ریخته گری فرآیندی است که در طی آن فلز مذاب جهت انجماد مطابق شکل نهایی مد نظر قطعه، به درون قالب طراحی شده (مطابق شکل قطعه موردنظر) ریخته می‌شود و پس از انجماد، شکل نهایی تولید می‌گردد. ریخته گری معمولا در مقایسه با فرآیندهای ماشینکاری، یکی از راه‌های کم هزینه در تولید قطعات است.
روش‌های زیادی برای ریخته گری فلزات وجود دارد، اینکه چه نوع روش ریخته گری می‌تواند کارآمدتر باشد، به فلز مورد استفاده، اندازه و پیچیدگی آن بستگی خواهد داشت.
مراحل ریخته گری
انجام ریخته گری فلزات از شش مرحله تشکیل شده است که در ادامه به توضیح هر یک از این مراحل می پردازیم.
- طراحی مدل قالب ریخته‌گری
قبل از شروع هر فرآیند ریخته گری، باید طرح یا مدلی از ریخته گری مورد نظر ایجاد شود. این طرح به عنوان طرحی برای قالب عمل می کند. این طرح شامل شکل، ابعاد و سایر مشخصات ریخته گری مورد نظر است. روش های مدرن ممکن است از نرم افزار طراحی به کمک کامپیوتر (CAD) برای این منظور استفاده کنند که می‌تواند طرح‌های دقیق و پیچیده‌ای ایجاد کند.
- ذوب شمش فلز
در فرآیند ریخته‌گری، فلز به شکل جامد مانند شمش تهیه می‌شود. سپس این شمش‌ها در یک کوره ذوب می‌شوند تا به حالت مناسب برای ریخته‌گری تبدیل شوند.
- ذوب شدن در قالب ماسه
پس از ذوب شدن فلز و آماده شدن قالب، فلز مذاب به داخل قالب ریخته می‌شود.
- زمان دهی جهت انجماد
بعد از اینکه ذوب داخل قالب ریخته شد شروع به سرد شدن و انجماد می‌کند. سرعت سرد شدن و زمان صرف شده برای انجماد می‌تواند بر خواص محصول نهایی از جمله ریزساختار و خواص مکانیکی آن تاثیر بگذارد.
- خروج قطعه ریخته گری شده و انجام ماشینکاری
پس از انجماد قطعه از قالب خارج می شود. برای قالب های یک بار مصرف (مانند قالب های ماسه‌ای) این فرآیند ممکن است شامل شکستن قالب بشود. پس از ریخته‌گری ممکن است قطعه بسته به نیاز تحت عملیات ماشینکاری قرار گیرد تا کیفیت سطحی و یا شکل مورد نظر را کسب کند.
- بازرسی و عیب یابی
پس از اینکه قطعه ماشین کاری شد، تحت یک فرآیند بازرسی قرار می‌گیرد تا اطمینان حاصل شود که استانداردها و مشخصات کیفی مورد نیاز را برآورده می‌کند.
فلزات مورد استفاده در ریخته گری
فلزاتی که معمولا در ریخته گری استفاده می شوند عبارتند از:
- آلومینیوم
- چدن
- فولاد
- برنج
- برنز
- مس
- منیزیم
- روی
- تیتانیوم
- آلیاژهای پایه نیکل
مزایای ریخته گری
از مزایای تولید به روش ریخته‌گری می‌توان به موارد زیر اشاره نمود:
- فلز مذاب می‌تواند به بخش‌های بسیار کوچک جریان پیدا کنند تا با این فرآیند اشکال پیچیده‌ای ایجاد شود
- امکان ریخته گری عمده مواد فلزی آهنی و غیرآهنی.
- ابزار لازم برای قالب‌های ریخته گری بسیار ساده و ارزان هستند.
- قطعات خاصی (مانند پره های توربین) از فلزات و آلیاژهایی ساخته شده‌اند که فقط به روش ریخته گری قابل تولید هستند.
- در فرآیند ریخته گری محدودیت اندازه و وزن وجود ندارد.
محدودیت‌های تولید به روش ریخته‌گری
- دقت ابعادی و پرداخت سطحی قطعات ریخته گری شده پایین است
- ریخته‌گری فلزات یک فرآیند کار فشرده است
- استحکام پایین در پی وجود تخلخل
- نیاز به عملیات ثانویه بعد از پایان ریخته گری جهت پرداخت نهایی سطح
- این روش تولید، عموما برای فلزات با نقطه ذوب پایین محدود می‌شود
انواع روش‌های ریخته‌گری
در ادامه انواع روش‌های ریخته گری به اختصار توضیح داده‌شده‌اند:
همچنین با مطالعه مقاله انواع اکستروژن، در رابطه با فرآیند اکستروژن اطلاعات بیشتری کسب نمایید.
ریخته‌گری ماسه ای
این نوع ریخته گری که جزو فرآیندهای تولید قالب بسته محسوب می‌شوند، از دو قسمت تشکیل شده است که توسط خط جدایش از هم جدا می‌گردند. هر کدام از نیمه‌های قالب را درجه می‌نامند. در این روش از قالب استفاده می‌شود. حفره قالب توسط مدل شکل گیری خواهد شد و نکته حائز اهمیت در این روش، در نظر گرفتن میزان انقباض در مدل است. در این روش سیستم راهگاهی برای تزریق مذاب به کار گرفته می‌شود. بدلیل وجود انقباض در انجماد مذاب، از مخزن تغذیه جهت جبران کمبود مذاب استفاده می‌گردد.
ریخته‌گری تحت فشار (Die-casting)
تنوع در سیستم‌های ریخته گری دایکاست ناشی از جریان سیال فلزی، حذف گاز از حفره، واکنش پذیری بین فلز مذاب و سیستم هیدرولیک و اتلاف حرارت در حین تزریق است.
در این فرآیند قالب فولادی طراحی شده و مذاب با فشار توسط یک اهرم یا نیروی گرانش به درون قالب تزریق می‌گردد. ریخته گری تحت فشار یا همان دایکاست یکی از کارآمدترین روش‌های ساخت قطعات با شکل‌های پیچیده، ساختار یکپارچه، ابعاد دقیق، سطح با کیفیت، مقاومت بالا و سختی مناسب است. به طور کلی این روش در صنایع هوافضا، خودرو، نیروگاهی و … نیز کاربرد دارد. از این فرآیند جهت ساخت قطعاتی از جنس آلومینیوم، مس، روی و منیزیم استفاده می‌شود.
می‌توانید با مطالعه مقاله قالب های دایکست و فولاد مناسب برای قالب دایکست در رابطه با فرایند دایکست اطلاعات بیشتری کسب نمایید
کاربرد محصولات ریخته‌گری
کاربرد محصولات ریخته‌گری در صنایع مختلف بسیار وسیع است و این روش گسترده‌ترین روش تولید قطعات محسوب می‌شود. برخی از این کاربردها عبارتند از:
- صنعت خودرو: بدنه‌ی موتور
- هوا فضا: پره‌های توربین
- دریایی: اتصالات کشتی
- راه آهن: اجزای واگن‌ها
- پزشکی: ایمپلنت‌ها
