دانلود گزارش کار درس مواد و روش های ساخت

در بازدید از کارگاه آموزشی دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد با روش ریخته گری وتعدادی از ماشین افزاز ها آشنا شدیم.

این کارگاه مجهز به دو سالن بزرگ بود
دربخشی از سالن اولی که قسمت ریخته گری بود دارای یک کوره القایی که مذاب استندلس استیل که در دمای 1750 درجه ذوب می شدو متشکل از بوته یا همان بدنه و تابلو که تنظیمات حرارتی توسط تابلو انجام و بررسی بوته اعمال می شد، بود
ودر بخش دیگر کارگاه تولید قالب های ماسه ای از جمله ماسه سلیس و کرمیت و ماسه چراغی درست میشد مذاب تولید شده را خل آن می ریختند.

سالن دوم ، سالن ماشین افزار بود که متشکل از دستگاههای مکانیکی از جمله دلر و دستگاه تراش و فرز و ...

بود که برای رساندن قطعه به ابعاد نهایی وهمچنین سوراخکاری و آماده سازی قطعه کاربرد داشت.

در این کارگاه قطعه ای به ما معرفی شد که برای بست کابلهای فشار قوی مورد استفاده قرار می گرفت .که روش تولید آن در ابتدا ریخته گری و سپس ماشین کاری بود.

گفته های آقای مهندس رمضانی سرپرست کارگاه در مورد:
• روش تولید از جمله روش مکانیکی و روش ذوبی
• کوره
• اساس ذوب القایی
• قالب
• بوته
• ماسه، از جمله ماسه هال کرمیت،سلیس،ماسه چراغی
• دستگاه تراش
• دستگاه دلر
بوده است که در مورد هر یک از اینها در زیر مفصل توضح داده شده است.

تولید یا شکل دهی قطعات فلزی به چهار روش امکان پذیراست
1.

روشهای مکانیکی یا ماشین کاری(بُراده برداری)
مثل کشش، نورد ، فرجین ، الکتروژن و ...

2.

روشهای ذوبی مثل ریخته گری
3.

برای یک سری از قطعات تلفیق این دو روش امکان پذیر است
4.روشهای متالوژی پودر
الف) ماشین کاری ( بُراده برداری):
به وسیله ابزارهای براده برداری از جمله تراش و دلر که ذره ذره از روی قطعه براده برداری می کنند.

ویژگی این روش:
- زمان زیادی می برد
- هزینه بالایی دارد

ب) ریخته گری:


ریخته گری یک روش بسیار توانا ست، به شما کمک می کند که قطعات را نزدیک به سایز نهای تولید کنید بعد برای بعضی قطعات به وسیله ماشین های براده برداری با یک یا دو میلیمتر براده برداری قطعه را به سایز نهایی برسانید.

مواد را داخل کوره ها ریخته گری می کنند و بعد در داخل قالب که شکل قطعات به صورت نگاتیو ایجاد کرده اند ریخته گری می کنند،قطعات در نهایت به شکل داخل قالب در می آیند.

ویژگی این روش:
• در وقت زمان صرف جویی می شود
• میزان مواد مصرفی به شدت کاهش پیدا می کند
• از معایب این روش ،ابعاد قطعه ای که تولید می شود دقیق نیست

منظومات ریخته گری
یک بعد کار که کوره است ،که یک دستگاه را می خواهیم که قابلیت ذوب مواد را داشته باشد.

مثلا کوره های القایی.

کوره های القایی کوره هایی هستند که به روش القا مذاب را برای شما تهیه می کند.

اساس ذوب القایی :
تمام ذرات دو قطب دارند مثبت و منفی یعنی اگر یک فلز رو زیر مکروسکوپ آنقدر بزرگ کنیم تا به میلیون برابر برسد به دو قطبی های فلزی می رسیم که یک سرش مثبت است و یک سر دیگرش منفی ست.کار کوره های القایی انواج الکترومغناطیسی را عوض می کند مثلا فرکاس برق شهری که در منازل وکابل ها هست 50 هست یعنی در هر ثانیه این دو قطبی ها 50 مرتبه عوض می شوند.که جذب و دفع این ذرات باعث حرکت این واحد ها می شود که این واحد ها با هم برخورد می کنند که از برخورد آنها استحکاک به وجود می آید و حاصل استحکاک گرما است ،گرما باعث شکستن این شبکه ها و پیوند های فلزی بین ذرات میشود یعنی ذره شما از حالت جامد به مایع تبدیل می شود و ویژگی مایع قابل سیلان وریختن است که این مایع را داخل محفظه خالی که اسمش قالب هست ریخته گری می کنند .

یعنی یک جسم را بدون تغییر در متریال میان گرمش می کنند آنقدر که مذاب می شود که این مذاب را داخل قالب ریخته گری می کنند و بعد صبر می کنند تا سرد شود آنقدر که از دمای 1750درجه تا دمای 300 تا 100 یا 35 درجه دمای محیط برسد.

گاهی وقت ها ریخته گری تنها روش است مثلا اگر بخواهیم یک مجسمه را تولید کنیم ،فقط به وسیله ریخته گری می شود تولید کرد اگر هم قرار باشد به روش دیگری تولید کنیم یا غیر ممکن است یا خیلی گران تمام می شود بُعد دیگر مدل است ،منظور از مدل یعنی یک قطعه پوزوتیو یا منفی هست که آن را داخل مواد قالب گیری می زنیم که یک فضای خالی شامل نگاتیو درست می شود که بعداً توسط مواد مذاب پر می شود.

قالب: .

قالب یک فضای هست که توسط مواد دیر گداز به صورت نگاتیو(منفی) که قرار است تو سط مواد مذابی که در کوره تهیه دیدیم پر می شود.

مواد قالب گیری عموماَ در رده های مواد خاص تعریف می شو د و رده کیفی برای آنها قابل تعریف است.تا بتواند در برابر دمای مواد از جمله سرب 250 درجه،آلومینیوم 650 درجه، مس 1100 درجه ، چدن 1450 درجه ، فولاد 1750 درجه ، آلیاژهای تیتانیوم 2100 درجه ، آلیاژهای زیر کونیوم 2300 تا 2400 درجه ذوب می شوند را تحمل کنند .

شما اگر توی مواد قالب گیری تون که مذاب روی آن مینشیند ،اگر مواد اکتیو داشته باشید ماده در دمای بالا ایجاد گاز می کند.

(طبق قانون برمانیوف) یک سیسی یک واحد حجم از ماده اگر تبدیل به گاز شود حجم آن در آن واحد 22400 برابر می شود یک چنین افزایش حجمی در چنین زمان کوتا هی تعریفش انفجار است.

ویژگی مواد قالب گیری: مواد قالب گیری باید در این دما مقاومت به پایداری زیادی داشته باشند.

نکته مهم آری از مواد نا خالصی با شند.

جنس مواد قالب گیری : از جمله موادی در ساخت قالب استفاده می کنند(ماسه کرمیت ،ماسه سلیس(کوارتز)،ماسه چراغی و ماسه زیلکونیم ) بوته: ظرفی مذاب داخل آن تهیه می شود که یک سری از کوره ها جرم کوبیدنی دارند مواد بوته را میکوبند.

یک سری دیگر کوره ها ذوب هستند که بوته آماده دارند پشتش شعله می خورد و گرما را منتل می کند .

ویژگی این نوع کوره ها انقال حرارت با لا و دیر گدازی بالا را دارند جنس مواد داخل کوره آلومینا است.

آلومینا: آلومینا یعنی اکسید آلومینیوم نسوز شده ،یک ماده دیر گداز است که مذاب را داخل او تهیه می کنند وکوره را وقتی که یک دفع که نسوز کپی می کنند تا 70 تن ذوب تهیه می کنند طی 30 مرتبه ، 70 مرتبه یا 80 مرتبه که بستکی به تعداد دارد.

ماسه: ماسه تشکیل شده از ذرات بسیار ریزه که دانه بندی مشخصی دارد و انواع مختلف دارد از جمله کرومیت و سیلیس و...،البته در بحث مهندسی ذرات ما سه که زیر 500 میکرون باشند،خاک نامیده می شود به همین دلیل به ماسه ها ی خیلی ریز خاک هم گفته می شود .و در ایران هم بهترین ماسه در گناباد تولید می شود.

الف)ماسه کرومیت: تقریباٌ سیاه رنگ و تیره است و به صورت اکسید کروم در طبیعت یافت می شود و از فردایش سنگ اکیر کرم به دست می آید و از خصوصیات این ماده ، حرارت را بیشتر منتل می کند و سرد است یعنی اگر ما به این ماسه دست بزنیم احساس سرما به ما دست می دهد چون که حرارت دست ما را منتل می کند و برای اینکه مذاب زودتر سرد شود از این ماسه استفاده می کنند و در حال حاضر در ایران کیلویی 1100 تومان است.

ویژگی ماسه کرومیت: 1.دیر گدازی بالا 2.انتقال حرارت بالا ما در ریخته گری یک تکنیک داریم که به وسیله آن عیوب انقبازی را از قطع دور کنیم .

در مسیر انجماد که از یک طرف پیش میاد عیوب فرار می کنند که هر چه سرعت انجمات بیشتر باشد عیوب کمتری خواهیم داشت .پس در نتیجه برای قطعات خاص یا جاهای حساس قطعه که بخواهیم عیوب کمتری داشته باشد میام از ماسه با انتقال حرارت بالا مثل ماسه کرومیت استفاده می کنیم که هم جنبه صرفه جوی داشته باشد هم اختصادی.

فرایند شکل گیری قالب : ماسه زمانی که از کارخانه فرآورده های معدنی که میاد داخل کارخانه چون شکل نمی گیرد معادل وزن خودش به آن 7/0 چسب سلیکات سدیم می زنند،یعنی در هر 100 کیلو مواد قالب گیری 93کیلو ماسه و7 کیلو چسب می زنند .چسب سیلیکات سدیم رنگ خاصی ندارد و شیشه ای است و اسم سنتی آن آب شیشه است.قیمت آن در حال حاضر کیلو یی400 تومان است .ماسه ای چسب خورده را دور مدل می کوبند که این عمل هم می تواند دستی باشد و هم مکانیزه و بعد با عبور دادن گاز (CO2) آن را خشک و صفت می کنند.

گاز (CO2) با ترکیب سیلیکات که دور ذرات ماسه است تشکیل یک قشای شیشه ای می دهد که عمل باعث چسبندگی و خشک شدن ماسه می شود.

ب)ماسه سلیس: ماسه ای که تقریبا سفید مایل به کرم است واز فردایش سنگ اکسیدسلیم (اکسید سلیس) به دست می آید.

بسیا ر زیاد در طبیعت یافت می شود چون سطح کره زمین 90در صد از کوالتز است .سنگ آن را از معدن می کنند و بعد خوردش می کنند و به دانه بندی ها جدا گانه تقسیم می کنند ،قیمت این ماسه در حال حاضر کیلویی 40 تومان است.

ج)ماسه زیلکونیوم: ماسه ای است که بسیار دیر گداز و سخت است چون خورد کردن سنگ معدن آن سخت است بسیار گران است که در حال حاضر کیلویی 3000هزار تومان است.معمولاُ برای سطح صافی را که بخواهند تولید کنند میان یک قشای نازک روی قالب را با این ماسه می پوشانند.

د)ماسه چراغی: ماسه چراغی ، اسم آمیانه آن است .اسم اصلی آن ماسه رزینی گرما سخت است روش تولید این ماسه،آغشته کردن ماسه سیلیس به رزینگ ،که ماسه از سقف،از یک دوش ریخته می شود و از دیواره ها رزینگ پاشیده می شود یا به قول معروف دوش می شود که ماسه در حین پایین آمدن با رزینگ آغشته و مخلوط می شود که شما در کف ماسه آشته شده به رزینگ دارید.

روش تولید قالب به وسیله ماسه چراغی: ماسه چراغی را دور مدل می کوبند چه به روش دستی یا مکانیزه و بعد بوسیله گرمایی که به زیر قطعه می دهند با درجه حرارت 270 در ظرف مدت 2 دقیقه ،رزینگ تشکیل یک باند چسبی می دهد و ذرات ماسه صفت و سخت می شود.

ویژگی ماسه چراغی : اتصال محکمی دارد.

از کیفیت بهتری برخوردار است.

در مقابل آب بر خلاف ما سه های دیگر حساس نیست چون رزینگ ایجادگاز می کند ، برای مذاب هایی که دمای بالا دارند مناسب نیست.مثل فولاد ، ولی برای آلیاژهای مثل آلومینیوم،چدن ، مس و...

که مذاب هایی که دمای ذوب یایینی دارند مناسب است.

کیفیت ماسه را چگونه مورد ازمایش قرار می دهیم دانه بندی آن را تست می کنند که همه یک اندازه باشند چون ویژگی مواد قالب گیری عبور گاز است .

موقع ریخته گری که مذاب میاد روی سیلیکات سدیم مینشیند ایجاد گاز می کند و این گاز باید بتواند فرار کند،نه اینکه بزند داخل قطعه ،پس ماسه باید یک شبکه بندی باز داشته باشد.دانه بندی کره ها باید هماندازه باشند تا کنار همدیگر بنشینتو فضای خالی بین کره ها باعث فرار گاز شود.

کیفیت درصد تغییر وزن حرارتی یا فاکتورLI.

یعنی وقتی که شما یک قالبی را آمده کردید و مذاب را توش ریختید چقدر این قالب کا هش پیدا می کند و پوک می شود ، چقدر در مقابل حرارت دوام می یارد و شکل خودش را از دست نمی دهد.

اجزای فرِّار داخلش نداشته باشد ، مثل سدیم ،منیزم،...(عناصر قلیایی و قلیایی خاکی ).اینها موادی هستند که در دمای بالا به شدّدت اکتیو هستند و ایجاد گاز می کنند .

حداکثر عناصر قلیاییو قلیایی خاکی به صورت اکسید می تواند باشد زیر 2 دهم درصد است یعنی در هر ده هزار کیلو 20 کیلو می تواند باشد.یک سری فرایند ها هستند که مهندسی سطح بهش می گن که بسته به نوع قطعه از فرایدهایی مثل کرومات کاری ، زاج کاری ، سنپلاس کردن ، پرداخت کردن ، صیغل کردن و...

برای زیبایی استفاده می شود.

سندبلاست : یک نوع زیبایی صنعتی است که سطح قطعه را مات می کند و انعکاس را از قطعه می گیرد، چون انعکاس هست که عیوب را نشان می دهد پس میا ن از سندبلاست برای سطح قطعه استفاده می کنند تا هم هم عیوب سطح قطعه کمتر دیده شود وهم زیبایی خاصی به قطعه بدهند.

یکی دیگر از قالب های قطعات ، قالب های دائمی فلزی هستند.مثلا آلومینیم را می توانند داخل آهن و فولاد ریخته گری کرد چون دمای ریخته گری آلومینیم700 درجه است ، ولی آهن وفولاد توی این دما کاریش نمی شه .

ولی فولاد را رو فولاد نمی تونیم بریزیم .چون دمای ذوب ان 1400 درجه است و دمای ریخته گری آن 1700 درجه است ، بریزیم بلافا صله مجذوبش میشود و می چسبد.قالب های دائمی فلزی فقط برای آلیاژ های آلومینیم به پایین است.

دستگاه تراش: دستگاهی هست که قطعه توسطه سه گیره یا فک بسته می شود وقطعه به چرخش در میاد و بعد بوسیله ابزار قطعه ای که بر روی دستگاه نصب است براده برداری می شود و ار ویژگی این روش دقت بالای آن است که تا یک صدم میلی متر رعایت می شود.

دستگاه دلر: دستگاه سوراخ کن است که قطعات توسطه گیره محکم می شود مته در حالت چرخش قطعه را در اندازه و ابعاد گوناگون سوراخ می کند.

با سپاس فراوان از استاد گرامی آقای دکتر کوشکی که این بازدید را برای ما فراهم نمودن 20/04/1387