اصطلاحات ریخته گری

اصطلاحات ریخته گری:
ریخته گری، یکی از متداول ترین روش های ساخت و تولید است که طی چندین مرحله و با استفاده از ابزارهای متنوع اجرا می شود. یادگیری اصطلاحات رایج ریخته گری، امکان درک بهتر مکانیزم اجرای این فرآیند را فراهم می کند.

برخی از این اصطلاحات عبارت هستند از:

• اصطلاحات مربوط به ابزارهای ریخته گری.
• قالب.
• حفره.
• سیستم راهگاهی.
• قطعه.
• ماسه ریخته گری.
• ماسه رویه.
• ماسه رزینی.
• فلاسک.
• کوپ و درگ.
• چیک.
• مدل.
• ماهیچه.
• چپلت.
• چیل.
• بوته.
• پاتیل.

اصطلاحات مربوط به سیستم راهگاهی درون قالب:

• حوضچه.
• بارریز.
• اسپرو.
• چشمه.
• رانر.
• گیت.
• رایزر.
• غلاف.
• هواکش.

در ادامه به معرفی هر یک از اصطلاحات بالا می پردازیم.

قالب ریخته گری:
«قالب» (Mold یا Mould)، ابزاری است که به منظور شکل دهی به فلز مذاب مورد استفاده قرار می گیرد. قالب ریخته گری تحت فشار با اصطلاح «دای» (Die) شناخته می شود. طراحی قالب های صنعتی مورد استفاده از فعالیت های بسیار مهم در فرآیند ریخته گری به شمار می رود؛ چراکه تمامی بخش های موجود در قالب، بر روی کیفیت قطعه ریخته گری شده تأثیر می گذارند.

حفره قالب:
«حفره» (Cavity)، فضای خالی درون قالب و مقصد نهایی مواد مذاب است. مواد مذاب با پر کردن حفره قالب، ساختار کلی قطعه مورد نظر را تشکیل می دهند.

سیستم راهگاهی قالب:
«سیستم راهگاهی» (Gating system)، مجموعه ای از مجراهای درون قالب است که امکان هدایت مواد مذاب از بیرون قالب به درون حفره را فراهم می کند. حوضچه، اسپرو، چشمه، راهبار، تغذیه، راهبار، راهباره و دریچه، از بخش های اصلی سیستم راهگاهی به شمار می روند.

قطعه ریخته گری شده:
قطعه ریخته گری شده، جسمی است که پس از فرآیند انجماد از درون حفره قالب خارج می شود. به قطعه ریخته گری شده، اصطلاحا «کستینگ» (Casting) می گویند.

ماسه ریخته گری:
ریخته گری ماسه ای به عنوان متداول ترین روش اجرای ریخته گری شناخته می شود. ماده اصلی در ساخت قالب های این فرآیند، ماسه است. فراوانی و هزینه پایین ماسه سیلیسی، این ماده را به گزینه اول ساخت قالب های ماسه ای تبدیل می کند. البته انبساط حرارتی بالای ماسه سیلیسی، احتمال رخ دادن عیوب ریخته گری را افزایش می دهد. ماسه تر یا ماسه سبز، سیلیکات سدیم یا شیشه مایع و ماسه رزینی از رایج ترین مواد مورد استفاده برای ساخت قالب های ریخته گری هستند.

ماسه رزینی:
ماسه رزینی، ماده ای است که معمولا از ترکیب ماسه سیلیسی ریزدانه با رزین فنولی ترموست تشکیل می شود. مخلوط کردن این مواد با یکدیگر، امکان ساخت قالب های سخت با استحکام بالا را فراهم می کند.

ماسه رویه:
«ماسه رویه» (Facing Sand)، ماسه ای است که برای ساخت بخش های قالب در مجاورت مدل استفاده می شود. ماسه رویه در ارتباط مستقیم با مواد مذاب قرار می گیرد. از این رو، این ماسه از مقاومت بسیار بالایی در برابر تنش های حرارتی اعمال شده از طرف مواد مذاب بهره می برد.

درجه یا فلاسک:
دُرجه یا «فلاسک» (Flask)، ابزاری است که به منظور نگهداری قالب ریخته گری مورد استفاده قرار می گیرد. این وسیله، فقط دارای دیواره های جانبی است و هیچ بخش بالایی یا پایینی ندارد. مقطع فلاسک، معمولا به شکل مقاطع ساده ای نظیر مربع، مستطیل و دایره است.

نیمه های فلاسک:
اغلب روش های ریخته گری، از قالب های دو تکه برای ساخت قطعات استفاده می کنند. از این رو، فلاسک نیز به صورت دو تکه ساخته می شود. به بخش بالایی فلاسک، «کوپ» (Cope) و به بخش پایینی آن، «درگ» (Drag) می گویند.

چیک:
در ریخته گری های پیچیده، فلاسک، از چندین تکه (بیش از دو تکه) تشکیل می شود. به بخش های میانی فلاسک در این حالت، «چیک» (Cheek) می گویند.

مدل یا الگو:
مدل یا «الگو» (Pattern)، جسمی کاملا مشابه با قطعه نهایی ریخته گری است. این جسم به منظور ایجاد حفره قالب (فضای جریان یافتن مواد مذاب) مورد استفاده قرار می گیرد. از مواد قابل استفاده برای ساخت مدل ریخته گری می توان به چوب، فلز و پلاستیک اشاره کرد.

مغزه یا ماهیچه:
ماهیچه یا «مغزه» (Core)، قطعه ای مجزا در قالب ریخته گری است که به منظور ایجاد بازکننده و فضاهای توخالی در قطعه مورد استفاده قرار می گیرد. در صورت پیچیدگی ساختار داخلی قطعه و عدم امکان دستیابی به شکل مورد نظر توسط مدل، از ماهیچه درون حفره قالب استفاده می شود. به این ترتیب، مواد مذاب، محل قرارگیری ماهیچه ها را پر نمی کنند. ماهیچه ها از ابزارهای پرکاربرد در فرآیندهای ریخته گری به شمار می روند.

چپلت:
«چپلت» (Chaplet)، قطعه کوچک فلزی است که به منظور نگهداری ماهیچه در حین فرآیند ریخته گری مورد استفاده قرار می گیرد. چپلت ها، از جابه جایی ماهیچه بر اثر نیروهای اعمال شده از طرف جریان مواد مذاب جلوگیری می کنند.

چیل:
«چیل» (Chill)، قطعه ای است که به منظور بهبود فرآیند انجماد (افزایش نرخ خنک شدن)، درون حفره قالب یا اطراف آن جانمایی می شود. در ریخته گری های پیچیده، عدم تقارن شکل و ضخامت قطعات، از انجماد خطی و یکنواخت بخش های مختلف جلوگیری می کند. چیل ها، با تنظیم انتقال حرارتی در نقاط بحرانی، باعث تعدیل فرآیند انجماد می شوند. جنس این قطعات از مواد دارای هدایت الکتریکی بسیار بالا است.

بوته:
«بوته» (Crucible)، ظرفی است که به منظور نگهداری فلزات در حین فرآیند ذوب مورد استفاده قرار می گیرد. بوته ریخته گری معمولا از جنس مواد سرامیکی یا فلزی با نقطه ذوب بسیار بالا ساخته می شود. این وسیله درون کوره قرار می گیرد و حرارت کوره را به فلز درون خود انتقال می دهد. پس از ذوب شدن فلز، بوته برای شروع فرآیند ریخته گری به محل قرارگیری قالب انتقال داده می شود.

پاتیل:
«پاتیل» (Ladle)، وسیله ای است که منظور انتقال و ریختن ماده مذاب در فرآیند ریخته گری مورد استفاده قرار می گیرد. پاتیل ها اغلب در کارخانه های ذوب کاربرد دارند. این وسایل در ابعاد کوچک (با ظرفیت حدود 20 کیلوگرم) و بزرگ (با ظرفیت حدود 330 تن) ساخته می شوند. برخلاف بوته، پاتیل های معمولی درون کوره قرار نمی گیرند. برخی از کوره های پایتلی، از قابلیت اعمال حرارت به فلز و ذوب آن بهره می برند.

حوضچه بارریز:
«حوضچه بارریز» (Pouring Basin)، یک حفره کوچک قیفی شکل در بخش بالایی قالب است که به منظور ریختن مواد مذاب به درون حفره داخلی استفاده می شود. حوضچه بارریز، نرخ جریان مواد مذاب را تنظیم می کند و اغتشاشات مواد در ورودی راهگاه را کاهش می دهد. تصویر زیر، بیانگر بخش های مختلف قالب ریخته گری ماسه ای و سیستم راهگاهی درون آن است. اصطلاحات مورد استفاده در اغلب روش های ریخته گری، به یکدیگر شباهت دارند.

اسپرو یا راهگاه بارریز:
راهگاه بارریز یا «اسپرو» (Sprue)، مجرای هدایت مواد مذاب از حوضچه بارریز به حفره قالب است. این مجرا، معمولا به شکل مخروطی طراحی و ساخته می شود. در بسیاری از موارد، کنترل جریان مواد مذاب توسط راهگاه بارریز انجام می گیرد.

چشمه راهگاه:
در انتهای راهگاه بارریز و در محل اتصال آن با راهبار، فضایی وجود دارد که با تجمع مواد مذاب، از سقوط آزاد آن ها جلوگیری می کند. به این فضا، چشمه راهگاه می گویند. چشمه راهگاه، اغتشاشات جریان و گیر کردن هوا درون مواد مذاب را کاهش می دهد. مقطع این چشمه معمولا به شکل دایره، قطر آن حدود دو برابر قطر انتهای راهگاه و عمق آن حدود دو برابر عمق راهبار است.

رانر یا راهبار:
راهبار یا «رانر» (Runner)، مجرایی است که مواد مذاب را از راهگاه به دریچه یا تغذیه های اطراف حفره قالب هدایت می کند. رانرها با کاهش سرعت مواد مذاب، باعث جریان یکنواخت آن ها به بخش های مختلف حفره می شوند. این مجراها، معمولا در بخش پایینی قالب قرار دارند.

دریچه یا راهباره:
راهباره یا دریچه «Gate یا Ingate»، مجرایی است که مواد مذاب را از راهبار به حفره اصلی قالب هدایت می کند. طراحی راهباره، باعث تغذیه یکنواخت حفره با نرخ ثابت و مطابق با نرخ انجماد می شود. در اغلب موارد، مقداری از مواد مذاب درون دریچه یا حتی دیگر مجراهای سیستم راهگاهی باقی می مانند. این مواد به همراه مواد درون حفره، طی فرآیند انجماد، سخت می شوند. از این رو، پس از باز کردن قالب و خارج کردن قطعه، نیاز به عملیات ماشین کاری برای تهیه قطعه یا قطعات نهایی خواهد بود.

رایزر یا تغذیه:
منبع تغذیه یا «رایزر» (Riser)، فضاهایی درون سیستم راهگاهی قالب هستند که در هنگام توقف ریختن مواد مذاب، به عنوان مخازن ذخیره و تامین مواد مورد استفاده قرار می گیرند. با توقف فرآیند ریختن، مواد مذاب درون حفره ها، بر اثر فرآیند انجماد، شروع به جمع شدن می کنند.

کاهش حجم ناشی از جمع شدگی، باعث کاهش ابعاد و تغییر شکل قطعه ریخته گری شده نسبت به قطعه طراحی شده می شود. رایزرها، با تامین مواد مذاب اضافی، تأثیر جمع شدگی بر مشخصات ابعادی قطعه را کاهش می دهند. بر اساس دسترسی یا عدم دسترسی مجرا به بیرون قالب، رایزرها به انواع بالاسری (دسترسی از بالای قالب)، کناری (دسترسی از کناره های قالب) و کور (بدون دسترسی) تقسیم می شوند.

غلاف رایزر:
«غلاف رایزر» (Riser Sleeve)، قطعه ای استوانه ای شکل است که به منظور کاهش افت حرارتی رایزر توسط ایجاد عایق حرارتی و یا تولید حرارت برای جلوگیری از افت دما مورد استفاده قرار می گیرد. این قطعه، با کاهش میزان جمع شدگی، باعث پیوستگی فرآیند ریخته گری و افزایش کیفیت قطعه نهایی می شود.

هواکش:
«هواکش» (Vent)، مجرای کوچکی است که امکان خروج هوا و گازهای ایجاد شده در قالب را فراهم می کند. طراحی مناسب هواکش ها، از اهمیت بالایی برای جلوگیری از عیوب ریخته گری مرتبط با حضور گازها برخوردار است. هر چه سطح هواکش ها از مقاومت کمتری در برابر جریان هوا برخوردار باشد، خروج گازها با سهولت بیشتری انجام می گیرد.