مقدمه
اگر چه قوانین ویژه ای برای ترکیب مخلوط های ماهیچه وجود دارد ولی موفقیت یا شکست یک مخلوط خاص معمولا مشخص نیست مگر آنکه عملا در کارگاه مورد استفاده یا آزمایش قرار گیرد .
متغیرهای بسیاری در این زمینه از عملیات ریخته گری در یک کارگاه خاص وجود دارد که ممکن است در کارگاه دیگری وجود نداشته باشد.مثلا ماسه ای که در اختیار یک کارگاه ریخته گری است و مشکلات اقتصادی موجود، اغلب بر انتخاب مخلوط ماهیچه برای یک مورد خاص اثر می گذارد.
شرایط یک مخلوط ماسه ماهیچه:
یک مخلوط ماهیچه باید بگونه ای آماده شود که ماهیچه های تهیه شده از آن کیفیت و مشخصات زیر را داشته باشند :
1- در دمای بالا و در خلال انجماد فلز ؛استحکامی متناسب با استحکام فلز داشته
باشد.ماهیچه ای که استحکام خود را به مدت طولانی در دمای بالا حفظ کند باعث شکست گرم (Hot tears ) یا ترک (Crack ) در قطعه میگردد.
2- در خلال انجماد فلز ریختگی فرو پاشی پیدا کرده و خرد شود . ماهیچه باید تا زمانی که فلز یک پوسته جامد در اطراف آن ایجاد می کند استحکام خود را حفظ نماید و سپس به هنگامی که انقباض ( Contraction) فلز آغاز می شود به سرعت استحکام خود را از دست بدهد و در نتیجه از ترک خوردن فلز اجتناب شود.
3- سطح صاف و مناسبی در برابر فلز مذاب ایجاد کند به طوری که فلز نتواند در ماهیچه نفوذ کند.
4- سختی کافی و مقاومت مناسب در برابر جریان فلز مذاب داشته باشد زیرا در غیر این صورت احتمال دارد شکستن ,شسته شدن یا عیوب دیگر ایجاد شود.
5- در برابر گرمای ناشی از ریختن فلز مذاب مقاوم باشد .
6- تحت تاثیر قالب یا جو ایجاد شده توسط فلز مذاب قرار نگیرد.
7- در خلال نگهداری استحکام خود را به میزان خیلی زیاد از دست ندهد .
8- در خلال نگهداری یا در قالب رطوبت اضافی جذب نکند.این مسئله بخصوص در مورد قالبهایی که قبل از ریخته گری به میزان قابل توجهی نگهداری می شوند ؛اهمیت دارد .
9- در موقع حمل و نقل مقاومت کافی در برابر شکسته شدن داشته باشد.
10- براحتی وبه سرعت پخته شوند بطوریکه حداقل امکانات پخت ماهیچه مورد نیاز باشد.
11- شکل صحیح خود را قبل از ریخته گری ودر خلال آن حفظ کند.
12- وقتی با فلز مذاب تماس پیدا میکند گاز تولیدی در حداقل مقدار ممکن باشد.
13- صافی سطح داشته باشد که بتوانیم قطعه ای با صافی سطح مناسب داشته باشیم.
14- نفوذ پذیری (Permeability) و قابلیت عبور گاز مناسبی داشته باشد تا گازهای تشکیل شده در خلال ریخته گری خارج شوند.
15- براحتی از داخل قطعه جامد خارج شود بطوری که حداقل هزینه تمیز کاری صرف شود.
16- بداخل جعبه ماهیچه ای که در آن تهیه می شود نچسبد.
بر اساس شرایط و مشخصات فوق الذکر مخلوط ماهیچه تهیه و استفاده می شود وبه همین دلیل نیز برای فلزات مختلف ریختگی مخلوط های متفاوتی مورد توجه است.
مخلوط ماهیچه برای قطعات ریخته گری فولادی :
برای قطعاتی با ضخامت 9.5-11 تا 12 میلیمتر و ماهیچه های کوچک می توان روغن(oil)،صمغ (Resin)،نشاسته(Cereal)و چسب های مخلوط شده بکار برد .قطعات ضخیم تر با اندازه 16 تا25 میلیمتر که ماهیچه های بزرگ دارند به استحکام بیشتری نیاز داشته و برای ماهیچه های آن میتوان از چسب های زیر استفاده کرد:
صمغ یا روغن همراه با نشاسته ؛ خاک رس(clay) یا بنتونیت (bentonite)
قیر (pitch) و چسب های مخلوط با قیر نیز به کار گرفته می شوند.
برای ماهیچه های خارجی در قطعات با ضخامت زیاد ،خاک رس و چسب بنتونیت می تواند به کار رود.مخلوطی با 50% خاک رس و50%بنتونیت نتیجه بهتری را ببار می آورد.
برای ماهیچه های داخلی در قطعات با ضخامت زیاد،نشاسته و چسب های روغنی می تواند به کار رود.
در برخی از موارد که ضخامت خیلی زیاد است،چسب خاک رس - بنتونیت را می توان برای سطح ماهیچه مورد استفاده قرار داد. در همه موارد فوق الذکر یک ماسه پشتی نرم در پشت ماسه رویی به کار گرفته می شود .
در تهیه ماهیچه برای قطعات بزرگ فولادی دقت کافی در انتخاب مخلوط مناسب و صحیح باید مبذول شود.
چنین ماهیچه هایی باید دارای دقت کافی در برابر فشار فلز باشند و مخلوط باید این امکان را برای ماهیچه فراهم سازد که استحکام خود را با سرعت کافی از دست بدهد و امکان انقباض قطعه را به سهولت و آزادی فراهم سازد . میخ کوبی ماهیچه نیز باید مورد توجه قرار گیرد.
در انتخاب مخلوط ماهیچه ،ضخامت قطعه و طرح ماهیچه دو عامل اساسی تعین کننده هستند . اگر یک تکه ماهیچه ماسه ای در بخش نازک قطعه به کار برده می شود و مذاب اطراف آن را کاملا می پوشاند،مخلوط ماهیچه می تواند دارای پودر سیلیس زیادی باشد و ماهیچه باید دارای تعداد زیادی هوا کش کوچک باشد تا عبور گاز به خوبی صورت پذیرد. در قطعاتی با150تا 200 میلیمتر ، دیواره ها وجد اره های ماهیچه را می توان با مخلوطی مرکب از چهار قسمت ماسه و یک قسمت پودر سیلیس پوشاند اما در همه ماهیچه های لوله ای باریک باید مقدار بیشتری پودر سیلیس به کار رود. فلز تمایل دارد به درون ماهیچه های باریک لوله ای نفوذ کند ویا بسوزد.استفاده از پودر سیلیس بیشتر در مخلوط گاهی می تواند از این عمل جلو گیری کند ،البته عمل اساسی ،استفاده از یک پوشش مناسب است.در ماهیچه های که توسط فلزی با ضخامت 150 تا 500 احاطه می شوند ،سطح باید توسط ماس های که دارای مقدار زیادی پودر سیلیس است پوشانده شود و ضخامت این لایه باید حداقل 150 میلیمتر باشد و بقیه از ماسه پشتی که دارای پودر سیلیس کمتری است پر شود
در ریخته گری قطعات فولادی اغلب مطلوبست که ماهیچه هایی با استحکام متوسط تهیه شود و فقط سطح آن توسط اسپری کردن اصلاح سازی شود تا مقاومت سطح در برابر شستن مذاب بالا رود .چنین ماهیچه هایی پس از ریخته گری با سهولت بیشتر از قطعه خارج می شوند و قابلیت فرو پاشی آنها از ماهیچه های صلب (Rigid Cores ) بیشتر است. جدول 1 نمونه هایی از مخلوط ماسه ماهیچه مناسب برای ریخته گری قطعات فولادی را بیان می کند: