گزارش کارآموزی ریخته‌گری در کارخانه ذوب فلزات ایمن‌کار در 29 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

عنوان صفحه

مقدمه

مشخصات فیزیکی 1

مشخصات ریخته گری ذوب 2
تقسیم بندی آلیاژها 3

آلیاژسازها (Hardeners) 7

کنترل ترکیب 10
برگشتی ها و قراضه ها 12

گاززدایی Degassing 17

اکسیژن زدایی 20

احیاء کننده ها 21

فلاسک های گازی 23
تصویه : فیلتر کردن 25

جوانه زاها Grainrefiners 27

آلومینیوم مس 33

تولید آلیاژ 36

آلومینیوم – سیلیسیم 37

تولید آلیاژ 38

ماهیچه 40

- قسمت ماهیچه سازی 42

- قسمت ریخته گری 43

-سالن ویبراسیون 45

-مراحل سنگ زنی و تراشکاری 46

-تست عملیات حرارتی 46

-کوره aging 47

-قسمت کنترل 48

-مرحله شستشو 50






مشخصات فیزیکی

آلومینیم یکی از عناصر گروه سدیم در جدول تناوبی است که با تعداد پروتون 13 و نوترون 14 طبقه بندی الکترونی آن به صورت زیر می باشد :

(1S2);(2S2)(2P6);(3S2)(3P1)

که در نتیجه می توان علاوه بر ظرفیت 3 ، ظرفیت 1 را نیز در بعضی شرایط برای آلومینیم در نظر گرفت .

آلومینیم از یک نوع ایزوتوپ تشکیل شده است و جرم اتمی آن در اندازه گیری های فیزیکی 9901/26 و در اندازه گیری های شیمیایی 98/26 تعیین گردیده است . شعاع اتمی این عنصر در 25 درجه سانتی گراد برابر 42885/1 آنگسترم و شعاع یونی آن از طریق روش گلداسمیت برابر A57/0 بدست آمده است که در ساختمان FCC و بدون هیچ گونه تغییر شکل آلوتروپیکی متبلور می شود .

مهمترین آلیاژ های صنعتی و تجارتی آلومینیم عبارت از آلیاژ های این عنصر و عناصر دوره تناوبی سدیم مانند منیزیم ، سیلیسیم و عناصر دوره وابسته تناوب مانند مس و یا آلیاژ های توام این دو گروه است .

(Al-CuMgSi);(Al-CuMg);(Al-SiMg);(Al-Cu);(Al-Si);(Al-Mg)

سیلیسیم و منیزیم با اعداد اتمی 14 و12 همسایه های اصلی آلومینیم می باشند و بسیاری از کاربرد های تکنولوژیکی آلومینیم بر اساس چنین همسایگی استوار است .

ثابت کریستالی آلومینیم A0414/4 = a و مطابق شرایط فیزیکی قطر اتمی آن 8577/2 = dAl می باشد . بدیهی است حلالیت آلومینیم به نسبت زیادی به قطر اتمی بستگی دارد و مطابق آنچه در مباحث متالوژی فیزیکی بیان می گردد ، اختلاف قطر اتم های حلال و محلول نباید از 15 % تجاوز نماید ، در حالی که شکل ساختمانی و الکترون های مدار آخر نیز در این حلالیت بی تاثیر نیستند .
مشخصات ریخته گری و ذوب
آلومینیم و آلیاژ های آن به دلیل نقطه ذوب کم و برخورداری از سیالیت بالنسبه خوب و همچنین گسترش خواص مکانیکی و فیزیکی در اثر آلیاژ سازی و قبول پدیده های عملیات حرارتی و عملیات مکانیکی ، در صنایع امروز از اهمیت زیادی برخور دارند و روز به روز موارد مصرف این آلیاژ ها توسعه می یابد . عناصر مختلف مانند سیلیسیم ، منیزیم و مس در خواص ریخته گری و مکانیکی این عنصر شدیداً تأثیر می گذارند و یک رشته آلیاژ های صنعتی پدید می آورند که از مقاوت مکانیکی ، مقاوت به خورندگی و قابلیت ماشین کاری بسیار مطلوب برخوردارند . قابلیت جذب گاز و فعل و انفعالات شیمیایی در حالت مذاب از اهم مطالبی است که در ذوب و ریخته گری آلومینیم مورد بحث قرار می گیرد .
تقسیم بندی آلیاژ ها

آلیاژ های آلومینیم در اولین مرحله به دو دسته تقسیم می گردند :

الف ) آلیاژ های نوردی (Wrought Alloys) که قابلیت پزیرش انواع و اقسام کارهای مکانیکی ( نورد ، اکستروژن و فلز گری ) را دارند .

ب ) آلیاژ های ریختگی (Casting Alloys) که در شکل ریزی و ریخته گری های آلومینیم با گسترش بسیار مورد استفاده اند . آلیاژ های نوردی که در مباحث شکل دادن فلزات مورد مطالعه قرار می گیرند از طریق یکی از روش های شمش ریزی (مداوم ، نیمه مداوم ، منفرد ) تهیه می گردند و پس از قبول عملیات حرارتی لازم ، تحت تاثیر یکی از زوش های عملیات مکانیکی به شکل نهایی در می آیند .

آلیاژ های ریختگی آلومینیم که مورد بحث این پروژه نیز می باشند از طرق مختلف ریخته گری ( ماسه ای ، پوسته ای ، فلزی و تحت فشار )شکل می گیرنند و مستقیماً و یا بعد از عملیات حرارتی ( در صورت لزوم )در صنعت استفاده می شوند .

در مورد آلومینیم و سایر آلیاژ ها کشور های مختلف استاندارد های متفاوتی به کار می برند که مشخصه درجه خلوص و یا میزان نا خالصی ها و سایر ترکیبات آلیاژ می باشد . استاندارد آلیاژ های آلومینیم علاوه بر مشخصه های ارقامی که در جداول 1 و 2 درج گردیده است به کمک رنگهای اصلی نیز آنجام می گیرد . نمونه چنین رنگهایی در استاندارد انگلیسی عبارت است از :

آلومینیم خالص رنگ سفید

آلومینیم ـ مس رنگ سبز

آلومینیم ـ منیزیم رنگ سیاه

آلومینیم ـ مس ـ نیکل رنگ قهوه ای

آلومینیم ـ روی ـ مس رنگ آبی

آلومینیم ـ سیلیسیم (منیزیم ) رنگ زرد

آلومینیم ـ سیلیسیم ( مس ) رنگ قرمز

در ایران متأسفانه هنوز استانداردی برای صنایع آلومینیم بکار نمی رود و به رابطه کارخانه با کشور های مختلف سیستم های متفاوت انگلیسی ، امریکایی ، بلژیکی و غیره بستگی دارد. مقایسه استاندارد های مختلف جهانی تقریباً مشکل و در مورد آلیاژ های ریختگی نیز با اندک تفاوت چنین مقایسه ای آمکان پذیر می باشد .

آلیاژ سازها (Hardeners)

این عناصر که به نام های Temper Alloys و Master Alloysنیز نامیده می شوند به مقدار زیادی در صنایع ریخته گری آلومینیم به کار می روند ، زیرا آلومینیم با نقطه ذوب کم اغلب قادر به ذوب و پذیرش مستقیم عناصر با نقطه ذوب بالا نیست (مس 1083 درجه ، منگنز 1244 درجه ، نیکل 1455 درجه ، سیلیسیم 1415 درجه ، آهن 1539 درجه و تیتانیم 1660درجه سانتی گراد ) . همچنین عناصر دیگری که نقطه ذوب بالا ندارند ، دارای فشار بخار وشدت تصعید و اکسیداسیون می باشند که در صورت استفاده مستقیم درصد اتلاف این عناصر شدیدا افزایش می یابد ( منیزیم ، روی ) . ترکیب شیمیایی و نقطه ذوب بعضی از آلیاژ ها که در صنایع آلومینیم به کار می رود .مشخصات متالوژیکی آلیاژ ها در فصل جداگانه ای مورد مطالعه قرار خواهد گرفت . تهیه آلیاژ ساز ها معمولا در کار گاههای ریخته گری نیز انجام می گیرد در این مواقع اغلب روش های زیر مورد استفاده است .

معمولا قطعات عنصر دیر ذوب را ریز نموده و در فویل های الومینیمی پیچیده و یا در شناور های گرافیتی قرار داده ودر داخل مذاب الومینیم (800 درجه تا 850 درجه تحت فلاکس )فرو می برند و سپس آن را به هم میزنند.



گاز زدایی (Degassing)

همانگونه که در مباحث قبل و کتاب اصول ریخته گری تشریح گردیده است گاز های محلول در مایع بعد از انجماد به دلیل تنش سطحی مذاب و عدم امکان خروج کامل به صورت حباب هایی با اندازه های مختلف در قطعه ریخته شده باقی می مانند که خواص مکانیکی و وزن مخصوص قطعه را شدیدا کاهش می دهند . در مورد ذوب آلیاژ های آلومینیم ، هیدروژن تنها گازی است که به صورت محلول در مایع و حباب در جامد ظاهر می گردد و از این رو عملیات گاز زدایی (هیدروژن زدایی ) در ذوب آلومینیم و آلیاژ های آن از اهمیت خاص برخوردار است . میزان حلالیت هیدروژن در مذاب آلومینیم به درجه حرارت و فشار خارج ( نسبت به فشار داخل ) بستگی دارد و همین امر پایه و اساس گاز زدایی آلومینیم را تشکیل می دهد . لذا کنترل درجه حرارت برای اجتناب از جذب گاز که بایستی حد اقل ممکن باشد اولین عاملی است که در جریان ذوب مورد توجه قرار می گیرد . معمولا درجه حرارت مذاب را 720ـ740 درجه سانتی گراد اختیار می کنند تا علاوه بر تحدید حلالیت گاز از سیالیت نسبتا مناسب و ویسکوزیته کم برخوردار باشد .

ـ ذوب در خلاء (فشار کم )

ذوب در خلاء به دلیل عدم وجود گاز های محیطی ، علاوه بر تقلیل میزان هیدروژن از شدت اکسیداسیون و امکان وجود سایر ترکیبات غیر فلزی نیز می کاهد . مهمترین اصل در این روش تقلیل فشار خارجی است که در نتیجه حلالیت هیدروژن را به نسبت زیادی تقلیل می دهد . این روش در صنایع امروز در حال توسعه است .

ـ گاز زدایی با گاز های بی اثر

افزودن گاز های بی اثر مانند ازت و ارگون باعث آن می گردد که فشار نسبی داخل مذاب افزایش پیدا کرده و در نتیجه از حلالیت هیدروژن کاسته شود.

آزمایشات رانسلی (Ransley) نشان می دهد که چنانچه گاز ارگون یا ازت به مقدار cc1 بر دقیقه به داخل مذاب رانده شود فشار داخلی راندمان استخراج هیدروژن برابر 52% است و چناچه گاز بی اثر برابر دقیقه/cc5 به داخل مذاب دمیده می شود :

بایستی توجه داشت که که در آن a درصد هیدروژن در مخلوط گازی می باشد و از این رو گاز های بی اثر مانند ارگون ، هلیم و ازت (در صورت عدم وجود منیزیم ) می توانند به عنوان مواد دگازر به کار روند .

آلومینیم مذاب معمولا توسط آرگون خشک برای تقلیل فشار خارجی ( افزایش فشار داخلی )به نسبت گاز زدایی می شود که در نتیجه مقدار هیدروژن را از 34/0 سانتی متر مکعب بر 100 گرم به 034/0تقلیل می دهد و معمولا این عمل در کوره های بوته ای ثابت توسط کپسول های گاز ارگون (مخلوط گازی ) انجام می شود .

ترکیب فلوئور مضاعف سدیم سیلیسیم( Na2SiF6) نیز که در درجه حرارت مذاب تجزیه می شود و گاز {F4Si } را که نسبت به مذاب آلومینیم بی اثر است ، تولید می کند نیز با همان نتایج گاز های ازت و ارگون روبرو است جز آنکه سدیم حاصل نمی تواند در آلیاژ های منیزیم دار به کار رود .

تولید آلیاژ

مس به دلیل نقطه ذوب بالا ، 1083 درجه سانتی گراد ، به صورت خالص به آلیاژ اضافه نمی شود و بیشتر از آمیژان 50-50و آمیژان اوتکتیک 33-67 استفاده می کنند برای ساخت آمیژان ها ابتدا مس را ذوب می کنند و از ایجاد حرارت فوق ذوب جلوگیری نموده و آلومینیم را در قطعات کوچک و به دفعات 4تا 5 مرتبه به آن می افزایند . در عمل بعد از ذوب آلومینیم ، درجه حرارت فوق ذوب را تا 30درجه بالا می برند و سپس آمیژان را به نسبت مورد لزوم به آن می افزایند .کلیه عملیات کیفی مذاب بعد از افزایش مس آنجام میگیرد و فقط فلاکس های پوششی قبل از افزایش آمیژان مس همواره با شارژ به بوته داده می شوند .

آلومینیم –سیلیسیم

سیلیسیم در تمام آلیاژ های تجارتی آلومینیم وجود دارد و در انواع آلیاژ های ریخته گری و به خصوص در سیلومین ها مقدار آن تا 13 درصد می رسد .

از دیاگرام تعادل این دو عنصر نتیجه می گردد که حلالیت سیلیسیم در آلومینیم در درجه حرارت محیط نا چیز است و از 05/0درصد تجاوز نمی کند و سیلیسیم نا محلول با فاز آلومینیم با حلالیت نا چیز در شبکه ساختمانی خود باقی می ماند که دارای ساختمان اوتکتیکی و درشت و سوزنی شکل است و بهمین دلیل به وسیله سدیم شبکه آن را ظریف می کنند . تاثیر سیلیسیم در خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیم به ساختمان میکروسکوپی و چگونگی انجماد آن بستگی دارد و از این رو این آلیاژ در شرایط مختلف تولید ( ماسه ، فلزی ، تحت فشار ) خواص متفاوتی دارد که در شکل 4 مشخصات کلی آن درج گردیده است و از آنها چنین استنباط می گردد که قالب های فلزی ، بهترین نتیجه را در ریخته گری این آلیاژ دارد.

این آلیاژ ها عملیات حرارتی بخصوصی ندارند و خواص مکانیکی آنها تغییرات عمده ای در اثر عملیات محلولی و پیر سختی ندارد . سیلیسیم با افزایش سیالیت آلیاژ (ترکیب اوتکتیک ) و کاهش درصد جذب گاز تسهیل انجماد پوسته ای ،خواص ریخته گری آلیاژ را بهبود می بخشد و از این نظر آلیاژ بسیار مناسبی می باشد .
تولید آلیاژ

سیلیسیم معمولا به صورت آمیژان آلومینیم – سیلیسیم با ترکیب 13% یا22% سیلیسیم به مذاب افزوده میشود که این آلیاژ در اثر القاء سیلیسیم خورد شده به مذاب آلومینیم ، تولید می گردد . سیلومین ها به سهولت در آلومینیم مذاب حل می شوند . نقطه ذوب آنها حدود 580درجه سانتی گراد می باشد . بایستی توجه داشت که اعمال دگازین و فلاکسینگ همواره قبل از ظریف کردن با سدیم انجام می گیرد .
مشخصات قالب

آلیاژ های آلومینیم با کلیه روش های مختلف ریخته گری ( ماسه ، کچ، پوسته ای ، سرامیک )و در قالب های فلزی و تحت فشار قابلیت ریخته گری دارد . تمام آلیاژ های صنعتی و تجارتی این عنصر با یکی از طرق فوق تولید می گردد که در آن میان ریخته گری در ماسه ، در قالب های فلزی و تحت فشار از گسترش بیشتری برخوردار است . به دلیل نقطه ذوب و وزن مخصوص کم این آلیاژ ها قالب های مورد استفاده کم تر تحت تاثیر واکنش های حرارتی و هیدرو استاتیکی مذاب قرار می گیرنند و از این رو سطح ریختگی و دقت ابعاد آن از کیفیت بهتری نسبت به سایر آلیاژ های سنگین و آهنی برخوردار است . مشخصات مختلف قالب ها و مواد آن در سایر کتب ریخته گری تدوین گردیده است و در این مبحث به اختصار ، قالب ها و مواد آن مورد مطالعه قرار می گیرند .

لازم به تذکر است که روش ریخته گری و کنترل کیفی مذاب و کیفیت شرایط ریخته گری در خواص مکانیکی محصول نهایی از اهمیت ویژه ای برخوردار است و فقط ترکیب شیمیایی آلیاژ نمی تواند خواص مکانیکی و فیزیکی را تعیین مثی کند . در جدول های بخش پنجم نمونه ای از تغییرات خواص نشان داده شده ودر جدول زیر تاثیر روش ریخته گری در خواص مکانیکی دو نوع آلیاژ مختلف آلومینیم مشخص گردیده است .
ماهیچه

انواع ماسه های نرم سیلیسی همراه با چسب های روغنی ، رزینهای فنلی ، سیلیکات سدیم و انواع چسب های گرم و سرد در ساخت ماهیچه های آلومینیم ریزی بکار می روند که مشخصات کلی زیر را دارند :

الف) نرم و ریز هستند

ب)گاز بسیار کمی تولید می کنند

پ)استحکام زیادی ندارند و فقط نیرو های در حمل و نقل و در جا گذاری را تحمل می کنند .

ت)قابلیت از هم پاشیدگی سریع دارند .

تا جمعاً علاوه بر ایجاد سطوح ساف و عدم تخلخل در سطح ، در مقابل انقباض آزاد آلیاژ مقاومتی نداشته باشند . مشخصات عمده چسب های ماهیچه در صنایع آلومینیم ریزی در جدول زیر درج گردیده است .

گزارش کارآموزی قالبسازی در کارگاه ذوب فلزات مدرن در 31 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

عنوان صفحه

مقدمه 1

انواع روشهای قالبگیری در کارگاه 2

مدل سازی 5

انواع و اقسام غلتکها و رینگها 8

کارگاههای خاص 10

تجهیزات کارگاه ریخته گری 12

مجتمع آزمایشگاهی و آزمایشگاههای مواد 18

قالبگیری زمینی 24

قالبگیری CO2 26

ماهیچه سازی 27

برخی از مشخصه های سنماتیت 33

عوامل موثر در انتخاب کوره 35

آزمایشهای آزمایشگاهی چدن 36

تئوری ریخته گری فولادها 42

فولادهای کم کربن 44

مقدمه

شرکت قالب سازی فیکس در سال 1375 تاسیس گردیده و این شرکت در جاده قدیم کرج بلوار فتح - جوشن 3 کوچه چهار شرقی قرار دارد .

کارگاه 3500 متر می باشد که شامل یک سوله بزرگ و در کنار آن یک ساختمان دو طبقه که شامل دفتر کارگاه محل قرار گرفتن دستگاهها می باشد . در پشت سوله یک محوطه می باشد که در آن انواع کوره ها از جمله کوره زمینی - دوار - کوپل قرار دارد . بیشتر تولیدات این کارگاه شامل سفارشات چدن - چدن نشکن و آلومینیوم می باشد . البته مس ،‌روی و برنج و برنز و غیره نیز هست ولی کمتر از این سفارشات را دارند . عمده سفارشات تولیدات این کارگاه شامل کارتر روغن کمپرسورهای 250 لیتری ، لوازم دستگاه آپارت گیری و پنچر گیری و سیلندر ماشین های سنگین و غیره که اینها برای ریخته گری آلومینیوم و همچنین چدن ریزی برای انواع و اقسام قطعات ماشین آلات سنگین می باشند .

روش کار دراین کارگاه به صورت قالبگیری سنتی می باشد و لوازمی که برای قالبگیری سنتی استفاده می شوند شامل :

1- جعبه ماهیچه

2- درجه و زیر درجه

3- قاشک

4- سیخ هوا

5- کوبه

6- خط کش فلزی یا کاردک

7- الک

8- پودر تالک

9- ماسه سیلیسی و غیره

انواع روشهای قالبگیری در کارگاه :

1- روش CO2 برای ماهیچه سازی : 1- چسب سیلیکات سدیم 2- گاز CO2 و غیره

2- روش قالبگیری گچی (دوغابی ) : بعد از ریخته گری قطعات آنها را با ساتفاده از عملیات داخل کارگاه آماده فروش می رسانند .(1- کندن راهگاه و سیخ هوا 2- سوراخ کردن محل هایی که باید سوراخ شوند 3- پرداخت کاری بر روی قطع 4- رنگ کردن بعضی از قطعات (مخصوصاً قطعات آپارات ) 5- بسته بندی کردن و غیره )

لوازم و وسایل برقی که در کارگاه موجود می باشد :

1- مخلوط کن که برای مخلوطکردن ماسه و چسب و آب و غیره انجام می گیرد .

2- دستگاه آسیاب که برای جدا سازی ناخالصی ها از ماسه انجام می گیرد .

3- دستگاه برش 4- کمپرسور هوا 5- دستگاه تراش کاری 6- دریل 7- دستگاه جوشکاری (ترانسفورماتور )

مطالبی در مورد مذاب آلومنیوم و مذاب چدن قبل از ریختن درون قالب :

مذاب آلومنیوم : برروی این مذاب بعد از خارج کردن از بوته از پودر کاورال (که قرمز رنگ می باشد ) استفاده می شود که باعث چسبندگی مذاب و گرفته شدن تفاله و سیالیت بیشتر در مذاب می گردد .

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 .























مدل سازی

نقشه های آماده برای مدلسازی :

مدل سازی با فوم یا یونیلیت : فوم یک مدل مصرفی است از مدل در قالب می سازند و مدل ذوب شونده است که گاز زیادی تولید می کند .

اکثر کارها چوبی هستند ، اگر تعداد کم باشد از چوب در صورت زیاد بودن قطعه ها و دقت ابعادی بالا قطعه دار AL می کنند و بعد وارد خط تولید می شود .

برای قطعاتی که اضافه تراش و دقت ابعادی بالا دارند وقتی AL می شود و بر می گردد که AL 1 در صد انقباض چدن 2 در صد در کل 3 در صد می شود که بعد از آن برای ریخته گری انقباض 2 در صد باید لحاظ شود .

در صد اضافی برای ابعاد 100 و قطعه ریختگی AL است که این قطعه اول AL می شود و بعد فولاد می شود . که 3 در صد انقباض دارند که بعد از AL شدن 2 در صد انقباض نهایی است .

پوشش مدل چوبی بستگی به جدول استاندارد دارد .

در روشهایی که تعداد زیادی قطعه نیاز باشد در مدلسازی از فوم استفاد می شود که فوم نیاز به خارج کردن ندارد ومی سوزد و گاز زیادی تولید می کند و فقط مشکل ما این است که گاز زیادی که تولید می شود را از قالب خارج کنیم در غیر این صورت قطعه معیوب می شود .

در فوم کاری برای قطعات زیاد می شود که فقط لوله راهگاه را خارج می کنند و بقیه یعنی مدل از جنس فوم است .از قالب خارج نمی شود و قبل از ریختن مذاب با حرارت فوم را می سوزانند و بعد از مذاب را می ریزند .

روش گریز از مرکز - سانتیریفوژ

ریخته گری گریز از مرکز افقی با قطعه داخلی :

قالب با دور مشخص می چرخد دور دستگاه - بار ریزی - درجه حرارت - مهم است جنس فلزی فولاد - فولاد ساده جنس ریخته گری شده است وقتی داخل قالب ریخته می شود باید از منجمد شدن سریع باید توسط آب خنک شود . چون ذوب سریع وارد می شود یا انبساط ناگهانی روبرو نشود .

سرعت بار ریزی توسط دستگاهی مشخص می شود

اگر ذوب مدت زمانی طول بکشد تا برسد آخر باید سپس اول سریع ریخته شود .

زمان بار ریزی مهم است که دوش آب روی پاشیده می شود .

سفارش مشتری :

دارای کیفیت بالا . قطعه دارای ترک است که در قالب گر کرده و در اثر انقباض ترک خورده .

انواع فولاد ها با روش سانتیریفیوژ

دمای ریخته گری در این روش باید نسبتاً بالا باشد c 1590

در این واحد کارگاهی 4 کوره القایی که یکی با 2 تن ظرفیت بزرگترین کوره می باشد .

کوره القایی با فرکانس بالا ، متوسط ، پائین

در فرکانس بالا تلاطم کم می باشد .

در فرکانس پائین سطح مذاب

در فرکانس بالا سرعت ذوب دهی و خوردگی جداره کوره کمتر لوله های فولادی توسط نورد تولید می شود لوله های گاز به این روش ریخته گری می شود .

انجماد بصورت ناهمگن و وسط بصورت همگن است . در گریزاز مرکز عمودی

انواع و اقسام غلتکها و رینگها :

دور دستگاه با چیفکتور مشخص می شود . وقتی می گوئیم با 60 g = یک ذره برابر 60 برابر نیرو وارد می شود به بدنه گریز از مرکز دارای انبساط طولی و عرضی می باشد .

گریز از مرکز عمودی وقتی طول به قطر زیاد باشد افقی ریخته گری می کند .نسبت قطر به طول بیشتر باشد ، غلطکهای نورد ذوب آهن آلیاژ STEEL Base % 7 G و مقداری ni-cr که سختی لازم را بدهد .

سانتریفوژ عمودی :

تیرآهن به این روش ریخته گری می شود .

آلیاژ از خود کارخانه گرفته می شود و بیشتر آلیاژ را از روی ساختاری متالوگرافی آلیاژ را دست کاری می کنند .

توزیع کاربید در شبکه برای ریخته گری غلتکها مهم است که نسبت به غلطکها و ساختار غلتکهای تعیین می شود .

قالب را توسط مکپ می بندند :

در ریخته گری به روش گریز از مرکز افقی پوشش زیر کن می دهند . لوله ها با سانتریفوژ افقی ریخته گری می شوند .

فورم گیری دستی به علت تنوع کاری در روز 10 الی 1500 نوع آلیاژ ریخته می شود .

ماسه سیلیسی معمولی :

این گونه ماسه ها بازیافت می شوند .

ماسه تر : یک ماسه معدنی هستند که در این کارگاه در ریخته گری فولاد استفاده می شوند .


چدن - فولاد - برنز - برنج - AL :

قطعات چدنی چون انجماد خمیری دارند و در موقع انجماد خود را جمع می کنند که پودر زغالی یا دکسترین یک فیلم سطحی تشکیل می دهد .

در این کارگاه محاسبه مواد شارژ ذوب حتی سیستم راهگاهی توسط کامپیوتر انجام می شود . کربن از مرکز قطر اصلی قالب آن را تعیین می کند که نداشتن یک قالب سانتریفوژ که ساختن قالبها گران می باشد ، کوچک کردن قالب با جوش دادن رینگ است .

در ریخته گری سانتریفوژ جرم حجمی طبقه بندی می شود .

جنس قالب ها می توانند انواع مختلف داشته باشند : 1- فولادی

2- گرافیتی

کوره های عملیات حرارتی نیز انواعی دارند : 1- زمین 2- آنیلینگ 3- کوئیچ 4- دستگاه شات بلات

- قالبگیری مدلهای دو تکه با ماهیچه متحرک

این نوع قالبگیری همانند قالبگیری مدلهای یک تکه می باشد ولی با این تفاوت که در اینجا مدل دارای دو تکه است و برای ایجاد حفره یا شیار باید به صورت دستی و با همان ماسه قالبگیری ، ماهیچه بسازیم . ماهیچه سازی در این نوع قالبگیری بدین صورت است که باید جاهایی را که حفره یا شیار دارد از ماسه خالی کنیم و شیب دهیم . سپس مدل رویی را روی مدل زیری قرار داده و ماهیچه را به صورت شیبدار و با دست ، طوری که از ماسه قالبگیری جدا باشد (یعنی بین ماسه ماهیچه و ماسه قالبگیری پودر جدایش بریزیم) می سازیم . به دلیل اینکه ماهیچه قابلیت تحرک و جابه جایی را در هر دو لنگه درجه دارد به «ماهیچه متحرک» مشهور است . در ماهیچه سازی متحرک ، باید در داخل ماهیچه از قانجاق استفاده کنیم .

تعریف قانجاق : قانجاق عبارتست از میله مسی که به شکل ماهیچه ساخته می شود و در وسط آن قرار دارد و لاعث استحکام ماهیچه می شود ، تا هنگام جابه‌جا کردن ماهیچه نشکند .

قالبگیری زمینی

قالبگیری زمینی همانطور که از اسمش پیداست بر روی زمین صورت می گیرد و برای تولید قطعات بزرگی است که قالبگیری آنها در درجه‌های کوچک امکان پذیر نیست . در این نوع قالبگیری ممکن است زمین به عنوان درجه زیری باشد و درجه رویی بر روی زمین قرار گیرد . یا ممکن است با استفاده از دو لنگه درجه بزرگ قالبگیری صورت گیرد . اما در این کارگاه به دلیل کمبود درجه مجبور هستیم از زمین به عنوان یک لنگه درجه استفاده کنیم . ماسه خشک را با کمی بنتونیت و آب مخلوط می کنیم و به وسیله الک آن را الک می کنیم تا دانه های درشت و کلوخه های آن گرفته شود . پس از الک کردن ماسه را بر روی زمین به اندازه یک درجه پهن کرده و می کوبیم و سپس صاف می کنیم . در اینجا باید ماسه زیر را تراز کنیم تا سطح کاملاً صاف و یکنواختی داشته باشد . سپس مدل را که می تواند یک پروانه بزرگ یا یک درجه کوچک باشد را روی ماسه قرار می دهیم . در زیر مدل و کناره های آن از پودر تا لک استفاده می کنم . بعد درجه بالایی را روی مدل قرار می دهیم و ان را از ماسه پر می کنیم و می کوبیم . از یک چوب متوسط برای راهگاه و از یک چوب بزرگ به عنوان تغذیه استفاده می کنیم . پس از آنکه قالبگیری تمام شد چهار عدد میخ در چهار گوشه درجه بالایی به عنوان راهنما قرار می دهیم تا موقعی که دوباره خواستیم درجه بالایی را زا زمین جدا می کنیم. پس از همه این کارها نوبت به درآوردن مدل از داخل ماسه می شود. برای این کار باید ابتدا جاهایی از مدل را که با ماسه در تماس است و ممکن است موقع دراوردن مدل ، از جایش بلند شود ، آب می زنیم و سپس مدل را لق می کنیم تا کاملاً مدل در جای خودش حالت بازی داشته باشد . مدل را در می آوریم و به طراحی حوضچه پای راهگاه و کانال اصلی و فرعی می پردازیم . قالب را به وسیله مشعلی که به سیلندر گاز وصل است ، خشک می کنیم و مذاب را که از قبل آماده کرده ایم بوسیله بوته داخل قالب می ریزیم . بعد از اتمام مذاب ریزی حدوداً 20 تا 30 دقیقه طول می کشد تا قطعه سرد شود . قطعه را از داخل ماسه در می آوریم . راهگاه و تغذیه آن را می بریم و ماسه اضافه آن را به وسیله کاردک و برس سیمی تمیز می کنیم . بعد به کمک سوهان اضافات قطعه را می سائیم و بدین ترتیب توانسته ایم یک پروانه بزرگ تولید کنیم .

از مزایای قالبگیری زمینی می توان قابلیت تولید بزرگ با حجم زیاد را نام برد و از معایب آن مشکل بودن این نوع قالبگیری و داشتن وسایلی مانند جرثقیل برای بلند کردن درجه است که در همه کارگاهها یافت نمی شود .

قالبگیری co2 (دی اکسید کربن)

مقداری ماسه co2 را برداشته و الک می کنیم و آن را به مقدار 5 تا 6 درصد با چسب سیلیکات سدیم (آب شیشه) مخلوط می کنیم تا ماسه حالت ترشوندگی به خود بگیرد . سپس مانند قالبگیری معمولی آن را بر روی مدل ریخته و با کوبه می کوبیم . مدل در این نوع قالبگیری به صورت صفحه ای می باشد . به مقدار 5 تا 6 سانتیمتر بر روی مدل را ماسه co2 می ریزیم و با کوبه می کوبیم و بعد بقیه فضای خالی درجه را از ماسه معمولی قالبگیری پر می کنیم . پس از انکه کار قالبگیری یک درجه تمام شد بوسیله چند ضربه به درجه مدل را لق می کنیم واز بالا با سیخ هواکش چند سیخ بر روی ماسه می زنیم تا به مدل برسد . پس از آن از گاز co2 استفاده می کنیم و بوسیله کپسول و تفنگی ان گاز co2 را به آن می دهیم . در اثر واکنش گاز co2 با چسب آب شیشه ماسه استحکام خوبی پیدا می کند . لنگه دوم درجه را نیز به همراه راهگاه بدین صورت قالبگیری کرده و با گاز محکم می کنیم . بعد از این مدل را از درجه جدا کرده و قالب را بدون خشک کردن اماده مذاب ریزی می کنیم این نوع قالبگیری دارای مزایا و معایبی نیز هست که در زیر به ان اشاره می شود :

از مزایای این نوع قالبگیری می توان استحکام خوب و قدرت نفوذ گاز بالا و همچنین صافی سطح ریختگی اشاره کرد .

در قبال این مزایا دارای محدودیتهایی نیز هست که از ان جمله می توان قدرت فروپاشی کم و مشکل بودن تهیه چسب سیلیکات سدیم و همچنین جابه جا کردن کپسولهای بزرگ حاوی گاز دی اکسید کربن نام برد . از این نوع ماسه (ماسه co2) برای ماهیچه سازی نیز استفاده می شود .

ماهیچه سازی

گاهی اوقات مجبوریم برای ایجاد حفره یا شیار یا سوراخ در یک قطعه تولید از دریل یا دستگاه تراشکاری استفاده کنیم . اما این وسایل هم دارای هزینه زیادی است و هم وقت زیادی را جهت انجام کار صرف می کند . بدین منظور از ماهیچه در قالبگیری استفاده می کنند ماهیچه یا به صورت ، ماهیچه سرخود در قالب جای می گیرد که از همان ماسه قالبگیری برای ماهیچه سازی استفاده می شود یا اینکه ماهیچه به روشهای دیگری ساخته شده و درون قالب جای می گیرد . توضیحات مربوط به ماهیچه سازی سرخود که از جنس مواد قالب است در قبل آورده شده است اما ماهیچه سازی جداگانه به دو روش ساخته می شود . روش اول همان روش قالبگیری co2 است فقط در اینجا به جای قالبگیری و قالب ، ماهیچه ساخته می شود . و اما روش دوم ماهیچه سازی با ماسه چراغی می باشد . ماسه چراغی یک نوع ماسه نرم و ریزدانه است که دارای رنگ زرد است و در مقابل اتش و حرارت واکنش نشان داده و محکم می شود . روش کار بدین ترتیب است که ابتدا قالبهایی که با نام جعبه ماهیچه مشهورند را برداشته و آنها را جفت می کنیم و با گیره دستی آنها را به همدیگر محکم می کنیم تا از جایشان تکان نخورند . سپس مشعل را به جعبه ماهیچه که از جنس چدن می باشد می گیریم تا c 250-200 گرم شود . سپس یک صفحه زیر سوراخ جعبه ماهیچه می گذاریم تا ماسه بیرون نریزد و از طرف دیگر ماسه چراغی را داخل جعبه ماهیچه می ریزیم بر اثر تماس ماسه چراغی با جعبه ماهیچه داغ ، ماسه سخت و محکم میشود. بعد از این گیره دستی را باز می کنیم و به وسیله چند ضربه ماهیچه را از داخل جعبه ماهیچه در می اوریم و بدین ترتیب می توانیم ماهیچه سازی کنیم و درون قالب جای دهیم . از محدودیتهای این نوع ماهیچه سازی به خطرناک بودن آن و احتمال سوختگی ماهیچه ساز می توان اشاره کرد .

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- جوانه‌زنی 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 .

تئوری ریخته گری فولاد ها

ریخته گری قطعات فولادی در بیشتر رشته های صنعت به کار برده می شود. قطعات فولادی از چند گرم تا چند تن ریخته گری می شوند . کلاسه بندی این قطعات خیلی مشکل است . فولاد دارای استحکام وشکل پذیری بالائی بوده و در برابر تنشهای بالا ومرکب وتحت بارهای ضربه ایستادگی می کند . فولاد های الیاژی مخصوص ، دارای مشخصات مکانیکی خوب در دمای بالا ومقاومت خردگی ، مقاومت نسوزندگی ،مقاومت سایشی خوب می باشد . این فولاد ها روز به روز کار بردهای زیادی پیدا میکند . فولاد از نظر ترکیب شیمیایی دو گره اصلی به ترتیب فولاد های کربنی و فولاد های آلیاژی تقسیم بندی می شوند .فولاد های کربنی در بین خودشان به ترتیب به فولاد های کم کربن (0.09-0.2)در صد کربن ،کربن متوسط (0.2-0.45) در صد کربن و پر کربن (0.5) در صد کربن و بالا منشعب می شوند .فولاد های آلیاژی نیز به سه گروه تقسیم می شوند که عبارتند از: فولاد های کم آلیاژ (حد اکثر2.5% عناصر الیاژی )،الیاژ متوسط (2-10% عناصر آلیاژی)وپرآلیاژ (بیشتر از 10% عناصر الیاژی).

گزارش کارآموزی ریخته‌گری در کارخانه ذوب فلزات ایمن‌کار در 29 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

عنوان صفحه

مقدمه

مشخصات فیزیکی 1

مشخصات ریخته گری ذوب 2
تقسیم بندی آلیاژها 3

آلیاژسازها (Hardeners) 7

کنترل ترکیب 10
برگشتی ها و قراضه ها 12

گاززدایی Degassing 17

اکسیژن زدایی 20

احیاء کننده ها 21

فلاسک های گازی 23
تصویه : فیلتر کردن 25

جوانه زاها Grainrefiners 27

آلومینیوم مس 33

تولید آلیاژ 36

آلومینیوم – سیلیسیم 37

تولید آلیاژ 38

ماهیچه 40

- قسمت ماهیچه سازی 42

- قسمت ریخته گری 43

-سالن ویبراسیون 45

-مراحل سنگ زنی و تراشکاری 46

-تست عملیات حرارتی 46

-کوره aging 47

-قسمت کنترل 48

-مرحله شستشو 50






مشخصات فیزیکی

آلومینیم یکی از عناصر گروه سدیم در جدول تناوبی است که با تعداد پروتون 13 و نوترون 14 طبقه بندی الکترونی آن به صورت زیر می باشد :

(1S2);(2S2)(2P6);(3S2)(3P1)

که در نتیجه می توان علاوه بر ظرفیت 3 ، ظرفیت 1 را نیز در بعضی شرایط برای آلومینیم در نظر گرفت .

آلومینیم از یک نوع ایزوتوپ تشکیل شده است و جرم اتمی آن در اندازه گیری های فیزیکی 9901/26 و در اندازه گیری های شیمیایی 98/26 تعیین گردیده است . شعاع اتمی این عنصر در 25 درجه سانتی گراد برابر 42885/1 آنگسترم و شعاع یونی آن از طریق روش گلداسمیت برابر A57/0 بدست آمده است که در ساختمان FCC و بدون هیچ گونه تغییر شکل آلوتروپیکی متبلور می شود .

مهمترین آلیاژ های صنعتی و تجارتی آلومینیم عبارت از آلیاژ های این عنصر و عناصر دوره تناوبی سدیم مانند منیزیم ، سیلیسیم و عناصر دوره وابسته تناوب مانند مس و یا آلیاژ های توام این دو گروه است .

(Al-CuMgSi);(Al-CuMg);(Al-SiMg);(Al-Cu);(Al-Si);(Al-Mg)

سیلیسیم و منیزیم با اعداد اتمی 14 و12 همسایه های اصلی آلومینیم می باشند و بسیاری از کاربرد های تکنولوژیکی آلومینیم بر اساس چنین همسایگی استوار است .

ثابت کریستالی آلومینیم A0414/4 = a و مطابق شرایط فیزیکی قطر اتمی آن 8577/2 = dAl می باشد . بدیهی است حلالیت آلومینیم به نسبت زیادی به قطر اتمی بستگی دارد و مطابق آنچه در مباحث متالوژی فیزیکی بیان می گردد ، اختلاف قطر اتم های حلال و محلول نباید از 15 % تجاوز نماید ، در حالی که شکل ساختمانی و الکترون های مدار آخر نیز در این حلالیت بی تاثیر نیستند .
مشخصات ریخته گری و ذوب
آلومینیم و آلیاژ های آن به دلیل نقطه ذوب کم و برخورداری از سیالیت بالنسبه خوب و همچنین گسترش خواص مکانیکی و فیزیکی در اثر آلیاژ سازی و قبول پدیده های عملیات حرارتی و عملیات مکانیکی ، در صنایع امروز از اهمیت زیادی برخور دارند و روز به روز موارد مصرف این آلیاژ ها توسعه می یابد . عناصر مختلف مانند سیلیسیم ، منیزیم و مس در خواص ریخته گری و مکانیکی این عنصر شدیداً تأثیر می گذارند و یک رشته آلیاژ های صنعتی پدید می آورند که از مقاوت مکانیکی ، مقاوت به خورندگی و قابلیت ماشین کاری بسیار مطلوب برخوردارند . قابلیت جذب گاز و فعل و انفعالات شیمیایی در حالت مذاب از اهم مطالبی است که در ذوب و ریخته گری آلومینیم مورد بحث قرار می گیرد .
تقسیم بندی آلیاژ ها

آلیاژ های آلومینیم در اولین مرحله به دو دسته تقسیم می گردند :

الف ) آلیاژ های نوردی (Wrought Alloys) که قابلیت پزیرش انواع و اقسام کارهای مکانیکی ( نورد ، اکستروژن و فلز گری ) را دارند .

ب ) آلیاژ های ریختگی (Casting Alloys) که در شکل ریزی و ریخته گری های آلومینیم با گسترش بسیار مورد استفاده اند . آلیاژ های نوردی که در مباحث شکل دادن فلزات مورد مطالعه قرار می گیرند از طریق یکی از روش های شمش ریزی (مداوم ، نیمه مداوم ، منفرد ) تهیه می گردند و پس از قبول عملیات حرارتی لازم ، تحت تاثیر یکی از زوش های عملیات مکانیکی به شکل نهایی در می آیند .

آلیاژ های ریختگی آلومینیم که مورد بحث این پروژه نیز می باشند از طرق مختلف ریخته گری ( ماسه ای ، پوسته ای ، فلزی و تحت فشار )شکل می گیرنند و مستقیماً و یا بعد از عملیات حرارتی ( در صورت لزوم )در صنعت استفاده می شوند .

در مورد آلومینیم و سایر آلیاژ ها کشور های مختلف استاندارد های متفاوتی به کار می برند که مشخصه درجه خلوص و یا میزان نا خالصی ها و سایر ترکیبات آلیاژ می باشد . استاندارد آلیاژ های آلومینیم علاوه بر مشخصه های ارقامی که در جداول 1 و 2 درج گردیده است به کمک رنگهای اصلی نیز آنجام می گیرد . نمونه چنین رنگهایی در استاندارد انگلیسی عبارت است از :

آلومینیم خالص رنگ سفید

آلومینیم ـ مس رنگ سبز

آلومینیم ـ منیزیم رنگ سیاه

آلومینیم ـ مس ـ نیکل رنگ قهوه ای

آلومینیم ـ روی ـ مس رنگ آبی

آلومینیم ـ سیلیسیم (منیزیم ) رنگ زرد

آلومینیم ـ سیلیسیم ( مس ) رنگ قرمز

در ایران متأسفانه هنوز استانداردی برای صنایع آلومینیم بکار نمی رود و به رابطه کارخانه با کشور های مختلف سیستم های متفاوت انگلیسی ، امریکایی ، بلژیکی و غیره بستگی دارد. مقایسه استاندارد های مختلف جهانی تقریباً مشکل و در مورد آلیاژ های ریختگی نیز با اندک تفاوت چنین مقایسه ای آمکان پذیر می باشد .

آلیاژ سازها (Hardeners)

این عناصر که به نام های Temper Alloys و Master Alloysنیز نامیده می شوند به مقدار زیادی در صنایع ریخته گری آلومینیم به کار می روند ، زیرا آلومینیم با نقطه ذوب کم اغلب قادر به ذوب و پذیرش مستقیم عناصر با نقطه ذوب بالا نیست (مس 1083 درجه ، منگنز 1244 درجه ، نیکل 1455 درجه ، سیلیسیم 1415 درجه ، آهن 1539 درجه و تیتانیم 1660درجه سانتی گراد ) . همچنین عناصر دیگری که نقطه ذوب بالا ندارند ، دارای فشار بخار وشدت تصعید و اکسیداسیون می باشند که در صورت استفاده مستقیم درصد اتلاف این عناصر شدیدا افزایش می یابد ( منیزیم ، روی ) . ترکیب شیمیایی و نقطه ذوب بعضی از آلیاژ ها که در صنایع آلومینیم به کار می رود .مشخصات متالوژیکی آلیاژ ها در فصل جداگانه ای مورد مطالعه قرار خواهد گرفت . تهیه آلیاژ ساز ها معمولا در کار گاههای ریخته گری نیز انجام می گیرد در این مواقع اغلب روش های زیر مورد استفاده است .

معمولا قطعات عنصر دیر ذوب را ریز نموده و در فویل های الومینیمی پیچیده و یا در شناور های گرافیتی قرار داده ودر داخل مذاب الومینیم (800 درجه تا 850 درجه تحت فلاکس )فرو می برند و سپس آن را به هم میزنند.



گاز زدایی (Degassing)

همانگونه که در مباحث قبل و کتاب اصول ریخته گری تشریح گردیده است گاز های محلول در مایع بعد از انجماد به دلیل تنش سطحی مذاب و عدم امکان خروج کامل به صورت حباب هایی با اندازه های مختلف در قطعه ریخته شده باقی می مانند که خواص مکانیکی و وزن مخصوص قطعه را شدیدا کاهش می دهند . در مورد ذوب آلیاژ های آلومینیم ، هیدروژن تنها گازی است که به صورت محلول در مایع و حباب در جامد ظاهر می گردد و از این رو عملیات گاز زدایی (هیدروژن زدایی ) در ذوب آلومینیم و آلیاژ های آن از اهمیت خاص برخوردار است . میزان حلالیت هیدروژن در مذاب آلومینیم به درجه حرارت و فشار خارج ( نسبت به فشار داخل ) بستگی دارد و همین امر پایه و اساس گاز زدایی آلومینیم را تشکیل می دهد . لذا کنترل درجه حرارت برای اجتناب از جذب گاز که بایستی حد اقل ممکن باشد اولین عاملی است که در جریان ذوب مورد توجه قرار می گیرد . معمولا درجه حرارت مذاب را 720ـ740 درجه سانتی گراد اختیار می کنند تا علاوه بر تحدید حلالیت گاز از سیالیت نسبتا مناسب و ویسکوزیته کم برخوردار باشد .

ـ ذوب در خلاء (فشار کم )

ذوب در خلاء به دلیل عدم وجود گاز های محیطی ، علاوه بر تقلیل میزان هیدروژن از شدت اکسیداسیون و امکان وجود سایر ترکیبات غیر فلزی نیز می کاهد . مهمترین اصل در این روش تقلیل فشار خارجی است که در نتیجه حلالیت هیدروژن را به نسبت زیادی تقلیل می دهد . این روش در صنایع امروز در حال توسعه است .

ـ گاز زدایی با گاز های بی اثر

افزودن گاز های بی اثر مانند ازت و ارگون باعث آن می گردد که فشار نسبی داخل مذاب افزایش پیدا کرده و در نتیجه از حلالیت هیدروژن کاسته شود.

آزمایشات رانسلی (Ransley) نشان می دهد که چنانچه گاز ارگون یا ازت به مقدار cc1 بر دقیقه به داخل مذاب رانده شود فشار داخلی راندمان استخراج هیدروژن برابر 52% است و چناچه گاز بی اثر برابر دقیقه/cc5 به داخل مذاب دمیده می شود :

بایستی توجه داشت که که در آن a درصد هیدروژن در مخلوط گازی می باشد و از این رو گاز های بی اثر مانند ارگون ، هلیم و ازت (در صورت عدم وجود منیزیم ) می توانند به عنوان مواد دگازر به کار روند .

آلومینیم مذاب معمولا توسط آرگون خشک برای تقلیل فشار خارجی ( افزایش فشار داخلی )به نسبت گاز زدایی می شود که در نتیجه مقدار هیدروژن را از 34/0 سانتی متر مکعب بر 100 گرم به 034/0تقلیل می دهد و معمولا این عمل در کوره های بوته ای ثابت توسط کپسول های گاز ارگون (مخلوط گازی ) انجام می شود .

ترکیب فلوئور مضاعف سدیم سیلیسیم( Na2SiF6) نیز که در درجه حرارت مذاب تجزیه می شود و گاز {F4Si } را که نسبت به مذاب آلومینیم بی اثر است ، تولید می کند نیز با همان نتایج گاز های ازت و ارگون روبرو است جز آنکه سدیم حاصل نمی تواند در آلیاژ های منیزیم دار به کار رود .

تولید آلیاژ

مس به دلیل نقطه ذوب بالا ، 1083 درجه سانتی گراد ، به صورت خالص به آلیاژ اضافه نمی شود و بیشتر از آمیژان 50-50و آمیژان اوتکتیک 33-67 استفاده می کنند برای ساخت آمیژان ها ابتدا مس را ذوب می کنند و از ایجاد حرارت فوق ذوب جلوگیری نموده و آلومینیم را در قطعات کوچک و به دفعات 4تا 5 مرتبه به آن می افزایند . در عمل بعد از ذوب آلومینیم ، درجه حرارت فوق ذوب را تا 30درجه بالا می برند و سپس آمیژان را به نسبت مورد لزوم به آن می افزایند .کلیه عملیات کیفی مذاب بعد از افزایش مس آنجام میگیرد و فقط فلاکس های پوششی قبل از افزایش آمیژان مس همواره با شارژ به بوته داده می شوند .

آلومینیم –سیلیسیم

سیلیسیم در تمام آلیاژ های تجارتی آلومینیم وجود دارد و در انواع آلیاژ های ریخته گری و به خصوص در سیلومین ها مقدار آن تا 13 درصد می رسد .

از دیاگرام تعادل این دو عنصر نتیجه می گردد که حلالیت سیلیسیم در آلومینیم در درجه حرارت محیط نا چیز است و از 05/0درصد تجاوز نمی کند و سیلیسیم نا محلول با فاز آلومینیم با حلالیت نا چیز در شبکه ساختمانی خود باقی می ماند که دارای ساختمان اوتکتیکی و درشت و سوزنی شکل است و بهمین دلیل به وسیله سدیم شبکه آن را ظریف می کنند . تاثیر سیلیسیم در خواص مکانیکی آلیاژ آلومینیم به ساختمان میکروسکوپی و چگونگی انجماد آن بستگی دارد و از این رو این آلیاژ در شرایط مختلف تولید ( ماسه ، فلزی ، تحت فشار ) خواص متفاوتی دارد که در شکل 4 مشخصات کلی آن درج گردیده است و از آنها چنین استنباط می گردد که قالب های فلزی ، بهترین نتیجه را در ریخته گری این آلیاژ دارد.

این آلیاژ ها عملیات حرارتی بخصوصی ندارند و خواص مکانیکی آنها تغییرات عمده ای در اثر عملیات محلولی و پیر سختی ندارد . سیلیسیم با افزایش سیالیت آلیاژ (ترکیب اوتکتیک ) و کاهش درصد جذب گاز تسهیل انجماد پوسته ای ،خواص ریخته گری آلیاژ را بهبود می بخشد و از این نظر آلیاژ بسیار مناسبی می باشد .
تولید آلیاژ

سیلیسیم معمولا به صورت آمیژان آلومینیم – سیلیسیم با ترکیب 13% یا22% سیلیسیم به مذاب افزوده میشود که این آلیاژ در اثر القاء سیلیسیم خورد شده به مذاب آلومینیم ، تولید می گردد . سیلومین ها به سهولت در آلومینیم مذاب حل می شوند . نقطه ذوب آنها حدود 580درجه سانتی گراد می باشد . بایستی توجه داشت که اعمال دگازین و فلاکسینگ همواره قبل از ظریف کردن با سدیم انجام می گیرد .
مشخصات قالب

آلیاژ های آلومینیم با کلیه روش های مختلف ریخته گری ( ماسه ، کچ، پوسته ای ، سرامیک )و در قالب های فلزی و تحت فشار قابلیت ریخته گری دارد . تمام آلیاژ های صنعتی و تجارتی این عنصر با یکی از طرق فوق تولید می گردد که در آن میان ریخته گری در ماسه ، در قالب های فلزی و تحت فشار از گسترش بیشتری برخوردار است . به دلیل نقطه ذوب و وزن مخصوص کم این آلیاژ ها قالب های مورد استفاده کم تر تحت تاثیر واکنش های حرارتی و هیدرو استاتیکی مذاب قرار می گیرنند و از این رو سطح ریختگی و دقت ابعاد آن از کیفیت بهتری نسبت به سایر آلیاژ های سنگین و آهنی برخوردار است . مشخصات مختلف قالب ها و مواد آن در سایر کتب ریخته گری تدوین گردیده است و در این مبحث به اختصار ، قالب ها و مواد آن مورد مطالعه قرار می گیرند .

لازم به تذکر است که روش ریخته گری و کنترل کیفی مذاب و کیفیت شرایط ریخته گری در خواص مکانیکی محصول نهایی از اهمیت ویژه ای برخوردار است و فقط ترکیب شیمیایی آلیاژ نمی تواند خواص مکانیکی و فیزیکی را تعیین مثی کند . در جدول های بخش پنجم نمونه ای از تغییرات خواص نشان داده شده ودر جدول زیر تاثیر روش ریخته گری در خواص مکانیکی دو نوع آلیاژ مختلف آلومینیم مشخص گردیده است .
ماهیچه

انواع ماسه های نرم سیلیسی همراه با چسب های روغنی ، رزینهای فنلی ، سیلیکات سدیم و انواع چسب های گرم و سرد در ساخت ماهیچه های آلومینیم ریزی بکار می روند که مشخصات کلی زیر را دارند :

الف) نرم و ریز هستند

ب)گاز بسیار کمی تولید می کنند

پ)استحکام زیادی ندارند و فقط نیرو های در حمل و نقل و در جا گذاری را تحمل می کنند .

ت)قابلیت از هم پاشیدگی سریع دارند .

تا جمعاً علاوه بر ایجاد سطوح ساف و عدم تخلخل در سطح ، در مقابل انقباض آزاد آلیاژ مقاومتی نداشته باشند . مشخصات عمده چسب های ماهیچه در صنایع آلومینیم ریزی در جدول زیر درج گردیده است .