گزارش کارآموزی شرکت ذوب فلزات زندیه(ریخته گری) در 46 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

عنوان صفحه

تاریخچه 1

ماسه قالبگیری 3

منشاء پیدایش ماسه در طبیعت 5

هوازدگی 7

عوامل موثر در هوازدگی 11

انواع ماسه های طبیعی 13

آماده سازی ماسه 14

خواص فیزیکی ماسه قالبگیری 17

قالبگیری قطعات آلومینیومی (دو درجه ای) 27

ذوب ریزی 31

انواع بوته 32

مذاب مصرفی 36

قسمتهای مختلف کوره زمینی 36

انواع مدل 37

چدن ریزی 38

افزودن منیزیم به مذاب 40

قالبگیری قطعات سنگین 44

قالبگیری قطعات سبک 45

ذوب 47

انواع سلاکس 47

مخلوط کن ماسه CO2 48

تاثیر سرعت سرد کردن بر روی اعوجاج 54

نتایج 50

اهمیت سرعت های سرد کردن بر چقرمگی فولادهای کار گرم 54

تاثیر سرعت سرد کردن به چفرمگی قالب 55

بهداشت و ایمنی در واحدهای ریخته گری 57

کلیاتی راجع به مواد منتشره 57

نوع سوخت مورد استفاده 59

تنظیم مشعل 59

روشهای تهویه برای کوره های شعله ای 60

مواد منتشره از کوره های ذوب در فرایند تولید فلزات غیر آهنی 61

برنج ، برنز و سایر آلیاژهای مس 61

آلیاژ آلومینیوم و منیزیم 64







تاریخچه :

این شرکت ریخته گری در سال 1368 آغاز به کار کرده است . از همان ابتدا کار خود را با ذوب آلومینیوم توسط یک کوره زمینی شروع کرده و درصدد بود تا بتواند محصولات تولیدی خود را هر چه بیشتر توسعه داده و در زمره شرکت های ریخته گری مطرح ایران قرار دهد این شرکت با تولید قطعات ریختگری سبک وزن آلومینیومی کار صنعتی خود را شروع کرد و هم اکنون علاوه بر ذوب آلومینیوم ،چدن داکتیل یا SG نیز توسط کوره های دوار ذوب کرده و قطعات مختلف صنعتی را تولید و به بازار عرضه می کند. امروزه ذوب چدن بسیار زیاد در صنعت مطرح است و روز به روز قطعات مختلف را با آلیاژهای متفاوت چدن ریخته گری شده و عرضه می شوند.

1- اره چدنی – لوله های چدنی (در سایزهای مختلف )– دریچه فاضلاب(در سایزهای مختلف) – پمپ – واترپمپ – رنده – منی فولد – اگزوز – سر سیلندر- قطعات سایپا دیزل-


تجهیزات شرکت :

1- 2 عدد کوره زمینی

2- تعداد 7 عدد کوره دوار

3- جرثقیل ذوب ریزی

4- بوته های مختلف با ظرفیت ههای متفاوت

5- دستگاه مخلوط کن ماسه Co 2

6- دستگاه آلات تراشکاری

7- ریل مخصوص بوته

8- دستگاه شات بلاست

محصولات شرکت

1- لوله های چدنی شامل زانویی –سه راهی و ….

2- اره های چدنی

3- دریچه های فاضلاب

4- پمپ

5- واتر پمپ

6- رنده

7- منی فولد

8- اگزوز

9- سر سیلند

10- قطعات مختلف سایپا دیزل

11- کلاهک چراغ

12- پایه صندلی

13- پوسته گیربکس شیرهای گاز با اینچ بالا

این کارخانه دارای قسمتهای زیر می باشد :

1- محل تولید قطعات ،آلومینیومی

2- گود ماسه دان جهت قالبگیری قطعات آلومینیومی

3- محل تولید قطعات چدنی کوچک

4- محلی برای قرارگیری کوره های دوار

5- انبار مخصوص مواد اولیه ریخته گری

6- گود ماسه دان بزرگ برای قالبگیری قطعات چدنی سبک

7- قسمت تولید قطعات چدنی سنگین وزن

8- قسمت تراشکاری

ماسه قابگیری

بخش عمده تولید قطعات ریختگری در قالب های ماسه ای انجام می شود برای تولید یک تن قطعه ریختگی ممکن است به 4 تا 5 تن ماسه قالبگیری نیاز باشد.نسبت ما بین مقدار ماسه – فلز می تواند از 10 به 1 تا 1 به 25/0 متفاوت باشد که این نسبت به اندازهقطعات ریختگی و روشن قالبگیری مورد استفاده ،بستگی دارد . در هر حال مقدار ماسه ای که باید دریک کارگاه ریخته گریبا ماسه نگهداری شود زیاد است و کیفیت آن نیز باید کنترل شود تا قطعات ریختگی سالم تولید شود.

انواع مختلفی از ماسه برای قالبگیری به کار می رود فرآیند های ریخته گری در ماسه (Sand – Casting Processes) متنوع هستند و هر یک بااستفاده از قالب های تهیه شده از ماسه تر (green sand) ماسه خشک (dry sand) ،ماسه ماهیچه (core sand) ، ماسه با چسب سیمان .

(Cement - bonded sand) ،ماسه قالبگیری پوسته ای (shell – molding sand) و قالبگیری بدون درجه (Flaskless molding) و نظایر آنها ،انجام می شود . شکل (1)مقابل قالب هایی را که برای ریخته گری قطعات فولادی تهیه شده است نشان می دهد. در تصویر (2) دیگر قالبگیری در گودال که از طریق مونتاژ ماهیچه های ماسه ای بزرگ آماده شده است ملاحظه می شود.

منشأ پیدایش ماسه در طبیعت

در بسیاری ا زنقاط پوسته جامد کره زمین محل هایی را می توان یافت که در آنها تجمعی از ماسه وجود دارد . اینگونه محل ها که به معدن طبیعی ماسه موسوم هستندبواسطه عوامل مختلفی بوجود آمده اند . در معادن مختلف طبیعی می توان ماسه هایی با شکل و اندازه و جنس متفاوت یافت . ماسه در زمره سنگهای رسوبی است که طی فرآیندهای بیرونی تغییر دهنده زمین وبر اثر یک سلسه . تحولات بواسطه خرد شدن و تجزیه سنگ ها و سپس انتقال و رسوب گذاری پدید آمده است . فرآیندهای بیرونی تغییر دهنده زمین شامل فرآیند های تخریبی و فرسایشی (erosion) مختلفی است که طی آنها خرد شدن و تجزیه و تفکیک شدن و سپس حمل (transpor tation) مواد به نقاط دیگر انجام می شود. بنابراین در ابتدا تحولات تخریبی – فرسایشی باعث خود و ریز شدن ،تجزیه و تفکیک شدن سنگ ها می شود و سپس عوامل دیگر ذرات را به مناطق دیگر جابجا می کنند و بر اثر رسوب گذاری (depostion) تجمعی از شن ، ماسه ، خاک رس و امثال آنها پدید می آید .















شکل(3) مقابل نموداری از تحولات و فرآیندهای بیرونی زمین را نمایش می دهد.

فرآیندهای بیرونی تغییر دهنده زمین که منجربه پیدایش تجمعی از ماسه و امثال آن در نقاط مختلف می شود را می توان با توجه به تحولات و عوامل زیر مورد بررسی قرار داد.











هوازدگی

(Weathering) فرآیندی است که مورد متراکم و پیوسته سطح زمین را به موادی نرم و ناپیوسته تبدیل می کند این فرآیند اثر عوامل فرسایش دیگررا در جابجا کردن مواد آسانتر می کند . به طور کلی «هوازدگی » عبارت است از «خرد شدن » و تجزیه شیمیایی سنگ ها در محل خود به علت تأثیرات آب ،هوا و موجودات زنده .

فرآیند هوازدگی به سه گروه ،هوازدگی فیزیکی،هوازدگی شیمیایی و هوازدگی زیستی تقسیم بندی می شود.

1- هوازدگی فیزیکی

در این نوع فرآیند هوازدگی ،عوامل فیزیکی باعث خردشدن و متلاشی شدن سنگ ها می شوند .

الف – انجماد آب در شکاف سنگ ها

در اثر یخ بستن آب تقریباً‌ 9 درصد به حجم آن افزوده می شود و در محیط بسته فشاری معادل 140 کیلو گرم بر سانتی متر مربع اعمال می نماید. اگر آب در شکاف سنگ منجمد شود و این عمل به طور مکدر انجام می شود . فشارهای ایجاد شده بیش از مقاومت سنگ است و می تواند سخت ترین و مقاوم ترین سنگ ها را نیز درهم بشکند . شاید مهمترین عامل خرد شدن سنگ ها ، یخ بستن آب در داخل حفره ها و شکاف های آنها باشد.

ب- تغییرات درجه حرارت

اغلب اجسام بواسطه بالا رفتن دما انبساط (expension) و بواسطه کاهش دما انقباض (contraetion) حاصل می کنند. سنگ ها نیز بواسطه تغییرات شبانه روزی یا سالیانه درجه حرارت چنین واکنشی نشان می دهند. انبساط و انقباض مکدر سنگ ها سرانجام به خرد شدن سطحی آنها منجر می شود. زیرا اولاً قابلیت هدایت حرارتی سنگ ها کم است و باز شدن درجه حرارت ،سطح یک سنگ بیش از قسمتهای داخلی آن منبسط می شود و ثانیاً‌ کانیهای گوناگون تشکیل دهنده یک سنگ ،دارای ضریب انبساط حرارتی یکسان نیستند و در نتیجه ، تغییر درجه حرارت موجب می شود که کانیهای مختلف به مقدار متفاوتی تغییر حجم دهند.

تغییرات درجه حرارت به تنهایی عامل مهم هوازدگی نیست بلکه این عامل به همراه آب نقش مهمی را ایفا می کند.

ج – رشد بلورها

اگر محلول نمک ها به هر علتی به داخل شکاف یا منفذ سنگ ها راه یابد و در آنجا متبلور شود . احتمال دارد باعث خرد شدن سنگ شود . اگر چه تبلور یک محلول با انجماد ساده یک مایع کاملاً‌ متفاوت است ولی رشد بلورها در شکاف سنگ ها می تواند اثری شبیه به یخ بستن آب ولی ضعیف تر به جا بگذارد.

د - تشکیل کانیهای جدید

اگر کانیهای یک سنگ به کانیهای جدیدی تبدیل شود و حجم کانیهای جدید پیش از کانیهای اولیه باشد ،این ازدیاد حجم می تواند سبب فشرده شدن ذرات کانیها به یکدیگر و خرد شدن سنگ شود.

ه – فرسایش بخش سطحی توده سنگ ها
در پاره ای از سنگها یک سری درز به موازات سطح خارجی دیده می شود . احتمالاً علت تشکیل این گونه درزها آن است که تا وقتی که سنگ ها (مثلاً توده ای آذرین ) در زیر زمین قرار دارند تحت فشار سنگ های بالایی هستند ولی اگر فرسایش سنگ های فوقانی باعث ظاهر شدن سنگ های زیرین در سطح زمین شود . آنجایی که این سنگ ها فشار طبقات فوقانی آزاد می گردند ، قسمتهای سطحی آنها انبساط پیدا می کند .در نتیجه این انبساط،یک سری درز به موازات سطح خارجی آنها به وجود می آید. این نوع هوازدگی موجب ورقه شدن (exfolition) قسمت های سطحی توده می شود . در شکل 4 چگونگی این پدیده نشان داده شده است .



















نتایج

با کوئنچ مستقیم ماده درC31 در هر دقیقه J19 حاصل شد و طبق استاندارد DC 9999-1 ،80% حد نهایی ،یعنی J22 ،است .

روش کوئنچ منقطع در مقایسه با کوئنچ مستقیم کاهش اندکی را نشان داد ،ولی کماکان بالای 80% حد نهایی می باشد و یک تأثیر به سزایی را براعوجاج داشته است .

جهت کنترل دقیق سیکل عملیات حرارتی ،یعنی درجه حرارت سختی ،زمان ماندن در دمای داخل قالب کار گذاشته شوند. مورد نظر و سرعت سرد کردن ،سوراخ های ترموکوپل باید به

بسیا رمهم است که مغزه ترموکوپل در مرکز مقطع حاکم قالب قرار داده شود؛بخصوص اگرکوئنچ منقطع انجام شود که باید در قسمت های قطور قرار داشته باشد. استفاده از کانالهای آب برای ترموکوپل به علت دقت لازمه در خواندن درجه حرارت مغزه توصیه نمی شود.

سرعت سرد کردن C 28 در هر مینیمم دقیقه جهت بهبود ،چقرمگی ماده ضروری می باشد اعوجاج حاصله طی سریع سرد کردن می تواند با مرحله کردن کوئنچ کاهش یابد که خود این عمل یکسان سازی درجه حرارت های سطح و مغزه ،قبل از کوئنچ با تشکیل منطقه مارتنزیتی و بدون کاهش چقرمگی را موجب می گردد . این مسئله لازم است در قسمت های قطور انجام شود.

مسلماً استفاده از سوراخ های ترموکوپل و به این ترتیب ،کنترل صحیح و دقیق درجه حرارت های سطح و مغزه با عملیات های حمام نمک یا بستر سیال ممکن نمی باشد به این دلیل است که عملیات کوئنچ در خلأ با فشار گاز در نظر گرفته می شود.

علاوه بر این ،امکان تعیین حد نهایی چقرمگی ماده وجود دارد. همچنین سیکل عملیات حرارت کنترل می شود که 80% از حد چقرمگی ایجاد شده و به این ترتیب عمر قالب بهببود می یابد.

نتیجه سختی 46 تا 47 راکول است . چهار آزمایش با استفاده از سرعت های مختلف سرد کردن در یک کوره خلأ انجام شد که شکل 2 یک نمونه سیکل عملیات حرارتی را نشان می دهد.

آنچه که درپایان عملیات و درنتایج حاصله مشهود بود (شکل 3 را ببینید) این است که افزایش سرعت سرد کردن سطحی ،چقرمگی ماده را بهبود می بخشد . مشخص است که میزان سرد شدن سطحی C 8/28 به ازاء هر دقیقه میزان چقرمگی را حدود 80% حد نهایی چقرمگی موجب می گردد.

سریع سرد کردن از تشکیل کاربیدهای مرزدانه ای جلوگیری کرده و امکان ایجاد فاز بینهایت را کاهش داده یا از تولید آن ممانعت می کند .رسوب مرزدانه ای و تشکیل بینایت به عنوان دو عامل کاهش دهنده چقرمگی سطح قالب شناخته شده اند.

مقایسه ریز ساختارها نسبت به سرعت سرد کردن رد شکل 4 نشان داده شده اند. ریزساختار نمونه آزمایشی که در C16 به ازاء هر دقیقه سرد شده است ،وجود کاربید مرزدانه ای را نشان می دهد که این امر خود کمابیش بر کاهش چقرمگی تأثیر می گذارد . دیاگرام CCT برای مواد نمونه آزمایشی در شکل Δ نشان داده شده است .

قابل توجه است که درانجماد C40 به ازاءهر دقیقه ،افزایش مقاومت به ضربه را موجب نمی گردد. سرعت سرد کردن روغنی در مقایسه باکوئنچ 5bar در نیتروژن می تواند 10 بار سریع تر صورت گیرد . بنابراین ،افزایش جزیی در چقرمگی ممکن است تنها با افزایش قابل توجهی در سرعت سرد کردن حاصل گردد.







با انجام آزمایشی بر روی نمونه های مختلف همراه با عملیات حرارتی قالب ها ،مقاومت به ضربه بالایی با سرعت انجماد سطحی به میزان C28 به ازاء هر دقیقه به دست آمده است.

عدم موفقیت در ایجاد مقاومت به ضربه بالا که مدنظر می باشد تنها یک بار اتفاق افتاد وبا انجام تحقیق و بررسی ،کاربیدهای اولیه در ماده دلیلی بوده است بر پایین بودن سطح چقرمگی که درشکل 6 این امر مشهود است .این کاربیدهای اولیه در ماده آنیل شده یافته شده اند.





اهمیت سرعت های سرد کردن بر چقرمگی فولادهای کار گرم

مقدمه

دستیابی به بهترین خواص گرم موجود در فولادهای کارگرم مصرفی برای قالبهای ریخته گری فشاری ،به کنترل دقیق و جدی فرآیند عملیات حرارتی نیازمند می باشد.

جهت بهبود عملکرد قالب ؛درجه حرارت ،زمان نگهداری و سریع سرد کردن باید طی فرآیند سختی به دقت عمل شده و کنترل گردند. با کنترل این پارامترها ؛چقرمگی قالب می تواند با کاهش اثرات اندازه دانه درشت ،کاربیدهای مرزدانه ای و تشکیل فازهای پرلیت و یا بینیت و در آخر ،بهبود عملکرد قالب به بیشترین حد برسد. تأثیر متقابل این پارامترها بر یکدیگر و عواملی که موجب ایجاد بهترین روند کاری می گردند مورد بررسی قرار گرفته است.انتخاب و کنترل درجه حرارت های سختی و زمان های نگهداری به آسانی با کوره های پیشرفته خلأ هماهنگ می شوند. با توجه به این مسئله ،در این مقاله عمدتاً سریع سرد کردن و اثر آن بر روی ریزساختار و چقرمگی مورد بررسی قرار می گیرند.

تأثیر سرعت سرد کردن به چقرمگی قالب

برای انجام آزمایشات قالبی با ابعاد 16×62×87 میلی متر مورد استفاده قرار می گرفت . برای تحلیل مشخصات عملیات حرارتی 4 قالب دارای سوراخ های سطحی ترموکوپل به عمق 16 میلی متر و قطر 3 میلی متر و سوراخ های ماهیچه های دوقلو که درمرکز قطورترین قسمت کار گذاشته شده اند ،به کار رفت . دو نمونه آزمایشی در نزدیکی سوراخ سطحی ترموکوپل به آنها جوش داده شد. (شکل 1 ) .