ماسه ریخته گری

ماسه ریخته گری چیست؟

به طور کلی ماسه یکی از ترکیبات طبیعی است که مقاومت بسیار بالایی در برابر آتش و گرما دارد به همین دلیل همواره در محیط‌های کاری که احتمال آتش سوزی وجود دارد اکیداً توصیه می‌شود که مخازن ماسه نیز نگهداری گردد چون با ماسه خیلی زود می‌توان آتش را مهار کرد. این نوع ماسه نقش بسیار مهمی در ریخته گری فلزات دارد. این ترکیب برای انتقال حرارت بالا و سرد کردن سریع مواد مذاب مورد استفاده قرار می‌گیرد. با توجه به خاصیت مقاومتی که ماسه ریخته گری در برابر گرما و آتش دارد بنابراین از آن به عنوان قالب‌های ریخته گری فلزاتی همانند آهن، آلومینیوم، فولاد و مس استفاده می‌شود و یا در ساخت کوره‌های سرامیکی شیشه و سیمان به عنوان یک قالب نسوز کاربرد دارد.

نحوه کار کردن با ماسه ریخته گری

تا این قسمت از مطلب متوجه شدید که ریخته گری با ماسه یکی از مهمترین روش‌ها برای تولید قطعات فلزی شناخته شده است. اکنون باید ببینیم که از ماسه ریخته گری به چه صورت استفاده می‌شود. در مرحله اول باید ماسه براساس قطعه‌ای که مد نظر داریم فرم داده شود. بنابراین قالب مورد نظر بر روی یک صفحه و داخل یک محفظه که به آن محفظه درجه گفته می‌شود قرار می‌گیرد. سپس ماسه ریخته گری در داخل محفظه درجه و بر روی آن مدل ریخته خواهد شد.

در مرحله سوم فشرده‌سازی ماسه ریخته گری انجام می‌شود تا مدل یک نقش پایداری بر روی ماسه ایجاد کند. اکنون زمان آن می‌رسد تا یک مسیر مذاب به داخل قالب ایجاد گردد. به این کار سیستم راهگاهی گفته می‌شود. در مرحله چهارم باید مدل و سیستم راهگاهی از داخل محفظه خارج شوند و لنگه‌های درجه بر روی هم جفت گردند تا قالب ماسه‌ای به طور کامل فرم بگیرد. اکنون می‌توان مواد مذاب را در داخل حفره قالب ریخت و اجازه داد تا فرآیند سرد شدن و منجمد شدن انجام گیرد. وقتی که ماده مذاب به طور کامل سرد شد با شکستن ماسه می‌توان قطعه ریخته گری را از داخل آن خارج کرد.

استفاده از ماسه چه مزیت‌هایی دارد؟

1-    ماسه یکی از ترکیباتی است که به وفور یافت می‌شود. نه تنها در طبیعت ماسه زیادی در کنار سواحل دریا و رودخانه‌ها وجود دارد بلکه در فرآیند خردایش سنگ‌ها نیز ماسه زیادی تولید می‌شود. بنابراین یک ترکیب در دسترس برای ریخته گری به حساب می‌آید.

2-    ماسه به خوبی فرم می‌گیرد. بنابراین براساس قطعه ریخته گری که مد نظر داریم می‌توانیم ماسه را فرم دهیم.

3-     از طرف دیگر ضایعاتی که ناشی از ماسه ریخته گری تولید می‌شوند قابل بازیافت بوده و ما می‌توانیم آن‌ها را به طبیعت بازگردانیم.

4-    ماسه ریخته گری از نظر اندازه نیز در درجات مختلف قرار دارد که ما می‌توانیم براساس هدف از فرآیند ریخته گری، از ماسه‌ها با درجات مختلف استفاده کنیم تا خروجی کار از کیفیت لازم برخوردار باشد.

فاکتور‌های مهم در انتخاب

کسانی که در صنعت ریخته گری کار می‌کنند قطعاً به خوبی می‌دانند که ماسه‌های مورد استفاده از نظر درجه دانه‌بندی کاملاً متفاوت هستند. برخی از آن‌ها دانه‌بندی‌های بسیار ریز و برخی اندازه درشت‌تری دارند. درجه دانه‌بندی بر روی قابلیت فشرده‌سازی ماسه و در نتیجه شکل نهایی آن تأثیر می‌گذارد. دانه‌های ریز قابلیت فشرده‌سازی بیشتری داشته و بنابراین باعث افزایش استحکام قالب می‌شوند.

اما میزان نفوذ‌پذیری دانه‌های ریز در داخل قالب پایین است. نفوذ‌پذیری از این منظر اهمیت دارد که بر روی سرعت خروج گاز‌ها و بخار‌های متصاعد شده ناشی از ریخته گری تأثیر می‌گذارد. هر چه نفوذ‌پذیری ماسه پایین‌تر باشد خروج گاز دیرتر اتفاق می‌افتد و در نتیجه قالب ریخته گری دیرتر سرد خواهد شد. از طرف دیگر شما باید در ریخته گری به سراغ ماسه‌هایی بروید که قابلیت متلاشی شدن خوبی دارند تا وقتی فرآیند ریخته گری به اتمام رسید شما راحت بتوانید قالب ریخته گری را از داخل آن خارج کنید.

براساس آنچه که گفته شد ماسه‌ های ریخته گری بر مبنای شکل ظاهر به 4 دسته ماسه‌های گرد، ماسه‌های نیمه گرد، ماسه گوشه‌دار و ماسه مخلوط تقسیم می‌شوند. ماسه‌های گرد از کیفیت بسیار بالایی با برخوردار بوده و با سرعت گاز‌های ناشی از سرد شدن مواد مذاب را خارج می‌کنند. ماسه‌های گوشه‌دار به دلیل زوایایی که دارند به خوبی در هم چفت شده و در نتیجه استحکام کار را بالا می‌برند اما متأسفانه نفوذ‌پذیری آن‌ها در برابر نفوذ گاز پایین است.

بررسی انواع قالب‌های ماسه‌ای

براساس اینکه ماسه مورد استفاده در ریخته گری براساس چه روشی تهیه می‌شود قالب‌های ماسه‌ای به ۴ دسته زیر تقسیم‌بندی می‌گردند:

1-    قالب ماسه‌تر

همانگونه که از نام این روش مشخص است در قالب ماسه تر باید از ماسه‌های مرطوب یا نمدار استفاده شود که این روش نسبت به روش‌های دیگر قیمت ارزان‌تری دارد. برای قالب ماسه‌تر از مخلوط ماسه، آب و خاک رس استفاده می‌شود.

2-    قالب ماسه خشک رویه

در این روش ماسه‌ها به محض ورود به داخل قالب در معرض هوا یا شعله خشک می‌شوند. در نتیجه چون سطح روی آن‌ها رطوبت خود را از دست داده است نسبت به قالب ماسه‌تر استحکام بالاتری داشته و سطح آن‌ها به طور کامل صاف می‌شود.

3-    قالب ماسه سرد

در این روش از انواع چسب‌ها برای ایجاد اتصال بین دانه‌های ماسه و در نتیجه افزایش استحکام قالب استفاده می‌شود. اگر چه این روش دقت بالایی دارد ولی قیمت آن گرانتر است.

4-    قالب‌های غیرحرارتی

این روش بر مبنای رزین‌های مصنوعی مایع انجام می‌شود که با ماسه‌ها مخلوط شده و در دمای اتاق سخت می‌شود.