ریخته گری مس چیست؟ ریخته گری مس یکی از تکنیکهای مهم فلزکاری است که طی آن، مس مذاب را در قالبهایی میریزند و اجازه میدهند تا سرد شده و به شکل و اندازهی موردنظر جامد شود. این روش به طور گستردهای در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد. ریحته گری مس این امکان را فراهم میکند که قطعاتی با شکلهای پیچیده تولید شوند که بهسادگی با روشهای شکلدهی یا ماشینکاری قابل ساخت نیستند.
مراحل ریخته گری مس
در این روش، مس ذوبشده داخل قالب ریخته میشود و پس از خنک شدن، به شکل موردنظر تبدیل میگردد. مراحل ریخته گری مس شامل مراحل زیر است:
- آمادهسازی قالب: قالب متناسب با شکل نهایی قطعه طراحی و آماده میشود.
- ذوب مس: مس در کوره حرارت داده شده و به حالت مذاب درمیآید.
- ریختن مذاب در قالب: فلز مذاب با دقت داخل قالب ریخته میشود.
- خنک شدن و انجماد: مس به تدریج سرد شده و ساختار جامد خود را میگیرد.
- پرداخت و تکمیل قطعه: پس از خروج از قالب، قطعه پردازش شده و عملیات نهایی مانند برش، صافکاری و بررسی کیفیت روی آن انجام میشود.
این مراحل، اساس ریختهگری مس را تشکیل میدهند و در نهایت، قطعاتی با شکل و ابعاد موردنظر تولید میشوند.
انواع روش های ریخته گری مس
روش های ریخته گری مس شامل موارد زیر است:
ریختهگری ماسهای و فرآیند CO2
در روش ریختهگری ماسهای، قالب از ماسه ساخته میشود و پس از ریختن فلز مذاب درون آن، قطعه شکل میگیرد. این روش از قدیمیترین روشهای ریختهگری است و همچنان در تولید آلیاژهای مس کاربرد زیادی دارد. مهمترین مزیت این روش، هزینهی پایین ساخت الگو برای تولید تعداد محدود قطعات است.
با این حال، دقت ابعادی در این روش پایینتر از سایر روشهای ریختهگری است. دلیل این مسئله آن است که:
- الگو باید دارای شیب باشد تا بتوان آن را بهراحتی از قالب ماسهای خارج کرد.
- برای خارج کردن الگو، معمولاً به آن ضربه زده میشود، که ممکن است باعث تغییر در ابعاد قطعه نهایی شود.
قالبگیری ماشینی (قالبگیری صفحهای) در ریختهگری ماسهای، بهطور گسترده برای تولید قطعات کوچک و متوسط استفاده میشود. در این روش، با استفاده از ماشینهای مدرن، میتوان تعداد زیادی قطعه را با دقت بالا تولید کرد. بهویژه اگر از الگوهای فلزی استفاده شود، دقت ابعادی بسیار بهتر خواهد بود.
فرآیند CO2
در این روش، به جای استفاده از چسبهای طبیعی مانند خاک رس، از سیلیکات سدیم استفاده میشود. زمانی که این ترکیب با گاز CO2 در تماس قرار میگیرد، سخت میشود و ماسه را به هم متصل میکند. این روش باعث افزایش دقت قالب میشود؛ زیرا قالب قبل از خارج شدن الگو، تا حدی سخت شده و نیاز به ضربه زدن به الگو کاهش پیدا میکند.
ریختهگری در قالب پوستهای
ریختهگری در قالب پوستهای یکی از روشهای پیشرفتهتر ریختهگری ماسهای است که در آن از ماسه مرغوب و چسبهای مخصوص (رزینهای مصنوعی) استفاده میشود. این روش ریخته گری مس باعث میشود که قطعاتی با دقت ابعادی بسیار بالا و سطحی صافتر نسبت به ریختهگری ماسهای معمولی تولید شوند.
در این روش، قالبها بهوسیله دستگاه ساخته میشوند و الگوهایی که در این فرآیند استفاده میشوند، فلزی هستند و باید بتوانند دمای بالا (۲۵۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد) را تحمل کنند. برخلاف ریختهگری ماسهای سنتی، در این روش نیازی به ضربه زدن به الگو نیست، بنابراین دقت ابعادی افزایش پیدا میکند.
مزایای ریخته گری مس به روش پوستهای شامل موارد زیر میشود:
- سطح قطعات صافتر و باکیفیتتر است.
- قطعات پیچیده را میتوان بهصورت انبوه تولید کرد.
- به نیروی کار ماهر نیاز ندارد و دقت ابعادی بسیار بالایی دارد.
با این حال، هزینهی ساخت الگو در این روش نسبت به ریختهگری ماسهای بیشتر است. همچنین، قیمت رزین و ماسهی مرغوب نیز هزینهی تولید را افزایش میدهد. به همین دلیل، این روش معمولاً گرانتر از ریختهگری ماسهای سنتی است.
از نظر خواص مکانیکی، قطعات تولیدشده با این روش مشابه قطعات ماسهای هستند، اما از نظر کیفیت سطح و دقت ابعادی، برتری دارند. ریخته گری آلیاژهای پایه مس، بهجز برخی از آلیاژهای خاص که برای ریختهگری تحت فشار استفاده میشوند، برای این روش مناسب هستند.
ریختهگری تحت فشار (دایکست)
ریختهگری در قالب فلزی به روش گرانشی سالهاست که برای تولید قطعات آلیاژ مس مورد استفاده قرار میگیرد. اما در سالهای اخیر، ریختهگری تحت فشار (دایکست) در برخی موارد به عنوان یک روش عملی و مؤثر شناخته شده است.
مزایای ریخته گری مس با روش تحت فشار عبارت است از:
- سطح قطعات بسیار صاف و دقت ابعادی بالا است که این امر میتواند نیاز به ماشینکاری را کاهش داده یا کاملاً حذف کند.
- استحکام مکانیکی بالاتر قطعات دایکست باعث میشود که بتوان ضخامت قطعه را کاهش داد و در نتیجه وزن و هزینهی مواد اولیه کمتر شود.
با این حال، همهی آلیاژهای پایه مس برای این روش مناسب نیستند. مهمترین آلیاژهایی که در این روش ریختهگری میشوند عبارتند از:
- برنزهای آلومینیومی
- برنجهای خاص و برنجهای با استحکام بالا
در ریختهگری تحت فشار، قطعات پیچیده ممکن است مشکلاتی برای ریختهگر ایجاد کنند. وجود بخشهای نازک و ضخیم در یک قطعه میتواند فرآیند تغذیهی مذاب را دشوار کند و باعث ایجاد حفرههای داخلی شود. همچنین، خارج کردن قطعات پیچیده از قالب ممکن است دشوار باشد.
ریختهگری در قالب فلزی (چیل کستینگ)
این روش بیش از ۵۰ سال است که در ریخته گری آلیاژهای پایه مس به کار گرفته میشود. ویژگی اصلی این روش، افزایش سرعت انجماد فلز است. این روش باعث تسریع فرآیند انجماد میشود و در برنزهای دارای سرب، توزیع یکنواختتری از سرب نامحلول را در ساختار فلز فراهم میکند. بهجز کاهش سطح و افزایش طول، سایر ویژگیهای مکانیکی در این روش بهبود مییابند. بیشترین تغییر را میتوان در میزان سختی مشاهده کرد که در مقایسه با ریختهگری ماسهای، بهطور میانگین تا ۵۰ درصد افزایش مییابد.
از ریختهگری سرد میتوان هم برای تولید میلگردهای مقاوم و هم برای ساخت قطعات فلزی با شکلهای پیچیده استفاده کرد. در این روش از قالبهای دائمی فلزی بهره گرفته میشود که از نظر ساختاری شباهت زیادی به قالبهای ریختهگری دایکست دارند؛ با این تفاوت که در این فرآیند میتوان از فلزات متنوعی استفاده کرد. با این روش، میتوان قطعاتی از چند گرم تا چند صد کیلوگرم را تولید کرد. در طراحی این نوع ریختهگری، اصولی مشابه با ریختهگری تحت فشار رعایت میشود.
ریختهگری گریز از مرکز
ریختهگری گریز از مرکز از قالبهای دائمی (مشابه ریختهگری چیل کست) یا قالبهای ماسهای استفاده میکند. در این روش، نیروی گریز از مرکز موجب تراکم بیشتر فلز مذاب در قالب و کاهش احتمال وجود عیوب ریختهگری میشود.
این روش عمدتاً برای تولید قطعات بزرگ مورد استفاده قرار میگیرد و در ابتدا برای ساخت چرخدندهها، چرخهای حلزونی و لولههای مغزدار معرفی شد.
خواص مکانیکی قطعات در این روش مشابه ریختهگری در قالب فلزی است، اما در مورد برنزهای سربدار، احتمال تجمع سرب در بخشهای بیرونی قطعه وجود دارد. در برخی موارد، ریختهگری گریز از مرکز افقی برای تولید یاتاقانهای کوچک نیز به کار گرفته میشود.
ریختهگری پیوسته
ریختهگری پیوسته یک روش نسبتاً جدید در تولید آلیاژهای پایه مس است و بیشتر برای برنزهای قلعدار، برنز فسفردار، برنز سربدار و برنز توپی (Gunmetal) استفاده میشود.
مزایای این روش در مقایسه با ریختهگری چیل کست عبارت است از:
- قطعات تولید شده بسیار سالمتر هستند و عیوب ریختهگری در آنها به ندرت دیده میشود.
- چگالی فلز بالاتر است و در نتیجه، استحکام مکانیکی قطعات در بالاترین حد ممکن برای این آلیاژها قرار دارد.
- قطعات تولید شده با این روش معمولاً سطحی بسیار تمیز دارند. این موضوع در مورد لولههای تولید شده نیز صدق میکند، زیرا سطح داخلی آنها نیز کاملاً صاف خواهد بود.
یکی دیگر از مزایای این روش، دقت ابعادی بالا و راستای مناسب قطعات است، به طوری که میتوان از آنها مستقیماً در دستگاههای تراش اتوماتیک استفاده کرد. میزان ماشینکاری مورد نیاز برای قطعات تولید شده با این روش، بهطور قابل توجهی کمتر از سایر روشها است.
ریختهگری دقیق (Investment Casting)
این روش به دلیل دقت بالا و کیفیت سطحی مطلوب، به طور فزایندهای در صنعت مورد استفاده قرار میگیرد. مزایای اصلی آن شامل:
- کاهش یا حذف نیاز به ماشینکاری و پرداختکاری
- یکنواختی ابعادی بالا در قطعات تولید شده
دقت و کیفیت سطح قطعات در این روش، کاملاً وابسته به کیفیت الگوهای اولیه است؛ بنابراین تجهیزات الگو باید با کیفیت بالا ساخته شوند.
ریختهگری در قالب گچی
در این روش، الگوها معمولاً از جنس فلز، پلاستیک یا چوب هستند و قطعاتی از چند گرم تا چند صد کیلوگرم را میتوان با این روش تولید کرد.
فرآیند «شاو» نوعی از این روش است که در آن بهجای گچ، از دوغاب دیرگداز مخصوص استفاده میشود. این قالبها یکبار مصرف هستند.
در روش دیگر، از قالبهای سرامیکی نیمهدائمی استفاده میشود که میتوان با هر قالب، ۱۰۰ قطعه یا بیشتر را تولید کرد. قطعات تولید شده با این روش، شکل ساده، سطحی صاف و دقت ابعادی بالایی دارند.
کاربرد ریخته گری مس در صنایع
در ادامه، برخی از کاربردهای ریخته گری مس در صنایع آورده شده است:
- لولهها و اتصالات مسی: به دلیل رسانایی حرارتی بالا و مقاومت در برابر خوردگی، لولهها و اتصالات مسی به طور گسترده در ساختمانسازی، سیستمهای تهویه، و یخچالسازی استفاده میشوند.
- الکترونیک: مس به طور وسیعی در صنایع الکترونیک کاربرد دارد، مانند مدارهای چاپی، کابلها، ترانسفورماتورها و ژنراتورها.
- جواهرات و هنر: محصولات مسی در ساخت جواهرات و آثار هنری مورد استفاده قرار میگیرند، مانند مجسمههای مسی، ظروف مسی و عتیقهجات.
- فرآوری مواد غذایی: ظروف پختوپز ساختهشده از مس ریختهگریشده در تولید موادی مانند شکلات و شیرینی استفاده میشوند، زیرا این ظروف رسانایی حرارتی بالایی دارند و گرما را به طور یکنواخت توزیع میکنند.
- صنایع دریایی و خودروسازی: آلیاژهای مسی در ساخت پروانههای کشتی، رادیاتورها، قطعات موتور و سایر اجزای مورد نیاز در کشتیها و خودروها کاربرد دارند.
- ماشینآلات صنعتی: آلیاژهای مسی به طور گسترده در تولید قطعات ماشینآلات صنعتی مانند ترمزها، شفتهای انتقال قدرت، چرخدندهها و سایر اجزا استفاده میشوند.
به طور خلاصه، کاربرد ریخته گری مس در صنایع بسیار گسترده است و محصولات متنوعی را در اشکال و اندازههای گوناگون برای پاسخگویی به نیازهای مختلف صنعتی میتوان با آن تولید کرد.
مزایا ریخته گری مس
ریخته گری مس چندین مزیت مهم دارد که شامل رسانایی الکتریکی و حرارتی بالا، مقاومت در برابر خوردگی، قابلیت ماشینکاری خوب و بازیافتپذیری است که آن را برای کاربردهای مختلف مناسب میسازد. در ادامه، جزئیات بیشتری از این مزایا آورده شده است:
- رسانایی بالا: مس و آلیاژهای آن در انتقال حرارت و جریان الکتریکی عملکرد فوقالعادهای دارند. این ویژگی باعث میشود که برای قطعات الکترونیکی و مبدلهای حرارتی ایدهآل باشند.
- مقاومت در برابر خوردگی: مس و آلیاژهای آن در برابر خوردگی، بهویژه در محیطهای خاص، مقاوم هستند و باعث افزایش دوام و طول عمر قطعات میشوند.
- قابلیت ماشینکاری بالا: آلیاژهای مسی بهراحتی ماشینکاری میشوند، که این امر فرآیند تولید را سادهتر کرده و هزینههای ساخت را کاهش میدهد.
- بازیافتپذیری: مس یک فلز کاملاً قابل بازیافت است و انتخابی پایدار و دوستدار محیط زیست برای کاربردهای مختلف محسوب میشود.
- انعطافپذیری و شکلپذیری بالا: مس فلزی نرم و انعطافپذیر است که امکان قالبگیری و شکلدهی آسان را در فرآیند ریختهگری فراهم میکند.
- مقاومت در برابر رشد بیولوژیکی (Biofouling): مس و آلیاژهای آن در برابر رشد میکروارگانیسمها مقاوم هستند، که این ویژگی باعث میشود برای کاربردهای دریایی مناسب باشند.
- استحکام و دوام بالا: مس و آلیاژهای آن دارای استحکام و دوام خوبی هستند که عملکرد طولانیمدت را در کاربردهای مختلف تضمین میکند.
- مقرونبهصرفه بودن: ریخته گری مس به دلیل قابلیت بالای آن در قالبگیری، موجب افزایش بازدهی ریختهگری و کاهش هزینههای تولید میشود.
- کاربردهای متنوع: ریخته گری مس در صنایع مختلفی از جمله صنایع الکتریکی، لولهکشی، خودروسازی و هوافضا مورد استفاده قرار میگیرد.
انواع کورههای مورد استفاده در ریختهگری مس
برای ریخته گری آلیاژهای پایه مس، معمولاً از کورههای سوختی و القایی استفاده میشود. در میان کورههای سوختی، نمونههایی که با گاز و نفت کار میکنند، کاربرد بیشتری دارند. البته کورههای شعله باز نیز توانایی ذوب حجم زیادی از فلز را در مدت کوتاهی دارند، اما نیاز به مهارت بالایی در کنترل شرایط ذوب دارند و امروزه کمتر مورد استفاده قرار میگیرند.
یکی از چالشهای این فرآیند، احتمال جدا شدن و ریزش دیوارههای نسوز کوره در حین ذوب است که میتواند باعث آلودگی در هنگام تغییر از یک نوع آلیاژ به آلیاژ دیگر شود. این مشکل در کورههای القایی بسیار کمتر مشاهده میشود، چراکه زمان لازم برای ذوب در این نوع کورهها تقریباً یکچهارم مدت زمان مورد نیاز در کورههای سوختی است.
برای فرآیند ذوب مس و آلیاژهای مرتبط، از دو نوع کوره القایی استفاده میشود: کورههای هستهدار که به کورههای کانالی نیز معروفاند و کورههای بدون هسته. کورههای هستهدار به دلیل کارایی بالا، سادگی و عمر طولانی آستر داخلی، گزینهای مناسب برای تولید مداوم در واحدهای ریختهگری محسوب میشوند. این نوع کورهها بهویژه برای تولید آلیاژهایی مانند برنجهای نیمهقرمز سربدار و انواع برنزهای قلعدار یا سربدار به کار گرفته میشوند.
متالکست؛ بهترین انتخاب برای ریخته گری مس
اگر به دنبال یک کارگاه حرفهای و مطمئن برای ریختهگری مس هستید، متالکست گزینهای ایدهآل برای شما است. متالکست با ۳۰ سال سابقه درخشان در صنعت ریختهگری، توانسته است اعتماد مشتریان بسیاری را جلب کند. اما چرا متالکست بهترین انتخاب است؟
- تجربه و تخصص بالا: سابقه طولانی و تیمی از متخصصان باتجربه، تضمینکننده کیفیت خدمات در متالکست است.
- تجهیزات پیشرفته: استفاده از جدیدترین فناوریهای ریختهگری باعث شده است که قطعات تولیدی، بالاترین استانداردهای کیفی را داشته باشند.
- دقت و کیفیت بینظیر: متالکست با بهرهگیری از تکنولوژیهای مدرن، قطعات را با حداکثر دقت و دوام تولید میکند.
پس اگر به دنبال کیفیت، دقت و تجربه در ریختهگری مس هستید، متالکست بهترین انتخاب شماست!
سوالات متداول
ریخته گری مس چیست؟
ریخته گری مس یکی از تکنیکهای مهم فلزکاری است که طی آن، مس مذاب را در قالبهایی میریزند و اجازه میدهند تا سرد شده و به شکل و اندازهی موردنظر جامد شود.
انواع روش های ریخته گری مس چیست؟
ریختهگری ماسهای، ریختهگری پوستهای، ریختهگری سرمایش مستقیم، دایکست، ریختهگری گریز از مرکز، ریختهگری مداوم، ریختهگری دقیق و ریختهگری قالب گچی.
ریخته گری مس در چه صنایعی کاربرد دارد؟
کاربرد ریخته گری مس در صنایع مختلف بسیار گسترده است و در این مقاله به صورت کامل بررسی شده است.
