متالورژي سمنان


 

 

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