ریخته گری

بر اساس یک تعریف ، ریخته گری ، شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب و ریختن آن در محفظه ای به نام قالب است . مراحا اصلی تولید قطعات ، با روش فوق عبارتند از : ساخت مدل ( مدلسازی ) ، قالبگیری ، ذوب فلز یا آلیاژ ، مذاب ریزی و تمیز کاری .

مکانی که مجموعه این مراحل را در بر گیرد ، کارگاه " ریخته گری " نام دارد . چنانچه برای انجام این مراحل از وسایل و تجهیزات پیشرفته ماشینی استفاده شود ، و تولید قطعات به صورت " انبوه " باشد ، آن را " کارخانه ریخته گری " گویند . لازم به تذکر است که عموما کارگاههای ریخته گری ، فاقد بخش مدلسازی که خارج از محیط کارگاه ریخته گری است ، سفارش می دهند.

در ایران ، تعداد معدودی کارخانه ریخته گری وجود داشته است که در سالها اخیر ، به دلیل احساس نیاز کشور به این صنعت ، تعداد انها رو به افزایش می باشد.

یک کارخانه ریخته گری عموما شامل قسمتهای : مدلسازی ، احیای ماسه ، خط قالبگیری، ماهیچه سازی ،  ذوب  ( با کوره های القایی ، قوسی و کوپل ) ،  ریخته گری ، عملیات حرارتی ، تمیز کاری و آزمایشگاه می باشد .

تعداد کارگاههای ریخته گری در ایران بسیار زیاد است و اغلب به طور " سنتی " عمل می کنند . در این کارگاهها ، تقریبا کلیه عملیات ، به صورت " دستی " انجام می گیرد و قطعات ، به صورت انبوه تولید نمی شود و برای ذوب فلزات و آلیاژها ، از کوره های زمینی ( بوته ای ) و کوره دوار استفاده می گردد.

بخشهای مختلف کارگاه ریخته گری و تجهیزات آن

بخش قالبگیری و تجهیزات آن : کلیه عملیات قالبگیری در این قسمت انجام می گیرد که شامل : ماسه دان ، میز و سکوهای قالبگیری و محلی برای استقرار درجه می باشد . تجهیزات مورد نیاز این بخش ، عبارتند از : سرند برقی ، پمپ با   ( کمپرسور باد ) کوبه بادی و ماشینها قالبگیری . درباره هر کدتم از آنها ، به طور خلاصه توضیحاتی داده می شود.

ماسه دان : در کف کارگاه ، گودالی با ابعاد متناسب با وسعت ان و به عمق حداکثر 70 سانتیمتر برای ریختن ماسه در آن ، تعبیه می گردد . این گودال ، معمولا به دو قسمت تقسیم می شود . قسمت عمیق آن ، به ماسه نو و قسمت دیگر آن به ماسه های اماده شده برای قالبگیری و ماسه کهنه اختصاص می یلبد . از گود ماسه دان ، برای آماده کردن ماسه و همچنین برای قالبگیری قطعات بزرگ ( قالبگیری زمینی ) استفاده می شود.

میز و سکوی قالبگیری : میزها و سکوهای قالبگیری ، نزدیک ماسه دان و در اطراف آن قرار می گیرند تا انتقال ماسه آماده شده از ماسه دان بر روی آنها بآ سانی انجام گیرد . از میز و سکوی قالبگیری ، برای قالبگیری ایستاده استفاده می شود.

سرند برقی : برای آماده سازی ماسه و جدا کردن اشیا ومواد ناخواسته ، به کار می رود و به اشکال گوناگون وجود دارد .

ماشین قالبگیری : از این ماشینها در قالبگیری ماشینی استفاده می کنند و عمل قالبگیری با ماسه ، با مکانیزمهای ( کوبشی ، لرزشی ، فشاری و.....) انجام می گیرد. 

پمپ باد ( کمپرسور باد ) : با این وسیله ، هوای فشرده را در مخزنهای باد ذخیره می کنند و از فشار باد به وجود آمده ، در کوبه های بادی ، ماشینهای قالبگیری ، پوشش دادن قالب ( به وسیله پیستوله ) و تمیز کردن محفظه قالب و میز کار ، استفاده می شود.

بخش ماهیچه سازی و تجهیزات آن :

ماهیچه ، به جسمی گفته می شود که برای ایجاد محفظه یا حفره در قطعه ریختگی به کار می رود ، ماهیچه به روشهای : چسب سرد ، چسب سیلیکات سدیم (   ( co2و چسب گرم ساخته می شود . محل ماهیچه سازی ، باید به اندازه کافی با ماسه دان فاصله داشته باشد ، تا موجب مخلوط شدن ماسه ماهیچه با ماسه قالبگیری نگردد. تجهیزات این بخش ، عبارتند از : مخلوط کن ماسه ( میکسر ) ، ماشینهای ماهیچه سازی ، سیستم گازدهی ( گاز  co2) و گرمخانه .

- مخلوط کن : برای مخلوط کردن ماسه ماهیچه ، باید از وسایل مکانیکی به نام مخلوط کن ( میکسر ) استفاده نمود زیرا آن را بخوبی نمی توان با دست مخلوط کرد . مخلوط کنها هم ، دارای مکانیزمهای مختلفی هستند که در دو نوع غلتکی و پره ای است.

ماشینهای ماهیچه سازی : هنگامی که از یک نوع ماهیچه و به تعداد زیاد مورد نیاز است ، از این ماشینها استفاده می شود . ماشینهای ماهیچه سازی در انواع فشاری ، ضربه ای و چرخشی وجود دارند .

سیستم گازدهی : پس از قالبگیری از ماهیچه برای سخت کردن آن ، نیاز به دمیدن گاز  co2 می باشد. برای دمیدن گاز ، به لوازم و تجهیزاتی از قبیل : مخزن گاز co2 ، مانومتر ، المنتهای گرم کننده و شیلینگ رابط با کلاهکهای مخصوص ، نیاز است .

گرمخانه ( کوره های ماهیچه خشک کنی ) : برای خشک کردن ماهیچه های تهیه شده به روش گرم ( ماهیچه های روغنی ) و استحکام بخشیدن به آنها از گرمخانه استفاده می شود .

بخش ذوب و تجهیزات آن :

برای تغییر حالت فلز یا آلیاژ از حالت جامد به مایع ، به انرژی حرارتی نیاز است و این عمل را ذوب کردن می گویند. گرمای لازم برای ذوب کردن ، به وسیله کوره های ذوب تامین می گردد ، کوره های متداول در صنعت ریخته گری ، عبارتند از : کوره های بوته ای ، دوار ، کوپل ، القایی و قوسی .

از دیگر تجهیزات مورد نیاز این بخش ، می توان پاتیلها ، جرثقیلها را نیز نام برد که بیشتر در کارخانجات مورد استفاده قرار می گیرند.

از پاتیلها و جرثقیلها ، برای حمل و بار ریزی مذاب با حجم زیاد استفاده می شود . برای حمل و بارریزی مذاب در کارگاهه ، از ابزار و وسایل دستی استفاده می شود .

تمیز کاری و تجهیزات آن : در پایان عملیات ریخته گری ، لازم است قطعه از ماسه  ( قالب ) خارج و ماسه ماهیچه آن تخلیه گردد ، سیستم راهگاهی ، قطع و سطوح ان پرداخت ( صیقل ) شود . برای این منظور ، نیاز به تجهیزاتی از قبیل : ماسه تکان    ( ویبراتور ) ، دستگاه برش ، دستگاه سنگ ، ماشینهای اره و ماشینهای پرداخت نهایی و .... می باشد .

آزمایشگاه و تجهیزات آن :

برای بررسی مواد قالبگیری ( ماسه ) و خواص آن بررسی ساختار میکروسکوپی و همچنین بررسی خواص مکانیکی قطعات ریختگی لازم است که واحدهای ریخته گری ، به آزمایشگاه مجهز باشند .

آزمایشگاه ماسه : ماسه قالبگیری ، باید دارای خواصی نظیر ، قابلیت شکل گیری ، استحکام ف قابلیت نفوذ گاز و .... باشد . برای بررسی این خواص ، به تجهیزاتی از قبیل ، کوبه استاندارد ، دستگاه تعیین درصد رطوبت ف دستگاه تعیین مقاومت مکانیکی ف دستگاه تعیین قابلیت نفوذ گاز ، دستگاه تعیین درصد چسب ، دستگاه تعیین درجه حرارت زینتر شدن و دستگاه دانه بندی ماسه ، نیاز می باشد .

آزمایشگاه متالو گرافی : برای بررسی ساختار فلزات و آلیاژ ها ، تجهیزاتی از قبیل : دستگاه پولش ، دستگاه سوار کردن نمونه ( مانت کردن ) ، پولیش نهایی و میکروسکوپ مورد نیاز است .

آزمایشگاه خواص فلزات : تجهیزات مورد نیاز برای تعیین خواص مکانیکی فلزات و آلیاژها ، عبارتند از : کوره عملیات حرارتی ، سختی سنج ( برینل ، راکول ، ویکرز )، اندازه گیری مقاومت به کشش و فشار و دستگاه اندازه گیری مقاومت به ضربه .