طرح ریخته گری مس و آلیاژهای آن
- 4 تیر 1399
- ۰
- بازدیدها: 4,562
- دسته بندی:
طرح ریخته گری مس و آلیاژهای آن
ریختهگری عبارت از شکل دادن فلزات و آلیاژها از طریق ذوب ، ریختن مذاب در محفظه ای به نام قالب و آنگاه سرد کردن و انجماد آن مطابق شکل محفظه قالب میباشد. این روش ، قدیمیترین فرآیند شناخته شده برای بدست آوردن شکل مطلوب فلزات است. اولین کورههای ریختهگری از خاک رس ساخته شده است که لایههایی از مس و چوب به تناوب در آن چیده میشد و برای هوادادن از دم فوتک بزرگی استفاده میکردند. بسیاری از قالبهای اولیه نیز از خاک رس ، خاک نسوز ، ماسه و سنگ تهیه میشود
شواهدی در دست است که چینیها در حدود ۷۰۰ سال قبل از میلاد به ریختهگری آهن مبادرت ورزیدند. ولی یافتن قطعات ریخته شده از خرابههای شهر حسنلو در آذربایجان شرقی نشان دهنده توسعه این فن در ۹۰۰سال قبل از میلاد در ایران بوده است
ریختهگری هم علم است و هم فن ، هم هنر است و هم صنعت. به میزانی که ریختهگری از حیث علمی پیشرفت میکند، ولی در عمل هنوز تجربه ، سلیقه و هنر قالبساز و ریختهگر است که تضمینکننده تهیه قطعه ای سالم و بدون عیب میباشد. این فن از اساسیترین روشهای تولید است، زیرا حدود ۵۰ درصد وزنی کل قطعات ماشینآلات به این طریقه ساخته میشوند.
برای ریختهگری ، از فولاد و چدنها (فلزات آهنی) ، برنزها ، برنجها ، آلیاژهای آلومینیم و منیزیم و آلیاژهای منیزیم و روی (فلزات غیر آهنی) بهعنوان مهمترین فلزات ریختهگری استفاده میشود. معمولا روشهای ریختهگری را به نام ماده سازنده قالب اسمگذاری میکنند، مانند ریختهگری در ماسه که جنس قالب آن ، ماسه است.
حدود ۸۰ درصد اجسامی که در اطراف خود می بینید ، به روش ریخته گری تولید میشوند. علت اصلی انجام فرآیند ریخته گری آن است که میتوان بوسیله آن ، هر جسم و وسیله ای با هر شکلی (حتی اشکال پیچیده) که تولید و شکل دهی آهن توسط ماشین کاری مشکل است را ایجاد کرد. فراموش نکنید که اکثر خود قطعات ماشین آلات صنعتی هم به این روش تولید میشود.
برای انجام یک فرآیند ریخته گری ، ابتدا می بایست نقشه قطعه ای که قصد ریخته گری و تولید آن داریم را ایجاد کنیم ، سپس از روی نقشه ، مدلی ایجاد کنیم. در مرحله بعدی می بایست فلز مناسب را جهت تهیه مذاب انتخاب کنیم. سپس توسط نمونه ایجاد شده ، قالب را ایجاد کنیم که عموما در ماسه ایجاد میشود و شکل نمونه در ماسه ایجاد میشود. اگر قطعه مورد نظر ما دارای تورفتگی ، یا قسمت های برجسته یا تو رفته است می بایست برای آن ، ماهیچه هایی را در نظر گرفت که این برجستگی ها و تو رفتگی ها را شکل میدهد. اکنون مذاب را به داخل قالب ریخته و در این هنگام می بایست گازهای متصاعد از داخل قالب خارج شوند و قالب ما بطور کامل بوسیله مذاب پر شود. پر کردن قالب توسط مذاب باید در دما و سرعت مناسب انجام شود. سرعت سرد شدن و کنترل مذاب بسیار مهم است چون اگر ملزومات آن رعایت نشود باعث ایجاد حفره هایی در قطعه ریخته گری شده خواهد شد. بعد از انجماد مذاب ، باید قطعه شکل گرفته را از قالب خارج کرد. بنابراین ریخته گری یا متالورژی بعنوان یک علم و هنر یاد میشود.
ریخته گری در زمینه صنایع فولادسازی و آهن آلات ، کاربرد وسیعی دارد که میتوان به تولید فولاد آلیاژی و آهن زنگ نزن اشاره کرد.
ریخته گری مداوم شمش فولاد بعنوان یکی از روش های نوین ریخته گری در دنیا می باشد که به ماشین ریخته گری (Casting Machine) نیاز خواهیم داشت. در ریخته گری اگر قطعه تولید شده مستقیما به شکل نهایی خود ایجاد شود، آن قطعه را ریختگی می گویند.
بطور کلی روش های ریخته گری متعددی به غیر از روش ایجاد قالب ماسه ای همانند ریخته گری دایکاست (ریخته گری تحت فشار) ، ریخته گری گریز از مرکز و و ریخته گری دقیق وجود دارد.
انواع روشهای ریختهگری
روشهای ریختهگری از دیدگاه نوع قالب به دو دسته تقسیم میشوند: ریختهگری در قالبهای یکبار مصرف و ریختهگری در قالبهای دائمی.
ریختهگری با توجه به فناوری و مجموعه تجهیزاتی که در قالبگیری دخیل هستند شامل موارد زیر میشود:
ریختهگری با قالب ماسه ای: اغلب تولید قطعات ریختگی در ماسه انجام میشود. ریختهگری ماسه ای (Sand casting)، فرآیندی است که در آن از ماسه برای قالبگیری استفاده میشود. ماسه لازم برای یک تن ریختهگری حدود ۴ تا ۵ تن است. نسبت مصرف ماسه به فلز، بسته به نوع، اندازه قطعه ریختگی و روش قالبگیری، متغیر است. ماسه مورد استفاده در ریختهگری انواع مختلفی دارد که تحت دو دسته کلی ماسه طبیعی و ماسه ترکیبی (ماسه دریاچه) میتوان آنها را طبقهبندی نمود. این ماسهها دارای یک ماده نسوز به نام سیلیکا (SiO2) میباشند. دانههای ماسه باید بقدر کافی کوچک باشند تا بتوان آنها را متراکم کرد، و در عین حال باید آنقدر درشت باشند تا گازهای تشکیل شده در هنگام ریختهگری از بین منافذ آنها خارج شوند. در قالبهای بزرگتر، از “ماسه سبز” استفاده میکنند (ترکیبی از ماسه، خاک رس و مقداری آب).
ریختهگری در ماسه تر (Green sand casting): ریختهگری در قالب ماسهای خشک نشده.
ریختهگری در ماسه خشک (Dry sand casting): ریختهگری در قالب ماسهای خشک شده. در این روش، قالب ماسهای در گرمخانهای با دمای حدود ۳۰۰ درجهٔ سانتیگراد به مدت مناسبی قرار داده شده و خشک میگردد.
ریختهگری در قالب رو خشک (Skin-dried mold casting): ریختهگری در آن دسته از قالبهای ماسهای که سطوح آن ها-اغلب با یک مشعل- تا عمق معینی خشک شدهاست.
ریختهگری روباز در ماسه (Open sand casting): ریختهگری در قالبهای ماسهای بدون لنگهٔ رویی. از این روش در تولید قطعات نا دقیقی که یک سطح تخت دارند استفاده میشود.
ریختهگری در حالت نیمه جامد (Semi-solid casting): ریختهگری در حالت خمیری.
ریختهگری در قالب گچی (Plaster mold casting): روش ریختهگری با استفاده از قالبهای ساخته شده از گچ فرنگی و افزودنیهای دیگر. در تولید قطعاتی با دقت ابعادی کار میرود.
ریختهگری دقیق (Investment Casting): ریختهگری دقیق به نام «ریختهگری با مدلهای مومی» یا «ریختهگری ظریف» نیز شناخته میشود. قرون متمادی است که این نوع ریختهگری برای تهیه قطعات با کیفیت عالی بکار میرود. در این روش ریختهگری، میتوان با استفاده از قالبها ساخته شده از جنس سرامیک و مواد دیر گداز دیگر، قطعاتی پیچیده با دقت ابعادی بالا و سطوحی صافتر در مقایسه با روشهای دیگر تولید کرد.
ریختهگری پیوسته (continues casting): ریختهگری پیوسته، فلز مذاب را بر اساس یک فرایند پیوسته، به جامد تبدیل میکند.
آلیاژ مس چیست؟
آلیاژهای مسی یکی از پرمصرف ترین و پرکاربردترین آلیاژها هستند که عنصر مس، اصلی ترین عنصر آن ها است. مس دارای ویژگی هایی است که باعث شده آلیاژهای مسی دارای کاربردهای خاصی باشند. آلیاژ مس در صنعت های مختلف مردم جهان نقش بسزایی دارد و به همین جهت انواع آلیاژهای این ماده معدنی به صورت مستقیم و با قیمت مناسبی در دسترس قرار گرفته است. آلیاژ مس در صنعت های مختلف مردم جهان نقش بسزایی دارد. مس یکی از عنصر های جدول تناوبی می باشد. مس را اگر در فضای باز قرار دهیم به رنگ قرمز در می آید، به این دلیل است که این عنصر با مولکول های هوا واکنش نشان می دهد. مس در حالت عادی و خاص خود نرم می باشد و می تواند چکش خوار باشد. در ابتدای تاریخ و پیدایش مس در معدن های قبرس آلیاژ مس استخراج می شده است و حتی نماد اختصاری مس هم در جدول تناوبی از کوتاه شده مس قبرس می باشد. مس در جدول تناوبی با نماد Cu نمایش داده می شود
در ابتدای زندگی انسان ها در ایران که بر روی فلات ایران زندگی می کردند که گاهی این مردم به کار سفالگری روی می آوردند و این کار را انجام می دادند. در این حین متوجه می شدند که برخی از سفال هایی که می ساختند از بقیه محکم ترند و نمیشکنند و یا اگر ظرف هایی را برای پختن در آتش می گذاشتند ماده ای از آن خارج می شد که به خوبی آن را نمی شناختند اما نام آن را مس گذاشتند و به زودی در ساخت لوازم مختلف از مس استفاده می کردند.
آلیاژ های بسیار زیادی از مس وجود دارد که با یکدیگر فرق دارند. یکی از این آلیاژ مس که برنج آلیاژ مس می باشد روی نام دارد. نوعی دیگر آن که روی آلیاژ مس می باشد قلع نام دارد. مس یک ظرفیتی از جمله اکسیداسیون های متداول آلیاژ مس می باشد. اکسید های مس در ابر رساناها پایه های اصلی هستند.
سطح تازه ای از مس خالص دارای رنگ نارنجی قرمز است. این اولین فلزی بود که انسان از سال ۸۰۰۰ قبل از میلاد استفاده کرد. این فلز با درجه حرارت بالا، هدایت الکتریکی و قابلیت جوشکاری مناسب است. مس برای ساخت برنامه های کاربردی مانند: صنایع سرد و حرارتی، صنایع برق، الکترونیک، صنایع خودرو، لوازم خانگی و دکوراسیون داخلی استفاده می شود.
برنج آلیاژ پر مصرف مس
برنج یک آلیاژ فلزی است که از مس و روی ساخته شده است. نسبت آلیاژ مس و روی می تواند انواع مختلفی از آلیاژهای برنج با خواص مکانیکی و الکتریکی مختلف ایجاد کند. برنج دارای قدرت بالا و گرما و هدایت الکتریکی خوب است. برنج مورد استفاده برای ساخت برنامه های کاربردی مانند: کلید اصلی، سیم، زیپ، رادیاتور و غیره. فسفر برنزی آلیاژ مس است که از آن به ترتیب ۰.۵ تا ۱۱ درصد قلع و ۰.۰۱-۰.۳۵ درصد فسفر است. قلع مقاومت خوردگی، سختی، مقاومت، ضریب اصطکاک کم و دانه های خوب را افزایش می دهد.
فسفر برنز برای پیچ ها و موارد دیگر مورد استفاده در شرایطی است که مقاومت در برابر خستگی، سایش و خوردگی شیمیایی مورد نیاز است. ترکیبی از خواص فیزیکی خوب، هدایت الکتریکی منصفانه و هزینه متوسط باعث می شود که دور، مربع، تخت و شکل خاصی برای بسیاری از چشمه ها، تماس های الکتریکی و سیم های متنوعی از سیم فسفر برنز استفاده شود.
تاریخچه
«در حدود پنج هزار سال پیش از میلاد مردم غارنشین فلات ایران بر اثر تغییراتی که از لحاظ آب و هوا و تشکیل مزارع و چمنزارها به وجود آمد به دشتها روی آوردند و زندگی تازهای را آغاز کردند و در تمدن آنها نسبت به دورانهای پیشین پیشرفت بیشتری دیده شد. مردمی که در فلات ایران زندگی میکردند گه گاه به سفالگری و ساختن اشیاء با گل میپرداختند و با پختن آنها از آنها آثاری زیبا پدیدمیآوردند. آنها در برخی اوقات مشاهده میکردند که بعضی از ظروف سفالینشان در اثر ضربه نمیشکند و همینطور در برخی اوقات از ظروفی که در آتش مینهادند مادهای خارج میشد که پس از سرد شدن سخت میگشت. آنها نام این ماده را مس گذاشتند و در ساخت ظروف و ابزار کشاورزی و جنگ از آن استفادههای بسیار کردند. در پایان عهد حجر پسین مردم این منطقه آلات و ابزار خود را با مس میساختند و کمکم اینگونه ادوات جای ابزار سنگی را که تا آن زمان متداول بود گرفت . ….. در هزاره چهارم پیش از میلاد مردم دشتنشین فلات ایران در کار زندگی پیشرفت بیشتری کردند … با آنکه سنگ در ساختن آلات و ادوات در این عهد به کار میرفت فلز نیز بیش از دوره پیش وارد صنعت گردید، مس را با چکش صاف میکردند، اما طرز ذوب کردن فلزات را نمیدانستند و با مس سنجاق و ظروف ظریف میساختند. ….. در این دوره ذوب مس نیز متداول شد و آلات و ادوات را به شیوه ریختهگری ساختند. در سکونتگاههای دوره مزبور چاقوها و دشنههایی با تیغه مسین به دست آمدهاست. همچنین در حفاریهای سیلک کاشان مقداری آئینه مسی جهت آرایش به دست آمدهاست. از ویژگیهای این دوره وجود گوشوارههایی از طلا و لاجورد است.»
آلیاژ برنز
برنز یا مِفرَغ آلیاژی است از مس و قلع که با آن ابزارهای مختلف و مجسمه را تهیه میکنند. برنز قدیمیترین آلیاژی است که انسان آن را تهیه کردهاست، زیرا در معادن مس معمولاً فلز مس بهطور طبیعی با قلع به صورت یک آلیاژ طبیعی وجود دارد به همین دلیل معمولاً نخستین ابزارهای مصنوعی فلزی که در قدیم توسط بشر ساخته شده غالباً از برنز است.
عصر برنز
عصر برنز پس از عصر مس رخ دادهاست. این تقسیمبندی به این جهت است که مصنوعات فلزی این دوره از زندگی بشر، بیشتر ترکیبی از مس و قلع است بهطوریکه کاوشهای دیرینشناسی نشان داده، ساکنان ایران از پنج هزار سال قبل از میلاد مسیح نیز آلیاژ برنز را میشناختهاند و از آن برای ساختن مصنوعات فلزی خود استفاده میکردهاند. مصنوعات مفرغی که در سایر نقاط دنیا ضمن حفاریهای گوناگون یافت شده، قدیمیتر از این تاریخ نیست. بنابراین میتوانیم شروع عصر برنز را از پنج هزار سال قبل از میلاد مسیح بدانیم.
برنز در ایران
ایران دارای پیشینه بسیار طولانی در امر ذوب سنگ معدن و استخراج فلز مس میباشد، آثار بدست آمده از تپه قبرستان دشت قزوین متعلق به نیمه دوم هزاره پنجم پیش از میلاد، تپه علی کش در دهلران، تپه سیلک، تل ابلیس در بخش مرکزی رشته کوههای کرمان و کاوشهای بمپور و شهداد گویای این مطلب است. فلز کاران قدیمی به مرور در جهت بهرهگیری از عناصر و ترکیب آنها، به مادهای محکم تر از آلیاژ مس و قلع دست یافتند که اصطلاحاً برنز نامیده میشود. بدین ترتیب برنز به صورت یکی از برجستهترین صنایع فلات ایران در آمد. عصر برنز در ایران به سه دوره فرعی تقسیم میشود که عبارتند از:
برنزهای مس-قلع کار شده
برنزهای کار شده مس، قلع که ۱.۲۵ تا ۱۰% قلع دارند، برنز های فسفردار نامیده می شوند.
این آلیاژها معمولا تا حدود ۰.۱ % فسفر دارند که برای بهبود قابلیت ریخته گری و اکسیژن زدایی به آنها افزوده میشود.
اگر پس از اکسیژن زدایی مقداری فسفر باقی بماند ترکیب سخت cu3p تشکیل می شود و استحکام و سختی برنز قلع دار را افزایش میدهد.
برنزهای قلع دار کار شده محکم تر از برنج ها هستند.
آنها در شرایط کار،سرد شده و مقاومت بیشتری به خوردگی دارند.
برنزهای مس-قلع ریخته شده
مقدار زیاد قلع،بیشتر از حدود %۱۰ ، آلیاژهای مس-قلع را کار ناپذیر می کند.
آلیاژهای ریختگی که تا ۱۶sn %داشته باشند برای ساخت قطعات مستحکم یاتاقان و چرخ دنده به کار می رود.
برای اطمینان از ریخته گری سالم، چرخ دنده ها اغلب به روش ” ریخته گری گریز از مرکز ” انجام می شود.
برای یاتاقان ها حدود %۱۰snمعمول است ، البته برای بهبود شکل پذیری و تناسب سطح یاتاقان مقادیر متغیری سرب اضافه می شود.
آلیاژ برنج
آلیاژ برنج از ترکیب فلزات مس و روی به دست میآید.
ماده اصلی و پایه تهیه برنج، فلز مس است و برنج به عنوان آلیاژ مس شناخته میشود.
رنگ برنج از قرمز تیره تا زرد نقره ای متغیر است و رنگ آن به میزان روی در ترکیب بستگی دارد.
هر چفدر مقدار درصد روی بیشتر باشد، رنگ برنج نیز روشن ترخواهد شد.
آلیاژ برنج محکم تر ار مس و روی است و شکل دادن برنج بسیار راحت بوده و در برابر حرارت و خوردگی مقاوم میباشد.
کاربردهای آلیاژ برنج
برنج به رنگ زرد و طلایی در تولید وسایل تزئینی و پایه های شمع و لوسترها به کار میرود.
در ساخت آلات موسیقی همچون فلوگلهورن، کرنا، شیپور، بوق، و کرنت از برنج اسفاده میشود.
میتوان در ساخت زیپ لباس ها و کیف ها نیز از برنج استفاده کرد.
یرهای ساخته شده از برنج به لولههای مسی، لحیم کاری میشوند.
به دلیل اصطکاک پایین آلیاژ برنج، از آن در تولید دستگیرههای درب، قفلها، دسته ها و … استفاده میشود.
آلیاژ برنج در تولید وسایل اجاق، فر و منقل نیز به کار میرود.
آلیاژ برنج به دلیل وجود آلومینیوم در خود، نسبت به خوردگی شدیداً مقاوم است.
با توجه به این خاصیت، از آلیاژ برنج در ساخت تجهیزاتی در معرض خوردگی مثل بویلرها نیز بهره میبرند.
تلسکوپهای ستاره شناشی نیز دارای پوششی از برنج هستند.
برنج فشنگ و سرسره به طور عمده در ساخت مهماتی همچون لباسهای ضد گلوله و پوکه تیر مورد استفاده قرار میگیرند.
سکه های رایج به عنوان پول نیز از آلیاژ برنج تهیه میشوند.
آلیاژ برنج در تولید وسایل جهت یابی، پیمایش و نقشه برداری نیز کاربرد دارد.
آلیاژ برنج آلومینیومی شامل ۲% آلومینیوم بوده و در تولید لوله های کندانسور و وسایل گرمایشی به کار میرود.
کد آیسیک مرتبط با صنعت ریخته گری مس و آلیاژهای آن
کد آیسیک مخفف International Standard Industrial Classification (سیستم بین المللی طبقه بندی استاندارد صنایع) است. کد گذاری به عنوان روش ساده و دقیق برای تعیین هویت کالا، قطعات ، مدارک و اموال ، سالها است که در سطح شرکت هاو زنجیره های تأمین مورد استفاده قرار می گیرد.
کد آیسیک ریخته گری مس ۲۷۳۲۱۴۲۳۱۹
کد آیسیک ریخته گری برنز ۲۷۳۲۴۱۲۳۲۰
کد آیسیک ریخته گری برنج ۲۷۳۲۴۱۲۳۲۱
کد آیسیک ریخته گری مس به جز برنج و برنز ۲۷۳۲۴۱۲۳۲۲
کد تعرفه گمرکی مرتبط با صنعت ریخته گری مس و آلیاژهای آن
تعرفه یا به عبارت دیگری(TARIFF) یک نوع معیار رقمی و یا عددی می باشد برای شناسی و تعیین جایگاه کالا در ترخیص کالا .
تعرفه گمرکی میزان حقوق ورودی قابل پرداخت برای ورود کالا می باشد.تعرفه گمرکی در بستر تاریخ مبتنی بر سیستم و روش های خاصی از قبیل اداره گمرک،آمار،حمل و نقل،بیمه و غیره طراحی و مورد استفاده قرار می گیرد.
کد تعرفه گمرکی مس (برنج و برنز) ۷۴۰۳ میباشد.
فرآیند ریخته گری
فرآیند ریخته گری با تولید قالب آغاز می شود که شکل قالب، قرینه و معکوس قطعه ای است که ما نیاز داریم.
قالب از مواد نسوز مانند ماسه تهیه می شود. فلز بر به داخل کوره ذوب ریخته می شود تا ذوب شود.
سپس فلز مذاب در گودی قالب که شکل قطعه مورد نظر است ریخته می شود. و تا زمان جامد شدن خنک می گردد. نهایتا قطعه فلزی شکل گرفته از قالب جدا می شود.
تعداد زیادی از سازه های فلزی که هر روز با آنها سرو کار داریم به روش ریخته گری تولید شده اند. علل این (گستردگی کاربردی در ریخته گری) عبارتند از :
۱- به روش ریخته گری می توان قطعاتی را تولید کرد که هندسه بسیار پیچیده ای دارند و یا دارای حفره های درونی می باشند.
۲- برای تولید قطعات بسیار کوچک و همچنین قطعات بسیار بزرگ از چندصد گرم تا چندین هزار کیلو گرم می توان از این روش استفاده کرد.
۳- این روش از نظر اقتصادی بسیار مقرون به صرفه است . و هدر رفت کمی دارد. فلزات اضافی در هر بار ریخته گری دوبار ذوب شده و استفاده می شوند.
۴- فلز ریخته گری
وضعیت واحد های فعال ریخته گری مس و آلیاژهای آن
در نمودار زیر تعداد و ظرفیت واحدهای ریخته گری مس و آلیاژهای آن در کشور به تفکیک استان آمده است .
وضعیت واردات و صادرات مس و آلیاژهای آن
نمودار واردات و صادرات مس و آلیاژهای آن در کشور به تفکیک سال در شکل زیر آمده است.
خلاصه بررسی فنی، مالی و بازار طرح ریخته گری مس و آلیاژهای آن
ظرفیت تولید سالیانه : ۱۵۰۰ تن
نرخ برابری دلار : ۱۷۰۰۰ تومان
مساحت زمین موردنیاز : ۵۰۰۰ مترمربع
زیربنای کل : ۲۰۰۰ مترمربع
تعداد نیروی انسانی مورد نیاز : ۳۲ نفر
میزان سرمایه گذاری ثابت : ۹.۵ میلیارد تومان
ارزش ماشین آلات و تجهیزات : ۴.۵ میلیارد تومان
نرخ بازده داخلی : ۳۶ درصد
درصورت تمایل به این مطلب امتیاز دهید:
دیدگاه خود را ثبت کنید