متالورژي سمنان


انتخاب رشته

بسمه تعالي

مواد ، هسته و مركز اصلي رشد ، پيشرفت ، تكامل ، امنيت ، بهبود كيفي و كمي زندگي و توانايي انسان از آغاز پيدايش بوده است . هر چند كه بسياري از جنگ ها و كشتارها و ناكامي ها نيز از چنين رشدي حاصل شده است و به قول ايلين سگال در كتاب چگونه انسان غول شد ، بشر هنگامي كه به آهن دست يافت فقط گاو آهن نساخت بلكه شمشير نيز ساخت.آنچه مسلم است عناصر سازنده مواد محدود ومعدود هستند ولي در هم آميزي آنها به صورت هاي تركيب ، محلول و مخلوط درشكل هاي دوگانه ، سه گانه وچند گانه دامنه نامحدودي در تنوع مواد به وجود آورده است . چندان كه در هر زمان شاهد تولد ماده جديدي در صنعت هستيم .ساخت مواد چند عنصري به صورت آلياژ ،تركيب ، مخلوط ومواد چند سازه اي ، مانند كامپوزيت ها ، مواد در مقياس نانومتر ، مواد هوشمند و ...علمي آشنا در صنعت شده است . نانوتكنولوژي يا كنترل مواد در مقياس مولكولي، گشايش اسرار طبيعت در تمام عرصه ها از مهندسي تا پزشكي را نويد ميدهد.

در آينده نه چندان دور، در خانه هاي جديد آجرها ممكن است هنگامي كه تركي درآنها ظاهر ميشود خودشان را تعمير كنند. ماشينها نيز ممكن است با لايه اي به استحكام الماس پوشانده شوند كه آنها را در برابر خراشها محافظت ميكند. پزشكان نيز خواهند توانست صدها نوع بيماري را تنها با قراردادن يك قطره خون در يك دستگاه تشخيص داده و پس از چند ثانيه نتيجه را دريافت كنند و....

به طوري كه تقسيم بندي دوره تكاملي انسان در كاربرد مواد استوار شده است. علم مواد و از جمله متالورژی يا شناخت فلزات و آلياژها و ریخته گری ، مهمترین روش ساخت و تولید قطعات صنعتی  و فرا صنعتي است و نقش مهم در صنعتی شدن و خود کفایی کشور دارد .ویژگی های صنعت ریخته گری و متالورژي که یکی از روش های ساخت و تولید قطعات صنعتی است وجه تمایزات بسیاری دارد که عبارتند از امکان ساخت قطعات با اشکال بسیار پیچیده ، سهولت تولید ، سرعت بالا ، تولید قطعات بسیار بزرگ و کوچک ، ایجاد خواص مکانیکی ویژه، قیمت مناسب قطعه تولیدی محدودیت شکل پذیری برخی از فلزات .

ريخته گري  ،  به زبان ساده  ،  به فرايندي گفته مي شود كه طي آن ماده اي مذاب در فضاي خالي  قالب ريخته شود ، تا پس از انجماد سخت شود و به شكل نهايي در آيد براي انجام اين كار ، روشهاي متعددي وجود دارد كه در رشته متالورژي مورد بررسي قرار ميگيرد .

 

در يك روش ساده متالورژی رامی توان به دو بخش عمده تقسيم کرد:
۱- متالورژی فرآيندی يا استخراجی

عبارتست از علم تهيه فلزات از کانی های آنها ، معدن کاری ، تغليظ ، استخراج و تصفيه فلزات و آلياژها
۲- متالورژی فيزيکی
علمی که به ويژگيهای فيزيکی و مکانيکی فلزات و آلياژها مربوط می شود.
اين بخش ، خواص فلزات را که از سه متغير زير تاثير می پذيرند مورد بررسی قرار می دهد.
الف ـ ترکيب شيميائی : عناصر شيميائی و مقدار آنها که آلياژ را تشکيل می دهند.

ب ـ عمليات مکانيکی : هر نوع عملی که موجب تغيير شکل می شود از قبيل نورد ،‌کشش ، منگنه کاری و يا ماشين کاری

 متالوژي مكانيكي شاخه اي از علم مواد است كه در آن رفتارها و عكس العمل هاو خواص فلزات در برابر نيروها مورد بحث و بررسي قرار مي گيرد.

ج ـ عملیات حرارتی و گرمائی :‌تاثیر دما و آهنگ گرم کردن و سرد کردن

بشر از بدو خلقت در پي ابداع ابزار و وسايل گوناگون براي برقراري ارتباط مطلوب با محيط اطراف خود بوده است. آهنگ رشد تمدن در طول تاريخ، به موازات روند توسعه و بهينه‌سازي مواد سازنده ابزار‌هاي مورد استفاده بشر، سرعت گرفته و در قرن حاضر به اوج خود رسيده است. امروزه مهندسي متالورژي و مواد، نقشي کليدي در پيشرفت صنايع فوق مدرن و جديد مانند صنايع هسته‌اي، صنايع انرژي، تکنولوژي پزشکي و کاربرد‌هاي فضاي و نظامي داشته و تحقيقات کاربردي و پايه‌اي‌ در متالورژي و مواد، پيوسته افق‌هاي جديدي را فرآوري پيشرفت تمدن بشري‌ گشوده است.

 هنر جویان این رشته در طی دوران تحصیل با محاسبات فنی عمومي و تخصصي ، رسم فنی عمومي و تخصصي، اصول تكنولوژيكي و متالورژیکی ریخته گری ، روش ساخت قالب های دائم و موقت و توليد قطعات به روش ریخته گری ، کنترل کیفی قطعات ریختگی ، کار در کارگاه مدلسازی و آزمایشگاه متالورژی و .... آشنا میشوند .

زمینه های شغلی رشته مذکور عبارت است از :
کارخانجات تولید فولاد
، کارخانجات تولید قطعات صنعتی ، کارخانجات تولید خودرو ، کارگاه ریخته گری فلزات رنگین ، کارگاه ریخته گری قطعات آلیاژی ، کارخانجات تولید ماشین آلات صنعتی ، کارخانجات تولید قطعات فولادی و چدنی ، کارخانجات ذوب آهن ، و .....

 


نعمت الله طاهری

جواب سوالات ۱۴۶ تا ۱۷۳

146-آجر هاي نسوز همانند مواد نسوز متفاوتند امّا مهمترين آنها عبارتند از آجر نسوز معمولي ،  آجر نسوز فرم ( با شكل مخصوص ) كه ميتوانند از سيليسي يا شاموتي ( SiO2  و Al2O3 )باشند ، آجرهاي گرافيتي  و   آجرهاي منيزيتي و

قالب گيري در ماسه به روش اسيدي

147- در ساخت بعضي ماهيچه ها و قالب ها ازاسيدها به عنوان كاتاليزور استفاده مي شود و از آنجا كه ماسه نيز اصولا اسيدي است لذا به اين نوع ماهيجه ها ويا روش قالبگيري ،روش اسيدي مي گويند، براي آماده كردن ماسه در اين روش ابتدا ماسه را در ماشين مخلوط كن ريخته و به آن اسيد فسفريك اضافه ميكنند،آنگاه از چسبهاي فوران مانند فورساتيل بدان مي افزايند ، براي ساخت ماهيچه هاي سرد از الكل فورفوريل  نيز  به  عنوان  سخت كننده استفاده مي شود.

سيستم هاي راهگاهي

148-وظايف يك سيستم راهگاهي مناسب وايده آل در ذيل آمده است ،

1-148-انتقال مذاب از بوته يا پاتيل به محفظه قالب با سهولت انجام پذيرد .

2-148-حركت مذاب در مجاري و راهگاهها با حداقل اغتشاش صورت گيرد تا جذب گازها در مذاب ، اكسيد شدن مذاب وشسته شدن ديواره هاي قالب به حداقل برسد.

3-148-مذاب بگونه اي وارد قالب شود كه جهت انجماد مناسبي را ترتيب دهد.

4-148-راهگاهها آنقدر بزرگ در نظر گرفته مي شوند ، كه مذاب بتواند كل محفظه قالب را پر كند و ثانيا گرمترين مذاب را در تغذيه قرار گيرد و همچنين آنقدر كوچك انتخاب گردد تا دورريز قطعات به كمترين مقدار ممكن كاهش يابد.

149-بطور كلي سيستم هاي راهگاهي بر مبناي ابعاد مختلف سطوح مقطع آنها به دو نوع فشاري و غير فشاري تقسيم مي گردند،اگر سطح مقطع راهگاه بارريز بزرگتر از مجموع سطوح مقاطع كانال اصلي، و مجموع سطوح مقاطع كانال اصلي بزرگتر از مجموع سطوح مقاطع كانال فرعي باشد سيستم راهگاهي غير فشاري است و چنانچه اين نسبت برعكس باشد سيستم راهگاهي فشاري است .

مثال براي سيستم راهگاهي غير فشاري :         2 : 5/1 :1  Ag :Ar : As 

مثال براي سيستم راهگاهي فشــاري:         1:  5/1: 2  Ag :Ar :As 

As =سطح مقطع راهگاه بارريز     Ar=مجموع سطوح كانال اصلي يا راهبار          

As= مجموع سطوح كانال فرعي يا راهباره مي باشد.

150-روشهاي متفاوت و مختلفي براي راهگاه گذاري وجود دارند از جمله آنها عبارتند از :

راهگاه از بالا  ،                      راهگاه از پايين   ،                           راهگاه در سطح جدايش ، راهگاه پله اي  ،                      راهگاه انشعابي  ،                            راهگاه شيپوري ،          راهگاه گردابي ،                      راهگاه هاي مركب و...

151-يكي از وظايف مهم سيستم راهگاهي جلو گيري از ورود شلاكه به محفظه قالب است كه اصطلاحا به آن آخالگيري مي گويند ، مهمترين روشهاي آخالگيري عبارتند از :

1-151-روشهاي جدا سازي مواد ناخواسته براساس اختلاف وزن مخصوص:مانند استفاده از كانال ممتد و استفاده از موانع و گلويي در سيستم راهگاهي و همچنين استفاده از راهگاههاي گردابي ،

2-151- استفاده از صافي ها و فيلترها مانند استفاده از ماهيچه هاي صافي و يا تور هاي سيمي ،

تغذيه گذاري قطعات ريخته گري

152-بيشتر فلزات وآلياژها در اثر سرد شدن منقبض ميشوند، در ريخته گري انقباض در سه مرحله مورد بررسي قرار ميگيرد ، اين سه مرحله عبارتند از :

1-152-انقباض در حالت مذاب ، (انقباض از درجه حرارت فوق ذوب تا رسيدن به نقطه انجماد )

2-152-انقباض در حين انجماد ( انقباض از تشكيل اولين هسته هاي جامد تا انجماد كل مذاب )

3-152-انقباض در حالت جامد ،(انقباض فلز جامد از درجه حرارت انجماد  تا درجه حرارت محيط )

153-ريخته گران براي اينكه بتوانند تغذيه مناسبي را براي قطعات طراحي كنند مكانيزم انجماد فلزات را در سه گروه اصلي تقسيم كرده اند ،

1-153-آلياژها با دامنه انجماد كوتاه يا پوسته اي (كمتر از 50 درجه سانتيگراد )،كه شامل فلزات خالص و بعضي از آلياژها مي شود.

2-153-آلياژها با دامنه انجماد متوسط ( بين 50 تا 110 درجه سانتيگراد )

3-153-آلياژها با دامنه انجماد طولاني يا انجماد خميري ( بيشتر از 110 درجه سانتيگراد ) ،كه تعداد زيادي از آلياژهاي مهم صنعتي داراي اين نوع انجماد مي باشند ، مانند آلياژهاي Al ، ( بجز آلياژ Si-Al ) وآلياژهاي منيزيم و فولادهاي پر كربن و...

154-بر اساس تعريف اگر انجماد از دورترين قسمت قطعه نسبت به تغذيه شروع ، و به صورت جهت دار به طرف ميانه قطعه ادامه يابد و در تغذيه ختم شود انجماد جهت دار در قطعه صورت گرفته است.

جهت انجماد به عوامل زيادي بستگي دارد كه مهمترين آنها عبارتند از :

1-154-نوع آلياژ ومدل انجماد آن ،( انجماد پوسته اي يا خميري ) .

2-154-ابعاد واندازه محفظه قالب ،

3-154-طراحي قطعه ريخته گري .

155-حد اكثر فاصله اي كه تغذيه مي تواند عمل مذاب رساني به قطعه را به خوبي انجام دهد را فاصله مذاب رساني مي گويند و اين فاصله برابر است با مجموع برد تغذيه و برد قالب ،

برد تغذيه فاصله اي است كه تغذيه با توجه به شكل و اندازه و نوع آلياژمي تواند عمل مذاب رساني را انجام دهد.

برد قالب ، حد اكثر فاصله اي است كه قالب مي تواند در جهت دار كردن انجماد تاثير بگذارد.

156-اندازه مناسب تغذيه ، اندازه اي است كه نه آنقدر كوچك باشد كه نتواند وظيفه خود را به نحو مطلوب انجام دهد و نه آنقدر بزرگ كه راندمان ريخته گري پايين آيد ، بر اين اساس روشهاي مختلفي براي محاسبه ابعاد تغذيه طراحي و ارائه شده است ، در ذيل به محاسبه تغذيه بر اساس رابطه چورينف اشاره مي شود.

بر اساس رابطه چورينف ، زمان انجماد ( t ) در قطعه ريخته گري با فورمول زير محاسبه مي شود.

tc=k(Vc/Ac) (داخل پرانتز به توان 2 مي رسد.)

رابطه فوق در مورد تغذيه نيزصادق است    tr=k(Vr/Ar)

   بديهي است كه زمان انجماد تغذيه ( tr ) بايد بيشتر از زمان انجماد قطعه (tc) باشد ،به عبارت ديگر :

                       1.5 تا   tr / tc = 1.2   

157-تغذيه ها را بر اساس محل قرار گرفتن آنها و ارتباط با سيستم راهگاهي به سه دسته عمده تقسيم مي كنند ، اين سه گروه عبارتند از :

1-157-تقسيم بندي تغذيه بر اساس قرار گرفتن تغذيه قبل يا بعد از محفظه قالب ، كه به دو دسته ، تغذيه گرم و تغذيه سرد تقسيم مي شوند در ذيل محل قرار گرفتن تغذيه گرم و سرد بصورت خلاصه بيان شده است.

(1)      راهباره  (2) تغذيه  (3) قطعه  = تغذيه گرم

    (1)  راهباره  (2) قطعه   (3) تغذيه  = تغذيه سرد

2-157-نقسيم بندي تغذيه بر اساس موقعيت قرار گرفتن تغذيه نسبت به قطعه ريختگي ، كه خود بر 4 نوع است ، الف) تغذيه بالايي    ب) تغذيه كناري   ج)تغذيه لب به لب در گوشه بالا  د)تغذيه از بالا كه وظيفه راهگاه بارريز را نيز به عهده دارد.

3-157-تقسيم  بندي تغذيه براساس ارتباط تغذيه با اتمسفر محيط، بر اساس اين روش تغذيه ها بر دو نوعند ،

الف) تغذيه باز : كه منبع تغذيه با اتمسفر محيط در ارتباط است .

ب )تغذيه كور :كه سطح بالايي اين تغذيه بر خلاف تغذيه باز با ماسه قالبگيري پوشيده شده است .(شايان ذكر است كه با روشهايي از جمله قرار دادن ماهيچه در داخل تغذيه كور ، فشار لازم را بر روي مذاب تغذيه اعمال ميكنند تا راندمان آن را بالا ببرند، كه به تغذيه هاي اتمسفري معروفند.)

158-روشهاي متعددي براي افزايش راندمان تغذيه وجود دارد از جمله آنها عبارتند از :

1-158- استفاده از مواد عايق حرارتي ،   2-158-استفاده از مواد گرمازا ،

3-158-استفاده از مبرد ،  4-158-تغيير در طراحي سيستم راهگاهي وبارريزي ،

5-158-تغيير در طراحي قطعات و مدل ،   6-158-كنترل درجه حرارت بارريزي .

چپلت ومبردها

159-مبرد ها موادي هستند كه نفوذ گرمايي بالايي دارند و به منظور افزايش شيب دمايي از تغذيه به قالب ، مورد استفاده قرار مي گيرند ، وبر دو نوعند:مبردهاي داخلي ، مبردهاي خارجي ،

مبردهاي داخلي در داخل محفظه قالب قرار مي گيرند و جنس آنها نيز معمولاً از جنس خود قطعه ريختگي است ، مبردهاي خارجي معمولاً از جنس فولاد ، چدن يا مس مي باشندو در كنار محفظه قالب قرار مي گيرند.

پايه هاي فلزي يا چپلتها اصولاً براي افزايش شيب دمايي بكار نميروند بلكه به منظور نگه داشتن ماهيچه ها كه داراي تكيه گاه كافي نيستند ويا اينكه در موارد خاص تكيه گاهي براي ماهيچه تعبيه نشده است همچنين به منظور عدم جابجايي ماهيچه مورد استفاده قرار مي گيرند، جنس پايه هاي فلزي نيز با جنس آلياژ ريخته گي منطبق است و ضخامت آن نيز بگونه اي است كه با درجه حرارت مذاب  ذوب شده و يك پارچگي قطعه را تضمين نمايد.

عمليات كيفي مذاب

160-عمليات كيفي ، به مجموعه عملياتي گفته ميشود كه در خلال ذوب و ريخته گري به منظور بهبود بخشيدن به خواص متالورژيكي ، مكانيكي ، فيزيكي ، و ريخته گري قطعات انجام مي گيرد.

عمليّات كيفي ، طيف وسيعي را در بر مي گيردكه مهمترين آنها عبارتند از :

1-160-عمليات گاز زدايي ،   2-160-عمليّات اكسيژن زدايي و آخال زدايي :

3-160-عمليّات جوانه ز ايي :

161-يكي از مهمترين عيبها در قطعات ريختگي ، وجود مكهاي گازي است ، منابع توليد گاز در مذاب را ميتوان به موارد ذيل خلاصه كرد.

1-161-آتمسفر محيط        2-161-سوخت و محصولات احتراق          3-161- بخار آب

4-161-مواد نسوز        5-161-مواد شارژ              6-161-مواد قالب و ماهيچه

گاز زدايي در مذاب

162-ساده ترين و اقتصادي ترين روش براي گرفتن گاز ها از مذاب استفاده از گازهاي بي اثر نظير آرگن ، ازت و يا گاز كلر است ، در صنعت مواد جامدي وجود دارند كه در تماس با فلز مذاب مقادير زيادي گاز ازت ، كلر و غيره را از خود آزاد كرده و عمل گاززدايي را انجام مي دهند، مانند قرص هاي محتوي هگزاكلرور اتان براي گرفتن هيدروژن از مذاب آلومينيم و آلياژهاي آن ، در عين حال مؤثرترين و گرانترين روش گاززدايي ، تهيه ذوب و ريخته گري آن در خلاء مي باشد .در ذيل روشهاي گاززدايي به صورت فهرست آمده است.

1-162-ذوب و نگهداري مذاب در كوره ها با آتمسفر كنترل شده ،

2-162-استفاده از گازهاي بي اثرمانند ارگن و هليم و...

3-162-استفاده از گازهاي فعال مانند كلر و ازت و...

4-162-استفاده از برخي عناصر فعالتر مانند  ، ليتيم و...

آخال و آخال زدايي

163-به كليه ناخالصيهاي فلزي و غيرفلزي داخل مذاب ناخالصي مي گويند ، بنابراين ناخالصيها مجموعه اي از اكسيدها، سولفيدها، نيتريدها، كلرورها، و...يا تركيبات مختلف آنها هستند ، كه وجود آنها باعث افت خواص مكانيكي،متالورژيكي، فيزيكي، و ريخته گري فلزات و آلياژها مي گردد.

انواع آخالها را بر دو نوع تقسيم ميكنند كه عبارتند از :

1-163-آخالهاي مكانيكي مانند، سرباره ها، ذرّات مواد قالب، مواد نسوز، ...

2-163-آخالهاي تركيبي مانند، سولفيدها، نتريدها، اكسيدها، كلرورها، و...

164-دو روش كلي براي آخال زدايي وجود دارد كه عبارتند از:

1-164-روش هاي مكانيكي يا فيزيكي مانند استفاده از فلاكسهاي پوششي و يا فلاكسهاي تميزكننده

2-164-روش هاي تركيبي يا شيميايي (استفاده از عناصري كه نسبت به فلز مذاب ، ميل تركيبي بيشتري نسبت به اكسيژن، نيتروژن و...دارند.)مانند آلومينيم كه جهت اكسيد زدايي در فولادها به كار ميرود.

عمليات جوانه زني

165-به مجموعه فرايندهايي كه منجر به به ريزدانگي (ريز شدن دانه ها هنگام انجماد ) شود را عمليات جوانه زايي مي گويند. دو روش براي جوانه زايي وجود دارد كه عبارتند از:

1-165-جوانه زايي به وسيله هسته هاي خودي OWN    NUCLEI     كه بيشتر براي فلزّات خالص به كار مي رود .

2-165-جوانه زايي به وسيله هسته هاي غيرخودي FORIGEN   NUCLEI  كه براي كليه آلياژهاي آهني و غيرآهني عموميت دارد.

166- نكاتي كه بايد در مورد عمليات جوانه زايي رعايت شود در ذيل آمده است،

1-166- زمان جوانه زايي (معمولا جوانه زايي در آخرين مرحله به مذاب اضافه ميشود .)

2-166-درجه حرارت و زمان ميرايي (درجه حرارت بالا و زمان نگهداري مذاب بيش از حد بعد از جوانه زايي ،راندمان جوانه زايي را به شدّت پايين ميآورد.

3-166-اندازه جوانه زاها، كه نبايد خيلي ريز ويا درشت باشند.

4-166-پخش يكنواخت جوانه زاها در مذاب .

5-166-تلقيح مقدار مناسب جوانه زا در مذاب .

6-166-دادن فرصت مناسب براي سرد شدن مذاب ، ودر نتيجه دادن فرصت امكان رشد به تمام جوانه ها.

167-جوانه زايي در مذاب نيز مانند بسياري از موارد ديگر داراي مزايا و معايبي است كه در ذيل به آنها اشاره شده است :

الف ) مزايا:

1-167-جوانه زايي موجب افزايش خواص مكانيكي قطعات مي گردد.

2-167-مكهاي گازي و انقباضي را كاهش مي دهد.

3-167-يكنواختي خواص  در جهات مختلف قطعه بهبود مي يابد.

4-167- قابليت ماشين كاري قطعات افزايش مي يابد.

5-167-قابليت پذيرش عمليات حرارتي قطعات افزايش مي يابد.

6-167-حسّاسيت به ايجاد ترك را در حين انجماد ، كاهش ميدهد.

7-167-عمليات پوليش كاري و آبكاري را بهبود مي بخشد.

ب)معايب :

1-167-سياليت ريخته گري را كاهش مي دهد .

2-167-نا خالصي ها را در مذاب و قطعه افزايش مي دهد.

3-167-تمايل به انجماد نوع خميري را افزايش مي دهد.

168-مواد جوانه زا براي آلياژها وعناصر مختلف يكسان نيست بعضي از آلياژها جوانه زاي مختلفي دارند كه با توجه به امكانات و تكنولوژي ، جوانه زاي منسب انتخاب ميگردد، در ذيل به تعدادي از مواد جوانه زا اشاره شده است ،

1-168-مواد جوانه زا براي فولادها وچدن ها : FeSi  - CoSi  -  SiMnZr   -    SiC    -   B  -  Al  -Te  

2-168-مواد جوانه زا براي منيزيم و آلياژهاي آن: C2Cl6  -  Fe Cl3  -  Zr  -       

3-168-مواد جوانه زا براي آلياژهاي آلومينيم :  Ti  -  B  -  Na  -  P  - 

4-168-مواد حوانه زا براي آلياژ هاي مس :  Fe  -  ZrB 

كوره هاي الكتريكي

169-انواع كوره هاي الكتريكي كه در ريخته گري و ذوب فلزات كاربرد دارند عبارتند از :

1-169-كوره هاي قوس الكتريكي كه خود بر دو نوعند :

ا-1-169-كوره هاي قوس الكتريكي مستقيم،

2-1-169-كوره هاي قوس الگتريكي غير مستقيم ،

كوره هاي القايي

2-169-كوره هاي القايي ،كه از نظر مقدار فركانس كاري به سه نوع كم فركانس ، ميان فركانس وپر فركانس تقسيم ميشوند همچنين از نظر ديگر به دو نوع كلي زير تقسيم مي شوند.

1-2-169-كوره هاي القايي كانالي يا با هسته ،

2-2-169-كوره هاي القايي بدون هسته ،

3-169-كوره هاي مقاومتي كه خود بر دو نوعند،

1-3-169-كوره مقاومتي بوته اي،

2-3-169-كوره مقاومتي بدون بوته .

170-در كوره هاي القايي انرژي الكتريكي ، از طريق القاي مقناطيسي در شارژفلزي ،به حرارت تبديل مي شود .اين كوره ها از نظر فركانس برق مصرفي به سه كوره ، كم ، ميان ، وپر فركانس ، و از نظر نحوه انتقال حرارت و ماهيت تبديل انرژي الكتريكي به حرارت ، به دو گروه كوره هاي كانالي و كوره هاي بدون هسته تقسيم ميشوند.اين كوره ها داراي كويل مسي هستند كه در اثر عبور جريان الكتريسيته از آن ، موجب القاي جريان الكتريكي بالايي در سطح فلز درون بوته مي گردد ، اين جريان الكتريسيته ، حرارت زيادي توليد ميكند كه منجر به ذوب سريع فلز مي شود. عبور جريان آب در كويل مسي ، باعث جلوگيري از ذوب شدن خود كويل مي گردد.

كوره هاي قوس الكتريكي

171-در كوره هاي قوس الكتريكي ، انرژي الكتريكي از طريق ايجاد قوس بين الكترودهاي گرافيتي و شارژ فلزي و يا ايجاد قوس بين خود الكترودها ، به حرارت تبديل شده موجب ذوب فلزات ميگردد ،به همين خاطر اين كوره ها را بر دو نوع قوسي مستقيم و قوسي غير مستقيم تقسيم مي كنند.

كوره هاي قوسي غير مستقيم معمولا براي ذوب آلياژهاي مس مورد استفاده قرار مي گيرند و براي ذوب انواع فولادها و چدنها از كوره هاي قوسي مستقيم استفاده مي شود.

كوره كوپل

172-              كورهاي كوپل كه براي ذوب چدن متداول اند تشكيل شده اند از :

1-172-بدنه فلزي ، كه استوانه اي است فولادي و داخل آن توسط مواد نسوز پوشش داده شده است.

2-172-تويرها كه از طريق يك كانال هوا را به داخل كوره هدايت مي كند.

3-172-جرقه گير و دود كش كه براي گرفتن غبارات و جلوگيري از پرتاب جرقه ها به كار ميروند.

4-172- بوته كه محل ذخيره مذاب است.

5-172- دريچه بار دهي ، سوراخ بارگيري ، سوراخ سرباره گيري و...

در هنگام روشن كردن كوره ، كك همراه با شمش چدن ، قراضه ، افزودنيهاي آلياژي وسياله سازها را در داخل كوره ريخته ، با شعله ور كردن كك و دمش هوا از طريق تويرها و در نتيجه سوختن سريعتر كك گرماي مناسب براي ذوب چدن فراهم ميشود. امروزه اين كوره ها نيز با تكنولوژي روز رشد قابل توجه اي داشته اند ، در ايران نيز سالهاست كوره هاي كوپل كك سوز و گاز سوز مورد استفاده قرار مي گيرند.

كوره هاي زيمنس مارتين

173-كوره هاي زيمنس مارتين بيشتر براي ذوب فولادها كاربرد دارند و ظرفيت آنها بين 10 تا 125 تن فولاد است. بنابر اين در كارخانجات بزرگ فولادسازي و صنايع نورد فولاد كاربرد دارند. حرارت لازم در اين كوره ها توسط سوخت هاي گازي يا مايع ويا سوختهاي جامد مانند زغالها به دست ميايد. اين نوع كوره ها داراي ريجنراتورهايي است كه هوا وسوخت را قبل از ورود به كوره گرم مي كنند تا راندمان حرارت در داخل كوره افزايش يابد. هوا و سوخت توسط حد اقل دو مشعل كه در دو طرف كوره قرار گرفته اند با هم مخلوط شده و بلافاصله محترق و به داخل كوره هدايت ميشود ، شايان ذكر است كه دو مشعل بطور همزمان عمل نكرده بلكه براي مدت 15 الي 20 دقيقه يك مشعل كار ميكند ، سپس با متوقف شدن آن ، مشعل روبرو شروع به كار مي كند و اين عمل به تناوب تكرار مي شود.در مورد خروج محصول احتراق وهدايت آن در ريجنراتورها براي گرم شدن آجرهاي نسوز داخل آن نيز اين تناوب وجود دارد.

   فهرست منابع

1-اصول متالورژيكي ريخته گري …………………………………………… منصور امامي، حسن ثقفيان

2-تئوري وعملي متالورژي…………………………………………………………… علي اكبر قاري نيت

3-اصول تكنولوژيكي ريخته گري ………………………………………….…منصور امامي، حسن ثقفيان

4-تكنولوژي مدلسازي…………………………………………………………………………. مراد سليمي

5-طراحي و ساخت مدلهاي ريخته گري …………………………………………………... عبدا..ولي نژاد

6-مجلات و ويژه نامه هاي ريخته گري………………………………… انتشارات جامعه ريخته گران ايران

7-روشهاي اجرائي كار هاي خاكي ……………………………………………………….. آصف خلداني

8-مقدمه اي بر متالوگرافي……………...…………… انتشارات جهاد دانشكاهي دانشگاه صنعتي اصفهان

9-درس فني سال سوم ريخته گري………………………..…… حجازي ، دوامي ، نظم دار ، عسكرزاده

10-درس فني سال چهارم ريخته گري……….…………..…… حجازي ، دوامي ، نظم دار ، عسكرزاده

11-كارگاه ريخته گري……………………………….…………………………………طاهري ،حيدر زاده

12-مباني و اصول كار كوره هاي ذوب فلزات…………………………………………نعمت ا..طاهري

13-ريخته گري فلزات غير آهني…………………………………………………………….جلال حجازي

14-سيستم راهگاهي در ريخته گري چدن ………………………………………………. رئوف پرورش

 


نعمت الله طاهری

 

 

پاتيل

 121-پاتيل ، محفظه اي فولادي است كه جدار داخلي آن با مواد نسوز پوشيده شده و از آن براي حمل مذاب استفاده مي شود و داراي ابزارهايي براي كنترل تخليه مذاب مي باشد.

پاتيلها بسته به چگونگي تخليه مذاب بر سه نوعند:

 الف)پاتيلهاي لب ريز       ب)پاتيل هاي قوري شكل      ج)پاتيل هاي ته ريز.

قالب هاي ريژه

122-قالب هايي كه از فلزات و آلياژهاي مناسب تهيه شده باشند قالب هاي فلزي ويا دائمي مي گويند و مهمترين خاصيت آنها ، عمر نسبتا زياد ، دقت ابعادي بالا و سرعت توليد در ريخته گري است .

انواع روش هاي ريخته گري در قالب هاي دائمي عبارتند از :

1-122-روش ريخته گري وزني يا ثقلي (تحت سنگيني مذاب )

2-122- روش ريخته گري تحت فشار ( دايكاست )

3-122- روش ريخته گري گريز از مركز (سانتري فوژ )

123-ريخته گري در قالب هاي ريژه (فلزي ) ، مانند ريخته گري در قالب هاي ماسه اي است ولي قالب ها در اين روش فلزي هستند و از آنها براي مدت و تعداد زيادي استفاده مي شود ، قالب ها معمولا دو تكه ساخته مي شوند و به وسيله گيره يا پيچ و بهم متصل مي گردند .

قالب ها قبل از بار ريزي گرم ميشوند و مذاب تحت سنگيني خود محفظه قالب را پر مي كند .

124-ريخته گري در قالب هاي ريژه داراي مزاي زير نسبت به ريخته گري در قالب هاي ماسه اي است.

1-124-سرعت توليد بالا               2-124-قابليت تكرار توليد قطعات يكنواخت

3-124-دقت ابعادي خوب             4-124-سطح تمام شده مناسب

5-124-خواص فيزيكي و مكانيكي بالا           6-124-عيوب ريخته گري كم .

125-ريخته گري در قالب هاي ريژه داراي محدوديتها و معايب زير مي باشد،

1-125-عدم امكان توليد كليه آلياژها با اين روش

2-125-پر هزينه بودن ساخت قالب و در نتيجه غير اقتصادي بودن توليد در تعداد كم

3-125-عدم امكان توليد قطعات بزرگ و سنگين

4-125-عدم امكان توليد قطعات با اشكال پيچيده

5-125-لزوم استفاده از مواد پوششي .

126-فلزات و آلياژهاي مناسب براي ريخته گري در قالب هاي ريژه عبارتند از :

آلياژهاي آلومينيم و منيزيم و مس و روي ، همچنين بعضي از چدن ها بخصوص چدن هاي خاكستري .

127-روشهاي مختلف ريخته گري در قالب هاي ريژه را مي توان به سه گروه زير تقسيم كرد،

- ريخته گري ريژه به روش دستي،  -ريخته گري ريژه به روش نيمه اتوماتيك ، ريخته گري ريژه به روش تمام اتوماتيك .

جنس قالب هاي فلزي

128-عوامل اساسي كه در انتخاب جنس قالب فلزي و همچنين ماهيچه فلزي مؤثرند عبارتند از :

1-128-درجه حرارت بار ريزي مذاب        2-128-اندازه قطعات ريخته شده

3-128-تعداد قطعات ريختگي در هر قالب         4-128-قيمت مواد قالب

129-عمر قالب از موضوعات مهم در ريخته گري قالب هاي ريژه است و عامل اصلي در تعيين قيمت تمام شده ميباشد ، عواملي كه در تعيين عمر قالب مؤثرند عبارتند از :

-درجه حرارت ريختگي ،  شكل قطعات ،  روش سرد كردن قالب ،  پيش گرم كردن قالب ،  پوشش قالب ،  جنس قالب ،  روش نگهداري و انبار قالب ،  تميز كردن قالب ،  سيستم رهگاهي ، نوع عمليات ريختگي و

ريخته گري تحت فشار

130- ريخته گري تحت فشار  به روشي اطلاق مي شودكه در آن مذاب تحت فشار معين محفظه قالب را پر مي كند ، تفاوت اين روش با روش ريژه در اين است كه قالب ريژه بر اساس نيروي ثقل مذاب قالب پر مي شود ولي در ريخته گري تحت فشار پر شدن قالب در اثر فشار  وارد بر  مذاب  بوده و انجماد هم  تحت  فشار  انجام ميگيرد.

131-ريخته گري تحت فشار بر اساس نيروي فشار اعمال شده بر دو نوع است،

1-131-ريخته گري تحت فشار بالا ، كه بر اساس نحوه تزريق مذاب به داخل محفظه قالب از دو نوع ماشين ريخته گري با محفظه گرم و ماشين ريخته گري بامحفظه سرد صورت مي گيرد.

2-131-ريخته گري تحت فشار كم .

132-مهمترين مزاياي ريخته گري تحت فشار عبارتند از :

1-132-قابليت توليد قطعات با اشكال پيچيده تر نسبت به روش ريژه .

2-132-امكان توليد قطعات نازك و طويل .

3-132-بالا بودن راندمان توليد .

4-132-توليد قطعات با سطوح بهتر و در نتيجه عمليات تمام كاري كمتر .

5-132-قابليت تكرار توليد قطعات يكنواخت .

6-132-كاهش سيستم راهگاهي و در نتيجه كاهش قيمت تمام شده قطعات .

7-132-بهبود خواص مكانيكي .

133-محدوديتها و معايب ريخته گري تحت فشار به شرح ذيل مي باشد،

1-133-محدوديت از نظر ابعاد و وزن قطعات ريخته گي .

2-133-گران بودن تجهيزات (ماشين ، قالب و )

3-133-نياز به طراحي نسبتا پيچيده .

4-133-استفاده كمتر براي توليد قطعات با نقطه ذوب بالاتر از مس .

134-ماشينهاي ريخته گري تحت فشار بر دو نوع ماشين هاي تحت فشار با محفظه گرم و ماشين هاي تحت فشار با محفظه سرد وجود دارند.

ريخته گري گريز از مركز

135-يك روش ديگر توليد قطعات در ريخته گري ، روش ريخته گري گريز از مركز است كه در آن مذاب تحت تاثير نيروي گريز از مركز قالب را پر مي كند و اكثرا  براي  ريخته گري  اجسام متقارن مانند لوله ها بكار مي رود. ريخته گري با گردش و دوران قالب همراه است لذا فلز مذاب در اثر نيروي گريز از مركز با  فشار  به  جداره قالب رانده مي شود و منجمد ميشود.

136-فرايند ريخته گري گريز از مركز  با دو روش زير انجام مي شود.

1-136-روش گريز از مركز افقي            2-136- روش گريز از مركز عمودي .

137-فرآيند ريخته گري گريز از مركز افقي بيشتر در ساخت لوله ها به كار ميرود ، قالب حول محور افقي خود مي چرخد و در همين حال مذاب به داخل قالب ريخته ودر اثر نيروي گريز از مركز به جداره قالب  چسبيده   و منجمد مي گردد.

138-در فرايند ريخته گري گريز از مركز  عمودي  بارريزي مذاب در  يك  قالب  گردان  عمودي   صورت مي گيرد، نيروي گريز ازمركز كه ناشي از چرخش قالب است فشار لازم را براي  پر كردن  محفظه يا  محفظه هاي قالب فراهم مي كند و اين فشار تا انجماد كامل مذاب ادامه دارد.

139-انواع روشهاي ريخته گري گريز از مركز عمودي را به سه دسته تقسيم مكنند كه عبارتند از :

1-139-ريخته گري گريز از مركز واقعي       2-139-ريخته گري نيمه گريز از مركز . 

3-139-ريخته گري چرخشي گريز از مركز .

140-در اين روش قالب حول محور عمودي خويش مي چرخد وقطعه هاي استوانه اي  شكل  و يا  لوله  توليد مي كند ، استفاده از ماهيجه در اين روش محدود است و انجماد از پوسته خارجي قطعه شروع و در قسمت داخلي آن پايان مي يابد.

141-فرآيند ريخته گري نيمه گريز از مركز براي توليد قطعاتي به كار ميرود كه شكل داخل و خارج آن  تماما توسط  شكل  قالب  تعيين مي گردد . در اين روش قالب و قطعه حول محور خود مي چرخند ، در اين روش در صورت نياز ميتوان از ماهيچه استفاده كرد.

142-در فرايند چرخشي  گريز  از مركز ، محفظه هاي  قالب در اطراف  محور چرخش چيده مي شوند و به اين ترتيب با يك بارريزي چندين قطعه توليد مي شود و نيروي گريز از مركز فشار لازم را براي پر كردن قالب فراهم مي كند.

مواد نسوز

143-از نظر لغت نسوز به ماده اي اطلاق ميشود كه قابليت واكنش با اكسيژن را  نداشته باشد و در صنعت به موادي اطلاق مي گردد كه در مقابل تغيير شكلهاي  فيزيكي  ناشي  از حرارت  و  همچنين  در برابر واكنشهاي شيميايي اكسيدي مقاوم باشد.

مواد دير گداز Refractoriness  ، نيز به موادي اطلاق مي شود كه داراي نقطه ذوب بالاتري باشند مانند تنگستن ، تانتاليم ،موليبدن ، ايريديم و...

144-انواع مختلف مواد نسوز با روشهاي شيميايي ، مشخصات معدني ، مشخصات فيزيكي  و  ظاهري  ،  نوع كاربرد در صنعت و...مي توان تقسيم بندي كرد ، امّا تقسيم بندي مواد نسوز از نظر شيميايي مشهورتر است ، از اين نظر مواد نسوز در حالت كلي به سه نوع تقسيم مي شوند كه عبارتند از :

-                     مواد نسوز اسيدي ،  بازي يا قليايي ،  مواد نسوز خنثي .

145-مهمترين مواد نسوز اسيدي عبارتند از :

1-145-سيليس يا اكسيد سيليسيم SiO2 ،2-145-كربور سيليسيم  Csi  ،3-145-زيركن يا اكسيد زيركنيم  Zr O2  ،4-145-همچنين خاك رس Firyclay ، كائولن (خاك رس خالص يا خاك چيني )و موليت (2SiO2  و 3Al 2 O3  ) نيز از مواد نسوز اسيدي مي باشند.

مواد نسوز قليايي

منيزيت MgO  وفرستريت Forsterite ( حداقل 54%  MgO  و حد اكثر 32 %  SiO2  ) و اسپينل ( 28%  MgO  و 72 %  Al2O3 ) ، از مهمترين مواد نسوز بازي هستند.

مواد نسوز خنثي

گرافيت ، آلومين گداخته ، و تركيبات كرم دار از مهمترين مواد نسوز خنثي مي باشند.

انواع آجرهاي نسوز


نعمت الله طاهری

 

 

101-از مواد زير به عنوان افزودني در مخلوط ماسه و چسب سيليكات سديم استفاده مي شود،

1-101-خاك كائولن ( باعث تغيير نقطه ذوب مخلوط و پايداري آن در درجه حرارت بالاتر ميشود.)

2-101-اكسيد آلومينيم ( سبب افزايش استحكام چسب در درجه حرارت بالاتر مي شود.)

3-101-ملاس چغندر (خاصيت از هم پاشيدگي ماسه پس از ريخته گري را افزايش مي دهد.)

      يك نوع مخلوط ماسه و چسب سيليكات سديم و افزودنيهاي آن در ذيل آمده است .

      سيليكات سديم 3/3 درصد ، خاك رس كائولن  7/1 درصد، اكسيد آلومينيم (325 تا600 مش )     7/1 درصد، ملاس چغندر  2  درصد،  ماسه باعدد ريزي 70      باقيمانده

قالب گيري به روش پوسته اي

102-ريخته گري در قالبهاي پوستهاي به فرايندي اطلاق ميشود كه درآن قالب از مخلوط ماسه با يك چسب رزيني (گرما سخت )به روي مدل فلزي گرم شده شكل ميگيرد، گرما  باعث ميشود، تا رزين ذوب شود واطراف ماسه را گرفته وباعث چسبيدن ذرات ماسه به يكديگر گردد.و در نتيجه قالبي سخت ومستحكم بوجود آيد .

مزاياي قالب هاي پوسته اي

103-مهمترين مزاياي ريخته گري در قالبهاي پوسته اي درذيل آمده است.

1-103-دقت ابعادي بالا و درنتيجه گاهش عمليات ماشينكاري قطعات،

2-103-مصرف كمتر ماسه نسبت به فرآيند ماسه تر،

3-103-صافي سطح بيشتر نسبت به ماسه تر ،

معايب قالب هاي پوسته اي

104-مهمترين معايب و محدوديتهاي ريخته گري در قالبهاي پوسته اي به شرح زير ميباشد.

1-104-اندازه و وزن قطعات ريختگي در اين روش محدود است .

2-104-هزينه ساخت مدل در اين روش زيادتر است .

3-104-قيمت چسب در اين روش بالا است .

4-104-سيستم راهگاهي وتغذيه گذاري در اين روش بامحدوديتهايي همراه است .

اجزاي مخلوط ماسه در فرآيند پوسته اي

105-اجزاي مخلوط ماسه در فرآيند پوسته اي عبارتند از:

1-105- ماسه (سيليسي يا زيركوني با درجه خلوص بالا )

2-105-رزينها (از نوع رزينهاي ترموپلاست ، مانند فنل فرمالدوئيد با افزايش كمي هگزامين كه به آن حالت گرما سختي دهد.

3-105-مواد روان كننده براي تسهيل در جدا شدن قالب از مدل و بهبود در رواني ماسه .

رزين ها در قالب پوسته اي

106- رزينهاي تركيبي مانند اوره و فنل فرمالدوئيد در ماهيچه سازي و بخصوص قالبهاي پوستهاي بكار مي روند.

وظايف مواد روان كننده در قالب هاي پوسته اي

107-در قالب گيري پوسته اي ازمواد روان كننده به منظور تسهيل در جدا شدن قالب از مدل و نيز بهبود بخشيدن به خاصيت رواني ماسه و همچنين افزايش استحكام كششي قالب  استفاده مي شود، اين مواد معمولا استيرات كلسيم و روي ميباشد.

مقدار مورد نياز مواد روان كننده از 2 تا 5 در صد رزين است وگاهي تا 9 درصد نيز مي رسد .

روش هاي مختلف قالب گيري پوسته اي

108-قالبگيري پوسته اي با دو روش مخزن جعبه اي و روش دمشي انجام مي گيرد.

109-در قالبگيري پوسته اي به روش مخزن جعبه اي ،مدل و مخزن جعبه مانند كه در آن مخلوط ماسه است 180درجه

حول محور خود ميچرخد ماسه بر روي مدل قرار ميگيرد و در اثر گرما لايه اي از مخلوط ماسه خودگيري مكند و با افزايش زمان و درجه حرارت ، اين لايه نيز افزايش يافته و قالب آماده ميگردد.

كوره هاي ذوب فلزات

110-به طور كلي كوره هاي زير در ريخته گري وذوب فلزات مورد استفاده قرار مي گيرند،

1-110- كوره هاي بوته اي يا زميني از نوع ثابت و گردان .

2-110- كوره هاي تشعشعي يا روبادده از نوع ثابت و دوّار

3-110-كوره هاي قوس الكتريكي از نوع مستقيم و غير مستقيم

4-110- كوره هاي القائي با فركانس كم وفركانس بالا ، همچنين هسته دار (كانالي ) و بدون هسته

5-110- كوره هاي زيمنس – مارتين

6-110- كوره هاي كوپل

كوره هاي زميني يا بوته اي

111- كوره هاي بوته اي يكي از متداولترين كوره هايي است كه از دير باز در صنعت ريخته گري سنتي رواج داشته است و به علت سادگي ساخت ، ارزاني قيمت و سهولت شرايط كار آن  تا  به  امروز  در  كليه  ريخته گريهاي سنتي به عنوان يكي از كوره هاي اصلي ذوب فلزات و در كارخانه هاي متوسط و بزرگ به عنوان كوره هاي كمكي ارزش خود را حفظ كرده است ، ساختمان كوره به سه قسمت تقسيم مي شود كه عبارتند از :

1-111-بدنه فلزي و صفحه زير كوره

2-111- قسمتهاي نسوز كوره ( بدنه نسوز ، كف كوره ، محل ورود شعله يا آجر فرم فارسونكا ، زير بوته اي ، و درب كوره )

3-111-وسايل ايجاد احتراق در كوره ( شامل ونتيلاتور يا دمنده هوا ، فارسونكا يا مشعل )

كوره هاي بوته اي به سه نوع   a ) بوته ثابت  b ) بوته متحرك  c ) بوته ثابت و كوره گردان ساخته و مورد استفاده ريخته گران قرار ميگيرد .

112-قسمتهاي مختلف كوره زميني عبارتند از :الف) بدنه فلزي  ب) صفحه فلزي كف كوره  ج) ديواره نسوز   د)درب كوره  ه) دستگاه دمنده هوا يا ونتيلاتور  و) فارسونگاه يا مشعل ز) زير بوته اي

113-براي ساخت يك كوره زميني نياز به وسايل و تجهيزات پيچيده اي نيست و با اطلاعاتي كه هنرجويان و دانش آموزان اين رشته به دست مي آورند ميتوانند براحتي اقدام به ساخت آن نمايند. بطور مثال بدنه فلزي كوره ورقي است به ضخامت يك سانتيمتر كه به صورت لوله اي باقطر حدود 100سانتيمتر و ارتفاع 100سانتيمتر درآمده است،  بعضي از ابعاد ديگر كوره زميني به طور تقريب در ذيل آمده است .

قطر داخلي ،  360Cm          ارتفاع زير بوته اي  ،  20Cm            قطر زير بوته اي  ،  20Cm

ضخامت جداره نسوز  15- 30 Cm    درب كوره :از آجرهاي نسوز فرم به قطر ،  55Cm

ضخامت لايه دوم جداره نسوز :  15 – 30 Cm   ونتيلاتور: سه فاز و حداقل توان يك اسب بخار.

كوره هاي تشعشعي

114-كوره هاي تشعشعي (شعله اي –روباده ) به كوره هائي گفته ميشود كه بين محصول احتراق و مواد شارژ تماس مستقيم برقرار مي باشد و حرارت از سه طريق ، جابجايي ، هدايت و تشعشع به مذاب مي رسد . هوا و سوخت توسط مشعل يا مشعلهايي ازيك طرف كوره به داخل محفظه احتراق (كوره) تزريق ميگردد ودر اثر سوختن حرارت لازم را براي ذوب شارژ فراهم مي كند.

سوخت اين كوره ها ميتواند مايع، گاز و حتي جامد باشد.

ظرفيت اين كوره ها بين 15 تا 75  تن متغير است امّا انواع كوچك آن حتي كمتر از 500Kg نيز ساخته شده اند . از اين نوع كوره ها به عنوان نگهدارنده نيز استفاده ميشود كه ظرفيت آنها تا 90  تن نيز ميرسد.

كوره دوّار

115-ساخت اين كوره ها براي اولين بار در سال 1930 آغاز و چند سالذ بعد ، تعدادي از اين كوره ها در كارخانجات صنعتي اروپا شروع به كار كرد. كوره هاي دوّار از نوع غير مداوم بوده كه مذاب گيري در آنها با شارژ سرد آغاز مي شود ، همچنين ميتوان براي بالا بردن درجه حرارت مذاب تهيه شده از كوره هاي ديگر مانند كوپل استفاده نمود. ظرفيت اين كوره ها از 250 Kg تا 15 تن ميباشد وبيشتر در واحدهاي چدن ريزي ماليبل و خاكستري و حتي به مقدار كمتري در تهيه چدنهاي آلياژي و نشكن مورد استفاده قرار ميگيرد.

116-كوره هاي دوّار از قسمتها و تجهيزات زير تشكيل شده اند.

1-116-ونتي لاتور       2-116-تابلوي فرمان       3-116-كانال احتراق                4-116-لايه نسوز كوره

5-116-بدنه اصلي كوره           6-116-مجراي خروج مذاب               7-116-رينگ جهت چرخش كوره

8-116- كانال شارژ كوره       9-116-مكانيزم گرم كننده هواي دم                  10-116- مشعل

11-116-الكتروموتور و جعبه دنده        12-116-شعله گير                       13-116-لايه نسوز كوره

14-116-زانوي هدايت شعله         15-116-پايه فولادي زانو                  16-116-شاسي كوره

117-ابعاد و اندازه ، قسمتهاي مختلف كوره دوّار با تغيير ظرفيت آن ، تغيير ميكند ، مورد فوق يعني به دست آوردن ابعاد و اندازه  قسمتهاي مختلف كوره دوّار مي تواند موضوع خوبي براي تحقيق دانش آموزان باشد.

طرز كار كوره دوّار

118-براي روشن كردن كوره ابتدا شعله افروخته اي را در كنار فارسونگا قرار داده شير سوخت را باز كرده ونتيلاتور را روشن ميكنيم ،سوخت مشتعل شده و شعله وارد كوره مي گردد. بعد از تنظيم شعله كوره پيش گرم مي شود ، پس از آن كوره خاموش و شارژ درون كوره ريخته مي شود وسوراخهاي تخليه مذاب نيز بسته ميشوند ، آنگاه كوره مجددا روشن شده و تا هنگام خميري شدن به فاصله زماني معين نيم دور كوره را به چرخش در مي اورند  تا گرماي قسمت بالاي كوره به زير شارژ منتقل شود ، بعد از اينكه شارژ كاملا نرم و شروع به ذوب شدن نمود مي توان حركت چرخشي كوره را بطور مداوم ادامه داد ، بعد از ذوب و دادن فوق ذوب مناسب به مذاب كوره خاموش ، ابتدا سرباره گيري و سپس مذاب در پاتيل پيش گرم شده تخليه مي گردد.

بوته ها و پاتيل ها

119-بوته وسيله اي است كه جهت ذوب فلزات به مقدار كم از آن استفاده ميشود ، ظرفيت بوته ها بر اساس گنجايش مقدار چدن مذاب تعيين مي گردد ، و انواع آن بر اساس جنس عبارتند از بوته هاي گرافيتي ، كاربيد سيليسيم ، چدن و

120-عمر بوته ها بستگي به عوامل مختلفي دارد كه در ذيل به تعدادي از آنها اشاره مي شود.

1-120-روش انبارداري (درمحلي خشك و بدون رطوبت نگهداري شوند. )

2-120-توجه در مواقع حمل ونقل بوته ها (ضربه يا ايجاد خراش در جدار شيشه اي عمر بوته ها را كاهش ميدهد.

3-120-شكستن در اثرشوك حرارتي

4-120-اكسيداسيون و جذب شيميايي عناصر از روانسازها و سرباره ها

5-120-شارژ نا درست مواد فلزي جامد

6-120-آسيب ديدگي در اثر انبر نامناسب


نعمت الله طاهری

 

 

وسايل و تجهيزات كارگاه مدل سازي

81-وسايل كمكي كه در صنايع مدلسازي كاربرد دارند عبارتند از :

1/81-ميز كار      2/81-انواع گيره ها    3/81-گاز انبر    4/81-چكش     5/81- انواع مغار

6/81- سنبه    7/81-ابزارهاي برش و سايش و...

82-وسايل اندازه گيري و كنترل كه در مدلسازي كاربرد دارند عبارتند از :

1/82-وسايل اندازه گيري متغير مانند متر ، كوليس ، ميكرومتر ، خط كش ، زاويه سنج و...

2/82-وسايل ثابت ، مانند: شابلنها ، گونياها ، فرمانها و...

3/82-وسايل كمكي، مانند : صفحه صافي ، ميزاندازه گيري ، منشور ، سنبه و...

83-در نقشه مدلسازي بايد نكات ذيل مورد توجه قرار گيرد :

1/83-محاسبه و تعين درصد انقباض فلزات

2/83-محاسبه و تعين مقدار تراش مجاز

3/83-محاسبه و تعين مقدار شيب مدل

4/83-تعين تعداد ماهيچه و سطح جدايش آن

5/83-تعين سطح جدايش قالبگيري

6/83-تعين سطح جدايش مدل و جعبه ماهيچه

84-انواع ارّه هاي چوب بري عبارتند از :

ارّه كلافي – ارّه غير كلافي ( ارّه ظريف بر – ارّه دم روباه – ارّه نوكي – اره گرات و... )

انواع رنده ها عبارتند از :رنده قاچي ، يك تيغ ، دو تيغ ، بغل ، خشي و...كه در دو نوع چوبي و آهني وجوددارند.

و انواع مغارها نيز عبارتند از :

مغار تخت ساده  -  مغار تخت پخ دار  -  مغار نيم گرد ساده  -  مغار نيم گرد فرم دار  - مغارهاي مخصوص و...

مس و آلياژهاي آن

                                                            1- برنج ها

85-آلياژهاي مس وروي تحت نام كلي برنج BRASS در صنعت مورد استفاده قرار مي گيرند . برنج معمولي داراي%30 روي و %70 مس ميباشد ، و برنج قرمز روي كمتر ( حدود %20 ) ، و برنج زرد داراي روي بيشتر ( حدود %40 )مي باشد. برنجهاي آلياژي علاوه بر مس و روي حاوي عناصر ديگري مانند سيليسيم ، سرب ، قلع و... ميباشند كه به برنج هاي سيليسيم دار ، سرب دار ، قلع دار و...مشهورند.

2- برنزها

86-برنز اصطلاحي است كه در بعضي كتابها به كليه آلياژهاي مس و ساير عناصر بجز روي ، تعميم داده شده است ، ولي در بيشتر كتب ، برنز را براي آلياژهاي مس وقلع  (مفرغ ) بكار برده اند و الياژهاي مس با ساير عناصر ديگر ،برنز همراه با عنصر آلياژي ناميده ميشود مانند ، آلومينيم برنز ، سيليسيم برنز ، برنز سرب دار و...

برنزهاي قلع (مفرغ ها)

87-اين آلياژها داراي 83 تا 98 درصد مس ، و 2  تا  %15 قلع هستند ، مقداري عناصر ديگر مانند روي ، سرب ، نيكل ، فسفر ، آلومينيم ، سيليسيم ،منگنز ، بريليم و...نيز ممكن است داشته باشند.

برنز در ساخت زنگها ، چرخ حلزون ، ياتاقان لغزشي و...بكار ميروند.

آلومينيم برنز

88-آلياژهاي مس و آلومينيم ، را آلومينيم برنز مي نامند كه داراي 7 تا 11 % الومينيم  و عناصر ديگري مانند نيكل ،‌آهن ، سيليسيم و...ميباشند ، در مقابل خوردگي مقاوم و استحكام كششي بالايي دارند و براي ساخت پمپها ، پره توربين ، پروانه كشتي و...كاربرد دارند.

كوره هاي ذوب مس و آلياژهاي آن

89-انواع كوره هاي بوته اي ، دوّار ، القايي و قوسي ، براي ذوب مس و آلياژهاي آن بكار ميروند.

انواع بوته ها نيز براي ذوب مس و آلياژهاي آن بكار ميروند امّا بوته هاي كربور سيليسيم SiC بهترين و مناسبترين بوته براي ذوب مس و آلياژهاي آن هستند.

دلايل آلياژ سازي

90-آلياژ، مجموعه اي از چند عنصر است كه خاصيت فلزي دارد .

 اصولا آلياژ سازي براي سه منظور انجام مي گيرد،    

 1/90- تغيير در خواص مكانيكي ، مانند سختي ، استحكام كششي ، فشاري ، و...

2/90-تغيير در خواص فيزيكي مانند ، وزن مخصوص ، عبور جريان الكتريسيته و حرارت ، و...

3/90-تغيير در خواص شيميايي مانند ، خوردگي و اكسيداسيون ، سمي بودن و...

91-براي سهولت در ذوب ، آلياژسازي وتصفيه مذاب ، از كمك ذوب ها استفاده مي شود و دلايل استفاده از آنها متفاوت است ، در ذيل به بعضي از آنها اشاره مي شود.

1/91-افزودن بعضي عناصر به صورت خالص تلفات اكسيدي فراوان دارد، مانند افزودن Al و Si به مذاب مس،

2/91-بعضي از عناصر شديداً آتشگير هستند مانند فسفر و منيزيم و...

3/91-اختلاف درجه حرارت باعث از بين رفتن انرژي خواهد شد و يا امكان رسيدن به درجه حرارت ذوب براحتي مقدور نيست .

خصوصيات و موارد استفاده مس

92-مس ( Cu ) فلزي است نرم ، به رنگ قرمز و با قابليت انبساط زياد ، جرم مخصوص آن 8.9 kg / Cm 3 و نقطه ذوب آن 1083 درجه سانتيگراد ، قابليت هدايت الكتريكي و حرارتي بسيار خوبي دارد و در مقابل خوردگي مقاوم است. امّادر برابر اسيدها حساس است .

مس براي تهيه انواع سيم ،هويه لحيم كاري ، كويل هاي حرارتي و برودتي ،قطعات تزئيني ، آلياژ سازو و...كاربرد دارد.

 ورشو و موارد استفاده آن

93-آلياژها ي مختلف ، مس ، نيكل و روي را ورشو مي گويند ، اين آلياژها 45 تا %65 مس ، 10 تا %15 نيكل و 15  تا %42 روي دارند. از اين آلياژها براي ساخت قاشق وچنگالهاي غذاخوري ، قطعات تزئيني ، محفظه ساعتها ، خط كشها  ، وسايل كنترل دقيق و...استفاده مي شود.

انواع برنج هاي تجاري مهم

برنج هاي آلفا و بتا   - برنج آهنگري   - برنج آزاد تراش    - برنج كشتي  - برنج زرد يا فشنگ و برنج قرمز

انواع برنز ها

- برنز فسفر دار  - برنز سرب دار  - برنز هاي آلومينيم دار - برنز هاي سيليسيم دار - برنز معماري

عمليات كيفي در مذاب مس توسط فسفر به ميزان 1درصد و سپس با افزايش بروركلسيم يا ليتيم  انجام مي شود و عمليات گاز زدايي با استفاده از فلاكسها و سرباره هاي اسيدي مانند براكس ، زغال ، اسيد بوريك ، شيشه ، و در پايان نيز از گاز هاي بي اثر مانندازت استفاده ميكنند.

قالب گيري با چسب سيليكات سديم (روش Co2 )

ويژگيها

94-موارد ذيل از ويژگيهاي مهم قالبگيري به روش C O2 مي باشد.

1-94-سرعت زياد توليد قالب يا ماهيچه با اين روش ،

2-94-برخورداري از استحكام بالا ،

3-94-عدم نياز به تجهيزات زياد و در بسياري موارد حذف درجه ،

4-94-مورد استفاده در تمام آلياژهاي معممول ريختگي مانند آلياژهاي آلومينيم ، مس  ، فولادها ، چدنها  و...

5-94-قابل استفاده براي قطعات چند گرمي تا چند تني .

مراحل تهيه قالب

95-مراحل تهيه قالب به روش CO2  به اين شرح است ،

1-95-توسط مخلوط كن ماسه ، ماسه خشك (سيليسي ) ، با چسب سيليكات سديم ، با هم مخلوط مي شوند،

2-95-مخلوط تهيه شده در قالب يا جعبه ماهيچه ميريزند ،

3-95-با دمش گاز CO2 مخلوط ماسه و چسب استحكام لازم را بدست آورده و عمليات ساخت قالب پايان ميابد.

مزاياي قالب گيري به روش CO2

96-در ذيل مزاياي ساخت قالب به روش C O2 ، نسبت به قالبگيري در ماسه تر آمده است.        

1-96-اين روش نياز به تجهيزات زيادتري نداشته و تقريبا تجهيزات آن همانند قالبگيري در ماسه تر است.

2-96-قالب و ماهيچه ساخته شده با اين روش داراي استحكام بالائي مي باشند.

3-96-ماهيچه ها و قالب ها بلافاصله بعد از ساخت قابل استفاده اند.

4-96-دقت ابعادي ماهيچه ها و قالب ها زياد است.

معايب قالب گيري به روش CO2

97-معايب ساخت قالبها و ماهيچه ها به روش C O2 ، در ذيل آمده است.

1-97-عمر مفيد ماسه و چسب در اين روش كوتاه است.

2-97-قالب ها و ماهيچه هاي ساخته شده در اين روش گرانتر خواهند بود.

3-97-اين قالب ها و ماهيچه ها بعد از 24ساعت به مرور استحكام و كيفيت خود را از دست مي دهند.

4-97-پس از ريخته گري قابليت از هم پاشش خوبي ندارند.

98-واكنش انجام شده بين چسب سيليكات سديم مخلوط در ماسه، با گاز C O2  به صورت زير است ،

Na2O.(x) SiO2 + (x)H2O + C O2 _____  Na2 C O 3 + SiO2.(x)H2 O                           

كه در آن (x) مي تواند 3  ، 4ويا 5 باشد.

ويژگيهاي ماسه در روش CO2

99-ماسه مورد استفاده در روش C O2 معمولا سيليسي است كه به آن چسب سيليكات سديم وچند نوع افزودني اضافه ميگردد ، ماسه مورد استفاده در اين فرآيند بايد داراي ويژگيهاي زير باشد،

1-99-عدد ريزي آن حدود 55 – 85    ( AFS )باشد.

2-99-ماسه مورد استفاده بايد خشك و عاري از رطوبت باشد، (حد اكثر 25/. درصد )

3-99-ماسه بايد در حد امكان تميز و عاري از مواد ناخالصي ، بخصوص مواد آهكي باشد.

100-از آنجا كه راندمان بالا در روش CO2 بستگي مستقيم با نحوه آماده سازي ماسه دارد بنابر اين روش آماده سازي ماسه مهم ميباشد ، زمان مخلوط كردن ماسه و چسب و افزودنيها توسط مخلوط كن از 3 تا 5 دقيقه بطول خواهد انجاميد ، افزايش بيش از حد زمان باعث كاهش كيفيت مخلوط ماسه خواهد شد.

درجه حرارت بالاتر ، استفاده از مواد افزودني ، استفاده بلا فاصله از مخلوط آماده شده و...از مواردي است كه بايد به آن توجه شود.


نعمت الله طاهری

 

 

60-آزمايش تعيين سختي در روش ويكرز ، با استفاده از يك هرم مربع القاعده با نوك الماسه انجام مي گيرد زاويه راس بين دو سطح مقابل اين هرم 136 درجه است ،عدد سختي ويكرز ، از تقسيم بار اعمال شده ، P ، بر سطح اثر A ،(مجموع سطوح چهار مثلث جانبي ) به دست مي آيد.                                                                                                                     VHN=P/A

  مقدار بار وارد به قطعه P ، بستگي به اندازه ،ضخامت، و حدود سختي آن دارد ، معمولا بارهاي،120 ,100 ,50 ,30 ,20 ,10 ,5 , و...كيلوگرمي انتخاب مي گردد.

مقاومت كششي فلزات

61-مقاومتي كه اجسام در مقابل نيروي كششي از خود نشان مي دهند را مقاومت كششي مي گويند ، براي آز مايش مقاومت كششي فلزات نمونه را در دو فك دستگاه كشش ثابت مي كنند و با روشن كردن دستگاه ،به آرامي نيروي كشش به قطعه وارد مي شود ، افزايش نيروي كششي تا شكست نمونه ادامه مي يابد و در اين مدت تغييرات نمونه ثبت شده ، تا مورد بررسي و نتايج آن مشخص گردد.

در آزمايش كششي اجسام به موارد ذيل توجه مي شود.

1/61-نيروي وارد بر واحد سطح را تنش مي گويند.            

تنش = F / A               

2/61-تغيير طول به ازاء هر واحد طول را ازدياد طول نسبي و يا تغيير طول نسبي مي گويند ، اگر اين كميت به صورت درصد بيان شود ، درصد ازدياد طول نسبي ناميده مي شود.

3/61-به مقدار نيرويي كه اگر به قطعه وارد آيد تغييرات طولي يكنواخت ايجاد كند ، حد نيروي تناسب مي گويند در اين قسمت نمونه طبق قانون هوك عمل مي كند.

4/61-مقدار نيروئي كه پس از حذف آن جسم بتواند بحال اوليه خود برگردد، حد الاستيك يا حد نيروي ارتجاعي مي گويند.

5/61-نقطه تسليم :در اين نقطه نيروئي كه به جسم وارد مي شود باعث تغيير شكل دائمي آن مي گردد.

6/61-حداكثر نيروي كششي :در اين نقطه نيروي كششي به بيشترين مقدار خود رسيده است و از اين به بعد اگر نيروي كششي ،كمتر از اين مقدار شود باز هم ازدياد طول انجام ميگيرد.

7/61-حد گسيختگي يا پارگي : نيروي معيني كه در تحت كشش آن نيرو جسم گسيخته و به دو قسمت مي شود.

8/61-گلويي شدن نمونه :در مورد اغلب فلزات وآلياژها قطعه نمونه قبل از گسيخته شدن در يك ناحيه باريك شده و در صورتي كه عمل كشش ادامه يابد نمونه در باريكترين مقطع پاره مي شود ، به اين قسمت باريك شده گلويي شدن نمونه مي گويند.

مقاومت به ضربه فلزات

62-روشهاي مختلفي براي تعيين مقاومت به ضربه وجود دارد كه مهمترين آنها عبارتند از روش شارپي و آيزود، در روش شارپي نمونه به شكل مكعب مستطيل با مقطع مربع است كه در وسط آن شياري تعبيه شده ، و ضربه توسط پاندول مجهز به تيغه فولادي به پشت شيار وارد مي شود ،نسبت كار انجام شده براي شكست نمونه(W    تقسيم بر سطح مقطع اوليه (A   )، مشخص كننده مقاومت به ضربه نمونه است.

مكانيزم هاي مقاوم شدن فلزات

63-مكانيزم هاي مقاوم شدن (Strengthening   Mechanisms  ) فلزات فراوانند از جمله آنها عبارتند از :

1/63-تغيير در اندازه دانه ها  ،  2/63-كار سختي مانند آهنگري و نورد

3/63-سخت كردن بوسيله محلول هاي جامد بين نشين و جا نشين

4/63-روشهاي پراكنده كردن ذرات سخت در سرختار قطعه مانند متالورژي پودر ،اكسايش ،پيرسختي و...

5/63-مقاوم شدن توسط تغيير فازها توسط عمليات حرارتي و...

6/63-مقاوم كردن به وسيله آلياژ سازي و...

فولادها

64-فولادها ، آلياژهايي هستند از آهن و كربن كه عناصر ديگري نيز مانند منگنز ، سيليسيم ، فسفر ،گوگرد و...به همراه دارند ، در اين ميان كربن نقش مهمي دارد و مقدار آن تعيين كننده قسمت اعظم خصوصيات آنها ( قابليت كوره كاري ، آبكاري ، ريخته گري ، نقطه ذوب ،و... ) مي باشد ، شايان ذكر است مقدار درصد كربن در فولادها كمتر از 06/2مي باشد ، وچنانچه مقدار درصد كربن در آهن از 06/2 تا67/6 درصد باشد به آن چدن ، مي گويند.

تقسيم بندي فولادها به روشهاي مختلفي صورت مي گيرد، از جمله:

1/64-تقسيم فولادها از نظر عناصر تشكيل دهنده :

1-1/64-فولادهاي ساده كربني ( كم كربن ، با كربن متوسط ، پر كربن )

2-1/64-فولادهاي نيمه آلياژي  ( داراي عناصر آلياژي مانند : كرم ، نيكل ، موليبدن ، منگنز ، واناديوم ، ولفرام و...به مقدار كمتر از %5 هستند.)

3-1/64- فولادهاي آلياژي  (داراي عناصر آلياژي بالاتر از %5 هستند .)

2/64-تقسيم فولادها از نظر روش توليد :

1-2/64-فولادهاي توماس بسمر،      2-2/64-فولاد هاي L.D          3-2/64-فولاد هاي زيمنس مارتين،     4-2/64-فولادهاي قوس الكتريك ،

    3/64-تقسيم فولادها از نظر كاربرد :

1-3/64-فولادهاي ساختماني،    2-3/64-فولادهاي ابزار سازي ، و...

65-فولاد ها از نظر ساختار ميكروسكپي نيز به انواع مختلفي تقسيم بندي مي شوند  اين ساختارهاي ميكروسكپي عبارتند از :

1/65- فريتي     2/65- پرليتي       3/65-فريتي،پرليتي      4/65-بينايت      5/65-مارتنزيت

پوليش و اچ كردن نمونه ها

66- ساختار ميكروسكپي فلزات و آلياژ ها را بعد از پوليش و اچ كردن نمونه مي توان ديد ، پوليش قطعات همان ، صيقلي كردن كامل قطعه است كه بعد از سنگ زدن نمونه انجام مي شود ، و آن سايش نمونه با كاغذ هاي مختلف سمباده (شماره درشت به ريز ) و صيقل دادن توسط دستگاه پوليشر يا صيقل كننده همراه با ذرات ساينده است .

اچ كردن نيز به معني ، خوردگي سطحي بسيار نازك نمونه توسط محلول خورنده مي باشد.

براي مشخص شدن ساختارهاي مختلف نمونه در ميكروسكپ ، محلول اچ وظيفه دارد تا سطح نازكي از نمونه را در اثر خوردگي از ميان بردارد و از آنجا كه فازهاي مختلف موجود در نمونه ، مقاومتهاي مختلف در برابر خوردگي از خود نشان مي دهند ، شرايط لازم را براي ديدن اين فازها فراهم ميگردد.

در ذيل نام چند محلول اچ آمده است .

1/67-نيتال    2/67- پيكرال     3/67-هيدروكلريك وپيكريك  4/67-كلرورفريك و هيدروكلرايد

68-نيتال تشكيل شده است از 1 تا %5 اسيد نيتريك و 95 تا %99 اتيل يا متيل الكل و براي اچ كردن نمونه هاي فولادي و چدني ، به مدت 5 تا 60 ثانيه كاربرد دارد.

پيكرال تشكيل شده است از اسيد پيكريك و اتيل يا متيل الكل و براي اچ كردن نمونه هاي فولادي كربني و كم آلياژ ، كه عمليات حرارتي ديده يا نديده باشند ، كاربرد دارند .

مدل سازي

شناخت انواع چوب هاي مصرفي در صنايع مدلسازي

 69-انواع چوبهايي كه براي مدلهاي ريخته گري مناسب هستند عبارتند از : كاج ، سرو ، توسكا ، افرا ، گلابي ، گردو ، بلوط ، جنگلي قرمز (راش ) ، جنگلي سفيد (‌مرس )  ، نارون ، تبريزي ،سپيدار ، چنار ، داغداغان ( زيرفون ) و...

انواع چسبهاي چوب

70-يكي از راههاي چسباندن قطعات به يكديگر استفاده از چسبها است در مدلسازي نيز از چسبها   استفاده فراوان  ميشود ، چسبها غالبا موادي لزج اند كه با سخت شدن فيزيكي ياشيميايي و يا هردو مولكولهاي بزرگي را به وجودميآورند و قطعات را به هم مي چسباند، انواع چسبها عبارتند از :

1-70-چسب هاي طبيعي با پايه ئيدرات كربن مانند ،چسب نشاسته و دكسترين

2-70- چسب هاي طبيعي با پايه آلبومين مانند : چسب گلوتين و كازئين

3-70-چسب هاي غير طبيعي (مصنوعي) كه بر سه نوعند :

1-3-70-چسب هاي پلي آديشن مانند: چسب PUR  و چسب EP

2-3-70-چسب هاي پلي مريزاسيون مانند: چسب هاي PF   وRF  و MF  و HF

3-3-70-چسب هاي پلي كندانزاسيون مانند : چسب هاي PVAC و PVC ‌‌ و چسب هاي تماسي

(براي مطالعه بيشتر دراين مورد مي توانيد از كتاب طراحي و ساخت مدلهاي ريخته گري ، ترجمه ولي نژاد استفاده كنيد . ) 

حلقه هاي ساليانه

71- هر سال در بهار وتابستان يك حلقه چوب جوان به محيط خارجي درختان اضافه مي شود كه رشد ساليانه درخت يا حلقه ساليانه ناميده مي شود ، هر حلقه ساليانه از دو قسمت روشن (‌چوب بهاره ) و قسمت تيره ( چوب تابستانه يا پاييزه )تشكيل مي شود.

اشعه هاي مركزي به شكل خطوطي نازك ديده مي شوند كه از طرف مركز تنه درخت به طرف جانب (پوست ) درخت كشيده شده اند و وظيفه آنها ، رساندن مواد غذايي بطور افقي به تنه درخت است.

72-خط كش تيره دار از يك كوله (بدنه اصلي )و يك الي دو تيرك تشكيل شده است ، ودر انتهاي آن ، سوزن فولادي براي كشيدن خط نصب شده است .  طول تيرك ، با روشهاي مختلفي ( ميليمتري  ، اينچي ، بصورت معمولي و يا انقباض دار ) درجه بندي شده است و اين وسيله براي كشيدن خطوط يكنواخت و موازي بر روي چوب مورد استفاده قرار ميگيرد.

73-چوب تنه درخت از دو قسمت چوب مركزي ( پير ) و چوب جانبي ( جوان ) تشكيل شده است .

چوب مركزي ، چوبي است كامل و محكم با سلولهاي تيره و فشرده كه در صنعت مدلسازي اهميّت فراوان دارد و چوب جانبي چوبي است نرم با سلولهاي جوان و روشن كه بعلت نامرغوب بودن در مدلسازي مصرف چنداني ندارد .

خواص فيزيكي و مكانيكي چوبها

74-منظور از خواص فيزيكي چوب ، خواصي مانند وزن مخصوص ، رنگ ، نقشه وموج ، بو ، سختي ، صوت و... مي باشند كه شناخت آنها موجب شناخت مرغوب يا نامرغوب بودن چوب براي كاري خاص مي گردد.

75-شناخت خواص مكانيكي چوبها نيز باعث مي شود تا در انتخاب نوع چوب براي صنايع مختلف از جمله مدلسازي اشتباه نكنيم از جمله خواص مكانيكي چوب عبارتند از :

قابليت شكافتن ، قابليت انحنا ، قابليت ارتجاع ، مقاومت كششي ، فشاري ، خمشي ، پيچشي ، زانويي ، قيچي ، وتاثير رطوبت در چوب ( كاستن ، منبسط شدن ، انداختن ، كشيده شدن ، پيچيده شدن و ترك خوردن )

خصوصيات وموارد استفاده چوب ها

76-مهمترين خواص و كاربرد چوبها بطور خلاصه در ذيل بيان شده است.

1/76-چوب توسكا : جنس آن نرم و سبك ، رنگ آن زرد ، قابليت تورق بالا ، خاصيت الاستيكي كم دارد و براي ساختن مدلهاي كوچك و متوسط و قاب سازي مناسب است .

2/76-چوب گردو : جنس آن سخت و محكم ،رنگ آن خاكستري ،سنگين وزن و با دوام است ، موجهاي بسيار زيبايي دارد و براي دكوراسيون منازل ، مبل سازي ، قنداق تفنگ ، مدلهاي كوچك و دقيق ، و...كاربرد دارد.

3/76-چوب افرا : جنس آن سخت با اليافي صاف ،رنگ آن سفيد ،و در خشكي با دوان است ، اين چوب براي ساخت مدلهاي ظريف و كوچك ، مبل سازي ، ادوات موسيقي ، روكش سازي و...مورد استفاده قرار مي گيرد.

4/76-چوب گيلاس وحشي سياه :وزن آن سنگ و جنس آن سخت و محكم است ، و براي عصا سازي و مدلسازي دقيق و...بسيار عالي است .

5/76-چوب زيزفون :جنس چوب زيزفون يا داغداغان ، نرم و سبك ، رنگ آن خاكستري و قابليت خمكاري دارد و خوب خشك مي شود ، براي ميز نقشه كشي ، منبت كاري ، مدلسازي و...كاربرد دارد.

 77- در اثر كم وزياد شدن ميزان رطوبت چوب ، در شكل و حجم چوب نيز تغييراتي حاصل مي شود كه اصطلاحا كاركردن چوب ميگويند ، مدلسازان بايد توجه كافي به مطلب فوق داشته باشند در غير اين صورت پيچيده شدن يا تاب برداشتن مدل حتمي است.

78-چنانچه تنه درخت را در جهت عرضي برش دهيم موارد زير را ميتوانيم مشاهده كنيم ،

1/78-مغز درخت     2/78-حلقه هاي ساليانه       3/78-اشعه هاي مركزي

4/78-حلقه ناميه ( كامبيوم )       5/78-آوندهاي چوب    6/78-پوست داخلي

7/78-پوست خارجي      8/78-چوب مركزي يا پير        9/78-چوب جانبي يا جوان

79-اصولا سعي ميشود همه مدلها با چوبهاي سخت ، بادوام و محكم ساخته شوند ، بديهي است براي مدلهاي بزرگتر چوبهاي مناسب تري انتخاب ميكنند از جملهاين چوبها عبارتند از چوب جنگلي قرمز ، چوب بلوط ، جنگلي سفيد و...

80-براي ساختن مدلهاي كوچك با توجه به ظرافت آنها از چوبهاي افرا ، زبان گنجشك ، گردو ، غان ياگان و...استفاده مي شود.


نعمت الله طاهری

 

 

41-چدن هاي ماليبل از طريق انجام عمليات حرارتي روي چدن سفيد تهيه مي شوند و داراي استحكام بهمراه قابليت انعطاف بالا هستند،قسمت اعظم كربن در اين چدنها به صورت گرافيت هاي شبه كروي(برفكي) در زمينهاي مختلف فريتي، پرليتي،و...توزيع شده است.

موارد مصرف اين چدنها در ساخت قطعاتي نظير پوسته ديفرانسيل ، اتصالات آب ، چرخ دنده ها ، شاتون ها ،ابزارهاي دستي و... مي باشد.

چدن نشكن

42-چدن نشكن بعد از چدن خاكستري بيشترين مقدار مصرف را در ميان انواع چدن ها دارا مي باشد.موارد مصرف زياد اين نوع چدن ها بعلت قابليت انعطاف و چكش خواري بالاي آنها ، همراه با مدول الاستيسيته و استحكام زيادي است كه اين چدن ها دارند .

براي توليد اين چدن ها ،به مذاب چدن قبل از بارريزي، مقداري نيكل-منيزيم ويا فروسيليسيم منيزيم اضافه ميكنند اين باعث مي شود تا كربن در هنگام سرد شدن به صورت گرافيت كروي در زمينه قرار گيرد، كه باعث ميشود  خواص مكانيكي اين چدنها سه تا پنج برابر چدن هاي خاكستري با گرافيت مطبق ،افزايش يابد ،از اين چدنها براي تهيه ميل لنگ ها، محفظه جعبه دنده ها، چرخ دنده ها، قرقره ها،سيلندرها و...استفاده مي شود.

چدن با گرافيت فشرده 

43-ساختار زمينه و خواص مكانيكي اين نوع چدنها  در رديفي مابين چدن نشكن و چدن خاكستري قرار دارد و نحوه تهيه آن هم شبيه تهيه چدن نشكن است با اين تفاوت كه مقدار منيزيم اضافه شده به نصف تقليل مي يابد و در نتيجه بعضي از گرافيت هاي  موجود در زمينه اين چدن ها كروي و بعض ديگر ورقه اي فشرده وخميده مي باشد. موارد مصرف اين چدن ها  در ساخت كاسه ترمز اتومبيل ،فلايويل ، اتصالات و لوله اگزوز ، بدنه سيستم هاي هيدروليكي و...است.

44-مهمترين كوره هاي ذوب چدن عبارتند از،  

1/44-انواع كوره هاي كوپل ( كك سوز و گازي ) ،  2/44-انواع كوره هاي شعله اي يا روبادده ( ثابت و دوار ) ، 3/44-انواع كوره هاي برقي ( القايي و قوس الكتريكي) ، 4/44-كوره هاي زميني براي ذوب در مقادير كم.

45-براي مشخص كردن ضخامت سمانته شدن چدن ، كه خود بستگي به عوامل متعددي مانند درصد عناصر موجود در چدن و سرعت سرد شدن دارد ، از آزمايش گوه استفاده مي شود ، وجود درصد بالاتر عناصر كاربيدزا مانند كرم ، مقدار سمانته شدن را افزايش ميدهد و وجود عناصر گرافيت زا مانند سيليسيم ، منطقه خاكستري را افزايش ميدهد و به اين ترتيب مي توان تا حد زيادي با اضافه كردن اين عناصر به چدن مورد نظر دست يافت.

46-روشها و آزمايشهاي مختلفي طراحي شده است كه مي توان مذاب هاي مختلف را از هر نظر كنترل كرد از جمله به موارد زير اشاره مي شود ،

1/46-در مورد تر كيب شيميايي مانند ، روش شيمي تجزيه ، استفاده از اسپكتروفتومتر ، استفاده از كوانتومتر ،و در سطح پايينتر از آزمايش گوه ،

2/46-سياليت مذاب توسط آزمايشهايي نظير روش مارپيچ و روش صفحه هاي تخت اندازه گيري مي شود.

3/46-درجه حرارت مذاب  از طريق ترموكوبل و پيرو متر نوري اندازه گيري مي شود .

47-با مشاهده رنگ مذاب ، استفاده از حرارت سنجها ، و حتي فرو كردن يك ميله فولادي در مذاب و مشاهده مقدار مذاب چسبيده شده بر روي ميله ،ميتوان درجه حرارت مذاب  را تشخيص داد وبه اين وسيله مذاب را براي بار ريزي آماده كرد.

48-مهمترين مواد جوانه زا در چدن فرو سيليسيم ها هستند كه از آن ميان فرو سيليسيم 75% كه داراي 1 تا 5/1 % آلومينيم وهمين مقدار كلسيم است داراي اهميت بيشتري است.

مهمترين اكسيژن زدا در مذاب چدن عبارتند از ، فرو سيليسيم ، فرو منگنز ، سيليكومنگنز ، فرو آلياژهاي منيزيم دار و...

49-توليد چدن با گرافيت كروي عموما با اضافه كردن مقادير جزئي منيزيم به عنوان عنصر كروي كننده به مذابي كه داراي تركيبي مشابه چدن خاكستري است انجام مي گيرد.البته عناصر ديگر نظير ،سريم ، كلسيم ، ليتيم ،‌سديم ،تيريم و...نيز اين عمل را انجام مدهند اما منيزيم از نظر اقتصادي اولويت دارد. شايان ذكر است هرگز منيزيم به صورت خالص به مذاب اضافه نمي شود بلكه به صورت فروسيليسيم منيزيم ،و يا نيكل منيزيم با رعايت نكات ايمني و روشهاي خاص به مذاب اضافه مي شود .

از مهمترين روشهاي اضافه كردن اين مواد به مذاب چدن عبارتند از:

1/49-فرايند روريزي مذاب   2/49-روش فرو بردن  3/49-روش افزودن در راهگاه

50-چدنهاي داكتيل نيز با روشهاي مختلفي تقسيم بندي مي شوند از جمله از نظر ساختار كه عبارتند از :   فريتي   ،    پرليتي   ،    بينيتي   ،    مارتنزيتي   ،   فريتي پرليتي مانند چشم گاوي

چگونگي اندازه گيري درجه حرارت مذاب

51-براي اندازه گيري درجه حرارت ، از پديده هاي فيزيكي كه تابع پيوسته اي از تغييرات درجه حرارت باشند استفاده مي شود ، انبساط و انقباض مايعات و گازها ،تغيير مقاومت الكتريكي و اختلاف سطح الكتريكي  ، تغيير در وضع تشعشع و رنگ جسم و...از اين موارد هستند .

ازميان انواع مختلف حرارت سنجها در صنايع ريخته گري موارد ذيل داراي اهميت بيشتري هستند.

1/51-ترمومترهاي مقاومتي     2/51-ترموكوپل ها ياآذرسنج ترموالكتريك    3/51-پيرومترها

52-ترموكوپلها بر اساس تغيير فشار الكتريكي بين دو منبع گرم و سرد در مداري شامل دو سيم فلزي مختلف الجنس و يك ميكرو ولت متر ساخته شده اند ،هر چه اختلاف درجه حرارت انتقالي از دو سيم به منبع زيادتر باشد اختلاف فشار الكتريكي بيشتر خواهد شد ، وبا مدرج كردن صفحه ميكرو ولت متر مي توان درجه حرارت را اندازه گرفت.

53-اساس كار پيرو مترها برمبناي شدت تشعشع اجسام گداخته مي باشد. وقتي اجسام گرم و گداخته مي شوند از خود نور مرئي منتشر مي كنند كه رنگ اين نور ( طول موج )، با درجه حرارت جسم نسبت مستقيم دارد به اين ترتيب كه هر چه حرارت بيشتر باشد نور جسم نيز سفيدتر ميشود ، پيرومترها بر اين اساس كار مي كنند و معمولا براي درجه حرارتهاي بالاي 1100درجه سانتيگراد كاربرد دارند.

54-با افزايش درجه حرارت رنگ اجسام نيز تغيير مي كند و از اين طريق مي توان حدود درجه حرارت اجسام را بدست آورد ، رنگ اجسام در درجه حرارتهاي مختلف در ذيل آمده است. ( درجه حرارت بر حسب سانتيگراد است).

    520- قرمز بسيارتيره ،700- قرمز تيره ،790- آلبالوئي ، 900- آلوبالوئي روشن ، 980- قرمز،        1100- نارنجي،  1180-  زرد،  1400- شيري رنگ،  1480- سفيد ،  1588-سفيددرخشان،

به چند سئول زير پاسخ دهيد.

-چدن هاي مخصوص را توضيح دهيد ؟

-چدن هاي كروي چشم گاوي را توضيح دهيد؟

-اوستنيت ، مارتنزيت ، بينيت ، چه نوع فازهايي هستند و چگونه مي توان به اين فازها رسيد؟

-سختي كداميك از فاز هاي موجود در چدنها و يا فولادها بيشترو كداميك كمتر است؟

-عمليات حرارتي چدن ها را به طورمختصر توضيح دهيد ؟

ميكروسكوپ

 55-ميكروسكوپ دستگاهي است كه به كمك آن مي توان اجسام را با بزرگنمايي مختلف مشاهده كرد امروزه انواع مختلفي از ميكروسكپ ساخته شده است ، مهمترين آنها عبارتند از:

1/55-ميكروسكپهاي نوري (عبوري وبرگشتي)

2/55-ميكروسكوپ هاي الكتروني (STM ، ميكروسكوپ تقطيعي تونلي   و   AFM ميكروسكوپ نيروي اتمي با نوك سوزني از الماس و ميكروسكوپ ليزري ...)

56-ميكروسكوپ هاي نوري بر اساس تابش نور بر نمونه وشكست و برگشت نور كار مي كنند و از قسمتهاي زير تشكيل شده است ،

1/56-عدسي چشمي ،(استوانه ي كوتاهي كه دو عدسي در دو سر آنقرار دارد).

2/56-دسته يا بدنه كه تنه و پيچ تنظيم را نگه مي دارد.

3/56-قطعه خرطومي (صفحه رولور يا چرخان،كه براي تغيير عدسي هاي شيئي به كار مي رود).

4/56-عدسي هاي شيئي ( شامل عدسي ها با بزرگ نمايي مختلف ).

5/56-صفحه ي ميكروسكوپ ، محل قرار گرفتن جسم.

6/56-ديافراگم ،(وسيله اي براي تنظيم نور ).

7/56-منبع نور ،

8/56- و قسمت هاي ديگر مانند ، پايه ، گيره هاي صفحه ،پيچهاي تنظيم نسبي و سريع ...

 

هدف از آزمايش ميكروسكپي ظاهر ساختن جزئيات ساختارهاي فلزي است كه براي ديدن با چشم غير مسلح بسيار كوچكند . ميكروسكوپ هاي متالورژي اصولا از يك سيستم نوري (اپتيكي) و يك سيستم روشنايي تشكيل شده اند.سيستم روشنايي ممكن است شامل صافي هاي رنگي و پلاريزه كننده نيز باشند. صافي هاي سبز را معمولا براي بهبود جزئيات و صافي هاي پلاريزه كننده را براي كاهش درخشش سطحي و بهبود تجزيه مرز دانه اي بكار مي برند.

عدسي هاي شيئي برچند نوعند ، آكروماتيك (بيرنگ ) ، فلوريت ، يا آپوكروماتيك .

آزمايش ماكروسكپي فلزات عبارت است از ديدن يا مشاهده كم قدرت ( پايين تر از بزرگ نمايي × 10 )نمونه هاي متالورژيكي است ، كه براي موارد زير بكار مي رود،

شناخت عيوب ساختاري اندازه گيري دانه ها و بررسي تجمع آنها اندازه و توزيع ناخالصي هاي غير فلزي - ظاهر سازي دانه هاي شاخه اي و ستوني ، تركها ، تخلخل ها ، عمق سخت كاري شده در عمليات حرارت كربن دهي ، منطقه مؤثر گرمايي در عمليات جوشكاري و...

آزمايشگاه خواص مواد

سختي و سختي سنج ها

57-سختي مقاومتي است كه اجسام در مقابل نفوذ جسم خارجي از خود نشان مي دهند ،صنايع مختلف از سختي سنج هاي مختلفي استفاده مي كنند از جمله آنها عبارتند از ،

1/57-سختي سنجي به روش موهس    2/57-سختي سنج برينل

3/57-سختي سنج راكول       4/57-سختي سنج ويكرز .

58-در سختي سنج برينل يك ساچمه از كربور تنگستن ويا فولاد به قطر D روي جسم با نيروي P به مدت ثابتي (10  ثانيه براي آلياژهاي آهني و 30 ثانيه براي آلياژهاي غير آهني ) توسط ماشين مربوط فشار وارد مي شود، از تقسيم نيروي وارد بر سطح ايجاد شده ( سطح عرقچين كروي ) عدد سختي برينل بدست مي آيد.

BHN= P / A                                                               

59-تعيين سختي در روش راكول از روي عمق فرو رفتگي ايجاد شده در قطعه بدست مي آيد . اگر عمق فرو رفته در قطعه توسط نوك مخروطي از الماس و با نيروي P=150 Kg  ايجاد شده باشد سختي بدست آمده را ، راكول  C ،  ( Rc ) ، و اگر عمق فرورفته توسط ساچمه فو لادي و با نيروي P=100 Kg ايجاد شده باشد ، را سختي در مقياس راكول B ، ( Rb ) مي گويند ، Rc براي آلياژها با سختي بالا و Rb براي آلياژها با سختي متوسط كاربرد دارد.


نعمت الله طاهری

 

 

21-ماسه قالب و ماهيچه ها همواره در معرض نيروهاي مختلف قرار دارند ، واگر نتوانند در برابر اين نيروها مقاومت كنند خرابي قالب حتمي خواهد بود ، لذا آزمايشهايي طراحي شده كه مقاومت آنها را در برابر نيروهاي خارجي مشخص ميكند، به اين نحو كه ابتدا نمونه را با ماسه ماهيچه يا ماسه قالبگيري ميسازند و سپس توسط دستگاه به نمونه ها تنش كششي ، فشاري ، خمشي و يابرشي وارد شذه و مقاومت آن اندازه گيري ميشود.

( تعيين درصد رطوبت ماسه )

22-براي تعيين رطوبت ماسه ، 50g ماسه مخلوط را تا حدود 110 درجه سانتيگراد به مدت 2 ساعت حرارت ميدهند و پس از آن ، ماسه را مجددا وزن ميكنند ، وكاهش وزن معادل وزن آبي است كه در مخلوط ماسه وجود داشته است ، آنگاه درصد رطوبت ماسه محاسبه مي شود.

(آزمايش درصد نفوذ گاز در ماسه )

23-سرعت خروج گاز از ماسه بر حسب سانتيمتر مكعب بر دقيقه را قابليت نفوذ مي نامند به اين ترتيب توسط دستگاه حجم هوايي كه در مدت معيني (يك دقيقه)از نمونه اي به اندازه يك سانتيمتر مكعب عبور مي كند ( در تحت فشار10كيلوگرم بر سانتيمتر مربع)را اندازه مي گيرندآنگاه توسط فرمول و ياخود دستگاه بطور اتومات عدد قابليت نفوذ گاز ماسه را مشخص مي كند.

(دستگاه مقاومت سنج ماسه )

24-دستگاه مقاومت سنج ماسه تشكيل شده از يك قسمت نيم كره فولادي، كه به فنر و از آنجا به عقربه متصل است و با فشردن آرام آن به ماسه فنر جمع مي شود و عقربه سختي آن را نشان مي دهد ، سختي ماسه رابطه مسنتقيم با فشردگي ماسه دارد.

( الك الكتريكي ماسه )

25-براي تعيين اندازه و پخش ذرات ماسه از اين دستگاه استفاده مي شود ، اين دستگاه داراي غربال ها با شماره هاي مختلف است كه ريز به درشت روي هم قرار مي گيرند آنگاه مقداري ماسه را روي غربال اولي كه درشت تر است ميريزند و دستگاه را به مدت 15 دقيقه روشن مي كنند و سپس مقدار ماسه باقيمانده در هر الك را وزن كرده و نمودار پخش ذرات ماسه رسم ميشود و همچنين بوسيله اعداد بدست آمده عدد ريزي ماسه محاسبه ميشود.

( استحكام تر و خشك ماسه )

26-ماسه قالبگيري بايد پس از مخلوط شدن با چسب و آب شكل پذير شده و بعد از قالب گيري استحكام خوبي داشته باشد تا هنگام جابجايي و بارريزي،شكل اوليه خود را حفظ كند كه به آن استحكام تر گفته مي شود،همچنين ماسه بايد بعد از بارريزي كه رطوبت خود را از دست مي دهد نيز استحكام داشته باشد تا مذاب كاملامنجمد گردد كه به آن استحكام خشك مي گويند.

27-استحكام كششي ماسه در حالت تر و خشك توسط دستگاهي اندازه گيري مي شود ، به اين ترتيب كه نمونه ماسه اي به شكل خاصي ساخته ميشود كه بتوان توسط دو فك دستگاه گرفته و سپس كشيده شود مقاوت نمونه در برابر نيروي كشش توسط دستگاه اندازه گيري و ثبت ميگردد.

( دستگاه نمونه ساز ماسه )

28-اين دستگاه نمونه هاي استوانه اي به قطر2اينچ و ارتفاع 2 اينچ ميسازد براي ساختن نمونه مقدار معيني ماسه را در سيلندر مخصوص مي ريزند و سپس در محل خود در دستگاه نمونه ساز گذاشته و به وسيله آن ضربه هايي به ماسه زده

مي شود تا نمونه ساخته شود و سپس نمونه در دستگاه ديگر تحت آزمايش گوناگون قرار ميگيرد.

( مدل هاي شابلني و قالبگيري آنها )

29-يكي از روشهاي قالبگيري قطعات مدور و يا متقارن نسبت به يك محور و نسبتا بزرگ در داخل ماسه قالبگيري با استفاده از شابلن است ، قالبگيري با شابلن به دو دسته تقسيم مي شوند،

1/29-قالبگيري با شابلن كششي كه مخصوص قطعات طويل ويا نيم گرد با شكل داخلي و خارجي ساده وبا دقت كم مي باشد،

2/29-قالبگيري با شابلن چرخشي كه مخصوص  قطعات گرد با فرم يكنواخت ونسبتا بزرگ با دقت اندازه كم است، شايان ذكر است شابلونهاي ماهيچه نيز كه به تيغه شابلون معروفند وبراي ساخت ماهيچه هاي بزرگ استوانه اي بكار مي روند جزء مدلهاي شابلني هستند.

30-قالبگيري شابلني همانند ديگر روشهاي قالبگيري بصورت مرحله اي انجام مي شود در مرحله اول قالبگيري  شابلن شماره 1 بر روي درجه تحتاني با استفاده از ريل راهنما كشيده مي شود تا داخلي قطعه ايجاد شود،سپس قالبگيري درجه فوقاني به همراه راهگاه و قانجاقهاي لازم صورت ميگيرد،در مرحله سوم شابلن شماره 2 بر طبق ريل راهنما در داخل درجه تحتاني كشيده مي شود تا فرم خارجي قطعه تكميل گردد، ودر نهايت عمليات تكميلي صورت گرفته و قالبگيري پايان مي يابد.

( مدل هاي اسكلتي و قالبگيري مدلهاي بزرگ )

31-قطعات بزرگ ريختگي با تعداد كم را به وسيله مدلهاي اسكلتي قالبگيري و ريخته گري مي كنند،مزاياي عمده اين روش سرعت در ساخت مدل ، مصرف كم مواد و سبكي وزن مدل است.معايب آن مشكل بودن قالبگيري و گران تمام شدن هزينه قالبگيري است ، امروزه مدلهاي اسفنجي جايگزين اين مدلها شده اند.

32-در قالبگيري قطعات بزرگ كه عمليات قالبگيري و مذاب ريزي در گود ماسه دان انجام مي شود ، براي خروج بهتر بخارات و گازهاي حاصله از بستر ذغال كك و لوله هاي خروج گاز كه از بستر كك تا سطح آزاد هوا ادامه دارند استفاده مي شود.

33-بستر كك در گود ماسه دان ايجاد شده و سپس يك لايه از ماسه قالبگيري بر روي آن ريخته و قالبگيري از آن سطح شروع مي شود ، وجود بستر كك باعث  بهتر شدن راههاي خروج گاز ماسه و ماهيچه ها  مي گردد.

34-به علت هزينه بالا ساخت مدل ،تعداد كم قطعات سفارشي ، عدم نياز به دقت زياد و...لازم مي شود كه قالبگيري بدون مدل انجام گيرد ولي به هر حال بايد سعي شود تا با استفاده از وسايل كمكي نظير خط كش،  گونيا و...قالبگيري بنحو احسن صورت گيرد.

35-در خط كش هاي مدلسازي بر خلاف خط كش هاي معمولي بر طبق استاندارد معيني در صد انقباض در نظر گر فته شده است  بنابر اين نياز به اضافه كردن درصد انقباض در موقع ساخت مدل ندارند.

36-در قالبگيري با فرمان  ابتدا ميله محور فرمان در محل مناسبي قرار داده مي شود و آنگاه درجه زيري از ماسه پر مي گردد ، سپس با استفاده از  تيغه شابلن شماره 1 فرم داخلي قطعه (فرم درجه فوقاني) ايجاد مي شود، در مرحله بعد درجه رويي قالبگيري مي شود و با بلند كردن درجه فوقاني تيغه شابلن شماره 2 فرم خارجي قطعه را ايجاد ميكند آنگاه عمليات تكميلي صورت گرفته و قالبگيري پايان مي يابد.

شيب مدل ها تابع عوامل زير است:

-ارتفاع مدل (شيب مدلهاي كم ارتفاع كمي بيشتر از مدل ها با ارتفاع بزرگتر است ،)

-تميز و صيقلي (صاف ) بودن سطح مدل ،   - دقت قطعات ريخته گري ،  -كيفيت سطح مدل و امكان چسبندگي مواد قالب ،  - انتخاب فرايند ريخته گري ،  -چگونگي جدا شدن مدل از قالب ،

مهمترين مزاياي ساخت مدل با استفاده از رزين هاي مصنوعي ( ارالديت ) عبارتند از :

-هزينه پايين در مقايسه با مدل هاي فلزي ،

-ساخت سريعتر در مقايسه با مدل هاي فلزي ،

-عمر بيشتر اين مدل هادر مقايسه با مدل هاي چوبي ،

-ثابت بودن اندازه هاي اين مدل هادر مقايسه با مدل هاي چوبي ، كه دچار انقباض و انبساط مي شوند.

-داشتن سطح صاف و براق و بدون خلل و فرج و درزهاي اتصالي ،

-داشتن استحكام خوب ، غير حساس به رطوبت و مقاوم در برابر خوردگي ،

-جرم مخصوص كمتر ، در مقايسه با مدل هاي فلزي ،

-داشتن قابليت ماشين كاري خوب ،

-تمايل چسبندگي كمتر در مراحل قالب گيري .

 Polystyrol   يونوليت ، فوم

Model   مدل ، نمونه ، سرمشق ، قالب طرح و...

چدنها

( ريخته گري و شناخت خصوصيات و موارد استفاده انواع چدنها )

37-چدن ها همبسته اي سه تايي از آهن،كربن و سيليسيم هستند كه در آنها عناصري نظير منگنز،فسفر و گوگرد نيز وجود دارد.علاوه بر آن فلزاتي مانند كرم،نيكل،مس،منيزيم،سديم،لانتانيم،واناديم،و...(در مقادير كم)هم مي تواند در چدن ها موجود باشد.

مهمترين تقسيم بندي چدن ها بر اساس شكل كربن در ساختار ميكروسكپي آن است كه بر اين اساس چدن ها بر پنج نوعند كه عبارتند از:   

1/37-چدن سفيد، (در اين چدنها كربن به شكل آزاد وجود ندارد بلكه به صورت تركيب با آهن Fe3C ميباشد.)         

2/37-چدن خاكستري ( گرافيت در اين چدنها به صورت لايه اي ومطبق است.)          

3/37-چدن با گرافيت فشرده 

  4/37-چدن ماليبل ( تمپر گوس و يا چكش خوار )

5/37-چدن با گرافيت كروي ( داكتيل ويا نشكن )

چدن خاكستري

38-نام اين چدن از رنگ خاكستري مقطع شكست آن گرفته  شده است ،كه خود دليل حضور گرافيت ورقه اي در ان است،گرافيت باعث افزايش قابليت براده برداري وضريب اصطكاك، مي گردد،اما قابليت چكش كاري را مي كاهد ،علاوه بر آن وجود گرافيت باعث مي شود، چدن بتواند خاصيت جذب ارتعاش و خفه كردن صدا داشته باشد.وجود كربن در چدن خاكستري(حدود 5/2 تا 4 درصد)باعث تقليل نقطه ذوب چدن(حدود1250 درجه سانتيگراد )و افزايش قابليت ريخته گري آن شده است. بعضي موارد استفاده اين چدنها در ساخت انواع سيلندر و سر سيلندرها، لوله ها،پوسته ها و ...مي باشد.

ساختار ميكروسكپي چدنها

39-يكي ديگر از عوامل مهم در تعيين خواص چدنها ساختار ميكروسكپي زمينه آنهاست ، ساختارهاي مختلف داراي سختي هاي مختلفي هستند كه موجب سختي يا نرمي قطعه مي شوند،در ذيل به تعدادي از آنها اشاره ميگردد،

1/39-فريت-دانه هايي كه اصولا عاري از كربن بوده و به صورت فازي سفيد رنگ در ميكروسكپ ديده ميشود،اين فاز نسبتا نرم است (سختي آن بين 80 تا 90 برينل مي باشد. )

2/39- پرليت –اين فاز شبيه صدف يا اثر انگشت در ميكروسكپ با بزرگ نمايي (X100) ديده مي شودكه تشكيل شده است از لايه هاي متناوب نرم و سفيد رنگ فريت و لايه هاي سخت و سياه رنگ كاربيد آهن(سمانتيت،Fe3C )،سختي پرليت بين 150 تا 300 برينل است.

3/39-فريتي،پرليتي – قسمتي از ساختار زمينه اين نوع چدن ها از فريت و قسمت ديگر از پرليت مي با شد.

فاز هاي ديگري نيز مي توان با افزايش عناصر آلياژي ويا عمليات حرارتي در زمينه چدن ها ايجاد كرد كه به نام بعضي از آنها اشاره مي شود، بينيت، مارتنزيت،اوستنيت،و...

   چدنهاي سفيد

40-چنانچه كربن موجود در چدن بعلت سرعت سرد شدن مذاب در قالب و يا وجود عناصر كاربيدزا ،بصورت تركيب با آهن باقي بماند فازي سخت و شكننده توليد مي شود كه سمنتيت ناميده ميشود و مقطع شكست آن سفيد رنگ است و نام چدن سفيد از آن گرفته شده است، اين چدنها سخت و شكننده بوده و معمولا غير قابل ماشين كاري هستند،اما استحكام فشاري بالا و در مقابل سايش بسيار مقاوم هستند.از اين چدنها براي ساخت انواع نوردها  ،گلوله هاي آسياب ،بعضي از چرخها و پيستونهاي هيدروليك و...استفاده مي شوند.

چدنهاي ماليبل (تمپرگوس يا چكش خوار)


نعمت الله طاهری

 

شناخت جرثقيل ها )

 

انواع جرثقيل ، چگونگي تنظيم آنها و حمل قالب هاي بزرگ با جرثقيل

1-جرثقيل دستگاهي است كه براي بلند كردن و جابجايي اجسام سنگين به كار ميرود ، انواع مختلفي دارد، نوع دستي مانند چرخ چاه و چرخ رنجيري كه در كارگاههاي كوچك استفاده ميشود وجرثقيل هايي كه روي كاميون يا تراكتور نصب مي شود و يا جرثقيل هاي سنگين وفوق سنگين كه 125تن بار را تا ارتفاع 108متر بالا ميبرند.

همچنين جرثقيل ها به دستي و موتوردار (بنزيني وبرقي) تقسيم مي شوند.

2-سرعت جرثقيل توسط جعبه دنده وجهت چرخش توسط كليد چپ و راست ( تغيير دو فاز در موتورهاي برقي سه فاز) تنظيم مي شود.

3-اگر دستگاه وينچ(Winch) جرثقيل بر روي زمين نصب شده باشد وبا استفاده از دكل وسيم بوكسل اقدام به جابجايي اجسام گردد جرثقيل زميني و چنانچه در نزديكي سقف كارگاه مستقر شده باشد جرثقيل سقفي است.

4-اين جرثقيلها داراي زنجيري هستند كه با چرخش آن دنده اي به دوران در مي آيد كه متصل به  دنده حلزوني است و با چرخش دنده حلزوني ،زنجير مخصوص قلاب كوتاه و يا بلند مي شود و از اين طريق مي توان اجسام را جابجا كرد

انواع دستگاه هايي كه با مكانيزم اصلي جرثقيل كار ميكنند عبارتند از ، دراگ لاين يا دستگاه لايروبي ، جرثقيل شمع     كوب ، بيل مكانيكي ، جرثقيل با دكل خر پايي ، و...

اجزاء تشكيل دهنده جرثقيل عبارتند از : اسكلت يا مكانيزم گردان - سيم بكسل بلند كننده دكل ،و سيم بكسل بالابر ، سر دكل يا باروي فرعي ، و دكل اصلي ، قلاب بار برداري و....

 

منابع قابل استفاده :

 شيوه بهره برداري از ماشينهاي راهسازي    تاليف آصف خلداني

روشهاي اجرايي كار هاي خاكي (ماشين آلات )     تاليف آصف خلداني

 

          ( انواع قالب ها  و  وسايل قالبگيري )

5-تقسيم بندي قالبها به شيوه هاي مختلف صورت ميگيرد ، در يكي از اين روشها ، ( كه بستگي به نوع مدل دارد)   قالبها را به يك پارچه ، دو پارچه و چند پارچه تقسيم ميكنند وبا توجه به نياز ماهيچه يا عدم آن به ماهيچه دار و يا بدون ماهيچه تقسيم مي شوند.در ذيل تقسيم بندي هاي ديگر قالب ها امده است.

قالب هاي موقت و قالب هاي دائمي  .......قالب هاي دستي و ماشيني....قالب هاي پوسته اي و توپر و...

ابزارها و وسايل قالب گيري عبارتند از :

درجه ، كوبه ، ماله ، غربال ، بيل ، ابزار قاشقي ، ابزار پاشنه ، فوتك ، سيخ هواكش ، قلم آب ، ابزارگوشه، كف كوب ، برس ،صفحه زير درجه و...  

6-كوبه ابزاري است كه براي كوبيدن و فشرده كردن ماسه استفاده مي شود ، داراي دو سر، تخت وگوه اي شكل است و از جنس چوب سخت ويا فلزات مانند فولاد مي باشد،علاوه بر كوبه هاي دستي براي كوبيدن ماسه در حجم زياد از كوبه هاي بادي كه با فشار هوا كار مي كنند استفاده مشود.

7-كوبه ها از نظر شكل نيز انواع مختلف دارند ، اگر سر كوبه كه محل ضربه زدن است به صورت دايره يا مربع و پهن باشد به كوبه پهن مشهور است و براي كوبش تخت قالبها بكار مي رود اما اگر سر ان شبيه مثلث باشد كوبه دم باريك ناميده مي شود.

در هنگام قالب گيري نياز به تعبيه راهگاه و تغذيه مي باشد ، در ذيل مطالبي جهت ياد آوري مطالب سال گذشته آمده است.

8-به مجموعه راههايي كه مذاب براي ورود به محفظه قالب،از آنها عبور ميكند سيستم راهگاهي مي گويند و انواع  راهگاه از نظر محل اتصل به قطعه عبارتند از، راهگاه از بالا ، راهگاه ازپايين ، راهگاه در سطح جدايش ،و راهگاه مركب (چند تايي) ، همچنين راهگاها از نظر رابطه ميان سطوح مقاطع اجزاي خود به دو نوع فشاري و غير فشاري تقسيم مي شوند.

9-براي جبران تغييرات حجمي فلزات و آلياژها در حالت مايع وضمن انجماد و به منظور توليد قطعات ريخته گري  عاري از عيبهاي انقباضي از تغذيه استفاده مشود و انتخاب محل تغذيه با توجه به موارد ذيل انتخاب ميشود،

1/9-شكل وحجم قطعه   2/9-نوع انجماد فلزات (پوسته اي، مياني ، خميري )

 

 3/9-جهت انجماد      4/9-فاصله  مذاب رساني و...

 ( شناخت انواع مدل ها )

10-مدل جسمي است از چوب، فلز، پلاستيك و...كه براي قالب گيري مورد استفاده قرار ميگيرد وانواع آن عبارتند   از:

  1/10-مدلهاي توليد مانند ،مدلهاي ساده، ماهيچه دار، توخالي، توپر، ذوب شونده، دائمي،شابلني، اسكلتي، سبدي، الگو، مونتاژ ، پوشيده و...

 2/10-مدلهاي كمكي مانند ،مدلهاي اوليه ،استاد، نمونه، كپي،متحرك

3/10-مدلهاي نمايشي              4/10-مدلهاي آز مايشي                 5/10-ساده مدل

تقسيم بندي هاي ديگر مدلها :

نسبت به جنس مدل : چوبي ، گلي ، گچي ،فلزي ، مواد مصنوعي (آرالديتي) ، مومي ، يونوليتي و...

نسبت به سطح جدايش : سطح جدايش يكنواخت و غير يكنواخت ، همچنين يك تكه ، دو تكه و چند تكه ، نسبت به روش قالبگيري :مدل دستي و ماشيني ،

گزينش جنس مدل بستگي به عوامل ذيل دارد .

  -تعداد دفعات قالبگيري    -روش قالبگيري      -امكان ساخت مدل  -ابعاد مدل    -مهارت سازنده مدل

ابزار و ماشين الات مورد نياز در كارگاه مدلسازي عبارتند از :

ميز كار و اجزاي آن ،      گيره موازي ،        گيره دستي يا تنگ پيچي ،       چكش ، گاز انبر ،          پيچ گشتي ،        صفحه شيب دار ،     رنده دستي ،       اره هاي دستي ، مغار ،        سوهان چوب ساي ،        ابزار هاي سوراخ كاري ، ماشين هاي اره گرد يا مجموعه اي،         ماشين هاي اره نواري ، ماشين رنده ،        ماشين فرز ،     ماشين هاي تراش ، ماشين هاي سمباده زني ،       ماشين هاي دستي  ،      ماشين براده برداري با تخليه الكتريكي و...

مواد پوششي مدلها اكثرا رنگها هستند،هدف از رنگ زدن مدلها در ذيل آمده است.

- به دست آوردن سطوحي صاف و صيقلي        - حفاظت مدل از رطوبت    -حفاظت مدل از تاثيرات شيميايي چسب ها و مواد قالب گيري  -حفاظت مدل از سايش و افزايش عمر مدل    -شناسايي مشخصه مدل و تجهيزات ديگر آن بر طبق 1511 DI N

( رنگ كاري قالب ها)

11-براي محافظت ديواره قالب ( در برابر درجه حرارت و...) ، جلوگيري از نفوذ پذيري مذاب به داخل قالب ، و به منظور دست يابي به سطوح صاف و تميزتر و در نتيجه كاهش هزينه هاي تميز كاري سطوح قالبها را با مواد پوششي رنگ ميزنند .

12-مواد پوششي يا رنگ كاري قالبها ، به دو صورت اصلي استفاده ميشوند ،

 1/12- پودرهاي جامد مانند ، پودرهاي گرافيت، زغال ، آنتراسيت ، كك ،سيليس، آلومين ،كرميت ، تالك ، زيركنت و...اغلب پس از پودر پاشي مدل را مجددا درون قالب قرار مي دخند تا تمام قسمتهاي ظريف و پستي بلندي هاي مدل مجددا در داخل قالب منعكس گردد.

2/12-مخلوط مايع ، مانند، 22%پودر زغال،4%بنتونيت، 4%دگسترين و بقيه آب يا مايع حلال ديگر.

13-از غربالهاي بسيار ريز ويا كيسه پودر براي پاشيدن پودرهاي جامد در سطح قالب و از اسپري (افشانك) ويا   بوسيله برس يا ساير وسايل ديگر مخلوط مايع را به سطح قالب پوشانده وسپس خشك ميكنند.شايان ذكر است در صورت غير يكنواختي ضخامت مواد پوششي ، در جهت انجماد تغييراتي حاصل خواهد شد كه موجب ظهور مسائل پيش بيني نشده فراهم مي گردد.

( انواع تغذيه و خصوصيات آن )

14-انواع تغذيه بر اساس محل قرار گرفتن تغذيه ،قبل وبعد از محفظه قالب ،عبارتند از، تغذيه گرم وسرد،

انواع تغذيه بر اساس موقعيت قرار گرفتن تغذيه نسبت به قطعه عبارتند از،تغذيه بالايي،كناري،لب به لب .و انواع تغذيه بر اساس ارتباط با اتمسفر محيط عبارتند از، تغذيه باز و كور.         

15-تغذيه اي مناسب است كه داراي خصوصيات ذيل باشد،

1/15-پس از انجماد كامل قطعه ريخته گري منجمد گردد ،

2/15-محتوي مقدار مناسب از مذاب باشد تا بتواند انقباض حاصل از انجماد قطعه را جبران كند،

3/15-فشار مناسبي بر تغذيه اعمال گردد تا مذاب در تغذيه را به طرف حفره هاي انقباضي هدايت كند،

4/15-تغذيه بايد به گونه اي طراحي شود كه انجماد جهت دار را ،از قطعه ريخته گري به طرف تغذيه ايجاد كند،

5/15-داراي راندمان بالا ، و از نظر جنبه هاي اقتصادي مقرون بصرفه باشد.

( درجه ها و اصول  تطابق آنها)

16-درجه وسيله اي است قاب مانند كه كوبيدن ماسه به منظور قالب گيري مدل در آن صورت مي گيرد و وظيفه آن حفظ و نگهداري ماسه فشرده مي باشد، جنس آن از چوب ،آلومينيم و فولاد است و معمولا از دو لنگه تشكيل مي شود كه به وسيله پين با يكديگر جفت مي شوند ،دو درجه بعد از گذاشتن پين نبايد لقي داشته باشند ودر اصطلاح بايد دو درجه كاملا با هم تطابق داشته باشند در غير اين صورت ممكن است موجب خرابي قالبگيري و در نتيجه خرابي قطعه ريخته گي خواهد شد.

آزمايشگاه مصالح ذوب ، ماسه ريخته گري

(آز مايش دانه بندي ماسه )

17 –ماسه قالبگيري بر اساس اندازه ذرات آن طبقه بندي مي شوند و براي تعيين اندازه ذرات ماسه ( آزمايش دانه بندي) روشهاي مختلفي طراحي شده است اما اساس همه اين روشها بر پايه استفاده از غربالها با شماره هاي مختلف است كه از بزرگ به كوچك روي هم چيده مي شوند  آنگاه ماسه را در غربال بالايي ريخته ،براي مدت معيني اين غربالها را به لرزش در مي آورندو سپس ماسه باقيمانده در هر الك را وزن مي كنند و بر اساس عددهاي بدست آمده نمودار پراكندگي ماسه را ترسيم ميكنند و همچنين عدد ريزي ماسه بر اساس فرمول زير بدست مي آيد.

عدد ريزي ماسه برابر است با مجموع جرم ماسه هر الك ضرب درعدد ثابت الك قبلي،تقسيم بر مجموع جرم ماسه هاي تمام الكها .

( آزمايش مقاومت سقوط ماسه مرطوب )

18-اين آزمايشي است كه براي مشخص شدن ميزان شكل پذيري و سختي قالب از آن استفاده مي شود به اين نحو كه نمونه ماسه اي ساخته شده را از فاصله معيني بر روي ماسه نرم رها كرده و عكس العمل آن را مشاهده ميكنند  اين آزمايش بيشتر در كارگاه هاي كوچك فاقد آزمايشگاه ماسه انجام ميگيرد.

( آزمايش مقاومت حرارتي ماسه )

19-يكي از روشهاي تعيين مقاومت حرارتي ماسه ساخت يك نمونه به شكل هرم يا مخروط از آن ماسه است سپس آن را در كوره هاي عمليات حرارتي داده تا سر هرم در اثر حرارت خم گردد ( شكل اوليه خود را از دست بدهد ) و به اين ترتيب مقاومت ماسه در برابر حرارت مشخص ميشود.

(آز مايش درصد خاك ماسه )

20- 50g ماسه خشك رادر داخل بشر ريخته با 475cc آب مقطر و 25cc سودسوزآور 30g در ليتر ميريزيم با دستگاه  به مدت 5 دقيقه به هم ميزنيم آنگاه 10 دقيقه فرصت ميدهيم تا سليس در بشر ته نشين گردد آب روي ماسه كه حاوي ذرات معلق خاك است را خارج كرده و اين عمل را 2 تا 3 بار ديگر انجام داده تا آب بالاي ماسه كاملا زلال شود ، سپس ماسه را خشك كرده و وزن مي كنيم و با محاسبات درصد خاك ماسه را تعيين ميكنند.

( مقاومت كششي ، فشاري ، خمشي و برشي ماسه )


نعمت الله طاهری