مقدمه

اگر چه قوانین ویژه ای برای ترکیب مخلوط های ماهیچه وجود دارد ولی موفقیت یا شکست یک مخلوط خاص معمولا مشخص نیست مگر آنکه عملا در کارگاه مورد استفاده یا آزمایش قرار گیرد .

متغیرهای بسیاری در این زمینه از عملیات ریخته گری در یک کارگاه خاص وجود دارد که ممکن است در کارگاه دیگری وجود نداشته باشد.مثلا ماسه ای که در اختیار یک  کارگاه ریخته گری است و مشکلات اقتصادی موجود، اغلب بر انتخاب مخلوط ماهیچه برای یک مورد خاص اثر می گذارد.

شرایط یک مخلوط ماسه ماهیچه:

یک مخلوط ماهیچه باید بگونه ای آماده شود که ماهیچه های تهیه شده از آن کیفیت و مشخصات زیر را داشته باشند :

1- در دمای بالا و در خلال انجماد فلز ؛استحکامی متناسب با استحکام فلز داشته

باشد.ماهیچه ای که استحکام خود را به مدت طولانی در دمای بالا حفظ کند باعث شکست گرم   (Hot tears  ) یا ترک (Crack  ) در قطعه میگردد.

 


2- در خلال انجماد فلز ریختگی فرو پاشی پیدا کرده و خرد شود . ماهیچه باید تا زمانی که فلز یک پوسته جامد در اطراف آن ایجاد می کند استحکام خود را حفظ نماید و سپس به هنگامی که انقباض (  Contraction) فلز آغاز می شود به سرعت استحکام خود را از دست بدهد و در نتیجه از ترک خوردن فلز اجتناب شود.

3- سطح صاف و مناسبی در برابر فلز مذاب ایجاد کند به طوری که فلز نتواند در ماهیچه نفوذ کند.

4- سختی کافی و مقاومت مناسب در برابر جریان فلز مذاب داشته باشد زیرا در غیر این صورت احتمال دارد شکستن ,شسته شدن یا عیوب دیگر ایجاد شود.

5- در برابر گرمای ناشی از ریختن فلز مذاب مقاوم باشد .

6- تحت تاثیر قالب یا جو ایجاد شده توسط فلز مذاب قرار نگیرد.

7- در خلال نگهداری استحکام خود را به میزان خیلی زیاد از دست ندهد .

8- در خلال نگهداری یا در قالب رطوبت اضافی جذب نکند.این مسئله بخصوص در مورد قالبهایی  که قبل از ریخته گری به میزان قابل توجهی نگهداری می شوند ؛اهمیت دارد .

9- در موقع حمل و نقل مقاومت کافی در برابر شکسته شدن داشته باشد.

10- براحتی وبه سرعت پخته شوند بطوریکه حداقل امکانات پخت ماهیچه مورد نیاز باشد.

11- شکل صحیح خود را قبل از ریخته گری ودر خلال آن حفظ کند.

12- وقتی با فلز مذاب تماس پیدا میکند گاز تولیدی در حداقل مقدار ممکن باشد.

13- صافی سطح داشته باشد که بتوانیم قطعه ای با صافی سطح مناسب داشته باشیم.

14- نفوذ پذیری (Permeability) و قابلیت عبور گاز مناسبی داشته باشد تا گازهای تشکیل شده در خلال ریخته گری خارج شوند.

15- براحتی از داخل قطعه جامد خارج شود بطوری که حداقل هزینه تمیز کاری صرف شود.

16- بداخل جعبه ماهیچه ای که در آن تهیه می شود نچسبد.

بر اساس شرایط و مشخصات فوق الذکر مخلوط ماهیچه تهیه و استفاده می شود وبه همین دلیل نیز برای فلزات مختلف ریختگی مخلوط های متفاوتی مورد توجه است.

 

مخلوط ماهیچه برای قطعات ریخته گری فولادی :

برای قطعاتی با ضخامت 9.5-11 تا 12 میلیمتر و ماهیچه های کوچک می توان روغن(oil)،صمغ (Resin)،نشاسته(Cereal)و چسب های مخلوط شده بکار برد .قطعات ضخیم تر با اندازه 16 تا25 میلیمتر که ماهیچه های بزرگ دارند به استحکام بیشتری نیاز داشته و برای ماهیچه های آن میتوان از چسب های زیر استفاده کرد:

صمغ یا روغن همراه با نشاسته ؛ خاک رس(clay) یا بنتونیت (bentonite)

قیر (pitch) و چسب های مخلوط با قیر نیز به کار گرفته می شوند. 

برای ماهیچه های خارجی در قطعات با ضخامت زیاد ،خاک رس و چسب بنتونیت می تواند به کار رود.مخلوطی با 50% خاک رس و50%بنتونیت نتیجه بهتری را ببار می آورد.

برای ماهیچه های داخلی در قطعات  با ضخامت زیاد،نشاسته و چسب های روغنی می تواند به کار رود.

در برخی از موارد که ضخامت خیلی زیاد است،چسب خاک رس - بنتونیت را می توان برای سطح ماهیچه مورد استفاده قرار داد. در همه موارد فوق الذکر یک ماسه پشتی نرم در پشت ماسه رویی به کار گرفته می شود .

در تهیه ماهیچه برای قطعات بزرگ فولادی دقت کافی در انتخاب مخلوط مناسب و صحیح باید مبذول شود.

چنین ماهیچه هایی باید دارای دقت کافی در برابر فشار فلز باشند و مخلوط باید این امکان را برای ماهیچه فراهم سازد که استحکام خود را با سرعت کافی از دست بدهد و امکان انقباض قطعه را به سهولت و آزادی فراهم سازد . میخ کوبی ماهیچه نیز باید مورد توجه قرار گیرد.

در انتخاب مخلوط ماهیچه ،ضخامت قطعه و طرح ماهیچه دو عامل اساسی تعین کننده هستند . اگر یک تکه ماهیچه ماسه ای در بخش نازک قطعه به کار برده می شود و مذاب اطراف آن را کاملا می پوشاند،مخلوط ماهیچه می تواند دارای پودر سیلیس زیادی باشد و ماهیچه باید دارای تعداد زیادی هوا کش کوچک باشد تا عبور گاز به خوبی صورت پذیرد. در قطعاتی با150تا 200 میلیمتر ، دیواره ها وجد اره های ماهیچه را می توان با مخلوطی مرکب از چهار قسمت ماسه و یک قسمت پودر سیلیس پوشاند اما در همه ماهیچه های لوله ای باریک باید مقدار بیشتری پودر سیلیس به کار رود. فلز تمایل دارد به درون ماهیچه های باریک لوله ای نفوذ کند ویا بسوزد.استفاده از پودر سیلیس بیشتر در مخلوط گاهی می تواند از این عمل جلو گیری کند ،البته عمل اساسی ،استفاده از یک پوشش مناسب است.در ماهیچه های که توسط فلزی با ضخامت 150  تا 500 احاطه می شوند ،سطح باید توسط ماسهای که دارای مقدار زیادی پودر سیلیس است پوشانده شود و ضخامت این لایه باید حداقل 150 میلیمتر باشد و بقیه از ماسه پشتی که دارای پودر سیلیس کمتری است پر شود  

 در ریخته کری قطعات فولادی اغلب مطلوبست که ماهیچه هایی با استحکام متوسط تهیه شود و فقط سطح آن توسط اسپری کردن اصلاح سازی شود تا مقاومت سطح در برابر شستن مذاب بالا رود .چنین ماهیچه هایی پس از ریخته گری با سهولت بیشتر از قطعه خارج می شوند و قابلیت فرو پاشی آنها از ماهیچه های صلب (Rigid Cores ) بیشتر است. جدول 1 نمونه هایی از مخلوط ماسه ماهیچه مناسب برای ریخته گری قطعات فولادی را بیان می کند:

 

 

 

 

 

جدول 1 : مخلوطهای ماهیچه برای قطعات ریخته گری فولادی

 

ماسه

خاک رس

چسبها

سیلیسی

تازه (Lb)

سیلیسی

کهنه (Lb)

بنتونیت

غربی Lb

روغن

(ماهیچه)

نشاسته

Lb

پروتئین

Lb

صمغ

طبیعی

Lb

پودر

سیلیس

Lb

قیر

Lb

صمغ

مصنوعی

Lb

چسب

ویژه

Lb

اکسید

آهن

Lb

گرد، قطعات سنگین

2000

 

20

 

 

 

 

120

20

40

40

 

گرد، قطعات سبک

2000

 

20

 

 

 

 

120

30

40

 

 

گرد، عمومی

2000

 

20

 

20

20

 

120

30

 

40

 

ماهیچه والو

350

470

 

5.5 Lit

9

 

 

22

 

 

 

 

قطعات ریختگی سبک

350

470

 

 

7.5 Lit

 

25

 

 

 

 

8

ماسه پشتی ماهیچه

 

2500

 

 

10

 

 

 

57

 

 

 

ماهیچه تر

500

2500

25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ماسه پر کننده

 

1200

 

10 Lit

 

 

10

 

 

10

 

 

عمومی

1900

 

 

20 Lb

25

 

 

300

 

 

 

 

مخلوط ماهیچه نرم

1640

 

 

15 Lb

70

 

40

240

 

 

 

 

مخلوط ماهیچه دمشی

325

 

1 Lit

3 Lit

3

 

 

 

 

 

 

5

عمومی

200

200

6

 

 

 

 

 

8

 

 

 

بدنه والو سبک

240

 

6

10 Lb

3

 

 

 

 

 

 

 

بدنه والو سنگین

240

 

8

1.5 Lit

 

 

 

90

 

 

 

 

گرد و دوار

2000

 

40

30 Lb

10

 

 

120

15

 

 

 

گرد و دوار

1300

 

25

5 Lit

3

 

40

50

20

 

 

 

عمومی

1300

 

 

5 Lit

16

 

 

 

 

 

 

16

سنگین

400

 

10 Lit

5.5 Lb

2

 

 

100

 

 

 

 

سبک

1000

 

 

12 Lb

 

 

 

 

 

 

 

 

قطعات ریختگی متوسط

96.5

 

1

10 Lb

1

 

 

 

 

 

 

 

 

مخلوط ماهیچه برای قطعات چدن مالیبل :

ماسه هایی که برای ماهیچه های قطعات چدن مالیبل به کار برده می شوند در سه گروه دسته بندی می شوند:

1 - دریاچه(lake) ،تل ماسه (dune) ماسه انباشته (bank sand)

2 - صخره های خرد شده (crushed rock)

3 - دیگر ماسه های سیلیسی

اندازه ماسه :

ریزی ماسه مصرفی بر حسب سطح وکیفیت کار متغیر است ،توزیع(distribution)ماسه باید به گونه ای باشد که حداقل 75 درصد از دانه ها بر روی الک باقی بماند . شکل دانه های ماسه می تواند گرد تا نیمه گوشه دار باشد.

اغلب اوقات ماسه مصرفی عاری از خاک رس است.برخی از مواقع وجود درصد کمی از چسب طبیعی مطلوب است.نقطه زینتری حداقل معادل 1371 درجه سانتیگراد این مزیت را دارد که از سوختن ماسه جلوگیری می شود.

چسب ها نسبت مایه به روغن بر حسب متغیرهایی چون نوع قطعه و هدفی که به منظور آن ماهیچه در قطعه تولیدی مصرف می شود متفاوت است،نسبت وزنی متوسط ماسه به روغن معادل 80 به 1 است.

در تولید معمول چدن مالیبل ،چسب نشاسته از 0.75 - تا 1.25درصد وزنی تفاوت می کند.

به کار بردن مقدار اضافی خاک رس یا بنتونیت در ماهیچه های قطعات چدن مالیبل به جای افزایش مقدار روغن مطلوب نیست زیرا چنان ماهیچه هایی استحکام گرم زیادی خواهند داشت.در هر جا که امکان پذیر است باید خشک کن مورد استفاده قرار گیرد تا اتصال تر به حداقل ممکن برسد. 0.5درصد وزنی چسب یا کمتر از آن باید به کار رود تا اتصال تر لازم یا سفتی(Stiffness) در ماسه ایجاد شود.

 

رطوبت :

رطوبت موجود در مخلوط ماهیچه بر حسب روش تهیه ماهیچه متفاوت است . در ماشینهای ماهیچه سازی دمشی یعنی در روشی که بیشترین قابلیت جاری شدن مطلوب است ،رطوبت موجود از 2.5 تا 3.5 درصد متفاوت است در هر حال وقتی رطوبت معادل 5 تا 6 درصد باشد و ماهیچه ای با کیفیت بالا تهیه شود تفاوت هایی موجود است .در تهیه ماهیچه بهطور دستی یا در ماشینهایی که از طریق دمشی کار نمی کنند،رطوبت به طور معمول 5درصد یا بیشتر است.همه ماهیچه های ماسه ای باید قبل از استفاده خشک شوند که از کنترل صحیح رطوبت اطمینان حاصل شود.

 

 

مخلوط های ماهیچه برای قطعات چدن خاکستری :

مخلوط های ماهیچه مصرفی در کارگاه های ریخته گری چدن خاکستری را می توان به دو گروه تقسیم بندی کرد  گروه اول یا دسته متداول ماهیچه های ماسه ای با چسب های روغنی هستند که برای کلیه قطعات ریختگی چدنی سبک و متوسط به کار می روند .گروه دوم ،ماهیچه های سیاه هستند که اتصال آنها به کمک قیر صورت گرفته است. ماهیچه های ماسه ای با چسب روغنی را برای قطعات سنگین هم می توان به کار برد .اما در این صورت مقدار کمی خاک رس به مخلوط افزوده می شود تا عمر ماهیچه در دمای بالا افزایش یابد .

 

مخلوط های 38- 39- 40 در زمره مخلوط هایی هستند که در کارخانجات تولید وسایل و تجهیزات خودرو به کار برده می شوند .مخلوط شماره 38 ماسه ای است که برای تولید در پوش و محفظه میل لنگ و ماهیچه های قطعات انتقال نیرو به کار برده می شوند .این مخلوط خواص زیر را دارد :

 

استحکام برشی تر :  1.1 پوند

قابلیت عبور گاز تر  :   120

قابلیت عبور گاز خشک :150

استحکام کششی :92.5 پوند بر اینچ مربع

تهیه ماهیچه هایی با سختی 60 تا 75

 

مخلوط شماره 39 برای ریخته گری بدنه سیلندر کوچک که بطور دستی قالبگیری می شوند و ماهیچه های محفظه انتقال نیرو مناسب است،

این مخلوط خواص زیر را دارد :

استحکام برشی تر :  0.4 پوند

قابلیت عبور گاز تر  :  210

قابلیت عبور گاز خشک :240

استحکام کششی :123.5 پوند بر اینچ مربع

تهیه ماهیچه هایی با سختی 72 تا 82

 

مخلوط شماره 40 برای ماهیچه های چرخ دنده ها و قطعات تخت بزرگ که از طریق قالبگیری دستی تولید می شوند به کار میرود  وخواص زیر را دارد:

استحکام برشی تر :  0.6 پوند

قابلیت عبور گاز تر  :  180

قابلیت عبور گاز خشک :210

استحکام کششی :165 پوند بر اینچ مربع

تهیه ماهیچه هایی با سختی 72 تا 88

نتایج آزمایش تفکیک با الک ماسه دریاچه ،ماسه انباشته و ماسه سیلیسی که برای مخلوط های 38-39-40 به کار برده می شوند در جدول 4 آمده است:

 

جدول 4 : نمونه ای از نتایج آزمایش تفکیک با الک و دانه بندی ماسه های مصرفی در مخلوطهای شماره 38 - 39 - 40

شماره الک

ماسه دریاچه

ماسه انباشته

ماسه سیلیسی

6

0

00

0

10

0

00

0

20

0

0

0

28

0.6

0

1

35

4.8

1

38.8

48

25

5.6

45.8

65

46.8

17.4

14.6

100

20.6

29.6

1.8

150

0.8

21.8

0

200

0.6

15.6

0

270

0.2

5.6

0

کفه

0.4

1.4

0

درصد خاک رس

0.2

1

0

کلاس خاک رس

A

B

A

عدد ریزی دانه

49

92

35

کلاس ریزی

6

4

7

 

 

مخلوط های ماهیچه برای قطعات ریخته گری برنج و برنز:

توصیه معمول برای ماهیچه های مصرفی در تولید قطعات برنجی و برنزی استفاده از ماسه سیلیسی تیز و یک چسب روغنی است .بسیاری از کارگاه های ریخته گری مخلوطی مرکب از مایه قالبگیری  و ماسه سیلیسی برای تهیه ماهیچه به کار می برند.

خصوصیات ماسه ماهیچه سیلیسی که توسط انستیتو شمش ریزی برنج  و برنز توصیه و تعیین  شده است  در جدول 5 آمده است:

 

جدول 5 : خصوصیات ماسه ماهیچه مناسب برای قطعات ریخته گری برنزی و برنجی

شماره الک

درصد حداقل

باقی مانده حداکثر

6

-

10

12

-

10

20

-

10

30

-

10

40

-

20

50

20

-

70

20

-

100

-

20

140

-

10

200

-

5

270

-

2

کفه

-

1

خاک رس

-

3

عدد ریزی

50 - 80

 

اگر ماسه ای خصوصیات توصیه شده و مشخص جدول را داشته باشد ذرات خشن درشت ندارد و دارای ذرات ریز زیاد هم نیست .ماسه ماهیچه نباید موادی که طی بالا رفتن دما منبسط می شوند داشته باشد زیرا  در این صورت عیوب ریز در سطح محل هایی که ماهیچه گذاری شده است ظاهر می شود .چنان موادی می توانند ماهیت معدنی داشته  و یا در شکل میکا و مواد معدنی گروه میکا باشند.

بهترین بالاترین قابلیت عبور گاز ماهیچه زمانی حاصل می شود که ذرات همه ماسه از نظر اندازه یکنواخت درشت باشند اما در چنین شرایطی استحکام تر کاهش پیدا میکند.اگر ماسه سیلیسی ریز و یا گرد ماسه حاصل از دستگاه شن پاشی به مخلوط اضافه شود برخی از خواص مثل استحکام تر و سطح نهایی قطعه بهبود پیدا میکند.

البته چنین مزایایی در حالی حاصل می شود که قابلیت عبور گاز لطمه دیده و کاهش می یابد.

ماسه های مورد استفاده برای قطعات ریختگی برنزی و برنجی را می توان در سه گروه دسته بندی کرد :

1- ماسه سیلیسی ریز با عدد ریزی دانه (AFS) از 130 تا 160

2- ماسه سیلیسی متوسط  با عدد ریزی دانه (AFS) از 90 تا120

 3- ماسه سیلیسی درشت با عدد ریزی دانه (AFS) از55 تا80 

 

نسبت ماسه به روغن :

عموما مقدار چسب روغنی مصرفی باید در حداقل ممکن باشد و نسبت 1به40 مابین روغن و ماسه کافی است.هر زمان که امکانپذیر باشد باید نسبت روغن به ماسه باید در حد 1 به 60 تا 1به 80 کاهش یابد.لازم است هر ذره ماسه توسط یک لایه نازک از روغن پوشیده شود اما لازم نیست روغن اضافه مابین ذرات ماسه وجود داشته باشد.چنین توزیع یکنواختی از روغن بر روی سطوح ذرات به کمک مخلوط کن حاصل می شود.

 

رطوبت:

معمولا مقداری رطوبت به اندازه 3 تا 4 درصد برای مخلوط ماسه و چسب زنجیره ای خطی مرد نیاز است.امکان دارد رطوبت قبل از اضافه کردن روغن در ماسه وجود داشته باشد یا پس از آن به مخلوط اضافه گردد.

 

خواص:

حداکثر استحکام پس از پخت در ماهیچه هایی که چسب روغنی زنجیره ای خطی دارند حاصل می شود. افزودن کمی ماسه سیلیسی ریز و یا ماسه قالبگیری به مخلوط ماسه ماهیچه باعث حصول استحکام تر بیشتر می شود اما قابلیت عبور گاز ماهیچه کم می شود . ماهیچه ای که از این مخلوط به دست می آید پس از پختن سختی کمتری هم دارد اما در هر حال استحکام گرم (Hot Strength)افزایش می یابد که همین امر می تواند باعث ایجاد ترک گرم در قطعه شود.

چسب های دیگر : چسب ها و دیگر عوامل اتصال بعضی از مواقع در کنار چسب روغنی ویا بجای آن مصرف می شوند چسب های بی شماری برای تهیه ماهیچه در دسترس قرار دارد برخی از این چسب ها قابل حل در آب (Soluble) هستند که از جمله می توان به چسب نشاسته (Cereal binder) اشاره کرد .بعضی از چسب ها ریشه حیوانی دارند مثل چسب سریشم (Glue Binder)  و برخی نیز ریشه معدنی دارند نظیر چسب قیر و یا صمغ ها.

 

ماهیچه هایی که برای بوش های برنزی مصرف می شوند از میله های گرافیتی تهیه شوند.

صمغ ها را می توان به صورت تلفیق با چسب نشاسته و یا در مخلوط هایی که حاوی ماسه قالبگیری است به کار برد.

مخلوط های شماره 18 و19 در جدول نمونه هایی از این شیوه هستند

وقتی یک مخلوط ماهیچه از طریق اضافه کردن ماسه قالب گیری به ماهیچه تهیه می شود مقدار خاصی خاک رس از طریق ماسه قالبگیری وارد مخلوط می شود.این خاک رس به طور طبیعی نیاز به آب دارد و اگر آب وجود داشته باشد استحکام تر را نیز افزایش می دهد. اگر آب کافی فراهم نشده باشد مقدار بیشتری روغن ماهیچه مورد نیاز است. در برخی از کارگاه های ریخته گری ،وقتی 25 تا 30 درصد ماسه قالبگیری به همراه ماسه ماهیچه به کار می رود نتایج رضایت بخش حاصل می گردد.در چنین شرایطی،رطوبت محتوی افزایش داده می شود تا به 4 الی 5 درصد برسد.

 

مخلوط های ماهیچه برای قطعات ریخته گری مسی:

قبل از بحث در مورد ماهیچه های مصرفی در قطعات ریخته گری مسی ،اشاره به برخی از خصوصیات فلز مس مفید است.مس فلزی بسیار انعطاف پذیر است اما در خلال انجماد و زمانی که از حالت مذاب به حالت جامد تبدیل می شود بسیار ترد است ،بنابراین در خلال تغییر حالت و در زمانی که مس حالت ترد دارد ،اگر ماسه پشتی (Backing Sand) براحتی انقباض پیدا نکند ،فلز مس به سهولت شکست را می پذیرد.

وقتی ضخامت جداره قطعه زیاد باشد ،مس به شدت مستعد جذب گاز قالب  و ماهیچه است و این مسئله احتمالا به دلیل قابلیت هدایت حرارتی نسبتا زیاد آن است که باعث می شود از تشکیل یک پوسته غیر قابل نفوذ در اطراف ماهیچه یا قالب پس از ریخته گری جلو گیری گردد. عدم وجود چنین لایه نفوذ ناپذیری باعث می گردد تا هر گازی از سطح ماهیچه و قالب به خوبی جذب گردد و ورود گاز به داخل قطعه انجام گردد.

بنابر آنچه ذکر گردید ،مطلوبست که ماسه مصرفی برای ماهیچه های قطعات مسی قابلیت عبور گاز بالایی داشته باشد و شکل ذرات آن گرد باشد تا قابلیت فروپاشی و فرو ریختن بالا رود .ماسه ای که در سطح ماهیچه مصرف می شود باید به گونه ای باشد که درصد بالایی از آن در دو یا سه الک متوالی تجمع کند و پوشش کافی نیز برای ماهیچه های تهیه شده به کار برده شود.

برای تهیه ماهیچه های مصرفی در تولید قطعات مسی ،روغن یا چسب نشاسته توصیه شده است و در بسیاری از موارد فقط 15 درصد خاک رس به عنوان چسب مصرف می شود.

هدف اصلی آن است که فقط چسب کافی برای اتصال ذرات ماسه به هم مصرف شود. اگر استحکام تر ماهیچه مورد نیاز و توجه نباشد،نسبت بین ماسه و چسب روغنی معادل 75 به 1 است.

وقتی استحکام تر بالا مورد نیاز است به جای روغن از چسب نشاسته با نسبت 75 ماسه به 1 چسب استفاده می شود.

دو نوع مخلوط ماهیچه برای قطعات ریختگی مسی در جدول 7 آورده شده است:

 

جدول 7 : دو نوع مخلوط ماهیچه برای قطعات ریختگی مسی

ردیف

ماسه ها

چسب ها

سیلیسی

ماهیچه انباشته

شده مصرف شده

پروتئین

روغن

نشاسته

خاک اره

Lb

part

Lb

part

Lit

part

part

Lb

1

500

-

500

-

6

-

-

50

2

-

32

-

64

-

3

1.5

-

 

 

مخلوط های ماهیچه برای قطعات ریخته گری آلومینیومی :

روش های عمومی ماهیچه سازی که برای فلزات مختلف به اجرا در می آید برای آلیاژ سازی آلومینیوم نیز کاملا مناسب است. روش های نگهداری و شرایط ماسه و عملیات ماهیچه سازی ،صرف نظر از فلز ریختگی ،کاملا مشابه هستند .

اما در هر حال خواص آلیاژهای آلومینیم نیاز به ماهیچه هایی با خصوصیات ویژه را ایجاب می کند که تا حدودی با دیگر ماهیچه ها متفاوت است.تهیه ماهیچه برای قطعات ریختگی از آلیاژ های آلومینیوم دشوار نیست زیرا که خصوصیات و رفتار فلز شناخته شده است.

یکی از خصوصیات مهم آلومینیم که بر عملیات ماهیچه سازی تاثیر می گذارد مزن سبک آن است آلیاژ های آلومینیم تقریبا یک سوم برنج ،چدن یا فولاد وزن دارند.

این ویژگی مزیت قابل توجهی ببار میآورد زیرا فشار ناشی از مذاب کمتر است و امکان استفاده از ماهیچه هایی با استحکام کمتر نیز وجود است.

از طرف دیگر چگالی پایین آلومینیم سبب می شود که توان مذاب برای راندن هوا و گاز قالب و ماهیچه کمتر از فلزات سنگین باشد . بنابر این قابلیت عبور گاز ماهیچه باید به طور قابل توجهی بالا تر باشد تا گاز ها به خوبی خارج شوند.

دومین خاصیت ویژه آلیاژهای آلومینیم که در خلال ریخته گری قابل توجه است ومی تواند دشواری ایجاد کند ،قابلیت شکست گرم است.در دمای زیر درجه حرارت پایان انجماد آلیاژ ،استحکام آلیاژهای آلومینیم بسیار پایین است . هر گونه مقاومت غیر عادی در برابر انقباض آلیاژ می تواند باعث بروز ترک در قطعه شود .

آلیاژهای آلومینیم - سیلیسیم نسبت به آلیاژهای آلومینیم - مس مقاومت بیشتری در برابر شکست گرم دارند وبه خصوص آلیاژهایی که کمتر از 5 درصد مس دارند بیشتر دچار شکست گرم می شوند. انتخاب صحیح آلیاژ نیز همانند دقت کافی در ماهیچه سازی به منظور اطمینان از حداقل مقاومت در برابر انقباض ،در جلوگیری از ایجاد ترک در قطعه موثر است.

انتخاب و کنترل ماسه :

انتخاب صحیح و کنترل ماسه های ماهیچه اهمیت بسزایی دارد زیرا ارتباط مابین خواص ماسه و فلز تعیین کننده وضعیت ظاهری  سطح نهایی قطعات است.

مخلوط های ماهیچه برای قطعات آلومینیومی مرکب از ماسه های سیلیسی و برخی اوقات ماسه های قالبگیری است که مقداری چسب و آب به ان افزوده شده است. مواد اتصال دهنده و چسب های معمول از روغن بزرک (Linseed) و دیگر روغنها ، صمغ ها ، قیر، پودر و یا ترکیبی از آنها تهیه می شود .خواص ماهیچه ها را می توان از طریق تغییر درصد چسب ها و یا تغییر نوع آن کنترل کرد.

خواص و کاربرد تعدادی از مخلوط های ماهیچه در جدول 8 ارائه شده است .

 

ماسه هایی که در پنج مخلوط اول جدول 8  آمده است دارای ویژگی هایی هستند که در جدول 9 آمده است :

جدول 9 : خصوصیات ماسه های مصرفی در پنج مخلوط اول جدول 8

ماسه

شکل دانه

عدد ریزی

ماسه انباشته شده

نیمه گوشه دار

90

ماسه سیلیسی شسته

گرد

85

ماسه سیلیسی شسته

گرد

65

ماسه تیز

گوشه دار

55

ماسه قالبگیری

نیمه گوشه دار

270

 

ماهیچه ها باید تا به آن حد نرم باشد که فقط توانایی نگهداری خود را داشته باشند.شکست گرم در آلیاژهای آلومینیم ایجاب میکند که ماهیچه های مصرفی برای ایجاد حفره ها و محفظه های داخلی نرم باشند به طوری که بهنگام انجماد و انقباض قطعه به خوبی فشرده شود.

وزن سبک آلیاژهای آلومینیم ایجاب می کند که قابلیت عبور گاز ماهیچه بالا باشد، بنابراین هوا کش ماهیچه اهمیت اساسی دارد تا گازها به خوبی خارج شوند و تخلخل

و مک گازی در قطعه به حداقل برسد.

 

 مخلوط های ماهیچه برای قطعات ریخته گری منیزیمی :

ماهیچه های مصرفی برای تولید قطعات منیزیمی باید از ماسه های تیز تهیه شوند و قابلیت عبور گاز کافی داشته باشند تا عبور گاز های داغ به سهولت امکان پذیر باشد.اغلب مشکلات بروز کرده در مورد این ماهیچه ها ناشی از عدم هوا کشی و عدم خروج گاز های تشکیل شده است.

چسب ها :

به طور کلی هر روغن ماهیچه ای که کیفیت خوب داشته باشد برای استفاده مناسب است اما به این نکته توجه شود که چسب باید حداقل گاز را ایجاد کند . کاربرد چسب های نشاسته محدود است زیرا آنها تمایل به جذب رطوبت دارند وبه همین جهت لازم است ماهیچه هایی که با چسب ماهیچه تهیه شده اند قبل از استفاده گرم و خشک  نگهداری شوند. در انتخاب یک چسب برای ماهیچه به سهولت خارج سازی قطعه از ماهیچه نیز باید توجه شود.البته بررسی و برآورد چنین مسئله ای در تولید قطعات آلیاژهای منیزیم احتمالا کمتر انجام می شود  زیرا درجه حرارت و ظرفیت گرمایی فلز سبکی که اطراف ماهیچه را احاطه کرده است پایین است و اتصال ماهیچه به طوری که در ریخته گری فلزات سنگین دیده می شود، نمی سوزد.

 

استفاده از باز دارنده (Inhibitor):

لازم است که ماسه ماهیچه با یک بازدارنده اصلاح شود تا از سوختن در بخش هایی که ضخامت فلز زیاد است جلوگیری شود. دو روش برای این عملیات و حفاظت ماسه گسترش یافته است . در یک روش،درصد کمی از گوگرد اسید بوریک  با ماسه ماهیچه مخلوط می شود و در روش دیگر ماهیچه های پخته با یک محلول آبکی از یک فلوراید رنگکاری می شوند.در روش اخیر لازم است ماهیچه رنگکاری شده به کوره باز گردانده شود و مجددا به مدت 30تا 60 دقیقه خشک شوند.وقتی قطعات خیلی بزرگ در تماس با ماهیچه هستند می توان هر دو روش را همراه با هم به کار گرفت.حفاظت بیشتر ماهیچه ها از طریق رنگ کاری ماهیچه با یک محلول گوگرد در الکل امکان پذیر است اما در این طریقه خطر باقی ماندن پوشش ضخیمی از گوگرد بر ماهیچه و تولید حباب های گاز وجود دارد که در صورت عدم هوا کشی و عبور گاز کافی ،نفوذ گاز ها به داخل فلز محتمل است.

مخلوط های ماهیچه برای قطعات ریختگی منیزیمی در جدول 10 ارائه و پیشنهاد شده است :

 

جدول 10 : مخلوطهای ماهیچه برای قطعات ریخته گری منیزیم

شماره

ماسه سیلیسی

شسته خشک

ماسه انباشته

ماسه

 دریاچه

روغن

بزرک

چسب

پلاستیکی

چسب

نشاسته

پروتئین

گوگرد

اسید

بوریک

فلوبرات

پتاسیم

سوخت

مایع

خاکستر

سوخت

جامد

1

-

2500

-

-

19

19

-

12.5

12.5

-

-

-

2

-

2500

-

-

-

19

50

12.5

12.5

-

-

-

3

-

2500

-

-

32

19

-

12.5

12.5

-

-

-

4

600

-

-

-

8

5

-

3

2

-

-

30

5

1000

-

-

-

10

10

-

4

10

-

-

-

6

-

-

900

6

9

-

-

4.5

4.5

-

-

45

7

1000

-

-

-

10

5

-

5

5

-

5

-

8

1000

-

-

-

10

10

-

2

5

5

-

-

9

-

36

66

1

-

1.5

-

1

1

-

-

-

 

مخلوط های ماهیچه:

یک مخلوط ماسه ماهیچه نمونه برای کاربرد عام در جدول 11 آمده است:

 

جدول 11 : مخلوط ماسه ماهیچه نمونه

اجزا

قسمت حجمی

ماسه

1000

روغن

12

نشاسته

8

گوگرد

13

اسید بوریک

13

 

 

ماسه ای که در جدول 11 از آن نامبرده شده است مخلوطی مرکب از 40 درصد ماسه با معدل ریزی 100و60 درصد ماسه با معدل ریزی 65 است. رطوبت موجود نیز معادل 6.5 درصد وزنی است. نمونه های استاندارد AFS قبل وبعد از پختن به مدت 2 ساعت در 215 درجه سانتیگراد  تحت آزمایش قرار گرفته اند وخواص آنها در جدول 12 آمده است :

 

جدول 12 : مشخصات نمونه های استاندارد تهیه شده از مخلوط ماسه ماهیچه جدول 11

استحکام فشاری تر، Lb/in2

0.3

استحکام کششی پخته شده ، Lb/in2

120

سختی

85

قابلیت عبور گاز

85

 

 


نوشته شده در تاريخ ۱۳۸۸/۸/٢۸ توسط رضا علیزاده-سید محمد درودی
.: Weblog Themes By Blog Skin :.

اسلایدر