فرآیند ساخت و تولید بخش نهم
ریخته گری قالب سرامیکی
روش تولید ریخته گری قالب سرامیکی مشابه روش قالب گچی میباشد اما میتواند مواد را در دمای بالاتری ریخته گری نماید. بجای استفاده از گچ برای ساختن قالب برای ریخته گری فلز، ریخته گری سرامیکی از سرامیک های نسوز بعنوان مواد قالب استفاده میکنند. در صنعت، قطعاتی مانند دستگاه های برش، پرس فلزات، قالب های فلزی و پره ها را ممکن است زبا این روش تولید نمایند.
فرآیند
اولین مرحله در این نوع قالب ها، ترکیب مواد اولیه قالب میباشد. مخلوطی از دانه های ریز زیرکون (ZrSiO4)، اکسید آلومینیوم، سیلیکای ذوب شده، مواد چسباننده و آب با هم مخلوط شده و تولید دوغاب سرامیک می کنند. این دوغاب برروی الگوی ریخته گری ریخته می شود و میماند. سپس الگو از قالب جدا شده و اجازه میدهند تا قالب خشک شود. سپس قالب را می پزند.
آتش زدن قالب یک شبکه ای از ترکهای میکروسکوپی در مواد قالب بوجود می آورد. این ترک ها به قالب سرامیکی دو خاصیت خوب نفوذ پذیری و فروریختگی برای ریخته گری فلزی را میدهد.
زمانیکه آماده شد، دو نیمه قالب برای ریختن فلز ریخته گری به یکدیگر متصل می شوند. دو نیمه (بخش بالایی و پایینی قالب) ممکن است جهت افزایش قدرت و استحکام با خاک نسوز تقویت شوند. اغلب در تولید صنعتی، قالب سرامیکی ممکن است پیش از ریختن مواد مذاب، پیش گرم شود. فلز ریخته گری ریخته می شود، و اجازه میدهند تا جامد شود. در ریخته گری قالب سرامیکی، مانند دیگر قالب های مصرفی، قالب سرامیکی در زمان برداشتن فلز ریخته گری شده از بین میرود.
ملاحظات و خواص تولید با ریخته گری قالب سرامیکی
- تولید با قالب سرامیکی مشابه تولید با ریخته گری قالب گچی می باشد و میتواند قطعاتی با بخشهای نازک، سطح نهایی فوق العاده و دقت ابعادی بالا تولید کند. تلورانس تولیدی ببین ۰٫۰۰۲ و ۰٫۰۱ اینچ در این نوع فرآیند امکانپذیر است.
- برای اینکه قادر باشیم تا قطعاتی با دقت بالای ابعادی تولید کنیم نیاز است تا مرحله ماشینکاری و پلیسه های باقیمانده از ماشینکاری را حذف نماییم. بنابراین، فرآیندهای ریخته گری فلزی دقیق مانند این روشها برای تولید فلزات گرانبها و یا فلزاتی که ماشینکاری انها دشوار است مناسب میباشد.
- برخلاف مواد قالب در فراید ریخته گری با قالب گچیمواد نسوز سازنده قالب در نوع ریخته گری سرامیکی میتوانند در برابر سطوح بالای دمایی مقاومت نمایند. بدلیل این تلورانس دمایی، روش قالب سرامیکی را میتوان برای تولید مواد اهنی و دبگر مواد ریخته گری با دمای ذوب بالا بکار برد. فولادهای ضد زنگ و ابزارالات استیل را میتوان با این روش ریخته گری نمود.
- ریخته گری با قالب سرامیکی نسبتا گران قیمت می باشد.
- برای این فرآیند بدلیل زمان زیاد آماده سازی سرعت تولید کم است.
- برخلاف ریخته گری با قالب گچی، بدیل پدیده microcrazing (ترک های ریز میکروسکوپی) که در زمان آتش زدن سرامیک بوجود می آید، قالب سرامیکی نفوذپذیری بسیار خوبی دارد.
ریخته گری با قالب اصلی ثابت
ریخته گری قالب ثابت اصلی یک ترم عمومی مورد استفاده برای توصیف فرآیند ریخته گری قالب ثابت می باشد.تشابه اصلی این گروهها استفاده از قالب ثابت که بتوان بدفعات برای ریخته گری های فلزی متعدد استفاده شود. این قالبها همچنین Die نامیده می شوند، جنس آنها فولاد یا آهن می باشد اما می شود از فلزات دیگر و سرامیک نیز استفاده کرد. قطعاتی که در صنعت با این روشها تولید می شوند عبارتند از : بلوک های سیلندر، سرسیلندر، پیستون، میله های اتصال، قطعات هواپیما و راکت، چرخ دنده ها و لوازم آشپزخانه.
فرآیند
زمانیکه برنامه تولید با استفاده از قالب ثابت داشته باشید، اولین مرحله تولید قالب میباشد. بخش قالب معمولا از دو بخش مجزا ساخته میشوند. این قسمت ها بدقت تولید می شوند. آنها بگونه ای ساخته می شوند که بتوان آنها را براحتی بهم متصل کرد و از هم جدا نمود. سیستم حفره قالب ها نیز مانند شکل قطعه درون قالب ریخته گری ماشین کاری می شود.
منابع مورد نیاز برای تولید قالب مقادیر قابل توجهی دارد که این امر موجب گرانتر شدن قالب های ثابت می شود. بهرحال، زمانیکه ساخته شد، یک قالب ثابت ممکن است که ده ها هزار بار قبل از اینکه عمر قالب تمام شود مورد استفاده قرار گیرد. بدلیل تکرار متداوم نیروهای زیاد و دما، تمام قالبها در نهایت به نقزه ای میرسند که دیگر در تولید با کیفیت فلزات موثر نیستند. تعداد ریخته گری هایی که با یک قالب قبل از جایگزینی آن انجام می شود به عمر قالب معروف است. فاکتورهای زیادی بر روی عمر قالب تاثیر میگزارند مانند دمای عملیاتی قالب، فلز ریخته گری و مواد قالب.
 |
قبل از ریختن فلز ریخته گیری، سطح داخلی قالب ثابت با با یک دوغاب حاوی مواد نسوز که در مایع موجود میباشد اسپری می شود. این پوشش بعنوان یک گرادیان دمایی عمل کرده و به کنترل جریان گرمایی کمک کرده و برای سهولت جداسازی قطعه از قالب مانند یک روان کننده عمل میکند. بعلاوه، اضافه نمودن پوشش نسوز بعنوان یک بخش مرسوم فرآیند موجب افزایش طول عمر قالب های با ارزش میشود.
 |
دو قسمت قالب باید توسط نیرو توسط برخی وسایل مکانیکی، بیکدیگر متصل شود. بیشتر مواقع قبل از ریختن فلز ریخته گری، قالب باید گرم شود. یک دمای معمول که در بیشتر مواقع قالب تحت آن دما قرار میگیرد حدود ۱۷۵ درجه سانتیگراد می باشد. گرم کردن قالب باعث میشود که جریان نرم تری از فلز مایع در سیستم حفرات و سنبه های قالب عبور میکند. همچنین ریختن فلز در قالب مذاب در قالب موجب می شود که شوک حرارتی وارد شده به قالب ناشی از گرادیان دمایی بین قالب و فلز مذاب کاهش یابد. اینکار موجب افزایش عمر قالب می شود. یکبار که قالب ثابت بسته شد و گرم شد، آماده ریختن فلز ریخته گری می شود.
 |
پس از ریختن فلز ریخته گری جامد می شود.
 |
در عملیات های تولید، قبل از اینکه بطور کامل سرد شود، قطعه فلزی ریخته شده از قالب جدا میشود، تا از برخورد زیاد فلز با قالب جلوگیری شود تا قالب ثابت معیوب نشود. برداشتن قطعه از قالب توسط یک پین پران که در قالب نصب شده است.
 |
 منبع : اینترنتبرگردان : ایران ملد |
