ریخته گری
ریخته‌گری یکی از فنون و روش‌هایی است که از طریق آن می‌شود اقدام به ساخت فلزات در حالت‌ها و مدل‌های مختلف کرد. از این روش در صنایعی همچون خودروسازی و تولید ماشین‌آلات استفاده زیادی می‌شود.
جالب است بدانید که این روش، یکی از قدیمی‌ترین روش‌هایی است که از طریق آن می‌توان اقدام به ساخت فلزات کرد. به این صورت که در ابتدا فلز مذاب شده را به درون یک قالب ریخته تا شکل آن را به خود بگیرد. این قالب‌ها تماما دارای یک حفره‌هایی به شکل‌های متفاوت هستند. پس از سرد شدن و شکل‌گرفتن فلز، آن قالب را می‌شکنند. در این مرحله فلز به شکل دلخواه به دست می‌آید.
ریخته گری آهن چیست؟
ریخته‌گری آهن به فرآیند ذوب و سپس، انجماد فلزات گفته می‌شود. در این فرآیند، فلزات یا آلیاژهای آنها با حرارت ذوب می‌شوند. بعد از ذوب، آنها را به داخل قالب مورد نظر ریخته و با روش‌های مختلف منجمد می‌کنند. قطعات مختلفی را می‌توان با کمک ریخته‌گری آهن ساخت. حتی با این فرآیند می‌توان قطعات جدیدی را کشف کرد؛ بنابراین، پروسه ریخته‌گری یک فرآیند منعطف و نامحدود است. ضمن اینکه ریخته‌گری هزاران سال قدمت دارد و چندین قرن است که مورد استفاده تولیدکنندگان محصولات فولادی قرار می‌گیرد.
کاربرد ریخته گری
همان‌طور که بیان شد، ریخته‌گری قدمت زیادی دارد و یک حرفه قدیمی است. این حرفه در قدیم برای اهدافی مانند هنری و علمی مورد استفاده قرار می‌گرفت؛ اما امروزه معمولا جهت تولید فلزات به کار گرفته می‌شود. در دوره ما، ریخته‌گری به یکی از ارکان مهم جامعه صنعتی تبدیل شده است و بسیاری از وسایل زندگی ما با این فرایند تولید می‌شوند. فلزات به‌دست‌آمده از ریخته‌گری در مقاطع ساختمانی، لوازم آشپزخانه، ماشین‌آلات، تجهیزات حمل‌ونقل، وسایل سرگرمی و هنری و... به کار گرفته می‌شوند. دلیل استفاده گسترده از ریخته‌گری نیز تولید فلز در اشکال و سایزهای مورد نظر به صورت کاملا اقتصادی است. در صورتیکه قصد دارید از قیمت روز آهن آلات مطلع شوید لازم است به صفحه فوق مراجعه کنید.
بررسی انواع فرایند ریخته‌گری
ریخته‌گری آهن انواع مختلفی دارد؛ اما مدل ماسه‌ای آن بیشتر به گوش مصرف‌کنندگان خورده است. متریال قالب در ریخته‌گری ماسه‌ای همان‌طور که از نامش پیداست، شن و ماسه هستند. قالب‌های ایجادشده با شن و ماسه بسیار مقاوم بوده و در عین حال، ارزان‌قیمت هستند. ماده دیگری نیز تحت عنوان عامل چسبنده به ترکیب آن اضافه می‌شود؛ این ماده معمولا خاک رس است. ضمنا، منافذ قالب با فشردن ماسه و تراش خوردگی آن ایجاد می‌شوند. انواع قطعات آهنی را می‌توان در این مدل ریخته‌گری تولید کرد. همچنین، مدل ماسه‌ای برای محصولات بزرگ کاربرد دارد و نوع دیگر ریخته‌گری یعنی ریخته‌گری پوسته‌ای مناسب مقاطع کوچک است و پیچیدگی بسیار زیادی دارد؛ به همین دلیل، محبوبیت چندانی ندارد.
ریخته‌گری دقیق
در این روش فلز مذاب را به درون قالب سرامیکی می‌ریزند تا تغییر شکل دهد. به این مدل قالب‌ها، قالب‌های مومی هم گفته می‌شود. نام دیگر این روش ریخته‌گری قدیمی، ریخته‌گری موم فدا شونده است. دلیل این نام گذاری این است که پس از شکل گرفتن قالب مومی، آن را در فر حرارت می‌دهند تا به صورت کامل ذوب شود.
ریخته‌گری پیوسته
از این روش برای ریخته‌گری انواع فولاد استفاده می‌شود. همچنین این روش دارای سرعت بالایی در ساخت قطعات فلزی است. به این صورت که مذاب فولاد را پس آن که آماده شد، به داخل پاتیل می‌ریزند. در این مرحله مذاب پس از عبور از یک قالب مسی آبگرد، شکل مقطع به خود گرفته و پس از آن با استفاده از غلتک‌هایی که موجب افقی شدن حرکت مقطع می‌شوند، به صورت هم‌زمان دما، کاهش پیدا می‌کند و در نهایت مقطع تولید می‌شود.
ریخته‌گری در خلا
ریخته‌گری در خلا تنها روش ساخت فولاد مورد استفاده در صنایع خودرو،هوافضا و همچنین راه‌آهن به شمار می‌رود. در این روش، از فولادی که به شکل مذاب در آمده است، مقداری هیدروژن و کربن جدا می‌شود. به موجب همین امر نواقصی که وجود دارد تا سطح زیادی کاهش پیدا می‌کند. فولادی که درصد کربن آن کمتر از بقیه باشد، قابلیت انعطاف پذیری بیشتری دارد.
ریخته‌گری چدنی
در این روش، مذاب برخی فلزات همچون آهن، آلومینیوم و چدن را درون قالب‌های خاصی می‌ریزند. به تغیر شکل دادن و مقاوم شدن چدن، ریخته‌گری چدنی گفته می‌شود. چدن‌ها از ترکیب برخی فلزات همچون آهن، کربن و سیلیسیوم ساخته می‌شود.
بررسی فرایند انواع ریخته‌گری
فلز در فرایند ریخته‌گری بعد از انتقال به کوره ذوب می‌شود. سپس، فلز مذاب را درون قالب می‌ریزند. این قالب همان‌طور که اشاره شد، معمولا از جنس ماسه و خاک رس است. قالب ماسه‌ای مقاومت بالایی در برابر حرارت دارد و به بافت فلز آسیبی وارد نمی‌کند. مرحله آخر نیز مربوط به سرد و منجمد کردن فلز است که برخی برای این کار از آب سرد استفاده می‌کنند. در کل، فرآیند ریخته‌گری زمانی مورد استفاده قرار می‌گیرد که تولید با روش‌های دیگر اقتصادی یا امکان‌پذیر نباشد. این روش شکل‌دهی آهن تنها دارای چند مرحله ساده است و پیچیدگی خاصی ندارد. محصول نهایی ریخته‌گری یک جسم جامد با شکل خاص است.
ریخته‌گری گریزازمرکز
به روشی گفته می‌شود که در آن از طریق فشار گریزازمرکز قالب را تحت فشار قرار می‌دهند. به دلیل آن که این فشار وارد شده به صورت چرخشی است، به آن ریخته‌گری سانتریفیوژ هم گفته می‌شود. اکثر پروفیل‌های لوله‌ای به این روش ساخته می‌شوند.
ریخته‌گری گچی
در این روش برای ساخت قالب‌هایی که مذاب فلزات را درون آن می‌ریزند، از گچ استفاده می‌شود. اصطلاحاً به آن گچ پاریس گفته می‌شود. البته لازم است بدانید که در این روش تنها از گچ استفاده نمی‌شود. بلکه برای نفوذپذیری، مقاومت در برابر خیسی و خشکی از هم استفاده می‌شود.
ریخته گری با الگوی تبخیر شونده
در این مدل از ریخته‌گری جهت ساخت قالب از مدل‌های تبخیر شونده استفاده می‌شود. به این صورت مذاب پس از ریخته شدن درون قالب، حفره تبخیر می‌شود. همچنین در این روش از فوم و در برخی موارد از پلی‌استایرن استفاده می‌شود.
ریخته‌گری پوسته سرامیکی
در این روش قالب‌ها از مقاومت بالایی در برابر دما برخوردارند. همین مقاومت آنها موجب شده است تا از این نوع قالب برای ریخته‌گری فلزات و آلیاژهایی با دمای بالا استفاده شود. قطعاتی که در این روش تولید می‌شوند می‌توانند به شکل‌های بسیار مختلفی در بیایند و همین‌طور مورداستفاده قرار گیرند.
ریخته‌گری دوغابی
بر خلاف باور عموم، ریخته‌گری تنها مربوط به فلزات، ساخت آنها و تغییر شکل دادنشان نیست. بلکه برای ساخت و شکل‌دهی سرامیک و حتی سفال هم می‌توان از این روش استفاده کرد. ریخته‌گری دوغابی معمولا به دو روش انجام می‌شود: ریخته‌گری توپر و همچنین ریخته‌گری تو خالی که هر دو بسیار مهم‌اند.
ریخته‌گری با همزن
در این روش علاوه بر شکل پیچیده قطعات، حفظ تقارن بسیار مهم است. در این روش از همزن برای پردازش آب استفاده می‌شود. همچنین در این روش به آرامی آرماتور ذرات، به فلزی که در این فرایند مورد استفاده قرار گرفته است، اضافه می‌شود و همان‌طور که مشخص است به روش مکانیکی هم زده می‌شود.
روش‌های سنتی ریخته‌گری
ریخته‌گری در ماسه تر
در این روش ماسه را می‌توان به همراه یک چسب عموما معدنی همچون مونت موریلونیت به کاربرد. برای این کار باید از آب استفاده کرد. همچنین علاوه بر آنها، از مواد دیگری نظیر: پودر زغال، پودر سیلیس و اکسید آهن به منظور افزایش استحکام قالب‌ها به صورت خشک و تر استفاده می‌شود.
ریخته‌گری ماسه خشک
قالب‌هایی که در ریخته‌گری ماسه خشک استفاده می‌شود، از قالب‌های ماسه تر بسیار مقاوم‌تر و مستحکم‌تر هستند. همچنین در ریخته‌گری ماسه خشک قالب‌ها را در برابر تابش نور آفتاب و یا شعله قرار می‌دهند.
ریخته گری اتوماتیک
در این روش کلیه فرایند توسط دستگاه و به صورت اتوماتیک انجام می‌شود. استفاده از دستگاه‌ها علاوه بر دقت و سرعت، از بروز خطرات جدی برای افراد جلوگیری می‌کند.
ریخته‌گری ماسه شیمیایی
اصولا ماسه‌ها دارای موارد شیمایی هستند. به همین منظور شن و ماسه را با یکدیگر ترکیب می‌کنند تا بتوانند یک قالب خوب درست کنند. سپس ماده مذاب را از داخل حفره قالب عبور می‌دهند. این قالب‌های ماسه‌ای با استفاده از چوب، فلز و پلاستیک ساخته می‌شوند. سپس با استفاده از یک چسب در یک مخلوط کن قرار گرفته و مخلوط می‌شوند.
ریخته گری سدیم سیلیکات
در این روش با استفاده از سدیم سیلیکات و ترکیب آن با ماسه اقدام به ساخت قالب می‌کنند. سپس کمی سیلیسیوم به این ترکیبات اضافه می‌کنیم و در نهایت هم مقداری دی‌اکسیدکربن داخل آنها می‌ریزیم. حاصل ترکیب این مواد با یکدیگر در داخل قالب، استحکام بیشتر ماسه است.
ریخته‌گری بدون پخت
در این روش برای ساخت قطعات با اشکال خاص و پیچیده، دیگر آنها ذوب نمی‌کنند و کلیه فرایند ریخته گیری بدون مذاب شدت قطعات انجام می‌پذیرد.
ریخته‌گری پوسته‌ای
نام دیگر این روش قالب‌سازی پوسته‌ای است. به این صورت که در این روش از قالب‌های عموما مصرفی و آمده استفاده می‌شود و برای ایجاد حفره در قسمت انتهایی آن از یک ماسه که با رزین پوشش داده شده است می‌توانید استفاده کنید. دقت و سرعت در این روش بسیار بالاست.
روش‌های ریخته‌گری بر اساس نوع قالب
به طور کلی قالب‌های ریخته‌گری را می‌توان به دو نوع تقسیم کرد که هر کدام نوع ساختشان با دیگری متفاوت است و شما می‌توانید بر اساس ویژگی‌های هرکدام نسبت به خرید آن اقدام کنید.
ریخته‌گری در قالب دائمی
جنس قالب‌ها در ریخته‌گری معمولا فلزی است. در این روش هر کدام از قالب‌ها را می‌توان تا چندین بار مورد استفاده قرار داد. مگر آنکه قالب کارایی خود را از دست بدهد و از کار بی افتد.
ریخته‌گری در قالب دائمی بدون الگو
در این روش برای ریخته‌گری از هیچ‌گونه الگویی استفاده نمی‌شود. تنها شکل نهایی محصول را به صورتی ماشینی تولید می‌کنند و همان یک نمونه می‌شود الگوی هزاران قطعه تولیدی دیگر که می‌توان بر اساس آن اقدام به تولید کرد.
ریخته‌گری در قالب دائمی
یکی از ویژگی‌های این روش قابلیت خنک‌شدن قالب است. به همین دلیل می‌شود تغییرات مکانیکی را در صورت نیاز در آن اعمال کرد. جنس این قالب‌ها از چدن خاکستری و فولاد کربنی است.
دایک ستینگ
شما می‌توانید با نگاهی دقیق به اطرافتان، اجسامی را ببینید که از ترکیب چند قطعه در کنار یکدیگر به وجود آمده‌اند. این کنار هم قرار گرفتن از طریق جوش‌کاری و پیچ کردن اتفاق می‌افتد.
ریخته‌گری گریزازمرکز
در این شیوه با استفاده از قابلیت چرخشی، قالب را از بیرون تحت فشار قرار می‌دهند تا تغییر شکل دهد. به همین جهت به آن ریخته‌گری گریز از مرکز می‌گویند.
ریخته‌گری در قالب یکبار مصرف
در این روش شما برای ساخت قطعات مورد نیازتان از قالب‌های یکبار مصرف استفاده می‌کنید. این قالب‌ها تنها یکبار قابلیت استفاده دارند و پس از آن باید دوباره ساخته شوند.
ریخته‌گری با قالب ماسه‌ای
در این روش برای ساخت قالب‌ها از ماسه استفاده می‌شود. این قطعات ماسه‌ای به صورت کاملا ویژه در کارخانه‌های ذوب تهیه می‌شوند. جالب است بدانید که در حدود 60 در صد از قطعات ریخته شده به وسیله پروسه ریخته‌گری ماسه‌ای تولید شده‌اند که این نوع از ریخته‌گری شامل سه بخش می‌شود:
قالب ماسه تر
از این روش برای تولید آهن آلات و در برخی شرایط محصولات غیرآهنی استفاده می‌شود. ترکیبات این ماسه هم شامل: ماسه، آب، موارد افزودنی و خاک رس است.
قالب هوا خشک
یکی از مقاوم ترین قالب‌های ریخته‌گری به شمار می‌رود و همچنین در زمینه کیفیت حرفی برای گفتن دارند. این قالب‌ها را معمولا از دو ترکیب ماسه و چسب رزینی تولید می‌کنند.
قالب پوسته‌ای
در این روش برای ایجاد حفره در قالب، از یک ماسه‌ای که با چسب رزینی پوشش داده شده است استفاده می‌شود. در این روش سرعت تولید به شدت رو به افزایش می‌رود و می‌توانید تولیدات بیشتری داشته باشید.
ریخته‌گری در قالب گچی
این شیوه صرفا برای مواد غیر آهنی قابل استفاده است. در این روش به جای استفاده از ماسه، برای ساخت قالب از گچ پاریس استفاده می‌شود.
ریخته‌گری دقیق
در ریخته‌گری دقیق از قالب‌های نسوز و مدل‌های از بین رونده استفاده می‌شود. یکی از ویژگی‌های مهم این شیوه آن است که می‌توان فلزاتی را با دمای ذوب بالا در این شیوه ریخته پری کرد.
ریخته‌گری فوم تبخیری
این نوع از ریخته‌گری حاصل ترکیب ریخته‌گری شن و ریخته‌گری فوم است. در این روش برای ساخت حفره قالب از مدل‌های قابل تبخیر استفاده می‌شود.
الگوها در فرایند ریخته‌گری در قالب یکبار مصرف چه چیزی هستند؟
اساسا الگوهای ریخته گری به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند. الگوهای دائمی که تا چندین مرتبه می‌توان از آنها استفاده کرد و تنها زمانی آنها را تعویض می‌کنند که دچار مشکلی شوند. دسته دوم الگوهای موقتی هستند که مرتبا بر اساس نوع ریخته شدن، تغییر می‌کنند و همین امر موجب تنوع در نوع محصول نهایی می‌شود.
مزایا و معایب ریخته‌گری
از جمله مزایای ریخته‌گری می‌توان به: ساخت قطعات با پیچیدگی‌های هندسی خاص و هزینه کم، ویژگی‌های فیزیکی و مکانیکی محصول تولید شده، استفاده از فلزات قدیم و همچنین قطعات بازیافتی برای تولید محصولات جدید و همچنین پایین بودن میزان مصرف برق در این حرفه اشاره کرد.
از جمله معایب ریخته‌گری می‌توان به: وجود برخی حفره‌های کوچک در قالب‌ها، تغییر شکل محصول تولید شده در زمان انجماد، وجود نواقصی در قالب‌گیری، مقاومت پایین ریخته‌گری در برابر بروز خستگی و ایجاد آلودگی‌های زیست محیطی اشاره کرد.
چه موادی در فرایند ریخته‌گری استفاده می‌شود؟
از جمله موادی که بیشترین استفاده را در صنعت ریخته‌گری دارد، می‌توان به مواردی نظیر: چدن خاکستری، چدن نشکن، روی، مس، آلومینیوم و فولاد اشاره کرد. همچنین ممکن در برخی موارد از مواد غیر فلزی هم در این صنعت استفاده شود. موادی همچون: پلاستیک، رزین، شیشه و بتن از این دست مواد هستند.
