موضوع مقاله: عیوب ریخته‌گری | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # عیوب ریخته‌گری | مقدمه: قطعات ریخته‌گری نیز مانند سایر قطعه‌های تولید شده از فرایندهای متالورژیکی در شرایط معمولی شامل نارسایی‌ها و نواقصی هستند که در بسیاری موارد باعث مردود شناخته شدن قطعه گردیده و در نتیجه تولید کاهش می‌یابد. | ## بخش 1: عیوب ریخته‌گری | عیوب قطعات ریخته‌گری از مشکلات اصلی کارگاه‌ها و کارخانه‌های ریخته‌گری بوده و هر ریخته گر به تناوب با یک یا چند عیب مشترک رو به رو است. بدیهی است اصطلاح عیوب ریخته‌گری قطعات اختصاص به شرایط فنی و علمی داشته و عیوب حاصل از حوادث و سوانح یا عملیات پیش‌بینی نشده نظیر قطع برق، خراب شدن دستگاه و… را شامل نمی‌شود. یک عیب ممکن است مستقیماً از اشکال یا نارسایی مشخص حاصل شود که در این حال بررسی آن بسیار ساده خواهد بود ولی اغلب یک عیب به تنهایی می‌تواند از چندین منشأ مختلف ایجاد گردد که تجزیه و تحلیل و تشخیص منشأ بروز آن عیب به مطالعات و تجربیات بیش تری نیازمند است. در کاربرد دستگاه‌ها و تجهیزات ریخته‌گری و ذوب و همچنین وسایل کمکی مناسب، قسمت فنی را یاری دهد. علاوه بر محیط کار سالم، مواد اولیه و دستگاه‌های مناسب، آموزش کارگران در افزایش توان کار و راندمان تولید بسیار مؤثر خواهد بود. در مواردی که عیوبی به صورت مداوم یا با تناوب زیاد قسمتی از تولید را دربر می‌گیرد، اولین قدم‌ها تشخیص و محدود ساختن عیب به یک یا دو عامل اصلی است که عبارتند از: در نظر گرفتن تمام نکات جاری و برنامه‌ریزی شده مراحل تولید. مرور مجدد تمام امکانات کارگاهی، وسایل، تجهیزات، نیروی انسانی، شرایط ذوب و کنترل کیفیت و در نتیجه تشخیص منشأ عیب. معمولاً فرایندهایی از قبیل تراشکاری، شکل‌دادن و عملیات حرارتی، بر روی قطعه ریخته‌گری انجام می‌شود، بنابراین قطعات معیوب، باید در هر قسمت تولید یا در پایان هر فرایند، به‌طور دقیق کنترل شوند تا از انجام هزینه اضافی بر روی آن‌ها اجتناب شود. در حالت کلی عیوب را به سه دسته تقسیم می‌کنند: عیوب قابل تشخیص در سطح قطعه ریخته‌گری (عیوب ظاهری). عیوبی که در زیر سطح قرار داشته و پس از تراشکاری، مقطع زدن یا متالوگرافی ظاهر می‌شوند. همچنین انبساط هوای قالب و گازهای وارد شده در هنگام بارریزی منشاً دیگری برای بروز این عیوب هستند. این پدیده باعث می‌گردد که قسمت‌هایی از قالب پر نشده و فشار گازهای متراکم در قالب مانع از رسیدن مذاب به تمام قسمت‌ها شود. سوسه‌ها معمولاً در رویه و در زیر سطح قطعه تشکیل می‌گردند و منشاً اصلی آن‌ها رطوبت و چسب ماهیچه است. روش‌های جلوگیری: تنظیم مقدار رطوبت ماسه، تعبیه هواکش برای خروج گاز در قالب و ماهیچه‌ها، استفاده از مبردها و پل‌های تمیز و خشک، کنترل کامل بر مواد قابل تبخیر در ماسه و ماهیچه، کنترل و دقت در بارریزی، جلوگیری از تلاطم مذاب و محبوس شدن هوای قالب، کنترل کوبیدگی ماسه قالب و ماهیچه. برحسب شرایط انجماد و حصول انجماد جهت دار یا همه‌جانبه و همچنین برحسب نوع آلیاژ، کاهش حجم ناشی از انقباض به دو صورت پراکنده و متمرکز در قطعهٔ ریخته شده مشاهده می‌شود. در حالی که کشیدگی‌های پراکنده به صورت یک و تخلخل در قسمت‌های داخلی قطعه پراکنده هستند. | ## بخش 2: عیوب ریخته‌گری | روش‌های جلوگیری: تعبیه سیستم راهگاهی صحیح، محاسبه تغذیه در اندازه و محل مناسب، ایجاد انجماد جهت دار با استفاده از مبردها، تنظیم درجه حرارت فوق ذوب و بارریزی مناسب. پایین بودن سیالیت و انجماد زودهنگام مذاب سبب بروز اشکالات ذیل می‌گردد: قالب کاملاً پر نشود. (نیامد Mis run) قالب پر شده ولی جریان مذاب از دو راهباره به هم آمیخته نمی‌شود: (سردجوشی Cold shut) ظاهراً قطعه کاملاً پرشده و چسبیدگی نیز حاصل شده‌است ولی از نظر داخلی اتصال کامل نیست یا آن که گوشه‌ها و لبه‌های فوقانی یا حتی سطح فوقانی به صورت آزاد منجمد شده‌است (لب گردCold lip). درجه حرارت مذاب مهم‌ترین عامل نیامد محسوب می‌شود، طراحی ناصحیح سیستم راهگاهی و عدم توجه به تعداد راهباره‌ها، وجود آخال و مواد اکسیدی دیگر، سرد بودن قالب و افزاینش زمان بارریزی نیز از عوامل مؤثر دیگر در بروز این عیب محسوب می‌شوند. آخال (سرباره، ماسه و سایر مواد ناخواسته) (انگلیسی: Inclusion) آخال به‌طور کلی هر نوع ماده غیرفلزی است که در شکل‌ها و حالت‌های مختلف درون قطعه ریخته‌گری حضور می‌یابد. از نظر کلی وجود آخال در قطعه ریخته‌گری را در دو حالت بررسی می‌کنند: آخال‌های داخلی (ترکیبی): این آخال‌ها در جریان ذوب و آلیاژسازی به دلیل ترکیب عناصر آلیاژی با هوا، یا مواد گاز زدا و… حاصل شده و بیشتر ترکیبا ت اکسیدی و سیلیکاتی هستند. آخال های خارجی: این آحال‌ها از کثیف بودن بار و آغشته بودن آن‌ها به ماسه، شکسته شدن بوته، مواد نسوز یا ماسه شوری در قالب و کنده شدن پوشش قالب حاصل می‌شوند. آخال‌های اکسیدی خود به دو صورت ورقه ای یا ذره ای در قطعه ریخته‌گری ایجاد می‌شود. علت اصلی به وجود آمدن آن خروج گازهای محلول در مذاب و تشکیل ترکیبات گازی در اثر واکنش‌های موجود در مذاب می‌باشد. انواع گازها به خصوص هیدروژن در مذاب فلزات و آلیاژها حل می‌شوند که پس از بارریزی و پرشدن قالب، در زمان انجماد آلیاژ با کاهش درجه حرارت، حلالیت گاز در فلز جامد شدیداً کاهش یافته و از آن خارج می‌شود. چون امکان خروج تمام یا قسمتی از گازها وجود ندارد، حباب‌های تشکیل شده در داخل قطعه محبوس و در نتیجه مک گازی و تخلخل ایجاد می‌شود که برحسب نوع آلیاژ و شرایط سردشدن متفاوت، ممکن است به صورت ریز مک ظاهر شوند. اگر تمام شرایط مساوی و مشابه باشند، افزایش درجه حرارت بارریزی در ایجاد مک‌های گازی بسیار مؤثر است. استفاده از ماسه قالب و ماهیچه با درجه نسوز خوب و پوشش دادن قالب از روش‌های جلوگیری است. پلیسه (انگلیسی: Fish - Fin) پلیسه، تکه نازک و زائد فلزی است که معمولاً در محل خط جدایش قالب - ماهیچه و تکیه گاه ماهیچه ایجاد می‌شود. دلایل عمدهٔ تشکیل پلیسه عباتند از: خوب جفت نشدن درجه‌ها، نبود اتصال کامل قطعات ماهیچه، منطبق نبودن تکیه گاه مدل با ریشه ماهیچه و به عبارت دیگر کوچک بودن ریشه ماهیچه نسبت به تکیه گاه ماهیچه. در بعضی مواقع شکستگی و ترک قالب یا ماهیچه نیز شرایط تشکیل پلیسه را ایجاد می‌کند. | ## بخش 3: عیوب ریخته‌گری | استفاده از ماسه نرم‌تر، قابلیت نفوذ کمتر و پوشش دادن قالب این عیب را برطرف می‌سازد ترک گرم (انگلیسی: Hot Tears- Hot Cracks) تنش‌های حرارتی ناشی از انقباض بلافاصله بعد از انجماد موجب شکستگی قطعه ریخته‌گری می‌گردد.. ترک گرم دارای شکل خطی نامنظم وغیرمستقیم می‌باشد و همچنین سطوح ترک، اکسید شده می‌باشد. ترک گرم نیز ممکن است داخلی یا بیرونی باشد که نوع داخلی آن به دلیل عدم تشخیص اولیه و احتمال کاربردهای بعدی خطرناک تر است. ساچمه (انگلیسی: Shot Metal) ذرات گرد و ساچمه ای شکل هستند که درون قطعه ریخته‌گری یا سطح ریخته‌گری تشکیل شده و با بدنه قطعه کاملاً یکپارپه نشده‌اند. در هنگام بارریزی و در مواردی که سیستم راهگاهی صحیح طراحی نشده باشد، مقداری از فلز پراکنده شده و حالت گلوله ای به خود می‌گیرد، این گلوله‌ها در پیشاپیش مذاب حرکت کرده و چنانچه درجه حرارت برای ذوب مجدد آن‌ها پایین باشد، این عیب ایجاد می‌شود. روش جلوگیری انطباق ضخامت مقاطع مختلف، تنظیم سرعت سردکردن، ماهیچه گذاری، تنظیم سیستم راهگاهی، تغذیه گذاری و استفاده از جوانه زا در مرحله ذوب می‌تواند این عیب را به مقدار زیادی کاهش دهد. علت اصلی بروز این عیب ضخامت کم قطعه، استحکام بیش از اذدازهٔ ماهیچه‌ها، تخلیه زود هنگام قالب و خارج کردن قطعه می‌باشد. با اولین مراحل تراشکاری ماسه پدیدار گشته و برحسب عمق آن ممکن است قطعه غیرقابل استفاده باشد. عوا مل مؤثر در بروز این عیب عبارتند از: بزرگی سطح قالب، زاویه‌های تند، آرماتوربندی و قانجاق گذاری غلط، جریان نامنظم مذاب، رطوبت زیاد ماسه، استحکام کم قالب به دلیل کمبود چسب و کوبش غیریکنواخت قالب، بار ریزی آهسته، درجه حرارت زیاد و پوشش نامناسب سطح قالب. این پدیده به خصوص در ماهیچه گذاری، چپلت گذاری و جفت کردن قالب‌های ماهیچه دار حائز اهمیت است. تکان خوردن (انگلیسی: Shift) تکان خوردن پدیده ای است که از درست جفت نشدن درجه‌ها، لقی پین‌ها و از ساخت غلط قطعات مدل یا پین کناری ناصحیح ایجاد می‌شود. در این حالت ریشه ماهیچه از ماهیچه کوچک‌تر بوده و در جریان ماهیچه گذاری یا بار ریزی، ماهیچه‌ها از محل خود جابه‌جا می‌شوند. بلند شدن ماهیچه (انگلیسی: Core rise) در مواردی که تکیه گاه‌ها و پل‌های تعبیه شده نتوانند نیروهای ایستایی فلز را تحمل کنند، در اثر فشار مذاب، ماهیچه‌ها کمی از جای خود بلند شده و در نتیجه صحت ابعاد و شکل قطعه ریختگی را از بین می‌برند. عوامل اصلی در ایجاد این عیب عبارتند از: ساخت غلط مدل و جعبه ماهیچه (قالب و ماهیچه)، انطباق نادرست تکیه گاه مدل و ریشه ماهیچه، جریان نامنظم و متلاطم مذاب، قانجاق گذاری نادرست و سایر عملیات قالب‌گیری. عوامل اصلی ایجاد این عیب درست جفت نکردن درجه‌ها و کمبود استحکام ماسه قالب می‌باشد. | ## جمع‌بندی | عواملی مانند قالب‌گیری غلط استفاده از درجه نامناسب و غیریکنواختی سطوح جدایش، تعبیه سیستم راه گاهی در نزدیک دیوارهٔ درجه و فشار زیاد مذاب در به وجودآمدن این عیب مؤثر هستند.