تعریف :
ریخته گری دقیق به روشی اطلاق میشود که در ان قالب با استفاده از پوشاندن مدل های از بین رونده توسط دوغاب سرامیکی ایجاد می وشد. مدل (که معمولا از موم یا پلاستیک است ) توسط سوزاندن با یاذوب کردن از محفظه قالب خارج می شود.
ویژگی :
در روشهای قالب گیری در ماسه ، مدلهای چوبی یا فلزی به منظور تعبیه شکل قطعه در داخل مواد قالب مورد استفاده قرار میگیرد. در اینگونه روشا مدلها قابلیت استفاده مجدا دارند ولی قالب فقط یکبار استفاده می شود. در روش دقیق هم مدل و هم قالب فقط یک بار استفاده می شود. درروش دقیق هم مدل و هم قالب فقط یک بار استفاده می شود .
مزایا و محدودیتها
الف: مهمترین مزایای روش ریخته گری دقیق عبارتند از : - تولید انبوه قطعات با اشکال پیچیده که توسط روشهای دیگر ریخته گری نمی توان تولید نمود توسط این فرایند امکان پذیر می شود. - مواد قالب و نیز تکنیک بالای این فرایند،- امکان تکرار تولید قطعات با دقت ابعادی وصافی سطح یکنواخت را میدهد. - این روش برای تولید کلیه فلزات و آلیاژهای ریختگی به کار می رود . همچنین امکان تولید قطعاتی از چند آلیاژ مختلف وجود دارد. - توسط این فرآیند امکان تولید قطعاتی با حداقل نیاز به عملایت ماشینکاری و تمام کاری وجود دارد. بنابراین محدودیت استفاده از آلیاژهای با قابلیت ماشینکاری بد از بین می رود. - در این روش امکان تولید قطعات با خصوصا متالورژیکی بهتر وجود دارد. - قالبت تطابق برای ذوب و ریخته گری قطعات در خلاء وجود دارد. - خط جدایش قطعات حذف می شود و نتیجتا موجب حذف عیوبی می شود که در اثر وجود خط جدایش به وجود می آید.. –
ب:مهمترین محدودیتهای روش ریخته گری دقیق عبارتنداز : - اندازه و وزن قطعات تولید شده توسط این روش محدود بوده و عموما قطعات با وزن کمتر از 5 کیلوگرم تولید می شود . - هزینه تجهیزات و ابزارها در این روش نسبت به سایر روشها بیشتر است.
انواع روشهای ریخته گری دقیق:
در این فرایند دو روش متمایز در تهیه قالب وجود دارد که عبارتند از روش پوسته ای و روش توپر به طور کلی این دو روش درتهیه مدل با هم اختلاف ندارند بلکه در نوع قالبها با هم تفاوت دارند. فرایند قالبهای پوستهای سرامیکی پوسته ای سرامیکی درریخته گری دقیق: برای تولید قعطات ریختگی فولادی ساده کربنی ، فولادهای آلیاژی ،فولاد های زنگ نزن، مقاومت به حرارت ودیگر آلیاژهایی با نقطعه ذوب بالای این روش به کار می رود به طور شماتیک روش تهیه قالب را در این فرآیند نشان می دهند که به ترتیب عبارتند از :
الف : تهیه مدلها : مدلهای مومی یا پلاستیکی توسط ورشهای مخصوص تهیه میشوند.
ب : مونتاژ مدلها : پس از تهیه مدلهای مومی یا پلاستیک معمولا تعدادی از آنها ( این تعداد بستگی به شکل و اندازه دارد) حول یک راهگاه به صورت خوشه ای مونتاژ می شوند در ارتباط باچسباندن مدلها به راهگاه بار ریز روشهای مختلف وجود دارند که سه روش معمولتر است و عبارتند از :
روش اول: محل اتصال در موم مذاب فرو برده می شود و سپس به محل تعیین شده چسبانده می شود .
روش دوم: این روش که به جوشکاری مومی معروف است بدین ترتیب است که محلهای اتصال ذوب شده به هم متصل می گردند .
روش سوم: روش سوم استفاده از چسبهای مخصوص است که محل اتصال توسط جسبهای مخصوص موم یا پلاستیکی به هم چسبانده می شود. روش اتصال مدلهای پلاستیکی نیز شبیه به مدلهای مومی می باشد..
ج : مدل خوشه ای و ضمائم آن در داخل دو غاب سرامیکی فرو برده می شود. درنتیجه یک لایه دو غاب سرامیکی روی مدل را می پوشاند
د:در این مرحله مدل خوشه ای در معرض جریان باران ذرات ماسه نسوز قرار میگیرد.تایک لایه نازک درسطح آن تشکیل شود .
ه: پوسته سرامیکی ایجاده شده در مرحله قبل کاملاخشک می شوند تا سخت و محلم شوند. مراحل ( ج ) (د) ( ه) مجددا برای جند بار تکرار می شود . تعداد دفعات این تکرار بستگی به ضخامت پوسته قالب مورد نیاز دارد. معمولا مراحل اولیه از دوغابهایی که از پودرهای نرم تهیه شده ،استفاده شده و بتدریج می توان از دو غاب و نیز ذرات ماسه نسوز درشت تر استفاده نمود. صافی سطح قطعه ریختگی بستگی به ذرات دو غاب اولیه و نیز ماسه نسوز اولیه دارد.
ز: مدول مومی یا پلاستیکی توسط ذوب یا سوزانده از محفظه قالب خارج می شوند، به این عملیات موم زدایی می گویند . درعملیات موزدایی بایستی توجه نمود که انبساط موم سبب تنش وترک در قالب نشود
ح: در قالبهای تولید شده عملیات بار ریزی مذاب انجام می شود ط: پس از انجماد مذاب ،پوسته سرامیکی شکسته میشود.
ی: در آخرین مرحله قطعات از راهگاه جدا می شوند.
مواد نسوز در فرآیند پوسته ای دقیق:
نوعی سیلیس به دلیل انبساطی حرارتی کم به طور گسترده به عنوان نسوز در روش پوسته ای دقیق مورد استفاده قرار می گیرد.این ماده نسوز برای ریخته گری آلیاژهای آهنی و آلیاژهای کبالت مورد استفاده قرار می گیرد. زیر کنیم شاید بیشترین کاربرد را به عنوان نسوز در فرآیند پوسته ای دارد. این ماده بهترین کیفیت را در سطوح قطعه ایجاد نموده و در درجه حرارتهای بالا پایدار بوده و نسبت به خوردیگ توسط مذاب مقاوم است. آلومین به دلیل مقاومت کم در برابر شوک حرارتی کمتر مورد استفاده قرار میگیرد. به هر حال در برخی موارد به دلیل مقاومت در درجه حرارت بالا ( تا حدودc ْ1760 مورد استفاده قرار می گیرد.
چسبها :مواد نسوز به وسیله چسبها به یکدیگر می چسبد این چسبها معمولا شیمیایی می باشند سلیکات اتیل ،سیلیکات سدیم و سیلیس کلوئیدی . سیلیکات اتیل باعث پیدایش سطح تمام شده بسیار خوب میشوند. سیلیس کلوئیدی نیز باعث بوجود آمدن سطح تمام شده عالی می شود.
اجزای دیگر: یک ترکیب مناسب علاوه بر مواد فوق شامل مواد دیگری است که هر کدام به منظور خاصی استفاده می شود.
این مواد به این شرح است : - مواد کنترل کننده ویسکوزیته - مواد ترکننده جهت کنترل سیالیت دو غاب و قابلیت مرطوب سازی مدل - مواد ضد کف جهت خارج کردن حبابهای هوا - مواد ژلاتینی جهت کنترل در خشک شدن و تقلیل ترکها فرایند تهیه قالبهای توپر در ریخته گری دقیق: شکل به طول شماتیک مراحل تهیه قالب به روش توپر را نشان می دهد که عبارتند از :
الف : تهیه مدلهای ذوب شونده
ب :مونتاژ مدلها : این عملیات درقسمت
ج: توضیح داده شده ح: مدلهای خوشه ای و ضمائم آن درداخل درجه ای قرار میگیرد و دوغاب سرامیکی اطراف آن ریخته میشودتا درجه با دو غاب دیرگداز پر شود. به این دو غاب دو غاب پشت بند نیز گفته میشود . این دو غاب در هوا سخت می شود و بدین ترتیب قالب به اصطلاح توپر تهیه می شود
د: عملیات بار ریزی انجام میشود
ه : قالب سرامیکی پس ازانجماد مذاب شکسته می شود
و: قطعات از راهگاه جدا می شوند شکل دادن به روش ریخته گری دو غابی مقدمه این طریقه شبیه کار فیلتر پرس است ، به این معنا که مقدار آب به مواد اولیه اضافه شده تا حالت دو غابی به خود بگیرد. باید خارج شود ،به این دلیل برای ساختن اشیا روش کندی است . به طور کلی این روش موقعی مورد استفاده قرار میگیرد که شکل دادن به روشهای اقتصادی تر غیر ممکن باشد. ازطرف دیگر مواقعی از این روش اسفتاده می کنند که تعدااد زیادی از قطعه مورد درخاواست نباشد . برتری بارز این روش در تولید قطعات پیچیده است . دوغاب،داخل قالبهای گچی متخلخل که شکل مورد نظر را دارد، ریخته می شود . آب دو غاب جذب قالب شده و دراثر این عمل یک لایه از مواد دو غاب به دیواره قالب بسته می شود و شکل داخل قالب را به خود می گیرد.دو غاب در داخلی قالب باقی می ماند تا زمانی که لایه ضخامت مورد نظر را پیدا کند. اگر ریخته گری تو خالی نباشد ،نیازی به تخلیه دو غاب نیست ، ولی برای قطعاتی که توخالی باشند، قالب برگدانده میشود . دو غاب اضافی که روی سطح قالب قرار دارد،به وسیله کرادکی تراشیده می شود . سپس لایه اضافی با کمک چاقو در ناحیه ذخیره برداشته می شود . جداره تشکیل دشه که همان قطعه نهایی موردنظر است، درقالب باقی می ماند تا زمانی که کمی منقبض شده و از قالب جدا شود. سپس می توان آن را از قالب در آورد . بعد از اینکه قطعه مورد نظر خشک شد،کلیه خطوط اضافی که دراثر قالب روی آن ایجاد شده است، با چاقو زده و یا به وسیله اسفنج تمیز می شود در این مرحله قطعه آماده پخت است . چون آب اضافی دو غاب حین ریخته گری خارج شده ، سطح دو غاب در داخل قالب پایین می آید. به این دلیل معمولا یک حلقه بالای قالب تعبیه می شود تا دو غاب را بالای قعطه مورد نظر نگه دارد. این حلقه ممکن است از گچ و یا از لاستیک ساخته شود . اگر ازگچ ساخه شود ، داخل آن نیز دو غاب به جدا بسه شده و با کمک چاقو تراشیده میشود. وقتی که جسم داخل قالب گچی کمی خشک شد،اسفنجی نمدار دور آن کشیده می شود تا سطحی صاف به دست آید . این روش که در بالا به ان اشاره شد ، برای ریخته گری اجسامی است که داخل آنها خالی است . مانند گلدان، زیر سیگاری ، و غیره ... اما طریقه ای هم هست که برای ساختن اجسام توپر به کار می رود ، به این تریتب که دو غاب داخل قالب می ماند تا اینکه تمام آن سف شود. برای ساختن اشیایی که شکل پیچیده دارند ، ممکن است قالب گچی ازچندین قعطه ساخته شود تا بتوانیم جسم داخل آن را از قالب خارج کنیم ، هر قطعه قالب شامل جای خالی است که قعطه قالب دیگر در آن جا می گیرد. (نروماده ) اگر قالب دارای قطعات زیادباشد،لازم است در حین ریخته گری خوب به هم چسبد این کار را می توان به وسیله نوار لاستیک که محکم به دور آن می بندیم انجام دهیم . هنگام در اوردن جسم از قالب باید این نوار لاستیکی را باز کرده و برداریم. غلظت مواد ریخته گری باید به اندازه کافی باشد که باعث اشباع شدن قالب از آب نشود . بخصوص موادی که شامل مقدار زیادی خاک رس هستند،غلظت آنها به قدری کم خواهد شد که ریخته گری آنها مشکل شده و معایبی هم در حین ریخته گری ایجادمی شود. برای اینکه دو غاب را به اندازه کافی روان کنیم . مواد روانسازی به دو غاب اضافه می شود.