در این مطلب روش های موم زدایی قالب در ریخته گری دقیق را بررسی میکنیم. همچنین میتوانید انواع روش های ریخته گری را هم بخوانید
ابتدا نگاهی به فرآیند ریخته گری دقیق می اندازیم.
مراحل تولید یک قطعه به روش ریخته گری دقیق
1-طراحی و ساخت مدل
برای تولید یک قطعه به روش ریخته گری دقیق ابتدا بایستی مدل و سیستم راهگاهی و تغذیه گذاری طراحی و ساخته شود. پس از طراحی مدل و سیستم راهگاهی ساخته می شود.
2-ساخت قالب مدل مومی
برای ساخت قالب مدل مومی می توان از قالب های لاستیکی و فلزی استفاده نمود. برای قالب های فلزی بایستی قالب به روش ماشین کاری و یا اسید کاری و یا ریخته گری ساخته شوند ولی برای قالب های لاستیکی مدل چرب شده با پارافین را روی یک سطح نصب نموده و رزین مایع لاستیک اپوکسی و یا سیلیکون را که با هاردنر کاملا آمیخته شده است روی آن ریخته می شود.
3-ساخت مدل مومی
انواع مختلف موم های مشتقات نفتی ، حیوانی مانند موم زنبور ،گیاهی و معدنی مورد استفاده قرار می گیرند.انواع موم ها بر اساس تر کیب عبارتند از:
الف) ozocrite که یک موم معدنی مشابه پارافین و با ساختار رزین بلورین و سختی و نقطه ذوب بالا است .
ب) مومهای پلی اتیلنی دارای نقطه ذوب بالای 132 درجه سانتیگراد می باشد.
ج) candelila موم گیاهی دارای سختی متوسط و چسبندگی ضعیف و انبساط حرارتی پایین است.
د) carnauba موم گیاهی با نقطه ذوب بالا 83 درجه سانتیگراد ، سخت و نچسب و گرانقیمت است.
ه) موم زنبور عسل با نقطه ذوب 64 درجه سانتی گراد و میکروکریستاله می تواند به تنهایی بکار برده شود ولی گران است.
و) از دیگر مواد ،اسید روغن خرما ،اسید استئاریک ،و اسید های چرب،اسید آمین ،روغن کرچک هیدروژنه استرون، سرزین ،که خواص موم ها را بهبود می دهند.
ر) پلاستیک های پلی اتیلن،اتیل سلولز ،نایلون،اتیل ونیل استات ،اتیلن وینیل اکریلیت برای افزایش استحکام و تافنس به موم ها افزوده می شوند.
ز) رزینهایی مانند برگاندی پیچ ،دمار و رزین های هیدرو کربنی،استریفاید،پلی مریزه،هیدروژنه و دهیدروژنه…
د) فیلر ها باعث کاهش انبساط و انقباض انجمادی موم ها می گردد و هزینه ها را کاهش می دهداین ترکیبات به صورت سوسپانسیون قابل تزریق به قالب می باشند . برخی ترکیبات فیلر ها عبارتند از پلی استایرن،دی کربوکسی آمید،اسید ایزو فتالیک ،پنتا اریتریتول ،هگزا متیلنپلی استیرول،بیسفنول،ایزوفتال زاور…
بطور کلی یک موم دارای ترکیبی مناسب به شرح زیر می باشد.
30 الی 70 درصد موم – 20 الی 60 درصد یک یا دو رزین – 0 الی20 درصد پلاستیک و تا5 درصد دیگر افزودنی های نامبرده شده.
موم های ریخته گری دقیق بایستی دارای ویژگی های زیر باشند:
الف)مقدار خاکستر باقی مانده نباید بیش از پنج صدم درصد وزنی باشد.
ب)سیالیت آن در هنگام مذاب ،بالا باشد و بتواند پیچیدگی های قالب را پرکند.
ج)استحکام موم منجمد شده در حد مورد نیاز باشد.
د)انقباض و انبساط آن کم باشد و باعث تغییر ابعاد و یا ترک خوردن پوسته نگردد.
ه)موم باید سطحش سازگار با مواد قالبگیری باشد و با مواد اچ کننده مدل واکنش مناسبی بدهد.
و)مومها باید غیرسمی باشند.
ز)قابلیت باز یابی مناسبی داشته باشد.
4–قالبگیری مدل مومی
برای قالبگیری مدل یا خوشه مدل همراه سیستم راهگاهی چندسن بار در دوغاب در حال همزدن وارد می شود
ویژگی های دوغاب به شرح زیر می باشد:
الف)دیرگداز بودن و مقاومت به درجه حرارت بالا مذاب
ب)پایداری ابعادی قالب در اثر گرمایشی ناشی از ذوب ریزی
ج)پایداری خواص فیزیکی و شیمیایی دوغاب و سازگاری آن با جنس مذاب
د)دانه بندی و شکل دانه ها باید به گونهای باشد که قابلیت عبور گاز به حدکافی باشد.
انواع چسب دوغاب
مهمترین چسبهای به کار رفته در این روش اتیل سیلیکات،سیلیس کلوئیدی و سیلیکات سدیم و سیلیکا ژل و گچ و منو فسفات منیزیم ،منو فسفات آمونیم با اکسید منیزیم ،فسفات آلومینیوم می باشد.علاوه بر این مواد که مولفه های اصلی تشکیل دوغاب که سرامیکی یعنی مواد دیرگداز، چسب و حلال مواد دیگری نیز به عنوان افزودنی ممکن است اضافه گردد که شامل مشخصات زیر است:
الف)مواد لازم برای کنترل ویسکوزیته
ب)مواد مرطوب کننده برای کامل مرطوب شدن سطح مدل توسط دوغاب مانند آلکیل آریل سولفونات،سدیم آلکیل سولفات،اکتیل فنوکسی پلی اتوکسی اتانول و جوهر صابون …که به میزان 0.003 الی0.3درصد حجمی دوغاب می باشند.
ج)مواد جلوگیری کننده از کف کردن و ورود هوا به دوغاب که از موادی مانند 18 –اکتیل الکل و 2-هگزیل الکل به میزان 0.002 الی0.1 درصد وزنی مایع می باشند.
مواد نسوز مشترک دوغاب و ماسه پاشی عبارتند از: زیرکون ZrSiO4 در دمای 1600 درجه سانتیگراد به SiO2 و ZrO2 تجزیه می شود و دارای انبساط می باشد ، سیلیس گداخته ، سیلیکات آلومینیوم و آلومینا های مختلف مانند مولایت و شاموت و دیگر دیر گداز ها مانندکرومیت ،منیزیت و …البته این مواد دارای خلوص و دیر گدازی بالایی می باشند زیرا ریز دانگی دیر گداز ها باعث کاهش خواص آن ها می گردد.
5) تخلیه و موم زدایی ریخته گری دقیق
بعد از خشک شدن قالب و انجام واکنش چسب ها ، قالب را بشکل معکوس روی یک ظرف در کوره قرار داده و تادمای 80 درجه سانتیگراد حرارت داده می شود تا موم از قالب تخلیه شود دمای بالاتر باعث آسیب به موم و تخریب آن می شود که با توجه به قیمت بالای موم انجام نمی شود (نقطه ذوب موم ها بین 52 الی 68 درجه سانتیگراد می باشد)
7) پیش گرم کردن قالبهای ریخته گری دقیق
قبل از این که مذاب ریزی انجام شود لازم است تا قالب پیش گرم شود.علت نیاز به پیش گرم به شرح زیر است:
الف)سوزاندن تمام بقایای موم که بعلت شیب منفی طراحی قطعه در قالب باقی می ماند .
ب)حذف موم نفوذ کرده در داخل درگداز قالب در حین تخلیه موم از قالب
ج )کمک به قابلیت پرکنندگی مقاطع نازک توسط مذاب
د)کاهش عیوب گرم قالب نظیر ترکهای گرم در مقابل شک حرارتی مذاب
ه)جلوگیری از ایجاد عیوب جوش سرد و پیر پوستی و …
عموما درجه حرارت پیش گرم کردن قالبهای سرامیکی برای قطعات آهنی حدودا 1100 درجه سانتیگراد است که برای فلزات غیر آهنی با دمای ذوب پایین در حدود 900 درجه سانتیگراد مناسب می باشد.
8) موقعیت قالب
برای پایداری قالب ،پوسته پیش گرم شده را در ماسه قرار می دهند.
9) ذوب ریزی
پس از آنکه قالبها کاملا مستحکم شد و درجه حرارت پیش گرم هم به حد لازم رسید نوبت به مرحله مذاب ریزی است.
10) تخلیه قالب و تمیزکاری
پس انجماد و سرد شدن قالب برای تخلیه آماده می گردد . این عملیات به روش های مختلف زیر انجام می شود:
الف)روش دستی با قلم و چکش که آسیب فراوانی به کیفیت سطحی و خواص مکانیکی قطعه وارد می کند.
ب)استفاده از لرزش و ویبره در دستگاه های صنعتی طراحی شده به این منظور
ج)وارد کردن قالب بعد از انجماد در آب و خرد شدن قالب در اثر شک حرارتی. این روش برای قطعات تزئینی مانند طلا و نقره ریزی که خواص مکانیکی اهمیت ندارد استفاده می گردد.
د)اعمال امواج صوتی .این روش استفاده های ویژه دارد و گسترده نمی باشد.
ه)استفاده از واتر جت .در این روش کار سریع ،با دقت و بدون خسارت می باشد ولی هزینه بالاتری دارد.
و)بکارگیری حلال های شیمیایی .این روش برای تخلیه ماهیچه های بسیار ریز مانند پره های توذبین بسیار موثر است و هیچ گونه آسیب به قطعه وارد نمی کند.
ز)استفاده از دستگاه های چرخشی:در این روش قالب ها در استوانه های دوار ریخته می شود و به صورت خشک و تر و گاها با قطعات ساینده و ضربه زننده می چرخد و قالب را در اثر برخورد و ضربه خرد می کند .این روش برای قطعات مقاوم به سایش و ضربه مانند فولاد های هتفیلد بکار می رود.
ح)شات بلاست و سند بلاست .ماسه و شن پاشی برای تمیز کاری قالب مورد استفاده قرار می گیرد.
روش های موم زدایی
برای جلو گیری از انبساط موم و ایجاد ترک روی قالب روش های متعددی بکار می رود که در زیر بیان می گردد:
الف)استفاده از ساچمه یا ماسه گرم
در این روش برای موم زدایی قیف سرامیکی را بر عکس قرار داده و اطراف آن را با ماسه یا ساچمه داغ پر میکنیم.در این روش دمای ساچمه حدودا 400 درجه سانتیگراد است.که گرمای لازم برای ذوب موم با دمای 80 درجه سانتیگراد را فراهم می کند.علاوه بر آن فشار وزن ساچمه ها به جلوگیری از ترک خوردن قالب کمک میکند.
ب)استفاده از حلال مومی
در این روش موم زدایی از بخار گرم حلال موم برای موم زدایی استفاده می شود.روش کار به این صورت است که بخار حلال موم از سطح خارجی پوسته و از طریق منافذ ریز موجود در آن فشار به داخل آن نفوذ می کنند و به محض تماس با موم شروع به حل کردن آن می نماید با این عمل مقداری فضای خالی ایجاد شده که می تواند انبساط موم را در اثر حرارتدهی بعدی آزادانه تحمل کند.بقیه عمل ذوب کامل موم به راحتی و بدون ترک خوردن قالب در کوره معمولی صورت می گیرد.
ج)ذوب در کوره با دمای بالا
در این روش قالب را در داخل کورهای با دمای حدود 1000 درجه سانتیگراد قرار می دهیم.و به این وسیله شیب حرارتی زیادی ایجاد می شود به گونه ای که دمای پوسته به شدت بالا بوده در حالی که مرکز موم هنوز دارای دمای پایین است.لذا تنها پوستهء خارجی موم ذوب می شود.این مقدار موم ذوب شده فضای کافی برای انبساط موم جامد را فراهم کرده و دیگر نیازی به درجه حرارت بالا نیست و می توان ادامه ذوب را در کورهء معمولی انجام داد.
د) ذوب در اتوکلاو
اتوکلاو کورهای است که در آن بخار گرم به سطح خارجی قالب گرما داد و همزمان آن را تحت فشار قرار می دهد.فشار اعمالی از ترک برداشتن قالب در اثر انبساط موم جلوگیری کرده و حرارت بخار باعث ذوب کامل موم می شود.
ه)استفاده از حمام روغن
قالب با سرعت قابل کنترلی داخل روغن داغ فرو برده میشود و حذف موم به جای اعمال انرژی یکباره به طور یکنواخت به کل پوسته ، انرژی است که روی یک نوار افقی کوچک در اطراف پوسته اعمال می شود. سپس به تدریج به سمت بالا حرکت می کند این روش حذف موم فشار کمتری به پوسته سرامیکی وارد می کند زیرا کل موم گرم نمی شود و فقط بخش کوچکی از موم در یک زمان گرم می شود و موم مایع فقط بدون آن تمام می شود.
