گزارش كارآموزي قالبسازي در كارگاه ذوب فلزات مدرن

دسته بندي : فنی و مهندسی » صنایع
گزارش كارآموزي قالبسازي در كارگاه ذوب فلزات مدرن در 31 صفحه ورد قابل ويرايش

فهرست مطالب

عنوان صفحه

مقدمه 1

انواع روشهاي قالبگيري در كارگاه 2

مدل سازي 5

انواع و اقسام غلتكها و رينگها 8

كارگاههاي خاص 10

تجهيزات كارگاه ريخته گري 12

مجتمع آزمايشگاهي و آزمايشگاههاي مواد 18

قالبگيري زميني 24

قالبگيري CO2 26

ماهيچه سازي 27

برخي از مشخصه هاي سنماتيت 33

عوامل موثر در انتخاب كوره 35

آزمايشهاي آزمايشگاهي چدن 36

تئوري ريخته گري فولادها 42

فولادهاي كم كربن 44

مقدمه

شركت قالب سازي فيكس در سال 1375 تاسيس گرديده و اين شركت در جاده قديم كرج بلوار فتح - جوشن 3 كوچه چهار شرقي قرار دارد .

كارگاه 3500 متر مي باشد كه شامل يك سوله بزرگ و در كنار آن يك ساختمان دو طبقه كه شامل دفتر كارگاه محل قرار گرفتن دستگاهها مي باشد . در پشت سوله يك محوطه مي باشد كه در آن انواع كوره ها از جمله كوره زميني - دوار - كوپل قرار دارد . بيشتر توليدات اين كارگاه شامل سفارشات چدن - چدن نشكن و آلومينيوم مي باشد . البته مس ،‌روي و برنج و برنز و غيره نيز هست ولي كمتر از اين سفارشات را دارند . عمده سفارشات توليدات اين كارگاه شامل كارتر روغن كمپرسورهاي 250 ليتري ، لوازم دستگاه آپارت گيري و پنچر گيري و سيلندر ماشين هاي سنگين و غيره كه اينها براي ريخته گري آلومينيوم و همچنين چدن ريزي براي انواع و اقسام قطعات ماشين آلات سنگين مي باشند .

روش كار دراين كارگاه به صورت قالبگيري سنتي مي باشد و لوازمي كه براي قالبگيري سنتي استفاده مي شوند شامل :

1- جعبه ماهيچه

2- درجه و زير درجه

3- قاشك

4- سيخ هوا

5- كوبه

6- خط كش فلزي يا كاردك

7- الك

8- پودر تالك

9- ماسه سيليسي و غيره

انواع روشهاي قالبگيري در كارگاه :

1- روش CO2 براي ماهيچه سازي : 1- چسب سيليكات سديم 2- گاز CO2 و غيره

2- روش قالبگيري گچي (دوغابي ) : بعد از ريخته گري قطعات آنها را با ساتفاده از عمليات داخل كارگاه آماده فروش مي رسانند .(1- كندن راهگاه و سيخ هوا 2- سوراخ كردن محل هايي كه بايد سوراخ شوند 3- پرداخت كاري بر روي قطع 4- رنگ كردن بعضي از قطعات (مخصوصاً قطعات آپارات ) 5- بسته بندي كردن و غيره )

لوازم و وسايل برقي كه در كارگاه موجود مي باشد :

1- مخلوط كن كه براي مخلوطكردن ماسه و چسب و آب و غيره انجام مي گيرد .

2- دستگاه آسياب كه براي جدا سازي ناخالصي ها از ماسه انجام مي گيرد .

3- دستگاه برش 4- كمپرسور هوا 5- دستگاه تراش كاري 6- دريل 7- دستگاه جوشكاري (ترانسفورماتور )

مطالبي در مورد مذاب آلومنيوم و مذاب چدن قبل از ريختن درون قالب :

مذاب آلومنيوم : برروي اين مذاب بعد از خارج كردن از بوته از پودر كاورال (كه قرمز رنگ مي باشد ) استفاده مي شود كه باعث چسبندگي مذاب و گرفته شدن تفاله و سياليت بيشتر در مذاب مي گردد .

مذاب چدن : بر روي اين مذاب بعد از خارج كردن از بوته پودر سيلاكس كه قرمز رنگ و دانه درشت تر از كاوارل مي باشد مي ريزند تا شيره و تفاله و سرباره را جذوب خود بكند و باعث مي شوند كه اين مواد غيره ضروري بر روي مذاب جمع شده و به راحتي جمع آوري شوند در ضمن پودر بوراكس كه سفيد رنگ و نرم مي باشد و همچنين حالت دانه ريزتري دارد براي مذاب آلياژهاي مس ، برنج ، برنز و غيره استفاده مي شود .























مدل سازي

نقشه هاي آماده براي مدلسازي :

مدل سازي با فوم يا يونيليت : فوم يك مدل مصرفي است از مدل در قالب مي سازند و مدل ذوب شونده است كه گاز زيادي توليد مي كند .

اكثر كارها چوبي هستند ، اگر تعداد كم باشد از چوب در صورت زياد بودن قطعه ها و دقت ابعادي بالا قطعه دار AL مي كنند و بعد وارد خط توليد مي شود .

براي قطعاتي كه اضافه تراش و دقت ابعادي بالا دارند وقتي AL مي شود و بر مي گردد كه AL 1 در صد انقباض چدن 2 در صد در كل 3 در صد مي شود كه بعد از آن براي ريخته گري انقباض 2 در صد بايد لحاظ شود .

در صد اضافي براي ابعاد 100 و قطعه ريختگي AL است كه اين قطعه اول AL مي شود و بعد فولاد مي شود . كه 3 در صد انقباض دارند كه بعد از AL شدن 2 در صد انقباض نهايي است .

پوشش مدل چوبي بستگي به جدول استاندارد دارد .

در روشهايي كه تعداد زيادي قطعه نياز باشد در مدلسازي از فوم استفاد مي شود كه فوم نياز به خارج كردن ندارد ومي سوزد و گاز زيادي توليد مي كند و فقط مشكل ما اين است كه گاز زيادي كه توليد مي شود را از قالب خارج كنيم در غير اين صورت قطعه معيوب مي شود .

در فوم كاري براي قطعات زياد مي شود كه فقط لوله راهگاه را خارج مي كنند و بقيه يعني مدل از جنس فوم است .از قالب خارج نمي شود و قبل از ريختن مذاب با حرارت فوم را مي سوزانند و بعد از مذاب را مي ريزند .

روش گريز از مركز - سانتيريفوژ

ريخته گري گريز از مركز افقي با قطعه داخلي :

قالب با دور مشخص مي چرخد دور دستگاه - بار ريزي - درجه حرارت - مهم است جنس فلزي فولاد - فولاد ساده جنس ريخته گري شده است وقتي داخل قالب ريخته مي شود بايد از منجمد شدن سريع بايد توسط آب خنك شود . چون ذوب سريع وارد مي شود يا انبساط ناگهاني روبرو نشود .

سرعت بار ريزي توسط دستگاهي مشخص مي شود

اگر ذوب مدت زماني طول بكشد تا برسد آخر بايد سپس اول سريع ريخته شود .

زمان بار ريزي مهم است كه دوش آب روي پاشيده مي شود .

سفارش مشتري :

داراي كيفيت بالا . قطعه داراي ترك است كه در قالب گر كرده و در اثر انقباض ترك خورده .

انواع فولاد ها با روش سانتيريفيوژ

دماي ريخته گري در اين روش بايد نسبتاً بالا باشد c 1590

در اين واحد كارگاهي 4 كوره القايي كه يكي با 2 تن ظرفيت بزرگترين كوره مي باشد .

كوره القايي با فركانس بالا ، متوسط ، پائين

در فركانس بالا تلاطم كم مي باشد .

در فركانس پائين سطح مذاب

در فركانس بالا سرعت ذوب دهي و خوردگي جداره كوره كمتر لوله هاي فولادي توسط نورد توليد مي شود لوله هاي گاز به اين روش ريخته گري مي شود .

انجماد بصورت ناهمگن و وسط بصورت همگن است . در گريزاز مركز عمودي

انواع و اقسام غلتكها و رينگها :

دور دستگاه با چيفكتور مشخص مي شود . وقتي مي گوئيم با 60 g = يك ذره برابر 60 برابر نيرو وارد مي شود به بدنه گريز از مركز داراي انبساط طولي و عرضي مي باشد .

گريز از مركز عمودي وقتي طول به قطر زياد باشد افقي ريخته گري مي كند .نسبت قطر به طول بيشتر باشد ، غلطكهاي نورد ذوب آهن آلياژ STEEL Base % 7 G و مقداري ni-cr كه سختي لازم را بدهد .

سانتريفوژ عمودي :

تيرآهن به اين روش ريخته گري مي شود .

آلياژ از خود كارخانه گرفته مي شود و بيشتر آلياژ را از روي ساختاري متالوگرافي آلياژ را دست كاري مي كنند .

توزيع كاربيد در شبكه براي ريخته گري غلتكها مهم است كه نسبت به غلطكها و ساختار غلتكهاي تعيين مي شود .

قالب را توسط مكپ مي بندند :

در ريخته گري به روش گريز از مركز افقي پوشش زير كن مي دهند . لوله ها با سانتريفوژ افقي ريخته گري مي شوند .

فورم گيري دستي به علت تنوع كاري در روز 10 الي 1500 نوع آلياژ ريخته مي شود .

ماسه سيليسي معمولي :

اين گونه ماسه ها بازيافت مي شوند .

ماسه تر : يك ماسه معدني هستند كه در اين كارگاه در ريخته گري فولاد استفاده مي شوند .


چدن - فولاد - برنز - برنج - AL :

قطعات چدني چون انجماد خميري دارند و در موقع انجماد خود را جمع مي كنند كه پودر زغالي يا دكسترين يك فيلم سطحي تشكيل مي دهد .

در اين كارگاه محاسبه مواد شارژ ذوب حتي سيستم راهگاهي توسط كامپيوتر انجام مي شود . كربن از مركز قطر اصلي قالب آن را تعيين مي كند كه نداشتن يك قالب سانتريفوژ كه ساختن قالبها گران مي باشد ، كوچك كردن قالب با جوش دادن رينگ است .

در ريخته گري سانتريفوژ جرم حجمي طبقه بندي مي شود .

جنس قالب ها مي توانند انواع مختلف داشته باشند : 1- فولادي

2- گرافيتي

كوره هاي عمليات حرارتي نيز انواعي دارند : 1- زمين 2- آنيلينگ 3- كوئيچ 4- دستگاه شات بلات

- قالبگيري مدلهاي دو تكه با ماهيچه متحرك

اين نوع قالبگيري همانند قالبگيري مدلهاي يك تكه مي باشد ولي با اين تفاوت كه در اينجا مدل داراي دو تكه است و براي ايجاد حفره يا شيار بايد به صورت دستي و با همان ماسه قالبگيري ، ماهيچه بسازيم . ماهيچه سازي در اين نوع قالبگيري بدين صورت است كه بايد جاهايي را كه حفره يا شيار دارد از ماسه خالي كنيم و شيب دهيم . سپس مدل رويي را روي مدل زيري قرار داده و ماهيچه را به صورت شيبدار و با دست ، طوري كه از ماسه قالبگيري جدا باشد (يعني بين ماسه ماهيچه و ماسه قالبگيري پودر جدايش بريزيم) مي سازيم . به دليل اينكه ماهيچه قابليت تحرك و جابه جايي را در هر دو لنگه درجه دارد به «ماهيچه متحرك» مشهور است . در ماهيچه سازي متحرك ، بايد در داخل ماهيچه از قانجاق استفاده كنيم .

تعريف قانجاق : قانجاق عبارتست از ميله مسي كه به شكل ماهيچه ساخته مي شود و در وسط آن قرار دارد و لاعث استحكام ماهيچه مي شود ، تا هنگام جابه‌جا كردن ماهيچه نشكند .

قالبگيري زميني

قالبگيري زميني همانطور كه از اسمش پيداست بر روي زمين صورت مي گيرد و براي توليد قطعات بزرگي است كه قالبگيري آنها در درجه‌هاي كوچك امكان پذير نيست . در اين نوع قالبگيري ممكن است زمين به عنوان درجه زيري باشد و درجه رويي بر روي زمين قرار گيرد . يا ممكن است با استفاده از دو لنگه درجه بزرگ قالبگيري صورت گيرد . اما در اين كارگاه به دليل كمبود درجه مجبور هستيم از زمين به عنوان يك لنگه درجه استفاده كنيم . ماسه خشك را با كمي بنتونيت و آب مخلوط مي كنيم و به وسيله الك آن را الك مي كنيم تا دانه هاي درشت و كلوخه هاي آن گرفته شود . پس از الك كردن ماسه را بر روي زمين به اندازه يك درجه پهن كرده و مي كوبيم و سپس صاف مي كنيم . در اينجا بايد ماسه زير را تراز كنيم تا سطح كاملاً صاف و يكنواختي داشته باشد . سپس مدل را كه مي تواند يك پروانه بزرگ يا يك درجه كوچك باشد را روي ماسه قرار مي دهيم . در زير مدل و كناره هاي آن از پودر تا لك استفاده مي كنم . بعد درجه بالايي را روي مدل قرار مي دهيم و ان را از ماسه پر مي كنيم و مي كوبيم . از يك چوب متوسط براي راهگاه و از يك چوب بزرگ به عنوان تغذيه استفاده مي كنيم . پس از آنكه قالبگيري تمام شد چهار عدد ميخ در چهار گوشه درجه بالايي به عنوان راهنما قرار مي دهيم تا موقعي كه دوباره خواستيم درجه بالايي را زا زمين جدا مي كنيم. پس از همه اين كارها نوبت به درآوردن مدل از داخل ماسه مي شود. براي اين كار بايد ابتدا جاهايي از مدل را كه با ماسه در تماس است و ممكن است موقع دراوردن مدل ، از جايش بلند شود ، آب مي زنيم و سپس مدل را لق مي كنيم تا كاملاً مدل در جاي خودش حالت بازي داشته باشد . مدل را در مي آوريم و به طراحي حوضچه پاي راهگاه و كانال اصلي و فرعي مي پردازيم . قالب را به وسيله مشعلي كه به سيلندر گاز وصل است ، خشك مي كنيم و مذاب را كه از قبل آماده كرده ايم بوسيله بوته داخل قالب مي ريزيم . بعد از اتمام مذاب ريزي حدوداً 20 تا 30 دقيقه طول مي كشد تا قطعه سرد شود . قطعه را از داخل ماسه در مي آوريم . راهگاه و تغذيه آن را مي بريم و ماسه اضافه آن را به وسيله كاردك و برس سيمي تميز مي كنيم . بعد به كمك سوهان اضافات قطعه را مي سائيم و بدين ترتيب توانسته ايم يك پروانه بزرگ توليد كنيم .

از مزاياي قالبگيري زميني مي توان قابليت توليد بزرگ با حجم زياد را نام برد و از معايب آن مشكل بودن اين نوع قالبگيري و داشتن وسايلي مانند جرثقيل براي بلند كردن درجه است كه در همه كارگاهها يافت نمي شود .

قالبگيري co2 (دي اكسيد كربن)

مقداري ماسه co2 را برداشته و الك مي كنيم و آن را به مقدار 5 تا 6 درصد با چسب سيليكات سديم (آب شيشه) مخلوط مي كنيم تا ماسه حالت ترشوندگي به خود بگيرد . سپس مانند قالبگيري معمولي آن را بر روي مدل ريخته و با كوبه مي كوبيم . مدل در اين نوع قالبگيري به صورت صفحه اي مي باشد . به مقدار 5 تا 6 سانتيمتر بر روي مدل را ماسه co2 مي ريزيم و با كوبه مي كوبيم و بعد بقيه فضاي خالي درجه را از ماسه معمولي قالبگيري پر مي كنيم . پس از انكه كار قالبگيري يك درجه تمام شد بوسيله چند ضربه به درجه مدل را لق مي كنيم واز بالا با سيخ هواكش چند سيخ بر روي ماسه مي زنيم تا به مدل برسد . پس از آن از گاز co2 استفاده مي كنيم و بوسيله كپسول و تفنگي ان گاز co2 را به آن مي دهيم . در اثر واكنش گاز co2 با چسب آب شيشه ماسه استحكام خوبي پيدا مي كند . لنگه دوم درجه را نيز به همراه راهگاه بدين صورت قالبگيري كرده و با گاز محكم مي كنيم . بعد از اين مدل را از درجه جدا كرده و قالب را بدون خشك كردن اماده مذاب ريزي مي كنيم اين نوع قالبگيري داراي مزايا و معايبي نيز هست كه در زير به ان اشاره مي شود :

از مزاياي اين نوع قالبگيري مي توان استحكام خوب و قدرت نفوذ گاز بالا و همچنين صافي سطح ريختگي اشاره كرد .

در قبال اين مزايا داراي محدوديتهايي نيز هست كه از ان جمله مي توان قدرت فروپاشي كم و مشكل بودن تهيه چسب سيليكات سديم و همچنين جابه جا كردن كپسولهاي بزرگ حاوي گاز دي اكسيد كربن نام برد . از اين نوع ماسه (ماسه co2) براي ماهيچه سازي نيز استفاده مي شود .

ماهيچه سازي

گاهي اوقات مجبوريم براي ايجاد حفره يا شيار يا سوراخ در يك قطعه توليد از دريل يا دستگاه تراشكاري استفاده كنيم . اما اين وسايل هم داراي هزينه زيادي است و هم وقت زيادي را جهت انجام كار صرف مي كند . بدين منظور از ماهيچه در قالبگيري استفاده مي كنند ماهيچه يا به صورت ، ماهيچه سرخود در قالب جاي مي گيرد كه از همان ماسه قالبگيري براي ماهيچه سازي استفاده مي شود يا اينكه ماهيچه به روشهاي ديگري ساخته شده و درون قالب جاي مي گيرد . توضيحات مربوط به ماهيچه سازي سرخود كه از جنس مواد قالب است در قبل آورده شده است اما ماهيچه سازي جداگانه به دو روش ساخته مي شود . روش اول همان روش قالبگيري co2 است فقط در اينجا به جاي قالبگيري و قالب ، ماهيچه ساخته مي شود . و اما روش دوم ماهيچه سازي با ماسه چراغي مي باشد . ماسه چراغي يك نوع ماسه نرم و ريزدانه است كه داراي رنگ زرد است و در مقابل اتش و حرارت واكنش نشان داده و محكم مي شود . روش كار بدين ترتيب است كه ابتدا قالبهايي كه با نام جعبه ماهيچه مشهورند را برداشته و آنها را جفت مي كنيم و با گيره دستي آنها را به همديگر محكم مي كنيم تا از جايشان تكان نخورند . سپس مشعل را به جعبه ماهيچه كه از جنس چدن مي باشد مي گيريم تا c 250-200 گرم شود . سپس يك صفحه زير سوراخ جعبه ماهيچه مي گذاريم تا ماسه بيرون نريزد و از طرف ديگر ماسه چراغي را داخل جعبه ماهيچه مي ريزيم بر اثر تماس ماسه چراغي با جعبه ماهيچه داغ ، ماسه سخت و محكم ميشود. بعد از اين گيره دستي را باز مي كنيم و به وسيله چند ضربه ماهيچه را از داخل جعبه ماهيچه در مي اوريم و بدين ترتيب مي توانيم ماهيچه سازي كنيم و درون قالب جاي دهيم . از محدوديتهاي اين نوع ماهيچه سازي به خطرناك بودن آن و احتمال سوختگي ماهيچه ساز مي توان اشاره كرد .

چدن نشكن (چدن با گرافيت كروي) :

مزاياي اين نوع چدن عبارتست از :

1- اين چدن داراي مزاياي چدن خاكستري بنابراين قابليت ريخته گري قطعات با اشكال پيچيده را دارد .

2- اين چدن داراي مزاياي مهندسي بالا است . استحكام مكانيكي بالا ، قابليت تغيير شكل بالا و مدول الاشيشه بالا

3- چدن نشكن قابليت نورد ، آهنگري ، عمليات حرارتي را دارا مي باشد . استحكام كششي اين چدنها g/mm 40 است

4- مثل چدنهاي خاكستري خواص آنها تابع توزيع ، اندازه و شكل و … گرافيتها مي باشد (اما نه بشدت چدنهاي خاكستري)

5- استحكام بين KPSI 150-60 را دارا هستند و %25-1 IEL

در ساخت قطعات ماشين آلات موتور كششي ، موتور تجهيزات كشاورزي ، محورهاي انتقال قدرت ، ميل لنگ ، ديسك كلاچ ، پمپ كمپرسي و … استفاده مي شود .

انجماد اين چدنها در تحت انجماد بيشتري صورت مي گيرد يعني F 120 اما چدن خاكستري در F 60

مراحل توليد چدن با گرافيت كروي :

1- انتخاب شارژ فلزي و ذوب آن

2- عمليات گوگردزدايي (زيرا گوگرد يكي از عناصري است كه از تشكيل گرافيت كروي جلوگيري مي كند )

3- عمليات كرو كردن

4- جوانه‌زني مذاب

روشهاي افزودن فروسيلسيم منيزيم (%5/2 وزني مذاب) به مذاب چدن نشكن :

منيزيم (MG) به علت دارا بودن وزن مخصوص كم در سطح مذاب چدن قرار خواهد گرفت . همينطور نقطه جوش آن C 1100 است كه به خاطر اختلاف دما با مذاب چدن به بخار تبديل مي شود . همچنين ميل تركيبي زيادي با عوامل محيطي دارد . به همين دليل بايد با استفاده از روشهاي زير فرو سيلسيم منيزيم را به مذاب اضافه كرد :

1- روش فروبري : در اين روش مواد حاوي منيزيم را داخل يك قوطي سوراخ دار ريخته و آن را داخل مذاب فرو مي برند بدين ترتيب مي توان منيزيم را به مذاب اضافه كرد . اين روش بازيابي حدود %65 دارد .

2- روش ساندويچي : براساس همين روش در كف پاتيل پله اي ايجاد مي كنند و مواد منيزيم دار را داخل قسمت پائين پله قرار مي دهند و روي آن را به وسيله يك ورق فلزي مي پوشانند . بدين ترتيب منيزيم را به مذاب اضافه مي كنند اين روش بازيابي حدود % 80 دارد .

3- روش روريزي : يكي ديگر از روشهاي اضافه كردن منيزيم به مذاب چدن روش روريزي است . بدين صورت كه منيزيم را روي سطح مذاب مي پاشيم و بلافاصله روي آن را كاورال (كه نقش پوشش دارد)مي ريزيم تا از بخار شدن منيزيم جلوگيري كند . اين روش بازيابي حدود %20 را دارد . به همين دليل كمتر از آن استفاده مي شود

4- اضافه كردن منيزيم در سيستم راهگاهي : در اين روش مواد حاوي منيزيم را در يك قسمت از سيستم راهگاهي گذاشته تا پس از ورود مذاب با هم تركيب شوند و به داخل قالب راه پيدا كنند . اين روش بازيابي حدود %95 را دارد و بهترين روش محسوب مي شود .

تئوري ريخته گري فولاد ها

ريخته گري قطعات فولادي در بيشتر رشته هاي صنعت به كار برده مي شود. قطعات فولادي از چند گرم تا چند تن ريخته گري مي شوند . كلاسه بندي اين قطعات خيلي مشكل است . فولاد داراي استحكام وشكل پذيري بالائي بوده و در برابر تنشهاي بالا ومركب وتحت بارهاي ضربه ايستادگي مي كند . فولاد هاي الياژي مخصوص ، داراي مشخصات مكانيكي خوب در دماي بالا ومقاومت خردگي ، مقاومت نسوزندگي ،مقاومت سايشي خوب مي باشد . اين فولاد ها روز به روز كار بردهاي زيادي پيدا ميكند . فولاد از نظر تركيب شيميايي دو گره اصلي به ترتيب فولاد هاي كربني و فولاد هاي آلياژي تقسيم بندي مي شوند .فولاد هاي كربني در بين خودشان به ترتيب به فولاد هاي كم كربن (0.09-0.2)در صد كربن ،كربن متوسط (0.2-0.45) در صد كربن و پر كربن (0.5) در صد كربن و بالا منشعب مي شوند .فولاد هاي آلياژي نيز به سه گروه تقسيم مي شوند كه عبارتند از: فولاد هاي كم آلياژ (حد اكثر2.5% عناصر الياژي )،الياژ متوسط (2-10% عناصر آلياژي)وپرآلياژ (بيشتر از 10% عناصر الياژي).