تحقیق مقاله ریخته گری

بسمه تعالی

مقدمه:

یکی از روشهای تولید قطعات روش ریخته گری می باشد و اجسام زیادی را در صنعت می توان با این روش تهیه کرد. انواع قطعات اتومبیل، موتور هواپیما، ماشین آلات سنگین، بیلهای مکانیکی و... و خلاصه اینکه کمتر می توان ماشین صنعتی پیدا کرد که در آن قطعات ریخته گری استفاده نشده باشد و این به علت آن است که فوائد و مزایای بسیاری نسبت به سایر روشها دارد که در زیر به آن اشاره می شود.

الف – روش ریخته گری ساده ترین راه در صنعت برای تبدیل سریع یک طرح به جسم مورد نیاز میباشد.

ب – تهیه قطعات با وزن کمتر از یک کیلوگرم تا چند صد تن امکان پذیر می باشد.

ج – با استفاده از روش ریخته گری قطعات با پیچیدگی خاصی که در روشهای دیگر، امکان تولید آنها وجود ندارد، قابل تولید می باشد.

د – با این روش قطعات با آلیاژ ها و آنالیزهای خاصی قابل تولید می باشند.

ه- امکان ایجاد خواص مکانیکی و متالورژیکی از طریق کنترل و انتخاب ترکیب شیمیایی مورد نظر و عملیات حرارتی لازم وجود دارد.

و – امکان تولید قطعات یک پارچه با آلیاژهای متفاوت وجود دارد.

ز – تولید به روش ریخته گری نسبت به روشهای دیگر اقتصادی تر و ارزانتر می باشد.

با توجه به این دلایل و مطالعه برنامه تولید برای تولید اکثر قطعات خودرو از جنس چدن و فولاد روش ریخته گری مناسب ترین روش می باشد. شکل شماره 1 تصاویری از قطعاتی که به روش ریخته گری تولید شده اند را نشان می دهد.

(شکل در فایل اصلی موجود است)

شکل شماره 1 تصاویری از قطعاتی که به روش ریخته گری تولید شده اند

(جدول در فایل اصلی موجود است)

جدول شماره 1

برنامه تولید کارخانه ریخته گری چدنی به ظرفیت 10 هزار تن در سال

-2- طرح مقدماتی مراحل تولید و شناسایی ماشین آلات و تجهیزات

بخش های عمده یک کارخانه ریخته گری دارای قسمتهای زیر می‌باشد.

1-2-1- واحد ذوب، شامل تجهیزات ذوب و حمل مذاب، واحد آماده سازی قراضه

1-2-2- واحد قالبگیری و ماهیچه سازی ، شامل خط قالبگیری اتوماتیک، خط قالبگیری دستی، دستگاههای ماهیچه گیری Hot Box و Cold Box

1-2-3- واحد آماده سازی و تامین ماسه، این واحد شامل سیستم تامین ماسه و سیستم تخلیه درجه (Shake out) بازیافت ماسه برای ماشینهای قالبگیری و ماهیچه سازی است.

1-2-4- واحد تمیزکاری و تکمیل، واحدتمیز کاری شامل تجهیزات شات بلاست، و سنگ زنی و جوشکاری می باشد.

1-2-5- واحد آزمایشگاه و کنترل کیفیت، شامل تجهیزات آزمایشگاهی واحد ذوب، ماسه و آزمایشگاه تست های مکانیکی و تجهیزات کنترل کیفیت خط تولید (On line)

1-2-6- واحد تعمیرات مدل و قالب، ساخت مدل و قالب در خارج از کارخانه و یا توسط مشتری انجام می گیرد و این واحد صرفاً برای تعمیرات جزئی و نصب و مونتاژ مدل و قالب لازم می باشد.

1-2-7- انبار محصول و مواد اولیه ، انبار برای محصولات ریخته گری شده و انبار کردن مواد اولیه برای ریخته گری مورد نیاز است.

1-2-4 واحد تمیز کاری و تکمیل ، واحد تمیز کاری شامل تجهیزات شات پلاست و سنگ زنی و جوشکاری می باشد .

1-2-5 واحد آزمایشگاه و کنترل کیفیت ، شامل تجهیزات آزمایشگاهی واحد ذوب ، ماسه و آزمایشگاه تست های مکانیکی و تجهیزات کنترل کیفیت خط تولید ( on line)

1-2-6واحد تعمیرات مدل و قالب ، ساخت مدل و قالب در خارج از کارخانه و یا توسط مشتری انجام می گیرد و این واحد صرفاً برای تعمیرات جزئی و نصب و مونتاژ مدل و قالب لازم می باشد .

1-2-7 انبار محصول و مواد اولیه انبار برای محصولات ریخته گری شده و انبار کردن مواد اولیه برای ریخته گری مورد نیاز است .

1-3  بر آورد اولیه تجهیزات و ماشین آلات مورد نیاز و منابع تأمین آنها

در این قسمت تجهیزات اصلی مورد نیاز برای قسمت ذوب ،قالبگیری ، ماهیچه سازی و ماسه رسانی و تجهیزات جانبی تولید بشرح زیر توضیح داده می شوند .

1-3-1 تجهیزات ذوب

برای ذوب چدن و فولاد می توان از کوره های الکتریکی استفاده نمود مزایای این کوره ها بشرح زیرند :

الف) امکان کنترل دمای شارژ و نگهداری آن در یک درجه حرارت معین برای مدت زمان مشخص

ب) امکان استفاده از اتمسفر کنترل شده در محفظه ذوب وجود دارد .

ج) امکان استفاده از خلاء و یا فشارهای پایین تر از اتمسفر در محیط شارژ وجود دارد ( برای آلیاژ سازیهای خاص )

د) امکان تهیه آلیاژهایی با کیفیت مناسب از مواد اولیه ای با کیفیت پایین تر وجود دارد .

و) کار با این کوره ها ساده می باشد .

به همین دلیل کوره های الکتریکی نسبت به انواع دیگر کوره های صنعتی برای ذوب فولاد و چدن مناسبتر می باشند . کوره های الکتریکی به سه گروه کوره های مقاومتی ، کوره های قوس الکتریکی و کوره های القایی تقسیم بندی می شوند . از لحاظ صنعتی کوره های مقاومتی برای ذوب چدن و فولاد مناسب نیستند ، به همین دلیل کوره های قوس الکتریکی و القایی برای تولید این محصولات مناسب می باشند که در زیر توضیح داده شده است .

1-3-1-1 کوره های الکتریکی

در اثر عبور جریان برق بین الکترود و شارژ قوس الکتریک ایجاد می شود . دمای ایجاد شده بسیار زیاد و تا 3800 در نقطه قوس الکتریکی می رسد . کوره های قوس الکتریکی مناسب برای ذوب چدن و فولاد دارای 3 الکترود می باشند این کوره ها به دلیل ایجاد آلودگی صوتی و محیط زیستی و هم چنین عدم کنترل دقیق شارژ کوره و افزایش کربن که نیاز به تجهیزات دیگری برای بدست آوردن ترکیب آلیاژی مورد نظر را دارند ، برای قطعات صنعتی و کوچک با ترکیب شیمیایی خاص و یکنواخت پیشنهاد نمی شوند . شکل شماره 2 یک کوره قوس الکتریک را نشان می‌دهد .

شکل شماره 2 یک کوره قوس الکتریک

1-3-1-2 کوره های القایی 

اساس کار این کوره ها شبیه یک ترانسفورماتور الکتریکی می باشد ، در اینجا سیم پیچ اولیه یک کویل مسی است و سیم پیچ ثانویه همان شارژ ذوب می باشد .جریان القاء شده در شارژ فلزی موجب ایجاد حرارت در شارژ می گردد . این کوره ها به دو گروه کوره های القایی هسته دار و بدون هسته تقسیم می شوند .

1-3-1-3 کوره های القایی هسته دار

این کوره ها برای ذوب فلزات غیر آهنی مناسب می باشند . هم چنین این کوره ها به عنوان نگهدارنده بکار می روند ، در این کوره ها بر ای شروع به کار می بایستی مقداری ذوب در ابتدا در آنها شارژ گردد به همین دلیل کوره های القایی هسته دار برای ذوب فولاد و چدن مناسب نیستند . شکل شماره 3 تصویر برش خورده یک کوره القایی هسته دار را نشان می دهد .

شکل شماره 3 تصویر برش خورده یک کوره القایی هسته دار

1-3-1-4 کوره های القایی بدون هسته

در این کوره سیم پیچ دوم در واقع همان شارژ می باشد و عبور فلوی مغناطیسی از میان شارژ باعث افزایش دما و در نهایت ذوب قطعات شارژ می شود . کوره های القایی بدون هسته به سه گروه تقسیم می شوند ، کوره های القایی فرکانس شبکه ، کوره های القایی فرکانس متوسط ، کوره‌های القایی فرکانس بالا .

الف)کوره های القایی فرکانس شبکه

این کوره ها با فرکانس شبکهHZ 60-50 کار می کنند . این کوره ها نیاز به تجهیزات اضافی برای افزایش فرکانس ندارند و ارزانتر می باشند ولی عیب این کوره ها در مدت زمان ذوب زیاد در شروع کار می باشد . در عمل سعی می شود برای کوتاه شدن زمان ذوب در این کوره ها همیشه 20 تا 30 در صد مذاب در کوره باقی بماند .