سلام ، به سایت شرکت آذرشین خوش آمدید.

ریخته‌گری گریز از مرکز

ریخته‌گری گریز از مرکز

  •  

ریخته‌گری گریز از مرکز

 

ريخته‌گري فرآيندي است كه طي آن ماده مذاب به داخل قالب بارريزي مي‌شود تا به شكل داخلي قالب، منجمد و سپس از داخل آن خارج شده تا قطعه مورد نظر، توليد شود و ارزانترين روش براي توليد محصولات فلزي شكل داده شده است
نزدیک به 15% از کل تولیدات ریختگری در دنیا به روش ریخته‌گری گریز از مرکز انجام می‌شود. ریخته‌گری گریز از مرکز یکی از روش‌های ریخته‌گری است که در سال 1918 توسط یک دانشمند برزیلی اختراع شد. این اختراع موجب شد تا نیاز به دیواره مرکزی قالب در ریخته‌گری لوله‌ها برطرف شود و قالب به کمک یک سیستم خنک-کاری توسط آب سرد شود.

روش کار

ابتدا فلز مذاب درون قالب کروی شکل ریخته می‌شود، سپس با توجه به
وارد آمدن نیروی گریز از مرکز به فلز مذاب به سمت بیرونی قالب متمایل می‌شود. اکنون فرایند انجماد از دیواره قالب شروع می‌شود. نیروی گریز از مرکز در این روش نقش بسزایی را ایفا می کند زیرا باعث می شود که مواد مذاب به سمت دیواره قالب رانده شوند و فلز منجمد شود و شکل حلقوی به خود بگیرد
.

یکی از نکاتی که در این فرایند قابل توجه است این است که در این فرایند از هیچ‌گونه ماهیچه داخلی برای شکل‌دهی به مذاب استفاده نمی‌شود و همچنین با توجه به خاصیت فرایند در این روش برای ریخته‌گری مذاب از راهگاه هم استفاده نمی‌شود.

ضخامت نهایی دیواره تولیدی در فرایند ریخته گری گریز از مرکز هم تابعی از حجم مذاب اولیه ورودی است. در این روش به خاطر عمل چرخش و اختلاف چگالی بین ناخالصی‌ها و مذاب فلز اصلی مورد نظر، ناخالصی‌ها همه روی سطح لوله جمع می‌شوند و این ناخالصی ها به سادگی با یک ماشین‌کاری قابل برداشت می‌باشند.

در فرایند ریخته‌گری گریز از مرکز برای تولید ضخامت‌های بالا یک تغییر کوچکی در فرایند به وجود می‌آید و آن انجماد از هر دو سو است، بدین معنی که درون
لوله به بیرون آن و بیرون به سمت درون شروع می‌شود و در این مورد چون احتمال به وجود آمدن مک کمی بالا می‌رود از هیترهایی جهت گرم کردن سطح داخلی استفاده می‌شود که این کار باعث می‌شود انجماد از بخش بیرونی شروع شود
.

به طور کلی این سیستم از یک منبع ریختن مذاب، اریفیس (جهت جاری شدن تدریجی مذاب از منبع ریخته‌گری به قالب در حال چرخش)، قالب در حال چرخش، چرخ‍های گرداننده قالب که هم در زیر و هم در روی آن هستند و یک موتور برای ایجاد توان لازم برای حرکات قالب استفاده می کند.

محدوده ضخامت برای ریخته‌گری در این روش بین ۲٫۵ تا ۱۲۵ میلی‌متر می‌باشد که معدل است با محدوده ۰٫۱ تا ۵ اینچ.
قطر لوله‌های تولیدی با این روش معمولاً بین
۳ تا ۱۵ متر است (معادل با ۱۰ تا ۵۰ فوت).

مراحل ریخته گری

  •     انسداد انتهای قالب توسط دریچه رینگی
  •        چرخش قالب حول محور تقارن با سرعت مناسب
  •         ورود مذاب
  •         افزایش سرعت دوران پس از اینکه مذاب به انتهای دیگر قالب رسید
  •         توقف قالب و پاشیدن آب

 عوامل موثر بر نحوه ی انجماد

  •         قالب
  •       پوشش قالب
  •     شرایط ریخته گری

انواع ریخته گری گریز از مرکز

تجهیزات ریخته‌گری گریز از مرکز بر اساس جهت و محور چرخش قالب به سه دسته تقسیم‌بندی می‌شوند. ریختگری افقی، عمودی و مایل.

1- ریخته گری گریز از مرکز افقی

در این روش قالب چرخنده به دور محور افقی می ‌چرخد. ریخته گری گریز از مرکز افقی (HorizontalCentrifugal Casting)، روشی مقرون ‌به ‌صرفه برای تولید اجزای لوله‌ ای ‌شکل با کیفیت بالا است. این فرآیند به خصوص برای قطعاتی
‌ استوانه ‌ای شکل بلند مناسب است که طول قطعه به طور قابل‌ توجهی بلندتر از قطر خارجی آن است. در این روش لازم است قطعه پس از شکل گیری نهایی، به سرعت از قالب خارج گردد.
قطعاتی مانند خطوط لوله مستقیم، سیلندرهای طولانی با فلنج انتهایی را با این روش تولید می کنند.

ریخته گری گریز از مرکز عمودی

برخی از تولید کنندگان به دنبال تولید قطعات استوانه ای هستند که در انتهایشان برآمدگی یا فرورفتگی داشته باشند. به این نوع قطعات اصطلاحا ODگفته می شود. بهترین راه برای تولید این نوع قطعات ریخته گری گریز از مرکز عمودی (Vertical  Centrifugal Casting)  است. در این حالت با قرارگیری ماهیچه هایی از جنس گرافیت، ماسه یا سرامیک در انتهای قالب، قطعۀ نهایی به صورت OD در می آید.

بخش نهایی قالب های ریخته گری گریز از مرکز عمودی، باید متقارن باشد که به حفظ تعادل در هنگام چرخش کمک می‌ کند. هنگام ریخته ‌گری به صورت عمودی ارتفاع قطعه ریخته ‌گری به طور معمول کم ‌تر از دو برابر عرض قطعه خواهد بود. قطعات تولیدی با این روش کاهش قابل ‌توجهی در نیاز به پردازش بعدی مانند ماشین کاری دارند.

 

ریخته گری نیمه گریز از مرکز

در این روش، در دیوارۀ قالب حفراتی وجود دارد که مذاب با نفوذ در آن ها شکل پیچیده تری را برای قطعه رقم خواهد زد. برای تولید قطعاتی که تقارن دورانی تقریبی دارند، بهترین روش تولید، ریخته گری نیمه گریز از مرکز (Semi Centrifugal Casting) است.

اساس کار این روش مانند گریز از مرکز واقعی است؛ اما سرعت چرخش در این حالت، به مقدار قابل توجهی کمتر از سرعت چرخش در روش گریز از مرکز حقیقی است. از آن جا که ناخالصی های سبک وزن در مرکز قطعه جمع می شوند، این روش برای تولید قطعاتی که قسمت داخلی آن ها پس از ریخته گری قابلیت ماشین کاری دارند، بسیار مطلوب است.

در این روش برای به دست آوردن قطعاتی با شکل های پیچیده تر، می توان از ماهیچه استفاده کرد. محور چرخش قالب در این روش همواره با موقعیت عمودی می‌ ماند.

قطعاتی از قبیل چرخ‌، قرقره‌، چرخ دنده، چرخ تسمه شیاردار، پروانه و روتور موتورهای الکتریکی با این روش تولید می شوند. سرعت چرخش قالب در این ریخته گری نیمه گریز از مرکز بین ۱۸۰ rpm تا ۲۰۰ rpm پیشنهاد می‌ شود.

ریخته‌گری گریز از مرکز افقی عموما برای ریخته‌گری محصولاتی استفاده می‌شود که نسبت طول به قطر بالایی دارند و یا دارای قطر داخلی یکنواختی هستند مانند: لوله، پوسته‌های استوانه‌ای و . این در حالی است که ریخته‌گری گریز از مرکز عمودی برای قطعاتی که دارای نسبت طول به قطر کمتر هستند استفاده می‌شود. همچنین برای قطعات مخروطی شکل نیز از روش ریخته‌گری عمودی استفاده می‌شود. در ریخته‌گری گریز از مرکز تحت فشار نیروی گریز از مرکز، فشار لازم برای مذاب جهت پر کردن حفره‌های قالب را فراهم می‌کند و جزییات بیشتری از قطعات را می‌توان در ریختگری ساخت و عموما برای تولید دریچه‌ها، کاپوت اتومبیل، شمع و استفاده می‌شود.

قالب‌های ریخته‌گری گریز از مرکز بایستی با مواد سرامیکی، پودر قالب، ماسه، رزین ماسه‌ای یا گرافیت پوشش داده شوند متداول‌ترین پوشش water based mold wash است (با ضخامت 3 5/0 میلی‌متر). پوشش‌دهی به منظور کاهش اصطکاک میان قطعه و قالب و جلوگیری از چسبیدن قطعه به آن انجام می‌شود و مهم‌ترین تجهیزات مورد نیاز برای ریخته‌گری گریز از مرکز ماشین سانتریفوژ ریخته گری لوله، پاتیل ریخته گری ، قالبهای ریخته گری ، ماهیچه گیری، CO2 و هستند.

مواد معمول برای ریخته گری

تمام فلزاتی که قابلیت ریختگی داشته باشند را با این روش می توان ریخته گری کرد. اما معمولا برای فلزاتی مانند انواع چدن، انواع فولاد (مخصوصا فولاد ضد زنگ)، انواع آلیاژهای آلومینیوم، مس، منیزیوم و نیکل کاربرد دارد.

البته به غیر از فلزات، این روش برای انواع شیشه و بتن نیز قابل اجراست. به طور کلی هر ماده مهندسی که قابلیت ذوب داشته باشد، با این روش ریخته گری می شود.

مزایای ریخته گری گریز از مرکز

  •          امکان تولید تعداد قابل توجهی از اجزای استوانه‌ای شکل با سرعت مطلوب
  •          دقت ابعادی مناسب
  •          کاهش استفاده از ماهیچه‌ گذاری و ایجاد راهگاه برای ریخته‌گری
  •          خواص مکانیکی مناسب قطعۀ نهایی
  •          تولید قطعاتی با مقاومت به خوردگی بسیار بالا به دلیل شکل ‌گیری خوب دانه‌ بندی در سطح خارجی قطعه
  •          امکان ریخته‌ گری فلزات با وزن مخصوص بالا
  •          اپراتوری بسیار ساده به دلیل وجود بخش کنترل کامل الکترونیک
  •          سرعت بالای انجماد در مقایسه با سایر روش ها
  •          عدم ایجاد آلودگی در محیط زیست

معایب ریخته گری گریز از مرکز

  •          عدم قابلیت تولید اشکال هندسی پیچیده
  •          استعداد ایجاد تفکیک و جدایش در مناطق مختلف قطعه
  •          لزوم روغن کاری روزانۀ اجزای دستگاه
  •         مصرف انرژی نسبتا بالا برای تولید قطعات حجیم و سنگین

چه زمانی ریخته گری گریز از مرکز را انتخاب کنیم؟

  •          اگر قصد تولید قطعاتی با بخش‌ های متقارن داشته باشید که می ‌توانند حول یک محور بچرخند، این روش می تواند گزینه مناسبی باشد.
  •          در صورتی که خواص قطعات تولیدی به روش های ریخته ‌گری ایستا نامطلوب باشند.
  •          نیاز به قطعاتی با ابعادی طویل باشد.
  •         زمانی که آلیاژ مورد نیاز با روش های ریخته گری دیگر امکان پذیر نباشد و یا گران باشد.
  •          زمانی که دانه بندی یکنواختی مورد نیاز باشد.
  •          انسجام و یکنواختی ابعادی مورد نیاز باشد.

منابع

حجازی، جلال ؛ دولمی، پرویز ؛ نظم دار شهری، سیاوش ؛ عسگر زاده، علی اکبر ؛ درس فنی سال های سوم و چهارم ؛ (1369) ؛ شرکت چاپ و نشر ایران ؛ کرج

جامعه ریخته گران ایران ؛ تحلیل علمی و آماری ؛ جامعه ریخته گران ؛ تهران

دوامی، پرویز ؛ حجازی، جلال ؛ اطلس عیوب ریخته گری ؛ جامعه ریخته گران ایران.

 

2 نظر

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.