پایان نامه

 

  مقاله ریخته گری در pdf دارای 12 صفحه می باشد و دارای تنظیمات در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله ریخته گری در pdf   کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : در صورت  مشاهده  بهم ریختگی احتمالی در متون زیر ،دلیل ان کپی کردن این مطالب از داخل فایل ورد می باشد و در فایل اصلی مقاله ریخته گری در pdf ،به هیچ وجه بهم ریختگی وجود ندارد

---

بخشی از متن مقاله ریخته گری در pdf :

ریخته گری

مقدمه
این تعریف که ««متالوژی که از قدیمی‌ترین هنرها و یکی از جدیدترین علوم است»» ، بخوبی تاریخچه طولانی و جالب رشته متالوژی را بیان می‌کند. از زمانی که بشر فلز را شناخت، متالوژی را به‌عنوان یک هنر فرا گرفت. این علم ، فرآوری مواد معدنی از کانه‌های آنها (جداسازی از سنگ معدن) ، ذوب ، تصفیه و تولید شمش ، بهبود خواص و تهیه آلیاژها و فن کار بر روی فلزات و شکل دادن آنها را در بر می‌گیرد. صنعت متالوژی در جهان از دیرباز به‌عنوان صنعت مادر شناخته شده ، با پیشرفتهای روز افزون تکنولوژی ، نقش آن آشکارتر می‌گردد. شواهد باستان شناسی نشان می‌دهد که ساکنین فلات ایران ، جزو اولین اقوامی بوده‌اند که به کشف فلزات و استفاده از آن نائل گردیده‌اند. با در نظر گرفتن این سابقه دیرینه ، همچنین نقش روز افزون فلزات در زندگی بشر و وجود معادن غنی متعدد در کشورمان لازم است که دست‌اندرکاران متالوژی در شناسایی هر چه بیشتر این رشته کوشا بوده ، به طریقی سطح اطلاعات علمی و فنی سایرین را در این زمینه بالا

ببرند.
تاریخچه متالوژی
دوره فلزات پس از عصر سنگ بوده ، از حدود 6 تا 7 هزار سال پیش از هجرت آغاز شده است. به نظر می‌رسد که مس اولین فلزی است که بطور خالص و طبیعی و جدا از مواد معدنی مورد استفاده بشر قرار گرفته است. با نگاهی به انوع سنگهای مس ، می‌بینیم که آنها کم و بیش از ظاهری فلزی با رنگهای الوان ، نظیر نیلی ، لاجوردی ، سبز ، طلایی و رخ برخوردار می‌باشند این امر می‌تواند یکی از علل عمده توجه بشر اولیه به ترکیبات حاوی مس باشد. از طرفی مس به‌صورت خالص در طبیعت یافت می‌شود و قابلیت شکل‌پذیری مناسبی دارد.

برخی از پژوهشگران نیز معتقدند که اولین بار ذرات براق طلا که در کف رودخانه ها پراکنده بوده است، توسط بشر شناسایی شدند. مصریان و شاید هندیان بیش از سایر ملل در استخراج طلا از سنگهای آن توفیق داشته‌اند. در ایران نیز از دوره هخامنشی ، آثار متعددی از طلا و نقره خصوصا در کنار رود جیحون و در شهر همدان کشف شده است.

با گذشت زمان ، قلع ، نقره ، سرب و آنیتموان (سنگ سرمه) نیز کشف شد. فلزکاران با استفاده از آتش ، سرخ کردن و سپس ذوب فلزات ، آمیختن آنها را تجربه کرده ، به شناخت تجربی لیاژها توفیق یافتند. از اختلاط قلع و مس ، مفرغ پدید آمده ، عصر مفرغ آغاز شد. مفرغ از هنر زیبایی با مس ، طلا و نقره رقابت می‌کرد و سختی و دوامش از انها بیشتر بود و نیازهای بشر را نیز برای ساخت ابزارهای مختلف تامین می‌کرد، لذا بشر تا مدتها به فکر ساختن آلیاژ یا ک

بدرستی معلوم نیست که انسان نخستین بار چگونه و از کجا سنگ آهن را کشف و ذوب نمود و فلز آهن را بدست آورد، اما از شواهد امر پیداست که از 5000 سال پیش انسانهای نخستین آهن را بکار می‌گرفتند و تقریبا در نصف این مدت ، آهن بعنوان وسیله ای زینتی و فلزی افسانه‌ای از توجه خاصی برخوردار بوده است. مصریان قدیم به آهن ، با- ان- پتن یا فلز بهشتی می‌گفتند.

به نظر می‌رسد که ابتدا شهاب‌های آسمانی که حاوی آهن و نیکل (15-6 درصد نیکل) بوده‌اند، توسط انسانهای نخستین بکار گرفته شده‌اند. اطلاق سنگ اسمانی و فلز ستارگان به آهن نیز موید همین است. آشوری‌ها ، بابلی‌ها ، کلدانی‌ها و عبری‌ها به‌علت گرانبها بودن آهن از آن در ساختن زیور آلات استفاده می‌کردند. در عهد حمورابی (2700 سال پیش از هجرت) ، بهای آهن هشت برابر نقره و معادل سه‌ربع بهای طلا بوده است.

در ایران قدیم نیز در دوره هخامنشی به مرور مصالح آهنی جای مصالح مفرغی را گرفت، بطوری‌که در اواخر این دوره ، اسلحه‌های آهنی جایگزین اسلحه‌های مفرغی شدند. پیشینیان ، سنگ معدن آهن را با زغال چوب مخلوط کرده ، مشتعل می‌نمودند. در دوران باستان ، در ایران ، بین النهرین ، یونان و روم مجموعا هفت فلز شناخته و بکار برده شده‌اند که شامل مس ، طلا (زر) ، نقره (سیم) ، آهن ، سرب (آبار) ، اقلع (ارزیز) و جیوه (سیماب) و پلاتین می‌باشند.

تولید فلزات در طول زمان
از دوران باستان تاکنون مجموعا 87 فلز کشف شده است که به جز 7 فلز مذکور ، 2 فلز در قرون وسطی ، 15 فلز در قرن دوازدهم هجری ، 43 فلز در قرن سیزدهم هجری و 20 فلز در قرن چهاردهم هجری (قرن معاصر) کسف شده‌اند. البته بین تاریخ کشف و زمانی که تولید فلزات از نظر اقتصادی مقرون به صرفه شده است، فاصله زمانی طولانی وجود دارد. چون در

بررسی مسائل متالوژی ، نه‌تنها تولید فلزات امر مهمی می‌باشد، بلکه موارد کاربرد آنها نیز باید قابل توجیه باشد.

 

برای مثال اورانیوم در سال 1221هجری خورشیدی کشف شده است، اما تولید صنعتی آن تا سال 1320هجری خورشیدی (1841م.) طول کشیده است. به عبارت دیگر حدود یک قرن پس از کشف اورانیوم ، یعنی زمانی که پدیده شکافت اتمی فلزات هسته‌ای تحت استفاده مطلوب قرار گرفت، تولید آن در سطح صنعتی شروع گردید.

شکل‌گیری علم متالوژی
با گذشت زمان ، کشف روشهای جدید استخراج و تصفیه فلزات ، شناسایی مشخصات ساختاری و فیزیکی مواد و فنون جدید شکل دادن و کاربر روی فلزات ، صنعت متالوژی به عنوان شاخه ای از علم ، جایگاهی مستقل یافت. امروزه علم متلوژی را به دو بخش کلی شامل متالوژی استخراجی و متالوژی صنعتی تقسیم نموده‌اند که این دو بخش ، اخیرا در دانشگاهها نیز به‌عنوان گرایشهای رشته مهندسی متالوژی انتخاب شده‌اند.

متالوژی استخراجی و شیمیایی شامل جداکردن فلزات از سنگ معدن و تصفیه آنها (تولید فلزات) ، شناخت انواع کوره‌ها ، سوخت‌ها و فعل و انفعالات شیمیایی می‌باشد. این گرایش انواع متعددی از روشها را در بر می‌گیرد که از جمله می‌توان به کانه آرایی ، پر عیار کردن مواد معدنی ، شستن ، ذوب کردن ، تصفیه فلز مذاب و تولید شمش اشاره نمود.

متالوژی صنعتی شامل کار بر روی فلزات و مواد و تهیه محصول ن

هایی می‌باشد. در این گرایش همچنین خواص و مشخصات فیزیکی ، ساختاری و مکانیکی مواد نیز بررسی می‌شوند. منظور از کار کردن روی فلزات ، روشهای مختلف تولید مصنوعات فلزی می‌باشد که مهمترین شیوه‌های تولید عبارتند از: متالوژی ژودر ، شکل دادن ، جوشکاری و ماشینکاری.

انتخاب نوع روش تولید عمدتا به مسائل اقتصادی ، خواص فلزات ، زمان تولید ، اندازه ، شکل و تعداد قطعات مورد نیاز بستگی دارد. به‌عنوان مثال ، فلزاتی که خاصیت پلاستیک کمی دارند یا قطعاتی که دارای اشکال پیچیده هستند، به روش ریخته گری شکل داده می‌شوند.

ذوب فلزات بدون منبع حرارت
از آنجائیکه جامدات فلزی دارای دمای ذوب بالایی هستند برای مثال آلومینیوم دارای نقطه ذوب 660 درجه سانتیگراد و کلسیم دارای نقطه ذوب 810 درجه سانتیگراد می‌باشد، از این رو برای ذوب فلزات به منبع حرارت با درجه بالایی نیاز داریم اما به روش زیر می‌توان فلز آلومینیوم را به حالت مذاب درآورد. برای انجام این کار روی یک ظرف بزرگ پر از شن ، ظرف کوچکی پر از پودرهای مختلف و از جمله پودر آلومینیوم قرار داده می‌شود و بالای آن یک نوار باریک منیزیم بعنوان فتیله گذاشته می‌شود. با کبریت زدن به این فتیله ،بلافاصله یک شعله تماشایی و شدید بلند می‌شود و گرمای عجیبی نیز حاصل می‌گردد و بطوری که ظرف کوچک فلزی روی ظروف بزرگ پر از شن کاملا سرخ شده و محتویات آن بصورت آهن مذاب در می‌آید.
وسایل مورد نیاز
• پودر آلومینیوم
• پودر اکسید فریک
• پراکسید باریم
• یک ظرف کوچک و ضخیم فلزی
روش اجرا
برای اجرای این آزمایش ، پس از تهیه وسایل مورد نیاز ، ابتدا یک ظرف بزرگ فلزی نیز تهیه نموده و آن را پر از شن سازید و آزمایش را روی آن اجرا کنید تا حرارت شدید میز را نسوازند.
حال در ظرف کوچک سه قسمت اکسید فریک و یک قسمت پودر آلومینیوم ریخته و با هم خوب مخلوط کنید. سپس ، در روی این مخلوط ، به ضخامت یک سانتی متر مخلوطی از ده قسمت پراکسید باریم و یک قسمت پودر آلومینیوم بریزید و روی آن فتیله منیزیم را قرار دهید. این فتیله بشکل نوار باریکی بطول 12 سانتی متر است که وسط آن بهم پیچیده شده و دو سرش آزاد هستند و در توی پودر فرو رفته اند.
کافی است که حالا به این فتیله کبریتی بزنید تا شعله ور شده

و به سرعت حرارت شدیدی ایجاد شود تا آنجا که ظرف را سرخ کرده و محتویات آن را بصورت مذاب درآورد.
دلیل انجام کار
با وجود عجیب بودن آزمایش ، دلیل آن ساده است. آلومینیوم با اکسیژنی که از اکسید فریک آزاد می‌شود ترکیب یافته و حرارت کافی برای تولید این گرما و ذوب
ریخته گری را بطور خلاصه فرآورش و تبدیل ماده خام به چیزهای دیگر( مثل محصول ساخته شده) تعریف میکنند. بنابراین این فرآیند در زمره فعالیتهای تبدیل ماده اولیه به قطعه نهایی ( که البته ممکن است به عملیات ماشینکاری نیاز داشته باشد)تقسیم بندی میشود. فرآیند کار در کلیه روشهای مختلف آن عبارتست از ریختن مذاب در داخل قالب و انجماد و سرد شدن مذاب ، تبدیل آن به قطعه ساخته شده و خارج کردن قطعه از قالب. در این فرآیند آنچه که صورت میگیرد پایین آمدن دمای مذاب تا حد معین ، توقف دما و رسیدن به دمای تعادل است. از فیزیک می دانیم هنگامی که دو یا چند ماده با دماهای متفاوت با یکدیگر ادغام میشوند گرما از جسم گرم به جسم سرد منتقل میشود و این فرآبند تا هم دما شدن آنها و رسیدن به دمای تعادل صورت میگیرد . در اینجا نیز روش کار بدین صورت است و هم دما شده مذاب و قالب تا رسیدن به دمای تعادل ( یا به اصطلاح سرد شدن مذاب ) ادامه دارد. نباید از نظر دور داشت که انجماد به یکباره صورت میگیرد بلکه مراحل جوانه زنی و رشد را نیز در بر میگیرد که همگی در درس علم مواد بطور کامل آنرا آموخته ایم.

روشهای ریخته گری:
روشهای ریخته گری بطور خلاصه به دو دسته عمده تقسیم بندی میشوند:
• ریخته گری با قالبهای یک بار مصرف
• ریخته گری با قالبهای چند بار مصرف

در ریخته گری با قالبهای یک بار مصرف ، برای بیرون آوردن قطعه ساخته شده از دورن قالب ، آنرا می شکنند. خود این روش را میتوان به دو دسته : قالبگیری با مدل یک بار مصرف و قالبگیری با مدل چند بار مصرف تقسیم بندی کرد.قالبگبری با مدلهای یک بار مصرف ، قالبگیریهای ماسه ای هستند که در آن قالب ساخته شده توسط ماسه پس از انجماد مذاب شکسته می شود. البته قالبگیریهای پوسته ای ، قالبگیری به کمک خلاء ، قالبگیری ماسه ای نمناک و; را هم در زمره قالبگیری ماسه ای می توان تقسیم بندی کرد.به دلیل رایج بودن قالبگیری ماسه ای و استفاده اغلب از آن در کارگاه ریخته گری ( به عنوان یکی از دروس مهندسی صنایع) این نوع ریخته گری را در اینجا بررسی خواهیم کرد.

ریخته گری ماسه ای ( قالبگیری ماسه ای ) :

در این نوع ریخته گری قبل از انجام هر کاری مدلی را که بر اسا س آن قرار است محصول ساخته شود با استفاده از پلاستیک ، چوب وغیره می سازند. سپس آنرا در قالب فلزی دو تکه قرار می دهند. هر یک از این دو قسمت جداشدنی قالب را ” درجه ” ( ضمه بر روی ض ) می نامند. بنابراین خود مدل دو تکه خواهد بود . درجه بالایی را بر روی میز کار قرار داده ، قسمت بالایی مدل را در داخل آن گذاشته با استفاده از پودر جداکننده و پاشش و کوبیدن ماسه درون قالب ( ترکیب ماده مذکور شامل ماسه ، آب ، خاک رس و نوعی چسب است) آنرا پر میکنند. همین کار را برای نیمه دیگر نیز انجام می دهند. نیاید از نظر دور داشت که گذاشتن تکه چوبی ( بصورت شیب دار) برای ایجاد راهگاه مناسب درون قالب ضروری است و نیز تعبیه تغذیه کننده برای جبران کمبود های ناشی از انقباض مذاب دورن قالب . بعد از خارج کردن مدل از قالب و میله راهگاه دو نیمه قالب بر روی هم قرار گرفته ، سپس مذاب را درون آن می ریزند( با استفاده از ابزاری شبیه ملاقه به نام چمچه ) و پس از سرد شدن مذاب ، قالب را شکسته و قطعه را خارج می کنند(شکل روبرو را ببینید) :
در این روش ماسه نقش قالب را برای ما بازی میکند، ضمن اینکه نیرویی که برای جریان یافتن مذاب در داخل قالب لازمست نیروی ثقل است که امروزه از روشهای بسیار پیچیده تری از جمله فشار هیدرولیکی به جای آن استفاده می کنند. این روش یکی از ساده ترین و متداولترین روشها ( البته در سطح کارگاهی) برای تولید قطعات ریخته گری است و قطعه

 

ای که بدین طریق بدست می آید احتمالاً دارای نقایص ظاهری فراوانی از جمله : پلیسه زیاد و تخلخل است که ما را به استفاده از عملیات ماشینکاری بعدی وادار می سازد.

خاطر نشان کرد که برای بدست آوردن قطعات و محصولات با کیفیت بالا و بدون نیاز به عملیات ماشینکاری بعدی از روشهای جدید و پیشرفته تری استفاده می گردد . ضمن اینکه قالبگیری با قالبهای یک بار مصرف هزینه و زمان زیاذی را به خود اختصاص می دهد. در عمل از قالبگیری با فالبهای چند بار مصرف بسیار استفاده میشود که به آن خواهیم پرداخت.
ریخته گری با قالبهای چند بار مصرف را می توان شامل :

ریخته گری توخالی
ریخته گری کرتیاس
ریخته گری با فشار کم
ریخته گری گریز از مرکز
ریخته گری گریز از مرکز مجازی
ریخته گری پیوسته
ریخته گری الکترومغناطیسی
ریخته گری حدیده ای

از میان روشهای فوق ریخته گری حدیده ای و گریز از مرکز را به دلیل تولید قطعات با دقت بالا و نیز کاربرد فراوان در صنعت مورد بررسی قرار خواهیم داد.
ریخته گری حدیده ای از جمله روشهایی است که میتوان قطعات با ابعاد عالی و دقیق را با آن تولید کرد.در این روش فلز مذاب تحت فشار مکانیکی یا هیدرولیکی از طریق راهگاه هایی به داخل قالب رانده شدهع سپس این (که دو قسمتی بوده) بسته شده و مذاب درون آن سرد شده و منجمد می شود و پس از آن با باز شدن قالب قطعه از قالب خارج میشود .
ریخته گری حدیده ای به دو صورت میتواند اعمال شود :ریخته گری با مخزن گرم( کوره مذاب در کنار دستگاه) و ریخته گری با مخزن سرد (که

فلز را در کوره ای جداگانه ذوب کرده و به داخل دستگاه تزریق می کنند).
ریخته گری گریز از مرکز از جمله روشهایی است که در تهیه قطعات مدور , لوله , و یا حتی چند ضلعی استفاده می کنند. در این روش قالب با استفاده از نیروی گریز از مرکز حول محور عمودی یا افقی می چرخد و مذاب را به همه جای آن میرساند.

 

کلمات کلیدی :