تحقیق استفاده از قالب هاي ماسه اي براي قطعات ريختگي

بخش عمده ي توليد قطعات ريختگي در قالب هاي ماسه اي انجام مي شود. براي توليد يك تن قطعه ی ریخته گری ممكن است به 4 تا 5 تن ماسه ي قالبگيري نياز باشد.

– در حاليكه قالب هاي فلزي تقريباً حاصل تكنولوژي جديد مي باشد، قالب هاي ماسه اي و يا مواد معدني از دوران قبل از تاريخ مورد استفاده قرار مي گرفته اند به طوريكه زمان و اساس قالبگيري هاي اوليه را نمي توان دقيقاً تعيين نمود.

– استفاده از ماسه در ريخته­گري هنوز بزرگترين روش در توليد مي باشد كه مهمترين دليل آن تقريباً دير ذوبي اين ماده و بي اثر آن در مقابل فعل و انفعالات شيميايي است و از طرف ديگر مخلوط طبيعي آنها است كه حاوي مقداري مواد چسبيده مي باشد. مثلاً ذرات كوارتز حاوي 15-8 درصد خاك است كه قابليت شكل گيري و استحكام مناسبي در مقابل رطوبت معين ايجاد مي نمايد.

منشأ پيدايش ماسه در طبيعت

در بسياري از نقاط پوسته ي زمين محل هايي را مي­توان يافت كه در آنها تجمعي از ماسه وجود دارد. اين گونه محل­ها كه به معدن طبيعي ماسه موسوم هستند به واسطه­ي عوامل مختلفي به وجود آمده­اند كه در اين معادن ماسه با شكل، اندازه و جنس متفاوت وجود دارد.

ماسه در زمره ي سنگ هاي رسوبي است كه طي فرآيندهاي بيروني تغيير دهنده ي  زمين و بر اثر يك سلسله تحولات به واسطه­ي خرد شدن و تجزيه سنگ ها و سپس انتقال و رسوب گذاري پديد آمده است.

خواص عمومي ماسه هاي قالبگيري

ماسه، ماده­اي است مركب از دانه هاي مواد معدني كه اندازه­ي آنها mm2-05/0 است. ماسه داراي انواعي چون سيليسي ، زيركني، كروميتي، الويني است.

ماسه قابلگيري بايد قابليت سهل و آسان داشته باشد و به كمك آنها، قطعاتي عاري از عيوب توليد كرد. خواص ويژه ي معيني براي بررسي و ارزيابي وضعيت ماسه ها تعيين شده­اند و انجام آزمايشات خاصي براي تشريح كيفيت آنها تهيه شده است.

آن دسته از خواص فيزيك كه براي ماسه ي ريخته گري مهم مي باشد، عبارتند از :

1- استحكام

– استحكام تر

– استحكام خشك

– استحكام گرم

– استحكام باقي مانده

2- نفوذپذيري

– نفوذپذيري تر

– نفوذپذيري قالب

– نفوذپذيري پايه يا مبنا

– نفوذپذيري خشك

– نفوذپذيري اصلاح شده

3- پايداري حرارتي

5- قابليت شكل پذيري

6- قابليت فروريختن و متلاشي شدن

7- قابليت استفاده مجدد

8- انتقال حرارت از قطعه

آزمايش هاي ماسه ي قالبگيري

ماهيت و طبيعت ماسه­ي قالبگيري را مي توان به كمك نتايج آزمايشات استاندارد ماسه تشريح و توصيف كرد.

آزمايشات ماسه هاي ريخته گري راهي مناسب براي تعيين خصوصيات فيزيكي- شيميايي و مشخصات ماسه ها است.

نمونه برداري ماسه ريخته گري

منظور از تهيه نمونه، به دست آوردن مقدار قابل توجهي از ماسه ي مورد نظر است تا با استفاده از آن آزمايشات متداول براي كنترل وضعيت ماسه مصرفي، بررسي توده ي ماسه و ارزيابي ماسه اي كه در آينده مورد استفاده قرار مي گيرد، انجام شود.

– نمونه هاي ماسه نبايد در ظروف سرباز قرار داده شود و جابجا گردد.

– از آنجا كه رطوبت برر روي خواص فيزيكي ماسه اثر قطعي دارد، اين نكته اهميت دارد كه ميزان رطوبت نمونه ماسه معادل ميزان رطوبت توده ي ماسه ي اوليه باشد.

– رطوبت مهم ترين عامل تغيير است و لازم است به دفعات كافي كنترل شود تا حداقل تغيير در ميزان آن حاصل شود.

نمونه برداري براي هر يك از انواع ماسه ي رويه بايد به طور روزانه انجام شود تا خواص آنها كنترل شود. براي بررسي توده ي ماسه يا ماسه ي انباشته، نمونه برداري از ابتدا، وسط، و انتهاي توده انجام مي شود. لازم است نمونه برداري از فاصله mm150 پايين­تر از سطح ماسه صورت گيرد.

اهميت ميزان ريزي

ريزي يك ماسه ريخته گري ، توسط اندازه و توزيع ذرات آن تعيين مي شود. به عبارت ديگر، دو عامل اندازه­ي دانه و نحوه ي توزيع دانه­ها تعيين كننده­ي ريزي ماسه است.

ريزي اثر قابل توجهي بر خواص فيزيكي ماسه ي ريخته گري و از جمله بر استحكام، نفوذ پذيري و كارپذيري به هنگامي كه مقدار رطوبت در حد بهينه باشد، دارد. ريزي به همچنين اثر مهمي بر هزينه­ي تهيه و آماده سازي ماسه دارد. زيرا ميزان ريزي بر مقدار ماده­اي كه به عنوان چسب براي حصول خواص مطلوب مورد نياز است، اثر  مي­گذارد. علاوه بر آن، ريزي ماسه مي تواند بر سطح نهايي قطعات ريختگي تأثير بگذارد.

آزمايش ريزي را مي توان به عنوان راهنمايي براي مقدار چسب مورد نياز به منطور حصول خواص مطلوب در يك مخلوط ماسه ي جديد، براي كنترل نسبت ماده ي چسبنده خاك رسي، و براي نسبت صحيح مواد ريز و توزيع صحيح اندازه ي دانه ها در ماسه ي ريخته گري، به كار گرفت.

آزمايش ريزي

روش آزمايش ريزي براي ماسه هايي كه حاوي مواد چسبنده ي خاك رسي هستند با ماسه هايي كه داراي خاك رس نيستند متفاوت است. اما الك هايي اندازه گيري ريزي دانه­ها براي هر دو نوع يكسان است.

واژه­ي شبكه يا مش، به معني تعداد سوراخ ها در طول يك اينچ است. واژه ي مش در يك كاربرد تكنيكي بدون معني است مگر اينكه قطر يا ضخامت سيم نيز داده شود.

مش به همراه قطر سيم فقط براي تعيين اندازه سوراخ مورد استفاده قرار مي گيرد.

در رده­بندي الك ها يك نسبت ثابت ما بين اندازه هاي مختلف وجود دارد. اين نسبت  ثابت برابر  يا 414/1 است. اندازه مساحت سوراخ يك الك، معادل نصف مساحت سوراخ الك قبلي و معادل دو برابر مساحت سوراخ الك بعدي است.

روش جدا كردن با الك

يك نمونه از ماسه خشك شده يا يك نمونه از ماسه اي كه قبلاً خاك رس آن گرفته شده و جدا شده است به وزن gr50 آماده مي شود.

محاسبه ي عددريزي دانه

كاربرد عددريزي دانه

عدد ريزي دانه اطلاعات زيادي در موقع توزيع اندازه دانه ها ارائه نمي كند. بنابراين احتمال دارد دو ماسه كه داراي يك عددريزي دانه هستند توزيع دانه متفاوت داشته باشند و نفوذ پذيري و قابليت عبور گاز از آنها نيز متفاوت باشد.

استحكام مخلوط هاي ماسه ي ريخته گري

استحكام مخلوط ماسه ي ريخته گري را مي توان در آزمايش فشاري، برشي، كششي يا خمشي تعيين كرد.

آزمايش استحكام فشاري تر

استحكام فشاري تر يك ماسه ريخته گري ، حداكثر تنش فشاري است كه نمونه مي تواند متحمل شود. چنين نمونه اي ابتدا تهيه شده، تحت كوبش قرار مي گيرد و بر طبق روشي استاندارد تحت اعمال بار قرار مي گيرد