قالبسازی-قالبگیری

قسمت قالبگیری

روشی که در اینجا استفاده می شود روش قالبگیری co2 می باشد  .

ماده دیر گداز + چسب + فعال کننده چسب + سایر مواد

ماسه سیلسی + سیلیکات سدیم + گاز co2 + .. .

پس از تهیه قالب به منظور ایجاد استحکام کافی از قالب آن را تحت دمش گاز co2 قرار می دهند تا باعث اتصال ذرات ماسه یه یکدیگر می شود .

از مزایای این روش : 1- دقت ابعادی و صافی سطح خوب

2- قابلیت شکل پذیری خوب

معایب این روش : 1- استحکام باقی مانده زیاد

2- عمر مفید کم (جذب گاز از محیط)

این روش برای مدلهای صفحه ای بیشتر استفاده می شود چون استحکام زیاد آن باعث می شود تا صفحه کمتر خم شود . در بخش قالبگیری برای تهیه قالبی با توجه به قطعه مورد نظر به مواد زیر نیز احتیاج داریم :

1-                  مدل (بر اساس قطعه مورد نظر) 2- درجه 3- ماسه 4- گاز co2 5- تغذیه  6- راهگاه 7- ماهیچه (بر اساس قطعه مورد نظر ) 8- پودر سپاریت 9- سیخ …

مدلهای مورد استفاده در این قسمت در قسمت مدلسازی آماده می شود .

مدلهای مورد استفاده عبارتند از : 1- مدلهای یک تکه 2- مدل صفحه ای با سیستم راهگاهی 3- مدل همراه قطعه آزاد

مدلها از لحاظ جنس به صورت فلزی و چوبی می باشند .

نحوه قالبگیری مدل صفحه ای به این گونه است که تای رو و زیر مدل روی صفحه چوبی قرار دارد و راهگاه فرعی آن روی صفحه چوبی در نظر گرفته شده است و هر دو تای جداگانه قالبگیری می شود و بعد از اتمام کار روی هم قرار می گیرند .

درجه : جعبه ای است فلزی که حاوی ماده قالبگیری است و قالب به کمک آن تهیه می شود . درجات تای رو زیر را تشکیل می دهند . تعداد درجات در هر تای ممکن است متفاوت باشد . کوچکترین درجه ای که در کارخانه موجود بود حدوداً به اندازه 1*1 و بزرگترین آن 2*2 است .

انواع ماسه مورد نیاز برای قالبگیری :

1-                  ماسه سیلیسی : این ماسه عمده آن حاوی اکسید سیلسیم است و دمای زینتر آن 171 درجه سانتیگراد .

ماسه سیلیسی را بعد از مصرف ماسه کرومیی روی قالب استفاده می کنند . ماسه سیلیسی توسط دستگاه میکسر ماسه سیلیسی با چسب سیلیکات سدیم مخلوط شده و آماده استفاده می شود .

ماسه سیلیسی طبیعی تا 20 % خاک رس دارد ولی ماسه سیلیسی مصنوعی کمتر از 2 % خاک رس دارد .

ماسه سیلیسی دارای انبساط زیاد می باشد که با اضافه کردن یک سری مواد از انبساط آن می کاهیم .

ترکیبات شیمیایی قابل قبول برای ماسه های سیلیسی درجه 1 :

sio2   Al2o3     اکسید آهن    اکسیدهای قلیایی خاکی       اکسیدهای قلیایی

96%     5/1%          1%                    75/. %                         1%

این نکته حائز اهمیت است که ماسه سیلیسی را نباید محکم کوبید به دلیل انبساط آن .

2- ماسه کرومیتی : fecr2o3   1- دمای زینتر این ماسه 1900 – 1780 درجه سانتیگراد می باشد .2-  رنگ این ماسه سیاه است .  3- این ماسه دارای پایداری بالایی در دماهای بالا می باشد . 4- خاصیت مبرد بودن هم دارد .

ماسه کرومیتی روی سطح مدل را می پوشاند . این ماسه در دستگاهی به نام میکسر ماسه کرومیتی درست می شود .

2-                  ماسه 171 : کاربرد آن نسبت به 2 ماسه دیگر خیلی کم است . رنگ این ماسه خردلی است .

نسبت ماسه و چسب :

در بعضی از روزها دیده شد که این نسبت رعایت نشده و ماسه یا کم چسب بوده یا بسیار پر چسب و نسبت ترکیبی رعایت نشده است . اگر ماسه کم چسب باشد از چسبندگی کمی برخوردار است و با مالیدن دست به روی قالب ذرات ماسه از سطح قالب جدا می شوند و در نتیجه از استحکام کافی برخوردار نمی باشند  و در هنگام خروج مدل بیشترین اثرات این حالت را مشاهده خواهیم کرد . یعنی اینکه مدل قسمتی از قالب را نیز به همراه خود کنده و باعث معیوب شدن قالب می گردد و درقسمت مونتاژ کار بیشتری را طلب می کند .

اگر پرچسب باشد گاز بیشتری را برای خشک شدن نیازمند می باشد و همچنین درمرحله تخریب قالب به سختی این کار صورت می گیرد . گاهی میز مشاهده شده است که نسبت ماسه باز یافت به ماسه جدید بسیار بیشتر از مقدار لازم است و این امر باعث کاهش استحکام قالب خواهد شد . به طوری که ذرات ماسه آن چسبندگی لازم را نخواهند داشت . در این حالت در هنگام خروج از قالب ، مدل قسمت بسیارزیادی از قالب را به همراه خود به بیرون می کشد .

با ایجاد آزمایشگاه تعیین استحکام ماسه می توان این نواقص را به حداقل رساند .

برای تعیین نسبت معین ماسه و چسب پیشنهاد می شود با قرار دادن واحد اندازه گیری مناسب در آن قسمت این نقص را به حداقل رساند .

تغذیه گیری :

تغذیه گیری یک بخش از قالبگیری است .

تغذیه حفره ای اضافی است که در قالب تعبیه شده و با فلز مذاب پر می شود . این مخزن امکان سیلان و حرکت مذاب به فضای قالب را فراهم کرده ، انقباض ناشی از انجماد را جبران کرده .

تغذیه مورد استفاده در قالبگیری توسط جعبه ماهیچه های مختلف درست می شود.

جنس جعبه ماهیچه از آلومینیوم و عمده ماسه مورد مصرفی در تغذیه از جنس اگزوترمیت است .

اگزو ترمیت در دستگاهی به نام میکسر اسلیو گیری با آب و الکل قاطی شده و آماده می شود .

نحوه فالبگیری تغذیه : ماسه راداخل جعبه ماهیچه ریخته قسمت داخلی آن را در آورده و سپس با مشعل قالب را حرارت داده حال تغذیه را از جعبه جدا کرده ودوباره آن را حرارت داده وسپس داخل گرمخانه قرار می دهیم .

دلیل استفاده از اگزوترمیت در تغذیه : اگزوترمیت با مذاب واکنش  می دهد که این واکنش گرمازا است . در نتیجه مذاب گرما و سیالیتش رادر قسمت تغذیه حفظ می کند و سریعتر از مذاب قالب سرد نمی شود .

 ماهیچه گیری :

 ماهیچه گیری بخشی از قالب گیری است .

ماهیچه های مورد نیاز و راهگاه در قسمت ماهیچه سازی آماده می شود.

در این بخش انواع مختلف جعبه ماهیچه وجود دارد که از لحاظ شکل و اندازه وجنس با هم متفاوت هستند و البته جنس اکثر آنها آلومینیوم است و تعداد کمی چوبی است .

جعبه ماهیچه ها کد بندی شده اند و چیدن آنها درست مانند یک کتاب خانه است که هر کسی بتواند براحتی جعبه ماهیچه مورد نظر را پیدا کند .

ماسه مورد نیاز در قسمت ماهیچه سازی 3 نوع است : 1- کرومیتی 2- 171    3- چراغی

ماسه کرومیتی برای تماس جعبه ماهیچه ها کاربرد دارد .

ماسه 171 برای راهنماها استفاده می شود و در مورادی که جعبه ماهیچه بزرگ  هستند لایه اولیه از کرومیت و بقیه آن را از ماسه 171 پر می کنند .

علت استفاده بیشتر از ماسه کرومیتی نسبت به 171 دیر گدازی آن است .

ماسه های مورد استفاده بعد از قالبگیری توسط گاز  co2 خشک می شود .

در قسمت ماهیچه سازی ماده دیگری که کاربرد زیادی دارد پودر سپاریت است که به قسمت هایی از جعبه ماهیچه که با ماسه در تماس است زده خواهد شد . این کار برای نچسبیدن ماسه به جعبه ماهیچه است .

نحوه استفاده ماسه چراغی به اینگونه است که ابتدا توسط مشعل جعبه ماهیچه را گرم کرده سپس ماسه را روی آن ریخته و سپس دوباره به مقدار کمی جعبه ماهیچه را حرارت داده و سپس ماهیچه را از جعبه ماهیچه جدا کرده .

این نکته در این قسمت حائیز اهمیت است که ماهیچه رال نباید زیاد  حرارت داد چون موجب ذوب شدن آن می شود.

در ماهیچه گری با گاز co2 این نکته را باید در نظر گرفت که بعد از این که جعبه ماهیچه را با ماسه پر کردیم قبل از گاز گرفتن ماسه های اضافی که اطراف جعبه ماهیچه روی میز کار ریخته شده است جمع آوری کنیم چون اگر این کار بعد از گاز گرفتن صورت بگیرد آن ماسه ها خشک شده و کاربرد ندارد و این حرکت ضرر اقتصادی به همراه دارد .

راهگاه ها هم در قسمت ماهیچه گیری گرفته می شود . 2 نوع راهگاه مورد استفاده قرار می گیرد . 1- راهگاه معمولی  2- راهگاه قیفی

این نکته حائز اهمیت که برای ماهیچه های مخروطی شکل یک سوراخ بزرگ وسط آن زده این کار برای خروج گاز و رطوبت است .

تمامی ماهیچه ها بعد از قالبگیری داخل اتاقک گرما داده می شود . به غیر از راهگاه ها و راهنما ها و ماهیچه های برشی . با این کار ماهیچه هاکاملاً خشک شده و رطوبت آن گرفته می شود .

کاربرد ماهیچه برشی این است که در زیر تغذیه ها قرار می گیرد .برای راحت تر جدا شدن تغذیه از مدل .

نحوه قالبگیری ماهیچه های مختلف متفاوت است به طور مثال در بعضی از مدلهای ماهیچه از قانچاق استفاده می کنند .

بزرگترین جعبه ماهیچه هایی که من مشاهده کردم برای مدلهای تا پشل و با تمشل بوده .

در بعضی از ماهیچه های بزرگ از مبرد هم استفاده می شود . این کار به خاطر انجماد جهت دار مذاب صورت می گیرد . اصولاً مبرد به منظور سرد کردن مذاب در برخی از قسمتهای قطعه تعبیه می شود . گاهی اوقات مشاهده شده است که در مبرد مورد استفاده باعث ایجاد فرو رفتگی در روی سطح قالب شده است و این فرورفتگی تا عمق 3 تا 4 میلیمتر نیز می رسد و باعث لبه دار شدن بدنه قطعه می گردد کهدر مرحله تمیز کاری نیاز بیشتری به سنگ کاری خواهد داشت جهت رفع این مشکل پیشنهاد می شود در نحوه کار گذاری مبرد در قالب دقت بیشتری صورت بگیرد تا کاملاً با بدنه اصلی قطعه هم سطح باشد .

برای درست کردن بعضی از ماهیچه های بزرگ جوشکاری هم انجام می شود . به این صورت است که اسکلتی متناسب با ماهیچه درست می شود و دو دسته ای روی آن در نظر گرفته می شود برای حمل ماهیچه .

سیخ هواکش : سیخ هواکش به منظور خروج گازهای موجود در محفظه قالب استفاده می کنند تا از محبوس شدن این گاز در قالب و ایجاد مکهای گاز جلوگیری به عمل آید .

سیخ دیگری روی قالب زدهمی شود برای ورودگاز Co2 در محفظه قالب تا قالب محکم شود. لازم است که تذکر داده شود در هنگام زدن سیخ دقت شود که با بدنه اصلی قالب تماس نداشته باشد . زیرا مشاهده شده است که گاهای بر اثر کم دقتی سیخ باعث ایجاد شیارهایی روی سطح قالب گردیده است که همیشه اثرات این شیارها در هنگام منتاژ باید ترمیم و در نتیجه آن صافی اولیه را نخواهد داشت .

نحوه در آوردن مدل قالب :

این کار به صورتهای مختلف انجام می شود .

به طور مثال برای جدا کردن قالب از مدل صفحه ای ، قالب را توسط چرثقیل کمی بالا و پائین کردن تا بر اثر ضربات حاصل از برخورد با زمین قالب از مدل جدا شده .

مرحله مونتاژ و یا ماهیچه گذاری :

در هنگام ماهیچه گذاری بایستی دقت کافی وکامل صورت پذیرد تا به قالب آسیبی وارد نشود .

بعضی اوقات مشاهده شده است که در هنگام قرار دادن ماهیچه در داخل قالب و محکم کردن آن در محل خود بوسیله میخ باعث تخریب بدنه اصلی قالب شده در نتیجه ترمیم دوباره قالب را طلب می کند .

هر چه ترمیم کمتری روی قالب صورت بگیرد قطعه بدست آمده از کیفیت بالاتری برخوردار است و از سنگ زنی های بی مورد جلوگیری می شود .

همچنین گاهی اوقات دیده شدهاست که ماهیچه کاملاً درمحل خود سوار نشده است به هر دلیلی و باعث ایجاد لبه دار شدن سطح قالب شدهاست و این لبه روی سطح قطعه نیز ایجاد خواهد شد و جهت بر طرف ساختن آن نیاز به رصف وقت و هزینه بسیار خواهد شد وگاهی نیز قطعه از اندازه خود خارج شده و معیوب می شود .جهت به حداقل رساندن اینگونه موارد فقط بایستی دقت بیشتری را بکار برد تا از بروز چنین نقص هایی جلوگیری به عمل آید . ضمناً پیشنهاد می شود که جهت درست کردن محلول سرامیکی که روی سطح قالب زده می شوداز یک میدان مغناطیسی جهت جهت گردش و همزدن یکنواخت مواد به یکدیگر استفاده شود یا یک هم زن .

اولاً محلول به صورت یکنواخت تهیه شده و ثانیاً ذرات درشتر در کف ظرف ته نشین می شوند .

اصولاً این مواد را برای صافی سطح بیشتر بر روی قالب پاشیده می شود و در نتیجه نبایستی خود این مواد باعث ایجاد برجستگی روی سطح قالب شوند .

این نکته حائز اهمیت است که بعد از قالبگیری قسمت داخلی را توسط مشعل حرارت داده تا اگر رطوبت داشت از بین برود .

در پایان با توجه به تمام مواردذکر شده و اجرای آنها قالبها آماده چفت کردن هستند .

قالبها بعد از اینکه روی هم قرار گرفتن توسط جوشکاری به هم اتصال داده می شوند . این کار برای این است که در هنگام ذوب ریزی یا حمل سپس برای ذوب ریزی آماده می گردند .

حال ترتیب کلیه مراحل قالبگیری را توسط قالبگیری یک نمونه توضیح می دهیم :

نحوه قالبگیری چرخ

مدل چرخ از نوع مدل صفحه ای است .

در قالبگیری چرخ از یک مدل صفحه ای برای تای بالایی و پائینی استفاده می شود .

نحوه قالبگیری : ابتدا تای زیر را قالبگیری کرده بنابراین درجه ای متناسب پیدا کرده و آن را روی مدل صفحه ای قرار داده این کار توسط جرثقیل صورت می گیرد .

راهگاه فرعی را وسط مدل قرارداده شکل این راهگاه به صورت پروانه سه پره است . سپس روی مدل را سپاریت زده و لایه روی مدل را ماسه کرومیتی زده وسپس 2 میله به طور قطری داخل درجه به درجه جوش داده این کار برای استحکام بیشتر قالب صورت می گیرد . روی آنها ماسه سیلیسی ریخته و ان را می کوبیم . ماسه را باید با فشار خیلی کم کوبید چون سیلیس انبساط دارد . بنابراین باید فضایی برای انبساط داشته باشد . البته کار کوبیدن توسط پا صورت می گیرد . بعد از کوبیدن توسط تخته سطح نهایی را صاف کرده و سپس توسط سیخ روی ان سوراخ زده برای گرفتن گاز co2 بعد از اتمام کار گاز گرفتن قالب محکم می شود . این نکته در تای زیر حائیز اهمیت است که بعد از گرفتن گاز در هر سوراخ باید سوراخ را توسط ماسه بپوشانیم تادر هنگام ذوب ریزی مذاب ازاین سوراخ ها خارج نشود .

قالب را از مدل جدا کرده این کار توسط جرثقیل صورت می گیرد ودر گوشه ای قرار داده و بعد راهگاه فرعی را از ان جدا کرده ، بعد از اتمام کار تای زیر ، درجه دیگری روی مدل صفحهای قرار داده برای قالبگیری تای رو .

قالبگیری تای رو به ین صورت است که ابتدا 4 عدد ماهیچه برشی متناسب با مدل را روی مدل قرار داده در 4 ناحیه . سپس 4 تغذیه بزرگ روی 4 ماهیچه قرار داده و 1 راهگاه وسط مدل قرار داده و بعد مدل را سپاریت زده و لایه اولیه را ماسه کرومیتی زده و بعد از اتمام کار جوشکاری روی ان را با ماسه سیلیسی می پوشانیم و بعد از کوبیدن و صاف کردن سطح چند سوراخ زده و شروع به گرفتن گاز می کنیم.

این نکته حائز اهمیت است که اطراف تغذیه ها را هم سیخ زده این بدان علت است که گاز ناشی از تغذیه ها خارج شود . در تای رو سوراخ ها را بعد از گرفتن گاز نمی پوشانیم از طریق این سوراخ ها گاز حاصله در هنگام ذوب ریزی خارج می شود . بعد از گاز گرفتن مدل را از قالب جدا کرده سپس قسمت داخلی قالبها را کمی توسط مشعل حرارت می دهیم تا رطوبتی باقی نماند سپس توسط دستگاه قسمت داخلی قالبها را رنگ سرامیکی زده بعد از انجام این کار 3 راهنما را در جای خود قرار داده و دو درجه را روی هم قرار داده و جوش می دهند و اکنوان قالب برای ذوب ریزی آماده می شود .

قسمت ذوب :

کار در این قسمت ذوب قراضه و مواد برگشتی می باشد و دست یابی به ترکیب شیمیایی مورد نظر و ریختن مذاب به داخل محفظه قالب .

نوع کوره مورد نظر در این قسمت کوره قوس الکتریکی می باشد . در کوره های قوس مستقیم قوس بین الکترود و شارژبرقرار می شود و گرمای ایجاد شده به شارژ منتقل می شود.

این کوره دارای سه الکترود که در سقف کوره با زاویه 120 درجه نسبت به یکدیگر قرار گرفته اند . جنس الکترودها از گرافیت فشرده است و به طول یک تا دو متر هستند که توسط اتصال دهنده های به نام مغزی که جنس آن گرافیت است به یکدیگر متصل می شوند . الکترودها حرکت عمودی دارند . لوله هایی که به الکترودها وصل هستند حاوی آب و جریان برق هستند . آب در جریان است و باعث خنک شدن الکترود می شود .

الکترودها در اثراکسید اسیون کربن در اثر حل شدن در مذاب در مراحل پایانی فولاد سازی مصرف می شود . پس از مدتی کار کردن وره الکترودها کوتاه می شوند و همچنین عوامل مکانیکی مانند ضرابت ناشی برخورد الکترود با شارژ باعث شکست الکترود می شود . در صورت مشاهده این وقایع باید الکترودها را عوض کرده این کار توسط کارگر بخش با کمک چرثقیل صورت می گیرد . الکترودها را توسط آچار مخصوص محکم می کنند .

این نکته حائز اهمیت است که بیشتر الکترودها از مغزی صورت می گیرد .

در صفحات قبل به جریان آب اشاره شد این جریان آب در 2 ناحیه دیگر کوره هم موجود است در قسمت سر کوره و در قسمت درب جلوی کوره

شارژ در کوره توسط جرثقیل انجام می شود . قطعات بزرگ را توسط جرثقیل داخل کوره قرار داده و قطعات کوچک را داخل ظرف مخصوص ریخته و سپس آن را توسط جرثقیل به بالای کوره برده و با باز کردن ته آن مواد داخل کوره ریخته .

شارژ مواد از سقف کوره که قابلیت جابجایی یا به عبارتی تغییر مکان دارد انجام       می شود . کف کوره به صورت قوسی ساخته می شود تا اینکه مذاب با ارتفاع کم و سطح زیاد در کوره وجود داشته باشد . بنابراین سطح تماس مذاب و سرباره بیشتر و انجام واکنشهای فولادسازی که در فصل مشترک سرباره و مذاب انجام می شود بهتر است .

بیشترین تخریب آجر نسوز در این کوره در کف صورت می گیرد . کوره مورد استفاده در اینجا از آجر های مگنامی استفاده می شود و برای سقف کوره از آجر شاموتی استفاده می شود .

ظرفیت کوره برابر 5/2 تن می باشد به صورت اسمی ولی برای قطعاتی مانند باتم شل تا 5/4 تن نیز ذوب ریزی در آن صورت می گیرد . بر اساس نوع ذوب ریزی و آنالیز ترکیب شیمیایی که از قبل در اختیار پرسنل کوره قرار داده شده است مواد شارژی به داخل کوره حمل می شود . قبل از شارژ کوره بایستی دقت کافی را به عمل آورد تا جداره نسوز کوره آسیب ندیده باشد در غیر این صورت بایستی آن قسمت آسیب دیده را با استفاده از جرمهای نسوز خاک نسوز ترمیم نمود . خاک نسوز مورد استفاده در اینجا خاک NR-34  که گاهی با آب و گاهی نیز با چسب سیکلیکات سدیم مخلوط شده و به بدنه کوره زده می شود . 

جهت دریافت فایل  قالبسازی-قالبگیریلطفا آن را خریداری نمایید