ریخته گری (casting) به فرآیند تولید قطعات مختلف با استفاده از مواد فلزی مذاب و قالبهای مخصوص گفته میشود. این مواد که بعد از انجماد به شکل قطعه مورد نظر درمیآیند در صنایع مختلفی کاربرد دارند؛ تا جاییکه میتوان رد پای آن را به عنوان صنعت مادر در هر جایی دید. از تولید یک زیپ نیم میلیمتری گرفته تا ساخت قطعات چند تنی کشتیهای اقیانوس پیما، همگی با کمک مراحل ریخته گری انجام میشوند.
این صنعت که بیش از ۸۰۰۰ سال قدمت دارد، بهمرورزمان تکامل پیدا کرده و امروزه با روشهای مختلفی مثل ماسهای، گریز از مرکز، ریختهگری دقیق و… امکانپذیر است. با ما همراه باشید تا در ادامه این مطلب به شما بگوییم که ریخته گری چیست و چه کاربردها، مزایا و مراحلی دارد.
ارتباط با کارشناسان متالکست
جهت ارتباط با کارشناسان متالکست برای دریافت مشاوره رایگان، ثبت سفارش قطعه یا استعلام قیمت ریختهگری انواع آلیاژها، فقط کافیست فرم زیر را پر کنید. کارشناسان ما به سرعت با شما تماس خواهند گرفت.
تاریخچه و مروری بر شکل گیری صنعت ریخته گری
ذوب کردن فلزات برای دست یافتن به قطعه دلخواه، فرآیندی با تاریخی چند هزار ساله است. تاریخ آغاز استفاده بشر از فرآیندهای آن را عموما چیزی بین ۵ تا ۸ هزار سال قبل میدانند؛ دورهای که بشر در استفاده از فلزات به مرحله استادی رسیده بود. بااینحال تغییرات امروزی در فرآیند شکل دادن به فلزات به دهه ۱۸۰۰ میلادی برمیگردد. همچنین بعد از شناخت مزایای استفاده از فلز نیکل برای تولید فولاد، دانش متالورژی توسعه یافت. روش گریز از مرکز که در سال ۱۸۰۹ ابداع شد یکی از روشهای نوین این صنعت است.
مراحل ریخته گری
در این فرآیند، فلزات و آلیاژها را در کورههایی با دمای بسیار بالا ذوب میکنند. سپس این مواد مذاب با استفاده از بوته در درون قالبها ریخته شده و بعد از سرد شدن، به اجسام ذوب ریزی مثبت تبدیل میشوند. در ادامه با مراحل مختلف این فن آشنا خواهید شد.
۱ . ساخت الگو یا مدلسازی قطعه مورد نظر
نقطه آغاز فرآیند شکلدهی به فلزات، ایجاد یک مدل سه بعدی از قطعه است. این مدلها عموما با استفاده از متریالهایی مانند موم، پلیمرها، فوم، چوب یا آلومینیوم ساخته میشوند. یک مدلسازی برای قطعه باید از اصولی مانند شیب مدلسازی، ضریب انقباض آلیاژ و میزان ماشینکاری مورد نیاز پیروی کند.
۲ . مرحله قالبگیری
- دائمی: قالبهای فلزی که قابلیت استفاده مجدد دارند.
- یکبار مصرف: قالبهای یکبار مصرف که از متریالهایی مانند ماسه، گچ یا پوسته سرامیکی ساخته میشوند.
۳ . مرحله انتخاب آلیاژ فلزی
با ترکیب عناصر مختلف میتوان آلیاژهایی ایجاد کرد که هر کدام دارای ویژگیهای مختلفی هستند. با توجه به ویژگیهای مورد انتظار برای قطعه باید بهترین آلیاژ را برای آن انتخاب کنید. از جمله آلیاژهای آهنی پرکاربرد میتوان از استیل، فولاد و انواع چدن نام برد که برای کسب اطلاعات بیشتر میتوانید به مقاله قیمت ریخته گری فولاد که به آلیاژ فولاد اختصاص داده شده است، مراجعه نمایید. در جدول زیر نیز برخی از آلیاژهای مختلف را به شما معرفی کردهایم.
| گروه آلیاژ | انواع آلیاژ |
| آلیاژهای چدن | چدن GG25 چدن GG35 آلیاژ چدن GG45 چدن GGG40 چدن GGG50 |
| انواع آلیاژهای فولاد | فولاد Gs200 فولاد Ck10 آلیاژ فولاد Ck45 فولاد St52 فولاد Mo40 |
| آلیاژهای استیل | استیل ۳۰۴ استیل 304L آلیاژ استیل ۳۱۶ استیل 316L استیل ۳۰۹ |
۴ . مرحله آلیاژسازی
در مرحله آلیاژسازی، متخصصان برای ذوب بهینه هر آلیاژ باید با دمای مناسب فرآیند ذوب آن آشنا باشند. استفاده از کورههای القایی در این فرآیند باعث اطمینان بیشتر از همگن بودن آلیاژ میشود. در مقابل برای آلیاژسازی برخی از گریدهای چدن از کورههای قوس الکتریکی نیز میتوان بهره گرفت. کورههای گازی و زمینی نیز در ذوب کردن آلیاژهای غیرآهنی کاربرد دارند.
۵ . مرحله ریخته گری
منظور از این مرحله همان فرآیند انتقال مواد مذاب و هدایت آن به درون قالب است. در این مرحله برای تامین ایمنی کارگران از لباسهای محافظ و ابزارهای ایمنی مختلف استفاده میشود. توجه داشته باشید که اگر قطعات نازک یا کوچک باشند ماده مذاب باید دمای بالاتری داشته باشد. البته از بوته یا پاتیل پیشگرم شده نیز میتوان استفاده کرد.
۶ . تخلیه قالب
مرحله تخلیه قالب یکی از مراحلی است که باید در آن قالب بهاندازه کافی سرد شده باشد تا بتوانید قطعه را از آن خارج کنید. نوع قالب در ادامه روند و تعیین اقدامات این مرحله تاثیر دارد. این مرحله میتواند شامل جدا کردن قطعه از قالب با ابزارهای مانند پتک، چکش و شیکر و همچنین برشکاری با استفاده از دستگاههای هوابرش یا سنگ فرز باشد.
۷ . اتمام کار
مرحله اتمام کار شامل استفاده از روشها و دستگاههایی برای تمیزکاری قطعه میشود. برای مثال با آلیاژهای غیرآهنی از سند بلاست و برای آلیاژهای آهنی میتوان از شات بلاست برای زدودن ماسهها و تمیزکاری استفاده کرد.
روشها و شیوههای ریخته گری
در مقاله انواع روش های ریخته گری گفتیم که این روشها بر اساس یکبار مصرف بودن یا دائمی بودن قالب قابل دستهبندی هستند. باید توجه داشته باشید که تعیین روش بر اساس ویژگیهای شکل قطعه، ابعاد قطعه و نوع آلیاژ انجام میشود. در ادامه روشها را در این دو گروه با هم بررسی میکنیم.
۱ . ریخته گری با قالبهای یکبار مصرف:
- پوستهای
- گچی
- روش ماسهای
- دقیق
- الگوی تبخیری
۲ . ریخته گری با قالبهای دائمی:
- پیوسته
- نیمه جامد
- روش گریز از مرکز
- ثقلی
- تحت فشار یا دایکاست
مزایای فرم دهی به فلزات شامل چه مواردی است؟
ذوب کردن و فرم دادن به فلزات، فرآیندی با سابقهی چندین هزار ساله است و میتوان از آن برای تولید قطعاتی با ابعاد بسیار کوچک تا بسیار بزرگ استفاده کرد. برای مثال با این روش میتوان قطعاتی به بزرگی پروانه کشتیها را به طور یکپارچه تولید کرد.
در ادامه برخی از مزایای آن را با هم مرور میکنیم:
- امکان تولید قطعاتی از چند گرم تا چندین تن
- امکان تولید قطعاتی با هر نوع شکل و با هر میزان پیچیدگی در طراحی
- تولید قطعات با آلیاژهای بسیار متنوع
- راهکاری مقرونبهصرفه برای تولید قطعات در زمانی کوتاه است
- امکان ایجاد خواص فیزیکی و مکانیکی همسان در تمامی بخشهای قطعه
- ارزان بودن بسیاری از ابزارهای مورد استفاده در صنعت ذوب آلیاژها
معایب ریخته گری چیست؟
این فن با وجود مزایای فراوان دارای معایب و محدودیتهایی است که در مقاله عیوب ریخته گری به طور مفصل درباره آن صحبت کردیم. همچنین هر روش بهتنهایی ممکن است دارای مزایا و معایبی نسبت به دیگر روشها باشد. برای مثال در برخی از روشها، وجود نقصها اجتنابناپذیر است و به همین دلیل باید از دستگاههایی مانند شات بلاست و سندبلاست استفاده کرد. برخی از روشها مانند گریز از مرکز نیز به ماشینآلات خاص مانند ماشین ریختهگری چرخشی نیاز دارند.
بررسی کاربردهای شکل دادن به فلزات و آلیاژها
امروزه هیچ صنعتی نیست که از شکلدهی به فلزات بینیاز باشد. در کمترین کاربرد، بسیاری از قطعات ماشینآلات و ابزارهای کار در صنایع با استفاده از خدمات آن ساخته میشوند. این میزان در مورد قطعات ماشینآلات به حدود ۹۰ درصد میرسد.
برخی از کاربردهای متنوع شکل دادن به فلزات و آلیاژها عبارتاند از:
- لوازم اصلی و یدکی خودرو
- انواع لوله، اتصالات و شیرآلات
- قطعات تسلیحات نظامی و مهمات
- انواع ابزارهای کار مانند ابزارهای نجاری، باغبانی، کشاورزی و…
- قطعات موتورها، پمپها، کمپرسورها و ژنراتورها
- وسایل فلزی آشپزخانه
- قطعات مورد نیاز در صنعت مبلمان و دیگر آیتمهای دکوراسیون
- انواع قطعات تجهیزات نورپردازی
- قطعات ماشینآلات تولید در صنایع مختلف
- قطعات ماشینآلات سنگین در صنایع راهسازی، معدنکاری و کشاورزی
- تجهیزات مورد استفاده در صنایع نفت، گاز، پتروشیمی، پزشکی، داروسازی و مواد غذایی
مواد ریخته گری
به طور معمول اصطلاح ریختهگری برای تولید قطعات مورد نیاز با استفاده از فلزات و آلیاژهای فلزی به کار میرود. بااینحال در مواردی ممکن است این اصطلاح برای مواد غیرفلزی از جمله شیشه، پلیمرها، بتن و رزینها نیز کاربرد داشته باشد. از فلزات و آلیاژهای پرکاربرد در این صنعت میتوان از انواع چدن، آلومینیوم، فولاد، مس، استیل و روی نام برد که میتوانید در مقاله خدمات ریخته گری چدن اطلاعات بیشتری درباره آن کسب کنید.
کارخانه ریخته گری به چه جایی گفته می شود؟
کارخانه ریخته گری (Foundry) مکانی است که در آن فرآیندها و مراحل این فن، انجام میشوند. در این کارخانجات یا کارگاهها ماشینآلات و تجهیزاتی وجود دارند که هر کدام در مرحلهای از مراحل این کار مورد استفاده قرار میگیرند.
از جمله تجهیزات کارخانه شکل دادن به فلزات و آلیاژها میتوان به این موارد اشاره کرد:
- کوره
- ابزارهای انتقال
- قالبها
- میکسر
- دستگاههای مختلف قالبگیری
اصطلاحات رایج در این صنعت
همانطور که توضیح دادیم، این حرفه دارای مراحل و روشهای بسیار متنوع است و از سوی دیگر از تجهیزات، ماشینآلات و ابزارهای مختلف برای انجام فرآیندهای ریختهگری استفاده میشود. برای آشنایی دقیق با این موارد باید با اصطلاحات دیگری نیز آشنا باشید.
برخی از اصطلاحات پرکاربرد در این صنعت را با هم مرور میکنیم:
- قالب: ابزاری برای شکلدهی به قطعه
- حفره قالب: فضای منفی یا خالی درون قالب
- سیستم راهگاهی قالب: مجموعهای مجراها که باعث هدایت ماده مذاب به حفرهها میشوند
- قطعه ریختهگری شده: همان قطعه نهایی که محصول فرآیند است
- ماسه: ماسه مورد استفاده در روش ریختهگری ماسهای
- دُرجه یا فلاسک: ابزاری برای نگهداری قالب
- چیک: بخش میانی فلاسک در روشهای ریختهگری پیچیده
- چپلت: قطعهای فلزی برای نگهداری قالب
دریافت خدمات ریخته گری از متالکست
اگر بهدنبال دریافت خدمات ریخته گری با بالاترین میزان دقت در فرآیند هستید، ما در متالکست خدمات متنوعی را به شما ارائه میدهیم. متالکست دارای یک کارخانه مجهز است و شما میتوانید خدمات ریختهگری استیل، فولاد و چدن برای تولید قطعات بر اساس استانداردهای مورد نظر خود را از مجموعه ما و یا شبکه همکاران ما دریافت کنید. برای دریافت این خدمات کافی است با شماره تماس ۰۲۱۹۱۰۳۵۵۹۰ تماس بگیرید یا با کلیک روی این لینک برای استعلام قیمت و ثبت سفارش آنلاین اقدام کنید.
سوالات متداول
عیبهای ریخته گری شامل چه مواردی میشوند؟
منظور از عیوب این صنعت، نقایص قطعه تولیدی است. هر اشتباه کوچک در فرآیند میتواند یکی از این نقصها را ایجاد کند. از جمله این نقصها میتوان به تورم، عدم انطباق، حفرههای انقباضی و ماسهریزی اشاره کرد.
نتیجه تلاشهای بشر برای سازگاری فرایندهای شکلدهی به آلیاژهای فلزی و مسائل محیط زیستی چه بود؟
در سال ۱۹۹۷ با توسعه ریخته گری الکترومغناطیس هزینه و رد پای کربن به مرور کاهش پیدا کرد که منجربه ایجاد روشهایی ارزان و پاک در تولید قطعات فلزی شد.
از بین روشهای مختلف شکل دادن به فلزات، کدام یک بهتر است؟
دقیقا نمیتوان مشخص کرد کدام روش بهتر از سایر موارد است. زیرا انتخاب روش باید بسته به نوع مواد اولیه، محصول مورد نیاز، کیفیت مدنظر، ابزار در دسترس و… انجام شود.
