فایلساز
فروشگاه فایلساز ، فروش فایل ارزان , فروش ارزان فایل, پروژه, پایان نامه, مقاله و ...فایلساز
فروشگاه فایلساز ، فروش فایل ارزان , فروش ارزان فایل, پروژه, پایان نامه, مقاله و ...مقاله بررسی ریخته گری،درس پوشش فلزات
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 18 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 20 |
مقاله بررسی ریخته گری،درس پوشش فلزات در 20 صفحه ورد قابل ویرایش
پوشش های تبدیلی
اصطلاح ((پوشش تبدیلی )) به پوششهایی گفته می شود که از طریق واکنش لایه های اتمی سطح فلزات با آنیونهایی که از وسط فلزات ایجاد می شوند .
بنابراین فرایند تشکیل پوشش تبدیلی یک فرایند خوردگی کنترل شده ای است که به طریق مصنوعی ایجاد شده است و نهایتاً برروی سطح فلز لایه ای را ایجاد می کند . این لایه اتصال محکمی با فلز پایه دارد و عملاً در آب و محیط واسطه نامحلول است و عایق الکتریکی خوبی می باشد .
یکی از فرایند های پوششهای تبدیلی فرایند کروماته کردن است که در دو دهه اخیر پیشرفت و گسترش قابل توجهی پیدا کرده است .
کروماته کردن
اصطلاح ((کرماته کردن)) به عملیات شیمیایی و الکترو شیمایی فلزات و پوششهای فلزی محلولهایی گفته می شود که در آنها اسید کرمیک ، کرمات یا دی کرمات باشد . نتیجه چنین عملیاتی ایجاد پوشش محافظ تبدیلی شامل ترکیبات کرم سه ظرفیتی و شش ظرفیتی بر روی سطح فلز است .
خواص جلوگیری از خوردگی فلزات توسط کروماتها به خوبی شناخته شده است . با اضافه کردن مقادیر کمی از این ماده به سیستمهای دارای آب در گردش سطح فلزات را پوشش می دهد و در نتیجه از خوردگی آنها جلوگیری می کند .
پوششهای کرماته در محصولات صنایع ماشین سازی ، الکتریکی ، الکترونیکی ، ارتباطات راه دور و صنایع موتوری خودکار به کار می رود . آنها نیز با جایگزین کردن برخی فلزات معین معین به جای فلزاتی که طول عمر کمتری دارند نقش مهم کاربردی دارند . به عنوان مثال ، می توان از روی کرماته شده که جایگزین فلزات با پوشش کادمیم شده اند نام برد .
مهمترین اهداف استفاده از فلزات کرماته شد عبارتند از :
الف ) افزایش مقاومت به خوردگی فلز یا پوششهای محافظ فلزی ، در حالت اخیر احتمالاً به طولانی شدن زمان ظهور اولین آثار خوردگی بر روی فلز پایه و فلز پوشش منجر خواهد شد .
ب ) کاهش خسارات سطحی ناشی از آثار انگشت (خراشهای سطحی)
ج) افزایش میزان چسبندگی رنگ و سایر پوششهای آلی .
د) رنگ پذیری و یا پذیرش بهتر سایر پوششهای تزئینی .
روشهای عملی کرماته کردن بر اساس نوع عملیات به دو دسته زیر تقسیم می شوند :
الف ) روشهای شیمیایی که فقط شامل فرو بردن قطعات در محلولهای کرماته است .
ب ) روشهای الکتروشیمیایی که شامل فرو بردن قطعات در محلول و اعمال جریان الکتریکی از یک منبع خارجی است .
ج) فرایندی که یک لایه کرماته فشرده برروی سطح تمیز فلزی ایجاد می کند به نحوی که در نهایت به شکل پوشش واقعی در می آید .
د) فرایندی که با استفاده از انواع دیگر پوششها از فلز محافظ می کند . به عنوان مثال پوششهای اکسیدی یا فسفاتی که نوع فسفات آن در فصلهای مربوط به اکسیداسیون و فسفاته کردن بحث شده است .
فرایند کرماته کردن را می توان بهصورت دستی ، نیمه خودکار یا تمام خودکار انجام داد .
توسعه این فرایند به دلیل سهولت عمل و زمان کم آن قابلیت دسترسی همگانی و اقتصادی بودن مواد شیمیایی و بالخره خواص منحصر به فردی است که این نوع پوشش برخوردار است .
بر اساس نظریات و ستچستر مقاومت به خوردگی پوششهای کرماته بهتر از نوع فسفاته آن است . موک نیز که تحقیقاتی در زمینه خواص حفاظتی پوششهای کرماته و مقایسه آن با نوع فسفاته انجام داده ، به نتایج مشابهی رسیده است .
در اولین مرحله ، مقاومت به خوردگی و سایر خواص پوششهای کرمی بستگی تام به فلز پایه (فلزی که پوشش روی آن انجام می گیرد دارد . چگونگی سطح فلز روشهای آماده سازی مختلف کرماته کردن و احتمالاً عملیات اضافی در زمینه پوشش کرم دادن (مثلاُ کاربرد پوشش روغن یا رنگ) دارد. در حالی که از روشهای الکترو شیمیایی برای ایجاد پوشش کرماته استفاده می شود ، چگالی جریان نقش مهمی ایفا می کند).
فرایند کروماته کردن فلزات خاص
اولین بار فرایند کرماته نمودن در سال 1924 و برای فلز منیزیم به کار رفت . پوشش کرماته که در آن زمان به دست آمد مشخصاً یک پوسته بسیار باریک بود و به علت کاربرد روشهای خاص رنگ پوسته قهوه ای یا زیتونی بود و عالباً از محلولهای اسیدی سدیم دی کرمات یا بدون افزایش نمکهای فلزی معین برای منظورهای خاصی استفاده می شد .
بین سالهای 1924تا 1936 چندین روش برای کرماته کردن منیزیم ، روی ، کادمیم ، مس و آلیاژهای آن عرضه شد . از بین این روشها روشی که در آن از یک محلول خاص برای دستیابی به پوشش روشن بر روی کادمیم استفاده می شد کاربردی بیشتری داشت .
بدون شک فرایندی که در ان حمام دی کرمات و اسید سولفوریک به کار می رود ، ارزشمند ترین فرایند است . این فرایند که در سال 1936 ابداع شد ، به فرایند کرونک شهرت یافت . پوشش کرماته ای که از روش بر روی ZN و Cd به دست آمد ، رنگی شبیه زرد یا قهوه ای تیره داشت .
پیشرفتهای بعدی در این زمینه به کاربرد محلولهایی منجر شد که شامل اسید کرمیک و سولفاتها بودند که جهت به دست آمدن سطح و ظاهر روشن سپس در محلولهای اسیدی یا الکلی دقیق شسته می شدند .
در دوران جنگ جهانی دوم روشی ابداع شد که پوشش کرماته به رنگ سبز زیتونی برروی روی و کادمیم به دست آمد . این پوشش در مقایسه با نمونه مات متمایل به قهوه ای که سابقاً تهیه شده بود در مقابلخوردگی مقاومت ببیشتری از خود نشان می داد . علاوه بر ایجاد پوشش سبز زیتونی تهیه پوششهایی به رنگ سیاه و رنگهای دیگر از طریق رنگ کردن پوشش زیتونی نیز امکانپذیر شد .
هنوز بسیاری از فرایند های قدیمی کرماته کردن روی وکادمیم که نیاز به استفاده از محلولهای اسید سولفوریک و دی کرمات با اصطلاحات مختصری دارد ، قابل استفاده اند .
5 – از بین بردن پوششهای کرماته
پوششهای کرماته را که به کیفیت مطلوب نرسیده اند ،می توان با فرو بردن قطعه به مدت چند دقیقه در محلول اسید کرمیک (gr/lit 200) داغ از بین برد. برای این منظوراز اسید هیدروکلریک نیز می توان استفاده کرد.
قبل از آن که عملیات کرماته کردن مجدد انجام شود قطعات باید در حمام قلیایی و دو بار در آب شسته شوند.
6 – ترکیب حمام پوشش و کنترل آن
مصرف اجزای محلول و جدا شدن آنها باعث افت غلظت محلول کرماته در طی عملیات می شود . علاوه بر این محلول دائماً با آبی که برای شست و شو بر روی سطح قطعات کرماته ریخته می شود ،بنابراین ثابت نگه داشتن ترکیب حمام پوشش نیاز به کنترل ترکیب شیمیایی و جایگزین کردن عناصر مصرف شده از آن دارد .در مواردی که محلول کرماته حجم کمی داشته باشد ،تغییرات غلظت عناصر قابل توجه است و در این موارد بهتر است محلول تازه جایگزین شود.
درطی انجام واکنشهایی که برای تشکیل پوشش کرماته می دهد، یونهای هیدروژن مصرف می شوند و PH محلول کرماته زیاد می شود. این امر باعث کاهش سرعت تشکیل لایه می شود. هنگامی که از محلول کرماته به مدت چند روز یا چند هفته استفاده شد (بستگی به مقدار استفاده از آن )،پوششهایی که در طول مدت معینی از عملیات به دست می آیند نسبت به پوششهایی که از یک محلول تازه به دست می آیند سبکترند. سرعت کم تشکیل لایه را یا با افزایش مدت عملیات و یا باکاهش PH به کمک یک اسید غیر آلی مناسب می توان جبران کرد برای کنترل فرآیند می توان از کاغذهای PH استفاده کرد. استفاده از الکترودهای شیشه ای برای اندازه گیری PH ،.همیشه عملی نیست زیرا وسایل خاصی جهت استفاده از آنها لازم است. علاوه بر آن در مواردی که محلول کرماته حاوی یونهای فلوئورید باشد ،الکترود شیشه ای قابل استفاده نخواهد بود.
مقدرا کرم 6 ظرفیتی در طول عملیات کرماته کردن کاهش می یابد ،با این حال کاهش اسیدکرمیک و دی کرومات غالبا ً‌کمتر از کاهشی است که درکل حجم محلول بر اثر کشیده شدن و ریختن آن به مخزن شست وشو رخ می دهد.
اگر با وجود تصحیح PH ،محلول کرماته عملکرد رضایت بخشی نداشته باشد،ترکیب شیمیایی محلول باید بررسی شود و مقدار یونهای کرم 6 ظرفیتی و همچنین میزان نمک کرم که برای جبران به محلول اضافه می شود محاسبه شود . مقدار کرم 6 ظرفیتی را می توان با یدومتری یا با احیا به وسسیله سولفات آهن و تیتراسیون برگشتی مقدار منگانومتری یونهای آهن تعیین کرد.
در عمل ،بخصوص در واحدهای کوچک ،کنترل حمام محدود به اندازه گیری PH و تصحیح آن در موارد لزوم است . اگر چنین نشود ،محلول تازه ای باید تهیه شود.
باید توجه داشت پوششهایی که در ابتدا از محلول ید تازه به دست می آید ممکن است کیفیت مطلوبی نداشته باشند . اما بعد از اینکه چند نمونه دراین حمام پوشش داده شد ،دردامنه PH معینی بدون آنکه درکیفیت پوشش نوسانات زیادی حاصل شود وتا زمانی که اجزای اصلی حمام به مقدار قابل توجهی مصرف شود ،محلول پوشش ایجاد خواهد کرد.
برای حفظ حمام کرماته استفاده متناوب از برخی افزودنیها مطلوب است .برای یک کار مداوم و یکنواخت می توان بر اساس چند روز یا چند هفته اول عملیات برنامه ای تعیین کرد و بعد از آن کنترل آزمایشگاهی برای دوره های کمتری کافی خواهد بود.
بعد ازاینکه چندین بار مواد افزودنی به حمام افزوده شد ،حمام پوشش کرماته به پایان عمر خود می رسد ،مگر اینکه دفعات تازه سازی محلول زیاد باشد ،میزان کرم احیا شده (3ظرفیتی ) و رسوبهای فلزی از قطعاتی که وارد حمام شده به حدی رسیده است که عملاً‌محلول حمام بدون استفاده می ماند. اغلب اپراتورهای عملیات کرماته کردن می توانند روش ساده ای برای تیتراسیون تهیه کنند و زمانی را که حمام پوشش به نقطه انتهایی خود نزدیک می شود ،تعیین کنند. تشکیل مجدد محلول از طریق تکنیک تعویض یونها با موفقیت میسر است .ولی هنوز روش متداولی نیست .
محلولهای کرماته را نمی توان به طور نامحدود جایگزین کرد ،این کار ،حداکثر دو یا سه بار بیشتر انجام نمی شود. مهمترین عاملی که سبب تعویض حمام می شود کیفیت ضعیف پوشش تشکیل شده بر روی سطح قطعه است ،حتی اگر ترکیب حمام هم ترکیب صحیحی باشد. اگر نگهداری حمام پوشش به اضافه کردن مقادیر بیش از حدی ترکیبهای شیمیایی نیاز داشته باشد نیز این مورد صادق است .مصرف اضافی مواد شیمیایی غالباً بر اثر تشکیل آلودگیهایی مانند ترکیبهای کرم 3 ظرفیتی است که بر اثر واکنش تشکیل پوشش و فلز حل شده قطعه ای که پوشش داده می شود به وجود می آیند علاوه بر آن این مصرف اضافی ناشی از آلودگیهای خارجی نیز می باشد.
تعیین عمر طبیعی یک حمام مشکل است زیرا به عوامل متعددی بستگی دارد. از جمله این عوامل عبارتند از :روش عمل ،بازده تمیز کردن ،آماده سازی سطح قبل از عملیات و بازده شست وشو .
تحقیق بررسی ریخته گری فولاد،ذوب فلزات
| دسته بندی | ساخت و تولید |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 60 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 84 |
تحقیق بررسی ریخته گری فولاد،ذوب فلزات در 84 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب
مقدمه ?
?-?- معرفی و به کار گیری سوپر آلیاژها ?
?-?- مروری کوتاه بر فلزات با استحکام در دمای بالا ??
?-?- اصول متالورژی سوپر آلیاژها ??
?-?- بعضی از ویژگیها و خواص سوپر آلیاژها ??
?-?- کاربردها ??
?-?- کلیات ??
?-?- شکل سوپر آلیاژها ??
?-?- دمای کاری سوپرآلیاژها ??
?-?- مقایسه سوپر آلیاژهای ریخته و کار شده ??
?-?-?- سوپر آلیاژهای کار شده ??
?-?-?- سوپر آلیاژهای ریخته ??
?-?- خواص سوپرآلیاژها ??
?-?-?- کلیات ??
?-?-?- سوپر آلیاژهای پیشرفته ??
?-?-?- خواص مکانیکی و کاربرد سوپرآلیاژها ??
?-?- انتخاب سوپرآلیاژها ??
?-?-?- کاربردهای آلیاژهای کار شده در دمای متوسط ??
?-?-?- کاربردهای آلیاژهای ریخته در دمای بالا ??
?-?- گروه‌ها، ساختارهای بلوری و فازها ??
?-?-?- گروه‌های سوپرآلیاژها ??
?-?-?- ساختار بلوری ??
?-?-?- فاز در سوپرآلیاژها ??
?-?- مقدمه‌ای بر گروه‌های آلیاژی ??
?-?-?- سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل ??
?-?-?- سوپرآلیاژهای پایه نیکل ??
?-?-?- سوپرآلیاژهای پایه کبالت ??
?-?- عناصر آلیاژی و اثرات آنها بر ریزساختار سوپرآلیاژها ??
?-?-?- عناصر اصلی در سوپرآلیاژها ??
?-?-?- عناصر جزئی مفید در سوپرآلیاژها ??
?-?-?- عناصر تشکیل دهنده فازهای ترد ??
?-?-?- عناصر ناخواسته و مضر در سوپرآلیاژها ??
?-?-?- عناصر ایجاد کننده مقاومت خوردگی و اکسیداسیون ??
?-?- استحکام دهی سوپرآلیاژها ??
?-?-?- رسوب‌ها و استحکام ??
?-?-?- فاز ??
?-?-?- فاز ??
?-?-?- کاربیدها ??
?-?-?- کاربیدهای M7C3 44
3-4-6- بوریدها و عناصر جزئی مفید دیگر (به جز کربن) ??
?-?- تاثیر فرآیند بر بهبود ریز ساختار ??
ذوب و تبدیل ??
?-?- فرآیند EAF/AOD 47
4-1-1- تشریح فرآیند EAF/AOD 47
4-2- عملیات کوره قوس الکتریکی/ کربن زدایی با اکسیژن و آرگن (EAF/AOD) 50
4-2-1- ترکیب شیمیایی آلیاژ و آماده کردن شارژ ??
?-?-?- بارگذاری EAF 52
4-2-3- کوره قوس الکتریک ??
?-?-?- تانک AOD 55
4-2-5- پاتیل ریخته‌گری ??
?-?- مروری بر ذوب القایی در خلاء (VIM) 58
4-3-2- تشریح فرآیند VIM 59
4-4- عملیات ذوب القایی در خلاء ??
?-?-?- عملیات ذوب القایی در خلاء ??
?-?-?- کوره القائی تحت خلاء ??
?-?-?- سیستمهای ریخته‌گری ??
?-?-?- عملیات ذوب القایی در خلاء ??
?-?- مروری بر ذوب مجدد ??
?-?-?- تشریح فرآیند ذوب مجدد در خلاؤء با قوس الکتریکی (VAR) 72
4-5-3- تشریح فرآیند مجدد با سرباره الکتریکی (ESR) 73
4-6- عملیات ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی ??
?-?-?- کوره VAR 74
4-6-2- عملیات ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی ??
?-?-?- کنترل ذوب مجدد در خلاء با قوس الکتریکی ??
?-?- عملیات ذوب مجدد با سربار الکتریکی (ESR) 79
4-7-1- کوره ESR 79
4-7-2- عملیات کوره ذوب مجدد با سرباره الکتریکی ??
?-?-?- کنترل ذوب مجدد با سرباره الکتریکی ??
?- انتخاب سرباره ??
?-?- محصولات ذوب سه مرحله‌ای ??
?-?-?- فرآیند ذوب سه مرحله‌ای شمش ??
?-?- تبدیل شمش و محصولات نورد ??
?-?-?- همگن‌سازی توزیع عنصر محلول در شمش‌ها ??
?-?-?- آهنگری محصول نیمه تمام ??
?-?-?- آهنگری محصول نیمه تمام آلیاژ IN-718 91
4-9-5- اکستروژن ??
?-?-?- نورد ??
?-?-?- دسترسی به محصولات نورد ??
مقدمه
طراحان نیاز فراوانی به مواد مستحکم‌تر و مقاوم‌تر در برابر خوردگی دارند. فولادهای زنگ نزن توسعه داده شده و به کار رفته در دهه‌های دوم و سوم قرن بیستم میلادی، نقطه شروعی برای برآورده شدن خواسته‌های مهندسی در دماهای بالا بودند. بعداً معلوم شد که این مواد تحت این شرایط دارای استحکام محدودی هستند. جامعه متالوژی با توجه به نیازهای روز افزون بوجود آمده، با ساخت جایگزین فولاد زنگ نزن که سوپر آلیاژ نامیده شد به این تقاضا پاسخ داد. البته قبل از سوپر آلیاژها مواد اصلاح شده پایه آهن به وجود آمدند، که بعدها نام سوپر آلیاژ به خود گرفتند.
با شروع و ادامه جنگ جهانی دوم توربین‌های گازی تبدیل به یک محرک قوی برای اختراع و کاربرد آلیاژها شدند. در سال 1920 افزودن آلومینیوم و تیتانیوم به آلیاژهای از نوع نیکروم به عنوان اختراع به ثبت رسید، ولی صنعت سوپر آلیاژها با پذیرش آلیاژ کبالت (ویتالیوم) برای برآورده کردن نیاز به استحکام در دمای بالا در موتورهای هواپیما پدیدار شدند. بعضی آلیاژهای نیکل- کروم (اینکونل و نیمونیک) مانند سیم نسوز کم و بیش وجود داشتند و کار دستیابی به فلز قوی‌تر در دمای بالاتر برای رفع عطش سیری ناپذیر طراحان ادامه یافت و هنوز هم ادامه دارد.
1-1- معرفی و به کار گیری سوپر آلیاژها
سوپر آلیاژها؛ آلیاژهای پایه نیکل، پایه آهن- نیکل و پایه کبالت هستند که عموماً در دماهای بالاتر از oC540 استفاده می‌شوند. سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل مانند آلیاژ IN-718 از فن‌آوری فولادهای زنگ نزن توسعه یافته و معمولاً به صورت کار شده می‌باشند. سوپر آلیاژهای پایه نیکل و پایه کبالت بسته به نوع کاربرد و ترکیب شیمیایی میتوانند به صورت ریخته یا کار شده باشند.
در شکل 1-1 رفتار تنش- گسیختگی سه گروه آلیاژی با یکدیگر مقایسه شده‌اند (سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل، پایه نیکل و پایه کبالت). در جدولهای 1-1 و 1-2 فهرستی از سوپر آلیاژها و ترکیب شیمیایی آنها آورده شده است.
سوپر آلیاژهای دارای ترکیب شیمیایی مناسب را میتوان با آهنگری و نورد به اشکال گوناگون در آورد. ترکیبهای شیمیایی پر آلیاژتر معمولاً به صورت ریخته‌گری می‌باشند. ساختارهای سرهم بندی شده را میتوان با جوشکاری یا لحیم‌کاری بدست آورد، اما ترکیبهای شیمیایی که دارای مقادیر زیادی از فازهای سخت کننده هستند، به سختی جوشکاری می‌شوند. خواص سوپر آلیاژها را با تنظیم ترکیب شیمیایی و فرآیند (شامل عملیات حرارتی) میتوان کنترل کرد و استحکام مکانیکی بسیار عالی درمحصول تمام شده بدست آورد.
1-2- مروری کوتاه بر فلزات با استحکام در دمای بالا
استحکام اکثر فلزات در دماهای معمولی به صورت خواص مکانیکی کوتاه مدت مانند استحکام تسلیم یا نهایی اندازه‌گیری و گزارش میشود. با افزایش دما به ویژه در دماهای بالاتر از 50 درصد دمای نقطه ذوب (بر حسب دمای مطلق) استحکام باید بر حسب زمان انجام اندازه‌گیری بیان شود. اگر در دماهای بالا باری به فلز اعمال شود که به طور قابل ملاحظه‌ای کمتر از بار منجر به تسلیم در دمای اتاق باشد، دیده خواهد شد که فلز به تدریج با گذشت زمان ازدیاد طول پیدا میکند. این ازدیاد طول وابسته به زمان خزش نامیده میشود و اگر به اندازه کافی ادامه یابد به شکست (گسیختگی) قطعه منجر خواهد شد. استحکام خزش یا استحکام گسیختگی (در اصطلاح فنی استحکام گسیختگی خزش یا استحکام گسیختگی تنشی نامیده میشود) همانند استحکام‌های تسلیم و نهایی در دمای اتاق یکی از مولفه‌های مورد نیاز برای فهم رفتار مکانیکی ماده است. در دماهای بالا استحکام خستگی فلز نیز کاهش پیدا میکند. بنابراین برای ارزیابی توانایی فلز با در نظر گرفتن دمای کار و بار اعمال شده لازم است، استحکام‌های تسلیم و نهایی، استحکام خزش، استحکام گسیختگی و استحکام خستگی معلوم باشند. ممکن است به خواص مکانیکی مرتبط دیگری مانند مدول دینامیکی، نرخ رشد ترک و چقرمگی شکست نیز نیاز باشد. خواص فیزیکی ماده مانند ضریب انبساط حرارتی، جرم حجمی و غیره فهرست خواص را تکمیل می‌کنند.
1-3- اصول متالورژی سوپر آلیاژها
سوپر آلیاژهای پایه آهن، نیکل و کبالت معمولاً دارای ساختار بلوری با شکل مکعبی با سطوح مرکزدار (FCC) هستند. آهن و کبالت در دمای محیط دارای ساختار FCC نیستند. هر دو فلز در دماهای بالا یا در حضور عناصر آلیاژی دیگر دگرگونی یافته و شبکه واحد آنها به FCC تبدیل میشود. در مقابل، ساختمان بلوری نیکل در همه دماها به شکل FCC است. حد بالایی این عناصر در سوپر آلیاژها توسط دگرگونی فازها و پیدایش فازهای آلوتروپیک تعیین نمی‌شود بلکه توسط دمای ذوب موضعی آلیاژها و انحلال فازهای استحکام یافته تعیین میگردد. در ذوب موضعی بخشی از آلیاژ که پس از انجماد ترکیب شیمیایی تعادلی نداشته است در دمایی کمتر از مناطق مجاور خود ذوب میشود. همه آلیاژها دارای یک محدوده دمایی ذوب شدن هستند و عمل ذوب شدن در دمای ویژه‌ای صورت نمی‌گیرد، حتی اگر جدایش غیر تعادلی عناصر آلیاژی وجود نداشته باشد. استحکام سوپر آلیاژها نه تنها بوسیله شبکه FCC و ترکیب شیمیایی آن، بلکه با حضور فازهای استحکام دهنده ویژه‌ای مانند رسوب‌ها افزایش می‌یابد. کار انجام شده بر روی سوپر آلیاژ (مانند تغییر شکل سرد) نیز استحکام را افزایش میدهد، اما این استحکام به هنگام قرارگیری فلز در دماهای بالا حذف میشود.
تمایل به دگرگونی از فاز FCC به فاز پایدارتری در دمای پایین وجود دارد که گاهی در سوپر آلیاژهای کبالت اتفاق می‌افتد. شبکه FCC سوپر آلیاژ قابلیت انحلال وسیعی برای بعضی عناصر آلیاژی دارد و رسوب فازهای استحکام دهنده (در سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل و پایه نیکل) انعطاف‌پذیری بسیار عالی آلیاژ را به همراه دارد. چگالی آهن خالص gr/cm3 87/7 و چگالی نیکل و کبالت تقریباً gr/cm3 9/8 میباشد. چگالی سوپر آلیاژهای پایه آهن- نیکل تقریباً gr/cm3 3/8-9/7 پایه کبالت gr/cm3 4/9-3/8 و پایه نیکل gr/cm3 9/8-8/7 است.
چگالی سوپر آلیاژها به مقدار عناصر آلیاژی افزوده شده بستگی دارد. عناصر آلیاژی Cr, Ti و Al چگالی را کاهش و Re, W و Ta آنرا افزایش می‌دهند. مقاومت به خوردگی سوپر آلیاژها نیز به عناصر آلیاژی افزوده شده به ویژه Cr, Al و محیط بستگی دارد.
دمای ذوب عناصر خالص نیکل، کبالت و آهن به ترتیب 1453 و 1495 و 1537 درجه سانتیگراد است. دمای ذوب حداقل (دمای ذوب موضعی) و دامنه ذوب سوپر آلیاژها، تابعی از ترکیب شیمیایی و فرآیند اولیه است. به طور کلی دمای ذوب موضعی سوپر آلیاژهای پایه کبالت نسبت به سوپر آلیاژهای پایه نیکل بیشتر است. سوپر آلیاژهای پایه نیکل ممکن است در دمای oC1204 از خود ذوب موضعی نشان دهند. انواع پیشرفته سوپر آلیاژهای پایه نیکل تک بلور دارای مقادیر محدودی از عناصر کاهش دهنده دمای ذوب هستند و به همین لحاظ، دارای دمای ذوب موضعی برابر یا کمی بیشتر از سوپر آلیاژهای پایه کبالت هستند.
4-2-3- کوره قوس الکتریک
یک طرح عمومی از کوره EAF در شکل 4-1 نشان داده شده است. ظرفیت کوره EAF باید با ظرفیت تانک AOD یکسان باشد. عملیات EAF/AOD سوپرآلیاژها با ظرفیت Kg 9000 می‌تواند انجام گیرد، اما اکثراً ظرفیت تولید این روش در حدود kg36000 انتخاب میشود.
دیواره کوره فولادی مدور با سیستم آبگرد و لایه نسوز آجری است. انتخاب آجرهای نسوز به نوع آلیاژ و طراحی کوره بستگی دارد. هزینه نسوز کاری یک کوره متوسط 18 تنی تقریباً 18 هزار دلار است. قسمت پایین کوره ثابت و سقف آن متحرک است. سقف کوره می‌تواند در یک صفحه افقی حرکت کرده و کاملاً از کوره دور شود تا بار به درون آن ریخته شود. سقف کوره دارای سه الکترود گرافیتی است، که در داخل کوره قرار میگیرند. در قسمت جلو دیواره کوره مجرای خروج مذاب و در قسمت عقب آن دریچه سرباره‌گیری قرار دارد. کوره قوس تقریباً در داخل یک چاله قرار دارد، به نحوی که مجرای خروج مذاب و دریچه سرباره‌گیری تقریباً در کف کارگاه قرار میگیرند. وجود چاله اجازه میدهد، که پاتیل حمل مذاب و پاتیل سرباره میتوانند تا نزدیکی کوره آورده شوند. سطح این پاتیل‌ها پایینتر از سطح مجراها قرار میگیرند. کوره قابلیت چرخش تا 90 درجه به طرف جلو را دارد، تا فلز مذاب کاملاً به درون پاتیل ریخته شود. زاویه چرخش کوره به طرف عقب به منظور سرباره‌گیری حداکثر 20 درجه است.
به دلیل پایین بودن چگالی مواد اولیه نمی‌توان همه آن را یکباره به کوره بار کرد. ابتدا بخشی از بار به کوره اضافه میشود و سقف کوره مجدداً در جای خود قرار میگیرد. الکترودها به طرف شارژ حرکت می‌کنند و قوس الکتریکی بین بار و الکترود ایجاد میشود. ابتدا قوس کم ولتاژ ایجاد میشود. با شروع به ذوب شدن بار الکترودها پایینتر می‌روند و ولتاژ جریان افزایش می‌یابد. تا قوسی با طول بیشتر ایجاد گردد و در نتیجه بازدهی ذوب افزایش یابد. عملیات مزبور تا ذوب شدن همه بار ادامه پیدا میکند. سقف کوره کنار می‌رود و باقی مانده بار به کوره ریخته میشود (بارگذاری مجدد)، پس از بارگذاری مجدد، سقف کوره به محل قبلی خود برگشته و تا زمانی که کل بار ذوب شود، قوس بر قرار میشود. پس از آن گرم کردن ذوب با دمش اکسیژن و آرگن می‌تواند انجام شود.
اکسیدهایی که در این مرحله به وجود می‌آیند، ممکن است بسیار خورنده باشند و به لایه نسوز کوره آسیب وارد کنند. ساییدگی نسوزها در همه ذوب‌ها اتفاق می‌افتد، ولی برای جلوگیری از آسیب‌های موضعی شدید نسوز دیواره، معمولاً آهک به بار کوره اضافه می‌کنند. آهک نقش سرباره ساز دارد و سرباره ایجاد شده در کوره به صورت دستی از آن گرفته میشود. برای سرباره‌گیری کوره به سمت عقب چرخیده و سرباره جمع‌آوری شده، از دریچه سرباره‌گیری خارج میشود. این عمل در صورت نیاز و بسته به نوع بار قابل تکرار است.
پس از آنکه بخش عمده‌ای از سرباره تشکیل شده تخلیه گردید، یک نمونه آنالیز شیمیایی از ذوب تهیه میشود. بر مبنای ترکیب شیمیایی بدست آمده از این نمونه ممکن است دمش گاز ادامه یابد یا تعدادی از عناصر آلیاژی برای تنظیم ترکیب شیمیایی قبل از انتقال به واحد AOD به آن افزوده شود. زمان تقریبی مرحله EAF فرآیند EAF/AOD تقریباً 1 تا 3 ساعت است. پس از آماده شدن ذوب آن را به درون پاتیل انتقال مذاب می‌ریزند. پاتیل انتقال (یک ظرف نسوز کاری شده با مجرای خروج مذاب) در مقابل کوره قوس قرار داده میشود. کوره می‌چرخد و محتویات خود را به درون پاتیل می‌ریزد. ممکن است پاتیل با MgO نسوزکای شده باشد، تا با سرباره آهک مطابقت داشته باشد. امکان دارد موقع سرباره‌گیری ذرات سرباره بر روی مذاب شناور باقی به ماند. قبل از ریختن مذاب برای جلوگیری از افت دمای مذاب در پاتیل، آن را پیش گرم می‌کنند. پاتیل انتقال مذاب به تانک AOD برده میشود و مذاب به درون تانک ریخته میشود.
4-2-4- تانک AOD
در شکل 4-6 تانک AOD نشان داده شده است. دیواره تانک فولادی و نسوز کاری شده است. نمای بیرونی تانک شبیه به مخلوط کن‌های بتن با تنه مدور و سر مخروطی است که در محل قرارگیری خود می‌تواند بر روی یک صفحه عمودی چرخش نماید. ظرفیت تانک متناسب با ظرفیت کوره EAF و معمولاً کمتر از 36 تن است. یکی از مشخصات ویژه تانک AOD این است که در کف آن تعدادی لوله برای دمش مخلوط اکسیژن و آرگن وجود دارد. این لوله تعدادی لوله هم مرکز هستند که از لوله مرکزی مخلوط آرگن و اکسیژن و از لوله بیرونی فقط گاز خنثی (معمولاً آرگن) برای خنک کردن انتهای لوله مرکزی دمیده میشود.
لایه نسوز تانک AOD شبیه نسوز کوره EAF است و در طی فرایند فرسوده میشود. کنترل درجه قلیایی سرباره یک عامل کلیدی برای اطمینان از آسیب ندیدن لایه نسوز از طرف سرباره میباشد. اولین مرحله در تانک AOD کربن زدایی مذاب است. اگر درون مذاب اکسیژن خالصی دمیده شود، نتیجه کار نه تنها کربن زدایی مذاب نخواهد شد بلکه کروم بیشتری به اکسید کروم تبدیل خواهد شد. برای اقتصادی کردن واکنش کربن‌زدایی، فشار جزئی اکسیژن دمیده شده به مذاب با اضافه کردن آرگن به آن کاهش داده میشود تا از مقدار کرومی که به اکسید کروم تبدیل میشود، کاسته شود. وقتی که مقدار کربن مذاب بالا باشد، نسبت آرگن به اکسیژن در مخلوط گازی 3 به 1 در نظر گرفته میشود. با کاهش مقدار کربن مقدار آرگن باید افزایش یابد. با نزدیک شدن به مرحله کربن زدایی کامل نسبت آرگن به اکسیژن تقریباً 6 به 1 در نظر گرفته میشود.
حرارتی که در اثر واکنش کربن زدایی به وجود می‌آید، مقداری از کروم را اکسید میکند. در اثر دمش گاز، سیلسیم نیز اکسید میشود ولی حرارت ناشی از اکسیداسیون آن ناچیز است و اثر کمی در گرم کردن مذاب دارد. یادآوری این موضوع اهمیت دارد که تانک AOD فاقد منبع انرژی حرارتی خارجی سات و دمای آن در اثر واکنش‌های گرمازا افزایش پیدا میکند. چنانچه لازم باشد دمای مذاب پایین آورده شود، از قراضه جامد استفاده میشود. یکنواخت نگه داشتن دمای مذاب از لحاظ اقتصادی اهمیت دارد، زیار تبدیل عناصر آلیاژی با ارزش (به ویژه کروم و نیوبیوم) به سرباره تحت تاثیر دما انجام میگیرد. از فوق گداز شدن مذاب باید جلوگیری کرد، زیرا خنک کردن و گرم کردن مجدد آن زمان بر بوده و بازیابی کامل عناصر آلیاژی موجود در سرباره را دشوار می‌سازد.
در طی فرآیند کربن‌زدایی به مذاب آهک اضافه میشود. آهک اضافه شده در مرحله دمش گاز کاملاً با مذاب مخلوط شده و درجه بالایی از گوگرد زدایی مذاب به دست می‌آید. CaS حاصل از گوگردزدائی به صورت سرباره در می‌آید. چنانچه پس از نمونه‌گیری از ترکیب شیمیایی، کربن‌زدایی تا سطح مورد نظر انجام شده باشد، مرحله بازیابی عملیات AOD شروع میشود.
گزارش کارآموزی ریخته گری گروه صنعنتی نورد نوشهر
| دسته بندی | ساخت و تولید |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 477 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 35 |
گزارش کارآموزی ریخته گری گروه صنعنتی نورد نوشهر در 35 صفحه ورد قابل ویرایش
متالورژی، علم و تکنولوژی استفاده از فلزات است. متالورژی، به عنوان یک فن از زمانهای قدیم وجود داشته است. انسانهای گذشته بسیاری از فلزات موجود در طبیعت را می شناختند و به کار می بردند. 3500 سال قبل از میلاد از طلا برای ساختن زیورآلات، بشقاب و ظروف استفاده میشده است. فن گدازش، پالایش و شکل دادن فلزات توسط مصریان و چینی ها بسیار تکامل یافت. مصریان قدیم می دانستند چگونه آهن را از سنگ آهن جدا کنند و می دانستند که فولاد سختی پذیر است. اما استفاده از آهن تا سال 1000 قبل از میلاد رایج نشده بود. استفاده از آهن نزد مردم عهد باستان متداول نبود و آنها استفاده از طلا، نقره و مس و برنج را ترجیح می دادند.
عموما در قرون وسطی علم کار بر روی فلزات مستقیما از استاد به شاگرد منتقل می شد و در نتیجه بسیاری از فرآیندها با خرافات می آمیخت. در مورد فرآیندهای متالورزیکی بسیار کم نوشته شده بود تا اینکه برنیگوچیو کتاب پیوتکنیا را در سال 1540 و به دنبال آن کتاب دِرِ متالورژیکا را در سال 1556 منتشر کرد. طی سال های متمادی توسط مردمی که در تقلید جنس و ساتار فولاد دمشق می کوشیدند، اطلاعات بسیاری به علم افزوده شد.
تا آغاز آخرین ربع قرن نوزدهم، اغلب تحقیقات در مورد ساختار فلز با چشم غیرمسلح و به طور سطحی صورت می گرفت. علم ساختار فلزها تقریبا وجود نداشت. در این میان، نیاز به وجود افرادی که سابقه ی علمی انها بیشتر از سابقه علمی و تجربی شان بود، احساس می شد.
بعدها در سال 1922 با کشف روشهای پراش اشعه X و مکانیک موجی، آگاهی های بیشتری درباره ی ساختار و خواص فلزها حاصل شد.
متالورژی حقیقتاً علم مستقلی نیست، زیرا بسیاری از مفاهیم اساسی آن از فییک، شیمی و بلورشناسی مشتق می شود. متخصصان متالورژی به طور فزآینده ای در تکنولوؤی جدید اهمیت پیدا کرده اند. سال ها پیش بخش عمده ی قطعات فولادی از فولاد کم کربن ارزان قیمت تهیه می شد که به سهولت ماشینکاری و ساخته می شد. عملیات گرمایی به طور عمده ای برای ابزار به کار برده می شد. طراحان قادر نبودند غیریکنواختی ساختاری، عیوب سطحی و غیره را به حساب بیاورند و کار درست آن بود که ضریب ایمنی بزرگ استفاده کنند. در نتیجه، ماشینها بسیار سنگین تر از حد لازم بودند و وزن زیاد نشانه ای از مرغوبیت محسوب مس شد. این وضع تا حدودی تا سالهای اخیر نیز اثر خود را حفظ کرده بود، اما با هدایت صنایع هواپیمایی و خودروسازی کم کم برطرف می شود. این صنایع بر اهمیت نسبت استحکام به وزن در طراحی خوب تأکید می کردند و این تأکید ، به ایجاد آلیاژهای جدید سبک و پراستحکام منجر شد]1[.
دسته بندی رشته های متالورژی
متالورژی استخراجی یا فرآیندی که علم به دست آوردن فلز از کانه است و معدن کاری، تغلیظ استخراج و پالایش فلزها و آلیاژها را در برمی گیرد؛
متالورژی فیزیکی؛ علمی که با مشخصه های فیزیکی و مکانیکی فلزها و آلیاژها سر و کار دارد. در این رشته خواص فلزها و آلیاژها، که 3 متغیر زیر بر آنها اثر می گذارند، بررسی می شود:
الف. ترکیب شیمیایی– اجزای شیمیایی آلیاژ؛
ب. عملیات مکانیکی– هر عملیاتی که سبب تغییر شکل فلز می شود مانند نورد(Rolling)، کشش (Drawing)، شکل دادن یا ماشینکاری؛
ج. عملیات گرمایی – اثر دما و آهنگ گرم یا سردکردن.
مفاهیم اساسی در شکل دهی فلزات
هدف اصلی از عملیات شکل دهی فلز، ایجاد تغییر شکل مطلوب است. در این راستا، برای رسیدن به تغییر شکل مطلوب و همراه با خواص مورد نظر ما، باید دو نکته ی مهم مورد توجه قرار گیرند:
v نیروهای لازم برای شکل دهی فلزات؛
v خواص لازم برای شکل دهی ماده ای که مورد تغییر شکل قرار می گیرد.
همان طور که می دانیم، خواص ماده، بر فرآیند شکل دهی تأثیر می گذارد و بهینه سازی آن برای تغییر شکل حائز اهمیت است. اگرچه موضوعاتی چون سایش، انتقال حرارت و طراحی مکانیکی، دارای اهمیت هستند، اما در اینجا، رابطه متقابل بین ابزار و فلز در حین تغییر شکل پلاستیک و همچنین روابط متقابل بین فرآیند تغییر شکل (در اینجا نورد) و فلز مورد نظر اهمیت بیشتری دارد.
هنگامی که ماده ای تحت تنشی کمتر از حد کشسان قرار گیرد، تغییر شکل یا کرنش حاصل، گذرا خواهد بود و با حذف تنش قطعه به تدریج ابعاد اولیه ی خود را باز می یابد، اما با واردکردن تنش بیش از حد کشسان، ماده تغییر شکل مومسان یا دائمی می دهد و قطعه به شکل اولیه باز نمی گردد، مگر با صرف نیرو.
شاید شکل پذیری فلز، برجسته ترین مشخصه ی آن در مقایسه با دیگر مواد باشد. کلیه عملیات شکل دهی همچون پرسکاری، ورق کشی، نورد، آهنگری، کشش و اکستروژن مستلزم تغییر شکل مومسان اند. عملیات مختلف ماشینکاری نظیر تراشکاری، برشکاری و سوراخکاری نیز با تغییر شکل مومسان همراه است.
رفتار فلز تحت تغییر شکل مومسان و مکانیسمی که توسط آن این تغییرات روی میدهد، در تکمیل عملیات فلزکاری اهمیت اساسی دارد.
با بررسی رفتار یک تک بلور تنش یافته، اطلاعات زیادی در مورد مکانیسم تغییر شکل به دست می آید که می توان آن را در مورد مواد چندبلوری نعمیم داد. تغییر شکل مومسان با لغزش، دوقلویی شدن یا ترکیبی از این دو روش انجام می شود.
مکانیزم های تغییر شکل
ü مکانیزم لغزش در تغییر شکل
دو بخش بلور در دو طرف یک صفحه ی لغزش در جهات مخالف هم حرکت می کنند و با رسیدن به حالتی که اتمها تقریبا در حالت موازنه اند، توقف می کنند، به طوری که تغییر جهت گیری شبکه بسیار اندک است. بنابراین شکل خارجی بلور بدون تخریب آن تغییر می کند. بررسی با روشهای حساس پرتو X نشان می دهد که بعد از تغییر، مقداری خمش یا چرخش در صفحه های شبکه پدید آمده است و اتمها کاملا در موقعیت عادی خود قرار ندارند.
فرآیندهای مورد استفاده در طی شکل دهی فلزات
اغلب قطعات فلزی از شمشهای ریختگی تهیه می شوند. برای ساخت ورق، صفحه، میله، سیم و غیره از این شمش، روشهای مختلفی مورد استفاده قرار میگیرد که در زیر به مهمترین آنها اشاره می شود.
بازیابی
بازیابی فرآیندی دما پایین است و تغییر خواص ناشی از این فرآیند، باعث تغییر محسوس ریزساختار نمی شود. به نظر می رسد اثر عمده ی بازیابی، آزادسازی تنشهای داخلی ناشی از کارسرد است. در دمایی معین، آهنگ کرنش –سختی باقیمانده، ابتدا سریعترین مقدار خود را دارد و به تدریج افت می کند. همچنین مقدار کاهش تنش باقیمانده، با افزایش دما زیاد می شود. اگر بار به وجودآورنده ی تغییر شکل مومسان ماده ای چندبلوری حذف شود، تغییر شکل کشسان کاملا ناپدید نمی شود. این به سبب جهت گیری مختلف بلورهاست که وقتی بار رها می شود، بعضی از آنها نمی توانند به عقب برگردند. با افزایش دما برگشت فنری در اتمهایی که حرکت کشسان کرده اند به وجود می آید که بیشتر تنشهای داخلی آزاد می کند. در بعضی موارد ممکن است جریان مومسان جزیی موجب افزایش ناچیز سختی و استحکام شود. رسانندگی الکتریکی نیز به طور محسوس طی مرحله ی بازیابی افزایش می یابد.
از آنجا که در بازیابی، خواص مکانیکی فلز اساساً تغییر نمی کند، گرم کردن به طور عمده به منظورآزادکردن تنش و جلوگیری از ایجاد ترکهای خوردگی تنشی یا به حداقل رسانیدن واپیچش ناشی از تنشهای باقیمانده در آلیاژهای کارسردشده به کار می رود. از نظر تجارتی این عملیات دما-پایین در گستره ی بازیابی، تابکاری تنش زا نامیده می شود.
کارگرم
کارگرم معمولا کم خرج ترین روش است. اما در مورد فولاد، ماده کارگرم شده، هنگام خنک شدن با اکسیژن ترکیب می شود و پوشش اکسیدی سیاهرنگی به نام پوسته تشکیل می دهد. گاه این پوسته هنگام ماشینکاری یا شکل دلدنف مشکلاتی را به وجود می آورد. به سبب تغییر ابعاد در هنگام سردشدن، امکان ساخت ماده ی کارگرم شده با ابعاد دقیق وجود ندارد.
از طرف دیگر ماده کارسردشده را با تلرانس دقیق تری می توان ساخت. سطح آن بدون پوسته است، اما برای تغییر شکل قدرت بیشتری لازم دارد و لذا فرآیند پرهزینه ای است. در صنعتف کاهش اولیه ی سطح مقطع در دمای بسیار بالا انجام می شود و کاهش نهایی مقطع در سرما انجام می شود تا مزیتهای هر دو فرآیند را داشته باشد.
در کارگز، دمای تمامکاری، تعیین کننده ی اندازه ی دانه موجود برای کار سرد بعدی است. برای افزایش یکنواختی ماده، ابتدا کار در دمای بالا انجام می شود و دانه های بزرگ حاصل از این مرحله، امکان کاهش اقتصادی تر مقطع، طی عملیات بعدی را فراهم میکند. با سرد شدن ماده، عملیات ادامه و اندازه ی دانه ها کاهش می یابد، تا اینکه در دمای نزدیک به دمای تبلور مجدد دانه ها بسیار ریز می شوند.
کنترل مناسب کارسرد بعدی اندازه ی نهایی دانه ها را به هم نزدیک می کنند. گرچه مواد دانه درشت، داکتیل ترند، ولی نایکنواختی تغییر شکل دانه ها در ظاهر سطح ایجاد اشکال می کند. بنابراین انتخاب اندازه دانه، حاصل سازگاری شرایط مختلف است که توسط عملیات شکل دادن سرد مخصوص تعیین می گردد.
همگن سازی
در فلزات ریختگی ساختارهای مغزه دار زیاد دیده می شود. از بحث فوق درباره ی منشأ ساختارهای مغزه دار مشخص می شود که آخرین جامد تشکیل شده در مرزدانه ها و فضای بین شاخه ای از فلزی با نقطه ذوب پایین تر غنی است. بسته به خواص فلز، مرزدانه ها ممکن است به صورت صفحه های ضعیف عمل کنند. همچنین خواص مکانیکی و فیزیکی به طور جدی نایکنواخت می شوند و در بعضی موارد هم امکان خوردگی بین دانه ای در اثر حمله ی انتخابی یک محلول خورنده به وجود می آید. بنابراین، غالباً ساختار مغزه دار نامطلوب است.
یکی از روشهای مناسب برای همگن سازی که در صنعت مورد استفاده قرار می گیردف ترکیب یا همگن سازی ساختار مغزه دار با انجام نفوذ در حالت جامد است.
در دمای محیط، در اغلب فلزات، آهنگ نفوذ بسیار پایین است، اما با گرم کردن آلیاژ تا دمایی زیر خط انجماد، نفوذ سریعتر صورت می گیرد و همگن سازی در زمان نسبتاً کوتاهی انجام می شود.
ü مواد ترموکوپل
به طور نظری، وقتی در نقاط اتصال دو سیم فلزی غیر مشابه اختلاف دما وجود داشته باشد، emf به وجود می آید. اما در صنعت، برای ساخت ترموکوپل، فقط از ترکیبهای معدودی استفاده می شود. این ترکیبات فلزی ترجیحاً به خاطر پتانسیل ترموالکتریکی، قیمت مناسب، پایداری اندازه دانه، خطی بودن منحنی دما-emf و نقطه ذوب بالاتر از دمای مورد اندازه گیری برگزیده می شود. اولین ماده نام برده شده در ترکیبها همیشه به پایانه مثبت وصل می شود.
ترموکوپلها پس از دقیق بریدن طولهای مناسبی از دو سیم و حدود دو دور به هم پیچیدن انتهای آنها ساخته می شوند یا گاهی سر سیم ها را به هم جوش سربه سر می دهند تا انتهای صاف و یکدستی حاصل شود.
سیم های ترموکوپل فقط باید در نقطه اتصال داغ تماس الکتریکی داشته باشند، چون اتصال در هر نقطه دیگر معمولاً باعث می شود که emf بسیار اندکی اندازه گیری شوند، لذا هر دو سیم توسط مهره های چینی یا لوله های سرامیکی از هر طرف عایق بندی می شوند. در اغلب موارد، ترموکوپلها در لوله های محافظی از جنس سرامیک یا مواد فلزی قرار می گیرند.
لوله محافظ، ترموکوپل را از صدمات مکانیکی و آلودگی محیط محافظت می کند. لوله های محافظ متنوعی مانند آهن کارشده یا چدن تا C?700، فولاد با 14درصد کروم تا C?815، فولاد با 28 درصد کروم یا نایکروم تا C?1090 در دسترس است. برای دماهای بالاتر از C?1090 لوله های محافظ چینی یا سیلیسیم کاربید به کار می روند.
ü آذرسنج ثبتگر و کنترلگر
در اغلب تأسیسات صنعتی، تنها نشان دادن دما توسط دستگاه کافی نیست و باید با قراردادن یک قلم متحرک به جای عقربه پتانسیل سنج دما را ثبت کرد. این دستگاه آذرسنج ثبتگر نام دارد. همچنین با استفاده از مدارهای الکتریکی در دستگاه میتوان جریان گاز به مشعلها یا جریان برق به عنصرهای گرمایی را کنترل و دمای کوره را در مقدار مورد نظر ثبت کرد. این دستگاه آذرسنج کنتذل گذ نام دارد. امکان طراحی وسیله ای برای ثبت و کنترل دما متشکل از یک یا چند ترموکوپل نیز هست.
ü آذرسنج تابشی
اصول کارکرد آذرسنج تابشی بر پایه یک منبع تابشی استاندارد به نام جسم سیاه یا تابشگر کامل قرار دارد. تابشگر کامل، جسمی فرضی است که کلیه پرتوهای تابیده به خود را جذب می کند. در دمایی یکسان، چنین جسمی سریعتر از هر جسم دیگر از خود انرژی می تابد. آذرسنج های تابشی، عموماً برای نشان دادن دمای تابشگر کامل یا دمای حقیقی درجه بندی می شوند. قانون استفان-بولتزمن که مبنای مقیاس دمای آذرسنج های تابشی است، نشان می دهد که آهنگ تابش انرژی از یک تابشگر کامل متناسب با توان چهارم دمای مطلق آن است:
که در اینجا:
آهنگ تابش انرژی = W
ثابت تناسب =K
دمای مطلق تابشگر کامل= T
ü آذر سنج نوری
ابزار تشریح شده در قسمت قبل که به تمام طول موجهای تابش پاسخ می دهد آذر سنج تابشی نام دارد. با اینکه اصول کارکرد آذر سنج نوری با اذر سنج تابشی یکسان است اما آذر سنج نوری با طول موج منفرد یا نوار باریکی از طول موج طیف مرئی کار میکند. آذر سنج نوری، دما را از طریق مقایسه درخشندگی نور گسیل شده توسط منبع، با نور گسیل شده از یک منبع استاندارد، اندازه می گیرد. برای سهولت مقایسه رنگها، یک فیلتر قرمز که تنها طولموج پرتو قرمز را عبور میدهد به کار می رود.
متداول ترین نوع آذرسنج نوری که در صنعت به کار می رود، نوع رشته پنهان شونده است. این آذرسنج شامل دو قسمت، یک تلسکوپ و یک جعبه کنترل است. تلسکوپ شامل یک فیلتر شیشه ای قرمز که جلوی چشمی نصب شده و یک لامپ با رشته درجه بندی شده است که عدسی های شیء تصویر از جسم مورد آزمایش را بر آن متمرکز می کند. این دستگاه دارای یک کلید برای بستن مدار الکتریکی لامپ و یک پرده جاذب برای تغییر گستره اندازه گیری دما توسط آذرسنج است.
گستره کاری آذرسنج نوری مورد بحث، از?760 تا C?1315 است. حد بالایی دما تا اندازه ای بستگی به خطر خراب شدن رشته و میزان خیره کنندگی ناشی از درخشش در دماهای بالاتر دارد. گستره دما ممکن است با به کارگیری پرده جاذب بین عدسی شیء و شبکه رشته به حد بالاتری افزایش یابد و به این وسیله سازگاری درخشش در دماهای پایینتر رشته ممکن می شود.بدین ترتیب با استفاده از دماهای پایینتر رشته، میتوان آذرسنج را برای دماهای بالاتر درجه بندی کرد. با به کارگیری پرده های جاذب مختلف، حد بالایی آذرسنج نوری را میتوان تا C?5500 (C?10000) یا بیشتر افزایش داد.
برخی مزایای آذرسنجهای نوری و تابشی عبارتند از:
اندازه گیری دماهای بالا؛
اندازه گیری دمای اجسام دور از دسترس؛
اندازه گیری دمای اجسام کوچک یا متحرک؛
هیچ یک از قسمتهای دستگاه در معرض آثار مخرب گرما نیست.
محدودیتهای آنها عبارتند از:
چون سازگاری نورسنجی بستگی به قضاوت فردی دارد، خطاهایی روی می دهد؛
به خاطر وجود دود یا گاز بین ناظر و منبع اشتباهاتی پدید می آید؛
بسته به میزان انحراف از شرایط تابشگر کامل خطا ایجاد می شود.
گزارش کارآموزی کارگاه ریخته گری
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 56 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 33 |
گزارش کارآموزی کارگاه ریخته گری در 33 صفحه ورد قابل ویرایش
فهرست مطالب
عنوان صفحه
1) مقدمه............................................................................................................ 6
2) آشنایی با کارگاه ریخته گری........................................................................ 8
3) ماهیچه سازی.............................................................................................. 15
4) عناصر اصلی ذوب...................................................................................... 17
5) بازرسی و کنترل کمی و کیفی..................................................................... 19
6) انواع قالب های ریخته گری......................................................................... 20
7) عیوب ریخته گری........................................................................................ 22
8) خواص عمومی ماسه های قالب گیری......................................................... 23
9) مواد قالب و ماهیچه ها برای قالب های دائمی............................................. 25
10) بررسی ماسه های ریخته گری ایرانی........................................................................................................... 28
11) چدن خاکستری 31
12) عملیات حرارتی چدن ها
موضوع : گزارش کار – کار آموزی ......................................................................
من دورة کار آموزی خود را که به مدت 288 ساعت بود و به مدت دو ماه طول کشید را در کارگاه ریخته گری جهاد دانشگاهی مشهد واقع در دانشگاه فردوسی گذراندم.
این کارگاه صنعتی تولید قطعات کارخانة کمباین سازی اراک را برعهده داشت.
این کارگاه از قسمتهای مختلفی از قبیل : کارگاه ریخته گری، کارگاه مدل سازی، کارگاه تراش کاری، کارگاه جوش، آزمایشگاه مصالح قالبیگری، آزمایشگاه متالوگرافی و آزمایشگاه کنترل کیفیت و انبار قطعات تشکیل شده بود. این کارگاه دارای 20 نفر پرسنل بود که در قسمتهای مختلف کارگاه مشغول به کار بودند.
- اهم فعالیت هایی که ما در کارگاه انجام می دادیم به شرح زیر است :
- شارژ کوره : ابتدا کوره را روشن کرده و به مدت 20 دقیقه کار می کند تا پیش گرم شود سپس kgr 120 چدن به صورت ترکیبی از قراضه و شمش به آن اضافه می شود.
- پرس قطعات : دو قطعه توسط پرس به هم متصل می شوند به طوریکه پس از قرار دادن قطعات زیر دستگاه پرس هرگاه نیرو به kn 700 رسید، قطعات پرس می شوند.
- ریختن مذاب از کوره به پاتیل : ابتدا قبل از اینکه مذاب آماده شود، پاتیل را به مدت min 15 پیش گرم کرده، سپس دریچة کوره را که قبلاً با ماسه بسته شده بود باز کرده، کوره چرخیده و مذاب به پاتیل منتقل می شود.
- اضافه کردن سلاکس به منظور خالص سازی مذاب و آخال گیری : ابتدا سلاکس را به داخل پاتیل ریخته، به مدت چند ثانیه مذاب هم خورده و سرباره خارج می شود.
- سپس مذاب آمادة ریختن در داخل قالبها می باشد، باید توجه داشت که مذاب باید به آرامی در داخل قالب ریخته شود.
- قبل از ریختن مذاب در داخل قالب به دلیل اینکه چدن نیروی زیادی را به درجة بالایی وارد می کند، روی قالبها شمش چدن قرار داده تا از بلند شدن قالب جلوگیری شود.
- عملیات حرارتی قطعات دیسکی شکل : ابتدا منطقه ای از قطعه که تحت فشار زیاد در کار قرار دارد توسط شعله تا دمای (700 – 600) گرم شده و سپس با آب سریع سرد می شود.
- جدا کردن لاتون ها از یکدیگر : لاتون ورقه های مسی بسیار نازکی هستند که بین دو دیسک قرار گرفته و پس از پرس قطعات باعث جوش و متصل شدن دو قطعه می شود.
- یکی از قطعاتی که جزو اصلی ترین قطعات تولیدی در کارگاه بود، بدنة اصلی نام داشت که پس از اینکه تراشکاری، رنگ کاری و بقیة کارهای قطعة بدنه اصلی تمام شد باید برای آن بوش گذاشت.
- به نحویکه ابتدا یک بوش توسط گیج کوبیده شده و یک بوش دیگر را توسط گیچ دیگر می کوبند.
- رنگ کاری قطعات بشقابی : پس از عملیات تراشکاری و سنگ زنی توسط پمپ رنگ قطعات رنگ کاری می شوند.
- قطعة بدنة اصلی شامل چند سوراخ می باشد که این سوراخ ها توسط ماهیچه هایی به وجود می آیند که این ماهیچه ها از جنس ماسة co2 می باشد.
- پرسنل کارگاه عبارتند از :
1- مدیریت مجموعه : جناب مهندس صادقی
2- مدیریت کارگاه : جناب آقای مدرس
مقدمه
بنا به تعریف ریخته گری عبارتست از هر نوع تغییر شکلی در فلزات و آلیاژها از طریق ذوب فلز (آلیاژ) و ریختن آن در محفظه ای به نام قالب. از تعریف فوق استنباط می شود که شکل دادن فلزات از طریق اکستروژن و یا Metallurgy Poeder را نمی توان ریخته گری دانست.
از طرف دیگر تعریف فوق فقط شکل مهندسی قطعه . ابعاد آن را مورد نظر قرار داده است، در حالیکه قطعات صنعتی علاوه بر شکل و اندازه باید خواص مکانیکی فیزیکی و شیمیایی معینی را در حد تغییرات مجاز داشته باشد بدیهی است خواص مذکور به ترکیب شیمیایی آلیاژ نوع ساختار و حضور ناخالصی، آخالها و عیوب درونی دیگر بستگی دارد و بنابراین تعریف ریخته گری علمی نیازمند تأکید بر چنین مشخصاتی نیز می باشد لذا :
ریخته گری عبارتست از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب فلز (آلیاژ) و ریختن آن در محفظه ای بنام قالب تاپس از انجماد و عملیات لازم بعدی، شکل، اندازه و خواص مورد نظر و خواسته را ایجاد نماید.
مزایای صنعت ریخته گری : الف : ارزش اقتصادی – با توجه به سرعت تولید و امکان تولید، فرآیندهای تمام شده اجسام ریخته گری نسبت به سایر روشهای شکل دادن کاهش یافته و از نظر اقتصادی مطلوب می گردد.
ب – امکان ساخت – اجسامیکه دارای شکلهای پیچیدة خارجی و داخلی هستند و بطرق دیگر تهیه آنها امکان ندارد فقط با طریقه ریخته گری قابل تولید می باشند.
ج- سرعت تولید
هـ - تشکیل چند قطعه متشکل ایجاد خواص مکانیکی لازم : امکان تولید قطعات بسیار سنگین
ریخته گری یکی از روش های شکل دهی قطعات بدون براده برداری می باشد. در دنیای امروز که عصر صنعت و فن آوری است، دستگاه ها و تجهیزات متنوع و پیشرفته ای برای شکل دادن قطعات فلزی ابداع گردیده است. با این وجود از آنجا که اغلب فلزات و آلیاژهای آنها قابلیت ریخته گری دارند، از این روش می توان برای تولید قطعات ساده و نیز قطعات پیچیده ای که تهیة آنها با روش های دیگر دارای هزینه زیاد است استفاده کرد و از اهیمت این صنعت که میراث کهن بشر بوده است و از آن به عنوان یک هنر و حرفه یاد می شود و هرگز کاسته نشده است.
آشنایی با کارگاه ریخته گری
کارگاه ریخته گری شامل دو قسمت قالبگیری و ذوب می باشد که در مورد هر قسمت توضیح داده می شود.
- قالبگیری :
- ابزار آلات این قسمت عبارتند از : مواد قالبگیری، انواع درجه، محل، جعبه ابزار و مخلوط کن ماسة قالبگیری، که توسط این ابزار آلات و مواد، مدل مورد نظر توسط دانشجویان قالبگیری شده و برای ذوب ریزی آماده می گردد.
- مواد قالبگیری :
- مواد قالبگیری کارگاه : ماسة سیلیسی با دانه بندی AFS60 و بنتونیت، پودر زغال و آب می باشد که برای آماده سازی و مخلوط کردن مواد فوق از دستگاه میکسر ماسة قالبگیری که ظرفیت آن kg 150 می باشد، استفاده می گردد.
نحوة مخلوط کردن و آماده سازی مواد قالبگیری به این صورت است که بعد از ریختن ماسه در میکسر به ترتیب 5% بنتونیت، 5% آب و 2% پودر زغال به آن اضافه کرده و حدود 5 دقیقه عمل مخلوط کردن را ادامه می دهند که پس از آن مخلوط ماسة قالبگیری، آمادة قالبگیری می باشد.
درجه :
درجه محفظه ای است که در آن مواد قالبگیری فشرده می شود و دارای اندازه، شکل هندسی و نیز جنس های مختلفی (چوب، آلومینیوم، چدن و فولاد) می باشند. خصوصیتی که در انواع درجه ها ثابت است جفت بودن آنها است که همگی از یک جفت نری و مادگی تشکیل شده اند . اندازه و شکل هندسی درجه ها با توجه به اندازه مدل انتخاب می شوند.
مدل : مدل شکل تقریبی قطعة مورد نظر است.
جعبة ابزار قالبگیری:
جعبه ابزار قالبگیری، شامل ابزار آلات مورد نیاز برای قالبگیری دستی می باشد که شامل کوبه دو طرفه (دستی)، الک ماسه، ابزار قاشقی، سرکج (پاشنه ای)، کیسة پودر تالک (پودر جدایش)، لولة راهگاه، خط کش فلزی و سیخ هوا می باشد.
ذوب :
قسمت ذوب کارگاه شامل کوره های ذوب و وسایل ذوب گیری می باشد.
کوره های بوته ای (زمینی) :
کوره بوته ای جهت ذوب فلزات غیر آهنی و چدن بکار می رود و نحوة کار آن به این صورت است که مواد بار را داخل بوته ریخته و بوته را توسط ابزار دو طرفه داخل محفظة کوره روی زیر بوته ای قرار می دهند، مواد سوختی (مازون، گازوئیل) را توسط فارسونگاه و هوای فشرده به صورت پودر به داخل محفظه کوره فرستاده و آن را مشتعل می کنند. شعله به دور بوته چرخیده و از قسمت فوقانی آن خارج می گردد. در اثر انتقال حرارت از جداره بوته به مواد بار، مواد بار ذوب می شود.
جدارة کوره به شکل استوانه ای است که قسمت خارجی آن ورق فولادی رول شده است که روی سه پایة فولادی قرار گرفته است. داخل ورقه فولادی آجر نسوز شاهوتی چیده می شود . جنس بوته اغلب کاربید سیلسیم (SIC) و بندرت گرافیک می باشد.
عناصر اصلی ذوب
بار : شارژ کوره های ریخته گری معمولاً از یک یا چند نوع آلیاژ مختلف تشکیل می گردد که اهم آنها عبارتند از :
فلزات خالص (شمش های اولیه) 2- آلیاژ ساز (آمیژانی ها) 3- آلیاژهای شمش (شمش های ثانویه) 4- فرسوده ها و برگشتنی ها
منطقه های ذوب : عملیات ذوب برای آلیاژهای مختلف متفاوت است ولی بطور اعم می توان حالات زیر را برای تمام آلیاژها تعمیم داد.
ذوب و ترکیب : در این منطقه با افزایش حرارت فلز (آلیاژ) از حالت جامد بصورت مایع در می آید و کاملاً مشخص می باشد که افزایش درجه حرارت باعث افزایش سرعت ترکیب آلیاژ با موادی محیط نیز می گردد که حراست حاصله از چنین ترکیباتی نیز مصرف ذوب می گردد ولی زیانهای ناشی از آلودگی مذاب به مراتب بیشتر از منابع ایجاد حرارت ناشی از ترکیب می باشد.
عملیات کیفی مذاب : هنگامیکه تمام بار مایع شد برای بعضی از آلیاژها شرایط طوری است که فقط با افزایش درجه حرارت فوق ذوب T5 و ریختن مذاب عملیات ذوب پایان می یابد ولی در بسیاری موارد برای خروج اکسیدها گازها و ناخالصی ها عملیات کیفی تحت عنوان Legassing fluxing , slugging لزوم پیدا می کند.
تصحیح ترکیب : در بسیاری از موارد بعضی از عناصر هستند که بایستی در آخرین مرحله قبل از ریختن به مذاب افزوده شوند (کنترل شوند) مانند mg در آلیاژهای AL و یا P در آلیاژها مس زیرا چنین عناصری در جریان ذوب و عملیات مذاب دارای اتلاف زیادی هستند که بایستی نسبت ترکیب آنها تصحیح گردد.
d . تصحیح خواص و کنترل : در چنین حالتی بایستی مذاب از نظر وجود ناخالصی ها و گازها که در خواص ریخته گری مؤثرند آزمایش شوند و یا اینکه از نظر ریزی و درشتی ذرات کریستال مواد به مذاب افزوده گردد که بیشتر چنین کنترل ها و عملیات قبل از ریختن مذاب به داخل قالب انجام میگردد و در غیر این صورت خواص آنها از بین می رود.
دسته بندی ذوب : ذوب در خلاء و ذوب در محیط بی اثر : مهمترین هدف از ذوب در خلاء تقلیل امکانات فعل و انفعال مذاب یا گازها و سایر عوامل محیط می باشد فشار خلاء معمولاً برابر 2- 10 تا 4-10 میلی متر جیوه منظور می گردد به همین دلیل عملیات ذوب در خلاء فقط برای عناصری مورد استعمال دارد که دارای فشار بخار بسیار پائین باشند.
ذوب مستقیم یا ذوب در هوا : برای بعضی از فلزات رابطه بین مواد محیط و فلز مذاب برای مدذتی کوتاه چندان خطرناک نیست، بسیاری از آلیاژهای قطع سرب روی AL مس نیکل و آهن در این دسته قرار دارند ولی از آنجا که مواد، در چنین سیستمی ترکیبات اکسیدی و یا انحلال گازی در آلیاژ وجود دارند سربار، گیری و شلاکه گیری مستقیم یا با کمک فلاکس ها لزوم می یابد که در این دسته عملیات گازولی اکسیژن زدایی جزء عملیات مذاب قرار میگیرند.
بررسی ماسه های ریخته گری ایران:
علیرغم اهمیتی که شناخت ماسه های موجود در ایران از نظر مشخصات شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی به منظور استفاده در صنایع ریخته گری دارد، در گذشته تحقیق جامع و مستمری در این زمینه به عمل نیامده بود، تنها کوشش های ارزنده در این مورد در گذشته، مطالعات آقای ابوالقاسم دهقان در سال 1350 بوده است که بعنوان موضوع تز فوق لیسانس در بخش مهندسی مواد دانشگاه شیراز به انجام رسیده و در کنار آن گزارشها و مطالعات بخش ریخته گری دانشگاه مهندس متالوژی دانشگاه صنعتی شریف و دیگر مؤسساتی چون اداره برسی های معدن وزارت صنایع و معادن و شرکت شیشه قزوین و تحقیقات پراکنده سایر مراکز بوده است.
بررسی های اساسی در این رابطه در سالهای 1358 تا 1362 توسط جامعه ریخته گران ایران صورت گرفته است و نتایج آن اعلام گردیده است، در این گزارشات ابتدا به معرفی و شناسایی انواع ماسه های سیلیسی طبیعی و مصنوعی در واحدهای ریخته گری ایران پرداخته و سپس معایب، محاسن و موارد مصرف هریک از آنها در دو تقسیم بندی کلی ماسه های سیلسی طبیعی و ماسه سیلیسی مصنوعی تشریح شده است، اطلاعات ارائه شده در رابطه با وضعیت ماسه های ریخته گری ایران می تواند راهنمای مفیدی برای ریخته گران باشد، معهذا واحدهای ریخته گری باید در هنگام خریداری ماسه، شخصاً مشخصات ارائه شده از سوی توزیع کنندگان، ماسه ریخته گری را تجربه کنند، ترکیب شیمیایی ماسه فقط نمایانگر مفید بودن آن است در حالی که کاربرد ماسه جهت انواع قطعات ریختگی با خواص فیزیکی و مکانیکی آن تعیین می شود.
نگرشی به ماسه سیلیسی موجود در ایران:
الف) ماسه های چسب دار طبیعی :
فراوانی و ارزانی این نوع ماسه ها باعث شده تا بطور وسیعی در صنایع کوچک ریخته گری ایران مصرف شود، این نوع ماسه ها بطور طبیعی مواد چسبی دارند و فقط با اضافه کردن مقدار مناسبی آب، خواص لازم جهت قالب گیری بدست می آید، ماسه های لاکان رشت، گرم سار، اردکان یزد، حسن آباد قم، عیسی آباد محلات، دروازه قرآن یزد و رودخانه تفت یزد جزء این گروه از ماسه های ریخته گری هستند.
ب – ماسه های طبیعی بدون چسب :
این نوع ماسه ها در مقایسه با ماسه های چسب دار طبیعی یا درصد کمتری چسب دارند یا بطور کلی فاقد چسب فعال هستند. این مواد اغلب بصورت ماسه های رودخانه ای در دسترس ریخته گران قرار دارند. معمولاً درجه خلوص بالاتر و کم بودن مقدار اکسیدهای قلیائی و آهک و گردی دانه ها در این نوع ماسه ها در مقایسه با ماسه های چسب دار طبیعی، باعث بالا بودن کیفیت آنها می شود، در بکارگیری این نوع ماسه ها افزودن درصد مناسبی از چسب فعال نظیر بنتونیت و سایر مواد اضافه شونده، البته قبل از افزودن آب، الزامی است.
گزارش کاراموزی کارخانه ریخته گری چدن شرکت ایران خودرو
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 107 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 52 |
گزارش کاراموزی کارخانه ریخته گری چدن شرکت ایران خودرو در 52 صفحه ورد قابل ویرایش
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 تأسیس 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 .
1. 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 .
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 ، تأمین 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 .
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 تأثیر 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 .
پلیسه‌گیری :
پلیسه به کلیه برجستگی‌های روی سطح ماهیچه را گویند که در اثر خوب جفت نشدن قالب ماهیچه بوجود می‌آید .
چون وجود پلیسه روی ماهیچه باعث فرورفتگی در آن قسمت از قطعه مورد اتصال با ماهیچه میشود بنابراین بایستی کلیه پلیسه‌های ماهیچه‌ها با دقت و ظرافت بوسیله‌ای از بین بروند . این وسیله میتوانند 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 پلیسه‌گری سطوح اصل ماهیچه نباید آسیب ببیند . زیرا خش برداشتن سطوح موقع ریخته‌گری از آن قسمت ماهیچه گاز وارد مذاب شده و مک در قطعه بوجود می‌آورد . پلیسه‌گری بایستی با توجه به شکل اصلی ماهیچه صورت گیرد. یعنی پلیسه‌گر بایستی مهارت و اطلاعات کافی در مورد شکل اصلی و ضخامت ماهیچه داشته باشد .
بتونه‌کاری :
بتونه‌ها در ریخته‌گری مواد نسوز با خواص معینی هستند که فرورفتگی‌های سطوح ماهیچه را با شرایطی معین پر می‌کنند . بتونه‌ها از جنس ماسه و مواد ماهیچه‌سازی نیستند . بنابراین خواص مواد ماهیچه را ندارند و در اینصورت بایستی حتی‌المقدور از استفاده بی‌رویه از آنها جلوگیری کرد . زیرا استفاده بیش از حد و بی‌رویه از بتونه باعث عیوب در قطعه ریختگی میشود :
- ایجاد مک در قطعه ریختگی در آن قسمت در اثر تولید گاز بوسیله بتونه
- ماسه‌سازی در آن قسمت
- احتمال ناهموار بودن سطوح در آن قسمت
- جنس بتونه ترکیبی خمیری از رنگ یا پوشان قالب (تراکوت) میباشد
- 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 :
مونتاژ کردن ماهیچه‌ها :
در بیشتر اوقات تعداد زیادی ماهیچه با هم اتصال ثابت (ست) می‌شوند . تا در قالب قرار گرفته و قسمتهای داخلی قطعه‌ای را در ریخته‌گری بوجود آورد مثل مونتاژ ماهیچه‌های سیلندر و سرسیلندر . در این حالت پس از مونتاژ ، تک تک ماهیچه‌های 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 می‌شوند .
برای اینکار پس از مشخص کردن موقعیت مناسب آنها در مونتاژ بوسیله چسب در موقعیت خود ثابت نگاه می‌دارند .
در موقع چسب زدن به ماهیچه جهت مونتاژ بایستی دقت شود که چسب بیش از حد مصرف نشود . زیرا در این صورت پس از ریخته‌گری چسب ماهیچه گاز تولید کرده ودر مذاب می‌رود و مذاب می‌جوشد و در نتیجه مک و حفره در قطعه پدید می‌آید .
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 میکند . بخصوص اگر قسمتی از اعضاء ماهیچه در اثر شکستگی از بین رفته یا جابجا شود . در موقع مونتاژ ماهیچه حتماً بایستی از شابلون‌های بخصوص استفاده شود در غیر اینصورت مونتاژها ماهیچه دقت لازم را ندارد و در نتیجه قطعه ریختگی معیوب میشود که این عیبها می‌تواند چاق شدن قطعه و یا لاغر شدن قطعه و یا نیامد کردن قسمتی از قطعه ریختگی باشد . حمل و نقل ماهیچه‌های مونتاژ شده قبل از خشک شدن چسب می‌تواند باعث زیان جبران ناپذیری در ریخته‌گری شود . زیرا در موقع حمل و نقل ماهیچه‌ها حرکت کرده و از محل قرار خود فاصله میگیرند .
عواملی از ماهیچه‌سازی که باعث عیوب قطعات ریخته‌گری می‌شوند :
ریخته‌گری از چند قسمت مختلف تشکیل شده که عبارتند از ماسه‌سازی ، قالبگیری : ماهیچه‌سازی مونتاژ ماهیچه ، ذوب و ریختن مذاب در قالب ، تکمیل ریخته‌گری (سنگ‌زنی)
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 می‌رود بنابراین لازم است عیوبی را که قسمتهای مختلف میتوانند باعث آن شوند ذکر شود تا از آن پیشگیری بعمل آید .
پروژه کارآفرینی ریخته گری قطعات چدنی
| دسته بندی | صنعتی |
| فرمت فایل | doc |
| حجم فایل | 494 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 35 |
پروژه کارآفرینی ریخته گری قطعات چدنی در 35 صفحه ورد قابل ویرایش
- 1 مقدمه :
ریخته‌گری فن شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب، ریختن مذاب در محفظه‌ای به نام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب میباشد. این روش قدیمی‌ترین فرآیند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است. اولین کوره‌های ریخته‌گری از خاک رس ساخته می شدند و لایه‌هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده می شد، برای هوا دادن نیز از فوتک بزرگی استفاده می‌کردند.
ریخته‌گری هم علم است و هم فن و هم هنر است و هم صنعت. به هر میزان که ریخته‌گری از حیث علمی پیشرفت میکند، ولی در عمل هنوز تجربه، سلیقه و هنر قالب ساز و ریخته‌گر است که تضمین کننده تهیه قطعه‌ای سالم و بدون عیب است. این فن از اساسی‌ترین روشهای تولید میباشد. به دلیل اینکه بیشتر از ?? درصد از قطعات انواع ماشین آلات به این طریق تهیه می‌شوند. فلزاتی که خاصیت پلاستیک کمی دارند با قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند، به روش ریخته‌گری شکل داده می‌شوند.
بطور کلی روشهای ریخته‌گری به دو دسته تقسیم می‌شوند:
ریخته‌گری انبساطی و غیر انبساطی.
1 – 2 نام کامل طرح و محل اجرای آن :
ریخته گری قطعات چدنی
محل اجزا :
استان
شهرستان
بخش
روستا
1 – 3 – مشخصات متقاضیان :
نام
نام خانوادگی
مدرک تحصیلی
تلفن
1 – 4 – دلایل انتخاب طرح :
دلایل زیادی برای انتخاب این طرح وجود داشت که برخی از آنها عبارتند از : اشتغال به تحصیل در رشته مرتبط با موضوع ، میزان اشتغالزایی طرح ، میزان سوددهی و بازدهی سرمایه طرح ، نیاز کشور به این طرح .
1 – 5 میزان مفید بودن طرح برای جامعه :
این طرح از جمله طرح هایی است که می تواند اشتغالزایی مناسبی ایجاد نماید و همچنین نیاز بازار صنعتی کشور را تا حدودی برطرف نماید .
1 – 6 - وضعیت و میزان اشتغالزایی :
وضعیت اشتغالزایی این طرح 64 نفر میباشد .
تاریخچه و سابقه مختصر طرح :
فرآیند ریخته گری با تولید قالب آغاز می شود که شکل قالب، قرینه و معکوس قطعه ای است که ما نیاز داریم. قالب از مواد نسوز مانند ماسه تهیه می شود. فلز بر روی یک اجاق حرارت داده می شود تا ذوب شود. سپس فلز مذاب در گودی قالب که شکل قطعه مورد نظر است ریخته می شود. و تا زمان جامد شدن خنک می گردد. نهایتا قطعه فلزی شکل گرفته از قالب جدا می شود.
تعداد زیادی از سازه های فلزی که هر روز با آنها سرو کار داریم به روش ریخته گری تولید شده اند. علل این (گستردگی کاربرد ریخته گری) عبارتند از :
1- به روش ریخته گری می توان قطعاتی را تولید کرد که هندسه بسیار پیچیده ای دارند و یا دارای حفره های درونی می باشند.
2- برای تولید قطعات بسیار کوچک و همچنین قطعات بسیار بزرگ از چندصد گرم تا چندین هزار کیلو گرم می توان از این روش استفاده کرد.
3- این روش از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است . و هدر رفت کمی دارد. فلزات اضافی در هر بار ریخته گری دوبار ذوب شده و استفاده می شوند.
4- فلز ریخته گری شده ایزو تروپیک است یعنی در تمام جهات دارای خواص فیزیکی و مکانیکی یکسانی است.
مثال های پرکاربرد:
دستگیره های در ، قفل ها ،پوشش یا بدنه موتور ها، پمپ ها و غیره، چرخ بسیاری از اتوموبیل ها.
از روش ریخته گری بطور گسترده ای در صنایع اسباب بازی استفاده می گردد . به عنوان مثال در تولید قطعات ماشین ها، هواپیما ها و غیره.
مکانیزم های ریخته گری دوغابی
در ریخته گری دوغابی نیروی فشاری پیش برنده فرآیند مجموع میزان فشار کاپیلاری هایی که بخاطر فشار مکش قالب و یا هر گونه فشار اضافی که به سیستم وارد میشود و یا خلاء که به قالب اعمال می شود می باشد. اندازه فشار کاپیلاریها از طریق اندازه گیری میزان اندازه تخلخلهای داخل قالب، میزان نیروی کششی سطح مایع پخش شده و زاویه تماس با تخلخلهای جداره می باشد. گزارش شده است که قالبهای گچ پاریس فشار مکشش در حدود 0.1-0.2 MPa می باشد. در عین حال، مقاومتی بخاطر حرکت مایع جذب شده در طول ساختمان تخلخل در حین تشکیل جداره ریخته گری ایجاد می شود. شکل زیر بطور شماتیک نشان دهنده این موقعیتها است.
برای آنالیزه کردن سینتیک ریخته گری دوغابی محققین زیادی مطالعه کرده اند. آقای Mcdowall و همکارانش از اثر قالب گچی و مقدار کنترل آن بروی فشار مکشش صرفنظر کردند و محاسبه کردند که فشاری که بر شکل گیری لایه ریخته گری شده وارد می شود برابر با فشار مکش می باشد. از طرف دیگر دیگر دانشمندان فشار اعمال شده قالب تر را وارد فرمول کردند.
Lm میزان عمق ترشده قالب، Lc هم متناسب با میزان مایعی است که توسط قالب جذب شده است و هم میزان سینتیک پرابولیک ایجاد شده می باشد. بنابراین محاسبه اینکه مقدار تخلخل قالب نزدیک لایه ریخته گری شده بطور اشباع از مایع پر شده است برابر خواهدبود با:
بطوریکه PT-Pl افت فشار در حین انجام فرآیند و Pl-P0 افت فشار در قسمت تر شده قالب گچی است ، و Xm مقاومت مخصوص تخلخلهای قالب ?0 می باشد. مقدار فشار مکش قالب برابر با PT-P0 است. بنابراین خواهیم داشت.
گزارش مختصر بازدید از واحد ها تولیدی با خدماتی مرتبط با موضوع پروژه :
بازدید از کارگاه ریخته گری رستمی
در بازدید بعمل آمده از کارگاه با فرآیند کاری و روش مدیریت کارگاه آشنا شدم ، به بررسی ماشین آلات و دستگاهها و روش های کاری پرداختم و. توانستم اطلاعات دقیق و مفیدی را در زمینه فعالیت این کارگاه بدست آورم .
جنبه های ابتکاری بودن و خلاقیت به کار رفته شده :
جنبه های ابتکاری بودن محصول را می توان در ارائه خدمات نوین تبلیغاتی برای جذب بازار های خارجی و با بازارهای داخلی معتبر و پیشرفت در تولید و فروش محصولات از این طریق دانست .
تحقیق کامل با عنوان اصول ریخته گری
| دسته بندی | فنی و مهندسی |
| فرمت فایل | |
| حجم فایل | 3209 کیلو بایت |
| تعداد صفحات فایل | 117 |
این محصول تحقیق کاملی در مورد ریخته گری می باشد که در ان فرایند های مختلف ریخته گری، طبقه بندی ها، مزایا و معایب و محدودیت هر کدام را بیان کرده است و در بیان مسائل مختلف برای تفهیم بهتر از شکل و نمودارهای مربوطه بهره گرفته است
این پروژه برای دانشجویانی که تحقیق در این زمینه دارند بسیار مناسب است و میتوانند از این پروژه استفاده کنند و تحقیق شان را آماده سازند