ریخته گری چدن به فرآیند تولید آلیاژها و فلزات به وسیلهی ذوب کردن آنها، ریختن مذاب در یک قالب از قبل آماده شده و سپس انجماد و ساخت فلز مطابق با قالب اولیه گفته میشود.
ریخته گری یکی از انواع روشهای تولید قطعات صنعتی است و چدن یکی از پرکاربردترین مواد در این فرآیند است که مقدار زیادی از کل تولیدات را در برمیگیرد زیرا این امکان را به شما میدهد تا اشکال گوناگون و پیچیده را با دقت مناسب از طریق کنترل ترکیبات با هزینه مقرون به صرفه تولید کنید.
ریخته گری چدن باید با در نظر گرفتن ترکیب شیمیایی آلیاژ و دقت فراوان انجام شود تا کمترین عیوب ریخته گری چدن در قطعات تولیدی ایجاد شود. به همین دلیل، سفارش ریخته گری خود را به جایی بسپارید که در نهایت بهترین قطعات را به شما ارائه دهد.
در این مقاله ابعاد مختلف ریخته گری چدن مانند معرفی انواع روشهای ریخته گری چدن، مراحل آن، مزایا و معایب و کاربردهای آن را بررسی میکنیم. تا انتهای مقاله با ما همراه باشید تا اطلاعات مفیدی را در این زمینه کسب کنید.
فهرست مطالب
ریخته گری چدن چیست؟
همانطور که میدانید از گذشته تا به امروز یکی از متداولترین روشها برای ساخت قطعات فلزی ریخته گری است که در آن فلزاتی مانند چدن، فولاد، آهن و آلومینیوم را ذوب کرده و سپس به داخل قالبهای ویژهای میریزند تا یکسری عملیات تزریق مواد مذاب بر روی آنها انجام دهند.
به این نوع شکل گیری و سخت شدن قطعات چدنی، ریخته گری گفته میشود که به روشهای گوناگونی انجام میشود. در ریخته گری چدن از عناصری مانند آهن، کربن و فروسیلیس استفاده میشود.
ریخته گری یکی از مهمترین فرآیندها در تولید قطعات مورد نیاز صنایع مختلف است و اجرای این فرآیند نیازمند انجام چندین مرحله کلیدی میباشد. انجام تمام مراحل ریختهگری چدن برای تولید یک قطعه کاربردی و سالم ضروری است.
بیشتر بخوانید: مقاله
ریخته گری چدن و روشهای متداول اجرای آن
ریخته گری قطعات چدنی فرآیند مهمی است که در تولید قطعات چدنی استفاده میشود و از محبوبیت بسیار بالایی برخوردار میباشد. در ریختهگری چدن چند روش به صورت متداول استفاده میشود که تا حدود زیادی همان روشهای ریخته گری فولادی هستند.
روشهای متداول ریخته گری چدن عبارتند از:
- روش داکتیل یا چدن نشکن
- روش ماسه CO2 حساس
- روش ماهیچهای محافظ
بیشتر بخوانید: مقاله
روش داکتیل یا نشکن
در این روش اضافه کردن عناصری مانند فروسیلیکو منیزیم و سدیم به چدن مذاب باعث تغییر کلی در ساختار چدن میشود. در این مرحله با استفاده از این مواد افزودنی کشش و استحکام چدن بیشتر میشود.
منیزیم ساختار چدن را به خوبی تغییر داده و آن را به شکل کروی درمیآورد که به خوبی باعث از بین رفتن شکنندگی چدن میشود. نشکن سازی چدن و تولید قطعات ریخته گری چدن داکتیل با دو روش ساندویچی و قالبی قابل انجام میشود.
بیشتر بخوانید: مقاله
روش ساندویچی در داخل پاتیل
در این روش، در پایین پاتیل یک محفظه قرار داده میشود و فروسیلیکو منیزیم را در داخل آن میریزند و سپس روی آن یک صفحه فولادی گذاشته میشود تا داخل پاتیل از مذاب پر شود. بعد از گذشت مدت زمان کوتاهی صفحه فولادی ذوب شده و منیزیم با مذاب تلقیح میشود. به جای صفحه فولادی از ماسه دیرگداز هم میتوان استفاده کرد که با تکان دادن ماسه با میلگرد مذاب با فروسیلیکو منیزیم تماس پیدا کند.
روش نشکن سازی در قالب
در این روش، یک محفظه پر از پودر آلیاژ فروسیلیکو منیزیم در سیستم راهگاهی و بر سر راه جریان مذاب قرار میگیرد تا هنگامی که مذاب در حال پر کردن قالب است در این محفظه گردش کند و تمام منیزیم را در خود ذوب و حل کند.
روش ماسه حساس به CO2
در ریخته گری چدن به روش ماسه حساس از ماسههای سیلیسی به عنوان اصلیترین مواد برای قالبگیری و چسبهای سیلیکات سدیم استفاده میشود. چسبهای سیلیکات سدیم هنگام دمیدن گاز CO2، سیلیس تولید کرده که باعث چسبیده شدن ذرات ماسه به همدیگر میشود.
در این روش، قابلیت تراشکاری کاهش و دقت محصول نهایی افزایش پیدا میکند و از مزایای آن دقت بالاتر و تراشکاری کمتر ریخته گری قطعات چدنی میباشد. هنگام خروج قالب شکل قالبها بر روی ماسهها ایجاد میشود و پس از خروج قطعه از قالب هم جای ماسه روی بدنه آن باقی نخواهد ماند.
روش ماهیچههای محافظ
در این روش منظور از ماهیچه یک جز مستقل از قالب است که برای ساخت قطعات توخالی کاربرد دارد و مسئولیت ایجاد محفظههای داخلی اصلی در این قطعات را بر عهده دارد. زائدههای خارجی ماهیچهها در یک سطح نیستند.
در مواردی که طراحی و ساخت قالبهای ماهیچهای پیچیده باشند و امکان کوبیدن دستی قالب وجود نداشته باشد، ماسهها را در حالت دمشی و با فشار باد به داخل قالبها تزریق میکنند. در انتها مواد مذاب به یک قطعه چدنی محکم تبدیل میشوند.
بیشتر بخوانید: مقاله و
مراحل ریخته گری چدن
فرآیند ریخته گری چدن از چندین مرحله تشکیل شده که در ادامه به بررسی آنها میپردازیم.
مرحله طراحی قالب ریخته گری چدن
طراحی قالب یکی از مراحل اصلی در ریخته گری است که شکل آن اهمیت بسیار زیادی دارد. در تولید قالبها مواد اولیه به نوع و کاربرد آنها بستگی دارد و باید به نوع فرآیند تولید قالبها دقت کرد.
طراحی قالب ریخته گری معمولاً توسط شرکتهای تولید کننده قطعه مورد نظر، با طرحهای متناسب با دستگاه CNC نهایی میشوند. در انتها یک قالب اصلی و یک قالب دیگر که به آن درجه میگویند ساخته میشود. درجهها از جنس فلز هستند و قالب اصلی درون آنها قرار میگیرد.
انواع قالب ریخته گری به دو دسته کلی زیر تقسیمبندی میشوند:
- قالب ریخته گری موقت یا یکبار مصرف
- قالب ریخته گری دائمی
قالب ریخته گری موقت یا یکبار مصرف
قالب موقت ریخته گری، مخصوص یکبار ریزی است. هنگام فرآیند ذوب و برداشت قطعه از بین میرود و پس از اتمام فرآیند مجدد قابل استفاده نمیباشد. قالب شنی رایجترین قالب موقت است و علاوه بر شن جنس این قالبها میتواند از ماسه، گچ و مواد سرامیکی باشد. انواع ریخته گری در قالبهای خشک، دقیق و پوستهای در دسته قالبهای موقت انجام میشود.
قالب ریخته گری دائمی
در ساخت قالبهای دائمی از فلزاتی مانند چدن خاکستری، آلومینیوم، منیزیم و فولاد با پوشش گرافیت استفاده میکنند. با قالب ریخته گری دائمی امکان استفاده مجدد و تولید قطعات بیشتر وجود دارد.
قالب دائمی در دو تکنیک ریخته گری با فشار بالا و فشار کم کاربرد دارد و از مزایای آن میتوان به موارد زیر اشاره کرد:
- کاهش درصد انقباض
- پیشگیری از بروز نقصهای ساختاری
- طول عمر و سرعت تولید بالا
- دقت ابعادی مناسب
- صرفه جویی در عملیات نهایی و مذاب مصرفی
- بهبود خواص مکانیکی
دستهبندی قالبهای دائمی
قالبهای دائمی به دستههای زیر تقسیمبندی میشوند:
- ریخته گری قالب دایکاست
- ریخته گری قالب ریژه
- ریخته گری قالب ماسهای
- ریخته گری با قالب فوم
روشهای ساخت قالب ریخته گری چدن
روشهای اصلی ساخت قالب ریخته گری چدن عبارتند از:
- روشهای دستی
- روشهای نیمه خودکار
- روشهای کاملاً اتوماتیک
- ساخت درجه مناسب برای ریخته گری فلزات
نحوه ساخت قالب و قالبگیری در ریخته گری چدن
۱. ابتدا برای قطعهای که به تولید آن نیاز داریم باید یک نقشه طراحی کنیم.
۲. پس از آن باید از روی نقشه مرحلهی مدلسازی انجام شود.
۳. انتخاب فلز مناسب برای ساخت قالب به کاربرد قطعه بستگی دارد.
۴. استفاده از ماسه به شکلگیری بهتر قالب کمک میکند.
۵. در قطعههایی که دارای فرورفتگی و برجستگی هستند استفاده از ماهیچه برای اتصال قسمتهای مختلف آن ضروری است.
۶. بعد از ریختن ماده مذاب درون قالب منتظر بمانید تا گازهای موجود در آن خارج شوند.
۷. باید دما و سرعت مناسبی برای ریختن ماده مذاب در قالب تعیین کنید و این کار برای تثبیت شکل نهایی قالب مفید است.
۸. سرعت سرد شدن ماده مذاب را باید کنترل کنید زیرا بیتوجهی به این مرحله باعث ایجاد حفره در قطعه مورد نظر میشود.
مرحله ذوب چدن
هنگامی که طراحی و ساخت قالب به پایان رسید، مرحلهی جمعآوری بلوکها، ضایعات آهن و انتقال آنها به کوره فرا میرسد. در این مرحله از ریخته گری برای ذوب فلزات باید دمای کوره را به اندازه کافی افزایش داد.
دمای مناسب برای ذوب چدن حدود ۱۲۰۰ درجه سانتیگراد است ولی خیلی از کارخانهها برای افزایش سرعت ذوب دمای کوره را تا ۱۴۰۰ درجه سانتیگراد افزایش میدهند.
هنگام ذوب مواد، اپراتورها برای ریخته گری قطعات چدنی باید جوانه زا، کربن و فروسیلیس را به نحو احسنت به مواد مذاب اضافه کنند. بعضی از کارخانهها مواد مذاب را به شمش چدن تبدیل میکنند که قابلیت ذوب مجدد این شمشها، استفاده از آنها را به عنوان ماده اولیه در اکثر صنایع ایدهآل میکند.
مرحله جداسازی قالب ریخته گری چدن
هنگامی که مواد مذاب در داخل قالب کاملاً سخت و منجمد شدند، نوبت به جدا کردن قالب های ریخته گری میرسد. جداکردن قالبهای ریخته گری مراحل مختلفی دارد و به صورت دستی یا با استفاده از دستگاههای ویبراتور انجام میشود.
در روش دستی با نیرو و توانایی دست قالبها را از درجه جدا میکنند ولی در روش مکانیکی با استفاده از لرزش دستگاه ویبراتور قالبها از درجه جدا میشوند.
مرحله آخر؛ پرداخت فلز
پرداخت فلز یا قطعه آخرین مرحله ریخته گری است که برای صاف یا براق کردن سطح قطعه، برطرف کردن نقصهای احتمالی و بهبود وضعیت ظاهری قطعه نهایی انجام میشود.
پرداخت قطعات فلزی نقش بسزایی در افزایش مقاومت آنها در برابر سایش، خوردگی و تغییر شکل دارد. برای پرداخت فلز ابتدا یک لایه نازک روی آن ریخته میشود که این لایه پوشش مناسبی برای پنهان کردن نقصها ایجاد میکند. مهمترین روشهای پرداختکاری فلزات عبارتند از:
- آبکاری
- برس کاری
- پولیش
- سنگ زنی
- پرداخت لرزهای
- سند بلاست
- شات بلاست
خدمات ریخته گری چدن
چدن یکی از آلیاژهای پرکاربرد در صنایع مختلف است و با بهرهمندی از ویژگیهای خاص خود به عنوان مناسبترین آلیاژ برای ریخته گری شناخته میشود و به همین دلیل ارائه خدمات آن گسترش زیادی پیدا کرده است.
در گذشته برای ارائه خدمات ریخته گری از کورههای بلند استفاده میکردند و با ریختن مذاب آهن خام داخل آن فرآیند ریخته گری صورت میگرفت. پس از گذشت سالها با ورود کورههای کوپل به بازار قیمت ریخته گری چدن کاهش پیدا کرد. به این شکل که شمش چدن حاصل از کورههای بلند را در این کورهها ذوب میکردند و از چدن مذاب به دست آمده، فرآیند ریخته گری انجام میشد.
با مرور زمان و پیشرفتهای انجام خدمات ریخته گری و با ورود کورههای القایی و الکتریکی به بازار ارائه خدمات ریخته گری چدن راحتتر شد. امروزه در ایران تنها حدود ۲۰ درصد کارخانهها برای ارائه خدمات ریخته گری از کوره بلند استفاده میکنند و باقی واحدهای ریخته گری از کورههای جدید استفاده میکنند.
سفارش ریخته گری چدن
با پیشرفت صنعت و پرکاربرد شدن چدن، تقاضا برای این فلز افزایش پیدا کرده و بیشتر مورد توجه واقع شده است. به همین دلیل شرکتهای زیادی در این زمینه تأسیس شدند و شروع به فعالیت کردند تا نیاز بازار و مشتریان به خوبی برطرف شود.
با این افزایش تقاضا، بین شرکتهای ریخته گری رقابت چشمگیری ایجاد شده و انتخاب شرکتی معتبر که سفارش شما را در موعد مقرر و با تضمین کیفیت ارائه دهد بسیار ضروری است.
شما برای سفارش ریخته گری میتوانید کارگاههای معتبر و متخصصانی که در آنجا مشغول به فعالیت هستند بررسی کنید و سپس اقدام به ثبت سفارش نمایید تا از مزایا و خدمات کامل آن مجموعه بهرهمند شوید.
بیشتر بخوانید: مقاله
ریخته گری چدن ضدسایش
قطعاتی که با ریختهگری چدن ضدسایش تولید میشوند نقش بسزایی در عملکرد ماشینآلات و تجهیزات در صنایع مختلف دارند. این قطعات با مقاومت و استحکام بالا در برابر ساییدگی و خوردگی، طول عمر بالایی دارند و در موارد گوناگونی استفاده میشوند.
ریختهگری چدن ضدسایش برای تولید قطعات زیر کاربرد دارد:
- قطعات آسیاب
- قطعات پمپ
- قطعات شیرآلات
- قطعات خطوط لوله
- قطعات موتور
کاربردهای ریخته گری چدن
از کاربردهای خدمات ریختهگری چدن به موارد زیر میتوان اشاره کرد:
- ساخت شیرهای فلکه
- ساخت ظروف آشپزخانه
- ساخت تجهیزات کار در معدن
- ساخت انواع چرخ دنده چدنی
- ساخت دیسک ترمز و صفحه دنده
- ساخت مجسمه و قطعات دکوراتیو
- ساخت درپوشهای چاههای خیابان
- تولید انواع میله و شفت با ویژگیهای گوناگون
- ساخت انواع زنجیر چرخ و زنجیرهای ساده با ضخامت مختلف
- تولید تجهیزات صنعت کشتیسازی مانند بدنه موتور، بستها و پمپها
مزایای ریخته گری چدن
ریختهگری چدن مزایای فراوانی دارد که مهمترین آنها عبارتند از:
- چدن دارای خواص ریخته گری مطلوبی است
- استحکام چدن در حدود ۳ تا ۵ برابر بیشتر از فولاد است
- اندازه و ابعاد قطعات ریخته گری شده چدنی بسیار دقیق هستند
- تولید قطعات چدنی با هندسهی پیچیده برای تمامی صنایع امکانپذیر است
- چدن و قطعات تولید شده با چدن مقاومت بسیار بالایی در برابر سایش دارند
- ابزارهایی که برای ریخته گری چدن استفاده میشوند در دسترس و ارزان هستند
- ریخته گری چدن از لحاظ هزینه، انرژی، ضایعات و مواد بسیار مقرون به صرفه است
- در تولید قطعات با ریخته گری چدن، معمولاً نیاز به ماشین کاری ثانویه وجود ندارد
- انواع چدن در ریخته گری خصوصاً چدن خاکستری قابلیت ماشینکاری مطلوبی دارند
- از چدن میتوان برای تولید قطعات در تیراژ بالا استفاده کرد زیرا در مقادیر زیادی موجود است
- انواع ریخته گری چدنی در برابر تغییر شکل مقاومت مطلوبی دارند و اکثراً دارای انعطافپذیری بالایی هستند
معایب ریخته گری چدن
استفاده نادرست از تکنولوژی ریختهگری چدن، طراحی قالب، کیفیت پایین مواد اولیه یا ترکیب نادرست آلیاژها، سرد شدن در شرایط غیر تعادلی، فاصله انجماد طولانی مدت و … از عوامل بروز عیوب ریختهگری چدن هستند. با به کارگیری اصول صحیح ریخته گری و موازنه بین کیفیت و هزینه از ایجاد عیوب به راحتی میتوان جلوگیری کرد.
معایب ریختهگری چدن که ممکن است در طی فرآیند در قطعات تولیدی به وجود بیاید عبارتند از:
- ترک خوردگی
- وجود تخلخل
- غیر یکنواختی
- چدن مستعد زنگزدگی است
- چدن سفید قابلیت ماشینکاری ندارد
- چدن در برابر ضربه مقاومت پایینی دارد
- انواع چدن معمولاً شکنندگی بالایی دارند
- استحکام کششی چدن غالباً ضعیف است
- در مقایسه با فولاد، چدن از قابلیت ماشینکاری کمتری برخوردار است
قیمت ریخته گری چدن و عوامل تاثیرگذار بر آن
هزینه ریخته گری چدن به عوامل مختلفی مانند وزن محصولات چدنی، کیفیت آلیاژ، نوع قالب و نحوه ذوب کردن، ویژگیهای هندسی قطعه، نوع و گرید آلیاژ چدن و کیفیت تولید بستگی دارد. چدن آلیاژی از آهن است و کیفیت آن به میزان خلوص فلزهای اضافه شده به آهن جهت ساخت چدن بستگی دارد که بر روی قیمت هم تأثیر دارد.
وزن قطعات چدنی و نحوه ذوب کردن آنها هم بسیار مهم است و اگر وزن قطعه بالا باشد و برای ایجاد حرارت از کوره ذوب القایی استفاده شود قیمت نهایی بالاتر خواهد رفت.
نوع قالبها هم در تعیین قیمت ریخته گری بسیار موثر است زیرا قالبها باید از جنس بسیار محکم و باکیفیتی باشند تا حرارت بسیار بالای چدن مذاب را بتوانند تحمل کنند.
در آخر با اینکه یکی از مهمترین دغدغههای مشتریان، قیمت ریختهگری چدن است اما بدون در نظر گرفتن عوامل موثر بر قیمت، ویژگیهای قطعه و فاکتورهای مورد نظر نمیتوان قیمت نهایی را مشخص کرد.
برای استعلام قیمت و خرید شمش چدن با کارشناسان فروش متافو تماس حاصل فرمایید:
هزینه ذوب چدن به روش کوره القایی
در این نوع کوره ریخته گری کیفیت ذوب بالاتر و همگنی بیشتر است. هزینه ریخته گری چدن در این روش حدود ۱۰ تا ۱۵ درصد بیشتر از روش کوره دوار میباشد.
حدود قیمت ریختهگری چدن خاکسترى بین ۷۰ تا ۸۰ هزار تومان و ریختهگری چدن نشکن بین ۷۵ تا ۱۰۰ هزار تومان با استفاده از کوره القایی است که بسته به گرید چدن و نوع مشخصات فنی قطعه متفاوت خواهد بود.
هزینه ذوب چدن به روش کوره دوار
این نوع کوره ریخته گری چدن کیفیت ذوب پایینتر و ناهمگنی بیشتری دارد اما ارزانتر است. حدود قیمت هر کیلو چدن ریخته گری به روش کوره دوار به شرح زیر است:
- ریخته گری چدن خاکستری: بین ۶۰ تا ۷۵ هزار تومان
- ریخته گری چدن نشکن: بین ۷۰ تا ۸۰ هزار تومان
نتیجه گیری
ریخته گری چدن یکی از عملیات مهم برای تولید قطعات مورد نیاز در صنایع مختلف است و تولید محصول در این فرآیند به انجام مراحل متوالی نیاز دارد. در این مقاله به معرفی و بررسی همه جانبه این مراحل پرداختیم و متوجه شدیم که همه آنها مکمل هم هستند. مواردی مانند کارایی قطعه، ابعاد و وزن آن در انتخاب تکنیک مناسب برای ساخت قالب ریخته گری مهم هستند.
چدن یکی از بادوامترین آلیاژها برای استفاده در قطعات مکانیکی و حرکتی و بسیار مقاوم در برابر پوسیدگی است که قابلیت ریخته گری بسیار خوبی دارد. همچنین ریختهگری چدن به دلیل داشتن دقت بالایی که در ساخت قطعات پیچیده دارد، از بهترین روشهای ساخت قطعات مختلف به شمار میرود.
شرکت متالورژی فولاد پیشرو (متافو) با بیش از ۱۵ سال تجربه، تأمین کننده مواد اولیه ریخته گری است. متافو با بهرهمندی از تیم مهندسان متالورژی و کارشناسان ماهر و با تجربه، خلوص و کیفیت محصولات مختلف مانند فروآلیاژها، گرافیت، جوانه زا و فلزات پایه را میسنجد و آنها را با قیمتهایی مناسب و رقابتی به مشتریان عزیز عرضه میکند.
سؤالات متداول
برای تولید قطعات خودرو میتوان از ریختهگری چدن استفاده کرد؟
بله، بسیاری از قطعات خودرو چدنی هستند و ریخته گری قطعات چدنی خودرو رایج است.
از کدام قالب برای ریختهگری چدن استفاده کنیم؟
همانطور که در متن مقاله توضیح دادیم با توجه به نوع قطعه نهایی، نوع قالب ریخته گری مشخص میشود.
ریخته گری چدن داکتیل چه روشهایی دارد؟
برای تولید چدن داکتیل که به چدن نشکن نیز معروف است، از روشهای متداولی مانند ریخته گری در پاتیل و ریخته گری در قالب استفاده میشود.
چرا ریخته گری روش بسیار خوبی برای قطعات چدنی است؟
با توجه به اینکه چدنها انعطافپذیری خوبی ندارند، ریخته گری از بهترین روشها برای ساخت قطعات عظیم صنعتی، پیچیده و دقیق است.
