورد با استفاده از ماهیچه تهیه می شود .
مواد قالبگیری بر دو نوع است . مواد قالبگیری فلزی و مواد قالبگیری( ماسه ای ) قالبهای فلزی معمولا بعنوان قالبهای دائمی و یا قالبهای ریژه معروفند که از فلزات و آلیاژهای مختلف فولاد و یا چدنی و … تهیه می گرند . منظور از قالبهای دائمی قالبهایی است که با هر بار ریخته گری جهت خروج قطعه از قالب , قالب را از بین نمی برند , بلکه با جدا کردن تکه ها قالب , قطعه یا قطعات خارج شده و برای ریخته گری قطعات دیگر تکه های آن دوباره جفت می شود تا برای تهیه قطعه بعدی آماده شود .
قالبهای موقت از مواد دانه بندی شده , تهیه می شوند که به ماسه معروفند . قالبهایی که پس از هر بار ریخته گری خراب می شوند تا قطعه صنعتی تهیه شود قالب موقت نام دارند . ذرات ماسه دارای اندازه های مشخص و شکل دانه مشخص می باشند . در زیر پس از شرح خواص عمومی مواد قالبگیری بشرح قالبهای موقت و دائم و خواص اختصاصی هر یک می پردازیم .
خواص عمومی مواد قالبگیری :
مواد قالبگیری که برای تهیه قالب جهت ریخته گری بکار می روند , بایستی دارای خواصی باشند . این خواص عبارتند از :
1. دیرگداز بودن یا دیر ذوب : مواد قالبگیری نیایستی پس از ریختن مذاب در قالب ذوب یا زینتر (خمیری) شود .
2. نداشتن انبساط و انقباض : مواد قالبگیری نبایستی در قالب انبساط و انقباض داشته باشد . یعنی پس از ریختن مذاب در قالب نبایستی قالب در اثر گرما و یا سرد شدن کوچکتر یا بزرکتر شود .
3. شوگ حرارتی نداشته باشد : یعنی در اثر حرارت زیاد مذاب ترک در قالب ایجاد نشود .
4. مواد قالبگیری پس از ریختن مذاب در قالب بایستی حرارت و قطعه را زا قالب انتقال دهد تا سرد شود .
5. شکل پذیر باشد : یعنی در فرآیند تهیه قالب بتوان شکل و قالب مورد نظر را بوسیله ریخته گری انتخاب گردد.
6. نیل به خودکفایی : یعنی در حد ممکن از موادی انتخاب گردد که به خود کفائی و عدم وابستگی به کشور های دیگر کمک کند .
مخلوط ماسه قالبگیری چدن خاکستری :
– ماسه :
ماسه کهنه به علاوه 20 درصد ماسه نو با عدد ریزی 60 تا 100 AFS که قابلیت عبور گازی بین 40 تا 100 را تامین کند .
– خاک رس :
هم بنتونیت سدیمی و هم بنتونیت کلسیمی را می توان مورد مصرف قرار داد یا از مخلوط آنها استفاده کرد . در قطعات بزرگ از پودر خاکستر شاموتی و کائولین بهمراه بنتونیت سدیمی استفاده می شود .
– افزوردنی ها :
می توان پودر زغال سنگ نرم را تا حدودی که تقلیل وزن حرارتی , مخلوط ماسه قالبگیری را به 5 درصد برساند اضافه کرد . علاوه بر پودر زغال سنگ می توان از 1 درصد مواد سلولزی بجای یک درصد زغال استفاده کرد . در مورد قطعات ضخیم که احتمال عیوب انبساطی و یا ماسه انداختن (Expansion Scabbing) وجود دارد اضافه کردن 5/0 تا 1 درصد دکسترین نیز متداول است .
در مورد قطعات بزرگ استفاده از پودر قیر که در ایران وجود دارد توصیه می شود .
– آب :
3 تا 7 درصد استحکام فشاری تر , بالای Psi13 و در حد ایده آل بالای Psi25 که این مقدار در ایران معمولا حدود Psi18 در نظر گرفته می شود .
انواع قالب های مورد استفاده در کارخانه ریخته گری ایران خودرو
1- قالب های ماسه ای (موقت)
اصولا برای تهیه قالبهای موقت از مواد دانه بندی شده بنام ماسه قالبگیری که خواص عمومی قالبگیری را دارا می باشد را می شکنند و پس آن را دانه بندی و دانه بندی معینی را برای ریخته گری فلز یا آلیاژ معینی از آن انتخاب می کنند .
1-1- مشخصات مواد قالبگیری موقت :
مواد قالبگیری بایستی علاوه بر مشخصات خواص عمومی , خواص اقتصادی زیر را دارا باشد .
الف- خودگیری لازم را دارا باشد ( استحکام قالب خوب باشد )
ب- قابلیت خروج گاز خوب داشته باشد .
ج- اندازه دانه معینی داشته باشد .
د- شکل دانه ای معینی داشته باشد , مثلا اگر دانه های ماسه کروی باشد . نفوذ پذیری گاز آن بهتر است و اگر گوشه دار باشد , نفوذ پذیری گاز آن کمتر است . در عمل این دو نوع ماسه معینی کروی و کوشه دار به نسبت 60 به 40 مخلوط می کنند تا هم استحکام لازم را داشته باشد و هم نفوذ پذیری را دارا باشد .
ه- پس از ریخته گری به راحتی از هم بپاشد
ک- اشتعال حرارت لازم را داشته باشد .
ل- در اثر حرارت بالاتر در قالب ایجاد نشود .
1-2- انواع ماسه (مواد قالبگیری موقت) :
ماسه های قالبگیری موقت انواع مختلف دارد . لازم به یاد آوری است که هر چه نقطه ذوب بالا تر باشد, با حفظ سایر مشخصات ماسه قالبگیری مرغوب تر است . در نمودار زیر انواع مواد قالبگیری موقت با نقطه ذوب آنها بیشتر متداول است مشخص شده است .

از بین ماسه های ریخته گری نمودار بالا نوع کوارتز آن بطوری عموم در ایران استفاده می شود از ماسه های زیرکنی و کرومیتی که مرغوب تر است و نیز وارداتی است , در مورد خالص استفاده می شود . چون هم وابستگی به کشور دیگر را بیشتر می کند و هم گران تر است . بنابراین جزء در مورد موارد خواصی استفاده از آنها درست نیست .
1-3- ماسه سیلیس (کوارتز) :
ماده اصلی ماسه سیلیس SiO2 می باشد ولی این ماسه هرگز بطور خالص نیست بلکه با مواد دیگری وجود دارد که بعضی از آنها مفید و بعضی از آنها مضر هستند .
تلاش بر این است که مقدار نا خالصی های مضر آن حداقل باشد و نیز ناخالصی های مفید نیز باید کنترل شده باش و حد معینی داشته باشد . ناخالصی های مفید ماسه عبارتند از :
اکسید منیزیم (MgO) , اکسید آهن (Fe2O3) , اکسید تیتانیم (TiO2) که حداکثر 3 درصد وجود آنها در ماسه مفید است و بیش از این مضر میباشد . رنگ اکسید آهن در ماسه طبیعی قرمز آجری و اکسید آهن موجود در بازار خاکستری نقره ای و رنگ اکسید منیزیم و اکسید تیتانیم سفید است .
1-4- دانه بندی ماسه های قالبگیری :
دانه بندی ماسه قالبگیری برای موارد مختلف ریخته گری به شرح زیر است :
* ماسه قالبگیری برای ریخته گری آلیاژهای آلومینیم حدود 1/0تا01/0 میلیمتر است.
* ماسه قالبگیری برای ریخته گری آلیاژهای پایه مس حدود 1/0 تا 2/0 میلیمتر است .
* ماسه قالبگیری برای ریخته گری چدن حدود 1/0 تا 3/0 میلیمتر است .
* ماسه قالبگیری برای ریخته گری فولاد حدود 2/0 تا 3/0 میلیمتر است .

4