ریخته‌گری گریز از مرکز

ریخته‌گری

یکی از روش‌های متداول و بسیار قدیمی در زمینه ساخت انواع قطعات فلزی است. ریخته‌گری به روش‌های مختلفی انجام می‌شود که هر یک از این روش‌ها کاربرد خاص خود را دارند.

یکی از روش‌های ریخته‌گری، ریخته‌گری گریز از مرکز است.

این روش نخستین بار در قرن ۱۹ در کشور انگلستان برای تولید لوله‌های چدنی توسط Anthony Eckhard به کار برده شد.

 

ریخته‌گری گریز از مرکز

بیشتر مناسب تولید لوله‌ها با سطح مقطع‌های مختلف نظیر دایره و چند ضلعی است.

از این روش برای ساخت قطعات

قطعات کمپرسورهای موتور جت

لوله‌های کوره‌های صنعتی پتروشیمی

صنایع نظامی

 دیگ‌های بخار

نازل‌ها

چرخدنده‌ها

چرخ‌ها

بوش

آستر سیلندر موتور

رینگ‌های یاتاقان

 

بیشترین فلزاتی که در این روش از آن‌ها استفاده می‌شود

فلزاتی همچون آهن، فولاد، فولاد ضد زنگ، آلیاژهای آلومینیوم، مس و نیکل هستند.

به طور کلی به سه شکل زیر انجام می‌شود:

۱-گریز از مرکز حقیقی

۲-نیمه گریز از مرکز

۳-گریز از مرکز مجازی

در ادامه روش اصلی ریخته‌گری گریز از مرکز که همان روش اول است، به طور مفصل توضیح داده می‌شود و در انتها اشاره‌ای به دیگر روش‌های ریخته گری گریز از مرکز می‌کنیم.

اجزا سیستم ریخته‌گری گریز از مرکز

در این سیستم یک قالب که توسط موتور و چرخهای گرداننده شروع به دوران می‌کند. برای ریختن مذاب هم یک مخزن و اریفیس در انتهای آن در نظر گرفته شده است تا مذاب به آرامی وارد قالب شود.

فرآیند ریخته گری گریز از مرکز

در این روش فلز مذاب به قالب دوار تزریق می‌شود و سپس چرخش این قالب دوار منجر به ایجاد نیروی گریز از مرکز می‌شود. مذاب ریخته شده در قالب به واسطه این نیرو به سمت سطح داخلی قالب رفته و ضخامتی یکسان در تمام قالب به وجود می‌آورد، سپس با گذر زمان قطعه شروع به سرد شدن می‌کند و قطعه نهایی حاصل می‌شود. البته نکته مهم در این روش جمع شدن تمام ناخالصی‌ها روی قطعه است چرا که اختلاف چگالی بین ناخالصی‌های موجود در مذاب و فلز خالص وجود دارد که همین عامل سبب جدا شدن دو ترکیب از یکدیگر می‌شود. به این ترتیب پس از سرد شدن قطعه می‌توان به راحتی با ماشین‌کاری تمام ناخالصی‌های قطعه را از بین برد. از آنجایی که سرعت چرخش ثابت است، ضخامت قطعه در تمام سطح آن یکسان بوده و در نهایت قطعه‌ای متقارن خواهیم داشت. در این روش قالب به صورت‌های افقی یا عمودی می‌تواند قرار بگیرد.

مزایا و معایب ریخته گری گریز از مرکز

این روش هم همانند دیگر روش‌های ریخته‌گری مزایا و معایب خاص خود را دارد که در ادامه به مهم‌ترین موارد آن‌ها اشاره می‌کنیم.

مزایا

1- مناسب تولید تعداد بالایی از قطعات استوانه‌ای شکل.

2- دقت ابعادی مناسب

3- عدم نیاز به تمیزکاری پس از ریخته‌گری (البته در صورتی که قطعه‌ای کاملا یکنواخت و بسیار دقیق بخواهیم، الزاما نیازمند انجام فرآیندهای ماشین‌کاری و تمیزکاری خواهیم بود).

4- عدم نیاز به ماهیچه‌گذاری و قرار دادن راهگاه برای ریختن مذاب به درون قالب

5- با توجه به جدا شدن راحت ناخالصی‌ها، می‌توان قطعات نهایی با خواص مکانیکی عالی بدست آورد.

6- عدم ایجاد حفره و تشکیل شدن حباب هوا در قطعه نهایی به واسطه خروج هوا در اثر چرخش مذاب با سرعت بالا.

7- مقاومت در برابر خوردگی بسیار بالا به واسطه شکل‌گیری خوب دانه‌ها در سطح خارجی و داشتن زمان کافی برای سرد شدن آن‌ها.

8- مناسب تیراژ بالا چرا که راندمانی در حدود 95 درصد برای ما به ارمغان می‌آورد.

9- امکان ریخته گری انواع فلزات حتی فلزاتی با وزن مخصوص بالا.

 

معایب

از عمده معایبی که در ریخته‌گری گریز از مرکز نمود پیدا می‌کنند می‌توان به مواردی

ترک‌خوردگی

چروک شدن سطح لوله بریدگی لوله

تردی لوله

ساچمه‌ای شدن سطح لوله

وجود حفره در سطح لوله

فشردگی بیش از حد مذاب و ریزش مذاب

تمامی این موارد با تغییر شرایط فیزیکی حاکم بر فرآیند ریخته‌گری قابل پیشگیری است.

مهم‌ترین فاکتورهای فیزیکی موثر در فرآیند ریخته‌گری گریز از مرکز

 سرعت دوران

میزان سیالیت مذاب و دمای ذوب

که با تغییر و تنظیم آن‌ها می‌توان به نتایج دلخواه دست پیدا کرد.

 

محدودیت‌ها

تنها محدودیتی که برای این روش در نظر گرفته می‌شود، محدودیت در ضخامت و قطر قطعات تولید شده است. به نحوی که ضخامت مناسب ریخته‌گری گریز از مرکز در محدوده 5/2 تا 125 میلی‌متر بیان شده است و قطر لوله‌های تولیدی در این روش هم عموما بین 3 تا 15 متر است.

سرعت‌های چرخشی متفاوت برای ریخته‌گری گریز از مرکز

البته می‌توان از قالب‌ها و سرعت‌های چرخشی متفاوت برای ریخته‌گری گریز از مرکز استفاده کرد و به ضخامت‌های دلخواه رسید. چرا که در این روش هرچه سرعت دوران افزایش یابد می‌توان به ضخامت‌های کمتری دست پیدا کرد.

 

ریخته گری نیمه گریز از مرکز

برای تولید قطعاتی که دارای تقارن محوری هستند نظیر چرخ‌ها و پولی‌ها می‌توان از این روش استفاده کرد. در این متد سرعت چرخش به میزان قابل توجهی کمتر از سرعت چرخش در گریز از مرکز حقیقی است. در این متد تمام ناخالصی‌ها در مرکز قطعه جمع می‌شوند و به راحتی با ماشین‌کاری از قطعه نهایی حذف می‌شوند. در این روش می‌توان قطعات پیچیده‌تری هم تولید کرد که بدین منظور می‌توان از ماهیچه‌هایی درون قالب‌های ریخته‌گری استفاده کرد.

 

ریخته‌گری گریز از مرکز مجازی

در این روش از نیروی گریز از مرکز تنها برای رساندن مذاب به قالب‌های ریخته‌گری استفاده می‌شود به نحوی که مذاب در محفظه مرکزی قالب تزریق می‌شود و به واسطه چرخش به سمت قالب‌های اصلی ریخته‌گری هدایت می‌شوند. این روش برای تولید قطعات ظریف با جداره نازک و کیفیت ساخت بسیار بالا کاربرد دارد از این رو برای ساخت طلا و جواهرات از این متد استفاده می‌شود.