ریخته‌گری آهن در ماسه ریخته‌گری

ریخته‌گری فن شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب، ریختن مذاب در محفظه‌ای به نام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب می‌باشد. این روش قدیمی‌ترین فرآیند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است. اولین کوره‌های ریخته‌گری از خاک رس ساخته می‌شدند و لایه‌هایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده می‌شد.

ریخته گری در حوزه های متفاوت علم، هنر و فن آوری مطرح است. به هر میزان که ریخته‌گری از حیث علمی پیشرفت می‌کند، ولی در عمل هنوز تجربه، سلیقه و هنر قالب ساز و ریخته‌گر است که تضمین کننده تهیه قطعه‌ای سالم و بدون عیب است. این فن از اساسی‌ترین روشهای تولید می‌باشد. به دلیل اینکه بیشتر از ۵۰ درصد از قطعات انواع ماشین آلات به این طریق تهیه می‌شوند. فلزاتی که خاصیت پلاستیک کمی دارند با قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند، به روش ریخته‌گری شکل داده می‌شوند.

از دیدگاه نوع قالب روش‌های ریخته‌گری به دو دسته تقسیم می‌شوند: ریخته‌گری در قالبهای تکبار (Expendable Molds) و در قالبهای دایمی (Permanent Molds).

اما ریخته‌گری با توجه به تکنولوژی و مجموعه تجهیزاتی که در قالب گیری دخیل هستند شامل موارد زیر می شود: ریخته گری در قالب ماسه ای، ریخته گری به روش ریژه (قالب‌های فلزی)، ریخته گری در قالب فلزی و با فشار کم، ریخته گری در قالب فلزی و با فشار بالا، دیزاماتیک، ریخته گری دقیق، ریخته گری در قالب‌های کوبشی و غیره. هر یک از موارد فوق دارای کاربردی است، که با توجه به میزان تولید قطعه، کیفیت مورد نظر آن، ابعاد و جنس قالب، از هر یک از این روشها استفاده می شود.

ریخته‌گری در قالب‌های تک‌بار(Expendable) [ویرایش]

در این دسته روش‌های از قالب‌های موقت استفاده می‌شود. این قالبها پس از یک بار ذوب ریزی از بین می روند تا قطعه را بتوان از قالب جدا کرد. پرکاربردترین نوع این قالب‌ها، قالبهای ماسه ای است که به تبع به این نوع ریخته گری، ریخته گری در قالب ماسه ای Sand casting)، گفته می شود. ماسه ها انواع گوناگونی دارند، مانند ماسه های سیلیسی، شامورتی، ماسه Co2 و غیره.

ریخته‌گری در قالب‌های دایمی (Permanent) [ویرایش]

این نوع ریخته گری در قالبهای فلزی انجام می گیرد. منظور از ریخته گری غیر انبساطی ریخته گری در قالبی است که قابلیت انبساط ندارد. این قالب‌ها را قالب‌های دایمی (Permanent Mold) نیز می نامند. از ویژگیهای این قالب‌ها می توان به بازگرداندن فشار مذاب به خود آن اشاره کرد، که این امر باعث کاهش درصد انقباض و عیوب ناشی از آن می شود. همچنین در قالبهای فلزی به دلیل بالا بودن سرعت انتقال حرارت نسبت به قالب‌های ماسه ای ساختارهای ریخته گری ریز تر و خواص مکانیکی اغلب بالاتر است. از روشهای ویژه و پر کاربرد این نوع ریخته گری می توان به موارد زیر اشاره کرد:

• ریخته‌گری با فشار کم(Low Pressure Die Casting): ریخته‌گری با فشار کم مذاب در قالب فلزی. در این روش مذاب بدون تلاطم و از پایین وارد فضای قالب می شود. این روش یکی از پر کاربردترین روشها در تولید قطعات آلومینیومی با خواص مکانیکی بالا است.
• ریخته‌گری با فشار بالا(High Pressure Die Casting): ریخته‌گری با فشار بالای مذاب در قالب فلزی. در این روش مذاب با فشار بالا وارد محفظه قالب می شود. در اینجا خواص مکانیکی اهمیت کمتری دارد ولی تعداد تولید بالا بسیار مهم است.

دیگر روشهای ریخته گری [ویرایش]

شامل روش‌های زیر:

• ریخته گری در ماسه تر(Green sand casting): ریخته گری در قالب ماسه ای خشک نشده.
• ریخته گری در ماسه خشک(Dry sand casting): ریخته گری در قالب ماسه ای خشک شده. در این روش، قالب ماسه ای در گرمخانه ای بادمای حدود 300 درجهٔ سانتیگراد به مدت مناسبی قرار داده شده و خشک می گردد.
• ریخته گری در قالب رو خشک(Skin-dried mould casting): ریخته گری در آن دسته از قالب‌های ماسه ای که سطوح آن ها-اغلب با یک مشعل- تا عمق معینی خشک شده است.
• ریخته گری روباز در ماسه (Open sand casting): ریخته گری در قالب‌های ماسه ای بدون لنگهٔ رویی. از این روش در تولید قطعات نا دقیقی که یک سطح تخت دارند استفاده می شود.

ریخته گری در حالت نیمه جامد(Semi solid casting): ریخته گری در حالت خمیری.

• ریخته‌گری در گچ

• ریخته گری در قالب گچی (Plaster mould casting): روش ریخته گری با استفاده از قالب‌های ساخته شده از گچ فرنگی و افزودنی‌های دیگر. در تولید قطعاتی با دقت ابعادی بالا، از آلیاژهای غیر آهنی، به کار می رود.

عیوب ریخته‌گری [ویرایش]

با توجه به دو فرآیند اصلی در ریخته گری شامل جریان سیال و انجماد، عیوب ریخته گری در آن شامل موارد زیر می شوند:

عیوب ناشی از جریان سیال: نیامد، جوش سرد، حبس هوا، ورود آخال و سرباره

عیوب ناشی از انجماد: حفرات درشت، حفرات ریز، حفرات گازی، تنش باقیمانده، ترک گرم و ترک سرد