چرا “سیلیکا سل” در ریخته گری استفاده می شود؟
سیلیکا سُل یک کلویید شیری رنگ است. از آنجا که دانه‌های کلوییدی کوچک هستند (قطری ما بین 10 تا 20 میکرو متر) و سطح نسبتا بزرگی دارند، در رنگ طبیعی قطعاتی که قرار است با این روش پوشانده شوند دستخوش تغییرات نمی شود. “سیلیکا” در آب حل می‌شود ولی در حلال های ارگانیک دیگر غیر قابل حل است. هم‌چنین این ماده در محلول آب و الکل (با هر نسبتی از آب و الکل) نیز قابلیت حل شوندگی دارد. ویژگی دیگر “سیلیکا” این است که با وجود ویسکوزیته (غلظت) پایین، در تمام منافذی که آب نفوذ می‌کند به‌راحتی وارد شده و قابلیت انتشار و نفوذپذیری بالایی را در ترکیب با مواد دیگر از خود نشان می‌دهد. وقتی‌که رطوبت موجود در ” سیلیکا سل ” تبخیر می‌شود دانه‌های کلوییدی به سطح نهایی قطعات می‌چسبند و پیوندهایی مابین سیلیکون و اکسیژن تشکیل می‌شود. در نتیجه ترکیب حاصله دارای چسبندگی و استحکام خوبی است و این عملکرد قابل قبول باعث استفاده از این ماده در ریخته گری دقیق فولاد ضد زنگ می‌شود.
ریخته گری با سیلیکا سل عمدتا برای تولید محصولاتی است که دارای مقاومت بالا در برابر خوردگی هستند و ابعاد دقیقی را نیز نیاز دارند. بنابراین ریخته گری دقیق فولاد ضد زنگ نیز با این فرایند انجام می‌شود. محصولات ساخته شده با این روش شامل قطعات چرخ گوشت، شیرهای فلکه، پمپ، سخت‌افزارهای دریایی، لوازم تزئیناتی منزل، لوازم تزیینی و چیزهای متنوع دیگر است.
مزایای روش ریخته گری با سیلیکا سل :
- تلورانس قطعات سیلیکا سل با دقت 0.1mm ±و زبری سطحی RA6.3 قابل کنترل است .
- امکان ساخت قطعات با وزن مابین 0.01kg تا 50kg.
- امکان ایجاد سوراخ با قطر 2mm.
- امکان ایجاد گوشه های منحنی با حداقل قطر یک 0.1mm.
- دیواره نازک با حداقل ضخامت 0.7mm.
ریخته گری سیلیکا سل در مقایسه با ریخته گری واترگلس:
روش سیلیکا سل دارای دقت ابعادی مناسب و کیفیت سطح بهتری نسبت به ریخته گری واترگلس است، اما هزینه های اجرایی آن نیز قائدتا کمی بالاتر است. هر دوی این روش‌ها در ریخته گری دقیق یا همان موم فداشونده متداول و مرسوم هستند. یک فرق عمده این دو روش در این است که در روش سیلیکا از ماسه ” زیرکُن سیلیکا سل ” بعنوان ماده مذاب استفاده می‌شود که دارای مقاومت خوبی تا نزدیکی دمای 2000 درجه است. در ادامه تفاوت‌های دیگر این دو روش با جزییات بیشتر بیان می‌شود.
این روش برخلاف سایر کشورها در چین درای محبوبیت زیادی است. در چین در حدود 80% صنایع ریخته گری بر روی این روش متمرکز بوده و 20% باقی از سایر روش‌ها مانند “سیلیکا سل” استفاده می‌نمایند. در این روش که به نحوی یکی از زیرشاخه های روش ریخته گری دقیق یا همان موم فداشونده می‌باشد از واترگلس بعنوان اتصال دهنده پوسته ها استفاده می‌شود. این روش اصالتا روسی است و برای ریخته گری فولاد بویژه فولاد آلیاژی (فولاد کربنی) مناسب است و اجازه تولید محصولاتی با وزن ما بین 0.5 تا 60 کیلوگرم را می‌دهد.
فرایند ریخته گری واترگلس چگونه است؟
تزریق موم
برای هر ریخته گری، موم ذوب شده به قالب تزریق می‌شود تا الگوی مومی ریخته گری تولید شود. قالب های فلزی از آلومینیوم ساخته شده و طوری طراحی شده‌‌اند که میزان انقباض موم و فلز به کار رفته در آن‌ها از قبل درنظر گرفته شده است. قالب‌های موم، شکل های متفاوتی دارند. از قالب های دو تکه‌ای ساده گرفته تا قالب های خودکار چند سوراخه و هم‌چنین قالب های پیچیده که دارای بخش های کوچک‌تر سرامیکی و یا محلول در آب هستند.
درختچه مومی
هنگامی که الگو های موم خنک شده و به شکل و اندازه ثابتی درمی‌‌آیند، روی راهگاه یا درختچه مونتاژ نصب می‌شوند. این راهگاه نیز از موم ساخته شده که شامل تمام دریچه ها، مجاری و نگه‌دارنده های لازم است تا در فرآیند ریخته گری قطعه به میزان لازم تغذیه شود.
ساخت پوسته
در این مرحله درختچه وارد سرامیک مایع شده تا یک لایه برای ریختن فلز مذاب ایجاد شود. سرامیک از دو بخش تشکیل شده که شامل دوغاب مایع که با شن (سند) خشک پوشیده شده می‌باشد. هر راهگاه چندبار به نوبت در دوغاب و سند وارد می شود تا پوسته سرامیکی به میزانی ضخیم شود که فرآیند ریخته‌گری را تاب آورد. فرآیند ساخت پوسته معمولا 24 ساعت طول می‌کشد و از دو روز تا حدود دو هفته زمان می‌برد که پوسته ها کاملا خشک شوند.
موم زدایی
وقتی که پوسته کاملا خشک شد، موم با استفاده از دستگاه اتوکلاو (Autoclave) بطور یکنواخت ذوب می‌شود تا از انبساط آن جلوگیری شود. سپس پوسته ها حرارت داده می شوند تا بقایای موم کاملا از بین برود و پوسته سرامیکی عمل آورده شود. پس از این‌که پوسته‌ها حرارت داده شد، دیگر برای ریخته‌گری آماده هستند.
ریخته گری
وقتی که پوسته ها به دمای مناسب رسیدند و فلز مذاب با کیفیت مناسب آماده بود، پوسته ها از کوره خارج می‌شوند و فلز مذاب در پوسته ها ریخته می‌شود. پوسته چکش کاری شده، لرزانده می‌شود و با واترجت یا حلال های شیمیایی (گاهی با نیتروژن مایع) تمیز می‌شود تا قالب کاملا جدا شود. راهگاه نیزجدا شده و بازیافت می‌شود. معمولا قطعه را پس از آن سمباده می زنند تا تمیز شده و نشانی از فرایند ریخته‌گری در آن باقی نماند.
چرا ریخته گری واترگلس؟
فرآیند ریخته گری واترگلس در اواسط سال 1950 توسط اتحاد جماهیر شوروی سابق به کشور چین معرفی شد. این فرایند متفاوت با فرآیند ریخته گری با “سیلیکات اتیل” است. ریخته گری واترگلس به علت پایین بودن هزینه مواد و برتری چرخه تولید، به سرعت در ساخت ماشین آلات عمرانی به کار گرفته شد. با افزودن 5% ماده نافذ، کیفیت سطح تا حد زیادی بهبود می‌یابد و صافی سطح حتی می‌تواند قابل مقایسه با تکنولوژی ریخته گری سیلیکا سل باشد. این روش می‌تواند از نقص ناشی از تکنولوژی سنتی ساخت پوسته جلوگیری کرده و در عین حال، راندمان محیط کار بطور چشم‌گیری بهبود می‌یابد.
علاوه بر این، پارامترهای این فرایند و تمهیداتی که برای این روش مورد نیاز است چندان پیچیده و سخت‌گیرانه نیستند و کارگران عادی درمدت کوتاهی برای انجام کار آماده می‌شوند. از آنجایی‌که کارگران جدید نیز می‌توانند این کار را انجام دهند، نیاز به کارگران حرفه‌ای کاهش می‌یابد و این امر در نهایت بهره‌وری خط تولید کارخانه را ثبات می‌بخشد.
در حال حاضر، بیشتر کارخانه های ریخته گری واترگلس در چین قالب شنی می‌سازند و موم زدایی را به صورت دستی انجام می‌دهند. به دلیل تغییر مداوم نیروی کار کیفیت محصولات به صورت پیوسته قابل کنترل نیست. در واقع مهندسین و کارگران مختلف محصولات مختلفی تولید می‌کنند و کارگران از لحاظ مهارت نیز متفاوت هستند. یک کارگر ممکن است محصول خوبی را تولید کند اما کارگری دیگر ممکن است سبب تغییر کیفیت محصول شود. برای حل این مشکل برخی ریخته گری های چین خط تولید تمام اتوماتیک برای ایجاد ریخته گری واترگلس راه اندازی کرده اند. با ایجاد این خط تولید اتوماتیک می توانند کیفیت را ثابت نگه داشته و هزینه نیروی کار و هم‌چنین زمان تولید کاهش را کاهش دهند. این خط تولید برای قطعات ریخته‌گری که درخواست زیادی در بازار دارند، بسیار مناسب است.
دیدگاه خود را ارسال کنید...