ریخته گری در قالب دائمی از دسته فرآیندهای ریخته گری فلزات است که در آن از یک قالب قابل استفاده مجدد یا به اصطلاح دائمی استفاده می شود. در واقع در این فرآیند به جای دور ریختن قالب، می توان از آن دوباره استفاده کرد. همچنین، به کمک خدمات ریخته گری در قالب دائمی می توان اشکال پیچیده را با هزینه های پایین نیروی کار ساخت.
در طول فرآیند ریخته گری در قالب دائمی ، مواد خام در حفره قالب قرار می گیرد. قالب های دائمی معمولاً از فلزات و آلیاژهایی با استحکام بالا ساخته می شوند که برخی از آنها شامل آلومینیوم، مس، فولاد، آهن، گرافیت و سرب است. پس از سرد شدن و سخت شدن مواد خام، قالب ریخته گری از حفره قالب خارج می شود.
از ریخته گری در قالب دائمی در صنعت خودروسازی برای ایجاد قطعاتی مانند چرخ دنده ها، سیستم های تعلیق، محفظه های تزریق سوخت و پیستون های موتور استفاده میشود. همچنین، قطعات هواپیما نیز اغلب از طریق این فرآیند ساخته می شوند.
خدمات ریخته گری در قالب دائمی را می توان بر اساس نوع قالب و مکانیسم ریخته گری به چندین نوع مختلف دسته بندی کرد. به طور معمول، هنگامی که صحبت از ریخته گری با قالب دائمی در میان می آید، مقصود ریخته گری ریژه و فرایندهای زیر مجموعه آن است. با این وجود، میتوان فرایندهای ریخته گری گریز از مرکز و ریخته گری تحت فشار یا دایکست را نیز جزو دسته ریخته گری در قالب دائمی محسوب کرد.
در این دسته از فرایند های ریخته گری در قالب دائمی ، دو نیمه قالب بوسیله روشهای مکانیکی به یکدیگر محکم متصل میشوند. فلز مذاب به وسیله نیروی جاذبه درون قالب جریان می یابد.
شماتیک ریخته گری ریژه
قدم اول در این فرآیند ریخته گری در قالب دائمی این است که قالب دائمی، که معمولا از جنس چدن است، با استفاده از یک پوشش نازک سرامیکی پوشش داده شود. علت این امر آن است که قطعه داخل قالب دچار سرمایش سریع نشود و سطح قالب، دوام بیشتری داشته باشد. سطح قالب بوسیله گرافیت پودری نیز پوشانده میشود تا قطعه ریخته گری شده هنگام خروج، اصطکاک کمتری با دیواره قالب داشته باشد. سپس قالب با دو نیمه مونتاژ می شود.
این فرایند ریخته گری در قالب دائمی برای فلزاتی مقرون به صرفه و کاربردی است که دمای ذوب پایینی دارند. آلومینیوم، منیزیم و آلیاژهای مس فلزاتی هستند که بوسیله این روش ریخته گری میشوند. ریخته گری فولاد و آهن در قالبهایی که از آلیاژهای دمابالا ساخته شده اند، امکان پذیر است اما به ندرت انجام میشود.
ریخته گری کم فشار
قالب های ریخته گری در قالب دائمی اغلب اوقات پیش از ریخته گری پیش گرم شده و بعد از ریخته گری با آب خنک میشوند. از آنجایی که قالب های دائمی بر خلاف قالب های موقت ماسه ای، حفره ندارند، هواکش هایی در این قالبها تعبیه میشود. وظیفه این حفرات، خروج گازهای آزاد شده طی فرایند ریخته گری است. محصول فرایند ریخته گری ریژه ، قطعه ای با پرداخت و دقت ابعادی بیشتر از ریخته گری در قالب ماسه ای است.
این روش ریخته گری در قالب دائمی زیر مجموعه ریخته گری ریژه بوده، با این تفاوت که علاوه بر نیروی جاذبه، فشار گاز نیز در ریخته گری و وارد شدن مذاب به قالب کمک میکند. گازی با فشار 35 تا 100 کیلوپاسکال به مذاب اعمال نیرو کرده و آن را به سمت حفره قالب هدایت میکند. به این دلیل که مذاب، در این فرایند با اتمسفر تماس ندارد، قطعه حاصل از این فرایند کیفیت مناسبی دارد. به طور کلی، این فرایند قطعات با کیفیتی میسازد و در صورت استفاده از قالب های گرافیتی توان ریخته گری فولاد را نیز دارد.
ریخته گری تو خالی فرایند دیگری از دسته ریخته گری در قالب دائمی و زیر مجموعه ریخته گری ریژه است. در این فرایند، مذاب به وسیله جاذبه، درون قالب ریخته میشود. اما پیش از سرمایش کل حجم مذاب، فرایند پایان میابد و باقی مذاب به پاتیل بازگردانده میشود. هدف از این فرایند ایجاد قطعه ای پوسته ای و نازک به منظور کاربردهای تزئینی و مجسمه سازی است. از آنجایی که سطح داخلی قطعه ناهموار است و کنترل ضخامت قطعه دشوار است، از این فرایند ریخته گری در قالب دائمی در مصارف حساس استفاده نمیشود.
شماتیک ریخته گری توخالی
ریخته گری گریز از مرکز دارای قالبی با مصرف دائمی است و از این رو میتوان این فرایند را جزو دسته ریخته گری در قالب دائمی حساب کرد. قالب ریخته گری گریز از مرکز حول محوری مرکزی میچرخد و قطعه ای با مقطع گرد و دارای تقارن محوری میسازد. نیروی گریز از مرکز موجب ورود مذاب به محفظه های قالب شده و قطعه ای بسیار چگال و فشرده را میسازد. سرباره و ناخالصی های دیگر معمولا، به سمت مرکز قطعه کشیده میشوند و بنابراین به سادگی قابل ماشین کاری هستند. این فرایند به دو دسته عمودی و افقی تقسیم شده که بر اساس جهت محور چرخش دسته بندی میشود.
شماتیک ریخته گری گریز از مرکز
این فرایند ریخته گری در قالب دائمی را میتوان به چند دسته تقسیم کرد. ریخته گری گریز از مرکز حقیقی فرایندی است که به منظور تولید قطعات استوانه ای از قبیل لوله ها و سیلندر ها به کار میرود. حجم مذاب درون قالب ، ضخامت دیواره و قطر داخلی قطعه را تنظیم میکند. ریخته گری نیمه گریز از مرکز فرایندی است که قطعاتی با محور تقارن مرکزی را میسازد که لزوما شکل کاملا دایره ای ندارند. در این فرایند، تعدادی قالب روی یک محور تعبیه میشوند و ممکن است در حفره مرکزی از ماهیچه استفاده شود. این فرایند برای ساخت چرخ ها، چرخ دنده ها و نازل ها انجام میشود.
ریخته گری نیمه گریز از مرکز
نوعی ریخته گری گریز از مرکز نیز به منظور تولید همزمان چند قطعه با ساختار ظریف انجام میشود. نیروی گریز از مرکز همانند نیروی فشار اعمال شده در دایکست ، پر شدن کامل قالب های کوچک را تضمین میکند. قالب ها در جهت شعاعی روی یک سیستم راهگاهی تعبیه میشوند و به سرعت نسبتا کمی میچرخند. قطعاتی مثل فریم پروتز های ثابت دندان به این روش ریخته گری در قالب دائمی ساخته میشوند.
ریخته گری تحت فشار یا دایکاست فرایند دیگری از فرایندهای ریخته گری در قالب دائمی است. در این فرایند، فلز مذاب با سرعتی زیاد و تحت فشار به درون قالب وارد میشود. فشار تا زمان انجماد کامل مذاب ادامه پیدا میکند. قالبهای دایکست اغلب آبگرد بوده و از فولاد سخت کاری شده ساخته میشوند تا فشار و دمای بالای فرایند را تحمل کنند. بعد از اتمام فرایند، دو نیمه قالب، باز شده و قطعه ریخته شده بیرون انداخته میشود.
فرایند ریخته گری در قالب دائمی دایکست و قالب آن
قطعاتی از جنس روی، آلومینیوم، منیزیم ، قلع و آلیاژهای سرب معمولا ریخته گری میشوند. سرعت و فشار بالای ریخته گری باعث سهولت تولیدات قطعاتی ظریف و با دقت ابعادی بالا میشوند. فرایند دایکاست به دلیل هزینه بالای تجهیزات و ابزار مورد استفاده، بیشتر در صنایعی که حجم تولید بالایی دارند، استفاده میشود.
ریخته گری تحت فشار
فرایند ریخته گری با قالب دائمی دایکست دارای دو نوع محفظه گرم و محفظه سرد است. دستگاه محفظه گرم برای تولید قطعاتی از جنس آلیاژهای با نقطه ذوب پایین (مانند روی، قلع و سرب) استفاده میشود. در سیستم محفظه گرم، پمپ مستقیما با مذاب در تماس بوده و مذاب را به درون قالب وارد میکند. دستگاه محفظه سرد برای ریخته گری آلیاژهای با دمای ذوب بالا مثل آلومینیوم و منیزیم استفاده میشود. در این سیستم مذاب با پاتیل به درون دستگاه ریخته میشود تا دمای بالای مذاب به دستگاه آسیب نرساند.
خدمات ریخته گری در قالب دائمی شامل ریخته گری گریز از مرکز ، دایکاست و ریخته گری ریژه است که می توان از آن برای نرخ تولید بالا استفاده کرد. فرایند تولید قالب و آماده سازی دستگاه، در ریخته گری با قالب دائمی کوتاه تر بوده و بنابراین نرخ تولید تا حد زیادی بالا تر میرود. قطعات تولید شده حاصل از فرآیند ریخته گری با قالب دائمی دارای سطح خوب و دقت ابعادی خوبی هستند. همچنین، در خدمات ریخته گری در قالب دائمی ضایعات کمی تولید می شود و تنوع هندسی بیشتری دارد. از معایب این فرآیند می توان به هزینه بالا برای ساخت قالب های فلزی اشاره کرد و تنها فلزات غیر آهنی را می توان به دلیل نقطه ذوب پایین آنها استفاده کرد. همچنین، قالب های ریخته گری در قالب دائمی به دلیل فرسایش و خستگی حرارتی ماندگاری کوتاهی دارند.
ریخته گری ریژه
فرمت یک راه حل نوین جهت رفع نیازهای صنعتی است. هدف فرمت ایجاد بستری برای معرفی، بررسی و مقایسه ی خدمات صنعتی ارائه شده توسط ارائه دهندگان مختلف و انتخاب بهترین راه حل جهت رفع مشکلات و پاسخگویی به نیازهای صنایع مختلف است.
آدرس: تهران، خیابان آزادی، دانشگاه صنعتی شریف
ایمیل: info@formmat.ir
