ریخته گری دقیق
ریخته گری گرانشی
22 فروردین 1400
ریخته گری دقیق چیست؟
ریخته گری دقیق یکی از فرآیندهای تولید قطعات فلزی است که تاریخچه‌ی آن به بیش از هزارسال پیش باز می‌گردد. در ریخته گری دقیق، فلز مذاب به درون قالب با پوسته سرامیکی ریخته می‌شود. قالب با استفاده از یک مدل مومی متناظر با ابعاد قطعه مورد نظر شکل پیدا می‌کند. این قالب مومی در دوغاب سرامیکی (اسلاری) فرو می‌رود تا لایه های پوشش دهنده تشکیل شوند. ریخته‌گری دقیق همچنین ریخته‌گری موم فداشونده نیز نامیده می‌شود؛ چون پس از تشکیل قالب مومی، در فر حرارت داده می‌شود تا موم آن تحت دمای بالا ذوب شود.
تولید قطعات به روش ریخته گری دقیق شامل فرآیندهای تکرار شونده ایست که زمان تولید و هزینه های مربوطه را نسبت به دیگر فرایند های ریخته گری افزایش می‌دهد.
با این حال، چون فرآیند ریخته گری با فورج (آهنگری) تفاوت دارد، حتی اگر قطعه پیچیده باشد، می‌توان با روش ریخته گری دقیق آن را تولید کرد.
آلیاژهای مورد استفاده در ریخته گری دقیق
در ریخته گری دقیق می‌توان از بیشتر آلیاژهای فلزی مانند:
- فولاد کربنی (کربن استیل)
- فولاد آلیاژی (فولاد کم آلیاژ و پرآلیاژ)
- استنلس استیل سری 300
- استنلس استیل سری 400
- آلیاژهای غیرفلزی چون: آلومینیوم، کبالت، مس (برنج و برنز)، نیکل
- فولا ابزار
- آلیاژهای داپلکس، سوپر آلیاژها و استیل PH
- آلیاژهایی با ضریب انبساط حرارتی بالا
مزیت فرآیند ریخته گری دقیق این است که می‌توان به کمک آن فرآیند ریخته گری فلزاتی با دمای ذوب بالا را، که نمی توان آن‌ها را در گچ یا فلز قالب‌گیری کرد، انجام داد.
عموم قطعاتی که معمولا با ریخته‌گری دقیق ساخته می‌شوند شامل اجسامی هستند که دارای هندسه پیچیده می‌باشند.
دمای کاری بالا نیز در این فرآیند متداول هستند، که برای صنایع خودرو، هواپیما و نظامی به کار برده می‌شوند.
در طول فرآیند ریخته گری دقیق، علاوه بر برخی تجهیزات اصلی، ما هنوز باید از یک قالب فلزی، موم، دوغاب سرامیکی، کوره و فلز مذاب استفاده کنیم.
الگو سازی
موم به داخل قالب فلزی تزریق می‌شود تا یک الگو شکل بگیرد. الگوی مومی درواقع یک قطعه ریخته گری دقیق است. بنابراین تعداد الگوهای مومی برابر تعداد محصولات نهایی خواهد بود. برای درست کردن ساختار های داخلی ممکن است از ماهیچه ها استفاده کنیم. پس از آن، الگو های مومی به راهگاه متصل می‌شوند، که یک مونتاژ درختچه ماننده را تشکیل می‌دهند. فلز مذاب نیز از راهگاه وارد حفره های قالب می‌شود و در آن جریان می‌یابد.
ساخت قالب سرامیکی
این درختچه مونتاژ در دوغاب سرامیکی فرو می‌رود و یک لایه پوششی در بیرون آن ایجاد می‌شود. سپس می‌گذارند خشک شود تا پوسته سرامیکی تشکیل گردد. این فرآیند تا زمانی تکرار می‌شود که پوسته آنقدر ضخیم باشد که بتواند ذوبریزی را تحمل کند. سپس پوسته به درون یک کوره گذاشته می‌شود و با ذوب شدن موم یک پوسته سرامیکی توخالی که به عنوان قالبی یکپارچه عمل می‌کند، به جای می‌گذارد. برای همین است که به ریخته گری دقیق، ریخته گری “لاست وکس (Lost Wax)” یا موم فداشونده نیز می‌گویند.
ذوبریزی
به طور کلی به سه مرحله گفته می‌شود. در ابتدا شمش فلز را به حالت مذاب در می‌آ‌ورند. سپس پیش گرم قالب سرامیکی در حرارت بالا و در کوره انجام می‌شود؛ و در نهایت ریختن فلز مذاب به داخل حفره ی قالب از طریق راهگاه انجام می‌شود. ذوبریزی فرآیندی است که به صورت خود به خود و تحت نیروی جاذبه انجام می‌پذیرد. مرحله بعدی نیز سرد شدن در دمای اتاق تا انجماد و دست یابی به شکل نهایی است. اگرچه قطعات ضخیم به زمان خنک سازی بیشتری نیاز دارند.
خارج کردن سرامیک باقیمانده
جدا کردن قطعات از راهگاه برای حذف فلز اضافی و استفاده از شات بلاست برای بدست آوردن سطحی صاف و صیقلی را شامل می‌شود.
عملیات حرارتی نیز گاهی برای بهبود خواص مکانیکی محصولات مورد استفاده قرار می‌گیرد.
