گزارش کار‌آموزی کارگاه ریخته گری
دسته بندي :
فنی و مهندسی »
معدن
گزارش کارآموزي کارگاه ريخته گري در 33 صفحه ورد قابل ويرايش
فهرست مطالب
عنوان صفحه
1) مقدمه............................................................................................................ 6
2) آشنايي با کارگاه ريخته گري........................................................................ 8
3) ماهيچه سازي.............................................................................................. 15
4) عناصر اصلي ذوب...................................................................................... 17
5) بازرسي و کنترل کمي و کيفي..................................................................... 19
6) انواع قالب هاي ريخته گري......................................................................... 20
7) عيوب ريخته گري........................................................................................ 22
8) خواص عمومي ماسه هاي قالب گيري......................................................... 23
9) مواد قالب و ماهيچه ها براي قالب هاي دائمي............................................. 25
10) بررسي ماسه هاي ريخته گري ايراني........................................................................................................... 28
11) چدن خاکستري 31
12) عمليات حرارتي چدن ها
موضوع : گزارش کار – کار آموزي ......................................................................
من دورة کار آموزي خود را که به مدت 288 ساعت بود و به مدت دو ماه طول کشيد را در کارگاه ريخته گري جهاد دانشگاهي مشهد واقع در دانشگاه فردوسي گذراندم.
اين کارگاه صنعتي توليد قطعات کارخانة کمباين سازي اراک را برعهده داشت.
اين کارگاه از قسمتهاي مختلفي از قبيل : کارگاه ريخته گري، کارگاه مدل سازي، کارگاه تراش کاري، کارگاه جوش، آزمايشگاه مصالح قالبيگري، آزمايشگاه متالوگرافي و آزمايشگاه کنترل کيفيت و انبار قطعات تشکيل شده بود. اين کارگاه داراي 20 نفر پرسنل بود که در قسمتهاي مختلف کارگاه مشغول به کار بودند.
- اهم فعاليت هايي که ما در کارگاه انجام مي داديم به شرح زير است :
- شارژ کوره : ابتدا کوره را روشن کرده و به مدت 20 دقيقه کار مي کند تا پيش گرم شود سپس kgr 120 چدن به صورت ترکيبي از قراضه و شمش به آن اضافه مي شود.
- پرس قطعات : دو قطعه توسط پرس به هم متصل مي شوند به طوريکه پس از قرار دادن قطعات زير دستگاه پرس هرگاه نيرو به kn 700 رسيد، قطعات پرس مي شوند.
- ريختن مذاب از کوره به پاتيل : ابتدا قبل از اينکه مذاب آماده شود، پاتيل را به مدت min 15 پيش گرم کرده، سپس دريچة کوره را که قبلاً با ماسه بسته شده بود باز کرده، کوره چرخيده و مذاب به پاتيل منتقل مي شود.
- اضافه کردن سلاکس به منظور خالص سازي مذاب و آخال گيري : ابتدا سلاکس را به داخل پاتيل ريخته، به مدت چند ثانيه مذاب هم خورده و سرباره خارج مي شود.
- سپس مذاب آمادة ريختن در داخل قالبها مي باشد، بايد توجه داشت که مذاب بايد به آرامي در داخل قالب ريخته شود.
- قبل از ريختن مذاب در داخل قالب به دليل اينکه چدن نيروي زيادي را به درجة بالايي وارد مي کند، روي قالبها شمش چدن قرار داده تا از بلند شدن قالب جلوگيري شود.
- عمليات حرارتي قطعات ديسکي شکل : ابتدا منطقه اي از قطعه که تحت فشار زياد در کار قرار دارد توسط شعله تا دماي (700 – 600) گرم شده و سپس با آب سريع سرد مي شود.
- جدا کردن لاتون ها از يکديگر : لاتون ورقه هاي مسي بسيار نازکي هستند که بين دو ديسک قرار گرفته و پس از پرس قطعات باعث جوش و متصل شدن دو قطعه مي شود.
- يکي از قطعاتي که جزو اصلي ترين قطعات توليدي در کارگاه بود، بدنة اصلي نام داشت که پس از اينکه تراشکاري، رنگ کاري و بقية کارهاي قطعة بدنه اصلي تمام شد بايد براي آن بوش گذاشت.
- به نحويکه ابتدا يک بوش توسط گيج کوبيده شده و يک بوش ديگر را توسط گيچ ديگر مي کوبند.
- رنگ کاري قطعات بشقابي : پس از عمليات تراشکاري و سنگ زني توسط پمپ رنگ قطعات رنگ کاري مي شوند.
- قطعة بدنة اصلي شامل چند سوراخ مي باشد که اين سوراخ ها توسط ماهيچه هايي به وجود مي آيند که اين ماهيچه ها از جنس ماسة co2 مي باشد.
- پرسنل کارگاه عبارتند از :
1- مديريت مجموعه : جناب مهندس صادقي
2- مديريت کارگاه : جناب آقاي مدرس
مقدمه
بنا به تعريف ريخته گري عبارتست از هر نوع تغيير شکلي در فلزات و آلياژها از طريق ذوب فلز (آلياژ) و ريختن آن در محفظه اي به نام قالب. از تعريف فوق استنباط مي شود که شکل دادن فلزات از طريق اکستروژن و يا Metallurgy Poeder را نمي توان ريخته گري دانست.
از طرف ديگر تعريف فوق فقط شکل مهندسي قطعه . ابعاد آن را مورد نظر قرار داده است، در حاليکه قطعات صنعتي علاوه بر شکل و اندازه بايد خواص مکانيکي فيزيکي و شيميايي معيني را در حد تغييرات مجاز داشته باشد بديهي است خواص مذکور به ترکيب شيميايي آلياژ نوع ساختار و حضور ناخالصي، آخالها و عيوب دروني ديگر بستگي دارد و بنابراين تعريف ريخته گري علمي نيازمند تأکيد بر چنين مشخصاتي نيز مي باشد لذا :
ريخته گري عبارتست از شکل دادن فلزات و آلياژها از طريق ذوب فلز (آلياژ) و ريختن آن در محفظه اي بنام قالب تاپس از انجماد و عمليات لازم بعدي، شکل، اندازه و خواص مورد نظر و خواسته را ايجاد نمايد.
مزاياي صنعت ريخته گري : الف : ارزش اقتصادي – با توجه به سرعت توليد و امکان توليد، فرآيندهاي تمام شده اجسام ريخته گري نسبت به ساير روشهاي شکل دادن کاهش يافته و از نظر اقتصادي مطلوب مي گردد.
ب – امکان ساخت – اجساميکه داراي شکلهاي پيچيدة خارجي و داخلي هستند و بطرق ديگر تهيه آنها امکان ندارد فقط با طريقه ريخته گري قابل توليد مي باشند.
ج- سرعت توليد
هـ - تشکيل چند قطعه متشکل ايجاد خواص مکانيکي لازم : امکان توليد قطعات بسيار سنگين
ريخته گري يکي از روش هاي شکل دهي قطعات بدون براده برداري مي باشد. در دنياي امروز که عصر صنعت و فن آوري است، دستگاه ها و تجهيزات متنوع و پيشرفته اي براي شکل دادن قطعات فلزي ابداع گرديده است. با اين وجود از آنجا که اغلب فلزات و آلياژهاي آنها قابليت ريخته گري دارند، از اين روش مي توان براي توليد قطعات ساده و نيز قطعات پيچيده اي که تهية آنها با روش هاي ديگر داراي هزينه زياد است استفاده کرد و از اهيمت اين صنعت که ميراث کهن بشر بوده است و از آن به عنوان يک هنر و حرفه ياد مي شود و هرگز کاسته نشده است.
آشنايي با کارگاه ريخته گري
کارگاه ريخته گري شامل دو قسمت قالبگيري و ذوب مي باشد که در مورد هر قسمت توضيح داده مي شود.
- قالبگيري :
- ابزار آلات اين قسمت عبارتند از : مواد قالبگيري، انواع درجه، محل، جعبه ابزار و مخلوط کن ماسة قالبگيري، که توسط اين ابزار آلات و مواد، مدل مورد نظر توسط دانشجويان قالبگيري شده و براي ذوب ريزي آماده مي گردد.
- مواد قالبگيري :
- مواد قالبگيري کارگاه : ماسة سيليسي با دانه بندي AFS60 و بنتونيت، پودر زغال و آب مي باشد که براي آماده سازي و مخلوط کردن مواد فوق از دستگاه ميکسر ماسة قالبگيري که ظرفيت آن kg 150 مي باشد، استفاده مي گردد.
نحوة مخلوط کردن و آماده سازي مواد قالبگيري به اين صورت است که بعد از ريختن ماسه در ميکسر به ترتيب 5% بنتونيت، 5% آب و 2% پودر زغال به آن اضافه کرده و حدود 5 دقيقه عمل مخلوط کردن را ادامه مي دهند که پس از آن مخلوط ماسة قالبگيري، آمادة قالبگيري مي باشد.
درجه :
درجه محفظه اي است که در آن مواد قالبگيري فشرده مي شود و داراي اندازه، شکل هندسي و نيز جنس هاي مختلفي (چوب، آلومينيوم، چدن و فولاد) مي باشند. خصوصيتي که در انواع درجه ها ثابت است جفت بودن آنها است که همگي از يک جفت نري و مادگي تشکيل شده اند . اندازه و شکل هندسي درجه ها با توجه به اندازه مدل انتخاب مي شوند.
مدل : مدل شکل تقريبي قطعة مورد نظر است.
جعبة ابزار قالبگيري:
جعبه ابزار قالبگيري، شامل ابزار آلات مورد نياز براي قالبگيري دستي مي باشد که شامل کوبه دو طرفه (دستي)، الک ماسه، ابزار قاشقي، سرکج (پاشنه اي)، کيسة پودر تالک (پودر جدايش)، لولة راهگاه، خط کش فلزي و سيخ هوا مي باشد.
ذوب :
قسمت ذوب کارگاه شامل کوره هاي ذوب و وسايل ذوب گيري مي باشد.
کوره هاي بوته اي (زميني) :
کوره بوته اي جهت ذوب فلزات غير آهني و چدن بکار مي رود و نحوة کار آن به اين صورت است که مواد بار را داخل بوته ريخته و بوته را توسط ابزار دو طرفه داخل محفظة کوره روي زير بوته اي قرار مي دهند، مواد سوختي (مازون، گازوئيل) را توسط فارسونگاه و هواي فشرده به صورت پودر به داخل محفظه کوره فرستاده و آن را مشتعل مي کنند. شعله به دور بوته چرخيده و از قسمت فوقاني آن خارج مي گردد. در اثر انتقال حرارت از جداره بوته به مواد بار، مواد بار ذوب مي شود.
جدارة کوره به شکل استوانه اي است که قسمت خارجي آن ورق فولادي رول شده است که روي سه پاية فولادي قرار گرفته است. داخل ورقه فولادي آجر نسوز شاهوتي چيده مي شود . جنس بوته اغلب کاربيد سيلسيم (SIC) و بندرت گرافيک مي باشد.
عناصر اصلي ذوب
بار : شارژ کوره هاي ريخته گري معمولاً از يک يا چند نوع آلياژ مختلف تشکيل مي گردد که اهم آنها عبارتند از :
فلزات خالص (شمش هاي اوليه) 2- آلياژ ساز (آميژاني ها) 3- آلياژهاي شمش (شمش هاي ثانويه) 4- فرسوده ها و برگشتني ها
منطقه هاي ذوب : عمليات ذوب براي آلياژهاي مختلف متفاوت است ولي بطور اعم مي توان حالات زير را براي تمام آلياژها تعميم داد.
ذوب و ترکيب : در اين منطقه با افزايش حرارت فلز (آلياژ) از حالت جامد بصورت مايع در مي آيد و کاملاً مشخص مي باشد که افزايش درجه حرارت باعث افزايش سرعت ترکيب آلياژ با موادي محيط نيز مي گردد که حراست حاصله از چنين ترکيباتي نيز مصرف ذوب مي گردد ولي زيانهاي ناشي از آلودگي مذاب به مراتب بيشتر از منابع ايجاد حرارت ناشي از ترکيب مي باشد.
عمليات کيفي مذاب : هنگاميکه تمام بار مايع شد براي بعضي از آلياژها شرايط طوري است که فقط با افزايش درجه حرارت فوق ذوب T5 و ريختن مذاب عمليات ذوب پايان مي يابد ولي در بسياري موارد براي خروج اکسيدها گازها و ناخالصي ها عمليات کيفي تحت عنوان Legassing fluxing , slugging لزوم پيدا مي کند.
تصحيح ترکيب : در بسياري از موارد بعضي از عناصر هستند که بايستي در آخرين مرحله قبل از ريختن به مذاب افزوده شوند (کنترل شوند) مانند mg در آلياژهاي AL و يا P در آلياژها مس زيرا چنين عناصري در جريان ذوب و عمليات مذاب داراي اتلاف زيادي هستند که بايستي نسبت ترکيب آنها تصحيح گردد.
d . تصحيح خواص و کنترل : در چنين حالتي بايستي مذاب از نظر وجود ناخالصي ها و گازها که در خواص ريخته گري مؤثرند آزمايش شوند و يا اينکه از نظر ريزي و درشتي ذرات کريستال مواد به مذاب افزوده گردد که بيشتر چنين کنترل ها و عمليات قبل از ريختن مذاب به داخل قالب انجام ميگردد و در غير اين صورت خواص آنها از بين مي رود.
دسته بندي ذوب : ذوب در خلاء و ذوب در محيط بي اثر : مهمترين هدف از ذوب در خلاء تقليل امکانات فعل و انفعال مذاب يا گازها و ساير عوامل محيط مي باشد فشار خلاء معمولاً برابر 2- 10 تا 4-10 ميلي متر جيوه منظور مي گردد به همين دليل عمليات ذوب در خلاء فقط براي عناصري مورد استعمال دارد که داراي فشار بخار بسيار پائين باشند.
ذوب مستقيم يا ذوب در هوا : براي بعضي از فلزات رابطه بين مواد محيط و فلز مذاب براي مدذتي کوتاه چندان خطرناک نيست، بسياري از آلياژهاي قطع سرب روي AL مس نيکل و آهن در اين دسته قرار دارند ولي از آنجا که مواد، در چنين سيستمي ترکيبات اکسيدي و يا انحلال گازي در آلياژ وجود دارند سربار، گيري و شلاکه گيري مستقيم يا با کمک فلاکس ها لزوم مي يابد که در اين دسته عمليات گازولي اکسيژن زدايي جزء عمليات مذاب قرار ميگيرند.
بررسي ماسه هاي ريخته گري ايران:
عليرغم اهميتي که شناخت ماسه هاي موجود در ايران از نظر مشخصات شيميايي، فيزيکي و مکانيکي به منظور استفاده در صنايع ريخته گري دارد، در گذشته تحقيق جامع و مستمري در اين زمينه به عمل نيامده بود، تنها کوشش هاي ارزنده در اين مورد در گذشته، مطالعات آقاي ابوالقاسم دهقان در سال 1350 بوده است که بعنوان موضوع تز فوق ليسانس در بخش مهندسي مواد دانشگاه شيراز به انجام رسيده و در کنار آن گزارشها و مطالعات بخش ريخته گري دانشگاه مهندس متالوژي دانشگاه صنعتي شريف و ديگر مؤسساتي چون اداره برسي هاي معدن وزارت صنايع و معادن و شرکت شيشه قزوين و تحقيقات پراکنده ساير مراکز بوده است.
بررسي هاي اساسي در اين رابطه در سالهاي 1358 تا 1362 توسط جامعه ريخته گران ايران صورت گرفته است و نتايج آن اعلام گرديده است، در اين گزارشات ابتدا به معرفي و شناسايي انواع ماسه هاي سيليسي طبيعي و مصنوعي در واحدهاي ريخته گري ايران پرداخته و سپس معايب، محاسن و موارد مصرف هريک از آنها در دو تقسيم بندي کلي ماسه هاي سيلسي طبيعي و ماسه سيليسي مصنوعي تشريح شده است، اطلاعات ارائه شده در رابطه با وضعيت ماسه هاي ريخته گري ايران مي تواند راهنماي مفيدي براي ريخته گران باشد، معهذا واحدهاي ريخته گري بايد در هنگام خريداري ماسه، شخصاً مشخصات ارائه شده از سوي توزيع کنندگان، ماسه ريخته گري را تجربه کنند، ترکيب شيميايي ماسه فقط نمايانگر مفيد بودن آن است در حالي که کاربرد ماسه جهت انواع قطعات ريختگي با خواص فيزيکي و مکانيکي آن تعيين مي شود.
نگرشي به ماسه سيليسي موجود در ايران:
الف) ماسه هاي چسب دار طبيعي :
فراواني و ارزاني اين نوع ماسه ها باعث شده تا بطور وسيعي در صنايع کوچک ريخته گري ايران مصرف شود، اين نوع ماسه ها بطور طبيعي مواد چسبي دارند و فقط با اضافه کردن مقدار مناسبي آب، خواص لازم جهت قالب گيري بدست مي آيد، ماسه هاي لاکان رشت، گرم سار، اردکان يزد، حسن آباد قم، عيسي آباد محلات، دروازه قرآن يزد و رودخانه تفت يزد جزء اين گروه از ماسه هاي ريخته گري هستند.
ب – ماسه هاي طبيعي بدون چسب :
اين نوع ماسه ها در مقايسه با ماسه هاي چسب دار طبيعي يا درصد کمتري چسب دارند يا بطور کلي فاقد چسب فعال هستند. اين مواد اغلب بصورت ماسه هاي رودخانه اي در دسترس ريخته گران قرار دارند. معمولاً درجه خلوص بالاتر و کم بودن مقدار اکسيدهاي قليائي و آهک و گردي دانه ها در اين نوع ماسه ها در مقايسه با ماسه هاي چسب دار طبيعي، باعث بالا بودن کيفيت آنها مي شود، در بکارگيري اين نوع ماسه ها افزودن درصد مناسبي از چسب فعال نظير بنتونيت و ساير مواد اضافه شونده، البته قبل از افزودن آب، الزامي است.