ریخته گری و ذوب فلزات

ریخته گری و ذوب فلزات

در این مقاله اطلاعاتی مختصر و جامعی در مورد ریخته گری و ذوب فلزات ارائه می شود، مواردی مانند تعریف ریخته گری، اهمیت ریخته گری و ذوب فلزات و روش های ریخته گری از اصلی ترین مواردی است که در این متن مورد بررسی قرار می گیرد.

تعریف ریخته گری فلزات

ریخته گری مجموعه ای از روش ها است که هدف آن ساختن یک جسم فلزی به شکلی خاص به وسیله ذوب کردن فلز اولیه و ریختن آن در داخل یک قالب است، کسی که ریخته گری را انجام می دهد ریخته گر نامیده می شود، در این روش ابتدا فلز یا آلیاژی به وسیله حرارت به حالت مذاب تبدیل می شود و بعد از آن در داخل محفظه هایی که به نام قالب شناخته می شوند ریخته می شود تا قالب کاملا پر شود سپس قالب در مکانی به دور از حرارت قرار می گیرد تا ماده درون آن سرد شده و به حالت جامد درآید، در نهایت هم قالب از جسم تشکیل شده جدا می شود. برای افرادی که در این زمینه فعالیت دارند نمایشگاه ذوب فلزات دوسلدورف بسیار موثر است.

تاریخچه ریخته گری و ذوب فلزات 

اینکه بشر چگونه آهن را کشف کرده مشخص نیست اما بعد از کشف آهن دیری نگذشت که توانست آن را ذوب کند و از آن برای ساخت سلاح و حتی ساخت بناها و ساختمان ها استفاده کند، فلزات دیگری هم مانند مس، قلع و برنز هم کشف شدند و انسان ها با ذوب کردن آنها برای ساخت وسایل زینتی از آنها استفاده می کردند، آثار بسیار زیادی از تمدن های مصر، بین النهرین، آزتک و مایا اکنون کشف شده که نشان از شکل ابتدایی ریخته گری داشته است، این هنر به مرور زمان و همگام با افزایش دانش بشر در شناخت فلزات پیشرفته کرد.

اما بزرگترین پیشرفت آن در دوران انقلاب صنعتی اروپا و بعد از آن در دوران جنگ جهانی دوم اتفاق افتاد، در دوران انقلاب صنعتی ریخته گری سبب ساخته شدن ابزارهای صنعتی زیادی شد که باعث حرکت سریع چرخ صنعت شد ، اما آنچه که باعث کاربرد بسیار وسیع و بلوغ ریخته گری شد کاربرد آن در شرایط جنگی بود، در اوایل جنگ جهانی دوم به دلیل نیاز شدید برای تولید سریع قطعات وسایل نظامی صنعت ریخته گری به عنوان یک صنعت مادر مورد توجه ویژه ای قرار گرفت و تحولی بزرگی در صنایع قطعه سازی ایجاد کرد، امروزه ریخته گری فلزات شکل بسیار پیچیده تر و پیشرفته تری به خود گرفته است در حال حاضر دقت و کیفیت ساخت قالب ها به هیچ عنوان با گذشته قابل مقایسه نیست. 

اهمیت و مزایای ریخته گری فلزات

• ریخته گری و ذوب فلزات برای ساخت قطعاتی که پیچیدگی زیادی دارند مناسب است و لازم نیست تا هزینه و انرژی زیادی برای عملیات هایی مانند جوشکاری، ماشینکاری، برش و فورج انجام شود.

• ریخته گری بهترین گزینه برای تولید قطعات در تعداد بسیار بالا است، با این روش سرعت و دقت تولید چندین برابر خواهد شد.

• از نظر اقتصادی تولید قطعات در تعداد بالا و یا ساخت قطعات پیچیده با این روش بسیار به صرفه تر است.

• به دلیل شکل پذیری سریع قطعه در این روش مقاومت و استحکام آن بسیار بالا خواهد بود.

• استفاده از ریخته گری برای تولید قطعه هیچ خللی در فرایند اسمبلی قطعات ایجاد نخواهد کرد.

• برخی از فلزات را به دلیل محدودیت هایی که از نظر ساختاری دارند نمی توان با روش های معمولی مانند برش و جوشکاری شکل داد در این موارد تنها راه شکل دهی استفاده از روش ریخته گری و ذوب فلزات است. 

روش های ریخته گری

ریخته گری و ذوب فلزات به روش های بسیار متنوعی انجام می شود که هر کدام برای کاربردهای خاصی طراحی شده اند، ریخته گری را می توان از نظر قالب های مورد استفاده در آن به دو دسته تقسیم بندی کرد:  

• ریخته گری در قالب های یکبارمصرف

• ریخته گری در قالب های دائمی

قالب های یکبار مصرف قالب هایی هستند که بعد از ریختن مواد مذاب در داخل آن و ایجاد شکل مورد نیاز به خاطر فرایند بیرون آوردن شکل نهایی از بین می روند و نمی توان دوباره از آنها استفاده کرد، قالب های ماسه ای و قالب های گچی از پرکاربردترین قالب ها در روش ریخته گری با قالب های یکبار مصرف هستند. هر کدام از قالب های ماسه ای و گچی خود با توجه به نوع ماده سازنده به شکل های مختلف مورد استفاده قرار می گیرند، برای مثال قالب های ماسه ای را می توان از جنس ماسه سیلیسی ساخت که در آن از چسپ سیلیکات سدیم برای استحکام ماسه استفاده می شود و یا از ماسه چراغی استفاده کرد که در آن از رزین های مصنوعی فنل فرمالدئید و یا اوره استفاده شده است. 

قالب های دائمی به قالب هایی گفته می شود که قابلیت انبساط ندارند و می توان چندین بار از آن استفاده کرد، سرعت تولید قطعات در این روش بسیار بالاست، از قالب های دائمی به دو صورت ریخته گری کم فشار و ریخته گری پرفشار استفاده می شود.  

فرایند ساخت قالب برای ریخته گری و ذوب فلزات خود یک فرایند پیچیده است که نیاز به دانش و مهارت زیادی دارد، قبل از شروع ریخته گری با توجه به ویژگی هایی که محصول نهایی باید داشته باشد، جنس قالب و روش ریخته گری توسط متخصصان تعیین می شود. ساخت بدنه های آسانسور نیز از مشتقات ریخته گری میباشد برای کسب اطلاعات بیشتر در باره آسانسور و اطلاعات کامل آن به این مقاله مراجعه کنید.

نکات مهمی که باید در ریخته گری و ذوب فلزات رعایت شود

• در هنگام اجرای فرایند ریخته گری و ذوب فلزات نرخ ریخت مایع مذاب در داخل قالب باید کاملا حساب شده باشد تا از جامد شدن سریع قبل از پر کردن کامل محفظه قالب جلوگیری شود.

• توربولانس مواد مذاب باید حداقل باشد در غیر اینصورت باعث ایجاد حباب های هوا می شود، این حباب ها در داخل قالب حبس شده و علاوه بر ایجاد اشکال در شکل ظاهری قطعه باعث اکسید شدن سطح آن هم خواهند شد.

• برای تهیه مواد اولیه در ساخت قالب باید دقت زیادی انجام شود، و قالب هم در هنگام استفاده باید کاملا خشک باشد و هیچگونه رطوبتی در آن وجود نداشته باشد، جوشیدن و یا تبخیر شدن آب داخل قالب در هنگام تماس با ماده مذاب باعث بروز عیوب ظاهری در سطح فلز می شود.