مواد اولیه ریخته‌گری

ریخته‌گری از قدیمی‌ترین روش‌های تولید قطعه‌های فلزی است و بیشتر مواد فلزی قابلیت ریخته‌گری دارند. مواد اولیه و ضروری ریخته‌گری به شرح زیر می‌باشد:

ماسه ریخته‌گری:

ماسه ریخته‌گری یکی از ملزومات مهم ریخته‌گری است و انواع مختلفی دارد. در اکثر ریخته‌گری‌ها از ماسه سیلیسی استفاده می‌شود ولی ماسه کرومیتی، شاموتی و زیرکنی هم وجود دارد. این ماسه‌ها در کوره‌های ریخته‌گری و یا به عنوان قالب ریخته‌گری فلزاتی مانند فولاد، آهن و مس کاربرد دارند.

قطعه اولیه فلزی:

شمش‌ها و ضایعات فلزی جزء مواد اولیه و تجهیزات ریخته‌گری به شمار می‌آیند که در کارخانه ذوب شده و در قالب‌ها ریخته می‌شوند.

فروآلیاژها:

فروآلیاژها در خواص نهایی قطعه تغییراتی به وجود می‌آورند و عناصر آلیاژی مورد نظر را به آن می‌افزایند. برخی از فروآلیاژهای مهم در ریخته‌گری شامل فروسیلیس، فرومنگنز و فروکروم هستند.

مواد کمک ذوب:

به محصولاتی که برای گداختن، مشتعل کردن و کاهش دمای ذوب کاربرد دارند، کمک ذوب گفته می‌شود. این مواد به اشکال متفاوتی مانند سنگ، کانی و حتی ترکیبات مصنوعی وجود دارند. این کمک ذوب‌ها را در محفظه و کوره‌های ذوب می‌ریزند و در نهایت به علت وزن مخصوص کم، مانند سرباره از مذاب فلزی مورد نظر جدا می‌شوند. بنتونیت، پودر زغال، فلوئوریدها، بورات‌ها، کلریدها، آلکالی‌ها و … از مهم‌ترین مواد کمک ذوب هستند.

عامل تلقیح:

عامل تلقیح که به آن جوانه‌زا نیز گفته می‌شود، سبب می‌شود که انجماد از نقطه زیادی شروع شود و استحکام نهایی و سختی و انعطاف‌پذیری قطعه افزایش یابد. در ترکیب بیشتر جوانه‌زاها، فروسیلیس و ترکیبات زیرکونیوم، باریم و استرانسیم وجود دارد.

گرافیت و کک متالورژی:

این دو ماده کربنی برای ریخته‌گری حیاتی هستند. گرافیت برای تمیز کردن قالب ریخته‌گری و ساخت انواع نسوز و بوته ریخته‌گری کاربرد دارد. کک نیز باعث می‌شود که فولاد سریع‌تر ذوب شود و ناخالصی‌ها به صورت سرباره از مذاب فلزی جدا شوند. همچنین کک نقش‌های دیگری مانند تامین انرژی و احیای کانه‌های آهن را نیز بر عهده دارد.

چسب سیلیکات سدیم:

این ماده پس از ترکیب شدن با آب به ماسه شکل می‌دهد و نقش آن، تولید قالب مستحکم است.

جرم‌های نسوز:

جرم نسوز گروهی از مواد اولیه ریخته‌گری به شمار می‌آید که به عنوان آستر مقاوم به حرارت در پاتیل و کوره القائی استفاده می‌شود.

انواع نیکل:

نیکل به سه صورت ساچمه‌ای، تخت و ورقه‌ای به عنوان یکی از تجهیزات ریخته‌گری برای تقویت فولاد کم کربن و آبکاری فولاد کاربرد دارد.

سیمان و بتن نسوز:

سیمان و بتن نسوز برای دیواره و کف کوره ریخته‌گری و ساخت دودکش و کوره‌های تناوبی کاربرد دارند.

سلاکس ریخته‌گری:

سلاکس از شکستگی قالب و ایجاد حفره در آن جلوگیری می‌کند و جلوی تولید دود و گاز سمی را می‌گیرد و سبب می‌شود که سرباره راحت‌تر از مذاب جدا شود. برخی سلاکس‌های ریخته‌گری شامل سیلیکا، آلومینا و اکسید کلسیم و منیزیم هستند.

لوازم و تجهیزات ریخته‌گری

کوره ذوب:

این کوره‌ها شامل کوره‌های پیش گرم، ذوب و نگهدارنده هستند که توسط سوخت فسیلی و یا گرمایش الکتریکی، انرژی خود را تامین می‌کنند.

کوره بوته‌ای:

این کوره به عنوان کوره کمک ذوب در کارخانه‌های ریخته‌گری استفاده دارد و برای تنوع بالا در فلز انتخاب مناسبی است.

کوره تشعشعی:

کوره تشعشعی نسبت به کوره بوته‌ای راندمان بیشتری دارد. در این کوره‌ها محصول احتراق و مواد شارژ در تماس مستقیم هستند.

کوره کوپل:

این کوره‌ها برای ریخته‌گری چدن و ذوب ضایعات چدنی کاربرد دارند.

کوره قوس الکتریکی:

شارژ این کوره با قراضه‌ها است و با برقراری قوس الکتریکی از الکترود به شارژ، عملیات ذوب شروع می‌شود.

کوره زیمنس مارتین:

این کوره برای ذوب قراضه‌های چدن و فولاد کاربرد دارد.

کوره القائی:

این کوره نیز با فرکانس عملیاتی بالا، یکی از تجهیزات ریخته‌‌گری و ذوب فلزات است.

بوته ریخته‌گری:

این بوته شامل ظروف و مخازن نسوز هستند که برای گرمایش و ذوب فلزاتی چون مس و آهن و برنج کاربرد دارند.

قالب ریخته‌گری:

یکی از تجهیزات ریخته‌گری، قالب ریخته‌گری است که فلز مذاب را در آن ریخته و پس از انجماد جدا می‌کنند. قالب‌ها در انواع موقت و دائمی موجود هستند. برای ریخته‌گری قطعات چدن باید از قالب دائمی استفاده کرد.

فیلتر سرامیکی:

فیلترهای سرامیکی از جنس آلومینا، زیرکن و کاربید سیلیکون هستند و با قرار گرفتن در قالب سبب جداسازی ناخالصی‌های موجود در مذاب می‌شوند.

نازل تاندیش:

نازل تاندیش به نسوزهایی گفته می‌شود که در کف تاندیش تعبیه شده و جریان مذاب را از تاندیش به قالب ریخته‌گری هدایت می‌کنند. این نسوزها در حفظ ترکیب فولاد نیز نقش بسیار مهمی دارند. تاندیش به ظروف انتقالی صنعتی می‌گویند که در ریخته‌گری فولاد بسیار مهم هستند.

سیستم اسلایدگیت:

اسلایدگیت جریان مذاب را از پاتیل به تاندیش کنترل می‌کند.

الکترود گرافیتی:

الکترود گرافیتی برای کوره‌های قوس الکتریکی کاربرد دارد و سبب انتقال جریان برق و ذوب شارژ فلزی می‌شود.

 غلاف ترموکوپل:

این غلاف‌ها در دو گروه فلزی و سرامیکی هستند. غلاف ترموکوپل در محیط سولفوری، کوره‌های ذوب فلزات، صنعت سیمان و … کاربرد دارد و در برابر اکسیداسیون و خوردگی بسیار مقاوم است. غلاف ترموکوپل فلزی از خانواده فولاد مقاوم به حرارت است و غلاف‌های سرامیکی شامل دو گروه غلاف آلومینای 60% و غلاف سرامیکی با آلومینای بالای 99% می‌باشد. غلاف ترموکوپل به عایق‌هایی گفته می‌شود که از ترموکوپل در برابر دمای زیاد محافظت می‌کنند.

غلاف ترمومتر:

غلاف ترمومتر به دستگاه‌هایی می‌گویند که درجه حرارت یک ماده همگن را می‌سنجند. این غلاف‌ها شامل حسگر دما هستند که هرگونه تغییر فیزیکی در دما را حس می‌کنند.

ونت ریخته‌گری:

وظیفه اصلی ونت ریخته‌گری، کم کردن سرعت مواد مذاب است و سبب می‌شود تا جریان یکنواخت در مذاب جهت انتقال به حفره ایجاد شود.

سمپلر مذاب:

سمپلر مذاب یکی از تجهیزات ریخته‌گری است که برای نمونه‌برداری از مذاب و یا انتقال آن استفاده می‌شود. هدف از نمونه‌برداری و یا انتقال ماده مذاب این است که نمونه متالوگرافی تهیه شده و یا تجزیه و تحلیل شیمیایی روی آن انجام شود.