ریخته گری

ریخته گری

ریخته گری یکی از قدیمی ترین فرآیندهای ساخت و تولید است که با ذوب مواد و ریختن آن ها به درون قالب انجام می گیرد. این فرآیند، از متداول ترین روش های ساخت قطعات فلزی در صنایع مختلف به شمار می رود.

با وجود روش های مختلف برای اجرای ریخته گری، این فرآیند، معمولا طی چندین مرحله کلی شامل ساخت الگو، ساخت ماهیچه، ساخت قالب، ذوب کردن فلز، ریختن ماده مذاب به درون قالب، انجماد، باز کردن قالب و پرداخت قطعه انجام می گیرد. فعالیت های موجود در هر یک از این مراحل عبارت هستند از:

مدل سازی: طراحی قالب های صنعتی مورد استفاده در فرآیند ریخته گری توسط نرم افزارهای تخصصی و ساخت مدل فیزیکی قطعه نهایی
ساخت ماهیچه: طراحی و ساخت ماهیچه های مورد نیاز برای ایجاد سطوح داخلی قطعه
قالب سازی: ساخت قالب ریخته گری با توجه به مستندات طراحی و با استفاده از موادی نظیر ماسه، موم، فولاد و غیره
ذوب و ریختن: اعمال دمای بالا به فلزات برای تبدیل به حالت مایع و ریختن مواد مذاب به درون قالب توسط بوته یا دیگر تجهیزات موجود
انجماد: کاهش دمای قالب و مواد مذاب درون آن پس از اتمام فرآیند ریختن
باز کردن قالب: جدا کردن بخش های مختلف قالب و خارج کردن قطعه قالب ریخته گری شده
پرداخت: اجرای برشکاری، سنگ زنی، سندبلاست و غیره به منظور جدا کردن بخش های اضافی قطعه، ایجاد بافت مناسب و یا آماده سازی سطح آن برای پوشش دهی
 

انواع روش های ریخته گری کدام هستند؟
طبق یک دسته بندی کلی، انواع روش های ریخته گری در دو گروه ریخته گری با قالب یک بار مصرف و ریخته گری با قالب دائمی تقسیم می شوند.

ریختن مواد مذاب به درون قالب استوانه ای در حال چرخش (ریخته گری گریز از مرکز)

روش های قابل اجرا با استفاده از قالب های موقتی و دائمی ریخته گری عبارت هستند از:

قالب های یک بار مصرف: ریخته گری در قالب های موقتی و بدون امکان استفاده مجدد
ریخته گری ماسه ای
ریخته گری گچی
ریخته گری پوسته ای
ریخته گری دقیق
ریخته گری الگوی تبخیری
قالب های دائمی: ریخته گری در قالب های چندبار مصرف و بدون نیاز به اعمال تغییر بر روی قالب پس از هر چرخه تولید
ریخته گری ثقلی
ریخته گری تحت فشار (دایکاست)
ریخته گری نیمه جامد
ریخته گری گریز از مرکز
ریخته گری پیوسته

مزایا و معایب ریخته گری چه هستند؟
از مهم ترین مزیت های ریخته گری نسبت به دیگر روش های ساخت و تولید می توان به موارد زیر اشاره کرد:

امکان ساخت قطعات پیچیده با هزینه نسبتا کم
عدم تاثیر ابعاد قطعه مورد نظر بر روی فرآیند
خواص مکانیکی بسیار خوب قطعه نهایی
امکان ساخت قطعات با جزئیات ریز و دقیق
عدم وجود محدودیت در مواد قابل استفاده
ساختار داخلی یکنواخت و همسانگرد قطعه
صرفه اقتصادی نسبت به دیگر روش های ساخت
امکان ساخت قطعات کامپوزیتی (متشکل از چندین ماده)

برخی از محدودیت های ریخته گری عبارت هستند از:

پرداخت نسبتا ضعیف سطح و نیاز به انجام پرداخت ثانویه در اغلب موارد
امکان رخ دادن عیب و نقص در قطعه
کنترل نسبتا دشوار به دلیل وجود مراحل زیاد
مقاومت پایین در برابر خستگی نسبت به آهنگری
عیوب ریخته گری چه هستند؟
به مشکلات ایجاد شده در ساختار قطعه طی فرآیند ریخته گری، عیوب ریخته گری می گویند. هر یک از روش های ریخته گری، مستعد رخ دادن عیب و نقص های مختص به خود هستند. برخی از این عیب و نقص ها، کیفیت و عملکرد قطعه را تحت تاثیر قرار می دهند. به همین دلیل، این عیوب، معمولا طی فرآیندهای کنترل کیفیت شناسایی می شوند.

رخ دادن ترک گرم در قطعه ریخته گری شده
از رایج ترین نواقص احتمالی در قطعات ساخته شده به روش ریخته گری می توان به موارد زیر اشاره کرد:

عدم انطباق: عدم جانمایی مناسب نیمه های قالب و ماهیچه
تورم: افزایش ابعاد حفره قالب به دلیل فشار زیاد مواد فشار
جوشیدن (سوسه و مک): محبوس شدن گاز در سطح قطعه به دلیل فرآیند انجماد
ماسه ریزی: وجود ترک بر روی سطح بالایی ماسه و اضافه شدن ذرات ماسه به درون فلز مذاب
نفوذ فلز: سطوح ناهموار و زبر قطعه به دلیل دانه بندی بزرگ ماسه و نفوذ مواد مذاب به درون قالب
حفره های کوچک: حفره های بسیار ریز (حدود 2 میلی متر) بر روی سطح قطعه به دلیل آزاد شدن گاز هیدروژن از مواد مذاب
حفره های انقباضی: ایجاد حفره های داخلی ناشی از کاهش حجم قطعه در حین انجماد
اتصال سرد: به جا ماندن اثر خط برخورد مواد مذاب در قالب های دارای دو مجرای ورودی
نیامد: انجماد مواد مذاب قبل از پر کردن کامل تمام حفره
آخال سرباره ای: وجود ذرات سرباره درون مواد مذاب
ترک گرم: شکست کششی ناشی از تنش های پسماند در مواد مذاب
سخت ریزه: انجماد سریع تر برخی از نقاط نسبت به مواد اطراف
ماهیچه ماسه ای: حفره های داخلی یا خارجی ناشی از ورود ذرات سست ماسه به درون حفره قالب یا ریختن سریع مواد مذاب به درون قالب
لکه: ناهمواری سطح قطعه به دلیل وجود ذرات اضافی بر روی سطح داخلی قالب
حفره های شبکه ای: ایجاد چندین حفره کوچک و نزدیک به هم در سطح خارجی قطعه
تابیدگی: تغییر شکل قطعه در حین انجماد یا پس از انجماد به دلیل یکنواخت نبودن نرخ کاهش دمای مواد
پلیسه: ایجاد لایه نازک