گزارش کار‌آموزی کارگاه ریخته گری

گزارش کار‌آموزی کارگاه ریخته گری در 33 صفحه ورد قابل ویرایش

فهرست مطالب

عنوان                                                                                      صفحه

1)     مقدمه............................................................................................................ 6

2)     آشنایی با کارگاه ریخته گری........................................................................ 8

3)     ماهیچه سازی.............................................................................................. 15

4)     عناصر اصلی ذوب...................................................................................... 17

5)     بازرسی و کنترل کمی و کیفی..................................................................... 19

6)     انواع قالب های ریخته گری......................................................................... 20

7)     عیوب ریخته گری........................................................................................ 22

8)     خواص عمومی ماسه های قالب گیری......................................................... 23

9)     مواد قالب و ماهیچه ها برای قالب های دائمی............................................. 25

10)                                                                                                                                                                                                                                                بررسی ماسه های ریخته گری ایرانی........................................................................................................... 28

11)                                                                                                                                                                                                                                                چدن خاکستری         31

12)                                                                                                                                                                                                                                                عملیات حرارتی چدن ها       


موضوع :  گزارش کار – کار آموزی ......................................................................                

من دورة کار آموزی خود را که به مدت 288 ساعت بود و به مدت دو ماه طول کشید را در کارگاه ریخته گری جهاد دانشگاهی مشهد واقع در دانشگاه فردوسی گذراندم.


این کارگاه صنعتی تولید قطعات کارخانة کمباین سازی اراک را برعهده داشت.


این کارگاه از قسمتهای مختلفی از قبیل : کارگاه ریخته گری، کارگاه مدل سازی، کارگاه تراش کاری، کارگاه جوش، آزمایشگاه مصالح قالبیگری، آزمایشگاه متالوگرافی و آزمایشگاه کنترل کیفیت و انبار قطعات تشکیل شده بود. این کارگاه دارای 20 نفر پرسنل بود که در قسمتهای مختلف کارگاه مشغول به کار بودند.


-        اهم فعالیت هایی که ما در کارگاه انجام می دادیم به شرح زیر است :

-   شارژ کوره : ابتدا کوره را روشن کرده و به مدت 20 دقیقه کار می کند تا پیش گرم شود سپس kgr 120 چدن به صورت ترکیبی از قراضه و شمش به آن اضافه می شود.

-   پرس قطعات : دو قطعه توسط پرس به هم متصل می شوند به طوریکه پس از قرار دادن قطعات زیر دستگاه پرس هرگاه نیرو به kn 700 رسید، قطعات پرس می شوند.

-   ریختن مذاب از کوره به پاتیل : ابتدا قبل از اینکه مذاب آماده شود، پاتیل را به مدت min 15 پیش گرم کرده، سپس دریچة کوره را که قبلاً با ماسه بسته شده بود باز کرده، کوره چرخیده و مذاب به پاتیل منتقل می شود.

-   اضافه کردن سلاکس به منظور خالص سازی مذاب و آخال گیری : ابتدا سلاکس را به داخل پاتیل ریخته، به مدت چند ثانیه مذاب هم خورده و سرباره خارج می شود.

-   سپس مذاب آمادة ریختن در داخل قالبها می باشد، باید توجه داشت که مذاب باید به آرامی در داخل قالب ریخته شود.

-   قبل از ریختن مذاب در داخل قالب به دلیل اینکه چدن نیروی زیادی را به درجة بالایی وارد می کند، روی قالبها شمش چدن قرار داده تا از بلند شدن قالب جلوگیری شود.

-   عملیات حرارتی قطعات دیسکی شکل : ابتدا منطقه ای از قطعه که تحت فشار زیاد در کار قرار دارد توسط شعله تا دمای (700 – 600) گرم شده و سپس با آب سریع سرد می شود.

-   جدا کردن لاتون ها از یکدیگر : لاتون ورقه های مسی بسیار نازکی هستند که بین دو دیسک قرار گرفته و پس از پرس قطعات باعث جوش و متصل شدن دو قطعه می شود.

-   یکی از قطعاتی که جزو اصلی ترین قطعات تولیدی در کارگاه بود، بدنة اصلی نام داشت که پس از اینکه تراشکاری، رنگ کاری و بقیة کارهای قطعة بدنه اصلی تمام شد باید برای آن بوش گذاشت.

-        به نحویکه ابتدا یک بوش توسط گیج کوبیده شده و یک بوش دیگر را توسط گیچ دیگر می کوبند.

-   رنگ کاری قطعات بشقابی : پس از عملیات تراشکاری و سنگ زنی توسط پمپ رنگ قطعات رنگ کاری می شوند.

-   قطعة بدنة اصلی شامل چند سوراخ می باشد که این سوراخ ها توسط ماهیچه هایی به وجود می آیند که این ماهیچه ها از جنس ماسة co2 می باشد.

-        پرسنل کارگاه عبارتند از :

1-   مدیریت مجموعه : جناب مهندس صادقی

2-   مدیریت کارگاه : جناب آقای مدرس


مقدمه

بنا به تعریف ریخته گری عبارتست از هر نوع تغییر شکلی در فلزات و آلیاژها از طریق ذوب فلز (آلیاژ) و ریختن آن در محفظه ای به نام قالب. از تعریف فوق استنباط می شود که شکل دادن فلزات از طریق اکستروژن و یا Metallurgy Poeder را نمی توان ریخته گری دانست.

از طرف دیگر تعریف فوق فقط شکل مهندسی قطعه . ابعاد آن را مورد نظر قرار داده است، در حالیکه قطعات صنعتی علاوه بر شکل و اندازه باید خواص مکانیکی فیزیکی و شیمیایی معینی را در حد تغییرات مجاز داشته باشد بدیهی است خواص مذکور به ترکیب شیمیایی آلیاژ نوع ساختار و حضور ناخالصی، آخالها و عیوب درونی دیگر بستگی دارد و بنابراین تعریف ریخته گری علمی نیازمند تأکید بر چنین مشخصاتی نیز می باشد لذا :

ریخته گری عبارتست از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب فلز (آلیاژ) و ریختن آن در محفظه ای بنام قالب تاپس از انجماد و عملیات لازم بعدی، شکل، اندازه و خواص مورد نظر و خواسته را ایجاد نماید.

مزایای صنعت ریخته گری : الف : ارزش اقتصادی – با توجه به سرعت تولید و امکان تولید، فرآیندهای تمام شده اجسام ریخته گری نسبت به سایر روشهای شکل دادن کاهش یافته و از نظر اقتصادی مطلوب می گردد.

ب – امکان ساخت – اجسامیکه دارای شکلهای پیچیدة خارجی و داخلی هستند و بطرق دیگر تهیه آنها امکان ندارد فقط با طریقه ریخته گری قابل تولید می باشند.

ج- سرعت تولید

هـ - تشکیل چند قطعه متشکل ایجاد خواص مکانیکی لازم : امکان تولید قطعات بسیار سنگین

ریخته گری یکی از روش های شکل دهی قطعات بدون براده برداری می باشد. در دنیای امروز که عصر صنعت و فن آوری است، دستگاه ها و تجهیزات متنوع و پیشرفته ای برای شکل دادن قطعات فلزی ابداع گردیده است. با این وجود از آنجا که اغلب فلزات و آلیاژهای آنها قابلیت ریخته گری دارند، از این روش می توان برای تولید قطعات ساده و نیز قطعات پیچیده ای که تهیة آنها با روش های دیگر دارای هزینه زیاد است استفاده کرد و از اهیمت این صنعت که میراث کهن بشر بوده است و از آن به عنوان یک هنر و حرفه یاد می شود و هرگز کاسته نشده است.

آشنایی با کارگاه ریخته گری

کارگاه ریخته گری شامل دو قسمت قالبگیری و ذوب می باشد که در مورد هر قسمت توضیح داده می شود.

-        قالبگیری :

-   ابزار آلات این قسمت عبارتند از : مواد قالبگیری، انواع درجه، محل، جعبه ابزار و مخلوط کن ماسة قالبگیری، که توسط این ابزار آلات و مواد، مدل مورد نظر توسط دانشجویان قالبگیری شده و برای ذوب ریزی آماده می گردد.

-        مواد قالبگیری :

-   مواد قالبگیری کارگاه : ماسة سیلیسی با دانه بندی AFS60 و بنتونیت، پودر زغال و آب می باشد که برای آماده سازی و مخلوط کردن مواد فوق از دستگاه میکسر ماسة قالبگیری که ظرفیت آن kg 150 می باشد، استفاده می گردد.

نحوة مخلوط کردن و آماده سازی مواد قالبگیری به این صورت است که بعد از ریختن ماسه در میکسر به ترتیب 5% بنتونیت، 5% آب و 2% پودر زغال به آن اضافه کرده و حدود 5 دقیقه عمل مخلوط کردن را ادامه می دهند که پس از آن مخلوط ماسة قالبگیری، آمادة قالبگیری می باشد.

 

درجه :

درجه محفظه ای است که در آن مواد قالبگیری فشرده می شود و دارای اندازه، شکل هندسی و نیز جنس های مختلفی (چوب، آلومینیوم، چدن و فولاد) می باشند. خصوصیتی که در انواع درجه ها ثابت است جفت بودن آنها است که همگی از یک جفت نری و مادگی تشکیل شده اند . اندازه و شکل هندسی درجه ها با توجه به اندازه مدل انتخاب می شوند.

مدل : مدل شکل تقریبی قطعة مورد نظر است.

جعبة ابزار قالبگیری:

جعبه ابزار قالبگیری، شامل ابزار آلات مورد نیاز برای قالبگیری دستی می باشد که شامل کوبه دو طرفه (دستی)، الک ماسه، ابزار قاشقی، سرکج (پاشنه ای)، کیسة پودر تالک (پودر جدایش)، لولة راهگاه، خط کش فلزی و سیخ هوا می باشد.

ذوب :

قسمت ذوب کارگاه شامل کوره های ذوب و وسایل ذوب گیری می باشد.

کوره های بوته ای (زمینی) :

کوره بوته ای جهت ذوب فلزات غیر آهنی و چدن بکار می رود و نحوة کار آن به این صورت است که مواد بار را داخل بوته ریخته و بوته را توسط ابزار دو طرفه داخل محفظة کوره روی زیر بوته ای قرار می دهند، مواد سوختی (مازون، گازوئیل) را توسط فارسونگاه و هوای فشرده به صورت پودر به داخل محفظه کوره فرستاده و آن را مشتعل می کنند. شعله به دور بوته چرخیده و از قسمت فوقانی آن خارج می گردد. در اثر انتقال حرارت از جداره بوته به مواد بار، مواد بار ذوب می شود.

جدارة کوره به شکل استوانه ای است که قسمت خارجی آن ورق فولادی رول شده است که روی سه پایة فولادی قرار گرفته است. داخل ورقه فولادی آجر نسوز شاهوتی چیده می شود . جنس بوته اغلب کاربید سیلسیم (SIC) و بندرت گرافیک می باشد.

عناصر اصلی ذوب

بار : شارژ کوره های ریخته گری معمولاً از یک یا چند نوع آلیاژ مختلف تشکیل می گردد که اهم آنها عبارتند از :

فلزات خالص (شمش های اولیه) 2- آلیاژ ساز (آمیژانی ها) 3- آلیاژهای شمش (شمش های ثانویه) 4- فرسوده ها و برگشتنی ها

منطقه های ذوب : عملیات ذوب برای آلیاژهای مختلف متفاوت است ولی بطور اعم می توان حالات زیر را برای تمام آلیاژها تعمیم داد.

ذوب و ترکیب : در این منطقه با افزایش حرارت فلز (آلیاژ) از حالت جامد بصورت مایع در می آید و کاملاً مشخص می باشد که افزایش درجه حرارت باعث افزایش سرعت ترکیب آلیاژ با موادی محیط نیز می گردد که حراست حاصله از چنین ترکیباتی نیز مصرف ذوب می گردد ولی زیانهای ناشی از آلودگی مذاب به مراتب بیشتر از منابع ایجاد حرارت ناشی از ترکیب می باشد.

عملیات کیفی مذاب : هنگامیکه تمام بار مایع شد برای بعضی از آلیاژها شرایط طوری است که فقط با افزایش درجه حرارت فوق ذوب T5 و ریختن مذاب عملیات ذوب پایان می یابد ولی در بسیاری موارد برای خروج اکسیدها گازها و ناخالصی ها عملیات کیفی تحت عنوان Legassing fluxing , slugging لزوم پیدا می کند.

تصحیح ترکیب : در بسیاری از موارد بعضی از عناصر هستند که بایستی در آخرین مرحله قبل از ریختن به مذاب افزوده شوند (کنترل شوند) مانند mg در آلیاژهای AL و یا P در آلیاژها مس زیرا چنین عناصری در جریان ذوب و عملیات مذاب دارای اتلاف زیادی هستند که بایستی نسبت ترکیب آنها تصحیح گردد.

d  . تصحیح خواص و کنترل : در چنین حالتی بایستی مذاب از نظر وجود ناخالصی ها و گازها که در خواص ریخته گری مؤثرند آزمایش شوند و یا اینکه از نظر ریزی و درشتی ذرات کریستال مواد به مذاب افزوده گردد که بیشتر چنین کنترل ها و عملیات قبل از ریختن مذاب به داخل قالب انجام میگردد و در غیر این صورت خواص آنها از بین می رود.

دسته بندی ذوب : ذوب در خلاء و ذوب در محیط بی اثر : مهمترین هدف از ذوب در خلاء تقلیل امکانات فعل و انفعال مذاب یا گازها و سایر عوامل محیط می باشد فشار خلاء معمولاً برابر 2- 10 تا 4-10 میلی متر جیوه منظور می گردد به همین دلیل عملیات ذوب در خلاء فقط برای عناصری مورد استعمال دارد که دارای فشار بخار بسیار پائین باشند.

ذوب مستقیم یا ذوب در هوا : برای بعضی از فلزات رابطه بین مواد محیط و فلز مذاب برای مدذتی کوتاه چندان خطرناک نیست، بسیاری از آلیاژهای قطع سرب روی AL مس نیکل و آهن در این دسته قرار دارند ولی از آنجا که مواد، در چنین سیستمی ترکیبات اکسیدی و یا انحلال گازی در آلیاژ وجود دارند سربار، گیری و شلاکه گیری مستقیم یا با کمک فلاکس ها لزوم می یابد که در این دسته عملیات گازولی اکسیژن زدایی جزء عملیات مذاب قرار میگیرند.

بررسی ماسه های ریخته گری ایران:

علیرغم اهمیتی که شناخت ماسه های موجود در ایران از نظر مشخصات شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی به منظور استفاده در صنایع ریخته گری دارد، در گذشته تحقیق جامع و مستمری در این زمینه به عمل نیامده بود، تنها کوشش های ارزنده در این مورد در گذشته، مطالعات آقای ابوالقاسم دهقان در سال 1350 بوده است که بعنوان موضوع تز فوق لیسانس در بخش مهندسی مواد دانشگاه شیراز به انجام رسیده و در کنار آن گزارشها و مطالعات بخش ریخته گری دانشگاه مهندس متالوژی دانشگاه صنعتی شریف و دیگر مؤسساتی چون اداره برسی های معدن وزارت صنایع و معادن و شرکت شیشه قزوین و تحقیقات پراکنده سایر مراکز بوده است.

بررسی های اساسی در این رابطه در سالهای 1358 تا 1362 توسط جامعه ریخته گران ایران صورت گرفته است و نتایج آن اعلام گردیده است، در این گزارشات ابتدا به معرفی و شناسایی انواع ماسه های سیلیسی طبیعی و مصنوعی در واحدهای ریخته گری ایران پرداخته و سپس معایب، محاسن و موارد مصرف هریک از آنها در دو تقسیم بندی کلی ماسه های سیلسی طبیعی و ماسه سیلیسی مصنوعی تشریح شده است، اطلاعات ارائه شده در رابطه با وضعیت ماسه های ریخته گری ایران می تواند راهنمای مفیدی برای ریخته گران باشد، معهذا واحدهای ریخته گری باید در هنگام خریداری ماسه، شخصاً مشخصات ارائه شده از سوی توزیع کنندگان، ماسه ریخته گری را تجربه کنند، ترکیب شیمیایی ماسه فقط نمایانگر مفید بودن آن است در حالی که کاربرد ماسه جهت انواع قطعات ریختگی با خواص فیزیکی و مکانیکی آن تعیین می شود.

نگرشی به ماسه سیلیسی موجود در ایران:

الف) ماسه های چسب دار طبیعی :

فراوانی و ارزانی این نوع ماسه ها باعث شده تا بطور وسیعی در صنایع کوچک ریخته گری ایران مصرف شود، این نوع ماسه ها بطور طبیعی مواد چسبی دارند و فقط با اضافه کردن مقدار مناسبی آب، خواص لازم جهت قالب گیری بدست می آید، ماسه های لاکان رشت، گرم سار، اردکان یزد، حسن آباد قم، عیسی آباد محلات، دروازه قرآن یزد و رودخانه تفت یزد جزء این گروه از ماسه های ریخته گری هستند.

ب – ماسه های طبیعی بدون چسب :

این نوع ماسه ها در مقایسه با ماسه های چسب دار طبیعی یا درصد کمتری چسب دارند یا بطور کلی فاقد چسب فعال هستند. این مواد اغلب بصورت ماسه های رودخانه ای در دسترس ریخته گران قرار دارند. معمولاً درجه خلوص بالاتر و کم بودن مقدار اکسیدهای قلیائی و آهک و گردی دانه ها در این نوع ماسه ها در مقایسه با ماسه های چسب دار طبیعی، باعث بالا بودن کیفیت آنها می شود، در بکارگیری این نوع ماسه ها افزودن درصد مناسبی از چسب فعال نظیر بنتونیت و سایر مواد اضافه شونده، البته قبل از افزودن آب، الزامی است.